JP4350647B2 - 脊椎整列用の装置 - Google Patents

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Description

本発明は、脊椎を整列させるための方法及び装置に属する。
本出願は、2002年5月21日出願の米国仮特許出願第60/382,332号、並びに2002年5月22日出願の米国仮特許出願第60/382,320号に対する優先権の恩典を主張し、上記両出願を参考文献として本願に援用する。
ある種の整列手術では、ステンレス鋼ワイヤを薄層の下、脊柱管に通して、分節式に精髄ロッドの周りにしっかりと締める。ワイヤは、曲がった脊柱と等高脊髄ロッドの間の距離を減らす方法で、徐々に分節毎にロッドに取り付けられる。
この方法はたいていの場合効果を発揮するが、脊柱管にワイヤを通すことが、手術中及び手術後共に臨床学的複雑性の原因となっていると報告されている。必要とされているのは、ワイヤを脊柱管に通すこと無く脊椎を脊髄ロッドに取り付けることができるようにする方法と装置である。本発明は、斬新で、まだ明らかにされていないやり方で、上記方法と装置を提供する。
米国特許第6,299,613号明細書 米国特許第5,569,253号明細書 米国特許第5,782,831号明細書 米国特許第6,299,631号明細書
本発明の一の実施形態は、脊椎整列用の装置に関係する。この実施形態は、外科処置用ロッドと、フック内に骨の一部を受け入れるように作られ構成されたフック状の部材を備えている。この実施形態は、この部材に連結される、骨の中へ固定するように作られ構成された本体とヘッドとを有するアンカーを更に含んでいる。この本実施形態は、前記フック状の部材をロッドに連結するケーブルを更に含んでいる。
本発明の別の実施形態は、脊椎整列用の装置に関係する。この実施形態は、外科処置用ロッドと、フック内に骨の一部を受け入れるように作られ構成されたフック状の部材を備えている。この実施形態は、フック状の部材をロッドに連結し、第1及び第2端部を有するケーブルを更に含んでいる。この実施形態は、第1及び第2端部を受け入れる接続部材を更に含んでおり、第1及び第2端部は、それぞれ、接続部材に軸回転可能に連結できるように作られ構成されている。
本発明の更に別の実施形態は、脊椎整列用の装置に関係する。この実施形態は、第1断面形状を有する外科処置用ロッドを備えている。本実施形態は、骨の中へ固定するように作られ構成されたアンカーを更に含んでいる。この実施形態は、アンカーをロッドに連結し、且つ第1及び第2端部を有するケーブルを更に含んでおり、ケーブルの第1端部に接続された第1伸張部とケーブルの第2端部に接続された第2伸張部を有し、且つロッドの断面形状に対して概ね相補的な第2断面形状を有する中間部を第1伸張部と第2伸張部の間に有する接続部材を更に含んでいる。
本発明の更に別の実施形態は、脊椎整列用の装置に関係する。この実施形態は、外科処置用ロッドと、第1及び第2アームを有し前記アームの一方に開口スロットが形成されたフック状の部材を備えている。この実施形態は、フック状の部材を骨に連結する骨アンカーを含んでいる。この実施形態は、フック状の部材をロッドに連結するケーブルを含んでおり、このケーブルの一部は開口スロット内に入っている。本実施形態は、ケーブルに接続された第1伸張部と、ケーブルに接続された第2伸張部を有する接続部材を更に含んでいる。
本発明の上記及びその他の目的は、好適な実施形態の説明、図面、及び特許請求の範囲の内容に示される。
本発明の原理の理解を促すため、以下、図面に示す実施形態を参照してゆくが、説明に当たっては特定の言語を使用する。但し、それにより本発明の範囲を限定する意図はなく、記載の装置に加えられる変更又は修正、並びにここに記載する原理のこの他の適用については、本発明が関係する分野の当業者であれば普通に考案できるものと考えられる。
本発明の脊椎整列用の各種装置及び方法に関する。一の実施形態では、本発明は、スイベル機構を有する骨ねじ・アンカー(bone screw anchor)と、整復操作時に分布荷重面を提供するフックを含んでいる。一の実施形態では、フックは骨ねじ又はステープルで脊椎に連結される。更に他の実施形態では、フックは、フック、ロッド、取り付けケーブルの相対配置により、脊椎に対し荷重負担方向に維持される。上記他の実施形態では、骨ねじ、ステープル、又は他の締結機構は随意である。本発明の更に別の実施形態では、フックは随意である。上記実施形態では、骨ねじ(bone screw)、ステープル、又は他の締結具は、可撓ケーブルを受け入れて中に通す通路を含んでいる。ケーブルは、フックの必要無しに締結具をコネクタに直接接続する。
図1及び図2では、本発明の一の実施形態による装置20を示している。外科処置用ロッド22(断面で図示)は、外科医が選択した、脊柱に実質的に平行な経路に沿っている。装置20は、脊椎(図示せず)に固定される骨ねじ26を含んでいる。スクリュー26は、フック状部材30の一方の端部に回転可能に連結されており、フック状部材30は、その中に骨の一部を受け入れるように作られ構成されている。可撓ケーブル50の一部分が部材30の一方のアームの周りを通って部材30をロッド22に連結している。ケーブル50の両端はコネクタ60に連結されているが、コネクタ60はロッド22の一部を跨いでいるのが望ましい。ケーブルを適宜締めつけた状態で、部材30と骨ねじ26は、脊椎をロッド22に近接して位置決めできるだけの荷重を脊椎に加える。
ケーブル50をどこまで締め付けるかは、外科医の決定による。例えば、本発明の一の実施形態では、図1に示すようにロッドとフックが接触しているのとは対照的に、ロッド22とフック30の間に間隙がある。それら別の実施形態では、外科医はロッド22の周りのケーブル50の締め付けに制限を設けることを選択することができる。この制限付き締め付けは、例えば、選択された椎骨を制限された量だけ移動させるに当たっての外科医側の決定を考慮に入れることができる。この様に、本発明は、ロッド22をフック30の面にぴったりと押し付けるのに十分なだけケーブル50が締め付けられる実施形態(本発明の一の実施形態では、ロッドに少なくともヘッドの一部を覆うようにさせる)を考えており、更に、ロッド22とフック30の表面の間に間隙が維持される実施形態も考えている。
図3及び図4は、それぞれ骨ねじ26の側面図と端面図を示している。スクリュー26は、セルフタッピング特性と、移植後の不本意な緩みに抵抗する特性も有しているのが望ましい。スクリュー26はねじ山付きシャンク27とヘッド28を含んでいる。ヘッド28は、スクリュー26を部材30の一方のアームに回転可能に連結する半球形面28.1を含んでいるのが望ましいが、これについては後述する。ヘッド28は、スクリュー26にトルクを掛けるための六角形スロット29を含んでいるのが望ましい。
図6から図10では、本発明の一の実施形態によるフック状部材30の各種図面を示している。部材30は、部材30の側面外観がU字又はV字形状になるように、一方の端部が連結され他方の端部が離間した1対の対向するアーム32と34を含んでいる。アーム32と34は、両者の間に骨の一部を受け入れるためのグルーブ又はポケット33を画定している。一の実施形態では、アーム32と34は長さが違っている。図8に示す一例では、両アームの結合端の最上部の外側半径からアーム34の最下部先端までの長さは約14から15ミリメートルであるのに対し、同じ外側半径からアーム32の最下部先端までの長さは16から17ミリメートルである。図10に示すように、一の実施形態では、アーム32、34の内側の骨接触面は、平らであって、約20度から25度の開先角度36を画定しているのが望ましい。しかしながら、本発明は、アーム32と34が概ね平行である実施形態、更には、開先角度が25度よりも大きい実施形態も考えている。部材30は、ASTMF−136に準拠したTi−6AL−4Vの様な合金で製作するのが望ましい。具体的な大きさと材料に言及してはいるが、本発明はそのような特定の詳細事項に限定されるものではない。図7と図10を見ると分かり易いが、アーム32は、スクリュー26のシャンク27が入る大きさの開口(aperture)即ち貫通孔38を有している。また、アーム32は、スクリューヘッド28の面28.1が3次元回転できるように作られ構成された丸味付けポケット39を有している。次に、図6及び図10に示すように、対向アーム34は、その自由端に、1対の伸張部41aと41bの間に配置されたスロット40を有している。伸張部41aと41bは、図1と図2を見るとよく分かるように、シャンク27の外径を受け入れるように離間しているのが望ましい。しかしながら、本発明は、骨ねじのシャンクが、フック130のアーム134に画定された開口(aperture)即ちすきま孔140を貫通する実施形態(図19B)も考えている。更に本発明は、フック230のアームがスクリューシャンクを受け入れるための開口(aperture)即ちスロット240を有しているが、スロットの開口端が90度回転して、アーム34の側部に横方向に開くようになっている点が異なる実施形態(アーム32の側面に横方向に開いているノッチ42aと42bと同じ向き、図19C参照)も考えている。
図7、8、9に示すように、アーム32は、ケーブル50を受け入れる大きさの、一対の横方向に相対するノッチ42aと42bを含んでいる。ノッチ42aと42bの間に、丸味付きノッチ43が伸張している。ノッチ43は、ケーブル50用の逃げ空間を提供しており、ケーブル50がU字又はV字状のポケット区域33に突き出すことも、その中の骨に接触することもないようになっているのが望ましく。
次に、図5に示すように、コネクタ60はフック部材30をロッド22に連結するための手段を提供する。コネクタ60は、中間部即ちロッド連結部66で相互接続されている一対の伸張部又は対向端部60aと60bを含んでいる。連結部66は、ロッド22の外部形状に対して相補的な形状を有しているのが望ましい。本発明の一の実施形態では、ロッドは円形の断面形状を有し、中間部66は相補的な半円形状を有している。図2を見ると分かり易いが、ロッド連結部66は、ロッド22の直径と同程度の幅又は周方向範囲を有している。ロッド連結部66は、一の実施形態ではケーブルを締め付けた後ではケーブルがロッドに接触しないように、対向端部60aと60bを離間している。しかしながら、本発明は、コネクタ60が、ケーブルがロッド22の部分に接触するような形状寸法である実施形態も考えている。各端部60aと60bは、それぞれ滑らかな内部ポケット62、64を有しているのが望ましい。ポケット62と64は、それぞれフィッティング52と54を回転可能に受け入れ、フィッティングを回転できる状態に保持する。フィッティング52と54は、それぞれケーブル50の端部50aと50bに取り付けられる。一の実施形態では、フィッティング54は、ケーブル端部50bに堅く取り付けられた球形又はケーブルボール端であり、フィッティング52は、ケーブル50を締め付けて適当な長さに切断する前に、ケーブル50にきつくかしめられるかしめ可能なケーブルフィッティングである。
図11から図14は、脊椎に連結された装置20の様々な図を示している。脊椎を必要に応じて切断又は操作した後、外科医はフック部材30を脊椎の近辺に配置する。部材30は、鉗子で、窪み44aと44b内に嵌る雄型端部を使って保持される。部材30は、図1に示すように、ステープルの配置又はスクリュー26の挿入によって脊椎から後退離脱しないようにされる。コネクタ60は、脊髄ロッド22の一方の側に配置される。フィッティング54を含む所定の長さのケーブルが、コネクタのポケット64を通し、部材30のアーム32の周りを42a、42b、43に沿って通される。ケーブル50の自由端は、コネクタ60の他方の端部のポケット62に通される。かしめ可能なフィッティング52は、ケーブルの自由端上に配置され、ポケット62に近接するよう動かされる。ロッド22の外側が窪み66内に嵌り、コネクタの両端60aと60bがロッド22を跨ぐように、ケーブルが締め付けられる。適当な張力が掛けられた後、フィッティング52はケーブル50にしっかりとかしめられ、ケーブル50の余分な長さは除去される。
本発明の一の実施例では、脊髄移植ロッドは複数のコネクタに取り付けられ、各コネクタは可撓ケーブルで複数のフック状部材に連結されている。一の実施形態では、全ての可撓ケーブルは、各フック状部材をロッドに接触させるために締め付けられる。更に他の実施形態では、可撓ケーブルは、フック状部材の何れもがロッドに接触しないように締め付けられる。なお、更に他の実施形態では、1つ又は複数のフックをロッドと接触させるようにケーブルの幾つかが締め付けられ、他のケーブルは1つ又は複数のフックがロッドから離間するように締め付けられると理解されたい。
図15から図25は、本発明の代わりの各種実施形態によるフック状部材を示している。ダッシュ記号「’」は、図示又は説明する相違点以外は、ダッシュ記号のない要素と同じである要素を指している。接頭辞“N”を使用しているもの(NXX)は、図示又は説明する相違点以外は接頭辞のない要素(XX)と同じ要素を指している。
図15、16及び20を見ると分かり易いが、フック状部材30’は、アーム34’の側方の相対する側部に沿って幅狭部分42a’と42b’を含んでいる。図16を見ると分かり易いが、上記幅狭部分42a’と42b’は、アーム34’と32’との連接部と開口38’の付近の両方で、幅広部分に合流している。上記幅狭部分は、スロット43’と協働し、一緒にケーブルを正確に配置し、またケーブルの鋭い曲りを最小限にする。
図23は、本発明の別の実施形態による側面図である。装置320は、図示及び説明する変更箇所以外は装置20と同じである。装置320は、アッセンブリからフック状部材を省いている。代わりに、アンカー328に、これを貫通する開口又は貫通孔328.2が形成されている。ケーブル350とコネクタ360は協働してロッド322をアンカー328に連結する。一の実施形態では、ヘッド329にロッド322の外側形状を受け入れるための円筒形の窪みが設けられている。図24は、本発明の別の実施形態によるフック状部材430の側面図である。部材430は、両端が開口しその間が囲まれているスロット443を含んでいる。ケーブル450(図示せず)がスロット443を貫通する。
図25は、本発明の別の実施形態によるアッセンブリ520の斜視図である。整列装置520は、骨アンカーを省いている点以外は装置20と同じである。一の実施形態では、フック状部材530は、2001年10月9日にオジルヴィェ(Ogilvie)他に発行された米国特許第6,299,613号に記載のかえし(barbs)、尖端(prongs)、尖叉(tines)、又は先細先端(pointed tips)の何れを含んでいてもよい。これらかえし、尖端、尖叉、及び/又は先細先端(図示せず)は、アーム534の内側面534.1、アーム532の内側面532.1、伸張部541aと541bそれぞれの端面541.1aと541.1b、及び/又は開口540の内側壁540.1、の内の1つ又はそれ以上に含まれていてもよい。
本出願は、参考文献として、1996年10月29日にフェリス(Farris)とボナー(Bonner)に発行された米国特許第5,569,253号、1998年7月21日にシャーマン(Sherman)とドルゥリー(Drewry)に発行された米国特許第5,782,831号、及び2001年10月9日にオジルヴィェ(Ogilvie)他に発行された米国特許第6,299,631号も援用している。
以上、図面と上記記述によって本発明を図示し詳しく説明してきたが、これらは、本発明を説明するものであり限定するものではなく、好適な実施形態を図示し説明したに過ぎないのであって、本発明の趣旨に含まれる全ての変更及び修正は保護の対象とされることを望む。
本発明の一の実施形態によるケーブル・骨アンカーアッセンブリの斜視図である。 図1のアッセンブリの立面図である。 図1の骨ねじの側面図である。 図3の装置の図3の4−4線に沿う矢視図である。 図1のアセンブリの一部の側面図である。 図1のアッセンブリのフックの端面図である。 図6の装置の図6の7−7線に沿う上面図である。 図7の装置の図7の8−8線に沿う側面図である。 図6の装置の図6の9−9線に沿う側面図である。 図6の装置の図6の10−10線に沿う切断図である。 脊椎に取り付けられた図1の装置の斜視図である。 脊椎に取り付けられた図1の装置の斜視図である。 脊椎に取り付けられた図1の装置の斜視図である。 脊椎に取り付けられた図1の装置の斜視図である。 本発明の代わりの実施形態による装置の端面図である。 図15の装置の図15の線16−16に沿う矢視図である。 図15の装置の図15の線17−17に沿う断面図である。 図15の装置の図15の線18−18に沿う矢視図である。 図18の装置の図18の19A−19Aに沿う矢視図である。 本発明の別の実施形態によるフック状の部材を示す、図19Aと同様に視た図である。 本発明の又別の実施形態によるフック状の部材を示す、図19Aと同様に視た図である。 図18の装置の図18の20−20線に沿う矢視図である。 図18の装置の図18の21−21線に沿う矢視図である。 図18の装置の図18の22−22線に沿う断面図である。 本発明の別の実施形態による側面図である。 本発明の別の実施形態による装置の側面図である。 本発明の別の実施形態によるケーブル・フック部材アッセンブリの斜視図である。

Claims (26)

  1. 脊椎整列用の装置において、
    外科処置用ロッドと、
    内部に骨の一部を受け入れるように適合されて構成されたフック状部材であって、貫通する開口が形成されているフック状部材と、
    骨の中へ固定するように適合されて構成されている本体と、ヘッドとを有し、且つ前記本体は、その骨に固定されるときに前記開口を通過するアンカーと、
    前記フック状部材を前記ロッドに連結するためのケーブルと、を備え
    前記ケーブルは第1及び第2端部を有し、
    前記ロッドは湾曲断面を有しており、
    前記装置は、前記第1端部を受け入れるための第1ポケットと、前記第2端部を受け入れるための第2ポケットと、前記ロッドの前記湾曲断面に対して概ね相補的な曲率を有する前記第1ポケットと前記第2ポケットの間の中間部と、を画定している接続部材を更に備え、
    前記接続部材は、前記ロッドの一部を跨いでいる、装置。
  2. 前記開口は第1開口であり、前記フック状部材は、一方の端部で接続され、他方の端部が離間して、その間に骨の部分を受け入れるポケットを形成している第1及び第2アームを有しており、前記第1及び第2アームの一方に前記第1開口が形成され、前記第1及び第2アームの他方に第2開口が形成され、前記骨に固定されるときに前記本体が前記第2開口を通過する、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1開口は孔であり、前記第2開口はスロットである、請求項2に記載の装置。
  4. 前記ケーブルの前記第1及び第2端部は、それぞれ、球形部分を有しており、各前記第1及び第2ポケットは、その対応する端部の球形部分を受け入れるように適合されて構成された球形の窪みを有している、請求項に記載の装置。
  5. 前記アンカーは骨ねじである、請求項1に記載の装置。
  6. 前記フック状部材は、前記ケーブルを受け入れるように適合されて構成されたノッチを画定している、請求項1に記載の装置。
  7. 脊椎整列用の装置において、
    外科処置用ロッドと、
    内部に骨の一部を受け入れるように適合されて構成されているフック状部材と、
    前記フック状部材を前記ロッドに連結しており、且つ第1及び第2端部を有し、その第1及び第2端部の一方の端部は球形部分を有しているケーブルと、
    前記一方の端部を受け入れるための第1ポケットであって、その一方の端部の前記球形部分を受け入れるように適合されて構成された球形の窪みを有する第1ポケットが形成されている接続部材と、を備え
    前記接続部材は、前記ロッドの一部を跨いでいる、装置。
  8. 前記ケーブルの前記第1及び第2端部の両方は共に球形部分を有しており、前記接続部材には、前記第1及び第2端部の他方の端部を受け入れるための第2ポケットであって、対応する前記第1及び第2端部の他方の端部の球形部分を受け入れるように適合されて構成された球形の窪みを有する第2ポケットが形成されている、請求項に記載の装置
  9. 骨の中へ固定するように適合されて構成されており、且つ前記フック状部材を骨に連結するアンカーを更に備えている、請求項に記載の装置。
  10. 前記アンカーはヘッドを有しており、前記フック状部材には、前記ヘッドを受け入れるためのポケットが形成され、前記ロッドは前記ケーブルが締められると前記ヘッドの少なくとも一部を覆う、請求項に記載の装置。
  11. 前記フック状部材には、開口スロットが形成され、前記ケーブルの一部は前記フック状部材に巻きつき、前記開口スロット内に受け入れられる、請求項に記載の装置。
  12. 前記外科処置用ロッドは円形の断面形状を有しており、前記接続部材は、前記第1ポケットと第2ポケットの間に、前記ロッドの円形断面形状に対して概ね相補的な円形の断面形状を有する中間部を有している、請求項に記載の装置。
  13. 脊椎整列用の装置において、
    第1断面形状を有する外科処置用ロッドと、
    内部に骨の一部を受け入れるように適合されて構成されたフック状部材と、
    前記フック状部材を前記ロッドに連結し、且つ第1及び第2端部を有するケーブルと、
    前記ケーブルの前記第1端部に接続された第1伸張部と、前記ケーブルの前記第2端部に接続された第2伸張部とを有し、更に、前記第1伸張部と前記第2伸張部との間に、前記ロッドの前記第1断面形状に対して概ね相補的な第2断面形状を有する中間部を有している接続部材と、を備え
    前記接続部材は、前記ロッドの一部を跨いでいる、装置。
  14. 前記ケーブルの締めつけにより前記中間部が前記ロッドに接触する、請求項13に記載の装置。
  15. 骨の中へ固定するように適合されて構成されており、前記フック状部材を骨に連結するアンカーを更に備えている、請求項13に記載の装置。
  16. 前記アンカーは、ねじ山付きシャンクとヘッドとを有する骨ねじであり、前記フック状部材には、該シャンクを受け入れるための開口が貫通している、請求項15に記載の装置。
  17. 前記アンカーは、ねじ山付きシャンクと曲がった肩部の付いたヘッドとを有する骨ねじであり、前記フック状部材には、該曲がった肩部を受け入れるための曲面壁を備えた開口が貫通している、請求項16に記載の装置。
  18. 前記フック状部材はアームを有しており、前記アームには両端が開口しその間が囲まれた孔が形成され、前記ケーブルの一部がその孔を通る、請求項13に記載の装置。
  19. 脊椎整列用の装置において、
    外科処置用ロッドと、
    一方の端部で接続され、他方の端部が離間してその間に骨の一部を受け入れるポケットを形成している第1及び第2アームを有しており、前記第1及び第2アームの一方に開口スロットが形成されているフック状部材と、
    前記フック状部材を骨に連結する骨アンカーと、
    前記フック状部材を前記ロッドに連結し、且つ第1及び第2端部を有するケーブルであって、そのケーブルの一部が前記開口スロット内に受け入れられるケーブルと、
    前記ケーブルの前記第1端部に接続された第1伸張部と、前記ケーブルの前記第2端部に接続された第2伸張部と、前記第1伸張部と前記第2伸張部との間の中間部とを有する接続部材と、を備え
    前記接続部材は、前記ロッドの一部を跨いでいる、装置。
  20. 前記第1及び第2アームの他方には開口が形成され、前記骨アンカーの一部がその開口を通過する、請求項19に記載の装置。
  21. 前記第1及び第2アームの一方には開口が形成され、前記骨アンカーの一部がその開口を通過する、請求項19に記載の装置。
  22. 前記中間部は、前記ケーブルが締め付け後に前記ロッドに接触しないように、前記第1伸張部と第2伸張部との間隔をあけている、請求項19に記載の装置。
  23. 前記外科処置用ロッドは第1幅を有し、前記接続部材は第2幅を有しており、前記第2幅は前記第1幅よりも大きい、請求項19に記載の装置。
  24. 前記外科処置用ロッドは第1幅を有し、前記接続部材の中間部は第2幅を有しており、前記第2幅は前記第1幅とほぼ同じである、請求項19に記載の装置。
  25. 前記外科処置用ロッドは外側面を有しており、前記第1伸張部は前記外側面に接しておらず、前記第2伸張部は前記外側面に接しておらず、前記中間部は前記外側面に接している、請求項19に記載の装置。
  26. 脊椎整列用の装置において、
    外科処置用ロッドと、
    ヘッドと、骨の中へ固定するように適合されて構成されている本体とを有し、前記ヘッドに貫通する開口が形成されている骨アンカーと、
    前記骨アンカーを前記ロッドに連結し、且つ第1及び第2端部を有するケーブルであって、そのケーブルの一部が前記開口を通るケーブルと、
    前記ケーブルの前記第1端部に接続された第1伸張部と、前記ケーブルの前記第2端部に接続された第2伸張部と、前記第1伸張部と前記第2伸張部の間の中間部とを有する接続部材と、を備えており、
    前記中間部は、前記ケーブルが、締めつけ後に、前記ロッドに接触しないように、前記第1伸張部と前記第2伸張部との間隔をあけていて、
    前記接続部材は、前記ロッドの一部を跨いでいる、装置。
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