CN108778167A - 外部固定支柱 - Google Patents

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Abstract

提供了动力支柱和使用方法。动力支柱可包括：套管，轴，偏置构件和衬套。套管可包括具有第一段和第二段的内部凹进。轴可包括内部段，该内部段设置在套管的内部凹进内。偏置构件可以设置在轴的内部段的周围，并且尺寸设计成配合在套管的内部凹进的第一段内。衬套可以固定在轴的一部分上。衬套的旋转可以提供偏置构件相对于套管和轴的压缩运动。可以在动力支柱的总长度没有相应变化的情况下发生偏置构件的压缩。相反，支柱长度的变化可由于作用在其上的外部压缩力而发生。

Description

外部固定支柱
相关申请的交叉引用
本申请涉及并要求2016年2月3日提交的、申请号为15/014,706、名称为“ExternalFixation Struts”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文。
技术领域
本发明总体涉及外部固定连接杆和外部固定连接支柱的领域。更具体地，本发明的外部固定连接杆和外部固定连接支柱可以提供相应的外部固定装置的动力(dynamization)。
背景技术
在不限制本发明的范围的情况下，结合外部固定装置并且具体是连接支柱和连接杆来示出该背景技术。通常，外部固定装置常用于各种外科手术，包括肢体延长、畸形矫正、骨折复位、以及骨不愈合、骨连接不正和骨缺损的治疗。该过程涉及刚性框架，该框架包括多个环，这些环围绕肢体放置在外部并使用金属丝和半针(half pin)附接到骨段上，所述金属丝和半针插入骨段并连接到外部刚性框架的相关部分。刚性框架的相对的环通过螺纹杆或伸缩杆直接地或结合单平面铰链或多平面铰链而相互相连接，这可使外科医生在一段时间内快速地(急剧地)或逐渐地操作骨段之后连接彼此不平行的相对的环。
例如，在骨折复位或骨不愈合治疗中，将金属丝和半针插入每个骨段中并附接到刚性框架的环。刚性框架用于急剧减少位移并恢复骨段之间的对齐。在骨段的重新对齐期间，相对的环的取向通常不平行。刚性框架的那些相对的环通过带有附接的单平面铰链或多平面铰链的螺纹杆或伸缩杆连接在一起。这允许相对的骨段被刚性固定，直到骨折完全愈合或完成骨固定。
还例如，在肢体延长中，骨通过外科手术分成两段，并且金属丝和半针插入外科手术骨切口上方和下方的骨段中，并附接到通过支柱或伸缩连接杆互相连接的刚性框架的环上。刚性框架用于在一段时间内逐渐地纵向推开两个骨段(例如，每天一毫米)，这允许骨在由该撑开技术产生的骨段之间的间隙中逐渐形成。一旦达到期望的延长量(例如，5-6cm)，外部设备稳定在固定位置并留在骨段上，直到完成新形成骨的矿化(例如，3-6个月，取决于病理性质和延长量)。
类似地，在畸形矫正中，通过外科手术将骨(通常在畸形的顶点)分成两段，并且将金属丝和半针插入外科手术骨切口上方和下方的骨段中并附接到刚性框架的环。刚性框架的相对环通过带有附接的单平面铰链或多平面铰链的螺纹杆连接在一起，并且角度撑开器用于在一段时间内逐渐地有角度地推开两个骨段。
对于各种骨治疗，引入受控的失稳可加速骨愈合并显著改善骨折愈伤组织的强度。逐渐增加负荷是骨愈合过程的重要部分。为了实现这种受控的失稳，可以使外部固定装置动力。有许多实现动力的方法，例如，对于单侧固定器，移除其棒、使棒进一步远离骨、移除其销、和/或从系统释放张力或压力；以及对于圆形框架，移除其金属丝、释放金属丝的张力、移除环之间的其连接杆、从环形块中移除环、和/或释放系统的张力或压力。这些技术因为它们经常导致不稳定性水平的宽范围变化而存在问题，并且会无法有效地将动力限制到期望的运动方向或运动轴。
发明内容
本发明总体涉及外部固定连接杆和支柱的领域。更具体地，本发明的外部固定连接杆和支柱可以提供相应的外部固定装置的动力。
在一些实施方式中，动力支柱可包括：套管，轴，偏置构件，衬套，保持销和偏置销。套管可包括内部凹进，内部凹进包括第一段和第二段，其中第一段的直径大于第二段的直径。套管还可包括保持销孔。轴可包括至少部分地设置在套管的内部凹进内的内部段，并且其中内部段包括环形压痕。轴还可包括第一螺纹段；第二螺纹段，其中第二螺纹段的直径大于第一螺纹段的直径，并且其中第二螺纹段的一端与内部段相邻，并且相对的一端与第一螺纹段相邻；设置在内部段内的偏置销纵向狭槽；设置在内部段内的保持销纵向狭槽，其中保持销孔配置成部分地与保持销纵向狭槽对齐。偏置构件可以设置在轴的内部段的周围，并且尺寸可以设计成配合在套管的内部凹进的第一段内。衬套可包括环形唇边，其中环形唇边的直径至少与套管的内部凹进的第一段的直径一样大。衬套还可以包括主段，其中主段在尺寸上设计成接纳在套管的内部凹进的第一段中。衬套还可包括多个内螺纹，其中内螺纹配置成与轴的第二螺纹段紧密配合。保持销可以插入保持销孔和保持销纵向狭槽中。偏置销可以插入偏置销纵向狭槽中。衬套的旋转可有利地提供偏置构件相对于套管和轴的压缩运动。可以提供偏置构件的压缩而不会相应地改变外部固定支柱的总长度。因此，虽然可以调节由外部固定支柱提供的动力量，但是外部固定支柱的总长度可以保持不变。因此，支柱长度的任何变化都可由于作用在其上的外部压缩力而发生。
在一些实施方式中，动力支柱还可包括设置在轴的内部段的环形压痕内的TeflonTM O-环。动力支柱还可包括固定在轴的第一螺纹段上的螺母。在一些实施方式中，套管还可包括设置在套管一端的多个内螺纹，其配置成固定到外部固定装置。在一些实施方式中，偏置构件可以是弹簧。弹簧可具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。在一些实施方式中，衬套沿轴的第二螺纹段的一整圈旋转可以使偏置构件的压缩运动为约1mm。
保持销纵向狭槽可具有约3.5mm至约7mm的长度。保持销孔和保持销都可以具有约3.2mm的直径。偏置销纵向狭槽可具有约3.5mm至约7mm的长度。偏置销可具有约3.2mm的直径。套管可具有约35mm至约50mm的长度。轴可具有约30mm至约45mm的长度。动力支柱可提供约3mm的动力范围。
根据本发明的另一方面，动力支柱可包括：套管，轴，接触结构件，偏置构件和可旋转结构件。在一些实施方式中，套管可包括内部凹进，该内部凹进包括第一段和第二段，其中第一段的直径大于第二段的直径。轴可包括至少部分地设置在套管的内部凹进内的内部段，并且其中内部段包括环形突出部。轴还可包括螺纹段。接触结构件可设置在套管的内部凹进内，其中接触结构件包括环形突出部和纵向区段。偏置构件可以设置在套管的内部凹进内，并且可以设置在接触结构件的环形突出部和轴的环形突出部之间。可旋转结构件可包括多个表面。可旋转结构件的旋转可导致多个表面中的不同表面接触接触结构件的环形突出部。衬套的旋转可有利地提供偏置构件相对于套管和轴的压缩运动。可以提供偏置构件的压缩而不会相应地改变外部固定支柱的总长度。因此，虽然可以调节由外部固定支柱提供的动力量，但是外部固定支柱的总长度可以保持不变。支柱长度的任何变化都可由于作用在其上的外部压缩力而发生。
在一些实施方式中，可旋转结构件的多个表面可包括四个平坦表面。四个平坦表面中的每一个可以具有到可旋转结构件的中心不同的距离。到可旋转结构件的中心的不同距离可包括3.35mm、4.35mm和5.35mm。可旋转结构件的旋转可导致弹簧在套管的内部凹进内的压缩或扩展。可旋转结构件的旋转可导致接触结构件在套管的内部凹进内的运动。当弹簧完全压缩时，接触部件的纵向区段可以与轴的环形突出部接触。动力支柱还可包括设置在套管的第一段内的内部部件。在一些实施方式中，套管的第一段的一端可包括狭窄段。该狭窄段可以与内部部件接触并且可以将内部部件固定在套管的第一段内。
在一些实施方式中，套管还可包括设置在套管一端的多个内螺纹。套管的多个内螺纹可以配置成固定到外部固定装置。
在一些实施方式中，偏置构件可以是弹簧。弹簧可具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。套管可具有约35mm至约50mm的长度。轴可具有约30mm至约45mm的长度。
附图说明
通过部分参考本发明和附图可以理解本发明的一些实施方式，其中：
图1示出根据本发明的具体示例性实施方式的套管；
图2示出根据本发明的具体示例性实施方式的轴；
图3A示出根据本发明的具体示例性实施方式的衬套；
图3B示出根据本发明的具体示例性实施方式的衬套；
图4示出根据本发明的具体示例性实施方式的螺母；
图5A示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图5B示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图5C示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图6A示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图6B示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图6C示出根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱；
图7A示出包括根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱的示例性外部固定装置的立体图；
图7B示出包括根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱的示例性外部固定装置的立体图；
图8A示出具有骨折的人骨的一段；
图8B示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置的示例性实施方式；
图8C示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置的示例性实施方式的近视图；和
图8D示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置的示例性实施方式；和
图8E示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置的示例性实施方式的近视图。
具体实施方式
本发明总体涉及外部固定杆和外部固定支柱的领域。更具体地，本发明的外部固定支柱可以提供相应的外部固定装置的动力。本发明的实施方式可以有利地提供外部固定支柱的偏置构件相对于外部固定支柱的轴和套管的不同程度的压缩运动。这些结构件(features)可有利地在相应的外部固定装置中提供不同程度或量的动力。
根据本发明的实施方式的外部固定支柱可包括各种部件。图1示出了根据本发明的实施方式的外部固定支柱的套管1100。如图1所示，套管1100可包括基本为圆柱形的几何形状。套管1100可包括内部凹进1102。内部凹进1102可在套管1100的第一端1112处提供开口1110。因此，外部固定支柱的其他部件可通过开口1110接纳到内部凹进1102中。
内部凹进1102还可包括第一段1104和第二段1106。第一段1104的直径可以大于第二段1106的直径。因此，可以装入或以其他方式固定在第一段1104内的结构件不能进入或穿入第二段。此外，内部凹进1102可包括肩部1103。设置在第一段1104内的其他部件(例如偏置构件)可向肩部1103偏置。内部凹进1102可具有约30mm至约35mm的长度。在一些实施方式中，内部凹进1102可具有约31.6mm的长度。内部凹进1102的第一段1104可具有约15mm至约25mm的长度。在一些实施方式中，内部凹进1102的第一段1104可具有约19.3mm的长度。在一些实施方式中，第一段1104可具有约12.7mm至约14.3mm的直径。内部凹进1102的第二段1106可具有约10mm至约15mm的长度。在一些实施方式中，内部凹进1102的第二段1106可具有约12.3mm的长度。在一些实施方式中，第二段1106可具有约9.5mm至约11.1mm的直径。
外部固定支柱的套管1100还可以包括保持销孔1108。保持销孔1108可以沿着套管1100的方式定位，使得其穿过内部凹进1102的第二段1106。保持销孔1108可以在套管1100的任一侧上提供两个相应的孔。保持销孔1108可以具有约3mm至约4mm的直径。在一些实施方式中，保持销孔1108可具有约3.18mm的直径。
外部固定支柱的套管1100还可包括位于套管1100的第二端1116处的狭窄段1114。第二端1116可与先前讨论的第一端1112相对，在该第一端处设置有到内部凹进1102的开口1110。多个内螺纹1118可设置在套管1100的第二端1116处。多个内螺纹1118可允许外部固定支柱固定到外部固定装置。例如，外部固定支柱可以固定到支撑结构。支撑结构可包括多个环。外部固定支柱可以直接固定到支撑结构，或者外部固定支柱可以固定到螺纹杆上，螺纹杆又固定到支撑结构上。多个内螺纹1118可以跨越约8mm至约12mm的长度。在一些实施方式中，多个内螺纹1118可以跨越约9mm的长度。
套管1100可具有约15.9mm至约17.5mm或约15mm至约17mm的直径，以及约35mm至约50mm的长度。在一些实施方式中，套管1100可具有约42mm的长度。套管1100的狭窄段1114可以具有约10mm至约13mm的宽度，以及约8mm至约12mm的长度。狭窄段1114可具有约9.5mm的长度。在一些实施方式中，套管1100还可包括在狭窄段1114处的有压痕的表面(indentedsurface)1115。有压痕的表面1115可以为相对于套管1100固定的扳手提供接触点，从而可便于旋转或其他操作。狭窄段1114可包括例如两个至六个有压痕的表面1115。有压痕的表面1115可包括约6mm的长度。
根据本发明的实施方式的外部固定支柱还可包括轴。图2示出了根据本发明的实施方式的外部固定支柱的轴2200。轴2200可包括内部段2202，其尺寸可以设计成和/或可配置成至少部分地设置在套管1100的内部凹进1102内。内部段2202的直径可小于内部凹进1102的第二段1106的直径和内部凹进1102的第一段1104的直径。因此，轴2200的内部段2202可以通过套管1100的开口1110被接纳到套管的第一段1104和第二段1106中。内部段2202可具有约20mm至约28mm的长度。在一些实施方式中，内部段2202可具有约24.5mm的长度。内部段2202可具有约6mm至约9mm的直径。在一些实施方式中，内部段2202可具有约7.94mm的直径。
轴2200可包括位于轴2200的第一端2208处的第一螺纹段2204和第二螺纹段2206。第一螺纹段2204可在其上具有第一外螺纹2218；并且第二螺纹段2206可在其上具有第二外螺纹2220。第二螺纹段2206可以在第二螺纹段2206的一端与第一螺纹段2204相邻，并且在第二螺纹段2206的相对端处与内部段2202相邻。在一些实施方式中，第二螺纹段2206可以包括比第一螺纹段2204更大的直径。第一螺纹段2204可以具有约15mm至约25mm的长度；并且第二螺纹段2206可具有约8mm至约15mm的长度。在一些实施方式中，第一螺纹段2204可具有约22mm的长度，第二螺纹段2206可具有约11mm的长度。第一螺纹段2204可具有约6mm至约8mm的直径；第二螺纹段2206可具有约6mm至约8mm的直径。
在一些实施方式中，第一螺纹段2204和第二螺纹段2206可具有不同的直径和不同的螺纹尺寸。这些实施方式有利地防止固定在第一螺纹段2204上的结构件行进到第二螺纹段2206中，或反之亦然。在一些实施方式中，第一螺纹段2204和第二螺纹段2206可具有相同的直径和相同的螺纹尺寸。这样的实施方式可以有利地提供更容易制造的外部固定支柱的部件。然而，这样的实施方式会需要将螺接在第一螺纹段2204或第二螺纹段2206上的某些结构件固定到特定位置。
外部固定支柱的轴2200还可包括内部段2202内的环形压痕(indentation)2212。环形压痕2212可设置在轴2200的第二端2210附近。环形压痕2212可沿内部段2202的圆周延伸，并且可以包括约2mm至约2.5mm的压痕。
外部固定支柱的轴2200还可包括保持销纵向狭槽2214。保持销纵向狭槽2214可沿轴2200的方式定位，使得其延伸贯穿轴2200的内部段2202。保持销纵向狭槽2214可以在轴2200的内部段2202的任一侧上提供两个相应的狭槽。保持销纵向狭槽2214可以具有约3.5mm至约7mm的长度，并且可以尺寸设计成使得保持销孔1108可以至少部分地与保持销纵向狭槽2214对齐。
外部固定支柱的轴2200还可包括偏置销纵向狭槽2216。偏置销纵向狭槽2216可沿着轴2200定位，使得其穿过轴2200的内部段2202。偏置销纵向狭槽2216可在轴2200的内部区段2202的任一侧上提供两个对应的狭槽。偏置销纵向狭槽2216可具有约3.5mm至约7mm的长度。偏置销纵向狭槽2216可以设置成更靠近轴2200的第一端2208，而保持销纵向狭槽2214可以设置成更靠近轴2200的第二端2210。
根据本发明的实施方式的外部固定支柱还可包括衬套。图3A和图3B示出了根据本发明的实施方式的外部固定支柱的衬套3300。如图3A和图3B所示，衬套3300可具有基本上圆柱形的结构。衬套3300可包括主段3306和环形唇边3302。环形唇边3302可设置在衬套3300的第一端3304处。环形唇边3302可提供扩展区域以允许更容易地操作和处理环形唇边3302。
主段3306可包括约12.7mm至约14.3mm的直径，以及约7mm至约10mm的长度。在一些实施方式中，主段3306可具有约8.5mm的长度。环形唇边3302可包括约19mm至约25mm的直径，以及约2mm至约5mm的长度或厚度。在一些实施方式中，环形唇边3302可具有约4mm的长度。环形唇边3302的直径可以至少与套管1100的内部凹进1102的第一段1104的直径一样大或者更大。以这种方式，环形唇边3302不能进入或以其他方式进入或匹配到内部凹进1102中。相比之下，主段3306在尺寸上可以被设计成和/或可配置成被接纳到套管1100的内部凹进1102的第一段1104中。
衬套3300还可包括延伸贯穿衬套3300的长度的通道3312。多个内螺纹3308可设置在通道3312内并可跨越约7mm至约10mm的长度。在一些实施方式中，多个内螺纹可以跨越约7.5mm的长度。多个内螺纹3308可以从衬套3300的第一端3304朝向衬套3300的第二端3310延伸。多个内螺纹3308可以不是一直延伸到衬套3300的第二端3310。多个内螺纹3308可配置成与轴2200的第二螺纹段2206的第二外螺纹2220紧密配合。在操作中，衬套3300可通过轴2200的第一端2208降低或以其他方式定位。通道3312的直径可以大于轴2200的第一螺纹段2204的直径。因此，衬套3300可以直接滑过第一螺纹段2204。第二螺纹段2206和通道3312在尺寸上可以被设计成使得衬套3300的内螺纹3308可以固定或紧固在轴2200的第二外螺纹2220上。
衬套3300可以还包括无螺纹区域3314，其可以是通道3312的一部分。无螺纹区域3314可以设置在衬套3300的第二端3316。无螺纹区域3314在尺寸上可以被设计成和/或配置成在其中接纳内部段2202的至少一部分。无螺纹区域3314可具有约3mm至约9mm的深度。在一些实施方式中，无螺纹区域3314可具有约5mm的深度。
衬套3300还可包括在第二端3316处的至少一个凹口3318。凹口3318可包括特定几何形状的小压痕。例如，在一些实施方式中，凹口3318可具有三角形几何形状。当衬套3300旋转时，凹口3318可提供机械反馈或感官反馈。当凹口3318接触外部固定支柱的另一个部件时，用户可以感测到“咔哒”声或其他感官反馈。例如，在第二端3316处存在一个凹口3318可以表明，当接纳到感官反馈时套管3300已经转了一整圈。在一些实施方式中，凹口3318可以是V形凹口或C形凹口。V形凹口可有利地提供必要量的感官反馈，而不会妨碍衬套3300的旋转或使衬套3300难以旋转。凹口3318可以不是一直延伸贯穿材料。在一些实施方式中，可存在另外的凹口。根据设置在第二端3316处的凹口3318的位置和数量，感官反馈可以向用户提供另外的信息。例如，一个凹口可以表明，衬套3300已经旋转了360度，并且每次一旦完成一整圈旋转则将锁定并发出“咔哒”声。作为另一个示例，两个等间距的凹口可以表明，每当经历感官反馈或“咔哒”声时，衬套3300已经旋转半圈或180度。作为另一个示例，每当经历感官反馈或“咔哒”声时，四个等间距的凹口可以表明衬套3300已经旋转了四分之一圈或90度。凹口3318还可以有利地将衬套3300设置在特定位置并且防止衬套3300的不期望的或意外的旋转。
在一些实施方式中，衬套3300可包括低摩擦材料。例如，衬套3300可包括PEEK塑料。包括低摩擦材料的衬套3300可以有利地提供在外部固定支柱的金属部件上的更平滑的旋转。
根据本发明的实施方式的外部固定支柱还可包括螺母。图4示出了根据本发明的实施方式的外部固定支柱的螺母4400。螺母4400可具有约3mm至约7mm的长度。在一些实施方式中，螺母4400可具有约5mm的长度。螺母4400的中心凹进4402可具有约5mm至约10mm的直径。在一些实施方式中，中心凹进4402可具有约6mm的直径。内螺纹4404可设置在中心凹进4402内。内螺纹4404在尺寸上可以被设计成和/或配置成与第一螺纹段2204的第一外螺纹2218紧密配合。以这种方式，螺母4400的内螺纹4404可以固定和/或紧固在轴2200的第一外螺纹2218。
本发明的螺母4400可具有任何数量的特定几何形状。在一些实施方式中，如图4所示，螺母4400可具有六边形几何形状。然而，其他几何形状(例如五边形或矩形的几何形状)也可以是合适的。螺母4400的几何形状还可有利地提供平坦表面以与操作装置(例如扳手)相互作用。例如，扳手可以接触六角形螺母4400的平坦表面，以便于螺母4400的旋转或操作。
如上所述，在一些实施方式中，第一螺纹段2204和第二螺纹段2206可具有相同的直径和相同的螺纹尺寸。这样的实施方式可以有利地提供更容易地制造外部固定支柱的部件。然而，这些实施方式会需要将某些结构件(例如螺母4400)沿第一螺纹段2204被固定到特定位置，以防止螺母4400行进到第二螺纹段2206中。固定螺母4400可通过焊接、钉扎或化学保持剂(例如LocktightTM)而完成。
图5A示出了本发明的部分装配的外部固定支柱5000。如图5A所示，环5800(例如TeflonTM-O环5800)可设置在轴5200的环形压痕5212内。环5800可插入和/或设置在环形压痕5212内，使得在装配时，环5800固定在外部固定支柱5000内，并且不能轻易地从设备中移除。在一些实施方式中，环5800可以是C形环。在一些实施方式中，环5800可包括低摩擦材料或可由低摩擦材料制成。例如，环5800可以由塑料(例如PEEK)构成，其可以提供相对周围部件的低摩擦相互作用，并且当在其上施加外力时，随着轴5200相对于套管5100运动，可以有利地提供更平滑的动力。
偏置销5700可以插入轴5200的偏置销纵向狭槽5216中。
轴5200可以插入套管5100中，使得内部段5202的至少一部分被接纳到套管5100的内部凹进5102的第二段5106中。套管5100还可以包括第一段5104。本发明的实施方式有利地提供了保持销孔5108和保持销纵向狭槽5214，其中保持销孔5108可以与保持销纵向狭槽5214的至少一部分对齐。以这种方式，保持销5600可以插入贯穿保持销孔5108和保持销纵向狭槽5214。保持销5600可具有约3.2mm的直径和约15.8mm的长度。在一些实施方式中，保持销5600的直径可以与套管5100的保持销孔5108的直径相同。
在一些实施方式中，所插入的保持销5600可以延伸贯穿套管5100的两侧、套管5100的内部凹进5102的第二段5106、以及轴5200的保持销纵向狭槽5214。在操作中，以上述方式插入的保持销5600可以将轴5200固定到套管5100中，使得轴5200可以仅具有沿着外部固定支柱的纵向轴线的平移自由度。轴5200可用的平移自由度可由保持销纵向狭槽5214的长度进行限制。轴5200的平移自由度可对应于外部固定支柱可用的动力的程度或量。基于施加到轴5200的压缩力的量，可以提供动力。
如图5A所示，本发明的外部固定支柱可以包括衬套5300。衬套5300可以固定在轴5200上。例如，多个内螺纹5308可以固定在轴5200的第二螺纹段5206上。衬套5300的主段5306可以设置在套管5100的内部凹进1102的第一段1104内。在一些实施方式中，衬套5300的第一端5304可以与螺母5400接触。在一些实施方式中，衬套5300可以不接触螺母5400。衬套5300的第二端5316可以与偏置销5700接触。轴5200的内部段5202的一部分和/或第二螺纹段5206的一部分可以设置在衬套5300的无螺纹区域5314内。
衬套5300的环形唇边5302可以允许更容易地操作衬套5300。例如，环形唇边5302的旋转可以导致衬套5300的整体旋转并且可以导致衬套5300沿着轴5200的第二螺纹段5206的长度的运动。根据衬套5300相对于第二螺纹段5206的位置，可以将或多或少的第二外螺纹5220定位在衬套5300的无螺纹区域5314内。此外，根据衬套5300相对于第二螺纹段5206的位置，可以为外部固定支柱提供或多或少的动力。当衬套5300完全紧固时，环形唇边5302可以与套管5100的某些部分接触。在完全紧固状态下，外部固定支柱可以具有少量的可用动力或没有可用的动力。在完全紧固状态下，轴5200相对于套管5100可具有很小的运动自由度或平移自由度或者没有运动自由度或平移自由度。
如图5A所示，本发明的外部固定支柱可包括螺母5400。螺母5400可固定在轴5200的第一螺纹段5204上。螺母5400的内螺纹5404可紧固在第一螺纹段5204的第一外螺纹5218上。第二螺纹段5206的较大直径可以防止螺母5400沿着轴5200的长度被进一步紧固。当螺母5400固定在第一螺纹段5204的基部上时，螺母5400可以有利地将衬套5300在第二螺纹段5206上固定就位。螺母5400可以与衬套5300接触或可以不与衬套5300接触。实际情况中，螺母5400防止衬套5300过度松开或以其他方式从第二螺纹段5206移除。在一些实施方式中，可以沿第一螺纹段5204固定螺母5400的位置。将螺母5400固定在第一螺纹段5204上可以通过不同的方法来完成，该方法包括焊接或使用固定销。
本发明的外部固定支柱还可包括偏置构件5900。在一些实施方式中，偏置构件5900可以是弹簧(例如，盘簧、波形弹簧等)。使用的弹簧可以具有特定的弹簧常数。例如，在一些实施方式中，用作偏置构件5900的弹簧可具有约3.75磅/毫米的弹簧常数。在一些实施方式中，用作偏置构件5900的弹簧可具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。这里通过举例示出了弹簧。受益于本发明的本领域普通技术人员将可以想到其他可用于实现如本文所述偏置效果的部件。
在一些实施方式中，偏置构件5900(例如弹簧)可设置在轴5200的内部段5202的周围。例如，弹簧可盘绕在轴5200的内部段5202的周围。当组装外部固定支柱时，偏置构件5900可以设置在内部段5202周围并且设置在套管5100的内部凹进5102内。此外，偏置构件5900可以定位成使得其在一端与偏置销5700接触，并且可以在相对端向内部凹进5102的肩部5103偏置。偏置构件5900可在压缩时施加扩展力。因此，偏置构件5900可以对偏置销5700和套管5100施加扩展力。
在操作中，衬套5300可以操作成使得衬套5300的多个内螺纹5308可以在轴5200的第二螺纹段5206上旋转。如果衬套5300朝向套管5100向下紧固，衬套5300可以对偏置销5700施加压缩力或压力，其又可以对偏置构件5900施加压缩力或压力。根据存在的压缩力的量，偏置构件5900可以允许特定的压缩范围。
保持销5600、保持销孔5108和保持销纵向狭槽5214的布置允许套管5100相对于轴5200的平移运动。因此，偏置构件5900上的压缩力的量可以对应于偏置构件5900可用的扩展的量，其又可以对应于套管5100相对于轴5200的平移运动的量。
在操作中，衬套5300的旋转可以调节外部固定支柱可用的动力的量或程度。在一些实施方式中，可用的动力的量可以在0mm至3mm的范围内。此外，衬套5300的每整圈可对应于外部固定支柱的1mm动力。衬套5300的每整圈可以允许在套管5100和轴5200之间的1mm的相对平移运动。
当衬套5300完全紧固时，环形唇边5302可以与套管5100的某些部分接触。在完全紧固状态下，偏置构件5900可以在套管5100的内部凹进5102内完全压缩。轴5200可以以这样的方式设置，使得轴5200的第二端5210可以接触套管5100的内部凹进5102的表面。在这种状态下，外部固定支柱有少量可用的动力或没有可用的动力。存在少量的套管5100相对于轴5200的可用的平移运动或者不存在套管5100相对于轴5200的可用的平移运动。
当衬套5300完全松开时，环形唇边5302可以与螺母5400接触。在完全松开的状态下，偏置构件5900可以在套管5100的内部凹进5102内完全扩展，或者可以在套管5100的内部凹进5102内进行可容许的扩展。在这种状态下，沿着外部固定支柱的纵向的压缩力可以导致套管5100相对于轴5200的运动。在一些实施方式中，可用的运动量可对应于保持销纵向狭槽5214的长度，或保持销5600在保持销纵向狭槽5214内可用的纵向运动。
本发明的实施方式可以有利地提供外部固定支柱，其中外部固定支柱的长度不根据衬套5300是否被紧固或松开，或者衬套5300沿着第二螺纹段5206被紧固或松开的程度而变化。根据衬套5300沿着第二螺纹段5206被紧固或松开的程度，外部固定支柱可以提供更多的动力或者可以允许套管5100相对于轴5200的压缩。然而，外部固定支柱在未压缩状态下的长度可以与衬套5300是否被紧固或松开无关。相反，支柱长度的任何变化都可由于作用在其上的外部压缩力而发生。在一些实施方式中，处于未压缩状态的外部固定支柱的长度可以为约50mm。允许的动力范围可以是约0mm至约3mm。提供给外部固定支柱的动力范围可以由衬套5300的面部/端部与套管5100的端部之间的距离来限制。
本发明提供了外部固定支柱的各种实施方式。图5B示出了本发明的替代实施方式。图5B中的外部固定支柱5000可以提供上述和图5A中示出的许多结构件。然而，图5B的示例实施方式可以不包括图5A的实施方式的保持销5600、保持销孔5108和保持销纵向狭槽5214。所述结构件的不存在可有利地防止或减少轴5200相对于套管5100的扭转应力或扭转束缚。图5B的实施方式有利地允许轴5200相对于套管5100进行轴向旋转。
如图5B所示，实施方式可以提供轴5200的较长的环形压痕5212。环形压痕5212可以具有约5mm的长度。扣环5802可以是诸如ID/OD锁定扣环的部件。环形压痕5212的长度可以大于设置在其上的扣环5802的厚度的宽度。以这种方式，轴5200可以被允许沿着套管5100的纵向方向平移，而固定在环形压痕5212上的扣环5802防止轴5200从套管5100完全撤回或卸除。扣环5802也可以沿着套管5100的内壁完全或部分地固定和/或设置在压痕内。在一些实施方式中，套管5100内沿轴5200的纵向方向的运动量可以至少部分地由环形压痕5212的长度限制。扣环5802可以包括低摩擦材料，例如PEEK塑料，以在套管5100内提供轴5200的平滑平移。
图5C示出了本发明的替代实施方式。图5C中的外部固定支柱5000可以提供上面示出的和图5A和图5C中示出的许多结构件。然而，图5C的示例性实施方式可以不包括图5A的实施方式的保持销5600、保持销孔5108和保持销纵向狭槽5214。所述结构件的不存在可以有利地防止或减少轴5200相对于套管5100的扭转应力或扭转束缚。图5C的实施方式有利地允许轴5200相对于套管5100轴向旋转。
如所示出的，实施方式可有利地包括环5800和扣环5802。如上所述，环5800可以是TeflonTM-O环。环5800可以用作引导衬套。在一些实施方式中，环5800可包括低摩擦材料(例如PEEK塑料)以提供轴5200在套管5100内的平滑平移。图5C的实施方式还可包括扣环5802。扣环5802可设置在轴5200的细长环形压痕5212中。环形压痕5212可具有约3mm至约5mm的长度。如上所述，扣环5802可以是诸如ID/OD锁定扣环的部件。轴5200可以被允许沿套管5100纵向平移，而固定在环形压痕5212上的扣环5802防止轴5200从套管5100完全回撤或卸除。扣环5802也可以沿着套管5100的内壁完全或部分地固定和/或设置在压痕内。在一些实施方式中，套管5100内沿轴5200的纵向的运动量可以至少部分地由环形压痕5212的长度限制。扣环5802可包括低摩擦材料，例如PEEK塑料，以提供轴5200在套管5100内平滑平移。
从图5A、图5B和图5C可以看出，本发明的实施方式可以提供外部固定支柱5000的偏置构件5900的压缩。偏置构件5900的压缩可以发生在轴5200和套管5100相对于彼此没有相应位置变化或运动的情况下。因此，在未压缩状态或没有在其上方施加外力的状态下，由于偏置构件5900被压缩或扩展，外部固定支柱5000的总长度可保持恒定。外部固定支柱5000的长度的任何变化可由于作用在其上的外部压缩力而发生。
本发明还提供了如图6A和图6B中所示出的外部固定支柱的实施方式。如图6A和图6B所示的外部固定支柱的实施方式可包括多种部件。
在一些实施方式中，外部固定支柱可包括如图6A和图6B所示出的套管6100。套管6100可以是基本上圆柱形的形状。套管6100包括内部凹进6102，其可包括第一段6104和第二段6106。第一段6104和第二段6106在尺寸上可以不同。在一些实施方式中，第一段6104的直径可以大于第二段6106的直径。以这种方式，可以固定在第一段6104中的部件可不匹配第二段6106或被接纳到第二段6106中。第一段6104可具有约14mm的直径和约11.8mm的长度。第二段6106可具有约12.7mm的直径和约25mm的长度。在一些实施方式中，内部凹进6102的长度可以为约25.2mm，并且套管6100的长度可以为约51mm。
套管6100还可包括在第一端6112处的狭窄段6120。第一端6112还可包括开口6110。开口6110可允许外部固定支柱的多个部件接纳在其中。套管6100还可包括设置在套管6100的第二端6116处的多个内螺纹6118。第二端6116可与先前讨论的第一端6112相对，其中第一端6112处设置有到内部凹进6102的开口6110。多个内螺纹6118可设置在套管6100的第二端6116处。多个内螺纹6118可允许外部固定支柱固定到外部固定装置。多个内螺纹6118可以跨越约14mm的长度。
套管6100还可包括在套管6100的第二端6116处的狭窄段6114。套管6100的狭窄段6114可具有约10mm至约13mm的宽度，以及约8mm至约12mm的长度。狭窄段6114可具有约9.5mm的长度。在一些实施方式中，套管6100还可包括在狭窄段6114处的有压痕的表面6115。有压痕的表面6115可为固定至套管6100的扳手提供接触点，从而可便于旋转或其他操作。狭窄段6114可包括例如两个至六个有压痕的表面6115。有压痕的表面6115可包括约6mm的长度。
如图6A和图6B中所示，本发明的一些实施方式还可包括轴6200。轴6200可具有约46mm的长度。轴6200可包括螺纹段6222和内部段6226。
螺纹段6222可包括多个外螺纹6224。多个外螺纹6224可允许外部固定支柱固定到外部固定装置。螺纹段6222可具有约6mm的直径和约22mm的长度。
内部段6226可以是基本上圆柱形的段，其可以配置成至少部分地设置在套管6100的内部凹进6102内。内部段6226可以具有大约13.8mm的长度。在一些实施方式中，内部段6226的一部分可设置在内部凹进6102内，并且内部段6226的一部分可设置在内部凹进6102的外部。在一些实施方式中，内部段6226可包括环形突出部6228。环形突出部6228可以提供可以固定在套管6100的内部凹进6102内的扩展区域。环形突出部6228可以具有大约12.7mm的直径。在一些实施方式中，环形突出部6228的直径可以与内部凹进6102的第二段6106的直径相同。环形突出部6228可以沿着轴6200的内部段6226的方式设置，以分离或限定内部段6226的两个区段。环形突出部6228的一侧可包括端部区段6230，并且环形突出部6228的相对侧可包括主区段6232。主区段6232可连接到螺纹段6222。端部区段6230可设置在内部凹进6102内。在一些实施方式中，主区段6232和端部区段6230可具有不同的直径和长度。主段6232可具有约6mm的直径和约35.8mm的长度。端部段6230可具有约4.7mm的直径和约7.7mm的长度。
在操作中，轴6200可以具有相对于套管6100的平移运动。例如，如果压缩力纵向施加到轴6200，则轴6200可以运动到套管6100的内部凹进6102中或进一步运动到套管6100的内部凹进6102中。一致地，如果轴6200上的压缩力减小，则轴6200可以返回到默认位置。
在一些实施方式中，本发明可有利地提供外部固定支柱，其中轴6200可围绕套管6100的中心轴线自由旋转。轴6200旋转的自由度可有利地减少或防止扭转束缚，这种扭转束缚会不利地影响轴6200在套管6100内平移的能力。
本发明的一些实施方式还可以包括偏置构件6900。在一些实施方式中，偏置构件6900可以是弹簧。使用的弹簧可以具有特定的弹簧常数。例如，在一些实施方式中，用作偏置构件6900的弹簧可具有约3.76磅/毫米的弹簧常数。在一些实施方式中，用作偏置构件6900的弹簧可具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。这里通过示例描述了弹簧。受益于本发明的本领域普通技术人员将可以想到可用于实现如本文所述的偏置效果的其他部件。
在一些实施方式中，偏置构件6900(例如弹簧)可以设置在套管6100的内部凹进6102中。更具体地，偏置构件6900可以设置在套管6100的内部凹进6102的第二段6106内。偏置构件6900可定位成使得其在一端与环形突出部6228接触，并在相对端与接触结构件6920接触。此外，偏置构件6900可定位成使得轴6200的端部区段6230延伸贯穿偏置构件6900的内部部分。例如，端部区段6230可延伸贯穿用作偏置构件6900的弹簧的中空内部。
偏置构件6900可在压缩时施加扩展力。因此，偏置构件6900可以对环形突出部6228和接触结构件6920施加扩展力。
如上所述，本发明的一些实施方式还可以包括接触结构件6920。接触结构件6920可以是包括环形突出部6922和纵向区段6924的机械部件。接触结构件6920在尺寸上可以被设计成匹配在套管6100的内部凹进6102内或者可以设置在套管6100的内部凹进6102内。
环形突出部6922可具有基本上圆形或圆盘状的几何形状。环形突出部6922可具有约12.7mm的直径。在一些实施方式中，环形突出部6922的直径可以与内部凹进6102的第二段6106的直径相同。
纵向区段6924可以从环形突出部6922在外部固定支柱的纵向方向上延伸。在一些实施方式中，纵向区段6924可包括其中具有间隙6926的圆柱形几何形状。例如，纵向区段6924可以是圆柱体，在该圆柱体的中心具有凹进或中空部分。间隙6926可有利地允许轴6200的端部区段6230接纳在其中。间隙6926在尺寸上可以设计成和/或其形状可以设计成与轴6200的端部区段6230互补。因此，当端部区段6230完全设置在间隙6926中时，可以在两个部件之间提供牢固的配合。在一些实施方式中，当端部区段6230完全设置在间隙6926中时，纵向区段6924可以与轴6200的环形突出部6228接触。
本发明的一些实施方式还可以包括可旋转结构件6940。本发明的可旋转结构件6940可以包括基本上球形的结构，且沿着球形结构的特定平面去除特定段。因此，可旋转结构件6940可以具有多个平坦表面，该平坦表面具有到可旋转结构件6940的中心6944的不同距离。根据在套管6100的内部凹进6102中多个平坦表面中的哪一个与接触结构件6920配合或接触，可以对整个系统提供不同量的动力。
更具体地，在一些实施方式中，可旋转结构件6940可包括多个表面6942A、6942B和6942C。如图6A和图6B中所示，多个表面6942A、6942B和6942C中的每一个可以具有到可旋转结构件6940的中心6944不同的距离。例如，表面6942A到中心6944的距离可以远于表面6942B或6942C到中心6944的距离。因此，与当表面6942B或6942C与接触结构件6920接触时相比，当可旋转结构件6940转动使得表面6942A与接触结构件6920接触时，可以对接触结构件6920提供更大量的压缩。因此，偏置构件6900可以被相对地压缩，并且可以对系统提供很少的动力。相比之下，表面6942C比表面6942A或6942B更靠近中心6944。因此，与当表面6942A或6942B与接触结构件6920接触时相比，当可旋转结构件6940转动使得表面6942C与接触结构件6920接触时，可以对接触结构件6920提供较小的压缩。相应地，偏置构件6900的压缩程度可以不是非常大，并且可以对系统提供大量的动力。
如图6A和图6B中所示，本发明的实施方式可包括具有三个平坦表面6942A、6942B和6942C的可旋转结构件6940，并且其中结构件6940的第四“侧面”是弯曲表面或球形表面。然而，图6A和图6B仅作为示例提供。在一些实施方式中，可旋转结构件6940可包括两个平坦表面、四个平坦表面或五个平坦表面，每个平坦表面可操作以与接触结构件6920配合或接触。在一些实施方式中，可旋转结构件6940可以具有或可以不具有如图6A和图6B所示的弯曲表面或球形表面。在可旋转结构件6940上提供多种表面可以有利地允许到中心6944具有不同距离的不同表面与接触结构件6920接触，从而允许轴6200相对于套管6100不同的可用动力量或不同的压缩量。可用的动力或压缩的量可以来自偏置构件6900(例如弹簧)在套管6100的内部凹进6102中和间隙6926的长度中的压缩或扩展。此外，可旋转结构件6940的旋转可以导致接触结构件6920在套管6100的内部凹进6102内的运动以及间隙6926的长度的增加或减小。由于可旋转结构件6940被旋转以使特定的表面与接触结构件6920配合，接触结构件6920可以在套管6100的内部凹进6102内纵向运动。在一些实施方式中，多个表面6942A、6942B和6942C到中心6944的距离可包括例如3.35mm、4.35mm和5.35mm。虽然偏置构件6900可以施加偏置力，但是轴6200相对于套管6100可用的最大纵向平移可以由间隙6926的长度来调节和/或限制。
如图6A和图6B所示，本发明的实施方式还可以包括内部部件6950。内部部件6950可以是一体部件，其配置成设置在套管6100的内部凹进6102的第一段6104内。内部部件6950可以在套管6100的第一端6112处与环形突出部6228和狭窄段6120接触。狭窄段6120可有利地将内部部件6950固定在套管6100的内部凹进6102的第一段6104内。此外，内部部件6950也可用作线性引导衬套。在一些实施方式中，内部部件6950可包括低摩擦材料(例如PEEK塑料)和/或由低摩擦材料(例如PEEK塑料)制成。
在图6C中示出了在图6A和图6B中所示的实施方式中可以使用的另外的结构件。如图6C所示，本发明的实施方式可包括旋转机构6960和定位螺钉6970。此外，上述可旋转结构件6940可包括中心通道6948。中心通道6946可沿着可旋转结构件6940延伸以提供第一开口6947和第二开口6948。中心通道6946可以穿过可旋转结构件6940的中心6944。可旋转结构件6940还可以包括定位螺钉接纳凹进6945。中心通道6946和定位螺钉接纳凹进6945可以提供一机制以在内部凹进6102的第二段6106内固定和转动可旋转结构件6940。
旋转机构6960可以插入旋转结构件6940的中心通道6946中。旋转机构6960于是可以促进可旋转结构件6940的转动。例如，旋转机构6960可包括主体6962和头部6964，主体6962可设置在中心通道6946内，并且头部6964可以设置在外部固定支柱的外部。头部6964可以包括可以促进旋转机构6960旋转的几何形状。例如，头部6964可以具有六边形或五边形的几何形状，由此可以通过几何形状提供的平坦表面与扳手或其他仪器紧密配合或接合。于是扳手或其他仪器可以操控头部6964的取向，头部6964又使旋转机构6960旋转，旋转机构6960的旋转又使可旋转结构件6940旋转。旋转机构6960的旋转可以通过其他手段来完成。例如，头部6964可包括压痕6966，压痕6966可具有与仪器紧密配合的特定几何形状。于是，所述仪器的旋转可以促进旋转机构6960的旋转。
旋转机构6960在旋转结构件6940的中心通道6946内的位置可以使用定位螺钉6970来固定。定位螺钉6970可以通过由在第二端6116处的多个内螺纹6118所提供的开口而定位在套管6100的内部。可旋转结构件6940的定位螺钉接纳凹进6945可与旋转机构6960的定位螺钉接纳凹进6965对齐。于是，定位螺钉6970可紧固或固定在对齐的定位螺钉接纳凹进6945、6965内。
图6A、图6B和图6C的实施方式有利地提供了没有销或狭槽的外部固定支柱。因此，可以提供动力而无需对小的销或狭槽进行对齐、替换或以其他方式的操控。在操作中，从业者可以通过旋转或以其他方式操控可旋转结构件6940来调节外部固定支柱的动力量。例如，从业者可以使旋转机构6960旋转以使可旋转结构件6940旋转或调节可旋转结构件6940的取向。根据哪个表面(例如，多个表面6942A、6942B和6942C)与接触结构件6920接触，接触结构件6920可以在套管6100的内部凹进6102的第二段6106内具有不同的位置。因此，根据接触结构件6920在第二段6106内的位置，可以在偏置部件6900上施加不同的压缩量。当在偏置部件6900上施加大的压缩量时，偏置部件6900可以在环形突出部6228和接触结构件6920之间被完全压缩。在这种情况下，少量动力或没有动力可以提供给外部固定支柱或可用于外部固定支柱。
当施加在偏置构件6900上的压缩量很小或没有时，偏置构件6900可以在环形突出部6228和接触结构件6920之间完全扩展。在这种情况下，可以向外部固定支柱提供大量的动力或者外部固定支柱存在大量可用的动力。
本发明的实施方式提供了外部固定支柱7000，其可以用作外部固定装置70000的一部分。图7A示出包括根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱的示例性外部固定装置的立体图。如所示出的，外部固定装置70000可包括四个外部固定支柱7000。然而，可使用更少或更多(例如，两个，三个，五个，六个)的外部固定支柱7000。
外部固定装置70000可包括第一外部固定环70020和围绕骨(未示出)的第二外部固定环70040。通过外部固定支柱7000连接第一外部固定环70020和第二外部固定环70040。外部固定支柱7000可以通过各种方法连接到外部固定环70020、70040。在一些实施方式中，每个外部固定支柱7000可包括附接在外部固定支柱7000的每个端部处的第一可铰接(articulatable)球形接头(未示出)。在一些实施方式中，第一可铰接球形接头容纳第一球(未示出)。第一球(未示出)包括第一球头螺栓(未示出)，该第一球头螺栓穿过狭槽(未示出)进入外部固定环70020、70040中每一个的螺纹孔。
图7B示出包括根据本发明的具体示例性实施方式的外部固定支柱7000的另一示例性外部固定装置70000的立体图。除了图7A中示出的部件之外，图7B的示例性实施方式还可以包括多个外部固定杆70060。外部固定杆70060的使用可以提供多个优点，例如延长和调节第一外部固定环70020和第二外部固定环70040之间的距离；第一外部固定环70020与第二外部固定环70040之间的快速或渐变的长度调节；以及第一外部固定环70020、第二外部固定环70040和固定在其上的各种外部固定装置70000的取向的其他操作。外部固定杆70060可以在一端固定到第一外部固定环70020或第二外部固定环70040中的一个，并且在另一端固定在多个外部固定支柱7000中的一个。如所示出的，四个外部固定杆70060可以与对应于所使用的四个外部固定支柱7000中的每一个的一者一起使用。然而，外部固定杆70060的数量可以变化。例如，在一些实施方式中，外部固定装置70000可包括八个外部固定杆70060，其中一个固定到外部固定支柱7000的每个端部。
在一些实施方式中，外部固定杆70060可以是美国专利No.8,574,232中描述的外部固定连接杆的外部固定连接杆，美国专利No.8,574,232的标题为“用于快速和渐变调节的外部固定连接杆”，其全文以引用方式并入本文。其中描述的外部固定连接杆用作外部固定杆70060可以有利地在第一外部固定环70020和第二外部固定环70040之间提供更大的长度。此外，其中描述的外部固定连接杆用作外部固定杆70060可以更容易地将外部固定装置装配在患者身上，或者一旦固定在患者身上就调节外部固定装置。
在美国专利No.8,574,232中的发明用作外部固定杆70060仅作为示例提供。受益于本发明的本领域普通技术人员将理解，外部固定杆70060可包括比美国专利No.8,574,232中所公开的结构件更多或更少的结构件。例如，在一些实施方式中，在外部固定杆70060中提供各种旋转构件或可铰接接头可有利地允许更大程度地操控和/或调节外部固定装置70000及其中的部件。在其他实施方式中，利用具有较少可铰接接头或旋转构件的外部固定杆70060可有利地保持第一外部固定环70020和第二外部固定环70040的平行取向。此外，利用具有较少可铰接接头或旋转构件的外部固定杆70060可有利地稳定或保持由外部固定支柱7000提供的动力的方向或轴线。
图8A示出具有骨折的一段人骨。骨可以是股骨、胫骨或腓骨。如图8A所示，骨可具有一处或多处骨折。在示例性实施方式中，骨折可以是需要治疗和愈合的中段胫骨骨折。在其他实施方式中，骨可以属于人体的其他部分。
图8B示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置80000。图8C示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置80000的近视图。如所示出的，多个外部固定支柱8000可以安装或固定到围绕骨的第一外部固定环80020和第二外部固定环80040。图8B和图8C中所示的外部固定支柱8000可以与上面公开的和描述的任何一个实施方式相同，或者与图5A、图5B、图6A、图6B和/或图6C中示出的任何一个实施方式相同。所示的骨可以是股骨、胫骨或腓骨。在其他实施方式中，骨可以属于人体的其他部分。由于图8B和图8C中所示的骨，可以表示人体中的各种骨，在某些实施方式中，骨的尺寸可以略微不成比例。在一个实施方式中，附接到外部固定装置80000的销(未示出)连接到需要愈合的骨折处附近的骨(例如，人的胫骨)。销(未示出)可以钻入或刺入人的皮肤和骨中以安装外部固定装置80000。外部固定装置8000与骨头的连接可包括放置连接器(例如金属丝、销、螺钉和/或杆)贯穿皮肤并进入、贯穿和/或围绕所选择的骨。
在一些实施方式中，外部固定支柱8000可以有利地彼此平行地定位。在一些实施方式中，第一外部固定环80020和第二外部固定环80040可以彼此平行地定位，并且外部固定支柱8000可以有利地定位成与第一外部固定环80020和第二外部固定环80040的平面正交。这种布置可以有利地沿着外部固定支柱8000的方向的纵向轴线提供受控动力。
图8D示出外部固定装置80000的另一示例性实施方式，该外部固定装置80000围绕具有骨折的人骨。图8E示出围绕具有骨折的人骨的外部固定装置80000的近视图。除了图8B和图8C中所示出的部件之外，图8D和图8E的示例实施方式还可包括多个外部固定杆80060，其中每个外部固定杆80060的一端固定到外部固定支柱8000并且其另一端固定到第一外部固定环80020或第二外部固定环中的一个。如上所述，外部固定杆80060可以是美国专利No.8,574,232(标题为“用于快速和渐变调整的外部固定连接杆”)中所描述的外部固定连接杆的外部固定杆，该专利的全文内容以引用方式并入本文。其中示出的外部固定连接杆用作外部固定杆80060可以有利地在第一外部固定环80020和第二外部固定环80040之间提供更大的长度。此外，其中将示出的外部固定连接杆用作外部固定杆80060可以容易地将外部固定装置装配在患者上，或者一旦固定在患者上就调节外部固定装置。
如上所述，在美国专利No.8,574,232中的发明用作外部固定杆80060仅作为示例提供。受益于本发明的本领域普通技术人员将理解，外部固定杆80060可包括比美国专利No.8,574,232中的发明更多或更少的结构件。例如，在一些实施方式中，在外部固定杆80060中提供多种旋转构件或可铰接接头可有利地允许更大程度地操控和/或调节外部固定装置80000及其中的部件。在其他实施方式中，利用具有较少可铰接接头或旋转构件的外部固定杆80060可有利地保持第一外部固定环80020和第二外部固定环80040的平行取向。此外，利用具有较少可铰接接头或旋转构件的外部固定杆80060可有利地稳定或保持由外部固定支柱8000提供的动力的方向或轴线。
从以上描述可以看出，本发明提供了外部固定支柱的各种实施方式。本发明的实施方式可以提供设置在外部固定支柱内的偏置构件的压缩。可以在没有轴和/或套管的位置或运动的相应改变的情况下发生偏置构件的压缩。因此，在调整期间，支柱的总长度不会改变。然而，可以仅调整偏置力和潜在的运动变化范围。由外部固定支柱提供的运动范围可以通过偏置力实现，但是可以通过衬套或可旋转结构件的位置来机械地限制。因此，可以压缩偏置构件而不会使支柱的总长度发生相应的变化。相反，支柱长度的任何变化都可由于作用在其上的外部压缩力而发生。
如受益于本发明的本领域技术人员将理解的，可以构思用于外部固定支柱的其他等同或替代的组合物、装置、方法和系统，而不脱离本文包含的描述。因此，执行所示出和所描述的发明的方式应该被理解仅仅是说明性的。
在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对部件的形状、尺寸、数量和/或布置进行各种改变。另外，设备和/或系统的大小可以按比例放大(例如，用于成人受试者)或缩小(例如，用于青少年受试者)以适应从业者的需要和/或需求。根据一些实施方式，每个公开的方法和方法步骤可以与任何其他公开的方法或方法步骤相关联地以及以任何顺序执行。在动词“可以”出现的情况下，旨在传达可选到和/或许可的条件，但除非另有说明，否则其用途并不旨在建议任何不可操作性。本领域技术人员可以在制备和使用本发明的装置和/或系统的方法中进行各种变化。
而且，在已经提供范围的情况下，所公开的端点可以被视为特定实施方式所期望或要求的精确和/或近似。在端点是近似的情况下，灵活度可以与范围的数量级成比例地变化。例如，一方面，在上下文中约5至约50的范围的约50的范围端点可以包括50.5，但不包括52.5或55，并且另一方面，在上下文中的约0.5至约50的范围的约50的范围端点可包括55，但不包括60或75。此外，在一些实施方案中，会期望混合和匹配的范围端点。
用于外部固定支柱的装置和/或系统的全部或一部分可以配置和布置成一次性的、可维修的、可互换的和/或可更换的。这些等同物和替代物以及明显的变化和修改旨在包括于本发明的范围内。因此，前述发明内容是说明性的而非对如所附权利要求所限定的本发明的范围进行限制。
标题、摘要、背景技术和小标题是根据法规和/或为了方便读者而提供的。它们不包括关于现有技术的范围和内容的许可，并且不用于限制所有公开的实施方式。

Claims (24)

1.一种动力支柱，所述支柱包括：
套管，其中所述套管包括：
内部凹进，包括第一段和第二段，其中所述第一段的直径大于所述第二段的直径；和
保持销孔；
轴，其中所述轴包括：
内部段，所述内部段配置成至少部分地设置在所述套管的内部凹进内，并且其中所述内部段包括环形压痕；
第一螺纹段；
第二螺纹段，其中所述第二螺纹段的直径大于所述第一螺纹段的直径，并且其中所述第二螺纹段在一端与所述内部段相邻，并且在相对的一端与所述第一螺纹段相邻；和
设置在所述内部段内的偏置销纵向狭槽，
设置在所述内部段内的保持销纵向狭槽，其中所述保持销孔被配置成部分地与所述保持销纵向狭槽对齐；和
偏置构件，其中所述偏置构件配置成围绕在所述轴的内部段设置，并且其中，所述偏置构件在尺寸上设计成配合在所述套管的所述内部凹进的所述第一段内；
衬套，其中所述衬套包括：
环形唇边，其中所述环形唇边的直径至少与所述套管的所述内部凹进的所述第一段的直径一样大；
主段，其中所述主段在尺寸上设计成接纳在所述套管的所述内部凹进的所述第一段中；和
多个内螺纹，其中所述内螺纹配置成与所述轴的所述第二螺纹段配合；
保持销，其中所述保持销配置成插入所述保持销孔和所述保持销纵向狭槽中；和
偏置销，其中，所述偏置销配置成插入所述偏置销纵向狭槽中；
其中，所述衬套的旋转提供用于使所述偏置构件相对于所述套管和所述轴进行压缩运动。
2.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述动力支柱还包括TeflonTM O-环，并且其中所述TeflonTM O-环配置成设置在所述轴的所述内部段的所述环形压痕内。
3.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述动力支柱还包括螺母，其中所述螺母配置成固定在所述轴的所述第一螺纹段上。
4.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述套管还包括设置在所述套管的一端的多个内螺纹，并且其中所述套管的所述多个内螺纹配置成固定到外部固定装置。
5.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述偏置构件是弹簧。
6.根据权利要求5所述的动力支柱，其中所述弹簧具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。
7.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述衬套沿所述轴的所述第二螺纹段的一整圈旋转提供用于使所述偏置构件进行约1mm的压缩运动。
8.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述保持销纵向狭槽具有约3.5mm至约7mm的长度，并且其中所述保持销孔和所述保持销均具有约3.2mm的直径。
9.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述偏置销纵向狭槽具有约3.5mm至约7mm的长度，并且其中所述偏置销具有约3.2mm的直径。
10.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述套管具有约35mm至约50mm的长度，并且其中所述轴具有约30mm至约45mm的长度。
11.根据权利要求1所述的动力支柱，其中所述动力支柱提供约3mm的动力范围。
12.一种动力支柱，所述支柱包括：
套管，其中所述套管包括：
内部凹进，包括第一段和第二段，其中所述第一段的直径大于所述第二段的直径；
轴，其中所述轴包括：
内部段，所述内部段配置成至少部分地设置在所述套管的所述内部凹进内，并且其中所述内部段包括环形突出部；和
螺纹段；
接触结构件，其中所述接触结构件配置成设置在所述套管的所述内部凹进内，并且其中所述接触结构件包括环形突出部和纵向区段；
偏置构件，其中所述偏置构件配置成设置在所述套管的所述内部凹进内，并且其中，所述偏置构件配置成设置在所述接触结构件的所述环形突出部与所述轴的所述环形突出部之间；和
可旋转结构件，
其中所述可旋转结构件包括多个表面；
其中，所述可旋转结构件的旋转导致所述多个表面中的不同表面接触所述接触结构件的所述环形突出部；和
其中所述可旋转结构件的旋转提供用于使所述偏置构件相对于所述套管和所述轴进行压缩运动。
13.根据权利要求12所述的动力支柱，其中所述可旋转结构件的所述多个表面包括四个平坦表面。
14.根据权利要求13所述的动力支柱，其中所述四个平坦表面中的每一个具有到所述可旋转结构件的中心不同的距离。
15.根据权利要求14所述的动力支柱，其中到所述可旋转结构件的中心的不同距离包括3.35mm、4.35mm和5.35mm。
16.根据权利要求12所述的动力支柱，其中所述可旋转结构件的旋转导致所述套管的所述内部凹进内的弹簧的压缩或扩展。
17.根据权利要求12所述的动力支柱，其中所述可旋转结构件的旋转导致所述接触结构件在所述套管的所述内部凹进内的运动。
18.根据权利要求12所述的动力支柱，其中所述套管还包括设置在所述套管的一端的多个内螺纹，并且其中所述套管的所述多个内螺纹配置成固定到外部固定装置。
19.根据权利要求12所述的动力支柱，其中，所述偏置构件是弹簧。
20.根据权利要求19所述的动力支柱，其中所述弹簧具有约3.50磅/毫米至约4磅/毫米的弹簧常数。
21.根据权利要求19所述的动力支柱，其中当弹簧完全压缩时，所述接触结构件的所述纵向区段与所述轴的所述环形突出部接触。
22.根据权利要求12所述的动力支柱，其中所述套管具有约35mm至约50mm的长度，并且其中所述轴具有约30mm至约45mm的长度。
23.根据权利要求12所述的动力支柱，所述动力支柱还包括内部部件，其中所述内部部件配置成设置在所述套管的所述第一段内。
24.根据权利要求23所述的动力支柱，其中所述套管的所述第一段的一端包括狭窄段，并且其中所述狭窄段与所述内部部件接触并将所述内部部件固定在所述套管的所述第一段内。
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