TWI753241B - 骨頭擴張裝置及骨頭擴張系統 - Google Patents

骨頭擴張裝置及骨頭擴張系統 Download PDF

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TWI753241B
TWI753241B TW108112126A TW108112126A TWI753241B TW I753241 B TWI753241 B TW I753241B TW 108112126 A TW108112126 A TW 108112126A TW 108112126 A TW108112126 A TW 108112126A TW I753241 B TWI753241 B TW I753241B
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横山靖治
吉田真樹
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日商奧林巴斯泰爾茂生醫材料股份有限公司
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Abstract

為了一邊簡易地防止骨頭後傾一邊進行擴張切口，骨頭擴張裝置(1)具備：一對擺動部件，其係以樞轉部(2)的軸線(A)為軸而呈可擺動之方式連接；一對開闔部件(5,6)，其插入於形成於骨頭中的切口中，並且藉著該擺動部件(3,4)以該軸線(B1,B2)為軸所作的相對擺動而拉開距離，藉此擴張該切口；開闔機構(7,8)，其使該擺動部件(3,4)以該軸線(A)為軸而作相對擺動，其中，各該開闔部件(5,6)具有接觸面(5b,6b)，於該開闔部件(5,6)以特定插入方向插入該切口的狀態下，該接觸面(5b,6b)係與接觸該骨頭的切割面接觸，且該接觸面(5b,6b)之間的距離係具有於該骨頭的後側大於前側之形狀。

Description

骨頭擴張裝置及骨頭擴張系統
本發明係有關骨頭擴張裝置及骨頭擴張系統。
已知骨頭切割手術用擴張器，其具有：二對擺動部件，藉著配置於前側的樞轉部以可相對擺動方式而連結起，以及二對開闔結構，其使擺動部件分別以樞轉部的軸線為軸而進行開闔，其中，二對的擺動部件以可於樞轉部的軸線方向上裝卸之方式組合。
根據上述骨頭切割手術用擴張器，於將骨關節炎膝關節患者的已變形大腿骨或是脛骨所形成的切口中，由擺動部件的前端的樞轉部側插入，並使開闔機構作動，使擺動部件相對地往打開的方向以樞轉部軸線為軸而擺動，使得切口擴大。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4736091號公報
由於位於切口兩側的大腿骨或是脛骨因韌帶等組織而被連接起，因此當形成於大腿骨/脛骨的左/右側的切口在朝向修復變形方向而擴張時，容易使大腿骨/脛骨的前側開得比後側還要大。若未謹慎進行擴張，會使擴張後的大腿骨/脛骨容易後傾。
本發明提供一種骨頭擴張系統，其在可簡易地防止骨頭後傾的同時將切口擴張。
本發明之一態樣為骨頭擴張裝置，其具有：一對擺動部件，其係以樞轉部的軸線為軸而呈可擺動之方式連接；一對開闔部件，其插入於形成於骨頭中的切口中，並且藉著該擺動部件以該軸線為軸所作的相對擺動而拉開距離，藉此擴張該切口；開闔機構，其使該擺動部件以該軸線為軸而作相對擺動，其中，各該開闔部件具有接觸面，於該開闔部件以特定插入方向插入該切口的狀態下，該接觸面與該骨頭的切割面接觸，且該接觸面之間的距離係具有於該骨頭的後側大於前側之形狀。
1,1a,1b,20:骨頭擴張裝置
2:樞轉部
3,4:擺動部件
5,6:開闔部件
5a,6a:長孔
5b,6b:傾斜面(接觸面)
7,8:手把(開闔機構)
9:凸輪機構
10,11:連結部
12,13:軸桿
14,15:高低差(接觸面)
16,17:第一部分
18,19:第二部分
23,24:溝槽
25,26:嚙合部
27,28:止擋機構
29:外螺紋
30:螺母
100:骨頭擴張系統
A:樞轉軸
B1,B2:第一軸線
C:第二軸線
X:脛骨(骨頭)
X1:樞轉部
Y:切口
Y1,Y2:切割面
β:錐角
〔圖1〕係為本發明一實施型態之骨頭擴張裝置的示意前視圖。
〔圖2〕係為圖1之骨頭擴張裝置的開闔機構打開狀態的示意前視圖。
〔圖3〕係為圖1之骨頭擴張裝置的示意側面圖。
〔圖4〕係為用於說明圖1之骨頭擴張裝置中所設置的開闔部件之傾斜面的部分斜視圖。
〔圖5〕係為說明藉著圖4中開闔機構打開使得傾斜面的間隔變寬之狀態的部分斜視圖。
〔圖6〕係為用於說明將圖1之骨頭擴張裝置插入至位於脛骨之切口狀態的圖。
〔圖7〕係為將圖6的骨頭擴張裝置插入至位於脛骨的切口之後，使開闔部件拉開之狀態的圖。
〔圖8〕係為由脛骨的軸方向觀察插入至圖7中切口的骨頭擴張裝置的圖。
〔圖9〕係為說明圖4中傾斜面之變形例的部分斜視圖。
〔圖10〕係為由脛骨的軸方向觀察，插入至切口狀態下的圖1之骨頭擴張裝置之第一變形例。
〔圖11〕係為用於說明圖10中設於骨頭擴張裝置之開闔部件之傾斜面的部分斜視圖。
〔圖12〕係為說明藉著圖11的開闔部件打開，使得傾斜面的間隔變寬之狀態的部分斜視圖。
〔圖13〕係為由脛骨的軸方向觀察，圖1之骨頭擴張裝置插入至切口狀態下的之第二變形例。
〔圖14〕係為由脛骨的軸方向觀察，圖1之骨頭擴張裝置之插入至切口狀態下的第三變形例。
〔圖15〕係為由前端側觀察圖14之骨頭擴張裝置之示意圖。
〔圖16〕係為圖14的骨頭擴張裝置的前視圖。
〔圖17〕係為組合兩個圖1中骨頭擴張裝置的本發明一實施型態中的骨頭擴張系統之示意前視圖。
〔圖18〕係為由脛骨的軸方向觀察，圖17之骨頭擴張系統的兩個骨頭擴張裝置插入至切口狀態下的示意圖。
〔圖19〕係為於圖18中的骨頭擴張系統當中，將一邊的骨頭擴張裝置拆卸下，留下另一邊的骨頭擴張裝置於切口之狀態的示意圖。
針對本發明一實施型態的骨頭擴張裝置1，參考圖式進行以下說明。
本實施型態之骨頭擴張裝置1係如圖1至圖3所示，具備：一對擺動部件3,4，其係以樞轉部2的軸線(以下稱為樞轉軸)A為軸而呈可擺動之方式連接；一對開闔部件5,6，其設於擺動部件3,4的一端，藉著擺動部件3,4的擺動動作而拉近或拉開距離；手把(開闔機構)7,8，其係設置於擺動部件3,4的另一端，藉著施術者的握持而施加的力，來使擺動部件3,4擺動並使開闔部件5,6開闔；凸輪機構9，其將擺動部件3,4的擺動動作轉換為開闔部件5,6的並進移動。
如圖1所示，各開闔部件5,6係為帶板狀，前端係薄薄地形成於板厚方向上，其基端係以平行於樞轉軸A的第一軸線B1,B2為軸而呈可擺動之方式，連接至擺動部件3,4其中之一。各開闔部件5,6當中，於長度方向延伸的長孔5a,6a係設置為於寬度方向上呈貫穿狀態。
於本實施型態當中，如圖4,5所示般，於各開闔部件5,6的前端當中，互相貼合的面的反側上，具備著沿著寬度方向而朝一方傾斜的傾斜面(接觸面)5b,6b。據此，如圖4所示般，於使一對開闔部件5,6拉到最近的狀態下， 兩個開闔部件5,6合起來的板厚係於沿著寬度方向呈錐角β且具有朝一方逐漸變細之形狀。錐角β係以0°<β<12°為佳。
凸輪機構9係如圖1及圖2所示般，具備兩對連結部10,11，其係以平行於樞轉軸A的第二軸線C為軸而呈可擺動之方式連接。各對的兩個連結部10,11係於第二軸線C交叉配置。各連結部10,11的一端係以可擺動方式連接至擺動部件3/4當中任一者的第一軸線B1,B2；另一端以可擺動方式連接至貫穿擺動部件3/4當中另一者的長孔的軸桿12,13。二對連結部10,11係配置於在寬度方向上將開闔部件5,6夾在中間之位置。
當擺動部件3,4以樞轉軸A為軸而擺動，各擺動部件3,4的第一軸線B1,B2的間隔變化時，藉著使各對的連結部10,11以第二軸線C為軸擺動之角度變化，使得軸桿12,13沿著長孔5a,6a移動。據此，可使得各開闔部件5,6相對於各擺動部件3,4以第一軸線B1,B2為軸而擺動，且無論擺動部件3,4的相對角度如何，都能夠一邊維持平行的位置關係而拉近或拉開距離。藉著凸輪機構9使得擺動部件3,4的擺動動作轉變為開闔部件5,6的並進動作，開闔部件5,6係如圖5所示般，一邊維持傾斜面5b,6b的錐角角度β一邊開闔。
以下針對以此方式構成的本實施型態之骨頭擴張裝置1的作用進行說明。
使用本實施型態之骨頭擴張裝置1來擴張形成於脛骨(骨頭)X之切口Y的做法為：如圖6所示般，將本實施型態之骨頭擴張裝置1的開闔部件5,6的前端插入至切口Y，且切口Y係使用骨鋸，保留下樞轉部X1而從構成膝關節的脛骨X之內側起所形成。
插入時，開闔部件5,6係以圖4所示般達到互相貼合位置的閉合狀態下，如圖7所示般地將設於前端的傾斜面5b,6b，插入構成切口Y的切割面Y1,Y2之間。此時，由於開闔部件5,6因傾斜面5b,6b而於寬度方向上具有板厚增加之形狀，因此以從脛骨X的前側往後側板厚增加之方向從前端插入。
如圖8所示，使設於前端的傾斜面5a,6b配置到構成切割面Y1,Y2的外緣部分，也就是接觸皮質骨的位置。於此狀態下，施術者以藉著將壓縮力施加於手把7,8，以使擺動部件3,4以樞轉軸A為軸擺動，藉著凸輪機構9使開闔部件5,6互相拉開距離，如圖5所示。
據此使得如圖7所示般，形成於脛骨X的切口Y被推開，使得脛骨X的角度得到矯正。於此狀態下，藉著例如於擴張的切口Y夾進人造骨、或是將骨板以跨過經擴張切口Y方式固定，使得脛骨X的角度維持在受到矯正的狀態。
於此情形下，根據本實施型態之骨頭擴張裝置1，藉著與構成切口Y的切割面Y1,Y2接觸的傾斜面5b,6b，使得由前側朝向後側增加板厚的開闔部件5,6推開構成切口Y的切割面Y1,Y2，並且使切口Y自動地於脛骨X的後側擴張地比於前側還要大。據此帶來的益處為能夠在簡易地防止後傾的同時擴張脛骨X的切口Y。
有報告指出，若切口Y的角度為於脛骨X的後側小於前側，則由於脛骨X的前方移動量減少的關係，導致股膝關節壓力增加，使得股膝關節的骨關節炎發展。根據本實施型態，藉著使脛骨X於後側擴張得比前側大，可排除上述不理想情況之發生，並可擴張脛骨X以使其具有適當的傾斜度。
此外，根據本實施型態，藉著使傾斜面5b,6b接觸切割面Y1,Y2的皮質骨，可使開闔部件5,6與切割面Y1,Y2持續地面接觸。據此可使施於脛骨X的切割面Y1,Y2的力被分散，以防止局部性地施加過大的力，進而將切割面Y1,Y2維持在健全狀態。即使開闔部件5,6的拉開幅度增加，傾斜面5b,6b之間的傾斜角度β也維持固定，因此不論從周圍肌肉組織所受到的力如何，都可以將切口Y擴張成於脛骨X後側變寬的適當角度。
於本實施型態當中，雖然於開闔部件5,6的前端設有於寬度方向上逐漸變小的傾斜面5b,6b，但此部分可用下述構成來取代，即如圖9所示，藉由高低差14,15來使得接觸面間的距離為於脛骨X的後側比前側還大之形狀。
於上已經例示了關於由脛骨X的內側插入直線延伸的開闔部件5,6的前端之情形。於此，取代此部分的是如圖10至圖12所示，開闔部件5,6係由第一部分16,17與第二部分18,19形成為L字形，其中第一部分16,17係延伸於與樞轉軸A交叉之方向；相對於第一部分16,17，第二部分18,19係延伸於平行樞轉軸A之方向，且傾斜面5b,6b可設置於第二部分18,19。據此使得如圖10所示，若配置骨頭擴張裝置1並將開闔部件5,6的前端插入切口Y中，可與上述同樣地，使於脛骨X的後側擴張得比前側還要大。此外，藉著將第二部分18,19的傾斜面5b,6b的傾斜方向設定為反方向，可將骨頭擴張裝置1由圖13所示方向插入。
如圖14至圖16所示，在使樞轉軸A與脛骨X的樞轉部2一致的狀態下，於將開闔部件5,6配置於切割面Y1,Y2之間的骨頭擴張裝置20當中是不需要凸輪機構9的。也就是說，設置於第二部分18,19的傾斜面5b,6b亦可如同圖15所示，以朝向前端板厚增加之方向傾斜。
於圖14所示的例子當中，如同圖16所示般貫穿孔21設置於樞轉軸A，並且使插入至貫穿孔21的插釘22的前端與脛骨的樞轉部X1一致。此部分亦可用下述方式取代，即不使用插釘22，一邊於軸方向上透視圖16的貫穿孔21一邊將脛骨X的樞轉部X1配置於貫穿孔21的延伸上。
於圖16的骨頭擴張裝置20當中，兩個傾斜面5b,6b亦分別於與交叉於樞轉軸A的方向上傾斜。據此而得的益處為，可使即便因開闔部件5,6的開闔而造成傾斜面5b,6b的角度變化，仍能使傾斜面5b,6b與脛骨X的切割面Y1,Y2的傾斜角度一致且面接觸。
接著，一邊參考圖式一邊針對本發明一實施型態之骨頭擴張系統100進行如下說明。
本實施型態的骨頭擴張系統100如同圖17至圖19所示，具備類似於圖13的骨頭擴張裝置1a,1b。兩個骨頭擴張系統1a,1b如同圖18所示般，係以可沿樞轉軸A的方向拆裝之方式組合。
兩個骨頭擴張裝置1a,1b係如同圖18所示般，以組合狀態下並列地配置前端的開闔部件5,6。傾斜面5b,6b係由一邊的骨頭擴張裝置1a起至另一邊的骨頭擴張裝置1b皆以相同傾斜角度往一方向傾斜。於圖18所示的例子當中，當被插入至脛骨X的切口Y中時，係以於脛骨X的後側板厚方向最厚且於脛骨X的前側最薄之方向傾斜。
一邊的骨頭擴張裝置1a的手把7,8嵌入另一邊的骨頭擴張裝置1b的手把7,8中所設有的溝槽23,24，手把7,8並設有嚙合部25,26，其用於與設於別的手把7,8的前端所設有的擺動部件3,4嚙合。據此，如圖18所示般，於組合兩個骨頭擴張裝置1a,1b的狀態下，一邊的骨頭擴張裝置1a中所設有的嚙合部 25,26嵌入另一邊的骨頭擴張裝置1b所設有的溝槽23,24，當施術者施力於一邊的手把7,8時，力也會傳達至另一邊的手把7,8，使得兩具手把7,8同時擺動。
另一邊的骨頭擴張裝置1b當中，設有將一對手把7,8固定在任意相對位置的止擋機構27。關於止擋機構27，舉例來說，可如圖17與圖18所示般，具有：軸桿28，其以可擺動方式受到一邊的手把8支撐，並且貫穿另一邊的手把7；以及螺母30，其固定至形成於軸桿28前端的外螺紋29。固定好螺母30後，一對手把7,8的間隔逐漸變窄，開闔部件5,6逐漸打開。藉著使螺母30嚙合於手把7，可使得即便施術者鬆開手開闔部件5,6仍維持打開狀態。
根據以此方式構成的本實施型態中的骨頭擴張系統100可使得如圖18所示般，將組合起來的兩個骨頭擴張裝置1a,1b的兩個開闔部件5,6，於前後方向並列地插入至脛骨X的切口Y內，藉著施加握持力於手把7,8，可使兩個開闔部件5,6同時打開相同程度。藉著設置於開闔部件5,6的傾斜面5b,6b，可使得切口Y於後側開得比於前側還要大，進而可簡易地防止大腿骨或是脛骨X的後傾。
於打開至適當角度的狀態下，藉著止擋機構27將另一邊的骨頭擴張裝置1b的手把7,8間隔固定，解開溝槽23,24與嚙合部25,26之間的嚙合，如圖19所示般，將一邊的骨頭擴張裝置1a從另一邊的骨頭擴張裝置1b拆卸下。藉此可從原本配置著被拆卸下的一邊的骨頭擴張裝置1a的開闔部件5,6的空間中，抽出開闔部件5,6而釋放空間，因此可輕易地進行例如將人造骨插入所釋放出的空間中，或是將骨板固定等作業。
以上舉例具備了軸桿28與螺母30之構成以作為止擋機構27進行說明，惟並不限定於此構成，亦可採用棘爪(ratchet)機構等任意的止擋機構。
已針對當設置於開闔部件5,6的傾斜面5b,6b的角度為固定時的情況進行說明，作為其替代，亦可設置角度的調節機構。此外開闔部件5,6亦可設置為可替換。
於本實施型態當中，可導入以下的態樣。
本發明的一態樣為一種骨頭擴張裝置，其具備：一對擺動部件，其係以樞轉部的軸線為軸而呈可擺動之方式連接；一對開闔部件，其插入於形成於骨頭中的切口中，並且藉著該擺動部件以該軸線為軸所作的相對擺動而拉開距離，藉此擴張該切口；開闔機構，其使該擺動部件以該軸線為軸而作相對擺動，其中，各該開闔部件具有接觸面，於該開闔部件以特定插入方向插入該切口的狀態下，該接觸面係與該骨頭的切割面接觸，且該接觸面之間的距離係具有於該骨頭的後側大於前側之形狀。
根據本態樣，使一對開闔部件拉近為閉合狀態下插入形成於骨頭的切口中，並且操作擺動部件使其以樞轉部的軸線為軸擺動，藉此使得一對開闔部件隨著擺動部件的擺動而拉開距離，進而使得切口擴張。此時，藉著設置於各開闔部件的接觸面接觸骨頭的切割面，並且使切割面與切割面彼此拉開距離，藉此使切口擴張。於此情況下，由於一對開闔部件當中，接觸面間的距離具有於骨頭的後側較於前側大的形狀，因此自動地使骨頭後側開得比前側還要大。藉此可一邊簡易地防止骨頭後傾一邊進行切口擴張。
於上述態樣中，該接觸面可為傾斜面。
藉著此構成，可使傾斜面所構成接觸面與骨頭的切割面作面接觸，並可分散擴張時施加於骨頭的切割面的壓力，並可將骨頭維持在健全之狀態下的同時進行擴張。
於上述態樣當中，該接觸面彼此間可配置為由該骨頭的前側起朝後側形成大於0°並且小於12°的角度。
藉由此構成可有效果地防止骨頭的後傾。
於上述態樣當中，亦可於該擺動部件與該開闔部件之間，具有將該擺動部件的擺動動作轉換為該開闔部件的並進移動動作的凸輪機構。
藉著此構成可使一對開闔部件在維持平行狀態下進行開闔，因此即使進行擴張，接觸面彼此間距離於骨頭前後方向上的大小關係，仍可得到維持。
於上述態樣當中，各該開闔部件係由第一部分及第二部分形成L字形，且該接觸面設置於該第二部分，其中，該第一部分係延伸於與該樞轉部的軸線交叉之方向；相對於該第一部分，該第二部分係平行於該軸線而延伸。
藉著此構成可將樞轉部的軸線配置為與骨頭的樞轉部一致，並可藉著將第二部分插入至切口中，並可藉著使開闔部件以樞轉部的軸線為軸擺動之方法來擴張切口。
於該態樣當中，亦可具備用以將該開闔部件維持在拉開距離之狀態的止擋機構。
藉著此構成，可藉著止擋機構的作動，來拉開開闔部件，並將切割面維持於擴張狀態。
本發明的另一態樣為一種骨頭擴張系統，其具備兩個上述任一種的骨頭擴張裝置，且兩個該骨頭擴張裝置以可沿該樞轉部的軸線之方向拆裝之方式組合。
根據本態樣，可使用兩個骨頭擴張裝置以寬幅的面積來擴張骨頭的切割面，並使一邊的骨頭擴張裝置於沿樞轉部的軸線方向移動並將其拆卸下。藉此，可藉著剩下來的另一邊的骨頭擴張裝置，來將切割面維持在擴張狀態，另一方面，可輕易地將人造骨塊插入至拆卸掉原本一邊的骨頭擴張裝置所佔據之空間中。
於上述態樣中，亦可具備將兩個該骨頭擴張裝置的該擺動部件彼此嚙合的嚙合部。
藉由此構成，藉著以嚙合部來將兩個骨頭擴張裝置的擺動部件彼此嚙合的狀態下，可使開闔部件一體化地動作，並且能以寬幅的面積來擴張骨頭的切割面。
1:骨頭擴張裝置
2:樞轉部
3,4:擺動部件
5,6:開闔部件
5a,6a:長孔
5b,6b:傾斜面(接觸面)
7,8:手把(開闔機構)
9:凸輪機構
10,11:連結部
12,13:軸桿
A:樞轉軸
B1,B2:第一軸線
C:第二軸線

Claims (6)

  1. 一種骨頭擴張裝置，其特徵為，具備：一對擺動部件，其係以樞轉部的軸線為軸而呈可擺動之方式連接；一對開闔部件，其插入於從骨頭的內側殘留之一骨頭樞轉部所形成的切口中，並且藉著該擺動部件以該軸線為軸所作的相對擺動而拉開距離，藉此擴張該切口；一開闔機構，其使該擺動部件以該軸線為軸而作相對擺動，又，一貫穿孔係沿著該樞轉部的軸線方向而被設置於該樞轉部，且該骨頭樞轉部係配置於該貫穿孔的延伸上；其中，各該開闔部件具有接觸面，於該開闔部件以特定插入方向插入該切口的狀態下，該接觸面係與該骨頭的切割面接觸，且該接觸面之間的距離係具有於該骨頭的後側大於前側之形狀；及該骨頭為大腿骨或是脛骨；且在將該等開闔部件拉到最近的狀態下，該等開闔部件合起來的板厚係為由該骨頭的前側起朝向後側沿著寬度方向形成大於0°並且小於12°之錐角角度。
  2. 如請求項1所述之骨頭擴張裝置，其於該擺動部件及該開闔部件之間具有凸輪機構，該凸輪機構係使該擺動部件的擺動動作轉換為該開闔部件的並進移動動作。
  3. 如請求項1所述之骨頭擴張裝置，其中，各該開闔部件係由第一部分及第二部分形成L字形，且該接觸面設置於該第二部分，其中，該第一部分係延伸於與該樞轉部的軸線交叉之方向；相對於該第一部分，該第二部分係平行於該軸線而延伸。
  4. 如請求項1-3中任一項所述之骨頭擴張裝置，其具備將開闔部件維持在拉開距離之狀態的止擋機構。
  5. 一種骨頭擴張系統，其具備兩個如請求項1所述之骨頭擴張裝置，且兩個骨頭擴張裝置係以可沿該樞轉部的軸線之方向拆裝之方式組合。
  6. 如請求項5所述的骨頭擴張系統，還具備將兩個骨頭擴張裝置的擺動部件嚙合的嚙合部。
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