CN116098689B - 脊柱矫形设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脊柱矫形设备，包括：脊柱矫形植入物，包括：固定杆、移动杆、外套筒及长度调节组件，固定杆和移动杆间隔地设置，移动杆通过长度调节组件连接在固定杆上，外套筒的第一端与固定杆连接，外套筒的第二端套设在移动杆朝向固定杆的部分外；其中，长度调节组件包括第一磁体以及传动结构，第一磁体及传动结构均设置在外套筒内，第一磁体通过传动结构驱动移动杆移动；外驱设备，包括壳体及设置在壳体内的第二磁体和电磁体，第二磁体和电磁体均绕设在第一磁体外，且第二磁体先于电磁体驱动第一磁体转动。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，操作复杂的问题。

Description

脊柱矫形设备

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种脊柱矫形设备。

背景技术

脊柱侧凸俗称脊柱侧弯，是一种脊柱的三维畸形，包括冠状位、矢状位和轴位上的序列异常。正常人的脊柱从后面看应该是一条直线，并且躯干两侧对称。如果从正面看有双肩不等高或后面看到有后背左右不平，就应怀疑“脊柱侧凸”。如果站立位的全脊柱X线片显示脊柱有大于10度的侧方弯曲，即可诊断为脊柱侧凸。轻度的脊柱侧凸通常没有明显的不适，外观上也看不到明显的躯体畸形。较重的脊柱侧凸则会影响婴幼儿及青少年的生长发育，使身体变形，严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。

随着医疗水平和制造业水平的进步，对于脊柱侧弯矫形方面也有了对应的治疗方法。轻度的脊柱侧凸可通过观察、支具、石膏、体操等保守治疗方法进行治疗，严重的脊柱畸形则需要手术治疗。手术可应用推挤、去旋转、撑开加压、截骨等手段矫正弯曲的脊柱，并应用植骨融合术将脊柱融合固定。但对于骨骼发育尚未成熟的儿童而言，若过早实施脊柱融合手术则会限制脊柱及胸廓的生长发育。因此，对于早发性脊柱侧凸（10岁以前发病的脊柱侧凸）患者，需在矫正脊柱侧凸的同时，保留脊柱及胸廓的生长潜力。

相关技术中的脊柱矫形植入物包括植入杆，植入杆的一端和植入杆的另一端间隔地连接于患者的脊柱，植入杆对脊柱进行拉伸或收缩以对脊柱施加作用力，对脊柱进行矫形。但相关技术中的脊柱矫形植入物使用手动延长的方式，需要每半年到一年对脊柱矫形植入物进行延长。对脊柱矫形植入物进行延长时需要对患者进行全麻手术，从患者体外直接对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节，直至患者的骨骼生长发育成熟需要进行多次全麻手术，使得脊柱矫形植入物调节时的操作复杂，并且多次的手术对患者及家属带来较大的手术创伤以及经济社会负担。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种脊柱矫形设备，以解决相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，操作复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种脊柱矫形设备，包括：脊柱矫形植入物，包括：固定杆、移动杆、外套筒及长度调节组件，固定杆和移动杆间隔地设置，移动杆通过长度调节组件连接在固定杆上，外套筒的第一端与固定杆连接，外套筒的第二端套设在移动杆朝向固定杆的部分外；其中，长度调节组件包括第一磁体以及传动结构，第一磁体及传动结构均设置在外套筒内，第一磁体通过传动结构驱动移动杆移动；外驱设备，包括壳体及设置在壳体内的第二磁体和电磁体，第二磁体和电磁体均绕设在第一磁体外，且第二磁体先于电磁体驱动第一磁体转动。

进一步地，电磁体为多个，多个电磁体中位于第一磁体的一侧外的一部分电磁体为多个第一电磁体，多个电磁体中位于第一磁体的另一侧外的另一部分电磁体为多个第二电磁体，第一电磁体与第二电磁体极性相反。

进一步地，壳体包括壳套及设置在壳套外侧的第一弯臂和第二弯臂，第一弯臂的内表面和第二弯臂的内表面相向设置，第一弯臂的内表面和第二弯臂的内表面绕设在第一磁体外，第二磁体设置在壳套内，多个第一电磁体间隔设置在第一弯臂内，多个第二电磁体间隔设置在第二弯臂内。

进一步地，外驱设备还包括设置在壳体内的驱动件，驱动件与第二磁体驱动连接。

进一步地，壳体的底面上设置有握持柱，壳体的顶面上设置有握持环。

进一步地，壳体上设置有观察窗口，观察窗口贯穿于壳体的前表面和后表面。

进一步地，外套筒的第二端设置有导向密封环，移动杆从导向密封环内穿出，导向密封环与移动杆止转配合。

进一步地，移动杆和导向密封环之间设置有止转配合的止转槽和止转凸起，止转槽和止转凸起中的一个设置在移动杆上，止转槽和止转凸起中的另一个设置在导向密封环上。

进一步地，传动结构包括：齿轮箱，包括输入轴和输出轴，输入轴与第一磁体连接，输出轴与移动杆连接；丝杆，与输出轴连接，丝杆上设置有外螺纹；其中，移动杆朝向固定杆的部分具有套设在丝杆外侧的连接筒，连接筒的内孔上设置有与外螺纹配合的内螺纹。

进一步地，外套筒包括第一套筒段和第二套筒段，外套筒的第一端为第一套筒段背离第二套筒段的一端，外套筒的第二端为第二套筒段背离第一套筒段的一端，第一套筒段朝向第二套筒段的内侧壁上设置有第一台阶结构，第二套筒段朝向第一套筒段的外侧壁上设置有第二台阶结构，第一台阶结构与第二台阶结构嵌套配合。

进一步地，丝杆包括依次连接的止退圆台段、第一光轴段及第二光轴段，外螺纹设置在第二光轴段上，止退圆台段与第一光轴段均位于第一套筒段内。

进一步地，第一套筒段的内侧壁上设置有第一凸环，第二套筒段的内侧壁上设置有第二凸环，第一凸环和第二凸环之间形成止挡空间，止退圆台段和第一光轴段设置在止挡空间内，第一凸环和止退圆台段之间设置有第一轴承，第二凸环和止退圆台段之间设置有第二轴承。

进一步地，脊柱矫形植入物还包括两个椎弓根螺钉和两个压块，椎弓根螺钉连接于脊柱，椎弓根螺钉上设置有通槽，通槽沿垂直于椎弓根螺钉的轴线方向贯通于椎弓根螺钉的相对设置的两侧面，一个压块连接在一个通槽内并与该通槽之间围成夹设空间，夹设空间内设置有相对的弹簧限位球和弧面压片，固定杆夹设在一个椎弓根螺钉的夹设空间内的弹簧限位球和弧面压片之间，移动杆夹设在另一个椎弓根螺钉的夹设空间内的弹簧限位球和弧面压片之间。

应用本发明的技术方案，脊柱矫形设备包括脊柱矫形植入物以及外驱设备。脊柱矫形植入物包括：固定杆、移动杆、外套筒及长度调节组件。固定杆和移动杆间隔地设置在脊柱上，移动杆通过长度调节组件连接在固定杆上，外套筒的第一端与固定杆连接，外套筒的第二端套设在移动杆朝向固定杆的部分外。这样，调节长度调节组件的长度能够调节设置在脊柱上的固定杆和移动杆之间的距离，以使固定杆和移动杆能够对脊柱进行拉伸或收缩以对脊柱施加牵开或者收紧的作用力，对脊柱进行矫形。其中，长度调节组件包括第一磁体以及传动结构。第一磁体及传动结构均设置在外套筒内。第一磁体通过传动结构驱动移动杆移动，以使第一磁体转动时，传动结构能够驱动移动杆移动，以调节固定杆和移动杆之间的距离。外驱设备包括壳体及设置在壳体内的第二磁体和电磁体。第二磁体和电磁体均绕设在第一磁体外，且第二磁体先于电磁体驱动第一磁体转动。这样，通过设置在体外的外驱设备驱动第一磁体转动，以调节固定杆和移动杆之间的距离，以调节脊柱矫形设备对脊柱施加的作用力，对脊柱进行矫形，能够在患者体外对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节，避免了相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，需要对患者进行全麻手术使得操作复杂的问题。因此，本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，操作复杂的问题。并且，第二磁体先驱动第一磁体转动能够避免第一磁体处于一种相对平衡的静置状态不能转动的问题，第二磁体能够打破第一磁体的相对平衡的静置状态，使第一磁体能够转动，第二磁体对第一磁体起到起振的作用。第一磁体被第二磁体驱动开始转动后，由电磁体驱动第一磁体继续转动，以对第一磁体施加具有周期性的磁力，以使第一磁体能够平稳地转动。这样，使用第二磁体和电磁体先后对第一磁体进行驱动，使得第一磁体从静止状态转变为转动状态更加容易，避免了由于患者脊柱周围的软组织等阻力过大造成的移动杆移动困难，第一磁体无法开始转动的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的脊柱矫形植入物设置在脊柱上的实施例的主视示意图；

图2示出了图1的脊柱矫形植入物的立体结构示意图；

图3示出了图2的脊柱矫形植入物的正视示意图；

图4示出了图3的脊柱矫形植入物的局部剖视示意图；

图5示出了图4的脊柱矫形植入物的A处的局部放大图；

图6示出了图1的脊柱矫形植入物的导向密封环处的局部放大图；

图7示出了根据本发明的外驱设备的实施例的立体结构示意图；

图8示出了图7的外驱设备的另一个视角的立体结构示意图；

图9示出了图7的外驱设备的俯视示意图；

图10示出了图7的外驱设备的第一电磁体与第二电磁体构成的电磁场的半个周期变化的示意图；

图11示出了根据本发明的椎弓根螺钉的实施例的立体结构示意图；

图12示出了图11的椎弓根螺钉的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、固定杆；11、第一限位凸起；

20、移动杆；21、连接筒；22、内孔；23、止转槽；24、第二限位凸起；

30、长度调节组件；31、外套筒；311、第一套筒段；312、第二套筒段；32、第一磁体；33、传动结构；331、齿轮箱；3311、输入轴；3312、输出轴；332、丝杆；3321、止退圆台段；3322、第一光轴段；3323、第二光轴段；34、第一台阶结构；35、第二台阶结构；36、第一凸环；37、第二凸环；38、第一轴承；39、第二轴承；

40、导向密封环；41、止转凸起；

50、壳体；51、壳套；52、第一弯臂；53、第二弯臂；54、握持柱；55、握持环；56、观察窗口；

60、第二磁体；

71、第一电磁体；72、第二电磁体；

80、椎弓根螺钉；81、压块；82、夹设空间；83、弹簧限位球；84、弧面压片；

90、脊柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图4以及图7至图10所示，本实施例的脊柱矫形设备包括脊柱矫形植入物以及外驱设备。脊柱矫形植入物包括：固定杆10、移动杆20、外套筒31及长度调节组件30。固定杆10和移动杆20间隔地设置在脊柱90上，移动杆20通过长度调节组件30连接在固定杆10上，外套筒31的第一端与固定杆10连接，外套筒31的第二端套设在移动杆20朝向固定杆10的部分外。其中，长度调节组件30包括：第一磁体32以及传动结构33。第一磁体32及传动结构33均设置在外套筒31内。第一磁体32通过传动结构33驱动移动杆20移动。外驱设备包括壳体50及设置在壳体50内的第二磁体60和电磁体。第二磁体60和电磁体均绕设在第一磁体32外，且第二磁体60先于电磁体驱动第一磁体32转动。

应用本实施例的技术方案，脊柱矫形设备包括脊柱矫形植入物以及外驱设备。脊柱矫形植入物包括：固定杆10、移动杆20、外套筒31及长度调节组件30。固定杆10和移动杆20间隔地设置在脊柱90上，移动杆20通过长度调节组件30连接在固定杆10上，外套筒31的第一端与固定杆10连接，外套筒31的第二端套设在移动杆20朝向固定杆10的部分外。这样，调节长度调节组件30的长度能够调节设置在脊柱90上的固定杆10和移动杆20之间的距离，以使固定杆10和移动杆20能够对脊柱90进行拉伸或收缩以对脊柱90施加牵开或者收紧的作用力，对脊柱90进行矫形。其中，长度调节组件30包括第一磁体32以及传动结构33。第一磁体32及传动结构33均设置在外套筒31内。第一磁体32通过传动结构33驱动移动杆20移动，以使第一磁体32转动时，传动结构33能够驱动移动杆20移动，以调节固定杆10和移动杆20之间的距离。外驱设备包括壳体50及设置在壳体50内的第二磁体60和电磁体。第二磁体60和电磁体均绕设在第一磁体32外，且第二磁体60先于电磁体驱动第一磁体32转动。这样，通过设置在体外的外驱设备驱动第一磁体32转动，以调节固定杆10和移动杆20之间的距离，以调节脊柱矫形设备对脊柱90施加的作用力，对脊柱90进行矫形，能够在患者体外对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节，避免了相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，需要对患者进行全麻手术使得操作复杂的问题。因此，本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时，操作复杂的问题。并且，第二磁体60先驱动第一磁体32转动能够避免第一磁体处于一种相对平衡的静置状态不能转动的问题，第二磁体60能够打破第一磁体32的相对平衡的静置状态，使第一磁体32能够转动，第二磁体60对第一磁体32起到起振的作用。第一磁体32被第二磁体60驱动开始转动后，由电磁体驱动第一磁体32继续转动，以对第一磁体32施加具有周期性的磁力，以使第一磁体32能够平稳地转动。这样，使用第二磁体60和电磁体先后对第一磁体32进行驱动，使得第一磁体32从静止状态转变为转动状态更加容易，避免了由于患者脊柱周围的软组织等阻力过大造成的移动杆移动困难，第一磁体无法开始转动的问题。

在本实施例中，第一磁体32和第二磁体60均优选为永磁体。

如图7至图10所示，电磁体为多个。多个电磁体中位于第一磁体32的一侧外的一部分电磁体为多个第一电磁体71，多个电磁体中位于第一磁体32的另一侧外的另一部分电磁体为多个第二电磁体72。这样，第一电磁体71和第二电磁体72分别设置在第一磁体32的两侧，且绕设在第一磁体32外，能够更好地对第一磁体32进行驱动，使得第一磁体32的转动更加平稳，以使第一磁体32通过传动结构33驱动移动杆20移动时，固定杆10和移动杆20之间的距离变化更加平稳。第一电磁体71与第二电磁体72极性相反。在本实施例中，第一电磁体71包括第一线圈绕阻，第二电磁体72包括第二线圈绕阻，能够通过控制第一线圈绕阻和第二线圈绕阻中的电流方向的改变来控制第一电磁体71与第二电磁体72的极性，以使第一电磁体71与第二电磁体72构成的电磁场能够变化，以使第一磁体32能够处于变化的磁场中，便于对第一磁体32的驱动。并且，第一电磁体71与第二电磁体72构成的电磁场为周期性变化的磁场，在任一时刻设置在第一磁体32的两侧的第一电磁体71和第二电磁体72的极性均相反，以便于对第一磁体32的平稳且连续的驱动。

需要说明的是，第一电磁体71与第二电磁体72的轴线均平行，或者第一电磁体71与第二电磁体72的轴线位于同一平面上。并且，通过改变第一电磁体71和第二电磁体72内的电流大小能够调节第一电磁体71和第二电磁体72产生的磁场的磁力强弱，能够解决脊柱多次牵开后患者的软组织张力较大，导致牵开阻力加大，无法牵开的问题，进一步提升脊柱矫形植入物的稳定性和可靠性。

如图7至图10所示，壳体50包括壳套51及设置在壳套51外侧的第一弯臂52和第二弯臂53，第一弯臂52的内表面和第二弯臂53的内表面相向设置。第一弯臂52的内表面和第二弯臂53的内表面绕设在第一磁体32外。第二磁体60设置在壳套51内，多个第一电磁体71间隔设置在第一弯臂52内，多个第二电磁体72间隔设置在第二弯臂53内。第一弯臂52和第二弯臂53的设置使得外驱设备在使用时能够与人体更加贴合，并减小了设置在第一弯臂52内的第一电磁体71与第一磁体32之间的距离，也减小了设置在第二弯臂53内的第二电磁体72与第一磁体32之间的距离，使得第一电磁体71和第二电磁体72能够更好地驱动第一磁体32转动。

在本实施例中，三个第一电磁体71间隔设置在第一弯臂52内，三个第二电磁体72间隔设置在第二弯臂53内。第一电磁体71的第一线圈绕阻在第一弯臂52内平行放置，第二电磁体72的第二线圈绕阻在第二弯臂53内平行放置。设置在第一弯臂52内的三个第一电磁体71中的一个通电时，另外两个第一电磁体71不通电。设置在第二弯臂53内的三个第二电磁体72中的一个通电时，另外两个第二电磁体72不通电。第二磁体60为两个，两个第二磁体60为一级径向充磁磁体，两个一级径向充磁磁体形成空间圆柱磁场，使得第一磁体32能够被两个一级径向充磁磁体顺利地驱动，进一步地提高了驱动第一磁体32起振的成功率。

在本实施例中，如图10所示，以第一电磁体71与第二电磁体72构成的电磁场的半个周期的变化为例：

通过第二磁体60相对于第一磁体32的非对称放置，当第二磁体60开始旋转时，驱动第一磁体32起振，打破第一磁体32相对平衡的静置状态，使第一磁体32开始转动。在第一磁体32起振的过程中，第一电磁体71与第二电磁体72未通电，第一电磁体71与第二电磁体72内部暂未充能无磁性。随着第二磁体60的旋转，带动第一磁体32转动一定角度。

当第一磁体32的S极大面积朝向第二弯臂53时，靠近壳套51的一个第一电磁体71与背离壳套51的一个第二电磁体72开始通电。在第一弯臂52中的第一电磁体71释放N极磁场，在第二弯臂53中的第二电磁体72释放S极磁场。在第一电磁体71与第二电磁体72的磁场合力的作用下，第一磁体32受力继续旋转。

当第一磁体32的S极与N极的分界线位于水平位置时，第一电磁体71与第二电磁体72的产生的磁场方向与第一磁体32的旋转方向相反，其为弱相互作用。此时，第一电磁体71与第二电磁体72通过施加瞬时脉冲电压，增大这一瞬间第一电磁体71与第二电磁体72形成的磁场的磁场强度，使其为强相互作用，此时位于第一弯臂52的中部的一个第一电磁体71与位于第二弯臂53的中部的一个第二电磁体72开始通电，该强相互作用使第一磁体32瞬间得到动力继续旋转。

当背离壳套51的一个第一电磁体71与靠近壳套51的一个第二电磁体72通电后，第一电磁体71和第二电磁体72内的电流方向快速改变，第一电磁体71和第二电磁体72的极性快速改变。此时，第一磁体32在惯性的作用下继续旋转，以使第一磁体32的N极大面积朝向第二弯臂53。

然后，以上述的第一电磁体71与第二电磁体72的配合方式继续驱动第一磁体32，以完成下一个第一电磁体71与第二电磁体72构成的电磁场的半个周期的变化，以连续不断的驱动第一磁体32转动。

如图7至图10所示，外驱设备还包括设置在壳体50内的驱动件，驱动件与第二磁体60驱动连接。驱动件的设置使得第二磁体60的角度可调，使得第二磁体60产生的磁场方向可调，便于对第一磁体32的驱动，以使第一磁体32能够更好地打破相对平衡的静置状态，便于第一磁体32的起振。在本实施例中，驱动件优选为步进电机。

在本实施例中，外驱设备有第二磁体60和电磁体两级非接触体外驱动结构。其中，电磁体部分为主加力单元，通过施加交变电流实现磁场的磁极的环形转化，负责提供最大的磁力加载。第二磁体60通过驱动件驱动旋转，负责第一磁体32的起振，使后续的第一磁体32顺利转动。并且，对第二磁体60的位置进行监测，能够实时确定第一磁体32的磁极的大致方位，获得第一磁体32旋转状态的提示，从而适应性微调电磁体的电流转变频率，以调整移动杆相对于固定杆移动的速度，使脊柱90的撑开过程能够保持较好的连续性，增强对脊柱矫形植入物的控制反馈功能。

如图7至图10所示，壳体50的底面上设置有握持柱54，壳体50的顶面上设置有握持环55。握持柱54和握持环55的设置使得外驱设备在驱动脊柱矫形设备的第一磁体32时，对外驱设备的握持能够更加方便且稳定，便于调节外驱设备与患者脊柱90之间的距离。

如图7至图10所示，壳体50上设置有观察窗口56，观察窗口56贯穿于壳体50的前表面和后表面。外驱设备在驱动脊柱矫形设备的第一磁体32时，通过观察窗口56能够透过外驱设备的壳体50观察到患者的皮肤，以便于判断外驱设备的放置位置是否合适，以及便于对患者体内的脊柱矫形植入物进行调节时实时观察患者脊柱90的状态。

如图3至图6所示，外套筒31的第二端设置有导向密封环40，移动杆20从导向密封环40内穿出，导向密封环40与移动杆20止转配合。导向密封环40的设置使得移动杆20能够沿导向密封环40的导向方向移动，以使移动杆20能够沿预定方向移动。并且，导向密封环40能够将移动杆20与外套筒31之间的空隙封堵以使外套筒31能够密封，以将外套筒31内的部件与患者体内的组织隔开。在本实施例中，移动杆20移动的预定方向为移动杆20的延伸方向。

如图3至图6所示，移动杆20和导向密封环40之间设置有止转配合的止转槽23和止转凸起41。止转槽23设置在移动杆20上，止转凸起41设置在导向密封环40上。止转槽23和止转凸起41止转配合的同时，还能够为导向密封环40和移动杆20之间的相对移动起到导向作用，避免了移动杆20和导向密封环40之间的相对转动。止转槽23和止转凸起41的结构简单、可靠且便于加工。在本实施中，导向密封环40与外套筒31的第二端固定连接，止转槽23为两个，止转凸起41为两个，两个止转槽23与两个止转凸起41一一对应地止转配合。

在本实施例中，导向密封环40优选地采用聚醚醚酮（PEEK）或聚乙烯交联（XPE）材质制成，移动杆20与外套筒31优选地采用金属材质制成。在脊柱矫形植入物加工装配时，先将导向密封环40设置在外套筒31的第二端，再将移动杆20从导向密封环40内穿入，这样能够避免移动杆20与外套筒31之间的碰撞，且能够起到稳定的作用。

在图中未示出的实施例中，止转凸起设置在移动杆上，止转槽设置在导向密封环上。

如图3至图6所示，传动结构33包括：齿轮箱331和丝杆332。齿轮箱331包括输入轴3311和输出轴3312，输入轴3311与第一磁体32连接，输出轴3312与移动杆20连接。丝杆332与输出轴3312连接，丝杆332上设置有外螺纹。其中，移动杆20朝向固定杆10的部分具有套设在丝杆332外侧的连接筒21，连接筒21的内孔22上设置有与外螺纹配合的内螺纹。这样，第一磁体32转动能够带动齿轮箱331的输入轴3311转动，经过齿轮箱331对转速和扭矩进行调节，将扭矩从齿轮箱331的输出轴3312输出，输出轴3312驱动丝杆332转动。丝杆332上的外螺纹与移动杆20的连接筒21的内孔22上的内螺纹配合，且移动杆20上的止转槽23与导向密封环40上的止转凸起41止转配合，这样丝杆332转动时能够驱动移动杆20沿丝杆332的轴线方向移动。

在本实施例中，齿轮箱331的输入轴3311的转速大于输出轴3312的转速，齿轮箱331的输入轴3311的扭矩小于输出轴3312的扭矩，齿轮箱331将输入轴3311的转速经过减速后输出到输出轴3312，以使输出轴3312将低转速高扭矩的载荷传递给丝杆332。齿轮箱331优选为小直径精密同轴行星减速箱，能够有效地放大输入扭矩和功率，使脊柱矫形植入物能够产生足够的拉伸力和牵开力。由于第一磁体32与齿轮箱331的输入轴3311的位置固定，这样，通过读取齿轮箱331内齿轮的旋转位置，也能够确定第一磁体32的磁极的方位。

在本实施例中，丝杆332上的外螺纹与移动杆20的连接筒21的内孔22上的内螺纹为自锁螺纹，自锁螺纹的设置使得移动杆20不会在没有外力作用的情况下反向转动，使得移动杆20能够在不受外力的情况下能够自锁，提高了移动杆20的稳定性，提高了脊柱矫形植入物在日常使用时的可靠性。外螺纹的螺距为0.3mm，螺纹高度为0.15mm，以在外螺纹的侧面产生摩擦自锁效应，以避免移动杆20在不受外力的情况下移动。

如图3至图6所示，外套筒31包括第一套筒段311和第二套筒段312，外套筒31的第一端为第一套筒段311背离第二套筒段312的一端，外套筒31的第二端为第二套筒段312背离第一套筒段311的一端。第一套筒段311朝向第二套筒段312的内侧壁上设置有第一台阶结构34，第二套筒段312朝向第一套筒段311的外侧壁上设置有第二台阶结构35，第一台阶结构34与第二台阶结构35嵌套配合。第一台阶结构34与第二台阶结构35的设置便于第一套筒段311和第二套筒段312的连接，且便于第一套筒段311和第二套筒段312内的部件的安装。

在本实施例中，第一套筒段311和第二套筒段312通过第一台阶结构34与第二台阶结构35嵌套配合后，优选地采用高精度激光焊的方式连接，使得第一套筒段311和第二套筒段312的连接更加可靠，第一台阶结构34与第二台阶结构35的设置便于焊接的操作。

如图3至图6所示，丝杆332包括依次连接的止退圆台段3321、第一光轴段3322及第二光轴段3323，外螺纹设置在第二光轴段3323上，止退圆台段3321与第一光轴段3322均位于第一套筒段311内。止退圆台段3321与第一光轴段3322的设置便于将止退圆台段3321与第一光轴段3322稳定地设置在第一套筒段311内。第二光轴段3323上的外螺纹能够与连接筒21的内孔22上的内螺纹配合，以驱动移动杆20的连接筒21移动。

如图3至图6所示，第一套筒段311的内侧壁上设置有第一凸环36，第二套筒段312的内侧壁上设置有第二凸环37，第一凸环36和第二凸环37之间形成止挡空间。止退圆台段3321和第一光轴段3322设置在止挡空间内，第一凸环36和止退圆台段3321之间设置有第一轴承38，第二凸环37和止退圆台段3321之间设置有第二轴承39。第一台阶结构34与第二台阶结构35嵌套配合后，第一凸环36和第二凸环37之间形成止挡空间，止挡空间的设置使得第一轴承38、止退圆台段3321以及第二轴承39能够固定在止挡空间内，便于第一轴承38、止退圆台段3321以及第二轴承39的安装。第一轴承38和第二轴承39的设置使得丝杆332能够平稳的转动，提高了丝杆332转动的平稳性。

在本实施例中，第一轴承38为推力轴承，第二轴承39为密封轴承。密封轴承的内圈套设于第一光轴段3322且与第二套筒段312的内侧壁过盈配合。齿轮箱331通过紧固件连接在第一凸环36上。

如图11和图12所示，脊柱矫形植入物还包括两个椎弓根螺钉80和两个压块81，椎弓根螺钉80连接于脊柱90。椎弓根螺钉80上设置有通槽，通槽沿垂直于椎弓根螺钉80的轴线方向贯通于椎弓根螺钉80的相对设置的两侧面。一个压块81连接在一个通槽内并与该通槽之间围成夹设空间82，夹设空间82内设置有相对的弹簧限位球83和弧面压片84。固定杆10夹设在一个椎弓根螺钉80的夹设空间82内的弹簧限位球83和弧面压片84之间，移动杆20夹设在另一个椎弓根螺钉80的夹设空间82内的弹簧限位球83和弧面压片84之间。这样，使用椎弓根螺钉80将移动杆20和固定杆10设置在脊柱90上时，移动杆20和固定杆10与夹设空间82内的弹簧限位球83和弧面压片84接触，弹簧限位球83和弧面压片84的设置减小了移动杆20与椎弓根螺钉80和压块81之间的接触面积，减小了固定杆10与椎弓根螺钉80和压块81之间的接触面积，使得移动杆20和固定杆10在夹设空间82内能够稳定地滑动。

在本实施例中，固定杆10上设置有位于椎弓根螺钉80一侧的第一限位凸起11，移动杆20上设置有位于椎弓根螺钉80一侧的第二限位凸起24。第一限位凸起11和第二限位凸起24配合椎弓根螺钉80，能够限制脊柱90回缩但不限制脊柱90的生长。当固定杆10和移动杆20对脊柱90进行拉伸时，第一限位凸起11和第二限位凸起24之间的距离增加，两个椎弓根螺钉80抵接于第一限位凸起11和第二限位凸起24，两个椎弓根螺钉80之间的距离增加，两个椎弓根螺钉80带动脊柱90拉伸。当患者的脊柱90自然生长时，使得脊柱90能够带动椎弓根螺钉80一同生长，此时椎弓根螺钉80与移动杆20和固定杆10之间产生相对滑动。这样，脊柱矫形植入物对脊柱90进行矫形时，还能够满足患者脊柱90自身的生长需求，释放因患者自身生长产生的结构应力，能够有效地避免脊柱矫形植入物因受到较大的结构应力而导致损坏。

在本实施例中，椎弓根螺钉80与移动杆20和固定杆10形成类似于简支梁连接结构，能够在精准矫形的同时不阻碍患者脊柱90的自身生长。同时由于第一限位凸起11和第二限位凸起24的限位作用，与固定杆10、移动杆20以及长度调节组件30联动，以提供足够的矫形力。本实施例中的椎弓根螺钉80为滑动型椎弓根螺钉，滑动型椎弓根螺钉通过弹簧限位球83和弧面压片84的设计将固定杆10和移动杆20固定在夹设空间82内，同时使固定杆10能够相对于滑动型椎弓根螺钉沿固定杆10的轴线且背离移动杆20的方向滑动，使移动杆20能够相对于滑动型椎弓根螺钉沿移动杆20的轴线且背离固定杆10的方向滑动。

在本实施例中，脊柱矫形植入物为间隔设置在脊柱90两侧的两个，通过两个脊柱矫形植入物能够实现伸长和缩短两个方向上的力学非对称传递。即脊柱矫形植入物既可以提供足够的牵开力，又可以在牵开后提供一定的轴向自由度，使得能够对脊柱90进行矫形的同时适应患者的后续生长。通过脊柱矫形植入物对脊柱90的两侧施加不对称的牵开力，形成对脊柱90的弯曲力矩。该弯曲力矩的大小可以抵抗脊柱畸形的弯曲力，弯曲力矩的方向同脊柱畸形弯曲方向相反。如果在脊柱矫形植入物对脊柱90进行拉伸的过程中需要收缩，驱动第一磁体32反向转动，能够驱动移动杆20沿靠近固定杆10的方向移动，以减小两个椎弓根螺钉80之间的距离，以减小对脊柱90施加的牵开力。第一磁体32采用磁力控制，能够做到在无创的情况下对患者体内的脊柱矫形植入物的拉伸或收缩状态进行调节，避免了患者的重复手术，对脊柱90侧弯等畸形患者的治疗进行精细化、实时化、无创化。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种脊柱矫形设备，其特征在于，包括：

脊柱矫形植入物，包括：固定杆（10）、移动杆（20）、外套筒（31）、及长度调节组件（30），所述固定杆（10）和所述移动杆（20）间隔地设置，所述移动杆（20）通过所述长度调节组件（30）连接在所述固定杆（10）上，所述外套筒（31）的第一端与所述固定杆（10）连接，所述外套筒（31）的第二端套设在所述移动杆（20）朝向所述固定杆（10）的部分外；

其中，所述长度调节组件（30）包括第一磁体（32）以及传动结构（33），所述第一磁体（32）及所述传动结构（33）均设置在所述外套筒（31）内，所述第一磁体（32）通过所述传动结构（33）驱动所述移动杆（20）移动；

外驱设备，包括壳体（50）及设置在所述壳体（50）内的第二磁体（60）和电磁体，所述第二磁体（60）和所述电磁体均绕设在所述第一磁体（32）外，且所述第二磁体（60）先于所述电磁体驱动所述第一磁体（32）转动；所述电磁体为多个，多个所述电磁体中位于所述第一磁体（32）的一侧外的一部分所述电磁体为多个第一电磁体（71），多个所述电磁体中位于所述第一磁体（32）的另一侧外的另一部分所述电磁体为多个第二电磁体（72），所述第一电磁体（71）与所述第二电磁体（72）极性相反。

2.根据权利要求1所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述壳体（50）包括壳套（51）及设置在所述壳套（51）外侧的第一弯臂（52）和第二弯臂（53），所述第一弯臂（52）的内表面和所述第二弯臂（53）的内表面相向设置，所述第一弯臂（52）的内表面和所述第二弯臂（53）的内表面绕设在所述第一磁体（32）外，所述第二磁体（60）设置在所述壳套（51）内，多个所述第一电磁体（71）间隔设置在所述第一弯臂（52）内，多个所述第二电磁体（72）间隔设置在所述第二弯臂（53）内。

3.根据权利要求2所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述外驱设备还包括设置在壳体（50）内的驱动件，所述驱动件与所述第二磁体（60）驱动连接。

4.根据权利要求2所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述壳体（50）的底面上设置有握持柱（54），所述壳体（50）的顶面上设置有握持环（55）。

5.根据权利要求2所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述壳体（50）上设置有观察窗口（56），所述观察窗口（56）贯穿于所述壳体（50）的前表面和后表面。

6.根据权利要求1所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述外套筒（31）的第二端设置有导向密封环（40），所述移动杆（20）从所述导向密封环（40）内穿出，所述导向密封环与所述移动杆止转配合。

7.根据权利要求6所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述移动杆（20）和所述导向密封环（40）之间设置有止转配合的止转槽（23）和止转凸起（41），所述止转槽（23）和所述止转凸起（41）中的一个设置在所述移动杆（20）上，所述止转槽（23）和所述止转凸起（41）中的另一个设置在所述导向密封环（40）上。

8.根据权利要求1所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述传动结构（33）包括：

齿轮箱（331），包括输入轴（3311）和输出轴（3312），所述输入轴（3311）与所述第一磁体（32）连接，所述输出轴（3312）与所述移动杆（20）连接；

丝杆（332），与所述输出轴（3312）连接，所述丝杆（332）上设置有外螺纹；

其中，所述移动杆（20）朝向所述固定杆（10）的部分具有套设在所述丝杆（332）外侧的连接筒（21），所述连接筒（21）的内孔（22）上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

9.根据权利要求8所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述外套筒（31）包括第一套筒段（311）和第二套筒段（312），所述外套筒（31）的第一端为所述第一套筒段（311）背离所述第二套筒段（312）的一端，所述外套筒（31）的第二端为所述第二套筒段（312）背离所述第一套筒段（311）的一端，所述第一套筒段（311）朝向所述第二套筒段（312）的内侧壁上设置有第一台阶结构（34），所述第二套筒段（312）朝向所述第一套筒段（311）的外侧壁上设置有第二台阶结构（35），所述第一台阶结构（34）与所述第二台阶结构（35）嵌套配合。

10.根据权利要求9所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述丝杆（332）包括依次连接的止退圆台段（3321）、第一光轴段（3322）及第二光轴段（3323），所述外螺纹设置在所述第二光轴段（3323）上，所述止退圆台段（3321）与所述第一光轴段（3322）均位于所述第一套筒段（311）内。

11.根据权利要求10所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述第一套筒段（311）的内侧壁上设置有第一凸环（36），所述第二套筒段（312）的内侧壁上设置有第二凸环（37），所述第一凸环（36）和所述第二凸环（37）之间形成止挡空间，所述止退圆台段（3321）和所述第一光轴段（3322）设置在所述止挡空间内，所述第一凸环（36）和所述止退圆台段（3321）之间设置有第一轴承（38），所述第二凸环（37）和所述止退圆台段（3321）之间设置有第二轴承（39）。

12.根据权利要求1所述的脊柱矫形设备，其特征在于，所述脊柱矫形植入物还包括两个椎弓根螺钉（80）和两个压块（81），所述椎弓根螺钉（80）连接于脊柱（90），所述椎弓根螺钉（80）上设置有通槽，所述通槽沿垂直于所述椎弓根螺钉（80）的轴线方向贯通于所述椎弓根螺钉（80）的相对设置的两侧面，一个所述压块（81）连接在一个所述通槽内并与该通槽之间围成夹设空间（82），所述夹设空间（82）内设置有相对的弹簧限位球（83）和弧面压片（84），所述固定杆（10）夹设在一个所述椎弓根螺钉（80）的夹设空间（82）内的所述弹簧限位球（83）和所述弧面压片（84）之间，所述移动杆（20）夹设在另一个所述椎弓根螺钉（80）的夹设空间（82）内的所述弹簧限位球（83）和所述弧面压片（84）之间。