CN114343815B - 一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多平面皮质骨螺钉，包括螺钉尾、与螺钉尾连接的球头螺钉；所述球头螺钉的一端设有球头部，球头螺钉的另一端设有螺纹部，球头部和螺钉尾之间万向连接，使得球头螺钉可相对于螺钉尾可做圆锥面转动，实现多平面调节功能。其中，螺钉尾靠近球头部的下端面和螺钉尾的侧面之间可相对转动连接。还公开了一种骨骼定位装置，包括多个连接棒，还包括多个上述的多平面皮质骨螺钉，所述螺钉尾之间沿着多棱台侧棱呈现空间三维放射状设置，且所述螺钉尾之间连接有用于定位骨架的连接棒。在使用中，改变下位椎体进针点及进针角度，在保持支撑强度不变的情况下减少暴露范围，则可以使手术更加微创，减少术中出血及手术时间，加快术后康复。

Description

一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法。

背景技术

胸腰椎减压内固定融合术是治疗胸腰椎退行性病变的有效治疗手段，目前脊柱外科手术向着微创小切口方向逐步迈进。拥有更小的切口长度、更少的剥离范围、更快的恢复周期成为脊柱外科医师及患者共同追求的目标。皮质骨轨迹螺钉由于具有增强螺钉拔出能力、小切口、剥离肌肉范围小等优势，逐渐成为胸腰椎退行性病变伴骨质疏松首选的固定方式。皮质骨轨迹内固定技术可以贯穿脊柱后柱峡部皮质骨、椎弓根内侧皮质骨、椎弓根外侧皮质骨和脊柱中柱外上椎体皮质四处皮质，可以获得更强的抗拔出力，适用于骨质疏松患者脊柱内固定手术。传统的皮质骨螺钉中，虽然螺钉尾1和球头螺钉3之间具有万向转动特征，相邻的螺钉尾1的U型槽口11直接卡入连接棒4，使皮质骨螺钉-连接棒4的联合十分容易。

然而，传统的皮质骨螺钉的灵活程度依然有局限性，不能在植入皮质骨螺钉之后进行二次调整U型槽口11的转动角度的朝向，如果改变皮质骨螺钉外观结构形状，又会对手术进行造成遮挡或者不适应人体骨头形状的安装麻烦，为此，需要对皮质骨螺钉的结构进一步改进，如何能在不破坏皮质骨螺钉外体形状基础上又能增加皮质骨螺钉灵活性是主要任务。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法，该发明多平面皮质骨螺钉可预先置入皮质骨轨迹通道而对手术减压区域无遮挡。通过利用球头螺钉与螺钉尾配合，能够转动调整螺钉的位置和角度，实现多平面调节的功能，具有结构简单、便于操作和适应性强等特点。

为实现上述目的，本发明的一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法的具体技术方案如下：

一种多平面皮质骨螺钉，包括螺钉尾、与螺钉尾连接的球头螺钉、设置在螺钉尾上的限位卡扣；所述球头螺钉的一端设有球头部，球头螺钉的另一端设有螺纹部，球头部和螺钉尾之间万向连接，且通过所述限位卡扣对球头螺钉与螺钉尾二者之间限位防脱节，使得球头螺钉可相对于螺钉尾可做圆锥面转动，实现球头螺钉相对于螺钉尾的轴线做多平面多角度调节功能；其中，螺钉尾靠近球头部的下端面和螺钉尾的侧面之间可相对转动连接。

进一步，螺钉尾底部设置可周向转动的倾斜底板，倾斜底板下端面为倾斜的削竹式结构，倾斜底板的侧壁一边长另一边短，从而使得球头螺钉向螺钉尾短侧壁方向转动摆向倾斜更大角度c。

进一步，所述倾斜底板包括倾斜底板下部件、与倾斜底板下部件上端连接的倾斜底板中部连接件、与倾斜底板中部连接件上端连接的倾斜底板上部件；所述倾斜底板上部件转动卡入到所述螺钉尾的内侧壁开设的卡口中。

进一步，所述倾斜底板上部件为环形凸圈，所述卡口为与环形凸圈匹配卡接的环形内槽口。

进一步，所述螺钉尾开设有沿轴向贯穿的通孔，所述通孔的一端开口大，另一端开口小，所述球头螺钉从通孔开口大的一端穿过之后将球头部活动卡在通孔开口小的另一端上，所述限位卡扣限制在通孔中,从而对球头部沿着螺钉尾轴向位移的自由度进行限位。

进一步，所述限位卡扣的一端开设有卡扣内槽，卡扣内槽为曲球面内凹结构和球头部相似形，从而使卡扣内槽匹配卡住球头螺钉的球头部。

进一步，沿所述球头螺钉套入方向的通孔包括相互贯通连接的直孔段和固定段，所述限位卡扣位于所述直孔段和固定段之间。

进一步，所述直孔段的侧壁开设有内螺纹；所述螺钉尾的侧壁开设有相互对称的U型槽口。

进一步，所述球头螺钉的通孔包括固定段，所述固定段包括相互连通的上部的第一曲面段和曲率小于第一曲面段的下部的第二曲面段，所述第一曲面段位于靠近所述限位卡扣一侧，所述限位卡扣的侧壁卡颈段与第一曲面段配合卡接。

进一步，所述球头螺钉的通孔包括直孔段，所述直孔段所在的螺钉尾的侧壁开设有圆孔槽，通过外界顶针部件插入圆孔槽挤压限位卡扣，可使限位卡扣因变形而脱离螺钉尾后再复原形状。

进一步，所述螺钉尾靠近球头部的下端面的顶部开设有豁口，可使球头螺钉向螺钉尾短侧壁方向转动时，将球头螺钉卡到豁口处从而增大球头螺钉相对于螺钉尾的倾斜角度。

进一步，所述螺钉尾下端面与水平面的夹角a成10°～30°夹角，优选20°夹角。

一种骨骼定位装置，包括多个连接棒，还包括多个上述的多平面皮质骨螺钉，所述螺钉尾之间沿着多棱台侧棱呈现空间三维放射状设置，且所述螺钉尾之间连接有用于定位骨架的连接棒。

一种多平面皮质骨螺钉的使用定位方法，所述方法包括以下步骤：

上位椎体定位步骤：进钉点位于椎弓根峡部下方时针5点（后前位观左侧）或时针7点（后前位观右侧），置钉轨迹内收5-15°（以10°最佳），尾倾25°到30°，沿椎弓根下方边界置入；

下位椎体定位步骤：进钉点位于下关节突上方时针1点（后前位观左侧）或时针11点（后前位观右侧）置钉轨迹内收5-15°（以10°最佳），头倾25°到30°，沿椎弓根上方边界置入，进针点自时针1点向时针7点方向进钉（后前位观左侧），后前位观右侧镜像进钉。

进一步，用于安装所述多平面皮质骨螺钉的上方钉道底部指向上终板的后1/3位置，下方钉道底部指向下终板的后1/3位置，使多平面皮质骨螺钉在椎板及椎体内长度最长，并止于椎体终板中心位置

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的可装配皮质骨轨迹螺钉，结构简单，可通过插拔实现，安装步骤便捷。在减压时无钉尾干扰，方便减压、扩大减压范围，提升了皮质骨轨迹技术的减压范围。通过螺钉尾下端面与螺钉尾的侧面之间可相对转动连接，在需要多个尾帽皮质骨螺钉时，可以更方便的改变螺钉尾的方向，拓宽了皮质骨螺钉的外展空间，将多个多平面皮质骨螺钉轻松串联起来，可适应性较强。在使用中，改变下位椎体进针点及进针角度，可在手术后道二次调节皮质骨螺钉的螺钉尾的方位，提高植入皮质骨螺钉的精度，在保持支撑强度不变的情况下减少暴露范围，则可以使手术更加微创，减少术中出血及手术时间，加快术后康复。

附图说明

图1为螺钉装配后的立体图；

图2为螺钉装配后的另一视角立体图；

图3为螺钉装配后的主视图；

图4为图1的爆炸图；

图5为图2的爆炸图；

图6为图3的分解图；

图7为图6的侧视图；

图8为现有技术中螺钉中螺钉尾和螺钉杆件之间的偏位夹角b；

图9为本发明螺钉中螺钉尾下端面和水平夹角a；

图10为本发明螺钉中螺钉尾和螺钉杆件之间的偏位夹角c；

图11为图1的螺钉尾的底部仰视图；

图12为螺钉尾另一种实施例的分解图：

图13为图12中螺钉尾另一种主视图；

图14为本发明提出一种骨骼定位装置中螺钉和连接棒定位主视图；

图15为图14中螺钉空间布置示意图；

图16为图14中侧视图。

图中标记说明：螺钉尾1、限位卡扣2、球头螺钉3、连接棒4、上终板5、下终板6、椎弓根峡部7、上位椎体8、下位椎体9；U型槽口11、通孔12、内螺纹13、直孔段14、圆孔槽16、倾斜底板17、倾斜底板下部件171、倾斜底板上部件172、倾斜底板中部连接件173、豁口18、卡口19；卡扣侧壁21、卡扣中心孔22、卡扣内槽23、卡颈段24、U型缺口25、螺纹部31、球头部32、平面33、螺钉球头定位槽34。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1-16，对本发明一种多平面皮质骨螺钉、骨骼定位装置及定位使用方法，做进一步详细的描述。

本发明设计一种多平面皮质骨螺钉，包括螺钉尾1、与螺钉尾1连接的球头螺钉3；球头螺钉3的一端设有球头部32，球头螺钉3的另一端设有螺纹部31，球头部32和螺钉尾1之间万向连接，且通过所述限位卡扣2对球头螺钉3与螺钉尾1二者之间限位防脱节，使得球头螺钉3可相对于螺钉尾1可做圆锥面转动，实现球头螺钉3相对于螺钉尾1的轴线做多平面多角度调节的功能。其中，螺钉尾1靠近球头部32的下端面和螺钉尾1的侧面之间可相对转动连接。本发明设计的结构简单，可通过插拔实现，安装步骤便捷。

其中，在螺钉尾1底部设置可周向转动的圆环，圆环的下端面和螺钉尾1的侧面之间可相对转动连接。

为了提高螺钉尾1和球头螺钉3之间的连接稳定性和灵活性，还在螺钉尾1上设有限位卡扣2，螺钉尾1、限位卡扣2、球头螺钉3三者之间均可拆卸连接；且限位卡扣2对球头螺钉3与螺钉尾1二者之间限位防脱节。

在其中一个实施例中，如图10所示，螺钉尾1底部设置可周向转动的倾斜底板17，倾斜底板17下端面为倾斜的削竹式结构，倾斜底17的侧壁一边长另一边短，从而使得球头螺钉3向螺钉尾1短侧壁方向转动摆向倾斜更大角度c。

在其中一个实施例中，如图12和图13所示，所述倾斜底板17包括倾斜底板下部件171、与倾斜底板下部件171上端连接的倾斜底板中部连接件173、与倾斜底板中部连接件173上端连接的倾斜底板上部件172；所述倾斜底板上部件172转动卡入到所述螺钉尾1的内侧壁开设的卡口19中。

在其中一个实施例中，如图12和图13所示，所述倾斜底板上部件172为环形凸圈，所述卡口19为与环形凸圈匹配卡接的环形内槽口。

其中，螺钉尾1开设有沿轴向贯穿的通孔12，通孔12的一端开口大，另一端开口小，球头螺钉3从通孔12开口大的一端穿过之后将球头部32活动卡在通孔12开口小的另一端上，限位卡扣2限制在通孔12中,从而对球头部32沿着螺钉尾1轴向位移的自由度进行限位。限位卡扣2的一端开设有卡扣内槽23，球头部32顶端为平面33，限位卡扣2底端也为平面。卡扣内槽23为曲球面内凹结构和球头部32相似形，从而使卡扣内槽23匹配卡住球头螺钉3的球头部32，球头螺钉3能在曲球面内凹结构中自由转动，进一步地保证了球头部32在转动过程中的稳定性。

沿球头螺钉3套入方向的通孔12包括相互贯通连接的直孔段14和固定段15，限位卡扣2位于直孔段14和固定段15之间，限位卡扣2的外径大于直孔段14的内径。螺钉尾1的侧壁开设有相互对称的U型槽口11，U型槽口11用于连接棒4的卡入定位，每个螺钉的螺钉尾1的U型槽口11之间通过连接棒4的卡入，限位卡扣2的上方设有与U型槽口11底部吻合的U型缺口25，保证连接棒4的卡入稳固，其中，直孔段14远离限位卡扣2的一侧的直孔段14内壁设置有内螺纹13，内螺纹13可用于外界螺栓或外界定位螺钉的定位连接，从而将每个螺钉连接成一个整体框架，用于手术定位。

固定段15包括相互连通的上部的第一曲面段和曲率小于第一曲面段的下部的第二曲面段，螺钉尾1内第一曲面侧壁斜面段约有5°左右与铅垂线夹角。第一曲面段位于靠近限位卡扣2一侧，限位卡扣2的侧壁卡颈段24与第一曲面段配合卡接。其中，限位卡扣2采用弹性件，直孔段14所在的螺钉尾1的侧壁开设有圆孔槽16，通过外界顶针部件插入圆孔槽16挤压限位卡扣2，可使限位卡扣2因变形而脱离螺钉尾1后再复原形状。

实际皮质骨螺钉在手术定位使用中，会因为椎弓根峡部7结构的特殊性遮挡，影响植入螺钉的角度和连接棒4的安装，如图8所示现有的螺钉的球头螺钉3和螺钉尾1之间的夹角b可调节幅度较小，在植入就必须暴露切口至下位椎体9的椎弓根峡部7，增加了切口的长度。若能改变下位椎体9进针点及进针角度，在保持支撑强度不变的情况下减少暴露范围，则可以使手术更加微创，因此，研发人员将螺钉尾1靠近球头部32的下端面为倾斜的削竹式结构，形成倾斜底板17，在减少产品材料用量和不破坏主体结构情况下，还能使得球头螺钉3相对于螺钉尾1向螺钉尾1短侧壁方向转动倾斜更大角度，其中，在保持螺钉尾1下端面与水平面夹角a＝10°～30°范围夹角情况下，依然可以进一步增大球头螺钉3的植入转角幅度，减少了切口的长度，使得手术更加微创。优选螺钉尾1下端面与水平面成20°夹角。为了提高优化设计，在不改变螺钉主体结构情况下，在短侧壁方向下端开设有豁口18，可使球头螺钉3向螺钉尾1短侧壁方向转动时，将球头螺钉3卡到豁口18处从而增大球头螺钉3相对于螺钉尾1的倾斜角度，使得螺钉植入的灵活性进一步提高，受到切口大小影响进一步降低。通过螺钉尾1下端面倾斜底板17设计，在需要多个螺钉尾1尾帽皮质骨螺钉时，可以更方便的改变螺钉尾1的方向，图10的角度c大于图8的角度b，拓宽了皮质骨螺钉的外展空间，将多个尾帽皮质骨螺钉轻松串联起来，可适应性大大增强。

在球头螺钉3的球头部32开设有螺钉球头定位槽34，螺钉球头定位槽34和限位卡扣2沿着轴向开设的卡扣中心孔22同轴心设置，在安装定位连接棒4时候，先将连接棒4卡入U型槽口11中，然后将外界的定位销或者定位螺栓从通孔12穿过连接棒4上的开孔之后，再进入到螺钉球头定位槽34中，从而将连接棒4和螺钉的螺钉尾1栓接在一起，形成如图14实施例所示的示意图。

由于在实际手术中，存在手术操作问题，螺钉植入方位误差，需要在保证球头螺钉3相对于螺钉尾1的倾斜角度最大不变的基础之上改变U型槽口11的方向，重新植入螺钉会带来患者痛苦，为了在不改变皮质骨螺钉外形，顺应手术的正常进行，对皮质骨螺钉内部结构进一步研发设计，将螺钉尾1的底部倾斜底板17设计成可相对于U型槽口11相对转动，即使螺钉已经植入之后需调整U型槽口11安放连接棒4方位，只要转动倾斜底板17以上的螺钉尾1侧部分即可调整出U型槽口11方位，保证原先球头螺钉3卡到豁口18处倾斜角度不变，相当于豁口18可相对于U型槽口11可转动调整。如图12和13所示，本设计的倾斜底板17包括倾斜底板下部件171、与倾斜底板下部件171上端连接的倾斜底板中部连接件173、与倾斜底板中部连接件173上端连接的倾斜底板上部件172；倾斜底板上部件172转动卡入到螺钉尾1的内侧壁开设的卡口19中。优选将倾斜底板上部件172设计成环形凸圈，卡口19为与环形凸圈匹配卡接的环形内槽口，倾斜底板中部连接件173和倾斜底板上部件172其中任意一个可采用现有技术的半刚性变形材料即可，在倾斜底板上部件172卡入卡口19时回缩，再倾斜底板上部件172卡入卡口19后恢复形状，还可以在环形凸圈上开设便于形变的变形缺口，倾斜底板上部件172卡入卡口19卡入安装过程中，变形缺口宽度变小，卡入之后，变形口恢复原状即可，改进之后，不破坏螺钉的整体外形，因此，不增大原先受到椎弓根峡部7的影响程度，又增加了皮质骨螺钉的手术后道的二次微调灵活性，减少患者痛苦，提高手术精准度。

在目前大多数皮质骨轨迹螺钉内固定手术中，下位椎体9螺钉的进钉方向与上位椎体8保持一致，即进钉点位于椎弓根峡部7下方按照时针5点（后前位观左侧）或时针7点（后前位观右侧），置钉轨迹内收5-15°，以10°最佳，尾倾25°到30°，沿椎弓根下方边界置入。进针点自时针5点向时针11点方向进钉（后前位观左侧），右侧镜像进钉。如图15所示，后前位方向箭头所示方向，用于安装本发明的螺钉的钉道尾部内聚，用于安装螺钉的上方钉道底部指向上终板5的后1/3位置，下方钉道底部指向下终板6的后1/3位置，使螺钉在椎板及椎体内长度最长，并止于椎体终板中心位置。如此必须暴露切口至下位椎体9的椎弓根峡部7，增加了切口的长度。若改变下位椎体9进针点及进针角度，在保持支撑强度不变的情况下减少暴露范围，则可以使手术更加微创，减少术中出血及手术时间，加快术后康复。

本发明提出的一种多平面皮质骨螺钉的使用定位方法，包括上述的多平面皮质骨螺钉，包括多种定位方式，其中以一种骨骼定位装置为实施例对皮质骨定位，如图14、15和16所示，包括多个连接棒4，还包括多个上述的多平面皮质骨螺钉，螺钉尾1之间沿着多棱台侧棱呈现空间三维放射状设置，且螺钉尾1之间连接有用于定位骨架的连接棒4。

其中，组配方法包括：上位椎体8进钉方向与现行方法相同，即进钉点位于椎弓根峡部7下方5点（后前位观左侧）或7点（后前位观右侧），置钉轨迹内收5-15°，以10°最佳，尾倾25°到30°，沿椎弓根下方边界置入。更改下位椎体9的进钉点，即进钉点位于下关节突上方1点（后前位观左侧）或11点（后前位观右侧）置钉轨迹内收5-15°，以10°最佳，头倾25°到30°，沿椎弓根上方边界置入。进针点自1点向7点方向进钉（后前位观左侧），后前位观右侧镜像进钉。用于安装螺钉的上方钉道底部指向上终板5的后1/3位置，下方钉道底部指向下终板6的后1/3位置，使螺钉在椎板及椎体内长度最长，并止于椎体终板中心位置。

本发明设计的多平面皮质骨螺钉可预先置入皮质骨轨迹通道而对手术减压区域无遮挡。通过利用球头螺钉3与螺钉尾1配合，能够转动调整螺钉尾1的位置和角度，实现多平面调节的功能，具有结构简单、便于操作和适应性强等特点。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种多平面皮质骨螺钉，包括螺钉尾（1）、与螺钉尾（1）连接的球头螺钉（3）、设置在螺钉尾（1）上的限位卡扣（2）；

其特征在于，所述球头螺钉（3）的一端设有球头部（32），球头螺钉（3）的另一端设有螺纹部（31），球头部（32）和螺钉尾（1）之间万向连接，且通过所述限位卡扣（2）对球头螺钉（3）与螺钉尾（1）二者之间限位防脱节，使得球头螺钉（3）可相对于螺钉尾（1）可做圆锥面转动，实现球头螺钉（3）相对于螺钉尾（1）的轴线做多平面多角度调节的功能；

其中，螺钉尾（1）靠近球头部（32）的下端面和螺钉尾（1）的侧面之间可相对转动连接，螺钉尾（1）底部设置可周向转动的倾斜底板（17），倾斜底板（17）下端面为倾斜的削竹式结构，倾斜底板（17）的侧壁一边长另一边短，从而使得球头螺钉（3）向螺钉尾（1）短侧壁方向转动摆向倾斜更大角度c。

2.根据权利要求1所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述倾斜底板（17）包括倾斜底板下部件（171）、与倾斜底板下部件（171）上端连接的倾斜底板中部连接件（173）、与倾斜底板中部连接件（173）上端连接的倾斜底板上部件（172）；所述倾斜底板上部件（172）转动卡入到所述螺钉尾（1）的内侧壁开设的卡口（19）中。

3.根据权利要求2所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述倾斜底板上部件（172）为环形凸圈，所述卡口（19）为与环形凸圈匹配卡接的环形内槽口。

4.根据权利要求1所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述限位卡扣（2）的一端开设有卡扣内槽（23），卡扣内槽（23）为曲球面内凹结构和球头部（32）相似形，从而使卡扣内槽（23）匹配卡住球头螺钉（3）的球头部（32）。

5.根据权利要求1所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述球头螺钉（3）的通孔（12）包括固定段，所述固定段包括相互连通的上部的第一曲面段和曲率小于第一曲面段的下部的第二曲面段，所述第一曲面段位于靠近所述限位卡扣（2）一侧，所述限位卡扣（2）的侧壁卡颈段（24）与第一曲面段配合卡接。

6.根据权利要求1所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述球头螺钉（3）的通孔（12）包括直孔段（14），所述直孔段（14）所在的螺钉尾（1）的侧壁开设有圆孔槽（16），通过外界顶针部件插入圆孔槽（16）挤压限位卡扣（2），可使限位卡扣（2）因变形而脱离螺钉尾（1）后再复原形状。

7.根据权利要求1所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，螺钉尾（1）靠近球头部（32）的下端面的顶部开设有豁口（18），可使球头螺钉（3）向豁口（18）方向转动时，将球头螺钉（3）卡到豁口（18）处从而增大球头螺钉（3）相对于螺钉尾（1）的倾斜角度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的多平面皮质骨螺钉，其特征在于，所述螺钉尾（1）下端面与水平面成a=10°～30°夹角。

9.一种骨骼定位装置，包括多个连接棒（4），其特征在于，还包括权利要求1-8任意一项所述的多平面皮质骨螺钉，所述螺钉尾（1）之间沿着多棱台侧棱呈现空间三维放射状设置，且所述螺钉尾（1）之间连接有用于定位骨架的连接棒（4）。

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