CN103429180B - 用于外部固定器的调整工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于外部固定器的调整工具(10)，该调整工具(10)用于将压缩或牵引施加在由跨越这种骨折部位的骨钉(2)固定的断骨上，该调整工具(10)包括：装配元件(12)，该装配元件(12)用于牢固地保持外部固定器的夹紧组件(3)；定位夹具(11)，该定位夹具用于在夹紧组件(3)的附近将调整工具固定在外部固定器的杆(1)上；以及连接元件(13)，该连接元件(13)附接至装配元件(12)和定位夹具(11)，并且适于朝向或远离定位夹具(11)移动装配元件(12)。装配元件(12)包括：阻挡套筒(122)，该阻挡套筒(122)适于沿夹紧组件(3)的纵向轴线的方向推动夹紧组件(3)的最上部钳夹，以使第二最上部钳夹挡靠装配元件(12)的抵接部分(129)；以及致动元件(123)，该致动元件(123)在阻挡套筒(122)内，用于致动夹紧组件(3)的锁定元件以在不松开骨钉(3)的情况下松开外部固定器的位于夹紧组件(3)内的杆(1)。

Description

用于外部固定器的调整工具
技术领域
本发明涉及一种用于适于将第一骨部分相对于第二骨部分固定在一定位置中的外部固定器的调整工具，其中，该调整可以包括压缩或牵引。
背景技术
病人所使用的外部固定器通常是一种包括至少两个夹紧组件的装置，每个夹紧组件用于接纳至少一个骨钉，其中，在优选实施方式中，每个夹紧组件包括用于接纳外部固定器的在骨折部位上延伸的杆的第二夹具。如果将施加压缩或牵引，则至少一个夹紧组件必须被松开，从而存在从骨折部位的一侧与骨头接合的相应的骨钉的角定向松开其定向的风险。
US5,304,177公开了一种具有两个夹紧组件的集成的可调式固定器，其中，每个夹紧组件接纳要进入到病人的骨折部位的每侧上的骨头中的骨钉。在保持骨钉的两个夹紧组件之间提供了具有蜗杆的主体，以允许改变两个夹紧组件之间的距离。该装置允许调节两个这个骨钉之间的距离，因此其本身能够被认为是压缩和/或牵引工具。
US7,261,713公开了另一种可调节的骨固定器，其中，两个多针(multipin)夹紧组件附接至纵向主体。所述主体允许夹紧本体的不同定向并且包括纵向平移元件，该纵向平移元件允许移动两个多针夹紧组件的位置。
现有技术允许更容易地调节夹紧组件之间的距离，该夹紧组件在病人的骨头中的骨折部位的每侧上提供骨钉，但是却没有提供刚性框架。夹紧组件之间的枢转接头的存在需要一些力来阻止万向接头。
发明内容
基于该现有技术，本发明的目的是提供一种允许更安全和更容易地改变外部固定器的该两个骨钉的距离的压缩和牵引工具。
本发明的另一目的是提供一种能够用于各种夹紧组件的压缩和牵引工具。
本发明的又一目的是提供一种如下的压缩和牵引工具，即：该压缩和牵引工具不是外部固定器的一部分，即，该压缩和牵引工具仅在要对长度变化进行调整时使用，但是该压缩和牵引工具不是例如由具有断肢的人佩戴的外部固定器的一部分。
通过使用根据本发明的工具实现了本发明的目的。
调整工具将用于外部固定器，该调整工具用于将压缩或牵引施加在由跨越这种骨折部位的骨钉固定的断骨上。因此，该调整工具包括：
-装配元件，该装配元件用于牢固地保持外部固定器的夹紧组件，
-定位夹具，该定位夹具用于将调整工具在所述夹紧组件的附近固定在外部固定器的杆上，以及
-连接元件，该连接元件附接至装配元件和定位夹具，并且适于朝向或远离定位夹具移动装配元件。
因此，装配元件包括：阻挡套筒，该阻挡套筒适于沿夹紧组件的纵向轴线的方向推动外部固定器的夹紧组件的最上部钳夹，以使第二最上部钳夹挡靠装配元件的抵接部分；以及致动元件，该致动元件在阻挡套筒内以致动夹紧组件的锁定元件以在不松开骨钉的情况下松开外部固定器的位于夹紧组件内的杆。
本申请还提供了本发明的另外的实施方式。
附图说明
下面参照附图对本发明的优选实施方式进行描述，这些附图旨在示出本发明的当前优选实施方式而并非旨在限制本发明。在附图中，
图1示出了根据本发明的与一个夹紧组件、一个杆以及一个骨钉相关的装置的立体图，
图2示出了图1的沿延伸元件的中轴线的部分实施方式，
图3示出了根据图1的压缩工具的分解图，
图4示出了根据图3的压缩工具的截面，以及
图5示出了从根据图3的压缩工具的上方观察的俯视图。
具体实施方式
图1示出了用于外部固定器的压缩工具10的局部说明图，并且该图示出这种外部固定器的一些部分。由于对骨折部位进行压缩是对在骨折部位上的两个骨钉之间的距离的最常见的调节方法，因此在以下说明书中工具10总是作为压缩工具被提及，但是该工具也可以用作牵引工具，因为这种骨钉之间的距离也能够增大。因此，该工具实际上是组合的压缩和牵引工具、调整工具。
外部固定器——工具10意在用于该外部固定器——包括第一夹紧组件，该第一夹紧组件未在附图中示出。然后，用于将骨钉附接在肢体的骨折部位的一侧上的所述第一夹紧组件与杆1进行连接，以跨越骨折部位。在骨折部位的另一侧上，第二夹紧组件3附接至杆1并且包括第二骨钉2，考虑到上述与外部固定器的第一夹紧组件连接的骨钉(在附图中未示出)，该第二骨钉2意在进入到骨折部位的另一侧上的骨头中。夹紧组件3具有图2的横截面中示出的几个元件。第二夹紧组件3是根据申请人的共同未决的美国申请12/780,231的夹紧组件。第二夹紧组件3也可以是根据EP0700664的夹紧组件。
在任何情况下，第二夹紧组件3具有两对钳夹，即：提供接收部36以容置杆1和钉2的一对下钳夹30、31。此外，一对上钳夹32、33也包括接收部36以容置杆1和钉2。成对的钳夹30、31以及32、33与通过头部35致动的连接螺钉34连接。所述螺钉34沿第二夹紧组件3的纵向轴线延伸。这种夹紧组件3也从具有类似设计的EP700664中获知。在本文中，唯一重要的是，所述夹紧组件具有允许同时容置杆1和骨钉2的至少两对钳夹30、31以及32、33。它们是上市的实施方式，其中，中间钳夹31、32可以由一个单一的钳夹取代。考虑到不应当定位在同一水平面处的杆1和钉2，因此优选地是在高度上位于不同水平面处存在不同的接收部36或用以适应接收部36的插入物。
这种夹紧组件3的外在形式通常呈圆柱形或近圆柱形。然而，在从上方观察的视图中，其还可以具有正方形或长方形的横截面。如上所述，第一夹紧组件和第二夹紧组件用来在骨折部位的两侧上固定两个或更多个骨钉2，其中，杆1用于建立刚性框架以及骨钉2的限定的距离、位置和方向。
在这种外部固定器的使用期间，现在可以设想，两个骨折的骨头部位必须将其中一个沿着另一个的方向移位(即，压缩运动)或两个骨折的骨头部位必须沿相反的方向移位(即，牵引)。根据现有技术的解决方案，桥接夹紧组件的蜗杆必须被致动以改变距离。
在本文中具有刚性的且固定的杆1，该杆1给予外部固定器较高的强度，在不通过转动头部35而松开致动器螺钉34的情况下将不能进行压缩或牵引。然而，这不仅使得下钳夹30和下钳夹31能够沿杆1滑动，而且打开保持骨钉2的夹钳32和夹钳33。
根据本发明，建议使用如下压缩工具10：
如能够在图1至图5中看到的，压缩工具10包括：定位夹具11，该定位夹具11适于被夹持在杆1上；以及连接元件13，该连接元件13将定位夹具11与适于牢固地保持夹紧组件3的装配元件12进行连接。
定位夹具11包括提供接收部114的下钳夹110和上钳夹111。在图中示出的实施方式中存在三个不同尺寸的接收部114。重要的是，一个接收部114适于容置杆1。通过将纵向螺杆112抵靠着垫圈116进行致动，钳夹110和钳夹111闭合且夹紧杆1。螺杆112延伸超过钳夹11进入到连接元件13的连接本体132中。
在简单的实施方式中，能够将钳夹111和连接本体132结合在一个单一元件中。然而，优选的具有两个不同的元件，从而在钳夹111上具有下结构表面113并且在互补的连接本体132上具有互补的结构表面。这使得能够围绕螺杆112的纵向轴线转动钳夹110和钳夹111，从而选择相应尺寸的接收部114以容置杆1。
连接本体132具有带有内螺纹133的通孔，该通孔定向为垂直于定位夹具11的上述固定螺杆112的轴线。连接本体132还在螺杆112的纵向轴线附近具有上开口135。
连接元件13包括具有外螺纹的蜗杆130，该蜗杆130适于在包括内螺纹133的连接本体132的孔中旋转。蜗杆130在一端处具有凸缘137和转动旋钮134。连接本体132的在上开口135的两侧分成两个部分的孔不必具有互补的内螺纹133。在图2中示出的实施方式中，能够看到邻近凸缘137的孔没有内螺纹。
在蜗杆130的另一侧上，其具有中央孔138和意在被引入并且与装配元件12的壳体120进行连接的较小直径的无螺纹的圆柱形套筒139。装配元件12的壳体120具有——从上方观察的视图中——字母C的形式，其中，装配元件的封闭部分朝向连接本体132定向。壳体120具有孔以容置蜗杆130的互补的套筒139。蜗杆130通过反向螺钉(counterscrew)136固定在所述孔内以允许蜗杆130旋转。反向螺钉136具有比壳体120内的孔大的头部。由此可见，蜗杆130的旋转改变连接本体132在壳体120与蜗杆130的凸缘137之间的位置。反向螺钉136与蜗杆130之间的固定关系尤其可以通过粘合来实现，或者可以通过使用销或焊接等被阻挡。
装配元件12除了与蜗杆130形成固定旋转关系的壳体120之外还包括阻挡套筒122，该阻挡套筒122具有与壳体120的位于壳体120的顶部附近的内螺纹121互补的外螺纹125。在阻挡套筒122内提供有致动螺钉123，该致动螺钉123在其下端处具有带有接收孔124的中空圆柱体152。所述中空圆柱体152对于容置夹紧组件的头部35的形状配合(positivefit)来说是互补的，对于夹紧组件的头部35来说，所述中空圆柱体152为调整工具。
壳体120还包括与阻挡套筒122的纵向轴线成直角的横向切口127。该横向切口127的端口位于连接的壳体120的位于内螺纹121下方的下部中的“C”的开口端的一侧上。在横向切口127的下方——在开口“C”的两侧上——提供有凸出到下接收开口154中的下台肩129，并且下台肩129在壳体120的下端提供了凸缘。如上所述，C形套筒包括与内螺纹121相对的下接收开口154。在下台肩129的接近内螺纹的另一侧上，设置有凸出到由阻挡套筒122从上方部分地填充的开口中的另外的接收台肩128。
因此，装置的功能如下。两个骨钉——其中仅有一个骨钉2示出在图1或图2中——嵌入在病人的位于骨折部位的两侧上的骨头中。杆1跨越骨折部位并且在所述两侧上通过两个夹紧组件3连接至骨钉2。为了将一个骨钉3沿下层的杆1的纵向轴线移动——或者压缩或牵引骨折区域，将其中一个夹紧组件3进行移动，调整工具10的使用示出在图1和图2中。外部固定器的夹紧组件3的两个钳夹30和31对杆进行夹持并且夹紧组件3的两个钳夹32和33保持骨钉2。
调整工具10呈现有开口“C”，即，从侧向开口150朝向夹紧组件3的两个上钳夹32和33。装配元件12被推至两个上钳夹32和33上，使得两个上钳夹32和33位于上台肩128与下台肩129之间。与此同时，骨钉2嵌入在横向切口127内，其中，切口的长度允许骨钉2在水平轴线上具有不同定向；骨钉2不必如图1所示的垂直于杆1。骨钉1的定向取决于上钳夹32、33(更具体地，接纳骨钉2的接收部36)的位置与下钳夹30、31(更具体地，接纳杆1的接收部36)的位置的关系。
当夹紧组件3的上部位于装配元件12的壳体120内时，然后阻挡套筒122通过螺纹121、125的作用向下旋转到夹紧组件3的头部135上。这允许将头部35引入到阻挡套筒122的接收孔124中。当通过将阻挡套筒122向下推动在上钳夹33上而存在形状配合时，阻挡套筒122的底面126接触所述上钳夹33，然后，装配元件12固定至外部固定器的夹紧组件3。
然后，定位夹具11也随后凭借螺杆112的致动通过钳夹110、111附接至杆1。然后，定位夹具11和具有夹紧组件3的装配元件12牢固地固定至杆1。当所配合的夹紧组件3和定位夹具11现在固定在杆1上时，然后蜗杆的头部134被转动直到力通过蜗杆130而作用在定位夹具11和装配元件12上为止，这能够由调整工具的使用者检测到。
在此之后，致动头123被转动以松开夹紧组件3。由于钳夹32被推压在下台肩129上，因此螺钉34的打开不会松开骨钉2，该骨钉2仍通过底面126在上钳夹上的压力以及下台肩129的抵接作用而被压紧；而仅打开下钳夹30和31以便松开杆1以允许夹紧组件3作为整体沿杆1的轴线的方向运动。
这能够通过转动蜗杆头134使得蜗杆130在连接本体132中的旋转拉动具有在装配元件12内处于形状配合的夹紧组件3的装配元件12。该拉动作用在定位夹具11的方向上进行。当然，头部134也能够在相反的方向上旋转，从而推动具有夹紧组件3的装配元件12远离定位夹具11。这种运动，即，牵引或压缩，取决于定位夹具11被固定在杆上的一侧，或者在两个夹紧组件3之间或者在相对侧上。
一个骨钉2的沿下层杆1的纵向轴线的方向的位移与蜗杆130朝向蜗杆130的头部134的运动相当。
装配元件12的实施方式示出了与蜗杆130的定位孔相对的侧向开口150。在其他实施方式中，能够提供与蜗杆130成90度角的开口，因而允许在不是牵引或压缩运动的方向上打开“C”。然而，钉3必须容置在不同高度处，例如低于蜗杆130。
在未在附图中示出的不同的机动化的实施方式中，装配元件12和连接元件13能够组合在提供与附图的实施方式中的相同的纵向位移的一个单一伺服马达组件中。这种伺服马达组件能够具有与壳体120固定的连接，并且能够提供或具有与上结构表面115固定的连接。事实上，伺服马达组件取代了附图中示出的实施方式中的蜗杆。换句话说，连接元件13包括连接至装配元件12的可延伸元件并且与定位夹具11可固定地连接，从而允许在装配元件12与定位夹具11之间进行平移运动，并且用作机械平移装置。
优选的是，定位夹具11与连接元件13处于可固定的连接而不是固定的连接。可固定的连接允许例如定位夹具11及其接收部114围绕轴线进行旋转。
销151允许将中空圆柱体152保持在阻挡头122的内部并且将致动头123保持在阻挡头122的外部。也能够使用不同的阻挡装置来允许中空圆柱体的纵向运动从而与螺钉头部35进行接合。原则上，也允许元件123/152能够与阻挡套筒122分离。
对本领域的技术人员来说，很显然，阻挡套筒122的内部横截面以及台肩129以及接收部128必须适应特定的夹紧组件3。然而，还显然的是，意在用于杆与杆联接或杆与销联接的任何夹紧组件能够用在这种结构中，以阻止夹具的第二最上部钳夹抵靠装配元件的抵接部分，其中，阻挡套筒内的致动元件设置为致动夹紧组件的锁定元件，用于在不松开骨钉的情况下松开外部固定器的位于夹紧组件内的杆。
附图标记目录
1杆122阻挡套筒
2骨钉123致动头
3夹紧组件124接收孔
10压缩工具125外螺纹
11定位夹具126底面
12装配元件127横向切口
13连接元件128接收部
30下钳夹129下台肩
31中下钳夹130蜗杆
32中上钳夹132连接本体
33上钳夹133内螺纹
34螺钉/挡轴134蜗杆的头部
35阻挡元件头部135开口
36接收部136反向螺钉
110下钳夹137凸缘
111上钳夹138中央孔
112螺钉/挡轴139套筒
113下结构表面150侧向开口
114接收部151销
115上结构表面152中空圆柱体
116垫圈153下开口
120壳体154下接收开口
121内螺纹

Claims (10)

1.一种用于外部固定器的调整工具(10)，所述调整工具(10)用于在由跨越骨折部位的骨钉(2)所固定的断骨上施加压缩或牵引，其中，所述调整工具(10)包括：装配元件(12)，所述装配元件(12)用于牢固地保持所述外部固定器的夹紧组件(3)，所述夹紧组件(3)包括允许同时容纳杆(1)和骨钉(2)的至少两对钳夹(30，31，32，33)，并且还包括用于锁定所述钳夹(30，31，32，33)的锁定元件(34)，所述调整工具(10)还包括：定位夹具(11)，所述定位夹具(11)用于在所述夹紧组件(3)的附近将所述调整工具固定在所述外部固定器的所述杆(1)上；以及连接元件(13)，所述连接元件(13)附接至所述装配元件(12)和所述定位夹具(11)，所述连接元件(13)适于使所述装配元件(12)朝向或离开所述定位夹具(11)移动，其特征在于，所述装配元件(12)包括：阻挡套筒(122)，所述阻挡套筒(122)适于沿所述夹紧组件(3)的纵向轴线的方向推动所述外部固定器的所述夹紧组件(3)的最上部钳夹(33)，以将第二最上部钳夹(32)挡靠在所述装配元件(12)的抵接部分(129)上；以及致动元件(123)，所述致动元件(123)位于所述阻挡套筒(122)内以致动所述夹紧组件(3)的锁定元件(34)从而在不松开所述骨钉(2)的情况下松开所述外部固定器的位于所述夹紧组件(3)内的所述杆(1)。
2.根据权利要求1所述的调整工具(10)，其中，所述定位夹具(11)包括一对钳夹(110，111)，所述一对钳夹(110，111)提供至少一个接收部(114)以容置外部固定器的所述杆(1)。
3.根据权利要求2所述的调整工具(10)，其中，所述定位夹具(11)包括结构表面(113)，并且其中，所述连接元件(13)包括互补的结构表面(115)，以允许所述连接元件(13)围绕由所述定位夹具(11)的纵向轴线提供的轴线抵靠所述定位夹具(11)进行旋转。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的调整工具(10)，其中，所述连接元件(13)包括可延伸元件，所述可延伸元件连接至所述装配元件(12)并且与所述定位夹具(11)可固定地连接，从而允许在所述装配元件(12)与所述定位夹具(11)之间的平移运动。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的调整工具(10)，其中，所述连接元件(13)包括：可旋转地固定在所述装配元件(12)内的蜗杆(130)以及用于容置所述蜗杆(130)的连接壳体(132)，其中，所述连接壳体(132)包括与所述蜗杆(130)的螺纹互补的内螺纹(133)，以允许在所述装配元件(12)与所述定位夹具(11)之间的平移运动，所述定位夹具(11)与所述连接元件(13)可固定地连接。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的调整工具(10)，其中，所述连接元件(13)包括伺服马达，所述伺服马达固定地连接至所述装配元件(12)并且与所述定位夹具(11)可固定地连接，从而允许在所述装配元件(12)与所述定位夹具(11)之间的平移运动。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的调整工具(10)，其中，所述装配元件(12)包括侧向开口(150)，所述侧向开口(150)接纳位于所述阻挡套筒(122)与所述抵接部分(129)之间的保持外部固定器的所述骨钉(2)的最上部钳夹(33)和第二最上部钳夹(32)，所述侧向开口与所述外部固定器的要被引入到所述侧向开口(150)中的所述夹紧组件(3)的所述纵向轴线平行。
8.根据权利要求7所述的调整工具(10)，其中，所述装配元件(12)包括横向开口(127)，所述横向开口(127)用以容置外部固定器的所述骨钉(2)，所述横向开口(127)相对于所述外部固定器的要被引入到所述侧向开口(150)中的所述夹紧组件(3)的所述纵向轴线是横向的。
9.根据权利要求7所述的调整工具(10)，其中，所述阻挡套筒(122)包括：外螺纹(125)，所述外螺纹(125)与所述装配元件(12)的壳体(120)内的内螺纹互补，以沿所述夹紧组件的所述纵向轴线的方向移动所述阻挡套筒(122)；以及阻挡底面(126)，所述阻挡底面(126)与所述夹紧组件(3)的最上部钳夹(33)的上表面互补，其中，所述装配元件(12)的所述抵接部分(129)是进入到下接收开口(154)中的凸出的凸缘。
10.根据权利要求7所述的调整工具(10)，其中，所述阻挡套筒(122)的致动元件(123)是内转动轴，所述内转动轴具有接纳所述夹紧组件(3)的所述锁定元件(34)的致动头(35)的接收部(124)，所述内转动轴用于释放所述外部固定器的所述杆(1)。
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