CN1964672A - 体内固定器和用于检测所述固定器上的基准点的系统 - Google Patents
体内固定器和用于检测所述固定器上的基准点的系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种连接件(3)，该连接件可在骨折处插入人体或动物体的骨结构(4)内部，以固定至少两块骨头部分(5)；该连接件(3)具有至少一个位于预定基准点(2)处的放射源(6)。
Description
技术领域
本发明涉及一种可插入人体或动物体的骨结构内部的连接件，和一种用于确定连接件中至少一个预定基准点的定位系统。
更具体地说，本发明涉及一种用于从外部无接触地确定插入人体或动物体骨结构内部的连接件中的一个或多个基准点的定位的系统；下面将通过示例对该系统的应用进行说明。
背景技术
已知在对特别是“长”骨头例如大腿骨、胫骨或肱骨等骨头的折断和/或断裂的处理中，会将一个或多个典型地包括金属销的连接件插入骨头的髓管内部，以固定骨头的断口并防止折断的骨头部分之间发生任何相对的转动。
上述类型的系统主要包括通过皮肤中的切口将金属销插入骨头的髓管内部；和随后通过螺钉--所谓的近端和远端螺钉--将销紧固在骨头部分上，每个螺钉在各个基准点或所谓的“测定点”处连接和固定于金属销上。
典型地，基准点定位在金属销主体内形成的一横向通孔处，该横向通孔用来接纳各个螺钉的杆部并将销紧固在骨头部分中。更具体地说，近侧螺钉孔的基准点位于在使用中处于皮肤切口处的金属销的端部，而远端螺钉孔的基准点位于在使用中远离皮肤切口处的金属销的相对端部。
当紧固销时，近侧螺钉的基准点可很容易地从外部确定，然而确定远端螺钉孔的基准点是非常复杂的。
一旦金属销插入到髓管的内部，通常借助于放射镜系统确定基准点，该系统包括用于将一发散的X射线光束发射到已插入销的肢体上的外部设备，和一用于确定在被光束穿过的区域中X射线的吸收模式、并可在屏幕上显示肢体和相关联的销的放射影像的X射线检测器。在实际使用中，外科医生在放射影像的基础上确定基准点，在从外部对骨头部分进行钻孔之前或钻的当时，该影像也可表示出钻头的位置。
上述的放射镜系统有使外科医生不能快速准确地确定基准点的主要缺点。就是说，放射影像可向外科医生表示出基准点在两维平面内的位置，但是不能给出基准点在第三维中的位置。结果，外科医生被迫通过高侵入性试验和失误来确定基准点；在此过程中，外科医生和患者都暴露在X射线中，这给患者的健康带来了显著的有害影响，而对那些反复暴露在这些射线中的外科医生来说就更加严重。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于确定插入人体或动物体骨结构内部的连接件中的基准点的定位系统，该定位系统设计成可消除前述缺点。
根据本发明，提供了一种如权利要求1所述的可插入人体或动物体骨结构内部的连接件。
根据本发明，也提供了一种如权利要求13所述的用于确定连接件中至少一个基准点的定位系统。
根据本发明，也提供了一种如权利要求16所述的胶囊。
附图说明
下面将参考图通过示例的方式描述本发明的非限定性实施例，其中：
图1示意性地示出依照本发明的定位系统，该定位系统用于确定可插入人体或动物体骨结构内部的连接件中的预定基准点；
图2至4示意性地示出在图1的定位系统中使用的放射源的不同实施例；
图5示出在图1的定位系统中使用的放射源的一个变型。
具体实施方式
图1中的标号1总体上表示一系统，该系统用于从外部以不直接接触的方式确定连接件3中的一个或多个基准点2的位置，该构件被插入人体或动物体的骨结构4内部的骨折处，以保护至少两个折断了的骨头部分5。
系统1主要包括：至少一个的点放射源6，该点放射源可在各个基准点2处插入连接件3内部，以向骨结构4的外部并由此向人体或动物体的外部放射致电离辐射的光束；以及致电离辐射检测器7，该检测器用于测量由点放射源6产生的致电离辐射，并因此显示连接件3内部的放射源6的位置。
换句话说，在实际使用中，检测器7测量致电离辐射以显示连接件3中的每个放射源6的位置，并因此确定连接件3中相应的基准点2的位置。
在图1的示例中，连接件3限定为杆或销3，该杆或销虽然不是必须但优选由金属或任何硬度相似的材料制成，并可适当地插入骨结构4的内部，以连接也就是接合折断了的骨头部分5。
更具体地说，在每个基准点2处，销3包括一用来容纳放射源6并由通孔8限定的座部，该孔基本横向延伸穿过销3的纵向轴线，并且在使用中该孔可容纳用来将销3刚性地固定在骨头部分5上的紧固装置9。
在图1的示例中，每个紧固装置9由销或优选地由金属螺钉限定，该销或金属螺钉适当地插入各个孔8的内部，并部分地位于骨结构4的内部，以刚性地连接骨结构4和销3，并防止骨头部分5之间任何的相对转动。
放射源6位于销3内部的各个基准点2处，并以一虽然不是必须但优选在γ射线的频谱内的频率向外放射致电离辐射的光束。在示出的例子中，放射源6可为γ射线或β-γ射线的放射源。
更具体地说，在图1、2、3、4的示例中，放射源6由包括外壳11的胶囊10限定，预定量的γ射线或β-γ射线的放射性物质容纳在外壳11中。
更具体地说，外壳11的形状制成能插入连接件3中任何一个孔8的内部，并在基准点2处放射致电离辐射，因此能够从外部对基准点2进行定位，从而允许对相关的通孔8进行定位。
在图2的示例中，每个外壳11基本为圆柱形，并且尺寸制成可适当地安装在销3上孔8的内部，放射性物质优选包括γ射线或β-γ射线的放射性同位素。在示出的例子中，放射性同位素可为，例如锝99m(Tc99m)，碘-123(I123)，铟-111(In111)，钴(Co57)或任何其它相似的具有预定衰变时间(半衰期)的γ射线或β-γ射线的放射性同位素。
参考图2、3、4，外壳11虽然不是必须但优选由不会引起排斥、可再吸收(reabsorbable)、或任何其它相似类型的材料制成，并具有预定容积的内腔11a，以容纳其量在3.7至37MBq(0.01-1mCi)范围内的γ射线或β-γ射线物质。
在图4的变型中，胶囊10的外壳11包括各包含预定量γ射线或β-γ射线物质的两个内腔11a，这两个内腔位于外壳11的两个轴向端部，以从各个端部向外放射致电离辐射的光束，从而在使用中可表示外壳11两个轴向端部的位置。因此除了定位基准点2之外，还能有利地确定孔8的进口和出口点，以便紧固螺钉9能与通孔8完全同轴地插入。
结合上文所述，应该指出外壳11可具有任意的外部形状，并至少部分地由γ射线或β-γ射线物质制成。
各个胶囊10可以以不能移动的方式或者易于移动的方式容纳在孔8内部。
更具体地说，如果插入后不能移动，则胶囊10可通过如下方式固定到孔8：直接结合到销3的体部中，或使用粘合剂，或过盈结合，或通过任何已知类型的机械卡合连接系统，这样当在骨结构4上钻孔时所述胶囊能被移走。
如果插入后可移动，则胶囊10可例如通过粘合剂而临时地固定在孔8中，以便当将销3插入骨结构4中时，胶囊不会从孔中意外漏出；但在该方式中，在随后将紧固销或螺钉9插入通孔8内部之前或插入的当时，所述胶囊能被移出。
在图1中，检测器7主要包括：一用于指示其接收到的γ或β-γ射线的强度的测量传感器12；和一信号单元13，该信号单元从传感器12接收γ或β-γ射线的辐射测量结果，并当电离辐射测量结果满足具有预定阈值的给定关系时产生听觉/视觉信号。
在图1的示例中，传感器12为一便携式的外科探针，该探针可由外科医生根据需要沿患者身体移动，以测量各个辐射源6放射的致电离辐射，所述传感器与信号单元13相连，以向外科医生提供即时的辐射测量信号。
信号单元13由一用来接收测量信号的处理装置限定，该处理装置将测量信号与预定的辐射阈值相比较，并且当致电离辐射测量结果超过或等于预定的辐射阈值时，通过多个听觉/视觉装置14产生听觉/视觉信号。换句话说，当探针12定位在销3上的基准点2处时，信号单元13可产生听觉上/视觉上的指示。
在实际使用中，在销3插入骨结构4内部之前将胶囊10插入到销3上相应的孔8的内部。一旦插入销3，外科医生在患者身体上方，即已插入销3的骨结构的上方移动探针12。当探针12位于基准点2处时，信号单元13获得一超过预定辐射阈值的致电离辐射峰值，并产生一听觉/视觉信号来告知外科医生探针的端部恰好位于基准点2处，因此可从外部确定基准点2的位置。
系统1具有许多优点。特别是该系统非常准确，因为其能够在三维空间内显示出基准点2的确切位置，因此使外科医生能够更加准确地和较少入侵性地确定骨结构4中要钻孔并将销3的紧固螺钉插入到孔中的位置。如上所述，在连接件3以具有两个内腔11a的胶囊为特征的情况下，精确度可进一步地提高，胶囊具有两个内腔使得可从外部确定孔8的进口和出口点，从而当对骨头部分进行钻孔时，钻头能准确地对准孔8的轴线。在这种情况下，显然检测器7可设置两个探针12，以测量由各个内腔11a发射出的致电离辐射，并指示同一孔8的进口和出口点的位置。
系统1也具有价格非常便宜、易于生产的优点，并具有允许对基准点2进行极快速定位的优点，因此可大幅度地缩短全部的操作时间，这对患者具有显而易见的好处，并可明显地减少费用。
最后，系统1也具有可彻底地减少外科医生和患者暴露在致电离辐射中的优点。实际上，从安全的角度来看，放射源包含的放射性物质是如此地少，以至于所产生的致电离辐射对暴露于其中的患者和外科医生来说是可以忽略的。
很显然，可对文中所述和所示的系统做一些变化，而不会脱离本发明的范围。
更具体地说，在图5的变型中，放射源6由至少部分由γ射线或β-γ射线物质制成的线15来限定，该线可插入通孔8的内部。该线例如可以是由浸有放射性物质的可再吸收材料制成的缝合线。
在另一未示出的变型中，放射源6由至少部分由γ射线或β-γ射线物质制成的粘合剂来限定，该粘合剂涂敷在孔8中。
最后，结合上文所述，应该指出，除了定位于孔8内部外，基准点2从而相关的放射源6可位于任何其它的必须从外部确定位置的基准点处。例如，放射源6可位于销3的一端，以便当将销3插入在骨结构4内部时或插入之后可在外部对所述端部进行定位。
Claims (21)
1.一种可插入人体或动物体的骨结构(4)内部的连接件(3)，其特征在于，连接件(3)包括至少一个位于该连接件(3)的预定基准点(2)处的放射源(6)。
2.如权利要求1所述的连接件，其特征在于，该连接件在所述预定基准点(2)处包括一座部(8)；所述座部(8)用于容纳所述放射源(6)。
3.如权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述座部(8)由通孔(8)限定；在使用中所述通孔(8)接纳用于将所述连接件(3)固定到所述人体或动物体的骨结构(4)中的紧固螺钉(9)。
4.如上述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射源(6)放射γ或β-γ致电离辐射。
5.如上述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射源(6)包括至少部分由放射性物质制成的胶囊(10)。
6.如权利要求1至4中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射源(6)包括具有外壳(11)的胶囊(10)，该外壳由与所述人体或动物体不会引起排斥的和/或可被所述人体或动物体再吸收的材料制成。
7.如权利要求6所述的连接件，其特征在于，所述外壳(11)包括至少一个含有所述放射性物质的内腔(11a)。
8.如权利要求1至4中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射源(6)包括至少部分由放射性物质制成的粘合剂，该粘合剂在所述预定基准点(2)处涂敷到所述连接件(3)的体部上。
9.如权利要求1至4中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射源(6)包括至少一根至少部分由放射性物质制成的线(15)。
10.如权利要求5至9中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射性物质是γ射线或β-γ射线物质。
11.如权利要求5至10中任一项所述的连接件，其特征在于，所述放射性物质为锝99m(Tc99m)或碘-123(1123)或铟-111(In111)或钴57(Co57)。
12.如上述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，该连接件包括由金属制成的销(3)。
13.一种用于定位连接件(3)中的至少一个预定基准点(2)的定位系统(1)，该连接件可插入人体或动物体的骨结构(4)内部，其特征在于，所述定位系统包括：如上述权利要求中任一项所述的连接件(3)；包括测量装置(12)的检测器(7)，该测量装置定位在所述连接件(3)处，以测量由所述放射源(6)放射的辐射；以及通过测量到的所述辐射来指示所述连接件(3)中所述放射源(6)的位置的指示装置(13)。
14.如权利要求13所述的定位系统，其特征在于，所述测量装置(12)包括至少一个探针(12)，该探针定位在所述连接件(3)处，以探测由所述放射源(6)放射的致电离辐射。
15.如权利要求14所述的定位系统，其特征在于，所述指示装置(13)包括信号装置(14)，当由所述探针(12)检测到的所述致电离辐射满足具有预定参考阈值的给定关系时，信号装置产生一听觉/视觉信号。
16.一种胶囊(10)，其特征在于，该胶囊可插入连接件(3)上的一座部(8)内，该连接件可插入人体或动物体的骨结构(4)内部；所述胶囊(10)包括放射性物质。
17.如权利要求16所述的胶囊，其特征在于，该胶囊包括至少部分由放射性物质制成的外壳(11)。
18.如权利要求16所述的胶囊，其特征在于，该胶囊包括由与所述人体或动物体不会引起排斥的和/或可被所述人体或动物体再吸收的材料制成的外壳(11)。
19.如权利要求17或18所述的胶囊，其特征在于，所述外壳(11)包括至少一个用于容纳所述放射性物质的内腔(11a)。
20.如权利要求16至19中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述放射性物质为γ射线或β-γ射线物质。
21.如权利要求16至20中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述放射性物质为锝99m(Tc99m)或碘-123(1123)或铟-111(In111)或钴(Co57)。
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