JP2015202411A - 脊椎手術、整形外科手術、または外傷手術において使用するためのねじ要素、ならびにこのようなねじ要素およびこれに適合されたスクリュードライバーのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】迅速かつ安全な方法で挿入深さの調節を行なうことを可能とする、ねじ要素、およびこれに適合するスクリュードライバーのシステムを提供する。
【解決手段】脊椎手術、整形外科手術、または外傷手術において使用するためのねじ要素１であって、ねじ要素は、ねじ軸Ｓとねじとを含む。ねじ要素はさらに、スクリュードライバーと係合するための駆動部分を含み、駆動部分は、壁を有する第１凹部７と、壁に形成された実質的に長手方向に延在する駆動溝８とを含む。ねじ要素はさらに、ねじ要素の自由端部と第１凹部との間の第２凹部９を含み、第２凹部は、壁と、自由端部に向けて増大する内径とを有する。第２凹部の壁において、ガイド溝１０は、スクリュードライバーの係合部分が駆動溝に入るようにガイドする駆動溝の位置に対応する位置に形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、脊椎手術、整形外科手術、または外傷手術において使用するためのねじ要素、ならびにねじ要素に適合されたスクリュードライバーに関する。ねじ要素は、スクリュードライバーと係合するための駆動部分を含み、駆動部分は、スクリュードライバーの対応する係合突起と係合するための駆動溝と、スクリュードライバーの係合突起を駆動溝内へガイドするように構成されたガイド溝とを含む。ねじ要素は、特に、低侵襲手術、ならびに手術箇所への視界および／またはアクセスが減少する低アクセス手術などの他の手術において使用することができる。

特に脊椎手術において、ねじ要素を脊椎の椎弓根に配置した後に多軸椎弓根ねじの受け部を原位置でねじ要素に取り付けるステップを含む外科的手法が知られるようになった。たとえば、椎弓根間低アクセス手術という名称で知られる外科的手法においては、小さな切開が行なわれ、その小さな切開を介して背骨の幾つかの動作セグメントが処置される。第１に、球形状のヘッド部を有するねじ要素が、器具を用いて椎弓根に挿入される。この器具は、ねじ要素が偶発的に器具から外れることができなくなるようにねじ要素を保持するとともに、ねじ要素を挿入するためのスクリュードライバーとしてさらに作用する。ねじ要素は、ねじ要素の最終的な深さではない特定の深さまで椎弓根内に挿入される。第２のステップにおいて、実際の挿入深さは、たとえばＸ線画像の補助によって決定され、その後、このようなＸ線画像に基づいて挿入深さが所望の深さに正確に調整される。最後に、受け部がねじ要素に取り付けられ、安定化ロッドが受け部に接続される。

ねじ要素の挿入深さを正確に調整するステップにおいて、ねじ要素の駆動部分を係合させるように構成されたスクリュードライバーが使用される。既知のねじ要素およびドライバーを用いた場合、手術箇所への視界が制限されると、またはそれぞれのねじが全く見えないと、ねじ要素の駆動部分の位置決めに問題が起こり得る。

本発明の目的は、迅速かつ安全な方法で挿入深さの調節を行なうことを可能とする、ねじ要素、ならびにねじ要素およびこれに適合する対応のスクリュードライバーのシステムを提供することにある。

この目的は、請求項１に記載のねじ要素、ならびにこのようなねじ要素とねじ要素の駆動部分に適合されたスクリュードライバーとを含む請求項１４に係るシステムによって解決される。さらなる発展形は、従属クレームにおいて与えられる。

ねじ要素は、スクリュードライバーを用いてより容易に駆動部分を位置決めすることを許容する。加えて、ねじ要素の駆動部分に対するスクリュードライバーの係合部分の挿入が容易となる。このため、スクリュードライバーが僅かに傾斜して適用される場合においても、ねじ要素の駆動部分の設計がねじ軸とスクリュードライバーの軸との配列をもたらす。スクリュードライバーは、複雑な機能が無く、容易かつ簡便な取り扱いを許容する器具である。

ねじ要素は、駆動部分を含むヘッド部を有する骨ねじであり得る。しかしながら、多軸骨ねじの受け部または骨プレートにおける係止要素として使用される止めねじであり得る。より一般的には、ねじ要素は、既に配置されたねじの位置を調整する必要のある手術箇所の視界が乏しいまたは無い場合に使用され得る。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面による実施形態の記載から明らかとなる。

ねじ要素の駆動部分に適合されたスクリュードライバーの一部を伴う第１の実施形態に係るねじ要素を示す斜視図である。 図１の詳細を示す拡大図である。 図１および図２のねじ要素の上部を示す斜視図である。 図１から図３のねじ要素を示す上面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿った図１から図４のねじ要素を示す断面図である。 図１から図５のねじ要素の駆動部分に適合された係合部分を有するスクリュードライバーを示す側面図である。 図６のスクリュードライバーの係合部分を示す拡大斜視図である。 変形実施形態に係るねじ要素の上部を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るねじ要素およびスクリュードライバーを使用するステップを示す拡大斜視図である。 ねじ要素の挿入深さを調整するステップを示す斜視図である。 第１の実施形態に係るねじ要素の駆動部分をスクリュードライバーの係合部分と係合させるステップを示す断面図である。 第１の実施形態に係るねじ要素の駆動部分をスクリュードライバーの係合部分と係合させるステップを示す断面図である。 第１の実施形態に係るねじ要素の駆動部分をスクリュードライバーの係合部分と係合させるステップを示す断面図である。 多軸骨アンカーと接続されたねじ要素の第２の実施形態を示す斜視図である。 骨プレートと接続されたねじ要素のさらなる適用を示す斜視図である。

図１から図５を参照すると、第１の実施形態に係るねじ要素１は、シャンク２とヘッド部４とを含み、シャンク２の少なくとも一部には骨ねじ切り部３が設けられる。シャンク２は、骨または特定的に脊椎の椎弓根に挿入されるように構成される。ねじ軸Ｓは、骨ねじ切り部３の軸によって規定される。ヘッド部４は、球体のセグメントの形状を有し、シャンク２の反対側に自由端部５を有する。骨ねじ切り部３は、ねじ軸Ｓを規定する。自由端部５において、ドライバーの係合部分と係合するように構成された駆動部分６が設けられる。駆動部分６は、以下でより詳細に説明される。

駆動部分６を有するねじ要素１およびスクリュードライバーのシステムは、ねじ要素１の駆動部分６と係合するように適合された係合部分３０を有するスクリュードライバー２０を含む。

特に図３から図５に示されるように、ねじ要素１の駆動部分６は第１凹部７を含む。第１凹部７は、自由端部５から少し離れて位置し、主内径とねじ軸Ｓである筒軸とを有する実質的に筒状の主外形を有する。実質的に筒状の第１凹部７の筒壁において、複数の長手駆動溝８が形成される。駆動溝８の各々は、ねじ軸Ｓに平行な底線Ｂ_ｄを含む（図５を参照）。ねじ軸Ｓに対して垂直な面における駆動溝８の断面は実質的に円形のセグメント形状である。図４に示されるように、平面図において、駆動溝８は星形に配置される。特定の実施形態において、第１凹部７は、駆動溝８と合わせて、スクリュードライバーのトルクス（登録商標）形状の係合部分によって係合されるように構成されたトルクス形状の駆動構造を形成する。凹部７の上端部７ａは、ヘッド部４の自由端部５から少し離れて位置決めされる。第１凹部７の端部７ａから下端部７ｂへの軸方向の深さは、このタイプのねじ要素のための通常の駆動凹部の深さに実質的に対応する。すなわち、駆動溝８を有する第１凹部７のサイズは、ねじ要素１に対して必要なトルクを加えるのに十分である。

第１凹部７と自由端部５との間には、自由端部５から第１凹部７に向けて円錐状に先細る第２凹部９がある。より詳細には、第２凹部９の下方の直径は、第１凹部７の主直径よりも僅かに大きく、第２凹部９の上方の直径は、下方の直径よりも大きい。軸方向における第２凹部９の深さは、第１凹部７の深さの約５分の１から３分の１に対応し、好ましくは第１凹部７の深さの４分の１と３分の１との間である。第２凹部９は、スクリュードライバー２０の係合部分３０の挿入を容易にする拡大した傾斜表面を提供する。

複数のガイド溝１０は、第１凹部７における駆動溝８の位置に対応する位置で第２凹部を規定する壁に設けられる。ガイド溝１０の各々は、長手底線Ｂ_ｇを含む。長手底線Ｂ_ｇは、ねじ軸Ｓに対して平行であるとともに、対応する駆動溝８の底線Ｂ_ｄに対しても平行である。径方向で見ると、ガイド溝１０の底線Ｂ_ｇは、駆動溝８の底線Ｂ_ｄよりもねじ溝Ｓから遠く離れている。これ故に、ガイド溝１０は、対応する駆動溝８よりも径方向において深い第１凹部の上端部７ａに最も近い軸方向の位置にある。第２凹部９の傾斜表面により、ガイド溝１０の深さは、自由端部５からガイド溝８に向けて徐々に増大する。結果として、第１凹部７に対してスクリュードライバー２０の係合突起が正確にガイドされると同時に、ガイド溝１０の自由端部５における最外部分における係合突起とガイド溝との係合が容易となる。

上面図において、ガイド溝１０は、駆動溝８よりも大きな幅を有する。底線Ｂ_ｇに対して垂直なガイド溝１０の幅は、自由端部５に向かう方向において減少する。

ガイド溝１０は、駆動溝８に向けて円錐状に狭まる傾斜壁１１ａを有する中間部分１１を通って駆動溝８を越える。中間部分１１は、第１凹部７および第２凹部９よりも相当に小さい軸方向の高さを有し得る。この設計により、中間部分１１およびガイド溝１０は、スクリュードライバー２０の係合突起を捉えてガイド溝８へガイドすることを可能とするポケット状の凹部を形成する。

図６および図７に示されるように、スクリュードライバー２０は、駆動軸２１と、駆動軸２１の一端にあるハンドル２２と、反対側の端部にある係合部分３０とを含む。係合部分３０は、ねじ要素１にトルクを加えるために、第１凹部７に嵌まる実質的に筒状の主外径と、第１凹部７の駆動溝８に係合するようにサイズ設定された長手方向に延在するリブ状の係合突起３１とを有する。係合部分３０は、実質的に円形の係合部分の自由端部表面３２に向けて傾斜する。加えて、係合突起３１は、各々が傾斜した前端表面３１ａを有する。係合突起３１の傾斜した前端表面３１ａの長さは、ねじ要素の駆動部分６の自由端部５と中間部分１１との間の第２凹部９の円錐面の長さに実質的に対応する。傾斜表面３１の傾斜角度は、円錐凹部９の角度または中間部分１１の傾斜壁１１ａの角度と同じであってもよい。このような拡大された傾斜表面は、手術箇所の視界が限られる場合または視界が無い場合であっても、ねじ要素の駆動部分６の位置を容易に位置決めすることに寄与する。

駆動部分６が変形したねじ要素の変形実施形態が図８に示される。第１の実施形態と同じすべての部品および部分は、同じ参照符号が付され、その説明は繰り返さない。変形実施形態は、中間部分の形状が異なる。中間部分１１′は、丸壁１１ａ′を含む。

ここで図９および図１０を参照し、第１の実施形態にかかるねじ要素およびスクリュードライバーの適用について説明する。図９において、２つのねじ要素１は、既に２つの脊椎１００の椎弓根に挿入されている。ねじ要素１の各々は、上記のような駆動部分６を含む。ねじ要素１の挿入深さは、さらに調整する必要がある。これは、係合部分３０にねじ要素１の対応する駆動部分６を係合させるスクリュードライバーを用いて行われる。駆動部分６およびスクリュードライバーの係合部分３０の設計により、手術箇所の視界が無い場合または視界が限られる場合であっても、係合部分３０と駆動部分との係合が迅速かつ容易に実現される。このため、短時間で複数の椎弓根ねじを調整することができる。

ここで図１１ａから図１１ｃを参照すると、スクリュードライバー２０の係合部分３０およびねじ要素の駆動部分６の機能がより詳細に示される。図１１ａに示されるように、ねじ軸Ｓに対して傾斜した状態でスクリュードライバー２０がねじ要素に接近することが起こり得る。図１１ｂにさらに示されるように、スクリュードライバー２０の係合部分３０は、まず円錐形の第２凹部９に係合する。スクリュードライバー２０の係合部分３０の係合突起３１がガイド溝１０に係合し始めると、スクリュードライバー２０は、さらに駆動部分６に入り込みながら自動的に整列する。ガイド溝１０および中間部分１１は、ねじ要素１およびスクリュードライバー２０が互いにフォームフィット（form-fit）の態様で整列および接続されるように、係合部分３０を駆動溝８へガイドする。そして、スクリュードライバー２０を用いてねじ要素１にトルクが加えられ得る。なお、ガイド溝１０の深さおよび幅が自由端部５に向けて減少することにより、係合部分３０は、係合突起が係合溝１０を確認して係合するまで容易に回転され得る。

ねじ要素の第２の実施形態について、図１２を参照して説明する。上記の実施形態と同じ部品および部分は同じ参照符号を有し、その説明は繰り返さない。この実施形態において、ねじ要素は、多軸骨固定装置５０において使用される止めねじ４０である。多軸骨固定装置５０は、例示的な態様でのみ示され、このような多軸骨固定装置の多くの異なる設計が考えられ得る。多軸骨固定装置５０は、ねじ要素１′を含む。ねじ要素１′は、球形セグメント形状のヘッド部（図示せず）を有するとともに、たとえば既知のトルクス形状の駆動部分もしくは多角形形状の駆動部分などの既知の駆動部分を有し得る、または上記の実施形態に係る駆動部分６も有し得る。ねじ要素１′は、球窩（ball and socket）の態様でねじ要素のヘッド部を保持する座部を含む受け部５１に枢動可能に接続される。圧力をヘッド部に加えるために加圧要素（図示せず）が設けられ得る。受け部５１は、ロッド２００を受けるように構成された実質的にＵ字形状の凹部５２を含む。ロッドは、複数の骨アンカーに接続することが意図される。受け部５１にロッド２００を係止するために、および受け部５１に対してヘッド部をその枢動位置で係止するために、受け部５１のねじ切り部と協働する止めねじ４０の形態の係止要素が使用される。ヘッド部およびロッド部がひとたび係止されると、さらなる調整が必要となり得る。このような場合においては、止めねじ４０を緩め、ヘッド部に対する受け部の角度位置を修正した後、またはロッドの位置を修正した後に再び締めなければならない。このような調整のために、止めねじ４０における駆動部分６と協働するスクリュードライバー２０が使用され得る。これ故に、調整は、迅速かつ容易に行なうことができる。

なお、係合部分６を有する止めねじのようなタイプは、ねじ要素および受け部が互いに固定される単軸骨アンカーのためにも使用され得る。

さらなる適用は、図１３に示される。図１３は、たとえば、破砕した骨部分を固定するための整形外科手術および外相手術においてねじ要素１と使用される骨プレート６０を示す。ねじ要素１は、図１から図５および図８に係るタイプのものであり、それらのヘッド部に駆動部分６を含む。ヘッド部は、ねじ要素１を様々な角度で骨プレートの穴に配置することができるように、球状セグメント形状であり得る。代替的に、ヘッド部は、骨プレート６０に対して固定の角度のみで配置することができる形状を有し得る。このような場合においても、骨ねじの挿入深さの調整が必要となり得る。これは、駆動部分６を有するねじ要素および対応するスクリュードライバー２０を用いることによって容易となる。さらなる変形において、係止要素は、骨ねじが引き出されることを防止するために穴に設けられ得て、係止要素は駆動部分６を含む。

さらなる実施形態および上記の実施形態の変形が考えられ得る。第２凹部９およびガイド溝８ならびに中間部分１１，１１′の傾斜表面のサイズおよび角度は変更され得る。中間部分１１，１１′の壁１１ａ，１１ａ′は、スクリュードライバーの係合部分を第１凹部７へガイドするように構成された任意の形状を有し得る。

示される実施形態においては、偶数の駆動溝が示され、各駆動溝は他の駆動溝の反対側に位置決めされる。しかしながら、奇数の駆動溝も考えられ得て、１つの駆動溝が他の駆動溝の反対側に無くても良い。これは、対応するガイド溝にも適用される。

駆動溝のトルクス形状の代わりに、第１凹部の多角形形状も考えられ得る。このような場合において、多角形の角は、駆動溝として考慮される。

駆動溝およびガイド溝の底線も、ねじ軸まわりでねじられ得る。また、底線はねじ軸に対してちょうど平行である必要はない。

１，１′ ねじ要素、３ ねじ、５ 自由端部、６ 駆動部分、７ 第１凹部、８ 駆動溝、９ 第２凹部、１０ ガイド溝、２０ スクリュードライバー、３０ 係合部分、Ｓ ねじ軸。

Claims (15)

1. 脊椎手術、整形外科手術、または外傷手術において使用するためのねじ要素であって、ねじ要素は、
   ねじ軸（Ｓ）およびねじ（３）と、
   スクリュードライバー（２０）と係合するための駆動部分（６）とを備え、前記駆動部分（６）は、壁を有する第１凹部（７）と、前記壁に形成された実質的に長手方向に延在する駆動溝（８）とを含み、ねじ要素はさらに、
   前記ねじ要素（１，１′）の自由端部（５）と前記第１凹部（７）との間の第２凹部（９）を備え、前記第２凹部（９）は、壁と、前記自由端部（５）に向けて徐々に増大する内径とを有し、
   前記第２凹部（９）の前記壁において、ガイド溝（１０）は、スクリュードライバー（２０）の係合部分（３０）を前記駆動溝（８）に係合させるようにガイドする前記駆動溝（８）の位置に対応する位置に形成される、ねじ要素。
2. 前記第１凹部（７）は、実質的に筒状であり、前記駆動溝（８）は前記ねじ軸に対して実質的に平行に延在する、請求項１に記載のねじ要素。
3. 前記駆動溝（８）を有する前記第１凹部（７）はトルクス形状を有する、請求項１または２に記載のねじ要素。
4. 前記第２凹部（９）は、実質的に円錐状であり、前記ねじ要素の前記自由端部（５）に向けて増大する直径を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のねじ要素。
5. 前記第２凹部（９）の軸方向の長さは、前記第１凹部の軸方向の長さの５分の１と半分との間であり、好ましくは前記第１凹部（７）の軸方向の長さの４分の１と３分の１との間である、請求項４に記載のねじ要素。
6. 前記ガイド溝（１０）は、前記駆動溝（８）の底線（Ｂ_ｄ）よりも前記ねじ軸（Ｓ）からさらに離れた底線（Ｂ_ｇ）を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のねじ要素。
7. 前記ガイド溝（１０）の深さは、前記自由端部（５）から前記第１凹部（７）へ向かう方向において増大する、請求項６に記載のねじ要素。
8. 前記ガイド溝（１０）の幅は、前記自由端部（５）から前記第１凹部（７）へ向かう方向に増大する、請求項７または８に記載のねじ要素。
9. 前記ガイド溝（１０）の幅は、前記第１凹部（７）に最も近い位置において前記駆動溝（８）の幅よりも大きい、請求項１から８のいずれか１項に記載のねじ要素。
10. 傾斜した肩部（１１）は、前記駆動溝（８）に隣接する各ガイド溝（１０）の端部に設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載のねじ要素。
11. 前記ねじ要素（１）は、シャンク（２）を含む骨ねじであり、シャンク（２）は、少なくともその一部に骨ねじ切り部を有し、前記シャンク（２）の反対側の自由端部（５）を有するヘッド部（４）を有し、前記駆動部分（６）は、前記ヘッド部（４）に設けられる、請求項１から１０のいずれか１項に記載のねじ要素。
12. 前記ヘッド部（４）は、球状セグメント形状の外表面部分を有する、請求項１１に記載のねじ要素。
13. 前記ねじ要素は、多軸骨ねじ（５０）のための係止要素として、または骨プレートのための係止要素として使用されるように構成される止めねじ（４０）である、請求項１から１０のいずれか１項に記載のねじ要素。
14. 請求項１から１３のいずれか１項のねじ要素およびスクリュードライバーのシステムであって、前記スクリュードライバー（２０）は、駆動軸と、前記駆動軸に対して平行な長手方向に延在する係合突起との係合部分（３０）とを備え、前記ねじ要素（１）の前記駆動溝（８）と係合するように構成され、
    前記係合突起（３１）は、傾斜した前端部（３１ａ）を含み、前記傾斜部の長さは、前記ガイド溝（１０）の長さに実質的に対応する、システム。
15. 前記係合突起は、前記駆動軸に対して垂直な断面においてトルクス形状を有する、請求項１４に記載のシステム。

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