JP2008536584A - カムベース・ロッド接続システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
数多くの実行可能な実施例の一つにおいて、本模範的システムは、構造状ロッド(130、130’)を受容するような寸法とされた第一のくぼみ(112、812、1112)を規定するカップラー本体(110、110’、810、1110)を含む1本以上の構造状ロッド(130、130’)を連結するための接続部材と、第一くぼみ(112、812、1112)に近接して配置されたカム機構(120、120’、820)であり、ここにおいてカム機構(120、120’、820)が第一くぼみ(112、812、1112)の寸法を選択的に変動させて、構造状ロッド(130、130’)を第一くぼみ(112、812、1112)内に連結させるものとを提供する。
【選択図】図3
【選択図】図3
Description
本模範的システムおよび方法は医学的装置に関する。より詳細に、本模範的システムおよび方法はカムベース・システムおよび整形外科ロッドを固定するための方法に関する。
関連出願:本出願は、米国仮特許出願第60/672,590号(出願日:2005年4月18日、発明の名称:螺旋状カムフック)、米国仮特許出願第60/703,622号(出願日:2005年7月29日、発明の名称:オフセット・コネクタ)および米国仮特許出願第60/703,684号(出願日:2005年7月29日、発明の名称:ロッド・コネクタに対するロッド)について、35U.S.C.§119(e)の利益を請求するものである。これらの仮特許出願は、それらの全体をここに参考として組み入れるものとする。
骨を整列または適当な位置に配置するための骨安定化/固定化装置の使用は十分に確立されている。更に、背骨安定化/固定化装置を使用して、特定の脊椎または背骨の領域を整列または適所に配置することは十分に確立されている。典型的に、背骨のための、この種装置は相対的に剛性部材、たとえばプレート、ボードまたはロッドであって、隣接する脊椎間のカップラーとして使用するものから構成される背骨固定エレメントを利用している。茎骨アンカレッジねじを用いて、脊椎の茎部へ取り付けたとき、この種の背骨固定化エレメントは隣接する脊椎の剛性配置を実施することが出来る。連結された脊椎が一度、空間的に適所に固定されると、処置を遂行することが出来、治療が進行可能となり、あるいは背骨の融合が生ずる。
背骨固定化エレメントを導入して、背骨の多様な脊椎を安定化させることが出来る。この目的のための或る種の装置は、背骨に直接取り付けるように設計されているが、これら装置をインプラントするために使用する標準の傍脊椎アプローチの、一般に侵略的な性質が短所を提起するかも知れない。たとえば、標準の傍脊椎インプランテーションから筋肉の分断および失血を招来する可能性がある。
背骨エレメントへの背骨固定化エレメントの接続は、任意の数のカップラー、たとえばねじ、フック等で行えるが、数多くの背骨固定化エレメントは安定化ロッドの利用を包含している。安定化ロッドは所望の領域に対し、効果的な安定化をもたらし得るが、安定化ロッドの使用により多数の障害が導入される。特に、異なる直径を有する多数の安定化ロッドが、所望領域を安定化させるために使用できる。屡々異なる直径を有するロッドを接合して、安定化の単一で持続的なソースを提供すべきである。しかしながら、異なるロッドの直径は、屡々部材を確実に接合するために大きくかつ嵩高の装置を必要とし、これは外科手術の間、そのシステムが据え付けられる際、外科手術部位およびその周囲における一層の組織損傷をもたらす可能性がある。
数多くの実行可能な実施例の一つにおいて、本模範的システムは、構造状ロッドを受容するような寸法とされた第一のくぼみを規定するカップラー本体を含む1本以上の構造状ロッドを連結するための接続部材と、第一くぼみに近接して配置されたカム機構であり、ここにおいてカム機構が第一くぼみの寸法を選択的に変動させて、構造状ロッドを第一くぼみ内に連結させるものとを提供する。
本模範的システムおよび方法の他の実施例は、接続部材を少なくとも1本のロッドに連結するための方法を提供し、この方法は整形外科ロッドを接続部材の第一スロット内に受容することと、カム機構を回転させて、ロッドを接続部材内に摩擦的に係合することとを包含する。
図面中、同一の参照数字は類似の要素または動作を示す。図面中の要素のサイズおよび相対的位置は必ずしも物差し通りに描かれていない。たとえば、様々な要素の形状および角度は物差し通り描かれては居らず、そしてこれら要素の或るものは図面の識別しやすさを改良するため、任意に拡大および位置づけている。更に、描かれているように、要素の特定の形状は特定要素の実際の形状に関する如何なる情報をも伝達しようと意図するものではなく、専ら図面における認識の容易さのためにのみ選択されたものである。図面全体を通じて、同一の参照数字は必ずしも同一の要素を示すものではなく、類似の要素を示すものである。
本発明は、多数の模範的接続部材および方法であって、任意の数の整形外科ロッド配置システムに利用し得るものを提供する。本模範的システムおよび方法によれば、整形外科ロッドのハウジング、骨ねじおよび/または他のロッドに対する連結は、カムねじの使用によって容易である。特に、本模範的システムおよび方法は、カムねじの回転をもたらして1本以上のロッドを所望のハウジングに対し摩擦的に固定する。カムねじの回転的係合に起因して、従来のシステムと比較すると、本模範的システムの輪郭および容積は減少される。
本明細書および特許請求の範囲で使用される用語「伸延」は、一般的に接合表面に係り、また接合表面が互いに垂直に運動することを示唆している。しかしながら、「牽引(traction)」および/または「伸延(distraction)」が、たとえば背骨部分で遂行される場合、その背骨部分は牽引および滑走および/または他の自由度の組合わせによって互いに相対的に運動するかも知れない。
更に、本明細書又は特許請求の範囲で使用される用語「ロッド」は、横断面形状とは関係なく、あらゆる長く、かつ相対的に薄い部材を解釈すべきことを意味している。特に、ここで使用されるように、整形外科ロッドは略円形、楕円形または角張った横断面を有していてもよい。単に説明の容易さのためにのみ、本模範的システムおよび方法は、略円形の断面を有する整形外科ロッドの文脈において説明されることになろう。
更に、本明細書で使用される用語「カム」は、丸い突出物あるいは中心軸から異なった距離において位置決めされる外表面、すなわち対象が中心軸の周囲を回転すると、回転運動が略直線運動に変換されるようなものを含む横断面輪郭を有するあらゆる対象物を包含するように広く解釈されるべきである。
文脈上、特に必要としない限り、本明細書および特許請求の範囲全体を通じて、それらがフォローする用語"comprise"およびそのバリエーション、たとえば"comprises"および"comprising"は開かれた包括的な意味に、すなわち「限定するのではなく"not limited to"、包含する"including"」と解釈されるべきである。
「一実施態様"one embodiment"」または「或る実施態様"an embodiment"」についての明細書における言及は、その実施態様に関連して述べられた特定の特長、構造または特徴が少なくとも一つの実施態様中に包含されていることを意味する。明細書中の各所におけるフレーズ「一実施態様において"in one embodiment"」の出現は、必ずしも全てが同一の実施態様に言及するものではない。更に、特定の特長、構造または特徴は、あらゆる適当な方法において、一つ以上の実施態様中で組合わせることが出来る。
以下の記載において、本カムベース・ロッド接続システムおよび方法の様々な実施態様の十分な理解をもたらすために、或る具体的な詳細が述べられる。しかしながら、関連技術における当業者は、1種以上のこれら具体的詳細を伴わずに、あるいは他の方法、構成部品、材料などを伴って本模範的システムおよび方法が実施可能であることを認識するであろう。他の場合には、これらのシステムおよび方法の実施態様について不必要な不明瞭記載を回避するために、茎ねじと関連する周知の構造は詳細に示したり、あるいは説明していない。
<模範的構造>
図1および図2は、一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システム(100)のそれぞれ底部斜視図および頂部斜視図を示す。例示のように、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)は、決して限定されるものではないが、少なくとも1個の整形外科ロッド(130)を連結する主ハウジング(110)を含んでいる。図示のように、整形外科ロッド(130)は、ハウジング(110)の外壁と、そのハウジングに回転可能に連結されたカムねじ(120)との間に配置されている。更に、図1および図2に例示される実施の形態によれば、ピン(140)または位置決めねじがハウジング(110)内に挿入されて、カムねじ(120)とハウジング(110)とを回転可能に固定する。図3乃至図4Cを参照して、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の上述の部品それぞれの更なる詳細を以下に示すものとする。
図1および図2は、一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システム(100)のそれぞれ底部斜視図および頂部斜視図を示す。例示のように、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)は、決して限定されるものではないが、少なくとも1個の整形外科ロッド(130)を連結する主ハウジング(110)を含んでいる。図示のように、整形外科ロッド(130)は、ハウジング(110)の外壁と、そのハウジングに回転可能に連結されたカムねじ(120)との間に配置されている。更に、図1および図2に例示される実施の形態によれば、ピン(140)または位置決めねじがハウジング(110)内に挿入されて、カムねじ(120)とハウジング(110)とを回転可能に固定する。図3乃至図4Cを参照して、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の上述の部品それぞれの更なる詳細を以下に示すものとする。
図3は、一実施の形態による模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の分解図を示している。特に、図3の分解図は、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の部品について付加された詳細を示す。図3に示すように、一実施の形態によるカムねじ(120)が更に示されている。図示のように、模範的カムねじ(120)は、ねじの各端部に形成された駆動機能(124)を含む。一実施の形態によれば、ねじの各端部上の駆動機能の包含がカムベース・ロッド接続システムの、連結されるロッド(130)の下方または上方への配置を許容する。更に、模範的カムねじ(120)は、カムねじ(120)の円周上に形成されたピンチャネル(122)を含む。一実施の形態によれば、ピンチャネル(122)は、ピンオリフィス(114)に挿入されたとき、ピン(140)と嵌め合うような寸法とされている。ピンチャネル(122)と嵌合されたとき、ピン(140)はカムねじ(120)に干渉し、カムねじ(120)が、軸方向でカムねじオリフィス(116)内に、あるいはそれから移動するのを阻止する。しかしながら、干渉が存在しなければ、カムねじがカムねじオリフィス(116)内で単に回転することを阻止するだけである。一実施の形態によれば、図3に示されるカムねじ(120)もまた、ピンチャネル(122)に隣接して形成されたカム本体(126)を包含する。
図4A乃至4Cは更に、多種多様な実施の形態によるカムねじ(120)の部品を示している。上述したように、カムねじ(120)は、丸い突起部あるいは中心軸からの距離を異ならせて配置された外表面を含む横断面輪郭を有する如何なる対象物、すなわち該対象物を中心軸の周囲に回転させたとき、回転運度を略直線運動に変換するようなものをも包含してもよい。図4Aに示すように、模範的なカムねじ(120)は、駆動部材(図示せず)を受けるように構成された複数個の駆動機能(124)を備えた略円筒形部材であればよい。図4Bはカム本体(126)の模範的ペリメータ輪郭を示す。図示のように、複数個の丸い突起部をカム本体(126)の対向面上に、カムねじ(120)がカムねじオリフィス(116;図3)内で回転させられたとき、ロッド座(112)の幅が変化するように回転するように形成されていてもよい。
ここで説明された第一の実施形態は、複数個の丸い突起部がその上に形成されているものを有する円筒形カム本体(126)として示されているが、以下で論述する代替的実施例中に示すように、任意の数のカムねじ構成を本模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の原理に取り入れることが出来る。図4Cは、一実施態様により、本カムベース・ロッド接続システム(100)と共に使用可能な螺旋状カムねじ(120’)を示している。図4C中に示されるように、この螺旋状カムねじ(120’)は、該螺旋状カムねじの一端上に形成された少なくとも1個の駆動機能(124)を含んでいる。更に、螺旋状カム溝(420)が、螺旋状カムねじ(120’)のカム本体上に形成されている。模範的例示実施例により、停留リップ(410)または他の停留部材が、螺旋状カムねじ(120’)の下方部分に形成されている。図示のように、螺旋状カムねじ(120’)は、螺旋状カム溝(420)の上面においてロッド(130;図3)と係合するように構成されている。螺旋状カムねじ(120’)が引き続いて回転させられると、係合されたロッド(130;図3)は螺旋状カム溝(420)に強制着地される。本および他のカムねじを、代替的実施例を参照し、以下の様々な利用と関連して詳細に説明するものとする。
再び図3に戻ると、模範的カムベース・ロッド接続システム(100)は、その中に形成された複数個のくぼみまたはロッド座(112)を設けた本体(200)を含む。特に、図5Aおよび5Bに示すように、本体(200)は、該本体の末端部に形成した複数個のアーム突起部(500)を含んでいてもよい。更に、複数個のロッド座(112)を形成する2個のアーム突起部(500)間に中央部材(510)を形成してもよい。更に、カムねじオリフィス(116)がハウジング(110)の本体内に形成される。図5Aおよび5Bに示される実施の形態によれば、中央部材(510)を横断するカムねじオリフィス(116)はロッド座(112)の軸と略直交する軸を有し、またカムねじ(120)を回転可能に受けるような寸法とされている。更に、カムねじオリフィス(116)はカムねじ(120)を受けるように構成されており、また挿入されたロッド(130)間でそれを自由に遊動させ、それによってハウジング(110)内に挿入された各ロッドに対する均等な圧力を可能とする。ピンオリフィス(114)もまた、ハウジング(110)の本体(200)内に形成される。図示のように、ピンオリフィス(114)がカムねじオリフィス(116)に略垂直な軸をもって形成される。ピンオリフィス(114)は、ピン(140)の挿入がカムねじオリフィスの横断面積を減少させて、カムねじ(120)をカムねじオリフィス内に停留するように、カムねじオリフィス(116)を横断する。
模範的ロッド(130;図3)は同一の外径を有するように例示されているが、一実施の形態によれば、異なる直径のロッドもまた、本模範的カムベース・ロッド接続システム(100;図3)と連結できる。図6Aおよび6Bに示すように、ハイブリッドハウジング(110’)を用いて、ロッド(130)を、より小さな外径を有する減縮したロッド(130’)と連結することが出来る。この実施の形態によれば、ロッド座(112;図3)を異なった寸法に形成して、ロッドを異なった外径(130、130’)に適応させることが出来る。代替的に、カムねじ(120)の丸い突起部は、作動したとき、ロッド座(112)の寸法を選択的に加減するように、異なった寸法から成っていてもよい。一実施の形態によれば、異なった外径のロッドを受容する能力は、カムベース・ロッド接続システム(100)を、脊椎の各組間の境界面において使用することを許容することになる。具体的に、腰椎は胸椎より大きく、胸椎は頸椎より大きい。それ故、椎骨寸法および機能に対応する異なった力を、異なった外径を有するロッドにより付与することが出来る。この場合、カムベース・ロッド接続システム(100)を使用して、様々なロッドを連結することが出来る。更に、各連結されたロッドについてロッド座(112;図3)を提供することは、このカムベース・ロッド接続システムに、オフセットした方位にあるロッドの連結を許容する。これは水平方向のオフセットを提供して、頸−胸接合部の横断を手助けする上で特に有利である。同様に、本カムベース・ロッド接続システム(100)は単に、既存の構造物をほぼ同様の外側ロッド径をもって延長させるために使用することも出来る。本模範的カムベース・ロッド接続システム(100)の動作の詳細は、図7の具体的参照によって以下に述べるものとする。
<模範的方法および動作>
図7は、一実施の形態による上述の模範的カムベース・ロッド接続システム(100)を利用して、少なくとも1本の整形外科ロッドを連結するための模範的方法を例示している。図7中に示されるように、本模範的方法は、先ずカムベース・ロッド接続システムを組み立てることにより開始される(ステップ700)。一度システムが組み立てられると(ステップ700)、1本以上の整形外科ロッドをカムベース・ロッド接続システムのロッド座部に挿入することが可能となる(ステップ710)。挿入された所望のロッドによって、カムねじは部分的に回転させられ、最初にそのロッドを捕捉し(ステップ720)、続いて全面的に回転してロッドをハウジングに、確実に係止する(ステップ730)。模範的ロッド連結方法の各ステップの更なる詳細を以下に示すものとする。
図7は、一実施の形態による上述の模範的カムベース・ロッド接続システム(100)を利用して、少なくとも1本の整形外科ロッドを連結するための模範的方法を例示している。図7中に示されるように、本模範的方法は、先ずカムベース・ロッド接続システムを組み立てることにより開始される(ステップ700)。一度システムが組み立てられると(ステップ700)、1本以上の整形外科ロッドをカムベース・ロッド接続システムのロッド座部に挿入することが可能となる(ステップ710)。挿入された所望のロッドによって、カムねじは部分的に回転させられ、最初にそのロッドを捕捉し(ステップ720)、続いて全面的に回転してロッドをハウジングに、確実に係止する(ステップ730)。模範的ロッド連結方法の各ステップの更なる詳細を以下に示すものとする。
最初に、カムベース・ロッド接続システムが組み立てられる(ステップ700)。図1−図3において説明されるように、カムベース・ロッド接続システム(100)の組み立ては、カムねじ(120)をカムねじオリフィス(116)内に挿入することを包含する。述べたように、カムねじオリフィス(116)は、カムねじ(120)を摺動可能に受容するような寸法とされている。一度カムねじ(120)がカムねじオリフィス内に正しく位置すると、組み立てはピン(140)をピンオリフィス(114)内に挿入することをもって継続される。この実施の形態によれば、ピン(140)は、ピンチャネル(122)に対応するカムねじオリフィス(116)内に邪魔を形成して、カムねじ(120)にカムねじオリフィス(116)内で回転することを許容し、カムねじがハウジング(110)から取り外されることを許容しない。
カムベース・ロッド接続システム(100)が組み立てられたことによって、所望の整形外科ロッドをロッド座内に挿入することが出来る(ステップ710;図7)。一実施の形態によれば、その当初組み立て位置にあるとき、カムねじ(120)は、最小直径区分がロッド座(112)と係合し、それによりロッド(130)を受容するためのロッド座の幅を最大とするように、方向を定める。本模範的カムベース・ロッド接続システム(100)は、係合のために複数本のロッドの上方または下方に配置することが出来る。本配置は、十分な低背型構造を提供して、どちらかの方位からの係合を許容する。更に、カムねじ(120)の各側の駆動機能(124)の形成は、ハウジング方位とは関係の無い係合を可能とする。
ロッド座(112)内に挿入された所望のロッド(130)によって、カムねじ(120)は部分的に回転させられ、所望のロッドを最初に捕捉する。一実施の形態によれば、カムねじ(120)の部分的回転が、カムねじの丸い突起部をロッドの外表面に係合させ、そして当初の摩擦力をその上に付与する。当初摩擦力は、ロッド(130)をロッド座(112)内に残留させ、一方で、外科医には摩擦に打ち勝ってロッド(130)を摺動可能に位置決めさせる。
正しく位置決めされれば、カムねじ(120)を全面的に回転させて、ロッドを、ハウジングに確実に係止することが出来る(ステップ720)。カムねじ(120)の全面的回転は、丸い突起部を設けたねじ(120)の最高面をロッド(130)に接触させ、それによって最大の摩擦力をその上に付与する。
<代替的実施例>
先に述べたように、僅かに異なるハウジング(110)および/またはカムねじ(120)は、本模範的カムベース・ロッド接続システム(100)をして、ロッド(130)を異なる構造体に確実に連結させることを許容する。図9は、一実施の形態によるオフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)の分解図を示す。図9中に示されるように、オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)は、オフセット・カムねじ(820)、ロッド(130)、オフセット・カムハウジング(810)および骨ねじ(850)を包含する。この模範的オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)は、整形外科ロッド(130)を多軸胸椎あるいは他の骨ねじ(850)に接続するための低背型、少部品システムを提供することが出来る。ロッド(130)をオフセット骨ねじ(850)に確実に連結する能力は脊柱側弯症変形部の矯正をするために、あるいは背骨処置用の水平方向オフセット選択肢を提供するために有利である。オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)の各模範的部品の詳細を以下に述べるものとする。
先に述べたように、僅かに異なるハウジング(110)および/またはカムねじ(120)は、本模範的カムベース・ロッド接続システム(100)をして、ロッド(130)を異なる構造体に確実に連結させることを許容する。図9は、一実施の形態によるオフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)の分解図を示す。図9中に示されるように、オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)は、オフセット・カムねじ(820)、ロッド(130)、オフセット・カムハウジング(810)および骨ねじ(850)を包含する。この模範的オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)は、整形外科ロッド(130)を多軸胸椎あるいは他の骨ねじ(850)に接続するための低背型、少部品システムを提供することが出来る。ロッド(130)をオフセット骨ねじ(850)に確実に連結する能力は脊柱側弯症変形部の矯正をするために、あるいは背骨処置用の水平方向オフセット選択肢を提供するために有利である。オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)の各模範的部品の詳細を以下に述べるものとする。
図8に示すように、模範的オフセット・カムねじ(820)は、頂部外観(feature)上に形成された駆動機能(824)を含む。一実施の形態によれば、駆動機能(824)は回転駆動部材(図示せず)を連結するように構成されればよい。更に、模範的オフセット・カムねじ(820)は、カムねじの第一円周部上に形成されたカム状にした溝(826)およびカムねじの第二円周部上に形成された切り欠きエントリー面(828)を含む異なる外方輪郭を有している。
上に示されたハウジングに類似して、図8に例示されたオフセット・カムハウジング(810)は、オフセット・カムねじ(820)を摺動可能に受容するように構成されたカムねじオリフィス(816)を含む。更に、図8中に例示された模範的オフセット・カムハウジング(810)は、カムねじオリフィス(816)に隣接するロッド(130)を受容するために構成されたロッド座(812)部を含む。更に、図8に示されるように、骨ねじ座(818)が、ロッド座(812)に隣接する模範的オフセット・カムハウジング(810)内に形成されている。一実施の形態によれば、図10C中の例示のように、骨ねじ座(818)は、更に以下で詳細に説明されるごとく、骨ねじ(850)の頭部(852)を確実に受容し、かつ停留するように構成された切り欠きを含んでいる。
図8に示される模範的オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)の他のエレメントは骨ねじ(850)である。図示のように、骨ねじは頭部(852)であって、頭部駆動機能(854)および細長いねじ山部(856)を含むものを包含する。本模範的カムベース・ロッド接続システム(800)の駆動機能(854)は、ねじを茎骨および/または他の骨内に挿入することを許容する。一実施の形態によれば、茎骨は薄片と椎体を接続する椎骨の一部である。更に、本実施の形態によれば、駆動機能(854)は、模範的オフセット・カムハウジング(810)を骨ねじに連結するに先立ち、あるいはその後に、該骨ねじを調整するために用いることが出来る。例示された実施態様において、骨ねじ(850)の頭部(852)はねじ山部(856)に連結され、そして先端を切り取った、あるいは平坦な頂部面を備えた通常、球形の表面を含む。
一実施の形態において、骨ねじ(850)はカニューレ状とされているが、これはチャネル(図示せず)が骨ねじを介して軸方向に延在することを意味している。チャネル(図示せず)は、骨ねじ(850)を巧みに操作させ、そして一般にK−ワイヤーと称するキルシュナー鋼線を受ける。K−ワイヤーはイメージング技法、たとえば蛍光透視イメージングを用いて、一般的に予備位置決めされ、次いで骨ねじ(850)の精確な配置を提供するために使用される。図8に示した骨ねじ(850)は多数の構成材を含んでいるが、決して限定されるものではない、駆動機能(854)のタイプを変えること、頭部の形状を変えること、材料を変えること、寸法を変えること等を含む数々のバリエーションを施してもよい。
図9は、図8のオフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)を使用するための模範的方法を示す。図7に示した模範的方法に類似して、オフセット・カムベース・ロッド接続システム(800)を使用するための方法は、先ずカムベース・ロッド接続システムを組み立てること(ステップ900)を含む。組み立てられた接続システムによって、ハウジングは最初に骨ねじの頭部に連結され(ステップ910)、引き続き整形外科ロッドをロッド座内に挿入する(ステップ920)。一度、整形外科ロッドがその座内に位置決めされると、カムねじを部分的に回転して、最初にロッドおよびねじ頭部を捕捉することが出来る(ステップ930)。その上、カムねじを更に回転して、ロッドおよびねじ頭部をハウジングに確実に係止することが出来る(ステップ940)。本模範的連結方法の詳細を図10A乃至10Iを参照して以下に述べるものとする。
述べたように、本模範的方法の最初のステップは、カムベース・ロッド接続システムを組み立てることである(ステップ900)。図10A中に示すように、組み立てられたカムベース・ロッド接続システム(800)は、オフセット・カムねじ(820)をカムねじオリフィス(816)内に挿入することを包含する。模範的オフセット・カムねじ(820)は、任意の数の突起、ピン、ねじ山等によってカムねじオリフィス(816)内に固定することが出来る。一度、カムねじオリフィス(816)内に固定されると、オフセット・カムねじ(820)は、切り欠きエントリー面(828)が模範オフセット・カムハウジング’(810)のロッド座(812)部分に向かって位置付けられるように配位される。切り欠きエントリー面(828)をロッド座(812)に向かって配位することは、そのロッド座(812)が邪魔にならないようにするものである。
一度組み立てられると、図10B乃至10Eに示すように、ハウジングは、骨ねじ(850)の頭部(852)を骨ねじ座内に挿入することによって、最初に骨ねじの頭部に連結することが出来る(ステップ910;図9)。図示のように、骨ねじ(850)の頭部(852)は、模範的オフセット・カムハウジング(810)の基部に形成された側方貫通孔(819)を通過させることによって骨ねじ座(818)内に挿入することが出来る。ねじ頭部(852)は、ロッド座(812)の内側にある該ねじ頭部(852)を強制することにより、更に骨ねじ座(818)内に挿入される。一実施の形態によれば、ねじ頭部は器具を用いるか、手動で、内側へ強制して(F1)、該ねじ頭部(852)を球形ロッド座(812)内へスナップ嵌めすることが出来、それによって多軸運動を提供しながらねじ頭部(852)を停留する。
骨ねじの頭部に連結されたハウジング(ステップ910)によって、整形外科ロッドをロッド座内に挿入することが出来る(ステップ920)。図10Fおよび10G中に示されるように、ロッド座(812)内へのロッド(130)の挿入はオフセット・カムねじ(820)の位置合わせにより容易となる。具体的に、オフセット・カムねじ(820)の切り欠きエントリー面(828)のロッド座(812)へ向かう方位付けはロッド座(812)の幅を最大とし、ロッド(130)をロッド座(812)内へ強制(F2)させる。
ロッド(130)がロッド座(812)内へ挿入されると、オフセット・カムねじ(820)は部分的に回転させられ、最初にロッドおよびねじ頭部をオフセット・カムハウジング内に捕捉する(ステップ930)。図10Hおよび10Iに示すように、オフセット・カムねじ(820)が部分的に回転させられると(R1)、オフセット・カムねじのカム状とした溝(826)はロッド(130)に係合し、該ロッドを骨ねじの頭部(852)に抗して係合する。この実施の形態によれば、付与された摩擦は、ロッドを本体内で摺動させながら、該ロッド(130)を停留するのに足りる。このことによって、外科医がロッドおよび他の整形外科構造体を暫定的に配置することを可能にする。それらの所望構造体が適切に配置されると、オフセット・カムねじ(820)は全面的に回転させられて(R1)、ロッド(130)およびねじ頭部(852)をハウジングに確実に係止する(ステップ940)。図10Iに示すように、オフセット・カムねじの完全な回転が、ロッド(130)をねじ頭部(852)に抗して強制し、そしてロッド座(812)の底部内へと強制してそのアセンブリーを確実に係止する。
図10A乃至10Iに示された実施の形態は、模範的カムベース・ロッド接続システム(800)であって、骨ねじ(850)を組み込んでシステムを背骨領域に連結するものを例示しているが、決して限定するものではない薄片フックを含む他の接続手段を使用することが出来る。具体的に、薄片フックは薄片または横突起を連結して、ロッドを適所に保持するために使用される。薄片フックは、脊柱側弯症の矯正または他の変形矯正に特に有用である。
図11Aおよび11Bは、薄片フック(1150)を組み込む模範的カムベース・ロッド接続システム(1100)のそれぞれ組み立て斜視図および分解斜視図を示す。具体的に、図示のように、薄片フック(1150)を含む模範的カムベース・ロッド接続システム(1100)は、その中に形成されたカムねじオリフィス(1116)を有するハウジング(1110)を包含する。図11Bに示すように、模範的カムねじオリフィス(1116)は、その下方部分に形成されたカムねじ停留座(1118)を含んでいる。更に、図示のように、ロッド座(1112)はカムねじオリフィス(1116)に近接して配置され、またロッド(130)を受容するための寸法とされている。
上記した模範的カムベース・ロッド受容システムとは対照的に、図11Aおよび11Bに示した実施の形態は、ハウジング(1110)の下部から突出する薄片フック(1150)を含んでいる。図示のように、薄片フック(1150)は、フック空所(1152)を形成するハウジング(1110)の下部から曲線を成す態様で延在するフック突起部(1154)を含む。
更に、図11Bに示されるように、模範的カムベース・ロッド接続システム(1100)は螺旋状カムねじ(120’)を組み込んでいる。螺旋状カムねじ(120’)が図11B中に示されているが、上述したカムねじの何れをも本模範的薄片フック実施態様中に組み込み可能である。前述したように、模範的螺旋状カムねじ(120’)は、その螺旋状カムねじの一端上に形成された少なくとも1個の駆動機能(124)を含んでいてもよい。更に、螺旋状カム溝(420)が螺旋状カムねじ(120’)のカム本体上に形成される。例示された実施の形態によれば、停留リップ(410)または他の停留部材が螺旋状カムねじ(120’)の下部上に形成される。図示のように、螺旋状カムねじ(120’)はロッド(130;図3)を螺旋状カム溝(420)の上面において係合するように構成されている。螺旋状カムねじ(120’)が引き続いて回転させられると、係合されたロッド(130;図3)は螺旋状カム溝(420)に強制下降される。
一実施の形態によれば、図9の方法を用いて、図12A乃至12Hに例示されるように薄片フック(11150)を含む模範的カムベース・ロッド接続システム(1110)によって、整形外科ロッド(130)固定することが出来る。一実施の形態によれば、所望の整形外科ロッド(130)を、薄片フック(11150)を含む模範的カムベース・ロッド接続システム(1110)によって、固定する最初のステップは、カムベース・ロッド接続システムを組み立てることを含む(ステップ900)。図12Aおよび12Bに示すように、カムベース・ロッド接続システム(1100)の組み立ては、螺旋状カムねじ(120’)をカムねじオリフィス(1116)内に挿入することを含む。図12Bに示すように、模範的螺旋状カムねじ(120’)がカムねじオリフィス(1116)内に挿入されると、停留リップ(410)がカムねじ停留座(1118)と係合し、それにより螺旋状カムねじ(120’)のためにアンカーが提供されて、下方への力が、引き続いて連結される整形外科ロッド(130)に対し付与される。
一度組み立てられると、ハウジングは最初に所望の整形外科領域に連結することが出来る。図9において示唆されるように、ハウジングを骨ねじに対し連結するよりもむしろ、薄片フック(1150)を含む本模範的カムベース・ロッド接続システム(1100)は、薄片、横突起部または所望の脊椎の他の後部エレメントに連結されるように構成されている。連結されたとき、所望の薄片または横突起部はフック空所(1152)内に確実に配置される。
一度固定されると、整形外科ロッド(130)はロッド座(ステップ920;図9)内に挿入することが可能である。図12Cおよび12D中に示されるように、ロッド座内へのロッド(130)の挿入は、ロッド(130)の螺旋状カムねじ(120’)との接触を促すことを含む。図12Dに示すように、ロッド(130)は螺旋状カム溝(420)の上部と係合する。
一度ロッド(130)が受容されると、螺旋状カムねじ(120’)は部分的に回転させられて、暫定的にロッドを捕捉することが可能である(ステップ930;図9)。図12Eおよび12F中に示されるように、螺旋状カムねじ(120’)の回転(R2)は、ロッド(130)をロッド座(1112)内へ下降させる。具体的に、螺旋状カムねじ(120’)が回転させられると、ロッド(130)は螺旋状カム溝(420)内へ引き下ろされる。この実施の形態によれば、螺旋状カムねじ(120’)の部分的回転は、ロッドを依然として解放し、ハウジングに関連して摺動/回転させ、それによってデローテーション(de-rotation)および牽引/伸延技法を介する脊柱湾曲の矯正をもたらす。
ロッドが一度正しく配置されると、螺旋状カムねじ(120’)は全面的に回転させられ、ロッド(130)をハウジングに関連して確実に係止する(ステップ940;図9)。図12Gおよび12Hに示すように、螺旋状カムねじ(120’)の全面的な回転(R3)が、ロッド(130)をハウジング(1110)に対して堅固に固定する。その最終係止位置にあるとき、螺旋状カムねじ(410)は、ロッド(130)に対し下方へ向かう力を及ぼし、それによって摩擦的な停留効果を生成する。螺旋状カム溝(410)により及ぼされた下方向力は、停留リップ(410)およびカムねじ停留座(1118)間の接触面により抵抗される。
要するに、本模範的カムベース・ロッド接続システムおよび方法は、多数の模範的接続構成および方法であって、複数本の整形外科ロッドを共に連結し、あるいは1本以上の整形外科ロッドをアンカー装置に連結するために使用することが出来る。具体的に、本模範的システムおよび方法はカムねじの回転運動にてこ入れして、所望ロッドに対し圧縮力を付与し、それによって従来の連結装置と比較したとき、カップラーの輪郭を減少させる。その上、ロッドの暫定的固定ならびにロッドの最終的係止の双方に対するカムねじの使用が、従来のシステムであって、屡々位置決めねじおよび他の固定装置を用いるものと比べれば、部品数を減少させるものである。更に、本模範的システムおよび方法は脊柱側弯症変形の補正または矯正をもたらし、あるいは腰椎に関する側方補正オプションをもたらすものである。
本模範的システムおよび方法の精神および範囲から逸脱することなく、多種多様な変形を行い得ることが理解されるであろう。たとえば、模範的な実施がねじおよび/またはフックを用いて骨の構造体にアンカーすることについて説明かつ示されたが、本模範的システムおよび方法の範囲はそのように限定されるものではない。如何なる手段のアンカリング、たとえばカム、ねじ、止め金、くぎ、ピンまたはフックも利用可能である。
前述の記載は、発明の実施態様を例証し、かつ説明するためにのみ呈示されたものである。それは網羅的であること、あるいはその発明を開示された何らかの正確な形式に限定することを意図するものではない。上の教示に照らして、数多くの変形および変更が可能である。本発明の範囲は特許請求の範囲により定義されることが意図されている。
添付図面は、本システムおよび方法の様々な実施態様を示しており、それらは明細書の一部を成している。例示された実施態様は本システムおよび方法の単なる実例に過ぎず、そしてそれらの範囲を限定するものではない。
図1は一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システムの底部斜視図を示す。
図2は一実施の形態による図1のカムベース・ロッド接続システムの頂部斜視図を示す。
図3は一実施の形態による図1のカムベース・ロッド接続システムの分解斜視図を示す。
図4Aは一実施の形態によるカムねじの斜視図および底部輪郭図ならびに螺旋状カムねじの斜視図をそれぞれ示す。
図4Bは一実施の形態によるカムねじの斜視図および底部輪郭図ならびに螺旋状カムねじの斜視図をそれぞれ示す。
図4Cは一実施の形態によるカムねじの斜視図および底部輪郭図ならびに螺旋状カムねじの斜視図をそれぞれ示す。
図5Aは一実施の形態による図1のカムベース・ロッド接続システム用のハウジングの頂部および底部斜視図を示す。
図5Bは一実施の形態による図1のカムベース・ロッド接続システム用のハウジングの頂部および底部斜視図を示す。
図6Aは一実施の形態による異なった直径の構造ロッドを受けるように構成されたハイブリッドカムベース・ロッド接続システムの頂部斜視図および底部斜視図をそれぞれ示す。
図6Bは一実施の形態による異なった直径の構造ロッドを受けるように構成されたハイブリッドカムベース・ロッド接続システムの頂部斜視図および底部斜視図をそれぞれ示す。
図7は一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システムにおいて、複数個の構造ロッドを接続するステップを示す。
図8は一実施の形態によるオフセットカムベース・ロッド接続システムの分解斜視図を示す。
図9は一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システムをロッドに連結するステップを示す。
図10Aは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Bは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Cは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Dは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Eは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Fは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Gは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Hは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図10Iは一実施の形態による図9の連結方法の様々なステップの斜視図および横断面図双方を示す。
図11Aは一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システムの斜視図および分解図をそれぞれ示す。
図11Bは一実施の形態によるカムベース・ロッド接続システムの斜視図および分解図をそれぞれ示す。
図12Aは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Bは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Cは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Dは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Eは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Fは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Gは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
図12Hは一実施の形態による図9の連結方法の様々な斜視図および横断面図を示す。
Claims (24)
- 整形外科ロッド(130、130’)を受容するための寸法とした第一のくぼみ(112、812,1112)を形成しているカップラー本体(110、110’、810、1110)と、
前記第一くぼみ(112、812,1112)に近接して配置されたカム機構(120、120’、820)とを含んで成り、
前記カム機構(120、120’、820)は、前記第一くぼみ(112、812,1112)の寸法を選択的に変化させて、前記第一くぼみ(112、812,1112)内に前記整形外科ロッド(130、130’)を連結するように構成される、整形外科ロッド(130、130’)を連結するためのカップラー(100、800、1100)。 - 前記カム機構(120、120’、820)は前記カップラー本体(110、110’、810、1110)に回転可能に連結されている、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記カム機構(120、120’、820)は、丸い突起部としたカムねじ(120)を含んで成る、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記カム機構(120、120’、820)は、螺旋状カムねじ(120’)を含んで成る、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 更に、前記カップラー本体(110、110’、810、1110)によって規定される第二のくぼみ(112、812、1112)を含んで成り、
前記第一くぼみ(112、812,1112)は、第一の整形外科ロッド(130、130’)を受容する寸法とされており、
前記第二くぼみ(112、812、1112)は、第二の整形外科ロッド(130、130’)を受容する寸法とされており、
前記カム機構(120、120’、820)は、前記第一くぼみ(112、812,1112)と前記第二くぼみ(112、812、1112)との間の前記カップラー本体(110、110’、810、1110)内に配置され、前記カム機構(120、120’、820)は、前記カム機構(120、120’、820)の回転によって、前記第一(112、812,1112)および前記第二くぼみ(112、812、1112)の寸法を同時に減縮するように構成される、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。 - 前記第一(112、812,1112)くぼみは、前記第二くぼみ(112、812、1112)と異なった寸法である、請求項5に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 更に、前記カム機構(120、120’、820)を前記カップラー本体(110、110’、810、1110)内に保持するように構成された停留部材(140、410)を含んで成る、請求項5に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記停留部材(140、410)が、1本以上のピン(140)または位置決めねじを含んで成る、請求項7に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記カム機構(120、120’、820)が、更に前記カム機構(120、120’、820)の第一端部に形成された駆動機能(124、824、854)を含んで成る、請求項5に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記カム機構(120、120’、820)が、更に前記カム機構(120、120’、820)の第二端部に形成された第二駆動機能(124、824、854)を含んで成る、請求項9に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 更に、前記カップラー本体(110、110’、810、1110)により規定されるくぼみ(819)を包含するオリフィス(818)を含んで成り、
前記オリフィス(818)は、ねじ(850)のねじ頭部(852)を受容するように構成され、
前記カム機構(120、120’、820)は、前記第一くぼみ(112、812,1112)内に配置された整形外科ロッド(130、130’)を前記ねじ頭部(852)に抗して強制し、前記ねじ頭部(852)を前記くぼみ(819)内に座位するように位置決めされる、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。 - 前記カム機構(120、120’、820)は、第一の位置に対して回転可能であって、前記整形外科ロッド(130、130’)を前記カム機構(120、120’、820)と前記ねじ頭部(852)との間に受容する、請求項11に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記カム機構(120、120’、820)は、第二の位置に対して回転可能であって、前記整形外科ロッド(130、130’)を前記カム機構(120、120’、820)と前記ねじ頭部(852)との間に固定的に受容する、請求項12に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 更に、前記カップラー本体(110、110’、810、1110)に連結されたフック部材(1150)を含んで成り、
前記フック部材(1150)は、脊椎の後部エレメントと係合するように構成される、請求項1に記載のカップラー(100、800、1100)。 - 前記カムねじ(120、120’、820)は、螺旋状カムねじ(120’)を含んで成る、請求項14に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 第一スロット(112、812、1112)と、第二スロット(112、812、1112)とを包含するカップラー本体(110、110’、810、1110)であって、前記第一スロット(112、812、1112)は前記第一整形外科ロッド(130、130’)を受容するように構成され、かつ前記第二スロット(112、812、1112)は前記第二整形外科ロッド(130、130’)を受容するように構成されるカップラー本体(110、110’、810、1110)と、
前記第一スロット(112、812、1112)と前記第二スロット(112、812、1112)との間に配置されるカム機構(120、120’、820)とを含んで成り、
前記カム機構(120、120’、820)は、回転させられたとき、前記第一スロット(112、812、1112)および前記第二スロット(112、812、1112)の寸法を同時に減縮して、前記第一整形外科ロッド(130、130’)および前記第二整形外科ロッド(130、130’)を受容するように構成される、第一整形外科ロッド(130、130’)を第二整形外科ロッド(130、130’)に連結するためのカップラー(100、800、1100)。 - 前記カム機構(120、120’、820)は、
前記カム機構(120、120’、820)の第一端部内の第一くぼみ(124、824、854)であって、駆動用具を受容するように構成される前記第一くぼみ(124、824、854)と、
前記カム機構(120、120’、820)の第二端部内の第二くぼみ(124、824、854)であって、前記駆動用具を受容するように構成される前記第二くぼみ(124、824、854)とを含んで成る、請求項16に記載のカップラー(100、800、1100)。 - ねじ(850)のねじ頭部(852)を受容する第一開口部(818)と、
前記第一開口部(818)に近接して配置されるスロット(112、812、1112)と、
スロットに近接するくぼみ(116、816)とを有するカップラー(100、800、1100)と、
くぼみ(116、816)内に配置され、かつ回転可能で、スロット(112、812、1112)内に位置決めされた背骨ロッド(130、130’)をねじ頭部(852)に抗して強制するカム機構(120、120’、820)とを含んで成る、アセンブリー(100、800、1100)。 - 前記カップラー(100、800、1100)は、更に前記第一開口部(818)から延在する壁を含んで成り、
前記壁は、前記カム機構(120、120’、820)が前記背骨ロッド(130、130’)を前記ねじ頭部(852)に抗して強制するように位置決めされたとき、前記ねじ頭部(852)に当接するように構成される、請求項18に記載のアセンブリー(100、800、1100)。 - 整形外科ロッド(130、130’)を受容するための寸法とした第一のくぼみ(112、812,1112)を形成しているカップラー本体(110、110’、810、1110)と、
前記第一くぼみ(112、812,1112)に近接して配置されたカム機構(120、120’、820)であって、前記第一くぼみ(112、812,1112)の寸法を選択的に変化させて、前記第一くぼみ(112、812,1112)内に前記整形外科ロッド(130、130’)を連結するように構成される前記カム機構(120、120’、820)と、
前記カップラー本体(110、110’、810、1110)に連結されるフック部材(1150)であって、脊椎の後部エレメントと係合するように構成される前記フック部材(1150)とを含んで成る、整形外科ロッド(130、130’)を連結するためのカップラー(100、800、1100)。 - 前記カムねじ(120、120’、820)は、螺旋状カムねじ(120’)を含んで成る、請求項20に記載のカップラー(100、800、1100)。
- 前記整形外科ロッド(130、130’)を前記ハウジング(110、110’、810、1110)の第一スロット(112、812、1112)内に受容すること、および
カム機構(120、120’、820)を回転させて、前記(130、130’)と摩擦的に係合させることを含んで成る、整形外科ロッド(130、130’)をハウジング(110、110’、810、1110)に連結させるための方法。 - 前記カム機構(120、120’、820)を回転させることは、
更に前記ロッド(130、130’)をねじ(850)の頭部(852)に抗して強制し、ねじ(850)の前記頭部(852)を前記ハウジング(110、110’、810、1110)内に座位することを含んで成る、請求項22に記載の方法。 - 更に、第二整形外科ロッド(130、130’)を前記ハウジング(110、110’、810、1110)の第二スロット(112、812、1112)内に受容することを含んで成り、
前記カム機構(120、120’、820)を回転させることが、前記第一スロット(112、812、1112)および前記第二スロット(112、812、1112)の寸法を減縮し、前記第一整形外科ロッド(130、130’)および第二整形外科ロッド(130、130’)両者を前記ハウジング(110、110’、810、1110)内に摩擦的に係合させる、請求項22に記載の方法。
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