CN104968286A - 瞄准器械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有助于植入髓内钉的装置，该装置包括联接部分和射线可透的柄部，该联接部分从被配置成联接到髓内钉的近侧端部的第一端部延伸到关节部分，该射线可透的柄部联接到关节部分并从该关节部分沿路径朝远侧延伸，当联接部分以期望取向联接到髓内钉时，该路径大致平行于钉的近侧部分的纵向轴线延伸；射线可透的部分包括第一射线不可透的标记物和第二射线不可透的标记物，该标记物定位和取向成使得当将钉以期望取向联接到联接部分时，第一标记物和第二标记物与钉的近侧部分的边缘对准。

Description

瞄准器械
背景技术
一旦对骨折进行矫正对齐，通常利用插入骨中或插入穿过骨的螺钉或其他固定装置来处理骨折以稳定其骨折部分。转子骨固定处理通常包括将髓内钉插入骨的髓腔中，然后相对于髓内钉成角度将骨固定钉插入骨的髁部分中。在植入之后，常规的转子骨固定装置允许骨固定钉在骨的外周边内进行内侧和侧向迁移，有时候在骨的外周边外进行内侧和侧向迁移。此外，常规的骨固定装置包括多个元件，所述多个元件增加了骨固定手术的复杂度，同时最小化了元件相对于彼此的可调节度。因此，这妨碍了针对不同患者的个人需求对这些骨固定装置进行定制。因此，此类系统减小了骨固定装置的锚固强度，增大了进一步骨折或其他并发症的可能性。
发明内容
本发明涉及一种有助于植入髓内钉的装置。该装置包括联接部分和射线可透的柄部，该联接部分从被配置成联接到髓内钉的近侧端部的第一端部延伸到关节部分；该射线可透的柄部联接到关节部分并从该关节部分沿路径朝远侧延伸，当将该联接部分以期望取向联接到髓内钉时，该路径大致平行于钉的近侧部分的纵向轴线延伸；射线可透的柄部包括第一射线不可透的标记物和第二射线不可透的标记物，该标记物被定位和取向成使得当髓内钉以期望取向联接到联接部分时，第一标记物和第二标记物与钉的近侧部分的边缘对准。
附图说明
图1示出了根据本发明第一示例性实施例的骨固定系统的第一透视图；
图2示出了图1的装置的第二透视图；
图3示出了图1的装置的瞄准器械的局部放大视图；
图4示出了图1的装置的瞄准器械的局部横截面放大视图；
图5示出了图1的瞄准器械的第一局部放大视图；
图6示出了图5的瞄准器械的第二局部放大视图；
图7示出了图1的髓内钉的局部剖视图；
图8示出了图1的装置的瞄准器械的第一侧视图；
图9示出了图8的装置的瞄准器械的第二侧视图；
图10示出了图8的瞄准器械的剖视图；
图11示出了图8的瞄准器械的局部剖视图；
图12示出了图1的装置的髓内钉的第一透视图；
图13示出了图12的髓内钉的第二透视图；
图14示出了图12的髓内钉的剖视图；
图15示出了图1的装置的连接螺钉的透视图；
图16示出了图15的连接螺钉的局部剖视图；
图17示出了处于第一操作构型的图1的装置的透视图；
图18示出了处于未对准构型的图1的装置的局部剖视图；
图19示出了图18的未对准构型的X射线图像；
图20示出了处于正确对准构型的图1的装置的局部剖视图；
图21示出了图20的正确对准构型的X射线图像；
图22示出了处于未对准构型的图1的装置的局部剖视图；以及
图23示出了处于正确对准构型的图22的装置的局部剖视图。
具体实施方式
可结合以下说明和附图进一步理解本发明。本发明一般涉及用于固定和稳定股骨转子间骨折的装置和方法。需要指出的是虽然已针对具体骨描述了本发明的实施例，但是本发明也可用在任何其他骨固定手术中，包括但不限于股骨骨折、其他长骨骨折或身体中任何其他骨骨折的固定。本发明涉及一种用于将髓内钉引导到股骨中以及将骨植入物(例如骨螺钉、TFNA/PFNA刀片等)引导到延伸穿过髓内钉的多个横向孔的任意孔中的瞄准器械。根据本发明的示例性瞄准器械包括柄部部分和圆筒部分，该圆筒部分的自由端接合髓内钉的近侧端部，以相对于骨引导髓内钉的插入和取向。本发明的圆筒部分的自由端提供有按扣配合设计，以在将连接螺钉插入骨之前暂时保持与髓内钉相反的位置。然而，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明范围的范围下，也可使用其他联接机构。根据本发明的瞄准器械还包括横向开口，该横向开口引导引导线穿过其中插入并在相对于髓内钉的横向开口轴线的目标位置位于骨的目标区域上。插入穿过瞄准器械的引导线引导髓内钉定位在骨中，使得其横向开口轴线与骨的头颈区的中轴线对准。瞄准器械还包括嵌在其内的一对射线不可透的标记物，当拍摄骨和钉的图像(例如，X射线图像)时，所述标记物有助于确定髓内钉相对于骨颈的正确取向，并且还有助于确定穿过钉的插入路径的正确取向，植入物沿着该插入路径插入骨头颈区。瞄准器械能够可移除地附接到瞄准尺，以允许近侧锁定髓内钉(例如，将植入物穿过股骨颈插入股骨头中)，下文将对此进行详细说明。
如图1–4和图10-11所示，根据本发明的瞄准器械100包括柄部部分102和圆筒部分108，该柄部部分从第一自由端104延伸到第二自由端106，该圆筒部分从柄部部分102的第二自由端106延伸到第三自由端110。瞄准器械100能够可移除地附接到瞄准尺200，下文将对此进行详细说明。如图10中的局部剖视图所示，柄部部分102包括可与圆筒部分108的突起109互锁的凹陷部103。在一种操作构型中，可通过任何永久性附接方式(例如，焊接、粘合剂等)将突起109永久性地固定在凹陷部103中。销111也可插入销孔113中，以将柄部部分102锁定到圆筒部分108。柄部部分102可由碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)或其他射线可透的材料制成，以允许嵌入其内的标记物136的可视化，下文将对此进行详细说明。圆筒部分108可由诸如钢的更加刚性的金属材料制成，如果需要，圆筒部分也可为射线不可透的。
瞄准器械100的自由端110包括延伸穿过其中的开口112，开口112的轴线与处于操作构型的骨10的纵向轴线大致对准，使得穿过其中插入的连接螺钉150与延伸到髓内钉12的近侧部分中的开口18对准。
瞄准器械的柄部部分102包括横向延伸穿过其中的第一对准孔114和第二对准孔116，并且被配置成有助于瞄准器械100与安装在能够可移除的附接到瞄准器械的瞄准尺200中的第一对准销214和第二对准销216对准。具体地讲，在操作构型中，销214,216可固定地安装在瞄准尺200中，并插入相应的第一对准孔114和第二对准孔116中，以确保与对准孔正确对准。在另一个实施例中，销214,216可移除地安装在瞄准尺200中。如果需要，瞄准尺200的第一对准销214和第二对准销216可仅部分地延伸穿过瞄准尺200。然而，在另一个实施例中，第一对准销214和第二对准销216可完全延伸穿过瞄准尺200。另外值得注意的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可沿着柄部部分102的任何部分定位第一对准孔114和第二对准孔116。
柄部部分102还包括螺纹锁定孔118，该孔被配置成在操作构型下接收穿过其中的销(例如，螺纹锁定元件)218，具有螺纹轴222和直径增大头部124的销218的尺寸设定成有助于外科医生或其他使用者抓持和操作。在一个实施例中，头部124可包括围绕其外表面分布的多个沟槽，以有助于抓持。锁定孔118的端部部分形成有比其内部部分大的直径，以有助于销218插入其中。将销218拧入内部部分中使得销218锁定到柄部部分102。在一种操作构型中，当第一对准孔114和第二对准孔116与第一对准销214和第二对准销216对准时，螺纹锁定孔118与安装在瞄准尺200中的螺纹销218对准。如前所述，瞄准尺200附接到瞄准器械100，以用于需要骨的近侧锁定的长骨固定。如果不需要骨的近侧锁定，则无需瞄准尺200。然而，应该注意的是，瞄准尺200也可以用于短钉的远侧锁定，如本领域的技术人员应当理解。
柄部部分102还包括延伸穿过其中的第一引导线通道126，该第一引导线通道具有被选择成允许引导线穿过其中插入的直径。第一引导线通道126被取向成接收穿过其中插入的引导线，从而有助于将瞄准器械100和可选的瞄准尺200定位在骨10上方的目标位置中，下文将对此进行详细说明。具体地讲，可以使用插入穿过第一引导线通道126的引导线(未示出)标识髓内钉12的近侧端部。瞄准尺200还可以包括对应的第一引导线通道226，该通道延伸穿过瞄准尺并且与处于操作构型的第一引导线通道126轴向对准。第二引导线通道128延伸穿过瞄准器械100，并且包括彼此纵向分开并彼此同轴延伸的第一部分130和第二部分132。第一部分130形成为穿过柄部部分102的底切，并且对柄部部分的侧壁开放，如图10所示。在一种操作构型中，第二引导线通道128与可选瞄准尺200的第二引导线通道228轴向对准。应该注意的是，在外科手术中，不同时使用第一引导线通道126和第二引导线通道128。然而，插入穿过第一引导线通道126的引导线(未示出)用于标识钉12的近侧端部，并且随后从其移除。引导线随后插入穿过第二引导线通道128以有助于对准，下文将对此进行详细说明。
圆筒部分108包括角度和尺寸设定成接收工具(未示出)的横向开口134，该工具可被锤打以使得能够将髓内钉12锤入骨10中，如本领域的技术人员应当理解。
如图11中的局部剖视图所示，柄部部分102还包括嵌入其中的一对平行线性射线不可透的标记物136。标记物136彼此分开至少大于联接到柄部部分102的钉的厚度的距离，并且每个标记物136在与联接到柄部部分102的钉的侧面相切的平面中延伸。本领域的技术人员应当理解，此构型使得标记物136在X射线成像下具有更好的可视性。因此，如图20所示，当生成了骨的轴向图像，使用者可以使用标记物来获得钉相对于骨的期望旋转取向，下文将对此进行详细说明。垂直于中轴线70捕获轴向图像，使得骨的近侧轴线和中轴线70对准。如下文所详述，此期望旋转取向确保插入穿过钉的横向开口14的植入物60沿着股骨颈的轴线进入股骨头中。穿过第二引导线通道128插入引导线可随后用于再次确认钉的旋转对准情况，因为第二引导线通道128与钉的横向开口14的轴线平行。因此，当引导线在图像中沿着股骨颈的轴线延伸进入股骨头的中心中时，则钉的旋转取向正确。
如图3-7中呈现出的细节所示，瞄准器械100的自由端110包括允许髓内钉12卡合到具有瞄准器械100的暂时锁定布置的弹簧机构。具体地讲，如图5-7所示，瞄准器械100的自由端100包括被构造成且尺寸设定成接合设置在髓内钉12的近侧端部上的突片20的凹陷部140。凹陷部140包括腔142，其尺寸和形状设定成可移除地容纳具有按扣配合的突片20的增加厚度部分22。因此，瞄准器械100以期望取向定位在髓内钉12上时，突片20即卡合到凹陷部140中，从而使用者便无需在连接螺钉150插入通道112中时将髓内钉12手动保持在适当位置。瞄准器械100的自由端还包括大致半球形突片144，其尺寸和形状设定成插入在形成于髓内钉12的近侧端部16中的对应沟槽26中。突片144的长度等于或小于沟槽26的长度。在一个示例性实施例中，突片144与凹陷部140分开大约180°。现在转向髓内钉，如图7所示，髓内钉12的近侧端部16的第一壁部分包括一对切口18，所述切口在其间限定突片20。突片20的宽度被选择成允许突片相对于髓内钉12在预先确定的运动范围内偏转(也就是说，允许突片偏转到腔142中)。与突片20相距大约180°的髓内钉的近侧端部16的第二侧壁包括大致半球形切口26。因此，只有旋转到期望对准时(即，使得第二引导线通道128处于包括横向开口14和髓内钉12的近侧部分的纵向轴线的平面)，髓内钉12和瞄准器械100才可联接在一起。在一个示例性实施例中，瞄准器械100包括接合突片22的一个凹陷部140。然而，在一个另选实施例中，可设置任意数量的凹陷部140来接合对应数量的突片22。
根据本发明的连接螺钉150包括头部152和细长轴156，该头部具有驱动器接合凹陷部154，该细长轴从其朝远侧延伸，其远侧部分包括被配置成通过螺纹接合髓内钉12中的螺纹的螺纹158，如本领域的技术人员应当理解。在一个实施例中，连接螺钉150可包括径向向内偏置到凹陷部154中的弹簧机构160，凹陷部154大致呈球形，以接合驱动机构50的倒圆远侧端部。在倒圆远侧端部被插入凹陷154中时，弹簧160克服弹簧的偏置径向向外运动，直至驱动机构50的倒圆远侧端部的直径减小部分运动通过弹簧160的近侧端部，从而允许弹簧160快速回弹到驱动机构50的远侧端部，从而将驱动机构锁定到螺钉150。通过在插入过程中锁定地接合驱动机构50，连接螺钉150与驱动机构50出现脱离的情况降至最低程度，因此减少了将连接螺钉150安置在髓内钉12中所需的时间和精力。连接螺钉150可以大致类似于名称为“Self Holding Feature for a Screw”的美国专利申请61/567,390中公开的方式形成，此专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
根据本发明的髓内钉12可包括沿开口14的外周边的隆起切口以及多个切口(例如，小平面切口等)，从而减小驻留在骨髓管的缩小间隙部分或者在植入过程或钉使用寿命期间承受高应力的髓内钉12的一部分的外轮廓。横向开口14以如下位置和角度从第一侧壁上的侧向开口延伸到第二内侧壁上的侧向开口，所述位置和角度被选择成使穿过其中插入的植入物沿股骨颈轴线进入股骨头中，在所述股骨头中已植入有钉。横向孔的侧向开口的周边上形成有一个或多个应力减小特征结构，以分散本来会在这些位置产生的应力集中，从而提高装置承受将经受的循环荷载的能力。由于围绕侧向开口的第一区和第二区被移除(例如，通过铣削)，第一应力减小特征结构20形成为装置剩余材料的一部分。具体地讲，第一应力减小特征结构20被限定在近侧部分22和铣削部分24之间。第一应力减小特征结构20用作钉体的弹性部分，其能够在负荷过大的情况下拉紧而不断裂。钉12还包括形成为侧向缓解件的小平面28，以减小插入过程中对钉子以及随后对骨10施加的应力。当钉12插入髓管中时，小平面28减小钉的轮廓，其中小平面28在位置上对应于通常包括弯曲部的髓管的一部分。髓内钉12还可以包括延伸穿过髓内钉的远侧部分的横向孔30，以接收锁定螺钉，如本领域技术人员应当理解。根据本发明的髓内钉12大致类似于更详细的公开于名称为“Bump Cut on Hole Edge”的美国申请专利申请61/624,678中的那些，此专利申请的全部公开内容以引用方式全文并入本文。
图17–21描述了根据本发明的示例性方法。在第一示例性步骤中，瞄准器械100联接到以期望深度插入骨10中的髓内钉12。如果需要骨10的近侧锁定，还将瞄准尺200附接到瞄准器械100。具体地讲，销214,销216插入穿过对应的第一对准孔114和第二对准孔116。销218插入穿过孔118，使得螺纹轴222能够通过螺纹接合孔118的螺纹。在此构型中，瞄准尺200抵靠瞄准器械100锁定。然后，以一定位置对准成像设备(例如，X射线机)，以获得骨的侧向视图(即，在此视图中，骨10的轴的纵向轴线与骨的头部和颈部的中轴线70一致)。获得合适的视图后，外科医生或其他使用者插入髓内钉12并进行旋转，以确保侧向插入穿过髓内钉12的横向开口14的植入物60将沿着中轴线70沿着期望路径进入骨12的头部中。为了获得正确取向，可在外科医生或其他使用者通过X射线成像进行观察时旋转髓内钉12(通过操纵瞄准器械100)，直至在X射线中不再能看到射线不可透的标记物136，而是标记物被髓内钉12的金属材料遮盖，或直至标记物136平行于髓内钉12的边缘延伸。具体地讲，图18和图19示出了不正确的取向，其中在图18中，引导线170未与中轴线70对准。在图19的X射线图像中标记物136的可视性证明了这一点。为了修正此对准，外科医生将髓内钉12旋转到图20-21中的取向。处于此取向是时，标记物136大致平行于髓内钉12的边缘延伸，并且因此在图21的X射线图像中不再可见。
可通过将引导线170插入穿过第二引导线通道128验证或独立实现此正确对准，如图22-23所示。具体地讲，引导线170沿与轴位中的中轴线70平行的路径穿过离开钉体，如本领域的技术人员应当理解。因此，骨的侧向X射线图像(未示出)将显示引导线170在骨10的头部和瞄准器械100上延伸。图22示出引导线170不平行于中轴线70延伸。因此，旋转髓内钉12，直至引导线170出现在X射线图像(未示出)中，引导线沿植入物60进入骨10的头部的期望路径，如图23所示。
采用上文公开的一种或两种方法完成以上对准时，引导线(未示出)沿着植入物60的预期插入路径插入穿过瞄准器械的引导孔230，再穿过钉中的横向开口14并进入骨10的头部中。引导线按期望方式就位后，植入物60(例如，PFNA刀片)将在引导线(未示出)上插入骨10的头颈区中。因此，根据本发明的装置在第一次尝试时即能将引导线(未示出)正确插入骨10中并在骨10中取向。
对于本领域的技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下，可对本发明的结构和方法做出各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修正形式和变型，前提条件是这些修正形式和变型在随附的权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (22)

1.一种有助于植入髓内钉的装置，包括：
联接部分，所述联接部分从第一端部延伸到关节部分，所述第一端部被配置成联接到髓内钉的近侧端部；和
射线可透的柄部，所述射线可透的柄部联接到所述关节部分并从所述关节部分沿如下路径朝远侧延伸，当所述联接部分以期望取向联接到髓内钉时，所述路径大致平行于所述钉的近侧部分的纵向轴线延伸；所述射线可透的部分包括第一射线不可透的标记物和第二射线不可透的标记物，所述标记物被定位和取向成使得当所述钉以所述期望取向联接到所述联接部分时，所述第一标记物和所述第二标记物与所述钉的近侧部分的边缘对准。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括能够可移除地附接到柄部部分的瞄准尺，所述瞄准尺包括引导开口，所述引导开口以选择的角度延伸穿过所述瞄准尺以与延伸穿过所述钉的近侧部分的横向开口的轴线对准。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述柄部包括与所述瞄准尺的第二对对准孔对准的第一对对准孔。
4.根据权利要求3所述的装置，还包括第一销和第二销，所述第一销和所述第二销通过所述第一对对准孔和所述第二对对准孔被接收，以将所述瞄准尺暂时地固定到所述柄部。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括锁定销，所述锁定销安装在所述瞄准尺上并且能够插入所述柄部的锁定销孔中以将所述瞄准尺锁定到所述柄部。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述联接部分的第一端部包括通过按扣配合接合来接合所述钉的近侧端部的凹陷部。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述钉的近侧端部包括弹簧形成的突片。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一端部还包括从其朝远侧延伸的突起，所述突起的尺寸和形状设定成接合形成于所述髓内钉的近侧端部中的对应沟槽，所述突起与所述凹陷部分开约180°。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括延伸穿过所述柄部的第一引导线孔和延伸穿过所述联接部分的第二引导线孔，其中所述第一引导线孔和所述第二引导线孔彼此轴向对准。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括能够沿线轴线穿过所述第一引导线孔和所述第二引导线孔插入的引导线，所述线轴线被选择成使得当钉以期望取向联接到所述瞄准器械时，所述线轴线位于包括所述钉的近侧部分的纵向轴线和所述钉中的横向开口的轴线的平面中，植入物将通过所述横向开口被插入到骨的目标部分。
11.一种有助于植入髓内钉的装置，包括：
联接部分，所述联接部分从第一端部延伸到关节部分，所述第一端部被配置成联接到髓内钉的近侧端部；和
射线可透的柄部，所述射线可透的柄部联接到所述关节部分并从所述关节部分沿如下路径朝远侧延伸，当所述联接部分以期望取向联接到髓内钉时，所述路径大致平行于所述钉的近侧部分的纵向轴线延伸；所述柄部具有沿线轴线延伸穿过其中的第一引导线孔，所述线轴线被选择成使得当钉以期望取向联接到所述瞄准器械时，所述线轴线位于包括所述钉的近侧部分的纵向轴线和所述钉中的横向开口的轴线的平面中，植入物将通过所述横向开口被插入到骨的目标部分。
12.根据权利要求11所述的装置，还包括延伸穿过所述联接部分的第二引导线通孔，所述第一引导线孔和所述第二引导线孔彼此轴向对准，以穿过其中接收引导线。
13.根据权利要求11所述的装置，还包括能够可移除地附接到柄部部分的瞄准尺，所述瞄准尺包括引导开口，所述引导开口以选择的角度延伸穿过所述瞄准尺以与延伸穿过所述钉的近侧部分的横向开口的轴线对准。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述柄部包括与所述瞄准尺的第二对对准孔对准的第一对对准孔。
15.根据权利要求14所述的装置，还包括第一销和第二销，所述第一销和所述第二销通过所述第一对对准孔和所述第二对对准孔被接收，以将所述瞄准尺暂时地固定到所述柄部。
16.根据权利要求15所述的装置，还包括锁定销，所述锁定销安装在所述瞄准尺上并且能够插入所述柄部的锁定销孔中以将所述瞄准尺锁定到所述柄部。
17.根据权利要求11所述的装置，其中所述联接部分的第一端部包括通过按扣配合接合来接合所述钉的近侧端部的凹陷部。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述钉的近侧端部包括弹簧形成的突片。
19.根据权利要求12所述的装置，其中所述射线可透的部分包括第一射线不可透的标记物和第二射线不可透的标记物，所述标记物被定位和取向成使得当所述钉以所述期望取向联接到所述联接部分时，所述第一标记物和所述第二标记物与所述钉的近侧部分的边缘对准。
20.一种有助于植入髓内钉的方法，包括：
将所述髓内钉插入骨的髓腔中，所述钉的近侧部分联接到瞄准装置的联接部分的第一端部，所述瞄准装置还包括从所述联接部分朝远侧延伸的射线可透的柄部并且包括第一射线不可透的标记物和第二射线不可透的标记物，所述标记物被定位和取向成使得当所述钉以所述期望取向联接到所述联接部分时，所述第一标记物和所述第二标记物与所述钉的近侧部分的边缘对准；
从侧向捕获所述装置的X射线图像，使得插入柄部大致叠加在所述髓内钉上；以及
旋转所述柄部至期望取向，在所述期望取向，所述柄部大致平行于所述钉的近侧部分的纵向轴线延伸，使得所述第一射线不可透的标记物和所述第二射线不可透的标记物大致平行于所述髓内钉的边缘延伸。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括将瞄准尺联接到所述柄部的步骤，所述瞄准尺具有穿过其中接收骨植入物的引导孔，其中，在所述期望取向，所述引导孔的引导孔轴线与延伸穿过所述髓内钉的横向开口的横向开口轴线对准。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括以下步骤：
将引导线穿过延伸穿过所述柄部的引导线孔插入；以及
旋转所述柄部，使得所述引导线与包括所述钉的近侧部分的纵向轴线和所述钉中的横向开口的轴线的平面对准，植入物将通过所述横向开口被插入到骨的目标部分。
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