JP2011517595A - 棘状突起の安定化装置および方法 - Google Patents
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Abstract
脊柱可動部分を固定し、後方融合を促進し、独立型装置または前方アプローチの付属物として使用される固定装置。この装置は、モジュール式単一レベルの実装で構成される複数レベル融合システムとして機能する。単一レベルのインプラントは、2つの隣接する椎骨にまたがり、棘状突起または椎弓板方向へ内側に向いた面上に埋め込み歯を有する1対のプレートを具える。単一レベルの補助プレートは、半球状ベース部と、棘間間隙を通り拡張型カラー内にラチェット移動する円筒形シャフトとを有するクロスポストを介して連結される。対向するプレート内に含まれる拡張型カラーの球形状によってラチェット機構を正しく係合することができ、特製の圧縮器具を用いて両方の補助プレートに内向きの力が加わると、インプラントを脊柱に取付ける一方向固定ができる。クロスポストおよびカラー双方の回転運動の自由度によって、補助プレートを軸平面および冠状面において様々な角度に連結することができ、頸椎、胸椎および腰椎の後方要素の様々な形態に適応する。複数レベルの融合を実現するため、単一レベルの実装は、止めねじによって固定された連動機構を用いて連続的に連結することができる。
【選択図】図3
【選択図】図3
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2008年4月14日出願の米国仮特許出願第61/071,137号、名称「SPINOUS PROCESS STABILIZATION DEVICE AND METHOD(棘状突起の安定化装置および方法)」に関連し、その利益を主張するものであり、その総てが本明細書に組み込まれる。
本出願は、2008年4月14日出願の米国仮特許出願第61/071,137号、名称「SPINOUS PROCESS STABILIZATION DEVICE AND METHOD(棘状突起の安定化装置および方法)」に関連し、その利益を主張するものであり、その総てが本明細書に組み込まれる。
本発明は一般的に医療装置の分野に関し、より具体的には、安定性を回復するために後方から脊柱を融合するシステムに関するものである。概説する実施形態では、このシステムは一連の単一レベル二重プレート融合装置から構成されており、骨移植インタフェースの底部として近接する椎骨高さの棘状突起および椎弓板を利用して、所与の脊椎可動部分を固定し、その結果、損傷した脊柱の安定性を回復するために必要な骨融合を促進する。
脊柱の機能は、安定性と運動性を提供し、脊髄を保護し、上部および下部末端部の運動の伝達を制御することである。脊椎安定性は、一般に脊椎の機能として規定され、生理的負荷の下、初期または更なる神経障害、重篤な変形、および活動不能となるような痛みがないように、その変位のパターンを維持する[1]。痛み、神経障害または運動性の損失さえ引き起こしうる外傷、変質または転移を含む多くの要素によって、不安定性が生じることがある。
損傷した脊柱の安定性を回復をする、適用性が広い装置構成を要する幾つかの技術が長年にわたって開発されてきた。多くの技術がその実施について大きく異なる一方で、それらは総て同一の目的、すなわち脊椎融合のためのものである。脊椎融合は、2またはそれ以上の椎骨高さが骨移植片および内部器具と融合し、1つの一体化した骨の塊に癒合することによる処理である。この処理は椎骨部分間の運動をなくすものであり、これは痛みを取り除き、脊椎を再び安定させるために必要な場合がある。
現在、融合は、前方、後方またはその2つの相乗作用によって実現する。融合における主な前方アプローチは、調節可能な高さを有する装置が隣接する椎骨高さ間の椎間板の空間に挿入され、損傷した椎間板の一部または総てを交換するか、崩壊した椎体の形状を回復させる体内融合である。体内装置は、中に骨移植片が詰められた中空シリンダを具えており、隣接する高さの融合およびインプラントの骨結合を促進する。多くの場合、脊椎が受ける本来の力は、前方装置を補強するために補助的な後方融合または安定化を必要とする。
現在、椎弓根ねじロッドシステムによる後方融合が主流である。椎弓根ねじ固定は、1969年に北アメリカのHarringtonおよびTullosによって最初に説明されたが、1980年代初頭まで完全には受け入れられなかった。頸椎弓根ねじ固定では、ねじは、前方中央部の方向へ椎骨の椎弓根を通って同じ椎骨の椎体へと通過する。2つのねじの軌道の一方は、解剖学的または真直ぐなアプローチを用いることができる。大多数の外科医によって今日利用されている解剖学的アプローチは、ねじを配置する骨チャネルに関して最大限の可能性をもたらすが、所定の位置に固定され、ロッドまたはプレート結合部を通って結合される多軸ねじを使用する必要がある。
椎弓根ねじの取付けは、外科技能に大きく依存する。椎弓根に挿入する角度は、合併症を避けるために最も重要であり、位置が側方すぎる場合、少しの取付不良でさえ頸部領域における椎骨動脈の障害を引き起こすことがある。椎弓根中央部の障害は、脊柱の領域における重度の神経障害を含むことがある。これらのねじの配置は、脊柱全体にわたって椎弓根の横幅が不定であるため困難な課題である。この椎弓根幅の範囲は、ねじを挿入する角度に影響する。
脊柱生体力学に関する学問の発展および材料選択における進歩は、脊椎器具に関する危険性を装置の破損から外科技能へと徐々に変化させてきた。椎弓根ねじロッドシステムに見られるように、起こりうる危険は、上述のように、主に後部脊椎の解剖学的構造に関連する。誤って椎弓根ねじを挿入すると、椎骨動脈の損傷または脊柱管内への貫入を招き、重度の神経障害を起こす場合がある。この処置に関連するリスクのため、適切に取付けるためには非常に注意する必要がある。これにより、長時間にわたる外科的露出が多くなり、同様に、手術によって損失する患者の血液が増加し、回復にかかる期間が長くなる。
椎弓根ねじロッドシステムに関連する幾つかの固有リスクに対処する代替的な後方手法が、過去には試みられてきた。これらの技術では、隣接する棘状突起が、棘状突起内に作られた穴部を通して留められる。Rogerのアプローチの場合、このワイヤが固定手段として独立して使用され、一方でBohlmanおよびDewarの手段は、ワイヤを補強するために骨移植片を組み込む。これらの技術は総て、骨の融合形成にとって十分に運動制限をすることができないために好まれなくなってきた。さらに、これらの技術は、ワイヤに依存して椎骨を保持しているため、屈曲(張力)に耐えることはできるが、伸び(圧縮)に耐えることができない。たとえ骨移植片の補強を加えても、移植片の取付けが不安定なため、融合処置にとって好ましくない程度の運動を可能にしてしまう。
棘状突起を介して椎骨と接触するプレートシステムを使用することにより、後方脊椎融合の実現が可能となる。このプレートを使用すると、屈曲および伸びの双方の運動制限が可能となり、従って、健康的な骨融合が起こるために必要とされる不可欠な制限が可能となる。一般に、これらのプレートシステムは、脊椎の各側面に配置され、クロスポストを介して連結された1対のプレートを具えている。このプレートは、様々なサイズおよび形状に作られ、一般の人々に見出される多くの脊椎形態の多様性に適応することができる。
Mitchell、Landry等による米国特許出願第2003/0040746号は、棘状突起の対側面に位置し、穴を貫通するボルトで連結された2つのプレートを組み込んだシステムを開示しており、これらの穴は融合に組み込まれる棘状突起の上方および下方の皮質骨に予め開けられた。この装置は、椎弓根ねじロッドシステムに関わるリスクの対処に始まり、脊柱における張力と圧縮力双方の制限を実現するが、実施モードでは、大きい可動部分の融合ができず、さらに制限された可動部分に対して自然の後弯または前弯の弯曲に適合できない。さらには、補助プレートの連結手段は、棘状突起、つまり骨移植インタフェースに用いる要素の構造健全性を妥協する必要がある。
Rayによる米国特許第5,527,312号は、参照により本明細書において完全に示したものとして組み込まれており、互いに関連する2つの椎骨を固定する関節ねじアンカおよび固定バーを組み込んだシステムを開示している。固定バーの一部は、上側椎骨の椎弓根の一部の周りに巻き付けられる。固定バーは関節ねじアンカに固定され、関節ねじアンカは上側椎骨の椎間関節を通り、下側椎骨の横突起基部に配置される。固定バーおよび関節ねじは、上側椎骨と下側椎骨とを固定する。
本発明は、脊椎の一部を安定させるために隣接する棘状突起を連結することにより、脊柱の一部が安定するように機能する装置を提供するものである。
本発明の実施形態は、人間の脊椎の一部を安定化させる装置を提供しており、当該装置は;
第1の1対の縦プレートであって、当該第1の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置される場合、その各プレートの内側面が2つの隣接する棘状突起と接触するように構成された第1の1対の縦プレートと;
2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で前記第1の1対の縦プレートを連結するように構成されたポストと;
前記第1の1対の縦プレートを別の1対の縦プレートと任意に連結する、前記第1の1対の縦プレートの各プレートにおけるプレート連結手段と;を具えており、
前記別の1対の縦プレートが前記第1の1対の縦プレートに連結され、前記別の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置される場合、前記別の1対の縦プレートの各プレートが別の隣接する棘状突起と接触するように構成されており、
前記連結手段が脊椎の後弯または前弯の弯曲に適応するものである。
第1の1対の縦プレートであって、当該第1の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置される場合、その各プレートの内側面が2つの隣接する棘状突起と接触するように構成された第1の1対の縦プレートと;
2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で前記第1の1対の縦プレートを連結するように構成されたポストと;
前記第1の1対の縦プレートを別の1対の縦プレートと任意に連結する、前記第1の1対の縦プレートの各プレートにおけるプレート連結手段と;を具えており、
前記別の1対の縦プレートが前記第1の1対の縦プレートに連結され、前記別の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置される場合、前記別の1対の縦プレートの各プレートが別の隣接する棘状突起と接触するように構成されており、
前記連結手段が脊椎の後弯または前弯の弯曲に適応するものである。
より具体的には、本発明の実施形態は、脊椎の可動部分を安定させて後方融合を促進し、独立型器具としてまたは前方アプローチの補助として使用される固定装置を提供している。この装置は、モジュール式単一レベルの実装から構成された複数レベルの融合システムとして機能する。単一レベルにおいて、このインプラントは、棘状突起または椎弓板の方へ内側に向けられた面に埋め込み歯を有する2つの隣接する椎骨にまたがる1対のプレートを具えている。単一レベルにおける補助プレートは、半球状の基部と、棘間間隙を貫通し拡張型カラー内へ一方向に移動する円柱形シャフトとを有するクロスポストを介して連結されている。特製の圧縮器具を用いて両方の補助プレートに内向きの力が加えられた場合、向かい合ったプレート内に収容された拡張型カラーの球形断面によって、インプラントを脊椎に取付けて一方向に固定しながらラチェット機構が正しく係合できるようになる。クロスポストおよびカラー双方の自由な回転運動によって、補助プレートを軸平面および冠状面における様々な角度に連結できるようになり、頸椎、胸椎および腰椎の後方要素の様々な形態に適応する。複数レベルの融合を実現するため、止めねじによって固定された連動機構を用いて、単一レベルの実装を連続して連結することができる。連動装置の設計により、矢状面における自然な脊椎弯曲に適応可能となる。様々なプレートおよびクロスポストのサイズに作られた装置は、最初の取付け時また近傍レベルの劣化が起こった後に、近接する上方および下方レベルの組み込みが可能である完全に拡張可能な融合システムを構築する。
本発明はさらに、脊椎を安定させる1対の縦プレートを取付けるための圧縮器具を提供しており、1対の縦プレートは第1のプレートと第2のプレートとを具え、各プレートは外側面と内側面とを具えている。プレートが2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触している場合に内側面は互いに向かい合っており、プレートは2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内のポストによって連結するように構成されている。ポストの近位端部は第1のプレートの第1の開口に摺動可能に収容されており、第1の開口は第1のプレートの外側面から第1のプレートの内側面にまでわたっている。第2のプレートは当該第2のプレートの第2の開口内にカラーを収容しており、当該カラーは、圧縮力がカラーの軸に沿って加えられると、ポストの遠位端部と連結するように構成されている。ポストおよび第1の開口は、ポストが第1の開口内に収容されている場合にポストの制限された多軸方向性を実現するように構成されており、カラーおよび第2の開口は、カラーが第2の開口内に収容されている場合にカラーの制限された多軸方向性を実現するように構成されている。圧縮器具は:
主軸に位置する第1のピンで留められた第1および第2のハンドルと;
主軸の第1のピンより下方に位置する第2のピンで留められた第1および第2のてこのアームであって、第1のてこのアームは、主軸から第1の側方距離における第1および第2のピン間に位置する第3のピンで第1のハンドルに留められており、第2のてこのアームは、主軸の反対側で第1の距離と等しい主軸からの側方距離において、第1および第2のピン間に位置する第4のピンで第2のハンドルに留められており、第3および第4のピンが主軸に対して垂直な線に位置している第1および第2のてこのアームと;
第1および第2のてこのアームの遠位端部に留められた第1および第2の接触部分であって、第1および第2の接触部分がそれぞれ内側面を具え、当該内側面が主軸に向かって内側に向いており、第1の接触部分の内側面は、ポストが第1の開口内に収容されている場合にポストの近位端部においてポストの外側面と接触する手段を具え、第2の接触部分の内側面は、カラーが第2の開口内に収容されている場合にカラーの外側面と接触する手段を具える第1および第2の接触部分と;
第1の接触部分の側面に位置し、第1の多軸アームによって第1の接触部分と連結している第1の台部であって、内側面を含み、さらに内側面から突出している2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、ポストの外側面と接触する手段を具える面の接触部分と対辺に配置され、各柱部の遠位端部は、ポストの外側面と接触する手段がポストと接触している場合に第1のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成されている第1の台部と;
第2の接触部分の側面に位置し、第2の多軸アームによって第2の接触部分と連結している第2の台部であって、内側面を含み、さらに内側面から突出している2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、カラーと接触する手段を具える面の接触部分と反対側に配置され、各柱部の遠位端部は、カラーの外側面と接触する手段がカラーと接触している場合に第2のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成されている第2の台部と;を具えており、
器具の動作によって内向きの圧縮力がポストおよびカラーに加わり、その結果、ポストとカラーとが連結され、第1および第2のプレートの制限された多軸方向性を実現することができ、ひいては第1および第2のプレートを様々な角度に向けることが可能となる。
主軸に位置する第1のピンで留められた第1および第2のハンドルと;
主軸の第1のピンより下方に位置する第2のピンで留められた第1および第2のてこのアームであって、第1のてこのアームは、主軸から第1の側方距離における第1および第2のピン間に位置する第3のピンで第1のハンドルに留められており、第2のてこのアームは、主軸の反対側で第1の距離と等しい主軸からの側方距離において、第1および第2のピン間に位置する第4のピンで第2のハンドルに留められており、第3および第4のピンが主軸に対して垂直な線に位置している第1および第2のてこのアームと;
第1および第2のてこのアームの遠位端部に留められた第1および第2の接触部分であって、第1および第2の接触部分がそれぞれ内側面を具え、当該内側面が主軸に向かって内側に向いており、第1の接触部分の内側面は、ポストが第1の開口内に収容されている場合にポストの近位端部においてポストの外側面と接触する手段を具え、第2の接触部分の内側面は、カラーが第2の開口内に収容されている場合にカラーの外側面と接触する手段を具える第1および第2の接触部分と;
第1の接触部分の側面に位置し、第1の多軸アームによって第1の接触部分と連結している第1の台部であって、内側面を含み、さらに内側面から突出している2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、ポストの外側面と接触する手段を具える面の接触部分と対辺に配置され、各柱部の遠位端部は、ポストの外側面と接触する手段がポストと接触している場合に第1のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成されている第1の台部と;
第2の接触部分の側面に位置し、第2の多軸アームによって第2の接触部分と連結している第2の台部であって、内側面を含み、さらに内側面から突出している2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、カラーと接触する手段を具える面の接触部分と反対側に配置され、各柱部の遠位端部は、カラーの外側面と接触する手段がカラーと接触している場合に第2のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成されている第2の台部と;を具えており、
器具の動作によって内向きの圧縮力がポストおよびカラーに加わり、その結果、ポストとカラーとが連結され、第1および第2のプレートの制限された多軸方向性を実現することができ、ひいては第1および第2のプレートを様々な角度に向けることが可能となる。
本発明はさらに、脊椎の一部を安定させる方法を提供しており、当該方法は;
第1の1対の縦プレートの各プレートの内側面を2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触させるステップであって、その結果、矢状面の対側面に第1の1対の縦プレートを配置するステップと;
ポストによって、第1の1対の縦プレートを2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で連結するステップと;
プレート連結手段によって、1またはそれ以上の別の1対の縦プレートを第1の1対の縦プレートと連続的に連結するステップと;
1またはそれ以上の別の1対のプレートの各プレートの第1の遠位端部において、別の1対のプレートの各対の各プレートの内側面を棘状突起と接触させるステップと;
ポストによって、棘間間隙内で1またはそれ以上の別の1対の縦プレートの1対の各プレートを連結するステップと;を具えており、
プレート連結手段は、第1の1対のプレートの遠位端部および1またはそれ以上の別の1対のプレートにおける各プレートの第2の遠位端部の一方または双方に具えられており;
プレート連結手段は、脊椎の後弯または前弯の弯曲に適応し;
1またはそれ以上の別の1対の縦プレートを連続的に連結することによって、連続的な弓形に沿って隣接する1対のプレートを連結することが可能となり、異なる椎骨高さにおいて脊椎の後方椎弓の様々な形状および形態に適応することができる装置を生みだす。
第1の1対の縦プレートの各プレートの内側面を2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触させるステップであって、その結果、矢状面の対側面に第1の1対の縦プレートを配置するステップと;
ポストによって、第1の1対の縦プレートを2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で連結するステップと;
プレート連結手段によって、1またはそれ以上の別の1対の縦プレートを第1の1対の縦プレートと連続的に連結するステップと;
1またはそれ以上の別の1対のプレートの各プレートの第1の遠位端部において、別の1対のプレートの各対の各プレートの内側面を棘状突起と接触させるステップと;
ポストによって、棘間間隙内で1またはそれ以上の別の1対の縦プレートの1対の各プレートを連結するステップと;を具えており、
プレート連結手段は、第1の1対のプレートの遠位端部および1またはそれ以上の別の1対のプレートにおける各プレートの第2の遠位端部の一方または双方に具えられており;
プレート連結手段は、脊椎の後弯または前弯の弯曲に適応し;
1またはそれ以上の別の1対の縦プレートを連続的に連結することによって、連続的な弓形に沿って隣接する1対のプレートを連結することが可能となり、異なる椎骨高さにおいて脊椎の後方椎弓の様々な形状および形態に適応することができる装置を生みだす。
以下の詳述および図面を参照することにより、本発明の機能的かつ有用な態様をさらに理解することが可能である。
添付の図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
図1は、3レベルの融合を提供するために胸椎上に固定された本発明の装置を有する脊椎の一部の後面図を示す。
図2は、図1の実装の側面図を示す。
図3は、本発明の脊柱安定化装置の概略図を示す。
図4は、所望の複数レベル融合を提供するために上方および下方方向の両方に拡張できる、単一レベルの脊柱安定化装置の概略図を示す。
図5A、図5Bおよび図5Cは、初期の単一レベルの実装のクロスポストプレートの詳細図を示す。
図6Aおよび図6Bはクロスポストの詳細図を示しており、一方向固定機構の半分は棘間間隙を介してシステムの補助プレートを連結するために使用される。
図7A、図7Bおよび図7Cは、初期の単一レベルの実装の固定プレートの詳細図を示す。
図8A、図8B、図8C、図8Dおよび図8Eは、固定プレートの範囲内に位置する拡張型カラーの詳細図を示しており、カラーは図6Aおよび図6Bのクロスポストによって補完される一方向固定の下半分に相当する。
図9A、図9Bおよび図9Cは、本発明の一部を形成する制限座金の詳細図を示す。
図10Aおよび図10Bは、本発明の一部を形成する留め具の詳細図を示す。
図11Aおよび図11Bは、本装置の連動機構を係合するために用いられる止めねじの詳細図を示す。
図12は、クロスポストの軸に沿って図4のアセンブリを通り、クロスポストの軸を含みプレートの後面に対して垂直な面を示し、矢印12−12の方向を示している断面である。
図13A、図13B、図13Cおよび図13Dは、拡張クロスポストプレートおよび連動機構のオス部とメス部の詳細図を示す。
図14A、図14Bおよび図14Cは、伸長固定プレートおよび連動機構のオス部とメス部の詳細図を示す。
図15Aは、止めねじの軸を通り、止めねじの軸を含みプレートの内側面に対して垂直な面を示し、矢印15B−15Bの方向を示している図15Bの断面を有する、1対の連動プレートの後面図である。
図16は、1対の連動プレートを予め組み込み、取り付けるための圧縮器具を示す。
図17A、図17B、図17Cおよび図17Dは、圧縮中に連動プレートを支持する多軸アームを有する第1の接触部分の詳細図を示す。
図18A、図18Bおよび図18Cは、圧縮中に連動プレートを支持する多軸アームを有する第2の接触部分の詳細図を示す。
一般的にいえば、本明細書に記載のシステムは、脊柱の一部を安定させる装置およびシステムに関するものであり、隣接する棘状突起を接いで脊椎の一部を安定させる。必要に応じて、本発明の実施形態は本明細書に開示されている。しかしながら、開示された実施形態は単なる実施例にすぎず、本発明は、多くの異なる代替的な形状に具現化することができることを理解されたい。
図面は縮尺で書いてはおらず、幾つかの特徴は特定の要素の詳細を示すために強調または最小化している場合があり、新しい態様が不明瞭になることを避けるために関連する要素を省いている場合がある。従って、本明細書に開示されている特定の構造的かつ機能的詳細は限定として解釈すべきではなく、当該技術分野における当業者に教授して本発明を多角的に実施するための特許請求の範囲の基本および典型的基礎として解釈すべきである。限定ではなく教授する目的に対し、図示する実施形態は、隣接する棘状突起を接いで脊椎の一部を安定させる脊柱に関するものである。
本明細書で使用する表現「約」、「およそ」は、寸法、温度あるいは他の化学的または物理的特性または特徴の範囲と組み合わせて使用される場合、寸法、温度、他の化学的または物理的特性または特徴の大部分を平均すると適合するが、統計的には上限および下限の範囲外にも存在しうる実施形態を排除しないように、この範囲内にある僅かなばらつきを含むことを意味する。
図1を参照すると、3レベルの融合を提供する、胸椎に固定された本発明の装置を有する脊椎の一部の後面図を示しており、図2は図1の実装の側面図を示している。
構造全体の図として図3および図4を用いて詳細な図面を参照すると、ここで図示されている実施形態による装置18は、脊椎の任意の高さで棘状突起および/または椎弓板を固定する複数レベルの後方脊椎融合装置である。装置18は、挿入時に複数レベル融合が可能であって、さらには、後日更なるレベルを融合するために単一または複数レベル構成から拡張できるように設計されている。この装置の取付け時、望ましい中央レベルの制限可動部分には、上方向および下方向の双方に拡張できる機能を有する装置19を実装するべきである。
単一レベルでは、装置19は、クロスポストプレート20と、固定プレート40と、クロスポスト120と、制限座金130と、拡張型カラー140とを具えている。このクロスポスト120は、棘間間隙を介してクロスポストプレート20を脊柱の対側面に位置する補助固定プレート40と連結するように機能する。クロスポスト120の近位端部は、クロスポストプレート20に取り付けられる。遠位端部では、クロスポスト120は拡張型カラー140のソケット141内に対応するラチェット歯127を有しており、一方向固定機構をもたらす。拡張型カラー140は固定プレート40内に位置しており、制限座金130によって所定の位置に保持される。ラチェット歯127が拡張型カラー140のスロット141内に位置する対向ラチェット143と係合する場合、2つの対側プレートは後方椎骨要素の棘状突起および/または椎弓板を留めつける。
クロスポストプレート20および固定プレート40の内側面20Mおよび40M上にはそれぞれ、四角がベースのピラミッド型の歯28および48がある。プレートが後方要素に固定されている場合、後方要素の強度な皮質骨内に埋め込まれた歯は、脊椎の縦軸について装置の位置を固定するように機能する。これが、単一レベルにおける装置19の基本アセンブリの概略である。
図5A、図5B、図5C、図6Aおよび図6Bを参照すると、クロスポスト120の半球状基部122は、クロスポストプレートの半球面26と接触しており、シャフト125は同プレートのソケット25を貫通している。ソケット25の最大径22は、クロスポスト120の半球状基部122の最大径124と等しく、クロスポストプレート20の外側面20Lから内側面20Mに進むにつれて、双方の半球形状は同じ弯曲半径を有することができるようになる。
ソケット25の最小径24は、クロスポスト120のシャフト125とラチェット歯127とを組み合わせた直径よりも大きい。この直径における差異によって、クロスポスト120が3軸総ての周りを自由に回転可能となる半球状基部122と半球面26との間が接触する位置において、シャフト125がソケット25を貫通できるようになり、クロスポストプレート20と固定プレート40との間の多軸連結をもたらす。ソケット25の最小径24とシャフト125の近位部126の最小径との差異により、一旦ソケット25を通過すると、クロスポスト120とクロスポストプレート20の内側面20Mとの間の干渉が更なる運動を制限する前に、最大20°の円錐範囲の運動が可能となる。
クロスポスト120とクロスポストプレート20とを組み合わせると、最終的に、クロスポストプレートの内側面20Mが、棘状突起および/または椎弓板の面と軸平面および冠状面における様々な角度で接触するように機能する。これにより、埋め込み歯28の主軸を後方要素の面に対して垂直に向けられるようになり、確実に埋め込み歯28を皮質骨内に強力に固定する。さらには、これによって、確実にクロスポスト120が、脊椎の縦軸に対して垂直に棘間間隙内に位置するようになる。
一実施形態では、クロスポストが固定プレートの開口内に収容され、固定プレート内に止めねじによって固定されてもよい。代替的な実施形態では、この固定プレートはナットを収容し、当該ナットがクロスポストの遠位端部に装着され、プレートを固定する。ナットハウジングは、ナットの回転を制限するように構成されてもよい。好適な実施形態では、以下に記載するように、クロスポストを固定プレートに収容された拡張型カラー内に受けてもよい。
図6A、図6B、図7A、図7B、図7C、図8A乃至図8E、および図9A、図9Bおよび図9Cについて説明すると、クロスポスト120のシャフト125は、その遠位端部において拡張型カラー140のソケット141内に収容されている。拡張型カラー140は固定プレート40内に収容され、制限座金130によって所定の位置に保持される。拡張型カラー140は、球状に弯曲した基部142および六角形の上半分145から構成されている。拡張型カラー140の球状に弯曲した基部142は、固定プレート40の半球面46と接触する。クロスポスト120およびクロスポストプレート20と同様に、ソケット45の最大径42は直径が球形と等しく、拡張型カラー140は、双方の球形の外形が同一の弯曲半径に沿って滑らかに相互干渉できるように作られる。ソケット45の最小径44は、拡張型カラー140の最小径147よりも大きい。
最小径の差異によって、拡張型カラー140は固定プレート40の内側面40Mを超えて棘間間隙内に拡張可能となり、クロスポスト120のシャフト125と接触する。シャフト125の遠位端部は、拡張型カラー140のソケット141内に収容される。拡張型カラー140のソケット141の内側には、クロスポスト120のシャフト125に見られるラチェット歯127を補完するラチェット143を具えている。ラチェット歯127を有するシャフト125がソケット141を通過するため、拡張型カラーは一部分を除去して作ったスロット149を有しており、これにより、カラー140は、シャフト120のラチェット歯127が拡張型カラー140のソケット141の内側の補完ラチェット143と相互干渉するにつれて、拡張したりニュートラル位置に戻ったりできるようになる。好適な実施形態では、この部分の角度はおよそ15°である。
ラチェット機構が正しく係合するためには、ラチェット歯127の直径がソケット141の外径143Lと同心となるように、シャフト125をソケット141に入れる必要がある。クロスポスト120が多軸運動できるため、拡張型カラー140もまた、多軸運動ができるようにして正しい角度でソケット141内にシャフト125を確実に収容しなければならない。固定プレート40の球面46と拡張型カラー140の球面142とが接触することにより、確実にラチェット機構が正しく係合しながら、カラー140がクロスポスト120と同様に3軸で運動できるようになる。
図12を参照すると、ソケット141の内径143Sは、シャフト125のリード部128の直径に相当する。径が等しいことによってリード部128がガイドとして機能し、ラチェット機構が誤って進むのを防止できる。クロスポスト120のシャフト125に位置するラチェット127の前縁部がカラー140のソケット141に入ると、スロット149によって、カラー140は第1のラチェットステップが外径143L内に位置するソケット141に完全に覆われるまで拡張できるようになる。ラチェット直径127がソケット141の外径143Lに適応すると、拡張型カラー140はニュートラル位置まで戻る。
幅広く変化したラチェット形を使用することができ、三角ラチェット形を使用すると、必要な内側力を付与できる特殊な取付具171を用いて、互いに向きあったラチェットの2部分を圧縮して係合された一方向固定機構を作りだす。この取付具171は、未使用の連動装置の両方の遠位端部またはメス部30、50、70、100内に配置された留め具150に位置するくぼみ62、92、152において、各補助プレートと接触する。この特徴は、対側に配置されたクロスポストプレート20と固定プレート40との素早い連結を可能にする。
ラチェット機構の動作に必要なカラー140の拡張を可能にするスロット149は、装置19を簡単に取り外す手段としても機能する。マイナスねじ回しのような端部を有する器具を用いてスロット149に挿入することにより、カラー140はクロスポスト120のシャフト125にあるラチェット歯127の直径よりも大きく拡張することができる。
十分に拡張すると、ラチェット機構が外れて一方向固定が解除され、クロスポストプレート20と固定プレート40を分離できる。スロット149へのアクセスのため、固定プレート40の後方接面40Sに半円開口部56がある。スロット149にアクセスできるようにするため、何時でも半円開口部56内が可視できる必要がある。従って、拡張型カラー140は、ソケット45の面46に沿って自由に運動可能であるべきだが、その主軸周りで回転可能であってはならない。必要な運動制限は、カラー140の上半分145と制限座金130の六角形開口部134との相互干渉によって実現する。図7A、図7B、図7C、図9A、図9Bおよび図9Cを特に参照すると、六角形突出部132は内径131を有しており、これは垂直部分144に位置するカラー140の上部145の最大直径よりも大きい。本発明の好適な実施形態は六角形の外形を含むが、他の形状を使用してもよい。
六角形突出部132の内径131とカラー140の上部145の最大直径との差異によって、六角形突出部132はカラー140の上部145を囲むことができる。この配置が、カラー140の回転運動を制限するシステムを作りだす。これは、カラー140の上半分145の垂直部分144の尖った角が六角形突出部132の内壁132lと接触するように押しこまれると実現する。カラー140が回転しようとして、固定プレート40の半円開口部56内にスロット149が可視できない場合、回転運動を制限する。制限座金130とカラー140との間の相互干渉を可能にする上述した直径の差異は、スロット149が固定プレート40の半円開口部56から見える範囲外に移動することなく、カラー140が多少の遊びを有し、カラー140の主軸周りを時計回りおよび反時計回りの双方に回転するように設けられている。
主軸周りの拡張型カラー140の回転が制限された状態で、クロスポスト120とカラー140との間にあるラチェット機構を正しく係合するために必要とされる、ソケット45の面46に沿って移動するカラー140の回転自由度は維持しなくてはならない。この運動自由度は、六角形突出部132とカラー140の六角形上半分145との間の高さの関連性によって維持される。内側面130Mが固定プレート40の外側面40Lと一致するように、座金130のカウンタボア136が固定プレート40のねじ穴58に位置合わせされ、皿穴138で制限座金を留めつける。皿穴を用いることにより、装置19全体の厚さが最小限となり、取付けに要する必要な外科的露出が減少する。座金130が所定の位置にある状態では、開口部134はソケット45と同心となる。
六角形突出部132の外径133は、ソケット45の最大直径42より小さい。この直径の差異によって、六角形突出部132は十分な深さまで延在しているソケット45内に完全に位置することができ、前述のようにカラー140の上半分145の垂直部分144との相互干渉が可能となる。上半分145は、垂直部分144に対して角度が付けられている上部146に2部分に分割される。抜き勾配部分146はカラー140のソケット141の中央に向かって傾斜しており、ソケット45の面46に沿ってカラー140が運動できるようにしながら、外壁144E、146Eが開口部134の内面132lと接触するのを防いでいる。
抜き勾配部分146によって設けられているカラー140の六角形状145の高さは、ソケット45の面46に沿った運動を制限する必要がある。この抜き勾配は、カラー140の上面145Lが座金130の六角形突出部132の下面132Mの下へ移動するのを防ぐ。スロット149が半円部56の外側に移動する範囲を超える角度における回転制限は、六角形突出部132とカラー140の六角形上部145との間の相互干渉によって設けられている。
カラー140の抜き勾配部分146によって、カラー140は、選択された抜き勾配角度と同等の運動範囲でソケット45の面46に沿って滑らかに移動できるようになる。この運動が抜き勾配の角度を超えようとすると、抜き勾配部分146の外面146Eが開口部134の内面132lと接触し、更なる運動を妨げて、確実に回転制限するようにする。
複数レベルの融合が可能な装置の拡張を図3に示している。それぞれ融合装置18の各レベルは、クロスポスト120によって連結された2つの対側プレートを具えている。装置18の総てのプレートは、薄い中央部分と厚い遠位端部とを有するフレア形状をしており、構造の連動機構によって複数レベルの拡張に適応する。連動機構は、クロスポスト拡張プレート60および固定拡張プレート90(図13A、図13B、図13C、図13D、図14A、図14B、図14C)を追加することによって、隣接するレベルと連結している。
図13A、図13B、図13Cおよび図13Dは、拡張クロスポストプレート60および連動機構のオス部およびメス部の詳細図を示しており、図14A、図14Bおよび図14Cは、拡張固定プレート90および連動機構のオス部とメス部の詳細図を示している。図15Aは1対の連動プレートの背面図であり、図15Bは、止めねじの軸を通り、止めねじの軸を含みプレート60、90の内側面60M、90Mと平行な面を示し、図15Aの矢印15B−15Bの方向を示す断面を示している。
図5A乃至図15Bを包括的に参照すると、連動機構はオス部80、110およびメス部30、50、70、100の両方を具えており、一旦連結されると、矢状面(後弯/前弯)について脊椎の自然の弯曲に適応するように調整することができる。オス部およびメス部は、オス部をメス部内へ摺動させ、拡張プレートを棘状突起または椎弓板に押しつけることによって連結できる。
好適な実施形態では、オス部とメス部は連動機構を具え、さらに拡張プレートを所定の位置に固定する。連動装置の原理は、止めねじを利用して、オス部連動装置80、110とメス部連動装置30、50、70、100との間に硬くて連続的なくさび嵌合を作りだすものである。オス部連動装置80、110の半分は、穴部82、112を貫通するテーパねじ部を有する円筒突出部を具えている。ニュートラル位置では、止めねじ160は、オス部連動装置80、110の外辺内に完全に囲まれる。メス部連動装置30、50、70、100は、オス部連動装置80、110の高さに相当する深さを有する円形開口部で構成されている。メス部連動装置30、50、70、100の別の特徴は、クロスプレート20、固定プレート40、クロスポスト拡張プレート60、および固定拡張プレート90それぞれの後面20S、40S、60S、90Sに位置する矩形のアクセス窓32、52、72、102である。図15Aおよび図15Bを具体的に参照すると、オス部連動装置80、110をメス部連動装置30、50、70、100内に挿入すると、止めねじ160の頭部162は、アクセス窓32、52、72、102を通って届くことができる。
止めねじ160へのアクセスは、アクセス窓32、52、72、102の幅によって制限されており、その結果、互いに近接しているプレートにおける最大限の矢状方向を規定する。アクセス窓32、52、72、102を通って、止めねじ160に確実にアクセスできるようにするため、制限壁86、116がオス部連動装置80、110に具えられている。制限壁86、116は、クロスプレート20、固定プレート40、クロスポスト拡張プレート60、および固定拡張プレート90それぞれの後面20S、40S、60S、90Sとの干渉を生み、止めねじの頭部162がアクセス窓32、52、72、102の範囲外で回転するのを妨げる。
メス部連動装置30、50、70、100内に配置されたオス部連動装置80、110と、アクセス窓32、52、72、102を通ってアクセス可能な止めねじ160とで連結されたプレートは、アクセス窓32、52、72、102の幅によって規定された位置における最大限の範囲に沿って、矢状面における任意の角度に方向づけることができ、その結果、脊椎の自然の弯曲に適応する。望ましい角度にプレートを固定するため、止めねじ160は穴82、112を通るテーパねじ部内に締めつけられる。オス部連動装置80、110を通って止めねじ160を回すにつれて、止めねじ160の遠位面164が内壁34、54、74、104に力を加え始めて、くさび嵌合をもたらす。
くさび嵌合の強さをさらに高めるため、オス部連動装置80、110は、底面88、118上に分割部84、114を有している。この分割部は、底面88、118から穴82、112を通ってテーパねじ部まで延在している。止めねじをメス部連動装置30、50、70、100の内壁34、54、74、104に向かって回すにつれて、ねじ89のテーパによってオス部連動装置80、110を半径方向に拡張させる。分割部84、114によって拡張が起こり、オス部連動装置80、110の外面81、111がメス部連動装置30、50、70、100の内壁34、54、74、104と干渉するようになる。特に設計された止めねじを使用すると、連続的な弓状に沿って隣接するプレートを固定できるようになり、異なる椎骨高さにおける脊椎の後方要素の様々な外形および形態にわたって利用できる汎用装置をもたらす。
クロスポストプレート20と固定プレート40とを具える単一レベルの装置19は、両端部にそれぞれメス部連動装置30および50を有している。メス部連動装置30、50をこれらの単一レベルのプレート20、40の両端部に具えていることにより、この構造は上方および下方の双方に複数レベル融合して延在できるようになる。さらに、オス部連動装置80、110とは逆に、連動装置のメス部30、50、70、100は、内側面20M、40M、60M、90M上に埋め込み歯28、48、68、98を有しており、後方椎弓の棘状突起および/または椎弓板に装置を固定できるようにしている。従って、単一レベルの融合装置19の場合、融合する後方要素の上部および下部の双方の皮質骨をおさえるために2つのメス部連動装置を具えている。
装置18、19の初期の取付けが終わると、この構造の総ての遠位端部はメス部連動装置30、50、70、100を有し、クロスポスト拡張プレート60および固定拡張プレート90を用いて将来的な拡張移植を可能にする。固定していないメス部連動装置30、50、70、100を、将来の連動装置の有効性に影響を与えうる望ましくない組織の状態から保護するため、留め具150(図10Aおよび図10Bを参照)が、未使用のメス部連動装置30、50、70、100にそれぞれ配置される。留め具150は、オス部連動装置80、110と同様の方法で、メス部連動装置30、50、70、100内に直接装着される。留め具150は穴156を通るねじ部を有しており、ニュートラル位置にある場合、外辺内に完全に止めねじ160を収容する。留め具150がメス部連動装置30、50、70、100内に配置された場合に、止めねじ160は、アクセス窓32、52、72、102を通って届くことができる。オス部連動装置80、110と異なり、留め具150の穴156を通るねじ部はテーパではない。止めねじ160の遠位面164とメス部連動装置30、50、70、100の内壁34、54、74、104の間が接触することによって、留め具を所定の位置に保持する。留め具は、メス部連動装置30、50、70、100を超えて延在する傾斜のへり154を有しており、さらに融合するために構造を拡張する必要がある場合、その位置で留め具150を容易に取り外しできるようにしている。
上述のような実施形態は、脊椎の特定領域に限定することを意味するものではない。後方要素、より具体的には棘状突起および椎弓板の様々な形態および寸法は、広い範囲のサイズに提供できるシステムを必要とする。棘間間隙が狭い頸椎では、小さいプレートサイズおよびクロスポスト径が必要とされ、大きくて高荷重負荷の腰椎では、2つの隣接する椎骨にまたがり、さらにはこのような高荷重の下での装置の構造妥当性を確実にするために長いプレートが必要とされる。中間のプレートおよびクロスポストのサイズは、比較的動かない脊椎の胸部領域に有用である。患者の数だけ存在する幅広い脊椎の形態に対して十分な選択肢を確保するため、このシステムは、脊椎の1つの領域または複数領域の組み合わせにおいて複数レベルの融合を実施できる、様々なプレートおよびクロスポストのサイズを有するキットとして提供されるであろう。
図16を参照すると、それぞれの構造の単一レベルは、図4に組み込まれているように、独自に設計された圧縮器具を介して脊椎の棘状突起および/または椎弓板に取付けられる。この器具は、最終調整をして脊椎にプレート20、40、60、90を適用するため、所定の位置に配置する前に総ての単一レベルの装置の要素に予め装着される。最初の荷重状態とは、取付け時に患者の体内に落ちるか、置き忘れることがありうる装置の小さな浮動性要素がないことを意味する。これは、患者へのリスクを最小限にしながら、最も早くて効率的な実施をもたらす。
取付具171は、必要な内向きの力が加わるように特に調整されており、補助プレート20、40に必要とされる総ての幾何学的な自由度および制限に適応して、軸平面および冠状面の双方における様々な角度に固定する。他の表現で明示されるように、この取付具は、プレート20、40の後面20S、40Sに対して垂直であって、プレート20、40のソケット25、45の球状の始点を通過する軸周りを±25度に回転でき、同様にプレート20、40の縦の主軸周りを±25度に回転可能である。
取付具171は、主軸に沿って少し離してピン176で留められた2つのハンドル172、173で構成されている。ピン176の下方は2本のてこのアーム174、175であり、これらはピン177A、177Bでそれぞれ各ハンドル172、173に留められ、ピン178において互いに留めつけられている。各てこのアームの最下部は、クロスポストプレート20または固定プレート40の何れかに固有の接触部分180、200にピン179A、179Bで留められている。取付具171は、適切な接触部分180、200に装着される単一レベルの装置19の総ての要素に予め組み込まれる。
各接触部分180、200は、取付具171の主軸から離れて突出している多軸アーム190、210を具えている。多軸アーム190、210は、ボールおよびソケットジョイントを介して接触部分180、200とそれぞれ関連付けられている。多軸アーム190、210の球状部190S、210Sは、接触部分180、200の球状ソケット183、203内にそれぞれ位置しており;球状部190S、210Sおよび球状ソケット183、203の弯曲半径は等しく、要素間の滑らかな相互干渉が可能となる。接触部分180、200の外向き面に見られる制限キャップ185、205のため、多軸アーム190、210の球状部190S、210Sは接触部分180、200内に囲まれた状態となる。この制限キャップ185、205は穴185H、205Hを具え、多軸アーム190、210の残りが接触部分180、200の外側に存在できるようにしている。制限キャップ185、205の穴185H、205Hは、多軸アーム190、210の球状部190S、210Sを含む程度に十分に小さいが、制限キャップ185、205と多軸アーム190、210の円筒形柱部190C、210Cとの間が相互干渉することなく、冠状面および軸平面の双方において最大±25度に運動できる程度に十分大きい直径を有している。多軸アーム190、210の球状部190S、210Sはさらに、所与の深さの矩形凹部190R、210Rを具えており、球状部190S、210Sの小さい弓状が内在している。矩形凹部190R、210Rの平面190P、210Pは、接触部分180、200の最下部の面180l、200lを向いている。穴187、207は、接触部分180、200の最下部の面180l、200lから接触部分180、200の球状ソケット183、203内まで貫通している。所与の高さのピン188、208がこの穴187、207内に配置され、多軸アーム190、210の球状部190S、210Sの矩形凹部190R、210R内まで延在している。ピン188、208の直径は矩形凹部190R、210Rの幅よりも小さく、最小限の遊びを考慮にいれ、矢状面における多軸アーム190、210の回転を制限しており;この制限は、確実に単一レベルの補助プレート20、40が矢状面において互いに±5度よりも大きく外れないようにしている。さらには、ピン188、208が貫通する深さは、矩形凹部190R、210Rの平面190P、210Pと、接触部分180、200の最下面180l、200lとの間の距離もよりも小さい。ピン188、208と矩形凹部190R、210Rの平面190P、210Pとの間に作られた隙間によって、冠状面および軸平面において±25度に回転できるようになる。
多軸アーム190、210の球状部190S、210Sに取付けられた円筒形柱部190C、210Cは、接触部分180、200から外側に延在している。円筒形柱部190C、210Cの遠位端部には、それぞれ平面190M、210Mが位置している。平面190M、210Mの各遠位端部の両側では、傾斜アーム192A、192B、212A、212Bが取付具171の主軸に向かって延在している。アーム192A、192B、212A、212Bの傾斜によって、接触部分180、200と相互干渉することなく、多軸アーム190、210が軸平面および冠状面において回転可能となる。傾斜アーム192A、192B、212A、212Bの遠位端部では、傾斜アーム192A、192B、212A、212Bが伸びているため、円筒形柱部194A、194B、214A、214Bが取付具171の主軸に向かっている。円筒形柱部194A、194B、214A、214Bの主軸は、多軸アーム190、210の平面190M、210Mに対して垂直に伸びている。円筒形柱部194A、194B、214A、214Bの遠位端部は、接触部分180、200の内側面180M、200Mを超えて延在しており、半球頭部196A、196B、216A、216Bで終端することが好ましい。他の実施形態では、円筒形柱部は、被半球形状で終端してもよい。
図17A、図17B、図17C、図17Dを参照すると、クロスポスト120およびクロスポストプレート20は、接触部分180に取付けられる。接触部分180の内側面180Mに位置する六角形突出部182は、クロスポスト120の近位平面123における六角形凹部129と係合する。接触部分180およびクロスポスト120の六角形状が係合すると、クロスポストプレート20から離れるクロスポスト120の主軸を固定しながらクロスポスト120の球面122に沿って自由に運動させる。接触部分180の六角形突出部182の高さは、クロスポスト120の六角形凹部129と完全に係合している場合、接触部分180の内側面180Mとクロスポストプレート120との間に十分な隙間があって、取付具171の任意の他の部分と相互干渉することなく冠状面および軸平面において±25度に回転することができるような高さである。
図18A、図18B、図18Cを参照すると、拡張型カラー140を具える固定プレート40は、接触部分200に装着される。接触部分200の内側面200Mから取付具171の主軸に向かって突出している円筒形ガイド柱部220は、拡張型カラー140のソケット141を貫通し、拡張型カラー140のガイドとして機能する。円筒形ガイド柱部220は、固定プレート40から離れる拡張型カラー140の主軸を固定しながらプレート40の球状面46に沿って自由に運動させる。円筒形ガイド柱部220の近位端部は、接触部分200の内側面200Mに見られる六角形突出部202と内接している。円筒形ガイド柱部220の近位面220Pと、接触部分200の内側面200Mとの間にはスプリング226が配置されており、圧縮された場合、円筒形ガイド柱部220は六角形突出部202内へさらに引っ込むことができる。円筒形ガイド柱部220は、六角形突出部202の側面を通り、円筒形ガイド柱部220の矩形凹部220R内に伸びるピン222によって、六角形突出部202内に維持される。円筒形ガイド柱部220およびスプリング226を収容するボア穴202Hの直径は、クロスポスト120のラチェット歯の直径127に相当する大きさの直径であり、これにより、接触部分200の六角形突出部202は、円筒形ガイド柱部220およびクロスポスト120の双方を収容可能となる。さらには、六角形突出部202は、拡張型カラー140の六角形状145よりも僅かに大きい。接触部分200の六角形突出部202のサイズによって、この六角形状が制限座金130の開口部134を通過できるようになり、六角形突出部202を拡張型カラー140の六角形状145と直接的に接触させることができ、六角形突出部202は拡張型カラー140に力を加えることが可能となる。
クロスポストプレート20および固定プレート40の両方をそれぞれの接触部分180、200に取付ける場合、クロスポスト120の遠位面120M上の六角形凹部121は、接触部分200の円筒形ガイド柱部220の六角形突出部220Hと係合する。円筒形ガイド柱部220とクロスポスト120が係合すると、一方向ラチェットステップが誤って進むのを防止するように、拡張型カラー140はクロスポスト120に正しく位置合わせされる。
それぞれ各プレート20、40、60、90を取付ける際、総てのメス部連動装置30、50、70、100は留め具150を具える。これらの留め具150それぞれは、その上面158上に球状のくぼみ152を有しており;これらのくぼみ152の弯曲半径は、多軸アーム190、210の円筒形柱部194A、194B、214A、214Bの遠位端部に見られる半球頭部196A、196B、216A、216Bの弯曲半径と等しい。弯曲半径が等しいことにより、半球頭部196A、196B、216A、216Bは、留め具150の上面158に対して様々な角度で留め具150と接触できるようになる。装置の拡張レベルを取付ける場合、クロスポスト拡張プレート60および固定拡張プレート90の双方は、オス部連動装置80、110の真上の外側面60L、90L上に同様の球状くぼみ62、92を有している。拡張プレート60、90上に球状くぼみ62、92を配置することにより、このプレート60、90をメス部連動装置30、50に配置された留め具150と同一なものとして扱うことができる。
単一レベルのクロスポストプレート20および拡張クロスポストプレート60の双方において、中央の外側面20L、60Lと、留め具150またはオス部連動装置80の真上の外側面における何れかの球状くぼみ62、152との間の縦方向および高さの差異は一定である。同様の整合性が、留め具150または拡張固定プレート90のオス部連動装置110の真上の外側面における何れかの球状くぼみ92、152と、固定プレート40または拡張固定プレート90の中央外側面40L、90Lとの間にも存在する。プレート20、40、60、90がそれぞれ接触部分180、200内に正しく装着された場合、総ての関連する球状くぼみ62、92、152の位置は、接触部分180、200の装着点182、202を基準として所定の位置に固定される。
取付具171の主軸に向かって多軸アーム190、210の傾斜アーム192A、192B、212A、212Bから延在している円筒形柱部194A、194B、214A、214Bの長さは、半球頭部196A、196B、216A、216Bの先端が球状くぼみ62、92、152の位置を超えて所定の距離を突出するような長さである。従って、それぞれの接触部分180、200の六角形突出部182、202によって、クロスポスト120および拡張型カラー140に圧縮が加わるとき、多軸アーム180、200の傾斜アーム192A、192B、212A、212Bから突出している円筒形柱部194A、194B、214A、214Bにおける圧縮力は、平面190M、210Mを多軸アーム190、210の球状部190S、210Sに連結させる、円筒形柱部190C、210Cにおける力に変化する。この力は、制限キャップ185、205と接触させることによって所定の位置に多軸アーム190、210を実質的に固定している接触部分180、200に対して、多軸アーム190、210を取付具171の主軸から離すように移動させる。固定された多軸アーム190、210は、プレート20、40、60、90のように3次元空間において同様に方向付けられ、プレート20、40、60、90の縦軸に対して垂直に圧縮力を加えることが可能となる。
全体として、接触部分180、200および多軸アーム190、210によって、適切に内向きの力を向けることができ、冠状面および軸平面において様々な角度に配置できるというプレートの機能を維持する。さらには、クロスポスト120の遠位面120Mと係合する円筒形ガイド柱部220は、一方向ラチェット機構をガイドする。取付具171によって圧縮が加わるにつれて、円筒形ガイド柱部220は、六角形突出部202内に収容されているスプリング226を圧縮しながら、接触部分200の六角形突出部202内に進む。円筒形ガイド柱部を収容するボア穴202Hは、クロスポスト120の最大径127に適応する程度に十分大きい直径であって、クロスポスト120の遠位面120Mが拡張型カラー140の面145Lを超えて延在できるようにして、クロスポストプレート20、60と固定プレート40、90との間の距離を最小限にするようにする。円筒形ガイド柱部220を効果的にするため、両方の接触部分180、200の内側面180M、200Mは平行であるべきであり、接触部分をてこ部分174、175にピン179A、179Bで留めることによってこの要求事項は実現する。ハンドル部分172、173は、ラチェット172R、173Rによってピン176の上方で連結されており、処置の間、把持力を維持している必要なく取付具171の圧縮を増加させるステップをユーザに提供する。
この装置は、追加の手術で容易に拡張して更なるレベルを組み込むか、除去することができるという点で完全に変更可能である。この装置はさらに、後頭骨、環椎および仙骨への取付けを含むように拡張することができる。この装置は、単純なコネクタで椎弓根ねじまたは外側塊ねじ構成といった既存のハードウェア装置と連結することにより、融合拡張として使用可能となるよう容易に適応できる。この装置はさらに、脊柱側湾症の矯正にも使用することができる。
本明細書で使用する「具える」、「具えている」、「含んでいる」および「含む」のような表現は、包括的かつ変更が可能であり、排他的ではないと解釈すべきである。特に、特許請求の範囲を含む本明細書において使用される場合、これらの「具える」、「具えている」、「含んでいる」および「含む」のような表現、およびその変形は、特定の特徴、ステップ、または要素を包含することを意味する。これらの表現は、他の特徴、ステップ、または要素の存在を排除すると解釈すべきではない。
本発明の好適な実施形態に関する記述は、本発明の本質を例示する目的で示すものであり、本発明を図示する具体的な実施形態に限定するものではない。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲内に包含された総ての実施形態、およびその均等物によって規定されることを意図している。
White AA,Panjabi MM.Clinical Biomechanics of the Spine.2nd ed.Philadelphia:J.B.Lippincott Co.,1990
White AA,Panjabi MM.Clinical Biomechanics of the Spine.2nd ed.Philadelphia:J.B.Lippincott Co.,1990
Claims (67)
- 脊椎の一部を安定させる装置において、当該装置が:
第1の1対の縦プレートであって、当該第1の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置された場合に、各プレートの内側面が2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触するように構成された第1の1対の縦プレートと;
2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で前記第1の1対の縦プレートを連結するように構成されたポストと;
前記第1の1対の縦プレートを別の1対の縦プレートと任意に連結する、前記第1の1対の縦プレートの各プレートにおける少なくとも1つのプレート連結手段と;を具えており、
前記別の1対の縦プレートが前記第1の1対の縦プレートに連結され、前記別の1対の縦プレートが前記矢状面の対側面に配置された場合に、前記別の1対の縦プレートの各プレートが別の隣接する棘状突起と接触するように構成されており;
前記プレート連結手段が前記脊柱の後弯または前弯の弯曲に適応していることを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において:
前記第1の1対の縦プレートが第1のプレートと第2のプレートとを具え、各プレートは外側面と内側面とを有し、前記1対の縦プレートが前記2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触している場合に前記内側面は互いに向かい合っており;
前記ポストの近位端部が前記第1のプレートの第1の開口に摺動可能に収容され、当該第1の開口は前記第1のプレートの外側面から前記第1のプレートの内側面まで延在しており;
前記第2のプレートが、前記第2のプレートを前記ポストの遠位端部に連結するポスト連結手段を具えることを特徴とする装置。 - 請求項2に記載の装置において、前記ポストが前記第1の開口内に収容されている場合、前記ポストおよび前記第1の開口が、前記ポストの制限された制限された多軸方向性を実現するように構成されていることを特徴とする装置。
- 請求項3に記載の装置において、
前記ポストがベース部と交わる円筒形シャフトを具えており、当該シャフトと交わる前記ベース部の面が球面であって;
前記第1の開口が、前記第1のプレート内に第1の開口面を形成しており;
前記第1の開口面が球状であり;
前記第1のプレートの内側面における前記第1の開口の直径が、前記第1のプレートの外側面における前記第1の開口の直径よりも小さく;
前記ポストのベース部の球面の弯曲半径が、前記第1の開口面の球面の弯曲半径と等しく;
前記ベース部の球面が前記第1の開口面と接触している場合、前記第1のプレートの内側面における前記第1の開口の直径が、前記ポストの制限された多軸方向性を実現する程度に十分大きいことを特徴とする装置。 - 請求項4に記載の装置において、前記ポストのシャフトが前記第1のプレートの内側面と接触する前に、前記第1の開口と前記第1のプレートの内側面との共通部において形成された前記第1の開口の直径が、前記ポストの多軸方向性をおよそ20°またはそれ未満の角度に制限することを特徴とする装置。
- 請求項4または5に記載の装置において、前記ベース部が、切頭球状であることを特徴とする装置。
- 請求項2に記載の装置において:
前記ポストの遠位端部が前記第2のプレートの第2の開口に摺動可能に収容されており;
前記ポストの遠位端部が前記第2の開口に収容されている場合、前記ポスト連結手段が、前記第2の開口を通る前記シャフトと接触する前記第2のプレート内に受けられる止めねじであることを特徴とする装置。 - 請求項2に記載の装置において:
前記第2のプレートが第2の開口を具えており;
前記第2の開口が前記第2のプレートの外側面から前記第2のプレートの内側面まで延在しており;
前記ポスト連結手段がナットであり;
前記ナットが前記第2のプレートの外側面から前記第2の開口内に配置される場合、前記第2の開口が前記ナットを収容するようにさらに構成されており;
前記ポストが前記ナットと係合するねじを具えることを特徴とする装置。 - 請求項8に記載の装置において、前記第2の開口が、前記第2のプレート内の前記ナットの回転を制限することを特徴とする装置。
- 請求項2に記載の装置において;
前記第2のプレートが第2の開口を具えており;
前記第2の開口が前記第2のプレートの外側面から前記第2のプレートの内側面まで延在しており;
前記ポスト連結手段が、前記ポストの遠位端部と係合するソケットを具えるカラーであり;
前記カラーが前記第2のプレートの外側面から前記第2の開口内に配置される場合、前記第2の開口がさらに前記カラーを収容するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項10に記載の装置において、前記ポストの遠位端部が、前記ポストの軸に沿って圧縮力を加えることによって前記カラーと係合することを特徴とする装置。
- 請求項10または11に記載の装置において、前記カラーおよび前記ポストの遠位端部が、着脱可能に取付けできることを特徴とする装置。
- 請求項10乃至12の何れか一項に記載の装置において:
前記カラーの内面に雌ねじが具えられており;
前記ポストに雄ねじが具えられており;
前記ポストの軸に沿って向けられた圧縮力の下で前記遠位端部が前記カラーのソケット内に挿入された場合、前記雌ねじおよび前記雄ねじが螺合するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項10乃至13の何れか一項に記載の装置において、前記ポストの遠位端部が前記カラーのソケットと係合するときに、前記カラーの弾性変形を可能にするスロットを前記カラーが具えることを特徴とする装置。
- 請求項3に記載の装置において;
前記第2のプレートが第2の開口を具えており;
前記第2の開口が球状であって、前記第2のプレートの外側面から前記第2のプレートの内側面まで延在しており;
前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径が、前記第2のプレートの外側面における前記第2の開口の直径よりも小さく;
前記ポスト連結手段が前記ポストの遠位端部と係合するソケットを具えるカラーであり;
前記カラーが前記第2のプレートの外側面から前記第2の開口内に配置される場合、前記第2の開口が前記カラーを収容しており;
前記カラーが、当該カラーの縦軸に対して垂直な外側環状面と、円筒形内面と、球状外面とを具えており;
前記カラーの外面の弯曲半径が、前記第2の開口面の球面の弯曲半径と等しく;
前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径が前記ソケットの直径よりも大きく、その結果、前記カラーが前記ポストの遠位端部と係合する場合、前記カラーが前記第2のプレートの内側面を超えて内側に延在でき;
前記カラーの外面が前記第2の開口面と接触している場合、前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径によって、前記カラーの多軸方向性が可能となることを特徴とする装置。 - 請求項15に記載の装置において:
前記カラーの内面に雌ねじが具えられており;
前記ポストに雄ねじが具えられており;
前記ポストの遠位端部が前記カラーのソケット内に挿入された場合、前記雌ねじおよび前記雄ねじが螺合するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項16に記載の装置において:
前記ポストが、前記雄ねじと前記シャフトの遠位端部との間に円筒形のリード部を具えており;
前記リード部の直径が前記雄ねじの内径と等しく;
前記リード部の直径が前記雌ねじの内径と等しく;
前記リード部が、前記ポストが前記カラー内に誤って進むのを防止するガイドとして機能することを特徴とする装置。 - 請求項16または17に記載の装置において、前記雌ねじおよび前記雄ねじが、前記ポストの軸に沿って向けられた圧縮力の下で、前記カラー内の前記ポストのラチェット動作を可能にする三角形状を具えることを特徴とする装置。
- 請求項16乃至18の何れか一項に記載の装置において、前記ポストの遠位端部が前記カラーのソケットと係合するときに、前記カラーの弾性変形を可能にするスロットを前記カラーが具えることを特徴とする装置。
- 請求項19に記載の装置において、前記スロットにアクセスするために前記第2のプレートに更なる開口部が具えられており、それにより、工具を用いて前記カラーを拡張し、前記ねじを外して前記カラーから前記ポストを取り外しできることを特徴とする装置。
- 請求項20に記載の装置において、前記更なる開口部が前記第2のプレートの内側面内に位置するチャネルを具えており、当該チャネルが脊椎に対してほぼ垂直な縦方向であり、前記チャネルが前記第2の開口から前記第2のプレートの外面まで延在することを特徴とする装置。
- 請求項21に記載の装置において:
制限座金が前記第2のプレートの外側面に取付けられ、前記制限座金は前記カラーを前記第2のプレートの前記第2の開口内に制限するように配置されており;
前記制限座金が中央開口部を具え、それにより、前記装置を組み立てる場合に前記カラーに圧縮力を加える工具を挿入することが可能となり;
前記制限座金がさらに、当該制限座金の内側面から前記第2の開口内へ内側方向に突出する第1の突出部を具えており;
前記突出部が前記カラーの外側環状面から突出している第2の突出部と係合するように構成されており;
前記第1の突出部と前記第2の突出部との間の接触が、前記第2のプレートの外側面に対して垂直な軸周りの前記カラーの角度方向を制限し;
これによって、前記チャネルが前記スロットに実質的に位置合わせされ、その位置から外れる運動が制限されることを特徴とする装置。 - 請求項22に記載の装置において、前記第1および第2の突出部が六角形の形状であって、それぞれの六角形突出部が、外壁と、内壁と、遠位面とを有しており;前記第1の六角形突出部が前記第2の六角形突出部の外径よりも大きい内径を有することを特徴とする装置。
- 請求項23に記載の装置において、前記第2の突出部が前記カラーの外側面から延在する第1の六角形突出部と、前記第1の六角形突出部から延在する第2の六角形突出部とを具えており、前記第2の突出部の外壁は前記カラーの中心に向かって傾斜し、これにより前記カラーの多軸運動が可能となることを特徴とする装置。
- 請求項1乃至24の何れか一項に記載の装置において:
前記第1の1対の縦プレートが第1のプレートと第2のプレートとを具え、各プレートは外側面と内側面とを有し、前記1対の縦プレートが2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触している場合に前記内側面は互いに向かい合っており;
前記プレートの内側面が、2つの棘状突起または椎弓板を貫入する前記面から突出しているスパイクを有し、それにより、適切な圧縮力を加えることによって前記プレートを2つの棘状突起または椎弓板に固定できることを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記プレート連結手段が、前記第1の1対の縦プレートの各プレートの遠位端部の一方または両方に位置するメス部を具え、当該メス部は前記第1の1対の縦プレートの各プレートの外側面の下に円筒形凹部を具えており:
前記別の1対の縦プレートの各プレートが、前記別の1対の縦プレートの各プレートの第1の端部に設けられた円筒形オス部を具えており;
前記オス部が内側方向に延在しており;
前記別の1対の縦プレートの各プレートの第2の端部が、別の隣接する棘状突起と接触するように構成されており;
前記別の1対の縦プレートの第1の別のプレートのオス部を前記第1の1対の縦プレートの第1のプレートのメス部内に摺動可能に収容し、前記別の1対の縦プレートの第2の別のプレートの円筒形オス部を前記第1の1対の縦プレートの第2のプレートのメス部内に摺動可能に収容することにより、前記第1の1対の縦プレートを前記別の1対の縦プレートと任意に連結できることを特徴とする装置。 - 請求項26に記載の装置において、前記メス部が前記第1の1対の縦プレートの各プレートの両遠位端部に位置しており、前記別の1対の縦プレートが前記第1の1対の縦プレートと連結している場合、前記別の1対の縦プレートの各プレートが、さらに上方または下方で隣接する棘状突起と接触するように構成できることを特徴とする装置。
- 請求項26または27に記載の装置において:
前記別の1対の縦プレートの各オス部が雌ねじを有する円筒形開口部を具え、当該円筒形開口部の軸が前記各プレートの外側面と並行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形オス部の軸に対して垂直であり;
前記第1の1対の縦プレートそれぞれの各メス部が、前記各プレートの側面に前記メス部内に延在している開口部を形成するアクセス窓を具え、当該アクセス窓の平面に対して垂直な軸が、前記各プレートの外側面と並行、かつ前記別のプレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートにおける前記円筒形メス部の軸に対して垂直であり;
ボルトによって各オス部を各メス部に連結でき、前記ボルトのシャフトが前記アクセス窓を通り、前記円筒形開口部の前記雌ねじと係合することを特徴とする装置。 - 請求項26乃至28の何れか一項に記載の装置において:
前記別の1対の縦プレートの各オス部が雌ねじを有する円筒形開口部を具え、前記円筒形開口部の軸が、前記各プレートの外側面と平行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形オス部の軸に対して垂直であり;
各円筒形の開口部がさらに、遠位テーパ部分と、前記円筒形の軸に平行のスロットとを具え、当該スロットが前記オス部の内側面上の前記円筒形に開口部を形成しており;
前記第1の1対の縦プレートそれぞれの各メス部が、前記各プレートの側面に前記メス部内に延在している開口部を形成するアクセス窓を具え、前記アクセス窓の平面に対して垂直な軸が、前記各プレートの外側面と平行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形メス部の軸に対して垂直であり;
前記アクセス窓を通って挿入された止めねじによって各オス部を各メス部に連結でき、前記止めねじによって前記各オス部が拡張して前記各メス部と摩擦によって係合することを特徴とする装置。 - 請求項26乃至29の何れか一項に記載の装置において:
前記第1の1対のプレートの各メス部が、雌ねじを有する円筒形開口部を具える円筒形留め具を任意に具え、前記円筒形開口部の軸が前記各プレートの外側面と平行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形メス部の軸に対して垂直であり;
前記アクセス窓を通って挿入された止めねじによって前記各留め具を前記各メス部に連結でき、前記止めねじによって前記各留め具が前記各メス部と摩擦によって係合しており;
前記留め具が、前記第1の1対の縦プレートを別の第2の1対の縦プレートに連結する前に前記留め具を取り外す手段を具えることを特徴とする装置。 - 請求項30に記載の装置において、前記第1の1対のプレートが患者に移植される場合、前記留め具が、前記メス部内の望ましくない組織体の蓄積を防ぐことを特徴とする装置。
- 請求項30に記載の装置において、前記留め具を取り外す手段が前記留め具の外側面に位置する隆起したへりであり、前記留め具が前記メス部内に挿入される場合、外部から前記外側面にアクセス可能であることを特徴とする装置。
- 請求項26に記載の装置において、前記第1の1対の縦プレートが別の1対の縦プレートに連結されており、前記装置が、別の棘状突起と2つの隣接する棘状突起の一方との間の棘間間隙内に前記別の1対の縦プレートを連結するように構成された別のポストを具えることを特徴とする装置。
- 請求項33に記載の装置において、前記別の1対のプレートが、当該別の1対のプレートを第2の別の1対のプレートと任意に連結する別のプレート連結手段を具えており:
前記別の1対の縦プレートの各プレートがさらに、前記別の1対の縦プレートの各プレートの前記第2の端部に位置するメス部を具え、当該メス部が前記別の1対の縦プレートの各プレートの外側面の下に円筒形凹部を具えており;
前記第2の別の1対の縦プレートが前記別の1対の縦プレートに連結され、前記第2の別の1対の縦プレートが矢状面の対側面に配置された場合、前記第2の別の1対の縦プレートの各プレートが、別の棘状突起と隣接する棘状突起と接触するように構成されることを特徴とする装置。 - 請求項34に記載の装置において:
前記別の1対の縦プレートおよび前記第2の別の1対のプレートの各オス部が雌ねじを有する円筒形開口部を具え、当該円筒形開口部の軸は、前記各プレートの外側面と平行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形オス部の軸に対して垂直であり;
前記各円筒形開口部がさらに、遠位テーパ部と、前記円筒形の軸と平行なスロットとを具え、当該スロットが前記オス部の内側面上の前記円筒形に開口部を形成しており;
前記第1の1対の縦プレート、前記別の1対の縦プレート、および前記第2の別の1対の縦プレートそれぞれにおける各メス部が、前記各プレートの側面に前記メス部内に延在している開口部を形成するアクセス窓を具え、当該アクセス窓の平面に対して垂直な軸が、前記各プレートの外側面と平行、かつ前記各プレートの縦軸に対して垂直、かつ前記各プレートの前記円筒形のメス部の軸に対して垂直であり;
前記アクセス窓を通って挿入された止めねじによって各オス部を各メス部に連結でき、前記止めねじによって前記各オス部が拡張して前記各メス部と摩擦によって係合することを特徴とする装置。 - 請求項35に記載の装置において:
1またはそれ以上の別の1対の縦プレートが、前記第1の1対の縦プレートに連続して連結されており;
前記1またはそれ以上の別の1対の縦プレートそれぞれが、棘間間隙内のポストによって連結されており;
前記1またはそれ以上の別の1対の縦プレートの連続的な連結によって、連続的な弓状に沿って隣接する1対のプレートの固定が可能となり、異なる椎骨の高さにおける脊椎の後方椎骨要素の様々な形状および形態に適合できる装置をもたらすことを特徴とする装置。 - 請求項1乃至36の何れか一項に記載の装置において、脊椎の一部を安定させるキットを具えることを特徴とする装置。
- 脊椎の一部を安定させる装置において、当該装置が:
第1のプレートおよび第2のプレートであって、各プレートが外側面と内側面とを有し、前記プレートが2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触している場合に前記内側面が互いに向かい合っている第1のプレートおよび第2のプレートと;
2つの隣接する棘状突起間の棘間間隙内で前記プレートを連結するように構成されたポストであって、近位端部が前記第1のプレートの第1の開口に摺動可能に収容され、当該第1の開口が前記第1のプレートの外側面から前記第1のプレートの内側面まで延在しているポストと;
前記ポストの遠位端部と連結するように構成されたカラーであって、前記第2のプレートの第2の開口内に収容されるカラーと;を具えており、
前記ポストおよび前記第1の開口が、前記ポストが前記第1の開口内に収容された場合に前記ポストの制限された多軸方向性を実現するように構成され、前記カラーおよび前記第2の開口が、前記カラーが前記第2の開口内に収容された場合に前記カラーの制限された多軸方向性を実現するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項38に記載の装置において:
前記ポストがベース部と交わる円筒形シャフトを具え、当該シャフトと交わる前記ベース部の面が球面であって;
前記第1の開口が、前記第1のプレート内に第1の開口面を形成しており;
前記第1の開口面が球状であり;
前記第1のプレートの内側面における前記第1の開口の直径が、前記第1のプレートの外側面における前記第1の開口の直径よりも小さく;
前記ポストのベース部の球面の弯曲半径が、前記第1の開口面の球面の弯曲半径と等しく;
前記ベース部の球面が前記第1の開口面と接触している場合、前記第1のプレートの内側面における前記第1の開口の直径が、前記ポストの制限された多軸方向性を実現する程度に十分大きいことを特徴とする装置。 - 請求項39に記載の装置において、前記ポストのシャフトが前記第1のプレートの内側面と接触する前に、前記第1の開口と前記第1のプレートの内側面との共通部において形成された前記第1の開口の直径が、前記ポストの多軸方向性をおよそ20°またはそれ未満の角度に制限することを特徴とする装置。
- 請求項39または40に記載の装置において、前記ベース部が、切頭球状であることを特徴とする装置。
- 請求項38乃至40の何れか一項に記載の装置において:
前記第2の開口が球状で、前記第2のプレートの外側面から前記第2のプレートの内側面まで延在しており;
前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径が、前記第2のプレートの外側面における前記第2の開口の直径よりも小さく;
前記カラーが前記ポストの遠位端部と係合するソケットを具えており;
前記カラーが前記第2のプレートの外側面から前記第2の開口内に配置される場合、前記第2の開口が前記カラーを収容しており;
前記カラーが、当該カラーの縦軸に対して垂直な外側環状面と、円筒形内面と、球状外面とを具えており;
前記カラーの外面の弯曲半径が、前記第2の開口面の球面の弯曲半径と等しく;
前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径が前記ソケットの直径よりも大きく、その結果、前記カラーが前記ポストの遠位端部と係合する場合、前記カラーが前記第2のプレートの内側面を超えて内側に延在でき;
前記カラーの外面が前記第2の開口面と接触している場合、前記第2のプレートの内側面における前記第2の開口の直径によって、前記カラーの多軸方向性が可能となることを特徴とする装置。 - 請求項42に記載の装置において:
前記カラーの内面に雌ねじが具えられており;
前記ポストに雄ねじが具えられており;
前記ポストの遠位端部が前記カラーのソケット内に挿入される場合、前記雌ねじおよび前記雄ねじが螺合するように構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項43に記載の装置において:
前記ポストが、前記雄ねじと前記シャフトの遠位端部との間に円筒形リード部を具えており;
前記リード部の直径が前記雄ねじの内径と等しく;
前記リード部の直径が前記雌ねじの内径と等しく;
前記リード部が、前記ポストが前記カラー内に誤って進むのを防止するガイドとして機能することを特徴とする装置。 - 請求項43または44に記載の装置において、前記雌ねじおよび前記雄ねじが、前記ポストの軸に沿って向けられた圧縮力の下で、前記カラー内の前記ポストのラチェット動作を可能にする三角形状を具えることを特徴とする装置。
- 請求項43または45に記載の装置において、前記ポストの遠位端部が前記カラーのソケットと係合するときに、前記カラーの弾性変形を可能にするスロットを前記カラーが具えることを特徴とする装置。
- 請求項46に記載の装置において、前記スロットにアクセスするために前記第2のプレートに更なる開口部が具えられており、それにより、工具を用いて前記カラーを拡張し、前記ねじを外して前記カラーから前記ポストを取り外しできることを特徴とする装置。
- 請求項47に記載の装置において、前記更なる開口部が前記第2のプレートの内側面内に位置するチャネルを具えており、当該チャネルが脊椎に対してほぼ垂直な縦方向であり、前記チャネルが前記第2の開口から前記第2のプレートの外面まで延在することを特徴とする装置。
- 請求項48に記載の装置において:
制限座金が前記第2のプレートの外側面に取付けられ、前記制限座金は前記カラーを前記第2のプレートの前記第2の開口内に制限するように配置されており;
前記制限座金が中央開口部を具え、それにより、前記装置を組み立てる場合に前記カラーに圧縮力を加える工具を挿入することが可能であり;
前記制限座金がさらに、当該制限座金の内側面から前記第2の開口内へ内側方向に突出する第1の突出部を具えており;
当該突出部が、前記カラーの外側環状面から突出している第2の突出部と係合するように構成されており;
前記第1の突出部と前記第2の突出部との間の接触が、前記第2のプレートの外側面に対して垂直な軸周りの前記カラーの角度方向を制限し;
前記チャネルが前記スロットに実質的に位置合わせされ、その位置から外れる運動を制限しうることを特徴とする装置。 - 請求項49に記載の装置において、前記第1および第2の突出部が六角形の形状であって、それぞれの六角形突出部が外壁と、内壁と、遠位面とを有しており;前記第1の六角形突出部が前記第2の六角形突出部の外径よりも大きい内径を有することを特徴とする装置。
- 請求項49に記載の装置において、前記第2の突出部が前記カラーの外側面から延在する第1の六角形突出部と、当該第1の六角形突出部から延在する第2の六角形突出部とを具えており、前記第2の突出部の外壁は前記カラーの中心に向かって傾斜し、これにより前記カラーの制限された多軸運動が実現することを特徴とする装置。
- 請求項37乃至51の何れか一項に記載の装置において、前記プレートの内側面が、2つの棘状突起または椎弓板を貫入する前記面から突出しているスパイクを有し、これにより、適切な圧縮力を加えることによって前記プレートを2つの棘状突起または椎弓板に固定できることを特徴とする装置。
- 脊椎の一部を安定させる方法において、当該方法が:
第1の1対の縦プレートの各プレートの内側面を2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触させるステップであって、それにより、矢状面の対側面に前記第1の1対の縦プレートを配置するステップと;
ポストによって、2つの隣接する棘状突起の間の棘間間隙内で前記第1の1対の縦プレートを連結するステップと;
プレート連結手段によって、1またはそれ以上の別の1対の縦プレートを前記第1の1対の縦プレートに連続して連結するステップと;
前記1またはそれ以上の別の1対のプレートの各プレートの第1の遠位端部において、前記別の1対のプレートの各プレートの内側面を棘状突起と接触させるステップと;
ポストによって、棘間間隙内で前記1またはそれ以上の別の1対の縦プレートの各プレートを連結するステップと;を具えており、
前記プレート連結手段が、前記第1の1対のプレートの遠位端部および前記1またはそれ以上の別の1対のプレートの各プレートの第2の遠位端部の一方または両方に具えられており;
前記プレート連結手段が、脊椎の後弯または前弯の弯曲に適応し;
前記1またはそれ以上の別の1対の縦プレートの連続的な連結によって、連続的な弓状に沿って隣接する1対のプレートの連結が可能となり、異なる椎骨高さにおける脊椎の後方椎弓の様々な形状および形態に適応できる装置をもたらすことを特徴とする方法。 - 請求項53に記載の方法において、それぞれ前記1対のプレートを前記ポストと連結する場合、圧縮力が各1対のプレートに加えられ、前記各プレートの内側面は棘状突起または椎弓板に貫入する前記面から突出しているスパイクを有し、圧縮力を加えることによって、前記プレートを棘状突起または椎弓板に固定できることを特徴とする方法。
- 脊椎を安定させる1対の縦プレートを取付ける圧縮器具において、
前記1対の縦プレートが第1のプレートと第2のプレートとを具え、各プレートは外側面と内側面とを具えており、前記プレートが2つの隣接する棘状突起または椎弓板と接触している場合に前記内側面が互いに向き合っており、前記プレートは前記2つの隣接する棘状突起の間の棘間間隙内でポストによって連結されるように構成されており、前記ポストの近位端部が前記第1のプレートの第1の開口に摺動可能に収容されており、前記第1の開口が前記第1のプレートの外側面から前記第1のプレートの内側面まで延在しており、前記第2のプレートが当該第2のプレートの第2の開口にカラーを収容しており、前記カラーは圧縮力が前記カラーの軸に沿って加えられる場合に前記ポストの遠位端部と連結するように構成され、前記ポストおよび前記第1の開口は前記ポストが前記第1の開口内に収容される場合に前記ポストの制限された多軸方向性を実現するように構成されており、前記カラーおよび前記第2の開口は前記カラーが前記第2の開口内に収容される場合に前記カラーの制限された多軸方向性を実現するように構成されており、前記圧縮器具が:
主軸に位置する第1のピンで留められた第1および第2のハンドルと;
前記主軸上の前記第1のピンの下方に位置する第2のピンで留められた第1および第2のてこのアームであって、第1のてこのアームは、前記主軸から第1の側方距離において前記第1および第2のピン間に位置する第3のピンで前記第1のハンドルに留められており、第2のてこのアームは、前記主軸の反対側へ前記第1の距離と等しい前記主軸からの側方距離において前記第1および第2のピン間に位置する第4のピンで前記第2のハンドルに留められており、前記第3および第4のピンが前記主軸に対して垂直の線上に位置する第1および第2のてこのアームと;
前記第1および第2のてこのアームの遠位端部に留められた第1および第2の接触部分であって、それぞれ内側面を具え、当該内側面は前記主軸に向かって内側に向けられており、第1の接触部分の内側面は前記ポストが前記第1の開口内に収容される場合に前記ポストの近位端部における前記ポストの外側面と接触する手段を具えており、前記第2の接触部分の内側面は前記カラーが前記第2の開口内に収容される場合に前記カラーの外側面と接触する手段を具える第1および第2の接触部分と;
前記第1の接触部分の側面に位置する第1の台部であって、第1の多軸アームによって前記第1の接触部分と連結され、内側面を含み、さらに当該内側面から突出する2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、前記ポストの外側面と接触する手段を含む平面の範囲で前記接触部分の対辺に配置されており、各前記柱部の遠位端部が、前記ポストの外側面と接触する手段が前記ポストと接触している場合に前記第1のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成された第1の台部と;
前記第2の接触部分の側面に位置する第2の台部であって、第2の多軸アームによって前記第2の接触部分と連結され、内側面を含み、さらに当該内側面から突出する2つの柱部を具えており、当該2つの柱部は、前記カラーと接触する手段を含む平面の範囲で前記接触部分の対辺に配置されており、各前記柱部の遠位端部が、前記カラーの外側面と接触する手段が前記カラーと接触している場合に前記第2のプレートの外側面に位置する点と接触するように構成された第2の台部と;を具えており、
前記工具の動作によって内向きの圧縮力が前記ポストおよび前記カラーに加わり、その結果、前記ポストと前記カラーとが連結され、前記第1および第2のプレートの制限された多軸方向性を実現することができ、前記第1および第2のプレートを様々な角度に向けることが可能となることを特徴とする圧縮器具。 - 請求項55に記載の圧縮器具において:
半球状終端部が各前記柱部の遠位端部に位置しており;
前記第1の台部上の各前記柱部の半球状終端部が、前記ポストの外側面と接触する手段が前記ポストと接触している場合に前記第1のプレートの外側面に位置する対応する半球状のくぼみと接触するように構成されており;
前記第2の台部上の各前記柱部の半球状終端部が、前記カラーの外側面と接触する手段が前記カラーと接触している場合に前記第2のプレートの外側面に位置する対応する半球状のくぼみと接触するように構成されていることを特徴とする圧縮器具。 - 請求項55または56に記載の圧縮器具において、前記ハンドルが、ラチェット手段によって連結されていることを特徴とする圧縮器具。
- 請求項55乃至57の何れか一項に記載の圧縮器具において、前記第1および第2の多軸アームが前記第1および第2の台部の内側面から突出している第1および第2の柱部を具え、当該第1および第2の柱部が前記第1および第2の接触部分のソケット内に収容された球状遠位端部を具え、前記ソケットは前記第1および第2の接触部分の外側面に開口部を形成しており;
前記第1および第2の接触部分がそれぞれ、前記ソケット内に前記第1および第2の柱部の前記球状遠位端部を収容する制限キャップをさらに具えており;それぞれの前記球状遠位端部の半径が、前記第1および第2の接触部分内の前記ソケットのそれぞれの半径と等しいことを特徴とする圧縮器具。 - 請求項58に記載の圧縮器具において、前記制限キャップが、前記第1および第2の接触部分に対する前記第1および第2の柱部の角度方向を軸平面および冠状面において最大でおよそ±25度まで可能にする程度に十分な直径を有することを特徴とする圧縮器具。
- 請求項59に記載の圧縮器具において、前記第1および第2の柱部の球状遠位端部がさらに矩形凹部を具え、当該凹部には前記球状遠位端部の弓状が内在しており;
前記凹部それぞれの各平坦な面がそれぞれの前記第1および第2の接触部分の最下面に面し、前記第1および第2の接触部分はそれぞれ、前記最下面から前記ソケット内に延在する開口部をさらに具え、当該開口部は前記ソケット内に延在するピンを具えており;
前記ピンによって、前記第1および第2の接触部分に対する前記第1および第2の柱部の角度方向を矢状面において最大約±5度まで可能となり、
前記ピンの遠位端部と前記平坦な面との間の前記第1および第2の接触部分のそれぞれに隙間があり、当該隙間によって、前記第1および第2の接触部分に対する前記第1および第2の柱部の角度方向が軸平面および冠状面において最大約±25度まで可能となることを特徴とする圧縮器具。 - 請求項55乃至60の何れか一項に記載の圧縮器具において:
前記ポストの近位端部における前記ポストの外側面と接触する手段が、前記ポストの近位端部における対応するメス部凹部内に摺動可能に収容されるオス部突出部か、前記ポストの近位端部における対応するオス部突出部を摺動可能に収容するメス部凹部を具えており;
前記カラーの外側面と接触する手段が、前記カラーの外側面と接触するように構成された第1のオス部突出部と、当該第1のオス部突出部から内側に延在している第2の格納式スプリング荷重オス部突出部とを具えており、前記第2のオス部突出部が前記カラーのソケットに摺動可能に収容されることを特徴とする圧縮器具。 - 請求項55乃至61の何れか一項に記載の圧縮器具において、
前記第1および第2のプレートは前記器具に予め装着することができ、前記第1および第2のプレートは、前記ポストの外側面と接触する手段および前記カラーの外側面と接触する手段によって支持され、その結果、前記ポストおよび前記カラーが配置され、前記第1および第2のプレートが取付け時に棘状突起または椎弓板と接触するよう様々な角度に方向付けることが可能であることを特徴とする圧縮器具。 - 脊柱を安定させる請求項1乃至54の何れか一項に記載の装置の用途において、前記装置が後頭骨に取り付けられることを特徴とする用途。
- 脊柱を安定させる請求項1乃至54の何れか一項に記載の装置の用途において、前記装置が環椎に取り付けられることを特徴とする用途。
- 脊柱を安定させる請求項1乃至54の何れか一項に記載の装置の用途において、前記装置が仙骨に取り付けられることを特徴とする用途。
- 請求項1乃至54の何れか一項に記載の装置の用途が、椎弓根ねじまたは外側塊ねじといった既存のハードウェア装置と共に構成されることを特徴とする用途。
- 請求項1乃至54の何れか一項に記載の装置の用途が、脊柱側弯症の矯正を目的とするものであることを特徴とする用途。
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