TWI395570B - 骨骼固定裝置 - Google Patents

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TWI395570B
TWI395570B TW095115122A TW95115122A TWI395570B TW I395570 B TWI395570 B TW I395570B TW 095115122 A TW095115122 A TW 095115122A TW 95115122 A TW95115122 A TW 95115122A TW I395570 B TWI395570 B TW I395570B
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James Hearn
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Description

骨骼固定裝置
本發明係關於一種由整形外科醫生建構之骨骼固定框架，且詳言之，係關於用於一種在骨骼固定框架中嚙合骨骼固定元件之裝置。
外科醫生可建構骨骼固定框架以支撐骨折對側之骨骼。該框架可包括延伸進入或穿過骨骼之接骨螺釘及銷釘。可將螺釘及銷釘夾緊於相互連接且保持於其相對各自之位置的桿條上。一些螺釘、銷釘及桿條可成直角夾緊在一起，但框架組態可能需要由外科醫生在建構框架時設定的不同角度。因此，一些骨骼固定夾鉗經鉸接以便對框架之互連部分提供一定範圍之角度位置。
本發明提供一種用於在骨骼固定框架中嚙合骨骼固定元件之裝置。該裝置可包括第一及第二夾鉗結構，其可經組態成分別嚙合第一及第二骨骼固定元件。該第一夾鉗結構可具有第一球形輪廓承載面。該第二夾鉗結構可具有第二球形輪廓承載面，其可經固定與該第一承載面滑動接觸。而且，該裝置可包括一扣緊元件(例如，螺栓或連接物)，其具有一第三球形輪廓承載面，該承載面可經固定與第二夾鉗結構中之第四球形輪廓承載面滑動接觸。該裝置可進一步包括一彈簧加壓機構，其可操作於施加一彈簧力以促使該等承載面保持在一起以抵抗該等夾鉗結構相對彼此之樞轉運動。
在一實施例中，彈簧加壓機構可操作於改變所施加之彈簧力。在另一實施例中，在第一條件下彈簧加壓機構可操作於僅施加彈簧力促使承載面保持在一起，且在第二條件下可操作於施加彈簧力及額外之力促使承載面保持在一起，從而將第一與第二夾鉗結構相對彼此固定。當較佳機構自第一條件轉向第二條件時，彈簧力增加。
本發明亦提供一種在骨骼固定框架中使用的骨骼固定元件之總成。該總成可包括複數個骨骼固定元件及一連接器件，該器件可將骨骼固定元件永久相對彼此不可移動地相互連接。
圖1中展示之器件10係用於在骨骼固定框架中支撐骨骼固定元件12(在圖1中以虛線展示)之鉸接夾鉗總成。該框架可用於將包括(例如)腕、手、足、頜、椎骨、肋骨、手臂、腿及/或長骨中之骨骼斷片相對彼此固定。固定元件12(部分展示)可為已知之物件，例如接骨螺釘、接骨銷釘、接骨鋼絲、桿條、桿及/或環。外科醫生可使用夾鉗總成10藉由使固定元件12相互連接而組裝骨骼固定框架。夾鉗總成10之鉸接可提供廣範圍之角度組態，其中固定元件12可在框架中相互連接。
如圖1及2中所示，夾鉗總成10可包括可嚙合固定元件12之第一及第二夾鉗結構20及22。然而，應瞭解一般熟習此項技術者將認識到對於本發明之各種元件可作出許多更改及替代。
例如，可設定夾鉗結構20及22之大小以用於腕固定框架中，且每一夾鉗結構20及22可為整體部件，其可由(例如)鑄造金屬材料或由可機械加工或鍛造成形之棒材之單體組成。或者，夾鉗結構20及22可由兩個或兩個以上藉由(例如)焊接、黏著劑、壓配、軟焊或藉由使用銷釘、螺紋或以上方式之某些組合而連接在一起的零件構成。如圖3－7中獨立所示，第一夾鉗結構20大體上可為矩形體，其具有大體上平坦之正面24、大體上平坦之背面26及一對大體上平坦之相對側面28及30。該矩形形狀可具有圓形的圓周角及邊緣，且可在相對端面32及34向正側面24匯合處成錐形漸縮狀。然而，應瞭解可使用任何其他形狀(例如，正方形、其他多邊形或複雜或不規則的形狀)。
如圖5中所示，一對螺紋擴孔40可延伸至第一夾鉗結構20中。擴孔40在結構上可彼此類似或相同且皆可分別沿著各自的軸線41自背面26向內延伸。擴孔40之軸線41可相互平行、垂直或成斜角。一對鏜孔44可穿過第一夾鉗結構20在相對側面28與30之間延伸。鏜孔44在結構上可彼此類似或相同。每一鏜孔44皆可以軸線45為中心，該軸線與相應擴孔40的軸線41相交且可成一定角度(例如，垂直)以使得每一鏜孔44皆可與擴孔40相交及連通。鏜孔44的軸線45可相互平行、垂直或成斜角。而且，每一鏜孔44可經組態成容納骨骼固定元件12，該元件可穿過第一夾鉗結構20沿著軸線45延伸。鏜孔44可為任何形狀，包括圓形、橢圓形、正方形、矩形或其他多邊形。熟習此項技術者應瞭解只要鏜孔44可容納固定元件12，則可使用任何形狀。在一實施例中，鏜孔44可具有圓形形狀，其中鏜孔44可具有在(例如)約1 mm與約8 mm之間的直徑，更佳在約1.25 mm與約6.5 mm之間，且最佳在約3.5 mm與約5.5 mm之間。每一鏜孔44亦可經組態成使得可藉由一對安裝於擴孔40中的固定螺釘48中之一者(圖1及2)將固定元件12牢固地固定在適當位置(例如，可防止其沿著軸線45在軸向上移動)。較佳地，固定螺釘48上的螺紋可在其內端48a處變形以防止固定螺釘48自夾鉗結構20移除。此變形可藉由將固定螺釘48擰入擴孔40中直至穿過鏜孔44可接觸螺釘48的內端48a來達成。可穿過鏜孔44插入一工具且可使用該工具使螺釘48的內端48a變形以防止螺釘48自擴孔40移除。可使用其他保持螺釘48耦接至夾鉗結構20的方法。此外，固定螺釘48可具有嚙合表面49，其可用於擰松及/或擰緊擴孔40中的固定螺釘48(例如，外科醫生可用他/她的手指及/或工具抓緊嚙合表面49以旋轉固定螺釘48)。舉例而言，嚙合表面49可採用具有用於與工具嚙合的表面的六邊形之形式。然而，應注意本發明涵蓋可將固定元件12固定至第一夾鉗結構20或將其固定在鏜孔44中的任何結構或機構。
該第一夾鉗結構20可進一步具有一中心鏜孔50。中心鏜孔50可在正面24與背面26之間延伸，且可具有一中心軸線51，該軸線可與擴孔40的軸線41平行或成一定角度。中心鏜孔50的承窩部分54可由承載面56來界定，該承載面可自正面24凹進且具有凹陷以軸線51為中心或偏離軸線51的球形輪廓。中心鏜孔50的後面部分58可部分由可自背面26軸向向內延伸的圓柱表面60來界定，且部分由圓柱表面60之內端處的環形台肩表面62來界定。
如圖8及9中獨立所示，第二夾鉗結構22大體上可為具有縱向中心軸線81的伸長管狀體。內表面82可界定穿過第二夾鉗結構22，在其相對末端86與88之間軸向延伸的通道84。內表面82的第一末端部分90可界定自第一末端86軸向向內延伸的螺紋。內表面82的主要部分94可為圓柱形。相鄰部分96可自圓柱部分94向第二末端88徑向向內呈錐形漸縮狀。錐形漸縮狀內表面部分96可經組態成具有凹陷球形輪廓的承載面，該球形輪廓可以軸線81為中心或偏離軸線81。然而，應注意可將承載面96組態為非凹面之其他形狀，只要承載面96可嚙合連接物(例如螺栓128)的承載面(例如表面134)。內表面82的第二末端部分98可具有自承載面96至第二末端88軸向及徑向地向外延伸的圓錐輪廓。
第二夾鉗結構22可具有一對內表面100，其可界定相應的一對孔102。在一實施例中，孔102可連接以使孔102可形成穿過第二夾鉗結構22之槽道的一部分。孔102可與螺紋90間隔一段距離，且可以軸線103為中心，該軸線相對於縱向軸線81可成一定角度(例如，垂直)。孔102可與通道84連通並相交。此組態可提供一通道，穿過該通道圖1之固定元件12可延伸穿過第二夾鉗結構22。可設定孔102之大小以容納固定元件12，其可具有(例如)在約1 mm與約20 mm之間的尺寸，更佳在約2.5 mm與約11.5 mm之間且最佳在約3.5 mm與約6.5 mm之間。
在縱向通道84中可容納固定螺釘110(圖1及2)以在孔102中牢固地保持固定元件12。在一實施例中，(例如)如圖10中所示，固定元件12具有小於孔102的尺寸，其中固定螺釘110的端面112可將固定元件12壓在孔102的每一內表面100的表面上(例如拐角部分114)。此構造可提供與固定元件12的夾緊接觸，該固定元件位於圍繞軸線103相間隔的複數個位置上。舉例而言，如圖10中所示，可設定孔102之大小並將其組態使得固定元件12可具有與兩個拐角部分114及固定螺釘110的端面112相抵的三個接觸點。較佳地，固定螺釘110上的螺紋可在其內端處變形以防止固定螺釘110自夾鉗結構22移除。此外，固定螺釘110可具有嚙合表面111，其可用於擰松及/或擰緊第一末端部分90中的固定螺釘110(例如，外科醫生可用他/她的手指及/或工具抓緊嚙合表面111以旋轉固定螺釘110)。
如圖8及9中進一步所示，第二夾鉗結構22可在其第二末端88處具有徑向擴大的底座部分120。第二夾鉗結構22的底座部分120的外表面120a可組態為球形或球狀末端以在第一夾鉗結構20中的承窩54(圖3)中樞轉運動。以此方式，可將結構20及22組態為球形及承窩關節，其可作三維鉸接運動且甚至可繞軸線51、81旋轉。底座部分120的承載面122可自圓錐內表面部分98向外呈徑向錐形漸縮狀，且可具有以縱向軸線81為中心的凹陷球形輪廓。如圖2中所示，承載面122可經固定與承窩54中的承載面56滑動接觸。第一及第二夾鉗結構20及22可具有相對彼此的運動範圍θ(圖2)，例如在約0度與約90度之間，更佳在約30度與約70度之間，且最佳地在約45度與約65度之間。運動範圍θ可與圓錐內表面部分98的角度α相關，而角度α(例如)可在約30度與約90度之間，更佳在約40度與約80度之間，且最佳在約50度與約70度之間。應注意本發明之任何其他實施例可具有與圖2之實施例相同的運動範圍θ。而且，凹陷及/或凸起承載面56、122可具有(例如)在約2 mm與約15 mm之間的曲率半徑，更佳在約5 mm與約10 mm之間，且最佳在約5.5 mm與約9 mm之間。承載面56及122的曲率半徑可不同或相同。然而，在一較佳實施例中，承載面122的曲率半徑可等於或大於承載面56的曲率半徑。本發明之任何實施例中的凸起或凹陷表面可具有與表面56、122相同的曲率半徑。
凹陷承載面56可能不圍繞凸起承載面122充分地延伸以在承窩54中鎖住第二夾鉗結構22的底座部分120。實情為，第二夾鉗結構22的底座部分120可由連接器件128(圖11)及緊固器件130(圖2)固定於承窩54中。在一實施例中，緊固器件130可為具有花鍵周邊夾持表面131的螺母。連接器件可為可具有頭部132的螺栓128，該頭部具有以縱向中心軸線135為中心的凸起球形承載面134。螺栓128亦可具有桿部136，其具有可自末端139向頭部132軸向延伸的螺紋138。螺栓128亦可具有無螺紋柄部136a。
如圖2中所示，第二夾鉗結構22中的通道84中可容納螺栓128的頭部132使得頭部132的承載面134可經固定與通道84中的承載面96滑動接觸。在一較佳實施例中，承載面96、134的曲率半徑可小於承載面122的曲率半徑，且承載面96可與承載面122同心。此外，承載面134可與承載面122大體上同心。螺栓128之桿部136可穿過通道84的相鄰開口端突出，且可穿過第一夾鉗結構20中的中心鏜孔50延伸使得鏜孔50之軸線51可與螺栓128之軸線135對準(意即同軸)。可將螺母130擰至第一夾鉗結構20後部之桿部136上。在一較佳實施例中，螺栓128上之螺紋138可在其外端139處變形以防止螺母130自螺栓128移除。亦可使用其他將螺母130保持在螺栓128上之方法。
可在第一夾鉗結構20中之中心鏜孔50之後面部分58中容納彈簧150。彈簧150可在螺母130與內部台肩表面62之間軸向壓縮。在此排列中，彈簧150可向螺母130軸向施力。螺栓128可將軸向彈簧力傳遞至第二夾鉗結構22以將兩對鄰接承載面96、134及56、122保持在一起並防止兩夾鉗結構20及22相對彼此之樞轉運動。彈簧力可足夠大以防止夾鉗結構20及22在重力作用下之繞軸旋轉。彈簧力亦可將螺栓頭132與夾鉗結構20及22足夠緊固地保持在一起以抑制螺栓128之旋轉而使得螺母130可相對於螺栓128旋轉而無需阻礙螺栓128旋轉之密鑰結構。
外科醫生可藉由在第一方向上沿著螺栓128自圖2中所示位置(意即向後或離開第一夾鉗結構20)旋轉螺母130來降低施加至夾鉗總成10之組件的彈簧力。外科醫生可藉由在第二方向上(與第一方向相反)旋轉螺母130，使其向第一夾鉗結構20靠近來增加施加至夾鉗總成10之組件之彈簧力。當螺母130自第一夾鉗結構20脫離時，外科醫生可將夾鉗結構20及22樞軸旋轉至相對彼此之各種臨時位置，同時使夾鉗結構20及22保持相互接觸並處於彈簧力影響之下。此構造可允許凹陷承載面56及凸起承載面122相對彼此地滑動，且允許在緊固螺母130前，將第一及第二夾鉗結構20及22保持於各種位置。然後可藉由相抵於背面26緊固螺母130而將緊固力添加至彈簧力中。當將螺母130緊固至第一夾鉗結構20後，夾鉗結構20及22即可相對彼此固定。
圖12中展示的器件200係類似於以上描述之夾鉗總成10之鉸接夾鉗總成。與夾鉗總成10類似，夾鉗總成200可包括第一及第二夾鉗結構202及204。夾鉗結構202及204可以與夾鉗結構20及22相同的方式相互連接以獲得相對彼此之鉸接或樞轉運動，且可同樣經組態成嚙合固定元件12。
如圖13中所示，夾鉗總成200可包括固定螺釘206及208，其具有用於嚙合工具(例如扳手)之凹槽209。凹槽209可組態為六邊形或其他形狀用於容納可向固定螺釘206、208施加扭矩之工具。應注意可將螺釘206插入擴孔241中使得螺釘206之表面206a可定位於表面202a之下。可使用工具使臨近表面202a之擴孔241之螺紋變形，從而防止螺釘206自擴孔241移除。儘管如上所述夾鉗總成200可包括連接器件210、緊固器件212及用於施加可變彈簧力之彈簧214，但夾鉗總成200中之連接器件210及緊固器件212之結構及功能可不同於夾鉗總成10中之相應器件。
如圖14中所示，連接器件210可為具有凸緣220之螺栓，該凸緣位於螺紋224與頭部228上之承載面226之間。凸輪面230可位於凸緣220之一側。此外，如圖15及16中所示，緊固器件212可為內部具有螺紋之旋鈕。旋鈕212可具有圓柱頭部230，該頭部具有夾持表面232，其可具有(例如)螺脊。凹槽234可位於頭部230之中並可容納工具以旋轉緊固器件212。凹槽234可組態為六邊形或其他形狀用於容納可向緊固器件212施加扭矩之工具。凹槽235亦可位於連接器件210之末端237處且可容納工具以便(例如)在緊固器件212擰至連接物210上並向第一夾鉗結構202擰動時，將連接物210保持於適當位置(意即提供阻力)。旋鈕212之桿部236可自頭部230突出。而且，內部螺紋238可定位於旋鈕212中，且在一實施例中可部分位於頭部230中且部分位於桿部236中。
桿部236可具有複數個軸向延伸的狹槽240，其可位於相應的一列軸向延伸之臂242之間。桿部236之每一臂242可具有徑向向內突出的楔形鎖片244。臂242可為可撓性的以使得薄片244在推壓凸輪面230時可徑向向外地移動且在旋鈕212擰至螺栓210上時可在凸緣220之後快速向內彈回。薄片244與凸緣220之嚙合可防止旋鈕230自螺栓210脫離。此構造可使得第一與第二夾鉗結構202與204能夠相對彼此地移動(例如滑動)，同時使結構202與204保持相互附著且臨時相對彼此保持於各種方位中。當緊固旋鈕212(意即向第一夾鉗結構202移動旋鈕212)後，第一及第二夾鉗結構202及204即可彼此相抵更穩定地固定直至夾鉗結構202及204可相對彼此嚴格固定在特定方位中。
本發明之又一實施例展示於圖17中。夾鉗總成300可包括用於嚙合固定元件306(在圖17中以虛線展示)之第一及第二夾鉗結構302及304。夾鉗總成300可經鉸接以使得夾鉗結構302及304可克服夾鉗總成300內之彈簧加壓機構之可變阻力而相對彼此地鉸接、樞轉運動或扭曲。
如圖17及18中所示，第一夾鉗結構302之兩相對零件310及312可界定一對用於容納一對固定元件306之槽道314。如圖19及20中所示，一般可將第一零件310塑形為具有圓形周邊表面320之板，該周邊表面以軸線321為中心。圓形表面320可由一對直徑上相反的平面322間斷。環形內表面324可界定圓形開口325，其可以軸線321為中心。
第一零件310中之承窩328可由具有凹陷球形輪廓之凹面330界定，該球形輪廓可以軸線321為中心或偏離該軸線。第一零件310亦可具有一對具有輪廓(例如有角輪廓)之凹面334。凹面334可界定兩槽道314之槽形側壁。第一零件310之中間段338可橫過第一零件310沿直徑延伸。中間段338可在中心開口325之相對側具有一或多個凹穴339。
第二零件312(圖21及22)一般亦可塑形為圓形板，其具有中心軸線349、圓形中心開口350承一對凹進的背面352，該等背面可界定兩槽道314之槽形側壁。第二零件312後部之中間段354可具有一或多個在第一零件310上之凹穴339內緊密配合的軸向突出物356以使得兩零件310及312可同軸裝配在一起。此構造可防止零件310及312圍繞軸線321及349相對彼此地旋轉。
在另一實施例中，第一夾鉗結構302可包含替代性第一零件310a(圖21A及21B)、第二零件312及第三零件313(圖21C)，第三零件可定位於第一零件310a與第二夾鉗結構304之間。第一零件310a可具有與第一零件310類似的構造，例外為第一零件310a可具有嚙合部分311且或者或另外可不具有承窩。如圖21A及21B中所示，嚙合部分311可為鋸齒狀。嚙合部分311可嚙合第三零件313上之相應的嚙合部分315(例如鋸齒)。可將彈簧(未顯示)定位於第一零件310a與第三零件313之間以將嚙合部分311、315保持分開以使得第一與第二零件310a、313可相對彼此地旋轉。該彈簧可用於替代彈簧426或與其同時使用(圖18)。在向第二夾鉗結構304移動緊固器件(例如螺母412，圖18)後，彈簧即可經壓縮且嚙合部分311、315可相互接觸。一旦嚙合部分311、315相互接觸，可防止第一及第三零件310a、313相對彼此地旋轉。此外，第三零件313可具有承窩317，其可由具有凹陷球形輪廓的凹面319界定。凹面319可嚙合外部承載面378(圖18)，其嚙合方式類似於第一零件310之凹面330嚙合表面378之方式。定位於第一零件310a與第三零件313之間的彈簧及/或彈簧426可提供足夠大的彈簧力以便將凸起承載面378固定與第三零件313之承窩317中的凹陷承載面319相抵。此構造可使凹陷承載面319與凸起承載面378能夠相對彼此地滑動。
第二夾鉗結構304亦可具有兩零件360及362。第一零件360(圖23及24)可具有圓柱組態，其可以軸線365為中心。兩內表面366及368可界定可延伸穿過第一零件360之通道370。內表面366及368中之一者可為圓錐形。另外一者可具有塑形為具有凹陷球形輪廓之承載面之部分372。在一實施例中，第一零件360之擴大末端部分376可具有外部承載面378，該承載面具有凸起球形輪廓。第一零件360可進一步具有可自末端部分376軸向延伸之外螺紋380及一對可容納工具(例如螺絲刀)橫過末端部分376之相對側的凹口382。凹口382可使第一零件360能夠緊固地擰入第二零件362中。
圖25說明第二夾鉗結構304之第二零件362。第二夾鉗結構可具有大體上為圓柱之組態，該圓柱組態具有縱向軸線390。如圖18中所示，第二零件362之一端的具有螺紋之擴孔392可容納第一零件360。孔393可提供至螺紋380之通道，用於使第一零件360上之螺紋380變形以便將兩零件360與362緊扣在一起。熟習此項技術者應瞭解本發明涵蓋第一及第二零件360、362之任何組態，只要可將連接物(例如螺栓410)保持於第二夾鉗結構304內。舉例而言，在開口394足夠大以將連接物(例如螺栓410)插入通道370中之一實施例中，第一及第二零件360、362可由單件材料製成。在其他實施例中，第一零件360及第二零件362可沒有相應的螺紋，但可藉由其他方法附著，例如焊接、黏著劑、壓配、軟焊、銷連接。
如圖17中所示，開口394可自相對末端軸向向內延伸以容納固定元件306。可與縱向軸線成一定角度(例如垂直)之鏜孔396可沿著軸線397延伸穿過第二零件362並可與鏜孔394相交。而且，亦可與該縱向軸線成一定角度(例如垂直)之螺紋段398可沿著軸線397延伸穿過第二零件362並可與鏜孔394相交。可設定段398之大小且將其組態以容納固定螺釘400，其可將固定元件306保持於開口394中。可設定鏜孔396之大小且將其組態以容納工具，其可用於使定位於段398中之螺釘400之螺紋變形從而可防止螺釘自第二零件362移除。在一實施例中，固定元件306可具有用於擰入段398中之螺紋末端。另外，在另一實施例中，開口394可具有螺紋並可容納固定螺釘400以便可藉由螺釘400將固定元件306定位並保持於鏜孔396中。
夾鉗總成300亦可包括形式為螺栓410之連接器件及形式為螺母412，可擰至螺栓410之上的緊固器件。在第二夾鉗結構304之第一零件360之通道370中可容納螺栓410的頭部416。頭部416上之凸起球形承載面418可經固定在通道370中與凹陷內部承載面372滑動接觸。螺栓桿部420可自通道370穿過第一夾鉗結構302中之開口325及350延伸，並自第一夾鉗結構302軸向向外延伸。可使螺栓桿部420上之螺紋422變形以防止螺母412自螺栓410移除。
在第一夾鉗結構312與螺母412之間可插入環狀物424。可將彈簧426鎖住於分別處於環狀物424及螺母412中之相對凹穴428與430之間。在此排列中，在第一夾鉗結構312與螺母412之間可軸向壓縮彈簧426。此可提供足夠大的彈簧力以便將凸起承載面378固定與承窩328中之凹陷承載面330相抵。因此，夾鉗總成300可裝備彈簧加壓機構，其可操作於施加可變的彈簧力來阻止第一及第二夾鉗結構302及304相對彼此之樞轉運動，其方式與上文關於夾鉗總成10及200所述之方式相同。當螺母412定位於距第一夾鉗結構302及/或環狀物424存在一段距離時，此構造可使第一及第二夾鉗結構302及304能夠臨時相對彼此保持於各種固定方位中。當螺母412向第一夾鉗結構302更加靠近時，第一及第二夾鉗結構302及304可相對彼此嚴格固定於一定方位中。
圖26說明連接螺栓440之一替代實施例，其可與本文中所述的任何夾鉗一起使用，且尤其可作為螺栓128或連接物210之替代物。連接螺栓440可具有頭部442(其具有凸起球形承載面444)及桿部452，其具有右旋螺紋454可嚙合相應緊固器件458上之右旋螺紋456。桿部452之突出部分460可在其末端具有額外的螺紋462。較佳為螺紋462與螺紋454之旋向不同。在此實例中緊固器件458為伸長旋鈕，其可具有對應於螺紋462之額外螺紋464。額外的螺紋462及464可為左旋螺紋，其直徑可小於右旋螺紋454及456之直徑。在另一實施例中，螺紋454及456可為左旋螺紋且螺紋462及464為右旋螺紋。
使用中，旋鈕458可藉由軸向移動旋鈕458上之左旋螺紋464以嚙合螺栓440上之左旋螺紋462，且藉由逆時針方向旋轉旋鈕458使得旋鈕458可軸向前進至螺栓440(如圖26中所見為自右至左之方向)上而安裝至螺栓440上。進一步逆時針方向旋轉旋鈕458可使旋鈕458上之左旋螺紋464軸向移動穿過螺栓440上之左旋螺紋462。以此方式，可將緊固器件或旋鈕458保持於連接螺栓440之上。此外，旋鈕458係類似於緊固器件212。可在連接螺栓440及旋鈕458周圍提供彈簧以便在夾鉗結構之間提供張力。
在將旋鈕458安裝至螺栓440之後，旋鈕458可在螺栓440上軸向往復移動。若旋鈕458沿著螺栓440之軸軸向移動，則旋鈕458上之右旋螺紋456可嚙合螺栓440上之右旋螺紋454。此後，旋轉旋鈕458可進一步使旋鈕458沿著螺栓440軸向移動以施加可變的彈簧力，其方式如上文關於(例如)螺母130及旋鈕212所述之方式。左旋螺紋462及464可有助於防止無意中自螺栓440移除旋鈕458，因為其要求旋鈕458在其退出螺栓440時需順時針方向而非逆時針方向旋轉。
圖27－29說明器件500，其可為固定元件之總成且可與(例如)以上描述的任意一或多個夾鉗總成10、200及300一起使用。熟習此項技術者應瞭解可與器件500一起使用任何其他夾鉗以形成外部固定系統。此器件500可包括連接塊502及三個固定元件504、506及508。然而，應注意可設定連接塊502之大小並將其組態以接合兩個或兩個以上固定元件。舉例而言，可設定連接塊502之大小並將其組態以連接(例如)元件504、506，元件506、508，元件504、508或四個、五個或六個固定元件。固定元件504、506及508可為直的或彎曲的桿或條。在圖27－29中，連接塊502及固定元件504、506及508示例性展示為T形排列，其中第一桿504之長度最長且第二及第三桿506及508之長度可彼此相等但短於第一桿504之長度。應瞭解在其他實施例中，第一桿504之長度可短於第二及/或第三桿506、508中一者或兩者。在其他實施例中，所有桿504、506及508可具有不同的長度。
如圖28中所示，成T形排列之第二及第三桿506及508之軸線511及513可分別與第一桿504之軸線515成一定角度(例如垂直)。而且，如圖29中所示，第二及第三桿506及508之各自軸線511及513可相對彼此成一定角度A。角度A可為(例如)約90度與約180度之間，且最佳為約140度與約160度之間的鈍角。此組態可為對於可安裝於腕固定框架中之器件500的最佳排列。在腕固定框架中，第一桿504可在上方並大體上平行於前臂之長度延伸，且第二及第三桿506及508可朝前臂向下延伸並與前臂之長度成一定角度(例如，表面502a背向前臂)。應瞭解器件500可與夾鉗總成10、200及300一起使用以在包括(例如)腕、手、足、頜、手臂、腿及/或長骨之身體上的任何部位上建立外部固定框架。
器件500之組件可由相同或不同的材料製成且可由(例如)金屬(例如，不銹鋼、鈦、鋁)、塑料、橡膠及兩種或兩種以上材料之混合物或複合材料(意即由兩種或兩種以上的材料組成)製成。此外，器件500之組件可透射射線或不透射線(例如碳纖維)。在一實施例中，器件500之組件可由具有不透射線標記物的透射射線之材料製成。
如圖27中所示，第一桿504可自連接塊502中之擴孔520縱向向外突出。第一桿504之末端部分可容納於擴孔520中且可藉由(例如)焊接、壓配及/或黏結固定於適當位置。第二及第三桿506及508可以相同方式固定至連接塊502以使得所有三個桿504、506及508可永久相互連接且不可相對彼此移動。鉸接夾鉗總成10、200或300可用於將三個桿504、506及508中之任何一者連接至一或多個固定元件，其可在經裝配之外部固定框架中定向為相對於桿504、506及/或508成一定角度。
圖30說明類似於器件500之器件600。器件600可具有彎曲的而非直的第二及第三固定桿602及604。彎桿602及604可具有相等且同中心的曲率半徑。在另一實施例中，曲率半徑可不同。
儘管上文之描述及圖示代表本發明之較佳實施例，但應瞭解在不背離所附申請專利範圍所界定的本發明之精神及範疇的情況下，可對其進行各種添加、修改及替代。詳言之，熟習此項技術者將清楚在不背離本發明之精神或本質特徵的情況下，本發明可以其他特定的形式、結構、排列、比例並用其他元件、材料及組件來體現。熟習此項技術者應瞭解在使用本發明時，在不背離本發明之原則的情況下可進行結構、排列、比例、材料及組件之許多修改，且另外將其用於本發明之實踐，其特別適合於特定的環境及操作要求。因此認為本發明所揭示的實施例在各個方面僅係用於說明性目的而不具有限制性，本發明之範疇由所附加申請專利範圍指出且並不限於上文之描述。
10．．．夾鉗總成
12．．．固定元件
20．．．第一夾鉗結構
22．．．第二夾鉗結構
24．．．正面
26．．．背面
28．．．側面
30．．．側面
32．．．端面
34．．．端面
40．．．螺紋擴孔
41．．．軸線
44．．．鏜孔
45．．．軸線
48．．．固定螺釘
48a．．．固定螺釘之內端
49．．．嚙合表面
50．．．中心鏜孔
51．．．軸線
54．．．承窩
56．．．承載面
58．．．後面部分
60．．．圓柱表面
62．．．環形台肩表面
81．．．軸線
82．．．內表面
84．．．通道
86．．．第一末端
88．．．第二末端
90．．．第一末端部分/螺紋
94．．．主要部分/圓柱部分
96．．．承載面
98．．．第二末端部分/圓錐內表面部分
100．．．內表面
102．．．孔
103．．．軸線
110．．．固定螺釘
111．．．嚙合表面
112．．．端面
114．．．拐角部分
120．．．底座部分
120a．．．底座部分之外表面
122．．．承載面
128．．．螺栓/連接器件
130．．．緊固器件/螺母
131．．．夾持表面
132．．．頭部
134．．．承載面
135．．．軸線
136．．．桿部
136a．．．無螺紋柄部
138．．．螺紋
139．．．末端
150．．．彈簧
200．．．夾鉗總成
202．．．第一夾鉗結構
202a．．．表面
204．．．第一夾鉗結構
206．．．固定螺釘
206a．．．表面
208．．．固定螺釘
209．．．凹槽
210．．．連接器件/螺栓
212．．．緊固器件/旋鈕
214．．．彈簧
220．．．凸緣
224．．．螺紋
226．．．承載面
228．．．頭部
230．．．凸輪面/圓柱頭部
232．．．夾持表面
234．．．凹槽
235．．．凹槽
236．．．桿部
237．．．末端
238．．．內部螺紋
240．．．狹槽
241．．．擴孔
242．．．臂
244．．．鎖片
300．．．夾鉗總成
302．．．第一夾鉗結構
304．．．第二夾鉗結構
306．．．固定元件
310．．．第一零件
310a．．．替代性第一零件
311．．．嚙合部分
312．．．第二零件
313．．．第三配件
314．．．槽道
315．．．嚙合部分
317．．．承窩
319．．．承載面
320．．．圓形表面
321．．．軸線
322．．．平面
324．．．環形內表面
325．．．開口
328．．．承窩
330．．．承載面
334．．．凹面
338．．．中間段
339．．．凹穴
349．．．軸線
350．．．開口
352．．．凹進的背面
354．．．中間段
356．．．軸向突出物
360．．．第一零件
362．．．第二零件
365．．．軸線
366．．．內表面
368．．．內表面
370．．．通道
372．．．承載面
376．．．末端部分
378．．．承載面
380．．．螺紋
382．．．凹口
390．．．軸線
392．．．擴孔
393．．．孔
394．．．開口/鏜孔
396．．．鏜孔
397．．．軸線
398．．．螺紋段
400．．．固定螺釘
410．．．螺栓
412．．．螺母
416．．．頭部
418．．．承載面
420．．．螺栓桿部
422．．．螺紋
424．．．環狀物
426．．．彈簧
428．．．凹穴
430．．．凹穴
440．．．連接螺栓
442．．．頭部
444．．．承載面
452．．．桿部
454．．．右旋螺紋
456．．．右旋螺紋
458．．．緊固器件/旋鈕
460．．．突出部分
462．．．螺紋
464．．．螺紋
500．．．器件
502．．．連接塊
502a．．．表面
504、506、508．．．固定元件
511、513、515．．．軸線
520．．．擴孔
600．．．器件
602、604．．．固定桿
圖1係具有相聯的骨骼固定元件之夾鉗總成之透視圖；圖2係圖1之夾鉗總成之放大剖視圖；圖3係圖2中所示部件之獨立視圖；圖4係圖3中所示部件之側視圖；圖5係沿圖4之直線5－5所取之後視圖；圖6係沿圖4之直線6－6所取之前視圖；圖7係沿圖6之直線7－7所取之俯視圖；圖8係圖2中所示部件之側視圖；圖9係沿圖8之直線9－9所取之剖視圖；圖10係具有其他添加部件的圖8中所示部件之不同側視圖；圖11係圖2中所示另一部件之側視圖；圖12係用於骨骼固定元件的另一夾鉗總成之透視圖；圖13係圖12中所示夾鉗總成之剖視圖；圖14係圖13中所示部件之放大側視圖；圖15係圖13中所示部件之放大透視圖；圖16係圖15中所示部件之剖視圖；圖17係用於骨骼固定元件的又一夾鉗總成之透視圖；圖18係圖17之夾鉗總成之剖視圖；圖19係圖18中所示部件之獨立視圖；圖20係沿圖19之直線20－20所取之視圖；圖21係圖18中所示部件之獨立視圖；圖21A係一部件之獨立視圖，該部件用於圖18之夾鉗之一替代實施例中；圖21B係圖21A中所示部件之仰視圖；圖21C係一部件之獨立視圖，該部件用於圖18之夾鉗之一替代實施例中；圖22係沿圖21之直線22－22所取之視圖；圖23係圖18中所示另一部件之獨立視圖；圖24係沿圖23之直線24－24所取之視圖；圖25亦係圖18中所示部件之獨立視圖；圖26係夾鉗總成之替代部件之剖視圖；圖27係骨骼固定元件之總成之透視圖；圖28係圖27之總成之俯視圖；圖29係沿圖28之直線29－29所取之端視圖；且圖30係類似於圖27之視圖，其展示骨骼固定元件之另一總成。
10．．．夾鉗總成
12．．．固定元件
20．．．第一夾鉗結構
22．．．第二夾鉗結構
44．．．鏜孔
48．．．固定螺釘
49．．．嚙合表面
102．．．孔
110．．．固定螺釘
111．．．嚙合表面
128．．．螺栓/連接器件
130．．．緊固器件/螺母
131．．．夾持表面

Claims (52)

  1. 一種用於在一骨骼固定框架中嚙合第一及第二骨骼固定元件之裝置，其包含：一第一夾鉗結構，具有至少兩個用於嚙合至少兩個第一骨骼固定元件之鏜孔，具有一第一球形輪廓承載面；一第二夾鉗結構，具有至少一個用於嚙合至少一個第二骨骼固定元件之鏜孔，具有一第二球形輪廓承載面，該承載面經固定與該第一承載面滑動接觸；及一彈簧加壓機構可操作於施加一彈簧力以移動該等承載面朝向彼此以抵抗該等夾鉗結構相對彼此之樞轉運動。
  2. 如請求項1之裝置，其中該彈簧加壓機構可操作於改變該所施加之彈簧力。
  3. 如請求項1之裝置，其中該彈簧加壓機構在一第一條件下可操作於僅施加該彈簧力促使該等承載面保持在一起，且在一第二條件下可操作於施加該彈簧力及一額外之力促使該等承載面保持在一起。
  4. 如請求項3之裝置，其中在自該第一條件轉向該第二條件後，該彈簧加壓機構可操作於增加該所施加之彈簧力。
  5. 如請求項1之裝置，其進一步包含自該第二夾鉗結構向該第一夾鉗結構延伸之一連接器件，且其中該第二夾鉗結構具有一第三球形輪廓承載面，該連接器件具有一第四球形輪廓承載面，其經固定與該第三承載面滑動接觸，且該彈簧加壓機構可操作於施加單一彈簧力促使該第一 及第二承載面保持在一起且亦促使該第三及第四承載面保持在一起。
  6. 如請求項5之裝置，其中該連接器件為一具有螺紋之螺栓，其頭部具有該第四承載面。
  7. 如請求項1之裝置，其中該等夾鉗結構之一者上的該承載面係凹陷的且周向嚙合另外之承載面，其嚙合程度不足以鎖住另一夾鉗結構。
  8. 如請求項1之裝置，其中該第一球形輪廓承載面係凹陷的且該第二球形輪廓承載面係凸起的。
  9. 如請求項1之裝置，其中該第一夾鉗結構係由材料之一單體組成之一整體部件。
  10. 如請求項1之裝置，其中該第一夾鉗結構包含兩相對零件，該等零件一起界定一槽道，其經組態成在該等兩相對零件之間容納該第一骨骼固定元件。
  11. 如請求項1之裝置，其中該第二夾鉗結構係由材料之一單體組成之一整體部件。
  12. 如請求項1之裝置，其中該第二夾鉗結構包含一伸長體，其具有一界定該第二承載面之球狀末端。
  13. 如請求項1之裝置，其中該第二夾鉗結構具有一具有該第二承載面之部件及一經組態成嚙合該第二骨骼固定元件之不同部件。
  14. 如請求項1之裝置，其中該第一夾鉗結構經組態成嚙合一個以上骨骼固定元件，且該第二夾鉗結構經組態成僅嚙合一骨骼固定元件。
  15. 如請求項1之裝置，其進一步包含第一及第二扣件，其經組態成分別將該第一及第二骨骼固定元件緊扣至該第一及第二夾鉗結構。
  16. 如請求項15之裝置，其中該第一及第二扣件為固定螺釘。
  17. 一種用於在一骨骼固定框架中嚙合第一及第二骨骼固定元件之裝置，其包含：一第一夾鉗結構，具有至少兩個用於嚙合至少兩個第一骨骼固定元件之鏜孔，具有一第一球形輪廓承載面；一第二夾鉗結構，具有至少一個用於嚙合至少一個第二骨骼固定元件之鏜孔，具有一第二球形輪廓承載面，該承載面經固定與該第一承載面滑動接觸；一連接螺栓，其具有一嚙合該第二夾鉗結構之頭部及一延伸至該第一夾鉗結構之螺紋桿部；一緊固器件，其與該連接螺栓之桿部成螺紋嚙合；及一在該第一夾鉗結構與該緊固器件之間經壓縮的彈簧，藉此由移動該等承載面朝向彼此，該緊固器件可向該連接螺栓施加一彈簧力以緊固該等承載面之接觸。
  18. 如請求項17之裝置，其中該緊固器件可相對該連接螺栓旋轉以便藉由沿著該連接螺栓相對於該彈簧及第一夾鉗結構移動而改變該彈簧之壓縮。
  19. 如請求項17之裝置，其中該連接螺栓及該第一夾鉗結構不具有阻礙該連接螺栓相對於該第一夾鉗結構旋轉之一鍵。
  20. 如請求項17之裝置，其中該連接螺栓及該緊固器件一起經 組態成阻礙該緊固器件自該連接螺栓脫離。
  21. 如請求項17之裝置，其中該緊固器件具有一可撓性鎖定部分，其經組態成在沿著該連接螺栓移動時搭扣至與該連接螺栓互鎖嚙合。
  22. 如請求項17之裝置，其中該連接螺栓之桿部具有一右旋螺紋及一左旋螺紋，且該緊固器件具有一對應的右旋螺紋及一對應的左旋螺紋。
  23. 如請求項17之裝置，其中該等夾鉗結構之一者上的該承載面係凹陷且周向嚙合另外之承載面，其嚙合程度不足以鎖住另外之夾鉗結構。
  24. 如請求項17之裝置，其中該第一球形輪廓承載面係凹陷的且該第二球形輪廓承載面係凸起的。
  25. 如請求項17之裝置，其中該第一夾鉗結構包含兩相對零件，該等零件一起界定一槽道，其經組態成在該等兩相對零件之間容納該第一骨骼固定元件。
  26. 如請求項17之裝置，其中該第二夾鉗結構係由材料之一單體組成之一整體部件。
  27. 如請求項17之裝置，其中該第二夾鉗結構包含一伸長體，其具有一界定該第二承載面之球狀末端。
  28. 如請求項17之裝置，其中該第二夾鉗結構具有一具有該第二承載面之部件及一經組態成嚙合該第二骨骼固定元件之不同部件。
  29. 如請求項17之裝置，其中該第一夾鉗結構經組態成嚙合一個以上骨骼固定元件，且該第二夾鉗結構經組態成僅嚙 合一骨骼固定元件。
  30. 如請求項17之裝置，其進一步包含第一及第二扣件，其經組態成分別將該第一及第二骨骼固定元件緊扣至該第一及第二夾鉗結構。
  31. 如請求項30之裝置，其中該第一及第二扣件為固定螺釘。
  32. 如請求項17之裝置，其中該第一夾鉗結構係由材料之一單體組成之一整體部件。
  33. 一種用於一骨骼固定框架中之裝置，其包含：複數個透射射線之骨骼固定元件；一透射射線之連接器件，其與該等透射射線之骨骼固定元件相對彼此不可移動地永久相互連接；一第一夾鉗結構，其經組態成嚙合該等透射射線之骨骼固定元件中之一者，且具有一第一球形輪廓承載面；一第二夾鉗結構，其經組態成嚙合一獨立骨骼固定元件，且具有一第二球形輪廓承載面，該承載面經固定與該第一承載面滑動接觸；及一彈簧加壓機構，其可操作於施加一彈簧力以促使該等承載面保持一起以抵抗該等夾鉗結構相對彼此之樞轉運動。
  34. 如請求項33之裝置，其中該等透射射線之骨骼固定元件及該連接器件係由碳纖維複合材料形成。
  35. 如請求項33之裝置，其中該等透射射線之骨骼固定元件包括成T形排列之三元件。
  36. 如請求項33之裝置，其中該連接器件具有鏜孔，其中容納 並錨定該等透射射線之骨骼固定元件之末端部分。
  37. 如請求項33之裝置，其中該等透射射線之骨骼固定元件包括直桿。
  38. 如請求項37之裝置，其中該等直桿包括相對彼此傾斜成鈍角之兩桿。
  39. 如請求項38之裝置，其中該鈍角約為155°。
  40. 如請求項33之裝置，其中該等透射射線之骨骼固定元件包括彎桿。
  41. 如請求項40之裝置，其中該等彎桿包括具有相等曲率半徑之兩桿。
  42. 如請求項40之裝置，其中該等彎桿包括同心彎曲之兩桿。
  43. 一種用於一骨骼固定框架中之裝置，其包含：複數個透射射線之骨骼固定元件；及一透射射線之連接器件，其與該等固定元件相對彼此不可移動地永久相互連接。
  44. 如請求項43之裝置，其中該等固定元件及該連接器件係由碳纖維複合材料形成。
  45. 如請求項43之裝置，其中該等固定元件包括成T形排列之三固定元件。
  46. 如請求項43之裝置，其中該連接器件具有鏜孔，其中容納並錨定該等固定元件之末端部分。
  47. 如請求項43之裝置，其中該等固定元件包括直桿。
  48. 如請求項47之裝置，其中該等直桿包括相對彼此傾斜成鈍角之兩桿。
  49. 如請求項48之裝置，其中該鈍角約為155°。
  50. 如請求項43之裝置，其中該等固定元件包括彎桿。
  51. 如請求項50之裝置，其中該等彎桿包括具有相等曲率半徑之兩桿。
  52. 如請求項50之裝置，其中該等彎桿包括同心彎曲之兩桿。
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