JP5025862B2 - 骨固定機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は整形外科手術において使用する固定装置に関し、特に、一定領域内の骨または骨の部分に取り付けられて、別の領域内に固定されているケーブル、ワイヤ、プレートまたはネジにより取り付けられているロッド部材に固定されるプレート部材による骨折部分の減少または骨の位置決めにおいて使用する装置に関する。それゆえ、このロッド部材は2個の骨の領域間に取り付けられて、各骨の部分の安定化、位置決め、減少または固定を行なう。
【0002】
【従来の技術】
多数の上記のような機構が知られており、とりわけ、ハームズ・T型プレート部材(Harms T-plate)を述べる必要があり、このプレート部材は分割状またはスロット付きのボルトを使用していて、このボルトのヘッド部(頭部)は骨または骨の部分に取り付けられているプレート部材のスロットの中において摺動する。このプレート部材はスロット付きのボルトをその下部から受容し、当該プレートの中において異なる方向に延在している幾つかの通路または溝部を有していて、これら異なる通路の任意の1個に沿って上記のボルトを位置決めおよび位置合わせすることを可能にしている。使用時において、接続用のロッド部材がスロット付きのボルトの中に嵌合してナットに係合し、締め付け時において、ボルトを通路内の所定位置に係止してロッド部材をそのスロットの中に固定する。一般に、上記のシステムは基部において正方形のフランジ部を有するスロット付きのボルトを使用しており、各通路がこのボルトの外側に突出している部分のロッド部材受容用のスロットの配向を決める。それゆえ、上記のプレートはそれぞれロッド部材の係留点に対応する一定角度の配向を有する幾つかの異なる線に沿う一定範囲の線形位置を提供する。
【0003】
上記のようなプレート部材の他に、単一の固定位置において骨の中に直接的にねじ込む様式の多数のアイ・スクリューがある。これらのネジ部材において、その目に相当する部分の構造は一般にキャップにより閉じられる前にロッド部材を内部に受容するように構成されている開口スロットまたはその他のロッド部材受容用の開口部分である。このキャップは慣用的なネジ付きの係止ナットとすることができ、特定の構成においては、ばち形のキャップ・セグメントでもよく、このキャップ・セグメントはロッド部材の中を摺動してこれに対して楔状に食い込むことによりこのロッド部材を係止すると共に上記の受容用スロットをその開口端部において閉鎖する。このようなアイ・スクリューは、その特定の構成において、上記の安定化用ロッド部材を把持することに加えてプレート部材を骨に固定するために使用できる。このように使用される場合に、プレート部材は係留用スクリューによる取り付け強度を高めてその応力を分配するように作用する。
【0004】
ロッド部材受容用ネジの変形の一例は米国特許第5,672,176号に開示されているようなモス・マイアミ(Moss-Miami)型多軸ネジである。この装置においては、ネジが球形のヘッド部を有している。円錐形状にテーパー状の内表面部を有するスロット付きロッド保持用キャップ構造が玉継手型ジョイントの様式で上記球形のヘッド部の外側に嵌合する。このロッド保持用のキャップ構造はその内部にネジが設けられていて、キャップが上方に移動してその円錐の斜面にヘッド部が押し当てられる際にその球形のネジ・ヘッド部の周囲に結合する全体的な構造部分を有する多数の成形したパッキング用または圧力支持用のインサート部分を備えている。このキャップは球形のヘッド部に結合する前に回転可能であり、その把持による連結により、ネジの軸回りにおける任意の回転角度にそのスロットを配向しながらロッド保持用の部材をボルト締めして固定できる。ロッド部材は保持用キャップ構造内のスロットの中に嵌合してネジ付きキャップの中にボルトを締め付けることにより固定される。この装置はネジのボール端部の周囲に内部的に配置されてキャップ上に延在するスエージ加工部分により保持されているパッキング用または圧力支持用の部材を伴って予備的に組み立てられた装置として形成される。その後、キャップをロッド部材に対して締め付けることにより、その円錐形の外側の保持用本体部分をボール部分に対して上方に引き上げられてスロットの配向がロッド部材の位置と共に固定される。
【0005】
下層の骨が十分な完全性を有している場合に、上記の個々のアイ・スクリューは一平面内におけるロッド部材の配向において相当の柔軟性を提供できる。さらに、多数本のネジにより固定される骨プレート部材が必要である場合には、上記のハームズ・プレートはケーブル、固定ロッド部材または減少用ロッド部材を接続するための異なる配向角度の組み合わせを有する一定範囲の把持点の移動位置を提供できる。しかしながら、これらのシステムはその利便性、またはその位置または配向の範囲、または適応可能な負荷の程度において、それぞれ固有の制限がある。さらに、種々のプレート部材、およびネジ・ヘッド部またはキャップ構造は特定の場所における効果的な係留処理または外科的な閉鎖処理に対してこれを妨げる要因となる嵩高い不規則な外形形状を有する場合が多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従って、角度調節可能な骨プレート/ロッド連結システムを提供することが要望されている。
【0007】
さらに、スロット付きプレート部材に沿って自由に配置可能な多軸式のロッド連結方法を提供することが要望されている。
【0008】
さらに、各構成部品が外科手術中に装置として備え付けられるように予備的に組み立て可能な多軸式のロッド連結方法を提供することが要望されている。
【0009】
さらに、改善されたアンカー・プレート構造を提供することが要望されている。
【0010】
さらに、脊椎を固着および固定するために効果的な脊椎固定用の機械的アンカー、ロッド部材およびケーブル処理による改善された方法を提供することが要望されている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の要望されている目的の1個以上がスロット付きボルト、当該ボルト上に嵌合しているロッド支持用のプラットホーム、および当該支持プラットホームにおけるスロットの中にロッド部材を固定するために締め付けられるナットを備えているロッド連結機構により構成されている本発明により達成できる。上記ボルトの基部はプレートまたはオフセット・タブにおけるスロットまたは深い座ぐり穴または通路の中において摺動できるように構成されていて、円形であってプレート部材内で自由に回転できるようになっており、上記支持プラットホームは上記ボルトの基部上に存在してこれらの間にプレート部材を挟んで把持固定する環状または厚いワッシャーの形態を有している。このワッシャーは上記ロッド部材が配置される円形の溝部を有する上面部、およびプレート部材内に延在してその開口部の壁部を支持する段付きのカラーを有する下面部を有している。プレート部材はボルトの基部と支持プラットホームとの間に挟まれて、応力を広い領域に分配すると共にロッド部材を支持するための強力な支持台を構成する。
【0012】
実施形態の一例において、上記支持プラットホームは横方向の開口部を有しており、これらの開口部はプラットホームにおける半径方向の内壁面に近接するが貫通しないように半径方向に延在することにより薄く形成された壁部部分を構成している。上記ボルトがプレート部材の中に配置され、プラットホームがその薄く形成された壁部部分においてボルトに対するスエージ加工部分を有していることにより、これらの間に骨プレート部材を捕捉して取り扱いおよび配備の際に便利な単一部材片の組立体が構成できる。このような構成において、上記ボルトは捕捉状態の組立体としての骨プレートの開口部の中において自由に移動できるので、全ての構成部品を一体に維持することにより外科手術中に装置の配備が容易に行なえる。上記のスエージ加工により、ボルトのスロット部の方向に沿う支持プラットホームにおける溝部の位置合わせが固定されるが、これら両方の部材片は自由に回転できるので、骨プレート部材の開口部がスロットである場合には、当該骨プレートのスロットに沿って移動できる。また、スエージ加工の代わりに、好ましい実施形態はボルト軸部および支持プラットホーム上に外周溝部およびこれに対応する隆起部を備えることにより取り扱い時および使用時にこれら2個の部品をスナップ・リングとして機能させて一体に保持するための一部材片型の組立体を実施している。使用時において、上記ロッド部材が上方に延在しているボルト・スロットの中に配置されると、慣用的な種類とすることが可能な係止用ナットまたはキャップがこのボルトにネジ係合する。このナットがロッド部材を支持プラットホームに対して押し出すことにより、支持プラットホームがさらに骨プレート部材を下方に押し下げるが、ナットがボルトを上方に引き上げると、ボルト基部のフランジ部がプレートの下部に対して押し出される。上記の支持プラットホームの下面部、ボルト・フランジ部のプレート対向面部、および/またはプレート部材の表面部を粗面処理またはザラザラ状に加工することにより、ロッド部材を位置決めしてナットを下方に締め付けた後の把持効果が高められ、ボルトの回転または横方向の移動に対する抵抗を高めることができる。
【0013】
後頭部固定用のプレート部材は中央部分に沿うアンカー・スクリュー用の穴を有するT字形またはY字形の形状、および当該プレート部材の各横方向のアーム部分または分岐部分に配置されているロッド把持用またはロッド・クランプ用のアンカー構造を有している。このY字形プレート部材の実施形態を逆向きにして、外部後頭隆起部(external occipital protuberance)の下方における頭蓋の正中線に沿ってプレート部材を取り付けてそのロッド把持用の構造部分を軟質組織の下方にさらに効果的に位置決めすることにより外科手術による傷部分の閉鎖処理を容易化できる。
【0014】
本発明による脊椎固定用のシステムおよび方法は後頭部プレート上および頸部および/または胸部の脊椎における1個以上の椎骨上に固定される固定用ロッド部材を提供し、当該ロッド部材に対してクランプ留めできるケーブル・コネクタにより固定される1本以上のケーブルを含む。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のロッド連結システム10の実施形態の一例の分解斜視図を示している図である。図示のように、この実施形態において、本発明はプレート部材2および当該プレート部材2の中に嵌合しているスロット付きボルト12を備えており、さらにボルト12上に嵌着しているロッド接触用支持プラットホーム22または支持カラー、およびボルトの端部上に嵌着してロッド部材を固定するナットまたはキャップ32を備えている。ロッド3は図示の便宜上仮想線で示している。プレート部材2における穴5は図示のように細長くて閉塞端部状のスロットのような単純な丸穴とすることができるが、ボルト12をプレート部材の長さに沿って種々の位置に移動できる従来技術において知られている種類の開口端部状のスロットにすることも可能である。さらに、上記プレート部材2は整形外科における固定処理において一般的に使用されている種々の形状の多数の形態における任意のものとすることができる。すなわち、上記プレート部材2は一般に平面状であり、片状部材のような形状、L字形、T字形、V字形、Y字形等の形状とすることができ、あるいは、ロッド部材3を把持するための軸ずれした、または平面から外れた位置においてボルト12を位置決めするために骨の固定位置から横方向に延出するように構成されている短いタブとすることができる。さらに、プレート部材12は湾曲状の骨の表面に適合するように平面から外れた折れ曲がった形状または湾曲した形状にすることも可能である。実施形態の一例において、この組立体は後頭部の骨固定用プレートの輪郭形状を有するプレート部材2と共に使用され、ボルト12は脊椎に対して平行に延在している2個の固定ロッド部材を固定するために中心線の両側に配置されている。例示的なT字形、Y字形および逆Y字形のプレート部材および設置方法を以下においてさらに説明する。
【0016】
図3に示すように、プレート部材2の穴またはスロット部5はさらに広い開口部5aに深座ぐり加工(counter-bored)またはフライス削り加工されていてスロット付きボルト12の基部13がこの中に嵌合するようになっており、そのスラスト面5bまでプレート部材2の下面部のレベルから凹んでいる。従って、開口部5は深座ぐり穴または細長い穴、あるいは幾つかの段付きの壁部を有するスロットとすることができる。さらに図1において示すように、ボルト12はその基部13から延出しているシャンク部14、および当該シャンク部14の上方に延出しているネジ付きの軸部15を有している。U字形スロット16がネジ付きの軸部15の長さ方向に沿って延在しており、好ましくは、シャンク部14の少なくとも一部分の中に延在している。さらに、図示の実施形態における基部13は概ね円板の形状または半径方向に対称であるので、ボルト12はプレート部材2における穴またはスロットの中において自由に完全に一回転できる。基部13は穴5よりも相当に広いために、ボルト12はプレート部材2から抜け出ない。
【0017】
プレート2の反対側において、支持プラットホーム22またはスラスト・カラーがボルト12におけるネジ付きの軸部15の周りに嵌着していて、その上面部27において形成されている浅い枠部または縦方向の溝部26(図3)を有している。使用時において、溝部26はボルト12のスロット部16に位置合わせされて、ロッド部材3を受容する軸受面または支持面を形成する。支持プラットホーム22はロッド部材3のための支持台として機能し、さらにボルト12の周りのカラーまたはスリーブとして機能する環状のワッシャーとして形成されている。それゆえ、この支持プラットホーム22はボルト12と共に穴あけしたプレート部材2を補強して、当該プレート部材2をボルト12の基部13とプラットホーム22自体との間に効果的に挟みこむように作用する。
【0018】
さらに、スロット部16の方向に対してこれを横切るボルト12の直径方向の平面においてみた場合の図3の断面図において示すように、上記の目的のために、プラットホーム22はプレート部材2の上部に支持される帯状部分24a内の外側周縁面部を有するワッシャー状の本体部分、およびプレート開口部5の中に延在していて当該プレート部材2の開口部5の中にカラーまたは補強用スリーブを形成している内側環状部分24bを有している。この実施形態において、図1において一方が見えている一対の半径方向に配向されている穴25がプラットホーム22の外周壁部からその半径方向における内表面部24cに近い深さまで内部に向かって延在している。図3において最良に示すように、これらの穴25がプレート部材2を基部13とプラットホーム22との間に捕捉しながら支持プラットホーム22における残りの薄い壁部の内側カラー部分をボルト12に対してスエージ加工処理することを可能にするためのアクセス・ホールとして作用することにより、この組立体全体は設置前の取り扱い中に各部品を損失することなく緩やかに一体保持された状態で自由に移動可能な単一装置を形成する。
【0019】
図1および図2に示す実施形態において、各構成部品はプラットホーム22がネジ付き部分15よりも下方のボルト12におけるシャンク部14およびスロット部26の軸に対して垂直な各位置においてスエージ加工できるような寸法をそれぞれ有している。この目的のために、横穴または凹部14aが上記の内壁部における変形したスエージ加工部分に対応する各位置においてシャンク部14にドリル加工またはその他の方法で形成されているのが好ましい。ボルト12の基部13と同様に、プラットホーム22は穴5から半径方向に外側に延出していて、ボルト12と共にスエージ加工される場合に、プレート部材2がこれらの間に捕捉されるが、ボルト12および支持プラットホーム22の組立体はボルト軸部の軸に対して垂直な平面内における任意の角度位置に単一の装置として自由に一体に回転できる。図示のように、ボルト12においてネジが設けられていないシャンク部分14はプレート部材2およびプラットホーム22の厚さにほぼ等しい長さだけ延出しており、軸部におけるネジ付きの部分15はナット32がロッド部材3およびボルト12の組立体を一体に把持できるのに十分な長さだけさらに延出している。
【0020】
図2はプレート部材2におけるプラットホーム22の支持位置を示している図であり、簡明化のためにボルト12を省いている。図示のように、支持プラットホーム22の厚さはプレート・アンカー領域の実質的な構造的補強部分を構成している。このプラットホーム部材22における溝部をその基部に向けて僅かに内側にテーパー状にすることにより、ロッド部材3をスロット部の中に挿入して下方に把持する際に、その支持用の溝部の側面に対して楔状に当接または嵌合してシステム全体に剛性が賦与できる。ボルト12の全長は上記のネジ付き部分15が例えば1センチメートル以下で僅かにプラットホーム22の上部から上方に延出してナット32に適合する程度であるのが好ましく、これにより、ナット32は設置される際にロッド部材およびプレート部材の上方に低い外形形状で存在し得る。
【0021】
図11(a)は本発明と共に使用するための後頭部固定用のプレート部材102の一例を示している図である。このプレート部材102は2個の穴105を有しており、各穴105はスロット付きのボルト組立体に適合し、このボルト組立体は本明細書における添付図面において示す各実施形態またはその等価物の任意のものとすることができる。図示のように、後頭部用プレート部材102において各穴105は横方向に細長くなっていて、ロッド部材、ケーブルまたはその他の固定連結部材を固定するために締め付ける前に横方向におけるボルト位置の調節を可能にしている。
【0022】
図11(b)および図11(c)は本発明と共に使用するための別の後頭部固定用のプレート部材102aの上方斜視図および上面図をそれぞれ示している図である。このプレート部材102aは上記プレート部材102と同様にT字形状であり、上記の穴105について既に説明したようにスロット付きのボルト・アンカー組立体に適合するようにT字形状部分の各アームにそれぞれ1個ずつ設けられている2個の穴105aを有している。すなわち、これらの穴105aは横方向に細長くなっていて、ロッド部材、ケーブルまたはその他の固定連結部材を固定するために下方に締め付ける前に横方向におけるボルト位置の調節を可能にしている。これらの面取処理した穴は骨ネジに対応する正中線に沿って延在しており、さらに1個の付加的な骨ネジ開口部がそれぞれの側のアームに設けられていて、プレート部材を後頭部に確実に固定できるようにしている。このプレート部材の各アームは湾曲していてもよく、あるいは、頭蓋に一致するためにT字形状の中心線に対して僅かに二面角を成して延出していてもよい。
【0023】
図15は使用時おけるT字形プレート部材の位置決め方法を示している図である。プレート部材の上面部における正中線切欠部分N(図11(c))が頭蓋の外部後頭隆起部Pよりも下方に位置合わせおよび位置決めされて、上部うなじ線に沿って位置合わせされる。このことにより、後頭部において太められた中心線に沿って骨ネジに対応する各開口部の位置決めが行なえるので、より強度の高いアンカー(係留部分)が確実に構成できる。
【0024】
従って、ボルトおよびスエージ加工した支持ワッシャー組立体がプレート部材を捕捉する上記の構成により、固定用ロッド部材を固定するための多様な角度において簡単に設置可能な一部材片型のプレートおよびアンカーの組立体が形成できる。加えて、本発明は別の実施形態を含む。図5(a)はこのような実施形態の一例であり、この場合に、アンカー・ボルト120は支持ワッシャー122を捕捉して一体の組立体を形成するように配置されている突出した周縁隆起部121により形成されている。この場合の支持ワッシャー122は隆起部121が嵌合することによりワッシャー122をボルトに係止してプレート部材2を捕捉するために対応する溝部または凹部123を有している。この溝付きの支持ワッシャー122は図1乃至図3において示したワッシャーよりも幾分低い外形形状を有している。さらに、最初に説明した実施形態の懸架状のスリーブ部分24bに対応する構造的部分を備える必要がない。しかしながら、このような構造的部分は支持ワッシャー122aの場合の図5(b)に示す中央カラーまたはスリーブ125として備えることも可能である。
【0025】
図6は本発明によるアンカー・ボルトおよび支持ワッシャー130,132の別の実施形態を示している図である。他の実施形態と同様に、これらの2個の部材片は互いに締め付け合って骨プレート部材を捕捉して非分離式で一体の組立体を構成し、この組立体は設置中に自由に操作可能であって、ボルトをロッド部材またはケーブル連結組立体上に下方に締め付ける前に、角度的に、および特定の実施形態においては線形的な位置について、スロット付きボルトを調節可能にする。図6の実施形態において、ボルト130は凹状の外周溝部131を有しており、支持ワッシャー132はこの溝部131にスナップ係合してこれら2個の部品を一体に維持する突出状の隆起部136による対応部分を有している。隆起部136は連続的な隆起部である必要はなく、1個または少数の小さい隆起部分または突出部分により構成することが可能であり、これらの部分は僅かな圧力で接触部分における剪断または亀裂を生じることなく溝部131の中において移動可能な大きさを有している。複数の(非連続的な)隆起部分を1個の(連続的な)隆起部の代わりに用いる場合は、溝部131もまた幾つかの分離した凹部に置き換えられ、この場合に、これらの凹部および隆起部分はボルト・スロットをロッド支持溝部に対して位置合わせするために選択される角度に位置決めできる。懸架状のカラー部分135は係合隆起部136または突出する複数の隆起部分がボルト・シャンク部におけるかなり低い位置で位置決めすることを可能にしているので、この装置はこれを取り付けるプレート部材よりも僅かに上方にだけ延出する全体的な外形形状を有する。
【0026】
図7(a)乃至図7(c)および図8(a)および図8(b)は本発明を実施するための整形外科手術用のアンカー・ボルト140および支持ワッシャー142の別の実施形態を示している図である。他の実施形態と同様に、このワッシャーはロッド部材またはケーブルを支持するために横切る方向の溝部または支持面を有しており、さらに下層の骨プレート部材に支持される概ね平坦なワッシャー状の本体部分を有している。図7(a)の実施形態において、ワッシャー142は半径方向に延在している空隙部分142aを有する分割型ワッシャーであるのが好ましく、この空隙部142aにより、ワッシャー142は柔軟に開口して、半径方向に内側に突出している歯部143がボルトにおいて対応する凹部140aに係合するように、ボルト140上に配置できる。図7(a)はワッシャーの上部平面図を示している図であり、図7(b)はワッシャー142aの直径面に沿って見た場合の垂直方向の断面図である。さらに、図7(c)は側面図であり、平坦なワッシャーの上面部および下面部を示している。図8(a)はボルトのスロット部の上方から軸方向に沿って見た場合のボルト140の端面図であり、符号A−Aにより示した点線は図8(b)における部分的に破断した部分の方向を示している。図8(b)において示すように、約1ミリメートルの深さの凹部140aが支持ワッシャーの突出している歯部143を捕捉するためにボルト・シャンク部に設けられている。
【0027】
図9(a)乃至図9(c)および図10(a)および図10(b)は本発明のアンカー・ボルト150およびワッシャー組立体152の別の実施形態を示している図である。これらの図面は図7(a)乃至図7(c)および図8(a)および図8(b)の各図面にそれぞれ対応しており、対応する各2個の図面の間において同様の形状部分は同様に示されている。しかしながら、この実施形態においては、ボルト150は当該ボルトのシャンク部分の上部近くにおいて半径方向に外側に延出しているキャッチ部(捕捉部分)または半径方向に突出している鋭い角度のエッジ部150aを備えている。この捕捉部分150aは支持ワッシャー152の上面部における半径方向に内側に向いているエッジ部152aを捕らえる。この目的のために、支持表面部におけるその半径方向に内側に向く領域が軸方向に僅かに凹んでいて、支持ワッシャー152における固定用のエッジ部152aがボルト150のシャンク部の高さまで下げられている。このために、組立体全体が低い外形形状を有することができる。また、上記の凹状の内側の段部は、このような構成にしない場合にタンブリング処理のような全体的な仕上げ処理により支持ワッシャーのバリ取りまたは仕上げを行なう際に傷ついて丸められるという不都合から固定用のエッジ部152aを保護している。
【0028】
それゆえ、上記のアンカー組立体はプレート部材を捕捉してアンカー・ボルト組立体を自由に配向するための多数の異なる可能なワッシャーまたはカラー状の支持要素により実施できる。プレート部材自体は椎骨プレート、フックまたはオフセット要素を含む種々の形態を採ることができ、1個以上のアンカー・ボルトにより1個の組立体を形成する後頭部用T字形プレートのような形状にすることも可能である。
【0029】
脊椎の配列、固定および融合を行なうための固定用ロッド部材を備え付ける場合に各ロッド部材自体およびロッド固定用ボルト組立体12,22,32が骨から上方に突出するので、外科的に傷ついた部分を閉鎖するために、周囲の軟質組織をこれらの突出している組立体の上から閉じて縫合する必要がある。それゆえ、かなり年配の患者および十分な弾性を失っている組織を有するその他の患者の場合に、この処理を行なうことが困難になる可能性がある。
【0030】
このような問題はY字形状の後頭部固定用プレートを備え付けることによる本発明の別の態様において対処でき、このプレート部材は、例えば、下部うなじ線よりも下方で、軟質組織が十分な厚さで移植した組立体の機械的構成部品上に良好に延伸および被覆可能な場所を含む頭蓋部分に、アンカー・ボルト12を逆向きの配向で締め付けて位置決めする。図12乃至図14はこのようなY字形の後頭部固定用プレート102bを示している図である。
【0031】
図12乃至図14に示すように、プレート部材102bはY字形状部分における第1の分岐アーム112および第2の分岐アーム114を有しており、これらは中央部分110の両側に延出していて、各アームが上記と同様にロッド・アンカー・ボルトを受容するように構成されている。好ましい構成および使用方法の一例において、Y字形プレート部材102bの中央部分110は短い中央の胴体部分を形成しており、プレート部材102bは図16に示すように逆向きの配向で配置された状態で固定されていて、Y字形の各アーム部分が逆Y字形の状態で下方に胴体部分から延出している。この中央の胴体部分は外部後頭隆起部Pに向けて正中線に沿って上方に延出している。外部後頭隆起部および大後頭孔の後縁部分は後頭部における正中線の案内部分として使用でき、上記の逆Y字形プレートはこれら二つの標識間の中央部分における外部後頭隆起部の一般に約1センチメートル乃至1.5センチメートル下方に位置決めされる。このことにより、図15に示すように配置したT字形プレート部材の場合よりも数センチメートル以上ロッド・アンカー・ボルトの位置を低くできる。この状態で設置すれば、軟質層の厚さが大きいほど、アンカー・ボルトがさらに信頼性高く支持されるようになり、特に頭蓋上部の皮膚および軟質組織がほとんど無く極めて弾性に乏しい衰弱したまたはかなり年配の患者の場合において、外科手術により生じた傷の閉鎖が容易になる。
【0032】
以上により、本発明による外科固定用の種々のアンカー・プレートおよびアンカー・ボルトの構造の多数の例示的な実施形態の説明を終わる。上記において示したように、当該技術分野における通常の熟練者であれば、上記と同様の形状を有するプレート部材が同様に使用可能であることが容易に理解できる。例えば、後頭隆起部から垂直にずれている適当な位置においてロッド・アンカー・ボルト用の横方向にずれた位置を設けるためにV字形、U字形、または回転したC字形の形状を有することを特徴とするプレート部材も使用可能である。
【0033】
特別に図示しないが、上記のプレート部材における穴5は円形または細長い穴とすることができ、開口端部状または閉鎖端部状とすることができる。後者の3種類の形態の場合に、ボルト12はその軸の回りに完全に回転可能であることに加えて、締め付けられる前にスロット部に沿う任意の線形位置に摺動可能である。ボルトの基部における上面部13a(図1)および支持プラットホーム(図3)における下面部24aに歯部、刻み処理、粗面化処理、またはその他の表面模様付け処理を施すことにより、これらの面部が締め付け時においてプレート部材を把持してボルトの回転または位置ずれを阻止するようにできる。あるいは、または、さらに、プレート部材において対応する接触領域が上記のような把持用の表面模様または表面仕上げを有することも可能である。加えて、上記のプレート構成部品は本発明の1個以上のボルト/カラー組立体を受容するための複数の開口部、溝部または通路を有することが可能であり、さらに、一定の位置選択範囲を設けるために異なる方向に延在している幾つかの溝部を有することができる。また、上記のボルトおよび支持プレート部材は、各図面において示した構成の変形において、戻り止めまたは締り嵌めの様式で互いに固定し合うことも可能である。
【0034】
上記の後頭部用プレート部材は、一定の直径を有しているか、または長さ方向に沿う異なる位置において異なる直径を有する固定用ロッド(例えば、胸部椎骨において4ミリメートルから頸部/頭部領域において3ミリメートルまで遷移している多数のまたは段階状の直径を有する遷移形ロッド部材(transition rods))と共に使用できる。上部脊椎を固定して融合のために圧縮力を解除または椎骨を安定化するために、本発明のシステムはさらに1本以上のケーブル(例えば、頸椎骨を支持するための下層ケーブル(sublaminar cables))を使用することができ、これらのケーブルは遷移形ロッド部材を脊椎に固定するために各ロッド部材の間に備えられる。
【0035】
本発明の態様の一例によれば、本出願人は固定用ロッド部材上にクランプ留めして剛体であるが選択的に配置できるケーブル・アンカーを形成するように構成されている図18に示すようなケーブル・コネクタ機構200を有する新規なケーブル・システムを提供する。このケーブル・コネクタ200は固定用ロッド部材(図1、図19)上に嵌合するように寸法付けられている通路210、およびロッド3を締め付けてクランプ留めすることによりコネクタ200をロッド部材上の所望の固定位置に固定するための固定ネジ205を有している。図示のように、通路210は一端部において開口しており、ロッド部材が通路210の床の輪郭部分に支持されるようにその輪郭に丸みが付けられている。これにより、固定ネジ205を締め付けると、本体部分における起立壁部または段付き部分Sがロッド部材のあらゆる横方向の移動を阻止する。さらに、ケーブル・コネクタ200は通路を設けた本体部分から延出している横方向のフランジ208を有しており、このフランジ208にはケーブルを固定するためのアイレット、または穴またはボルト穴206が設けられている。
【0036】
上記のような構成を伴って、T字形、Y字形または逆Y字形のプレート部材102aまたは102bのような後頭部用プレート部材が備えられ、幾つかの椎骨アンカー・ネジが配置され、ロッド部材3が後頭部用プレート部材のスロット付きアンカーの間に位置合わせされて嵌合し、さらにアンカー・ネジが椎骨に取り付けられる。加えて、1本以上のケーブル・コネクタ200がロッド部材上に嵌合し、ケーブルが1個以上の椎骨に通されて引っ張られて各コネクタに締め付けられることにより、ロッド部材が頸部脊椎に固定されて、特定の椎骨が結合および支持される。各コネクタ200は対応する椎骨の高さにおいて各ケーブルに対して固定された係留点を与えるので、さらに確実な固定が行なえる。特に、これらのコネクタ200は支持されている椎骨が大幅に移動できない程度の比較的短い長さをケーブルが有するように、且つ、ケーブル自体が垂直方向に自由に移動しないように締め付けを行なう。図17はソンガー・ケーブル(Songer cables)の下層ネジ留め処理を示しており、好ましくは、この処理は以下に説明するロッド部材3a,3bの設置の前に支持するための各椎骨において行なわれる。
【0037】
上記の固定システムは以下のように設置する。頸部(またはその他の)椎骨の固定にケーブルを使用する場合は、各ケーブルを先ず融合させる全ての高さにおいて挿入する。望ましくは、チタン製の二重ケーブルを先導体(leader)として使用することにより、2本のケーブルを1個の下層通路により各椎骨の高さにおいて同時に供給できる。ソンガー・ケーブルの場合は、特異的な解剖学的構造に対して一致するC字形の形状に二重ケーブルの先導体の外形を調整することにより上記の処理を行なうことができる。尾骨側から先に、外形を調整した先導体を下方から、関連する層の下部およびその周囲に導入する。上側に先導体が現れた時点で、その先導体をゴム被覆した鉗子または太針フックで掴んで上方に引っ張ることによりケーブルの張力を保つ。このことにより下層の硬膜に対する接触を最少にできる。その後、先導体を切断して、各ケーブルを横方向に分離してゴム被覆した鉗子を用いて傷の両側にクランプ留めする。この処理を融合する全ての高さにおいて連続的に繰り返すことにより、一組のケーブルセグメント230が図17に示すように構成できる。各セグメントを(a)乃至(h)でラベル化して各ケーブルにおける左側および右側をさらに明瞭に示した。
【0038】
その後、2個のロッド部材3a,3bの外形を調整して、必要に応じて切断することにより解剖学的構造への正確な適合を確実にして、それぞれの上端部および下端部を後頭部用プレート部材における各アンカー・ボルトおよび椎骨アンカー・スクリューの中にそれぞれ二方向に捕捉する。各ケーブルを正確に配置した後に、スロット付きアンカー・ボルトの最後の締め付けを行なう。
【0039】
各ロッド部材を緩く固定してから、各高さにおける下方のケーブル端部を各ロッド部材の外側に配置する。最も先端側のケーブルから先に、その先導された端部をケーブル・コネクタ200のアイレット206の中に通し、さらにケーブル・アイレット(ケーブルのループ状端部の周囲にフェルールをけん縮することにより形成されている)を通して、最後にその側面上にひだ状に覆う。その後、コネクタ200をロッド部材3aまたはロッド部材3b上に配置して、固定ネジ205を締め付けることにより緩く固定する。1個のケーブル・コネクタが各ケーブルに対応している場合に、この処理を繰り返して、コネクタをそれぞれの高さにおけるロッド部材の1個ずつに対して緩く固定する。その後、各ケーブルに張力をかけてけん縮することにより、ケーブル・コネクタ200を各ロッド部材上にそれぞれ締め付ける。次に、アンカー・ボルト内の各固定用ロッド部材の最終的な締め付けを行なう。図19は上記の方法で2本の頸椎骨ケーブルを備えているモデルとしての脊椎を示している。
【0040】
図20はケーブル・コネクタ200に対するケーブルの取り付け方法を詳細に示している拡大した線図である。図示のように、ケーブル300はケーブル・コネクタ200のアイレット206の中に挿入されているその先導体端部301を有している。別のケーブル310(または特定の方法による同一ケーブルの別の端部)のケーブル・アイレットまたは端部ループ311が先導体301の周囲に延在していてコネクタ200の表面に対して下方に嵌め合わされていおり、トップ−ハット状のけん縮端部305が先導体端部301を固定するために用いられている。このけん縮端部305はつば部分306を有しており、このつば部分306はケーブル・アイレット311のループ状開口部よりも大きく、コネクタ・アイレット206よりも大きい直径を有している。さらに、このけん縮端部は円筒形の本体部分307を有しており、この本体部分307の中に先導体301が嵌合している。この本体部分307は、2個の端部301,311がコネクタ200において位置決めされた段階において、けん縮されて緩く固定されるので、これら両方のケーブル端部はコネクタに捕捉される。既に説明したように、上記のケーブル・コネクタ組立体はケーブル、その次に各ロッド部材、その次にケーブル・コネクタが位置決めされる多段階の処理中に固定用ロッド部材3a,3bの一方に取り付けられる。その後、各ケーブルおよび構成部品の位置決め、取り付け、および予備的な締め付け処理の後に最終的な張力賦与を行なうために、トップ−ハット状の端部305の本体部分307がケーブルの先導体端部301を強くけん縮した状態で、張力賦与器具(図示せず)が先導体301を引っ張る(例えば、先導体を把持して端部に対して押し出す)ことにより各ケーブルに張力が加えられる。各ループ311は(例えば、図17において示すような各ケーブルを1本は直線状に、他の1本はループ状の端部を有して使用前に送り出すことにより)形成可能であり、あるいは、これらのループはケーブル310およびケーブル・アイレット311を形成するためのループ状の戻り端部310aの上にスリーブまたはフェルールをけん縮することにより上記の処理中に形成できる。
【0041】
悪影響を受けている椎骨内においてアンカー・スクリューを使用しない別の支持手段が必要とされる場合に、椎骨に対してロッド部材を固定するためのケーブルの使用が一般に許容されている実施方法として既に知られていることが理解されると考える。しかしながら、椎骨の周囲に下層ケーブルを通す代わりに、固定用ロッド部材に対して直接的にクランプ留めするために頸椎骨内に比較的小さいアンカー・スクリューを配置することも可能である。この場合に、標準的なモス−マイアミ型ネジに対して全体的構造が類似している、いわゆるミニ−多軸型ネジ(mini-polyaxial screw)(Depuy Acromed社、部品番号1746−07−408乃至−450または1746−07−508乃至−550)を適当な固定用ロッド組立体と共に使用することができる。
【0042】
本発明のアンカー・プレートは後頭部固定用組立体において特に有用であり、この場合に、そのプレート部分は後頭部に対して安定に支持できるような形状に形成されている。一定の移動またはずれを可能にしながらスロット付きのロッド・アンカー・ボルトを適宜に完全に回転できる能力は、遷移形ロッド部材における位置合わせずれを最少にして、アンカー・スクリューへの不要な引出し力を供給することが回避できる点で極めて有用である。しかしながら、本発明の構成は上記組立体におけるプレート部分が、図4に示すようなオフセット・タブ式の実施形態、短い椎骨プレート、および特定用途に対して適応可能である別の形状を含む種々の長さまたは形状に構成されている多様な別の実施形態においても有用である。
【0043】
本明細書において記載する後頭部用プレートの種々の実施形態において、そのプレート部材自体は後頭部の正中線に沿う頭蓋部分に係留されるように構成されており、この場合に骨は比較的厚く、上記の係留処理、およびアンカー・スクリューに隣接する後頭部用プレートにおける分岐部分またはアーム部分に沿って固定用ロッド部材を固定するための強度の高い基板として作用する。望ましくは、逆Y字形プレートの実施形態はうなじ線の下方にロッド固定用のスロット付きボルトまたはキャップを配置した場合に、十分または比較的厚い軟質組織の存在により、過剰な組織の延伸または応力を必要とせずに傷の部分の閉鎖を確実に行なうことができる。さらに、本発明はV字形またはその他の形状のプレート部材によりこのような効果を達成することもできる。
【0044】
以上において、本発明を図示し、開示し且つ詳細に説明したので、当該技術分野における熟練者においては本発明のさらに別の変形および変更が可能になるが、これら全ての変形および変更は特許請求の範囲およびその実施形態およびこれらの等価物により定められる本発明の範囲内に含まれると考えるべきである。
【0045】
本発明の実施態様は以下の通りである。
(実施態様A)
脊椎固定用のアンカー組立体において、
外部後頭隆起部の下方における頭蓋の中央部分に係留するように構成されていて、両側に延出する第1のアーム部分および第2のアーム部分を有しているアンカー・プレートと、固定部材を捕捉して把持するように構成されているスロット部を有する少なくとも1個のボルトを備えており、当該ボルトが前記アームに固定されて前記アンカー・プレートと共に一部材片として設置するための一体で非分離型の組立体を形成し、前記ボルトが固定部材を受容して位置決めするための把持動作を行なう前に自由に回転可能であるアンカー組立体。
(1)前記アンカー・プレートが中央胴体部分および一対の角度付けしたアーム部分を有するY字形プレートであり、前記ボルトが当該アーム部分の1個に固定される実施態様Aに記載のアンカー組立体。
(2)前記ボルトが各アーム部分に固定される実施態様(1)に記載のアンカー組立体。
(3)前記プレートが細長い穴を有しており、当該穴を通して前記ボルトがその一方の側から他方の側に嵌合して、当該ボルトが把持動作を行なう前に前記細長い穴の長さ方向に沿って調節可能に位置決めできる実施態様Aに記載のアンカー組立体。
(4)前記穴が前記アーム部分の長手方向の軸に沿って延在している実施態様(3)に記載のアンカー組立体。
(5)前記ボルトが当該ボルトの周囲に嵌着するように構成されていて前記ボルトのスロット部に対して位置合わせ可能な支持表面部を有する支持プラットホームにより前記アンカー・プレートに固定され、前記スロット部の角度的配向を決めるために前記ボルトが前記プレートの中で移動可能な状態において、前記ボルトおよび支持プラットホームが一体になって前記プレートをその間に捕捉することにより一体の組立体を形成する実施態様Aに記載のアンカー組立体。
【0046】
(6)前記支持プラットホームが前記アンカー・プレート内の穴の中に嵌合するスリーブ部分を有している実施態様(5)に記載のアンカー組立体。
(7)前記ボルトが上面部を有する基部を有しており、当該上面部の少なくとも一部分および前記支持プラットホームの下面部に、前記ボルトに張力を加えた時に前記アンカー・プレートに対する移動を阻止するための表面模様が備えられている実施態様(5)に記載のアンカー組立体。
(8)前記支持プラットホームのスリーブ部分が前記アンカー・プレートの中に部分的に延在している実施態様(6)に記載のアンカー組立体。
(9)前記アンカー・プレートが段付きのスロット部を有しており、当該スロット部に沿って前記ボルトが固定用ロッド部材を受容するために位置合わせされる位置まで摺動する実施態様(1)に記載のアンカー組立体。
(10)前記支持プラットホームが前記固定部材を支持するための支持面部、および前記ボルトを捕捉するための捕捉部または戻り止め部分を有する分割ワッシャ−である実施態様(5)に記載のアンカー組立体。
【0047】
(実施態様B)
脊椎固定用のシステムにおいて、
内部に配置した少なくとも1個のアンカー・スクリュー用の穴および内部に配置した少なくとも1個のボルト受容用の穴を有する後頭部用プレートの形態の第1のアンカー構成要素と、
前記第1のアンカー構成要素におけるボルト受容用の穴の中に支持されるように構成されている少なくとも1個のアンカー・ボルトを備えており、当該アンカー・ボルトがその一部分の中を横切る方向に延在しているスロット部を有しており、さらに、
前記スロット部の中に把持される基端側の端部部分を有していて、椎骨に対して係留される先端側の端部部分を有している連結部材と、
前記連結部材に対してその基端側の端部部分と先端側の端部部分との間の選択された位置に固定される少なくとも1個のケーブル・コネクタを備えており、
前記ケーブル・コネクタが前記選択された位置において脊椎固定用ケーブルを固定するための接続点を形成するアイレットを有している脊椎固定用システム。
(11)前記後頭部用プレートがT字形プレートである実施態様Bに記載の脊椎固定用システム。
(12)前記後頭部用プレートがY字形プレートである実施態様Bに記載の脊椎固定用システム。
(13)前記Y字形プレートが逆Y字形の配向で取り付けられるように構成されている実施態様(12)に記載の脊椎固定用システム。
(実施態様C)
ケーブル・コネクタにおいて、
内部に延在する概ね細長い形状であって固定用ロッド部材を受容する寸法を有している通路を有する本体部分を備えており、当該通路が、前記固定用ロッド部材が少なくとも部分的に係留されている状態で、選択された位置において当該ロッド部材上における一側面部から前記本体部分を配置可能にするように開口している側面部分を有しており、さらに、
前記本体部分がケーブルを受容するように構成されているアイレット部分を有しており、さらに、
前記通路に近接して前記本体部分の中に嵌合するクランプ・スクリューを備えており、当該クランプ・スクリューが前記固定用ロッド部材を係止して当該ロッド部材上にケーブル・コネクタの位置を固定し、
これにより、前記アイレットが前記選択された位置にケーブルを固定するケーブル・コネクタ。
【0048】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、角度調節可能な骨プレート/ロッド連結システムが提供できる。さらに、スロット付きプレート部材に沿って自由に配置可能な多軸式のロッド連結方法が提供できる。さらに、各構成部品が外科手術中に装置として備え付けられるように予備的に組み立て可能な多軸式のロッド連結方法が提供できる。さらに、改善されたアンカー・プレート構造が提供できる。さらに、脊椎を固着および固定するために効果的な脊椎固定用の機械的アンカー、ロッド部材およびケーブル処理による改善された方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロッド連結システムの分解斜視図である。
【図2】プレート上に支持されている図1の実施形態の構成要素を示す斜視図である。
【図3】図1のシステムの断面図である。
【図4】オフセット・タブを示す斜視図である。
【図5】(a)は本発明によるアンカー・ボルトおよび支持ワッシャーの別の実施形態を示す斜視図であり、(b)は支持ワッシャーの別の実施形態を示す部分的概略図である。
【図6】本発明によるアンカー・ボルトおよび支持ワッシャーの別の実施形態を示す斜視図である。
【図7】(a)乃至(c)は本発明を実施するための支持ワッシャーの別の実施形態を示す概略図である。
【図8】(a)および(b)は図7(a)乃至図7(c)の支持ワッシャーの実施形態と共に使用するための本発明のアンカー・ボルトを示す概略図である。
【図9】(a)乃至(c)は本発明の支持ワッシャー組立体の別の実施形態を示す概略図である。
【図10】(a)および(b)は図9(a)乃至図9(c)の支持ワッシャー組立体と共に使用するためのアンカー・ボルトの実施形態を示す概略図である。
【図11】(a)乃至(c)は本発明の組立体において使用するための後頭部固定用プレート部材を示している概略図である。
【図12】別の後頭部固定用プレート部材を示す概略図である。
【図13】別の後頭部固定用プレート部材を示す概略図である。
【図14】別の後頭部固定用プレート部材を示す概略図である。
【図15】図11(a)および図12乃至図14の後頭部用プレート部材の位置決め方法を示す概略図である。
【図16】図11(a)および図12乃至図14の後頭部用プレート部材の位置決め方法を示す概略図である。
【図17】本発明の実施形態の一例によるケーブル・レイアウトを示す概略図である。
【図18】ケーブル・コネクタおよび本発明のシステムによる脊椎固定の方法における当該ケーブル・コネクタの使用方法を示す概略図である。
【図19】ケーブル・コネクタおよび本発明のシステムによる脊椎固定の方法における当該ケーブル・コネクタの使用方法を示す概略図である。
【図20】ケーブル・コネクタおよび本発明のシステムによる脊椎固定の方法における当該ケーブル・コネクタの使用方法を示す概略図である。
【符号の説明】
2 プレート部材
3 ロッド部材
5 穴
10 ロッド連結システム10
12 スロット付きボルト
13 ボルトの基部
22 プラットホーム22
Claims (12)
- 脊椎固定用のアンカー組立体において、
外部後頭隆起部の下方における頭蓋の中央部分に係留するように構成されていて、両側に延出する第1のアーム部分および第2のアーム部分を有しているアンカー・プレートと、固定部材を捕捉して把持するように構成されているスロット部を有する少なくとも1個のボルトを備えており、当該ボルトが前記アームに固定されて前記アンカー・プレートと共に一部材片として設置するための一体で非分離型の組立体を形成し、前記ボルトが固定部材を受容して位置決めするための把持動作を行なう前に自由に回転可能であり、
前記ボルトが当該ボルトの周囲に嵌着するように構成されていて前記ボルトのスロット部に対して位置合わせ可能な支持表面部を有する支持プラットホームにより前記アンカー・プレートに固定され、
前記ボルトおよび支持プラットホームがこれらの間に前記アンカー・プレートを捕捉して、前記ボルトおよび支持プラットホームが前記アンカー・プレートに接触している状態において、前記ボルトの前記スロット部および前記支持プラットホームの前記支持表面部の角度的配向を決めるために、前記ボルトが前記アンカー・プレートの中で移動可能であると共に、前記支持プラットホームが前記アンカー・プレートに対し移動可能である、アンカー組立体。 - 前記アンカー・プレートが中央胴体部分および一対の角度付けしたアーム部分を有するY字形プレートであり、前記ボルトが当該アーム部分の1個に固定される請求項1に記載のアンカー組立体。
- 前記ボルトが各アーム部分に固定される請求項2に記載のアンカー組立体。
- 前記アンカー・プレートが細長い穴を有しており、当該穴を通して前記ボルトがその一方の側から他方の側に嵌合して、当該ボルトが把持動作を行なう前に前記細長い穴の長さ方向に沿って調節可能に位置決めできる請求項1に記載のアンカー組立体。
- 前記穴が前記アーム部分の長手方向の軸に沿って延在している請求項4に記載のアンカー組立体。
- 前記支持プラットホームが前記アンカー・プレート内の穴の中に嵌合するスリーブ部分を有している請求項1に記載のアンカー組立体。
- 前記ボルトが上面部を有する基部を有しており、当該上面部の少なくとも一部分および前記支持プラットホームの下面部に、前記ボルトに張力を加えた時に前記アンカー・プレートに対する移動を阻止するための表面模様が備えられている請求項1に記載のアンカー組立体。
- 前記支持プラットホームのスリーブ部分が前記アンカー・プレートの中に部分的に延在している請求項6に記載のアンカー組立体。
- 前記アンカー・プレートが段付きのスロット部を有しており、当該スロット部に沿って前記ボルトが固定用ロッド部材を受容するために位置合わせされる位置まで摺動する請求項2に記載のアンカー組立体。
- 前記支持プラットホームが前記固定部材を支持するための支持面部、および前記ボルトを捕捉するための捕捉部または戻り止め部分を有する分割ワッシャ−である請求項1に記載のアンカー組立体。
- 脊椎固定用のシステムにおいて、
請求項1〜10の何れか1つに記載のアンカー組立体と、
前記スロット部の中に把持される基端側の端部部分を有していて、椎骨に対して係留される先端側の端部部分を有している前記固定部材と、
前記固定部材に対してその基端側の端部部分と先端側の端部部分との間の選択された位置に固定される少なくとも1個のケーブル・コネクタを備えており、
前記ケーブル・コネクタが前記選択された位置において脊椎固定用ケーブルを固定するための接続点を形成するアイレットを有している脊椎固定用システム。 - 前記ケーブル・コネクタは、内部に延在する概ね細長い形状であって前記固定部材を受容する寸法を有している通路を有する本体部分を備えており、
当該通路が、前記固定部材が少なくとも部分的に係留されている状態で、選択された位置において当該固定部材上における一側面部から前記本体部分を配置可能にするように開口している側面部分を有しており、さらに、
前記本体部分が前記ケーブルを受容するように構成されている前記アイレットを有しており、さらに、
前記通路に近接して前記本体部分の中に嵌合するクランプ・スクリューを備えており、当該クランプ・スクリューが前記固定部材を係止して当該固定部材上に前記ケーブル・コネクタの位置を固定し、
これにより、前記アイレットが前記選択された位置に前記ケーブルを固定する、請求項11に記載の脊椎固定用のシステム。
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