TWI403305B - Spiral rod connection device - Google Patents

Description

脊椎桿件連結裝置

本發明係有關一種脊椎桿件連結裝置，尤指一種可調整角度之脊椎桿件連結裝置。

脊椎固定手術中，常用固定桿作為輔助固定裝置，但因脊椎並不是成一直線，各脊椎骨節通常也不平行，例如腰椎為脊柱腹凸(lordosis)。因此若將原本成一直線的固定桿，直接和植入待固定脊椎骨節的複數支骨釘結合固定成一體，將迫使不在一直線上的待固定脊椎骨節變成在一直線上，並使原本不該平行的各個待固定脊椎骨節變成平行。

為了避免上述缺失，因此醫療界提出各種改良結構，諸如：

1.　以有角度的螺釘(angled screw)解決問題，諸如US-5,176,679、US-5,196,014、US-5,257,994、US-5,466,238等；例如US-5,176,679利用有角度的骨釘(locking pins designed to have specific angles，)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。但該等方法只適用於一支固定桿和兩支骨釘之間的脊椎骨節固定(因為兩點成一直線)，但不適用於一支固定桿和三支(含)骨釘以上的脊椎骨節固定，因為三點通常不在一直線上，此外，該等方法在手術後，患部不具有如後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)等之動態功能。

2.　以有角度的固定塊(angled connector)解決問題，諸如US-5,257,994、US-5,330,474等；例如US-5,257,994利用有角度的固定塊(locking block designed to have specific angles)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。但該等方法只適用於一支固定桿和兩支骨釘之間的脊椎骨節固定(因為兩點成一直線)，但不適用於一支固定桿和三支(含)骨釘以上的脊椎骨節固定，因為三點通常不在一直線上，此外，該等方法在手術後，患部不具有如後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)等之動態功能。

3.　以萬向結合裝置(universal connecting device)解決問題，諸如US-5,474,551、US-5,507,746、US-5,575,791等；例如US-5,474,551係利用萬向墊片固定裝置(a universal pad fixation device)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。但該等方法只適用於一支固定桿和兩支骨釘之間的脊椎骨節固定(因為兩點成一直線)，但不適用於一支固定桿和三支(含)骨釘以上的脊椎骨節固定，因為三點通常不在一直線上，此外，該等方法在手術後，患部不具有如後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)等之動態功能。

4.　以多軸螺釘(polyaxial screw)解決問題，諸如美國核准專利US-5,520,690、US-5,531,746、......US-7,186,2552、US-7,207,992等數十筆，及美國相關的公開專利申請案US-20010012937、US-20020111626、......、US-20070161995、US-20070162006等數十筆。這是目前的主流技術。該等技術基本上都是利用多軸螺釘(細節參見該案說明書)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。

但上述該等方法只適用於一支固定桿和兩支骨釘之間的脊椎骨節固定(因為兩點成一直線)，但不適用於一支固定桿和三支(含)骨釘以上的脊椎骨節固定，因為三點通常不在一直線上，此外，該等方法在手術後，患部不具有如後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)等之動態功能。

5.　以人工關節固定裝置解決問題，例如TW-I275380(細節參見該案說明書)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。

該等方法在手術後，患部雖具有動態功能，如後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)，但該設計穩定性差且具有鬆脫的危險性同時也需佔用較大的空間。

本發明除利用第一連結桿之球弧凸塊與第二連結桿結合端之球弧凹槽互相配合，使兩相鄰連結桿可藉由該球弧機構，達到調整兩相鄰連結桿之間的角度之目的並使該發明具備後彎(extension)、前屈(flexion)、側彎(lateral bending)、扭轉(axial torsion)之動態功能，此外本發明之連結杯體以自體連結方式連結的設計較不佔用任何空間，不僅解決本發明人等之台灣專利TW-200936097的缺點，且提升手術的方便性。

本發明之一目的在提供一種脊椎桿件連結裝置。

本發明之還一目的在提供一種連結杯體為自體連結之脊椎桿件連結裝置。

本發明之另一目的在提供一種利用球弧結構，形成萬向結合之脊椎桿件連結裝置。

本發明之還一目的在提供一種可調整角度之脊椎桿件連結裝置。

本發明之另一目的在提供一種具有動態功能之脊椎桿件連結裝置。

本發明之再一目的在提供一種有限度控制調整角度之脊椎桿件連結裝置。

本發明之脊椎桿件連結裝置，其包括：第一連結桿，其至少一端為結合端，該結合端近桿端處的外側實質上成球弧狀，其桿端具有一球弧凸塊；第二連結桿，其至少一端為結合端，該結合端近桿端處的外側實質上成球弧狀，其桿端具有一球弧凹槽，用以和該第一連結桿之球弧凸塊配合；第一連結杯體，杯體之杯口端具有連結機構，該杯體底部內側至少部份實質上成球弧形，該球弧曲率略小於或實質上等於該第一連結桿的結合端近桿端處外側的球弧曲率，用以和該第一連結桿的結合端近桿端處外側的球弧成萬向結合，該杯體底部具有一穿孔，用以使該第一連結桿的桿端由該連結杯體內部穿出到外部；及第二連結杯體，杯體之杯口端具有連結機構，該杯體底部內側至少部份實質上成球弧形，該球弧曲率略小於或實質上等於該第二連結桿的結合端近桿端處外側的球弧曲率，用以和該第二連結桿的結合端近桿端處外側的球弧成萬向結合，該杯體底部具有一穿孔，用以使該第二連結桿的桿端由該連結杯體內部穿出到外部；其特徵在：該第一連結杯體之杯口端之連結機構和該第二連結杯體之杯口端之連結機構成自體連結。

上述該等連結杯體之自體連結，其係利用第一連結杯體之杯口端連結機構及第二連結杯體之杯口端連結機構相互連結以形成一完整杯體，藉此減少本固定系統之連結裝置所佔用的空間大小和結構複雜度，同時也進一步簡化了手術的複雜度。

上述該等連結杯體，其自體連結可為任意習知之連結方式，如扣合連結、螺合連結、鎖合連結、卡合連結或節點連結(請參照圖4c、4d)。

上述該等連結杯體，其穿孔形狀並無限制，但以圓孔為較佳，其圓孔半徑略大於或等於該等連結桿的圓桿端半徑，以略大於該等連結桿的圓桿端半徑為較佳，用以使該等連結桿可在穿孔中萬向轉動，藉由該等穿孔的大小亦可限制該等連結桿轉動的角度大小。

上述該等連結桿，其可為兩端皆為結合端或僅一端為結合端，其中該兩相鄰連結桿可藉由彼此的連結桿結合端之球弧凹槽與球弧凸塊，使兩相鄰連結桿之間可相對轉動(請參照圖2b)，而達到調整兩相鄰連結桿之間的角度之目的。其中該等連結桿結合端之球弧凹槽與球弧凸塊旁可具有一調整平面，如傾斜調整平面、弧狀調整平面等，讓兩相鄰連結桿之間可藉由該調整平面來限制兩相鄰連結桿之間角度，使兩相鄰連結桿之間的角度不致於過大而導致無法復位或破壞該等連結桿之結構，進而影響該脊椎桿件連結裝置之功能。

上述該等連結桿，其與結合端可為一體成形，或以習知之結合方式(例如卡合、螺合、鎖合等)由多段桿件結合成一體。其中該等連結桿類同習知脊椎固定桿，以圓桿狀為較佳。

上述該等連結桿結合端近桿端處的外側球弧和該等連結杯體底部內側之球弧形成萬向結合，使連結桿於連結杯體內可藉由彼此之間的球弧面相對轉動，而達到調整兩相鄰連結桿之間的角度之目的(參見圖2b)。

本脊椎桿件連結裝置可與任意習知之骨固定裝置連結，用以將本脊椎桿件連結裝置的連結桿桿身固定於該骨固定裝置之承接部(參見圖2a)，該骨固定裝置可為習知的骨釘(其可為單軸骨釘mono-axial screw或多軸骨釘poly-axial screw)、類似骨固定裝置(例如骨鉤-hook等)、輔助骨固定裝置(例如側塊-side block等)或旋轉骨釘(參見本發明人等另一台灣專利TW-99100438)，以骨釘或旋轉骨釘為較佳。該骨固定裝置與連結桿的結合方式可為習知固定桿和骨釘、骨鉤或側塊等的固定方式，例如直接螺合或卡合等。

上述骨固定裝置可與固定器連結，該固定器可為任意習知之固定器，用以與骨固定裝置之承接部結合，其中該結合方式可為任意習知之固定方式，如鎖合、卡合、螺合等，以螺合為較佳。

上述該等連結桿固定於該骨固定裝置之承接部之固定方式，其可為任意習知之固定方式，如螺合固定(傳統骨釘與桿件之螺合連結)、鎖固固定或卡合固定等。

上述該骨固定裝置、連結桿、連結杯體或固定器，其材質可選用任何被認可且適用之骨科材料，如可植入人體之金屬材料，例如鐵基材料不鏽鋼316 LVM(stainless steel 316 LVM)、鈦基材料(如Ti-6Al-4V)、及鈷鉻鉬合金等。

上述該等連結桿，其亦可進一步配置一連結套筒以連結兩相鄰連結桿(請參照圖5)，並藉由連結套筒調整兩相鄰連結桿之間的距離以配合不同脊椎間的間距。

圖1為本發明脊椎桿件連結裝置一較佳具體例分解示意圖。第一連結桿310與第二連結桿320分別穿過第一連結杯體110與第二連結杯體120，因第一連結桿310與第二連結桿320之近桿端處外側312、322大於第一連結杯體110與第二連結杯體120之穿孔，因此第一連結桿310與第二連結桿320將不會滑脫出連結杯體，第一連結杯體110與第二連結杯體120藉由自體連結機構將第一連結桿310、第二連結桿320包覆於該等連結杯體之中，第一連結桿310的球弧凸塊311與第二連結桿320的球弧凹槽321藉由彼此的球弧機構，使連結桿之間可相對轉動(請參照圖2b)，以調整連結桿間之角度。第一連結桿310的外側近桿端處312與第二連結桿320的外側近桿端處322為球弧，使連結桿於連結杯體底部內側可藉由彼此之間的球弧面相對轉動，而達到調整兩相鄰連結桿之間的角度之目的。

圖2a為本發明脊椎桿件連結裝置一較佳具體例剖面示意圖。連結杯體100包覆第一連結桿310與第二連結桿320，第一連結桿310的球弧凸塊與第二連結桿320的球弧凹槽藉由彼此的球弧機構，使連結桿之間可相對轉動，以調整連結桿間之角度(請參照圖2b)。連結桿的調整平面313、323的傾斜角度大小，用以有限度的調整兩相鄰連結桿之間的角度。固定器200將連結桿桿身固定於承接部420中。

圖2b為圖2a連結桿轉動示意圖。

圖3為本發明脊椎桿件連結裝置中連結杯體的較佳具體例剖面示意圖。第一連結杯體110與第二連結杯體120連結後，其內側表面為球弧結構160，使連結桿於連結杯體內可藉由彼此之間的球弧面相互轉動，而達到調整兩相鄰連結桿之間的角度之目的。

圖4a、4b、4c、4d為本發明脊椎桿件連結裝置4種連結杯體的較佳具體例示意圖。圖4a顯示：第一連結杯體110與第二連結杯體120間以螺合方式連結。圖4b顯示：第一連結杯體110與第二連結杯體120間以卡合方式連結。圖4c顯示：連結杯體100藉由雙節點連結130，由側面包覆連結桿，並以卡合方式固定。圖4d顯示：連結杯體100藉由單節點連結140，由側面包覆連結桿，並以卡合方式固定。

圖5為本發明脊椎桿件連結裝置之多段式連結桿的較佳具體例示意圖。第一連結桿310與套筒360之間以螺合方式連結，並藉以調整長度，其中第二桿件320與套筒350之連結類同第一連結桿310與套筒360。

圖6為本發明脊椎桿件連結裝置組裝於骨節的一較佳具體例示意圖。第一連結桿310的球弧凸塊與第二連結桿320的球弧凹槽藉由彼此的球弧機構，使連結桿之間可相對轉動，以調整連結桿間之角度。

圖7為圖6另一視角示意圖。

100．．．連結杯體

110．．．第一連結杯體

120．．．第二連結杯體

130．．．雙節點連結

140．．．單節點連結

160．．．球弧結構

200．．．固定器

310．．．第一連結桿

311．．．球弧凸塊

312．．．近桿端處外側

313．．．調整平面

320．．．第二連結桿

321．．．球弧凹槽

322．．．近桿端處外側

323．．．調整平面

330．．．第三連結桿

340．．．第四連結桿

350．．．套筒

360．．．套筒

410．．．螺釘部

420．．．承接部

510．．．骨節

520．．．骨節

530．．．骨節

圖1為本發明脊椎桿件連結裝置一較佳具體例分解示意圖。

圖2a為本發明脊椎桿件連結裝置一較佳具體例剖面示意圖。

圖2b為圖2a連結桿轉動示意圖。

圖3為本發明脊椎桿件連結裝置中連結杯體的較佳具體例剖面示意圖。

圖4a、4b、4c、4d為本發明脊椎桿件連結裝置4種連結杯體結合方式的較佳具體例示意圖。

圖5為本發明脊椎桿件連結裝置之多段式連結桿的較佳具體例示意圖。

圖6為本發明脊椎桿件連結裝置組裝於骨節的一較佳具體例示意圖。

圖7為圖6另一視角示意圖。

100．．．連結杯體

110．．．第一連結杯體

120．．．第二連結杯體

310．．．第一連結桿

312．．．近桿端處外側

320．．．第二連結桿

322．．．近桿端處外側

Claims (4)

1. 一種脊椎桿件連結裝置，其包括：第一連結桿，其至少一端為結合端，該結合端近桿端處的外側實質上成球弧狀，其桿端具有一球弧凸塊；第二連結桿，其至少一端為結合端，該結合端近桿端處的外側實質上成球弧狀，其桿端具有一球弧凹槽，用以和該第一連結桿之球弧凸塊配合；第一連結杯體，杯體之杯口端具有連結機構，該杯體底部內側至少部份實質上成球弧形，該球弧曲率略小於或實質上等於該第一連結桿的結合端近桿端處外側的球弧曲率，用以和該第一連結桿的結合端近桿端處外側的球弧成萬向結合，該杯體底部具有一穿孔，用以使該第一連結桿的桿端由該連結杯體內部穿出到外部；及第二連結杯體，杯體之杯口端具有連結機構，該杯體底部內側至少部份實質上成球弧形，該球弧曲率略小於或實質上等於該第二連結桿的結合端近桿端處外側的球弧曲率，用以和該第二連結桿的結合端近桿端處外側的球弧成萬向結合，該杯體底部具有一穿孔，用以使該第二連結桿的桿端由該連結杯體內部穿出到外部；其特徵在：該第一連結杯體之杯口端之連結機構和該第二連結杯體之杯口端之連結機構成自體連結。
2. 如申請專利範圍第1項所述之脊椎桿件連結裝置，其中該自體連結為卡合或螺合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之脊椎桿件連結裝置，其中該第一連結桿結合端球弧凸塊旁及第二連結桿結合端之球弧凹槽旁具有一調整平面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之脊椎桿件連結裝置，其中該調整平面為一傾斜調整平面。