CN101090674A

CN101090674A - 脊柱棒插入装置

Info

Publication number: CN101090674A
Application number: CNA2004800439314A
Authority: CN
Inventors: 布雷恩·迪克; 斯图亚特·威克尔; 欧内斯特·可劳; 艾伦·巴克曼
Original assignee: HFSC Co
Current assignee: HFSC Co
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2007-12-19
Also published as: EP1841374A2; JP2008505740A; AU2004326327A1; CA2571467A1; US7371239B2; AU2004326327A8; BRPI0418941A; WO2007037772A2; US20060009775A1; WO2007037772A3

Abstract

提供一种将纵向脊椎件推进骨紧固件中的手术器械。该手术器械可以包括用于接合骨紧固件的支架装置，所述支架装置优选包括一对设置成剪叉状构型的枢轴连接元件，以及用于相对于骨紧固件移动脊柱棒的复位机构，所述复位机构包括棒接触元件以及外部支撑结构，该支撑结构具有用于容纳支架装置的至少一部分的开口和用于容纳垂直传动机构的至少一部分的腔，所述传动机构的大小和构型被设计成螺纹接合支架装置。所述支架装置优选包括一对卡爪，其上各自形成延长部，用于接合骨紧固件横向侧壁上形成的凹槽，使支架装置可以接合骨紧固件而不用延伸到U形槽中。更优选地，所述卡爪的大小和形状可以被设计成仅接合在骨紧固件头部形成的侧壁之一。所述手术器械还可以包括水平传动机构，相对于骨紧固件对齐横向偏移的脊柱棒。

Description

脊柱棒插入装置

技术领域

本发明一般性地涉及用于脊柱手术的手术器械。更具体地，本发明涉及的器械用于将纵向脊柱棒推入接合椎骨的脊柱植入物的棒容纳槽中。

发明背景

为了纠正因脊柱受伤或脊柱天然形成的缺陷所导致的脊柱畸形，在接骨手术中通常使用脊柱固定系统。典型的脊柱固定系统可以包括多个骨紧固件，该骨紧固件基本上沿脊柱长度排列，每一个都通过脊柱棒相互连接。脊柱棒被容纳在骨紧固件头部中形成的槽中。骨紧固件可以通过从紧固件头部延伸出来的螺纹杆或钩锚定到椎骨体的椎板或椎弓根上。此外，钩型骨紧固件还可以被锚定到横突上。

但是，因为将脊柱棒对准到骨紧固件头部形成的棒容纳槽中所涉及的问题，外科医生在进行这种手术时通常会遇到显著的困难。例如，因为脊柱的曲率或者各椎骨的大小和形状，骨紧固件的头部不能彼此之间垂直和/或水平对齐。这种错位要求弯曲脊柱棒，从而使脊柱棒能正确地固定在棒容纳槽中。此外，脊柱棒可以被弯曲，提供用于纠正脊柱缺陷的所选构型。所述脊柱棒也可以具有笔直的构型。通过脊柱棒将骨紧固件强制相互连接在一起可以将矫正应力转移到患者的脊柱上。

脊柱固定系统中常用的一种骨紧固件称为顶加载骨紧固件。更具体地，所述骨紧固件可以包括头部以及用于接收封盖的顶部开口，该头部具有在其中延伸的U型棒容纳槽，该封盖将脊柱棒固定到U型槽中。所述U型槽与骨紧固件头部的顶部连通，形成容纳脊柱棒的通道。虽然其它形状也是可以的，但骨紧固件的头部本身通常是球形或者圆柱形，其壁的外侧表面可以呈弓形。

通常需要将脊柱棒复位(即移动)到骨紧固件U形槽中的器械。通常，要使用一个以上的手术器械，其中一个器械附着在骨紧固件上，在安装棒的过程中稳定骨紧固件的头部，或者作为第二手术器械的引导装置，该第二手术器械将脊柱棒引入U形棒容纳槽。需要两个手术器械的安装过程存在的问题是外科医生不能空出一只手，可能需要多个医生来完成手术。或者，当使用单独手术器械来同时稳定植入物并对脊柱棒施加必要的引导力时，手术器械通常在U形槽的两侧接合骨紧固件的头部，这样至少一部分手术器械横跨U形槽。即通常所说的，手术器械以占据U形槽顶部开口上方的方式来附着，这大大限制了对开口槽的进入。此外，在U形槽两侧接合骨紧固件头部的棒复位器械受其相对于骨紧固件的进入角度的限制，不必要地使手术过程变得复杂，尤其是当手术区域的几何构型不允许外科医生同时抓住所述头部两个侧面并安装封盖时。因患者的固有解剖结构和被必须固定到骨紧固件头部中形成的U形槽的两侧面的手术器械所限制，手术区域会减小并更小。

发明概述

本发明涉及将纵向脊柱棒推入骨紧固件中的手术器械，其中，所述紧固件优选包括头部和骨接合部，所述头部还包括顶表面、底表面、形成U形槽的两个侧壁以及顶部开口，从而使所述脊柱棒可以通过该顶部开口被引入U形槽中。所述骨紧固件的侧壁还可以包括具有凹槽的相对端面，所述凹槽具有一对端壁以及位于端壁中的用于接合手术器械的座。

所述手术器械可以包括支架装置和复位机构。所述支架装置的大小和结构可以被设计成接合所述骨紧固件，而所述复位机构的大小和结构被设计成使所述脊柱棒相对于该骨紧固件移动。所述支架装置包括一对设置成剪叉状构型的枢轴连接元件，该支架装置具有第一末端和第二末端，所述第一末端的至少一部分包括具有沟槽的区域，第二末端的大小和结构被设计成接合所述骨紧固件的头部。所述复位机构可以包括棒接触元件、外部支撑结构和垂直传动机构，所述棒接触元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的大小和结构被设计成接触脊柱棒，所述外部支撑结构具有第一末端、第二末端、传动区和支架区，其中该支架区包括位于该支撑结构第一末端的第一开口，用于容纳该支架装置第一末端的至少一部分，所述传动区包括用于容纳垂直传动机构的至少一部分的腔，该垂直传动机构包括纵向元件，该纵向元件被构造成接合支架装置的沟槽区域，从而使该垂直传动机构的移动相对于所属支架装置来移动所述复位机构。

所述沟槽区域可以包括多个凹槽和突起，并且所述纵向件可以是至少部分带螺纹的，所述螺纹的大小和结构被设计成与该凹槽和突起相互作用。

所述支架装置的第一枢轴连接元件可以包括其上具有多个凹槽和突起的沟槽区域，所述第二枢轴连接元件也可以包括其上具有多个凹槽和突起的沟槽区域，这样一来当该第一和第二枢轴连接元件处于闭合状态时，该第一元件和第二元件的带沟槽区域相互对准，从而使所述沟槽和突出部对准，而形成一致的沟槽区域。优选地，在所述支架装置的顶表面上延长形成一致的沟槽区域，从而使该沟槽区域在枢轴连接元件的顶表面上延伸。而且，该支架装置的第一枢轴连接元件和第二枢轴连接元件优选地可以包括用于在闭合状态下将该第一元件牢固固定在该第二元件上的锁定机构。

所述器械可以被构造成使所述垂直传动机构的旋转相对于所述外部支撑元件垂直移动所述棒接触元件。

优选地，所述手术器械可以被构造成使所述支架装置可以可移除地附着于所述复位机构上。

所述棒接触元件可以是H形的元件，该元件具有一对平行的托架，和在所述托架之间延伸的中间元件，其中，至少一个托架可以包括钩，该钩的大小和结构被设计成接合脊柱棒，另一个支架可以包括凹槽，该凹槽用于接触并偏移脊柱棒以使该脊椎棒对准所述骨紧固件头部中形成的U形槽。该棒接触元件的第二末端可以连接到所述外部支撑结构上。该棒接触元件可以枢轴连接于所述外部支撑结构上。或者，该棒接触元件的第二末端可以连接到至少一个中间支撑元件上，该支撑元件相互连接该棒接触元件与所述外部支撑结构。

所述中间支撑元件优选为三角形的元件，其中，该中间支撑元件可以被固定连接到所述棒接触元件上，并枢轴连接到所述外部支撑结构上。

所述垂直传动机构可以包括具有第一末端、第二末端以及在其间延伸的至少部分带螺纹的区域的轴，其中，优选该轴相对于所述外部支撑结构轴向固定，但是可以自由旋转，以使该轴的旋转能引起所述支架装置相对所述外部支撑结构作线性移动。更优选地，所述轴可以螺纹接合所述支架装置上形成的沟槽区域。

所述手术器械还可以包括水平传动机构，用于使所述脊柱棒相对于所述骨紧固件头部中形成的U形槽横向移动，其中，该水平传动机构可以具有轴和横向支撑元件，该轴具有第一末端、第二末端和至少部分带螺纹的节段，该轴的第一末端连接于所述外部支撑结构上，所述横向支撑元件直接或间接连接到所述棒接触元件上，其中所述轴的部分带螺纹的节段与所述横向支撑元件相互作用，从而使该水平传动机构的操作能横向移动所述棒接触元件。

所述横向支撑元件可以包括在其中横向延伸的带螺纹的孔，用于螺纹接合所述轴，从而使该轴的旋转能相对所述外部支撑结构移动所述横向支撑元件，以横向移动所述棒接触元件。

优选地，所述水平传动机构可以包括用于接合所述外部支撑结构的球形第一末端，其中，所述球形第一末端可以被保持在所述支撑结构中。

可选择地，用于将纵向脊柱棒推入所述骨紧固件的手术器械可以包括支架装置、复位机构和水平传动机构。该支架装置的大小和结构可以被设计成接合所述骨紧固件。该支架装置包括一对剪叉型设置的枢轴连接元件，该元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的至少一部分包括具有沟槽的区域，其中，该第二末端的大小和结构被设计成接合所述骨紧固件的头部。所述复位机构的大小和结构被设计成相对于所述骨紧固件移动所述脊柱棒。所述复位机构包括棒接触元件、外部支撑结构和垂直传动机构，所述棒接触元件具有第一末端和第二末端，该第一末端的大小和结构被设计成接触所述脊柱棒，所述外部支撑结构具有第一末端、第二末端、传动区域和支架区域，其中，该支架区域包括位于所述支撑结构第一末端中的第一开口，用于容纳该支架装置第一末端的至少一部分，该传动区域包括用于容纳所述垂直传动机构的至少一部分的腔，该垂直传动机构包括被构造成接合所述支架装置的带沟槽区域的纵向元件，从而使该垂直传动机构的移动能相对该支架装置在第一方向上移动所述复位机构。所述水平传动机构具有轴和横向支撑元件，所述轴具有第一末端、第二末端和至少部分带螺纹的节段，所述轴的第一末端连接于所述棒接触元件上，并且所述横向支撑元件直接或间接连接于该棒接触元件上，其中，所述轴的部分带螺纹的节段与横向支撑元件相互作用，从而使所述水平传动机构的操作能在第二方向上横向移动该棒接触元件。

附图简述

为了便于理解以及阐述本发明，在附图中公开了示例性和优选的特征和实施方案，但是应理解，本发明不限于所示的具体配置和器械，在所有视图中类似的参考符号表示类似的元件，其中：

图1是本发明一个实施方案中接合骨紧固件和脊柱棒的脊柱棒插入装置的透视图；

图2是骨紧固件的局部视图；

图3A是图1所示脊柱棒插入装置的支架装置的透视图；

图3B是图3A所示支架装置的仰视图；

图3C是图3A所示支架装置的侧视图；

图3D是图3A所示支架装置的俯视图；

图4是图3A所示支架装置接合骨紧固件的透视图；

图5是图1所示脊柱棒插入装置的复位机构的透视图；

图6A是棒接触元件的俯视图；

图6B是图6A所示棒接触元件的侧视图；

图7是中间支撑元件的侧视图；

图8是图1所示脊柱棒插入装置的侧面剖视图；

图9是水平传动机构的侧视图；

图10是垂直传动机构的侧视图。

发明详述

为了便于理解本发明的原理，现在参考图中所示示例性非限制性实施方案，并使用特定语言来描述它们。但是应理解，这决不是用于限制本发明的范围，对这里阐述的本发明进行改变和进一步改良以及进一步应用本发明的原理对本发明所属领域的技术人员来说是正常的。就这一点而言，可以显示并说明示例性特征，但这些特征对实施本发明并不是必需的，因此，本发明仅由权利要求书限定。

如图1所示，脊柱棒插入装置50是外科医生用来将纵向脊柱棒15推入接合脊椎骨的脊柱植入物10中的手术器械，脊柱植入物10可以是例如椎弓根螺钉、椎弓根钩、横突钩、椎板下钩等(下文中统称为“骨紧固件”)。脊柱棒插入装置50可以用于与任何骨紧固件10连接，只要骨紧固件10包括容纳棒的槽，该槽的尺寸和结构被设计成容纳纵向脊柱棒15。脊柱棒15可以具有各种横截面形状，例如圆形，并可以具有或者不具有螺纹。

如图2所示，骨紧固件10优选包括头部24和骨接合元件21，该头部限定了中心轴25。头部24还包括顶面12、底面13和两个横向侧壁26、28，该横向侧壁限定了U形槽22和顶部开口14，该顶部开口14与U形槽22的顶部连通。U形槽22限定了与中心轴25垂直的纵轴23。U形槽22的大小和结构被设计成容纳纵向脊柱棒15。优选通过顶部开口14引入脊柱棒15，以从顶部装载到U形槽22中。如图所示，U形槽22和顶部开口14限定了脊柱棒15的通道11。通道11具有基本上U形的容纳空间，脊柱棒15在被固定到U形槽22之前可以在其中移动。

侧壁26、28的内表面可以包括内螺纹(未显示)，优选本领域熟知的锯齿螺纹，以便与带螺纹的封盖(未显示)接合，从而将脊柱棒15固定在U形槽22中。但是，也可以是其它闭合结构，包括但不限于接合U形槽上形成的外螺纹的带内螺纹的固定螺丝、外部/内部凸轮锁、具有卡口型连接的封盖、扣合型连接、棘齿型连接等。

如图所示，椎弓根螺钉的侧壁26、28各自分别包括相对端面30、32和34、36。端面30、32、34、36均优选包括凹槽41、42，用于接合脊柱棒插入装置50，这在下文将更加详细地描述。端面30、32、34、36可以相对脊柱棒15的纵轴23成约85度至95度、优选90度的角度。凹槽41、42可以包括从端面30、32、34、36上切开或开槽形成的座45，该座45的大小和结构被设计成直接接合脊柱棒插入装置50，这在下文将更加详细地描述。座45可以基本光滑。可选择地，该座可以具有特定的形状或者表面涂布处理，以便更加牢固地通过凹槽41和42接合脊柱棒插入装置50。

凹槽41、42可以被构造成与U型槽22连通。即，可以朝向U形槽22内部切割出座45，由此形成相对U形槽22的纵轴23测量出的角度α。示例性角度α可以为约15度至约90度，优选的角度α为约45度至75度，更优选约55度至约60度。如图所示，相对于凹槽41，凹槽41、42还限定了端壁35、37以及位于其中的座45。端壁35、37的大小和结构可以被构造成接合脊柱棒插入装置50，由此在脊柱棒插入装置50和骨紧固件10之间提供额外的表面接触，以相对于脊柱棒插入装置50固定骨紧固件10。虽然已经描述了具有凹槽41、42的骨紧固件10，其中所述凹槽具有接合脊柱棒插入装置50的座45以及用于接合脊柱棒插入装置的任选的端壁35、37，但是可知其它结构如销和相应的销孔也可以用于将脊柱棒插入装置50接合到骨紧固件10上。

虽然骨接合元件21通常显示为与骨紧固件10的头部24是一体的，并为带螺纹的轴或杆21的形式以将骨紧固件10锚定在骨上，但是应理解其也可以是其它构型，包括但不限于椎弓根螺钉、椎弓根钩、横突钩、椎板下钩等。而且，骨紧固件10可以呈多轴螺钉或钩的形式，其中，骨接合元件21与骨紧固件10的头部24分开形成并多轴连接于所述头部，这样外科医生就能相对于骨接合元件21调整头部24的角度，从而调节脊柱棒15的角度。

再次参见图1，脊柱棒插入装置50可以包括用于接合骨紧固件10的头部24的支架装置100，以及复位机构200，该复位机构相对于支架装置100移动棒接触元件210从而相对于骨紧固件10移动脊柱棒15。

一般来说，如图3A-3D所示，支架装置100包括第一末端110和第二末端130，第二末端130的大小和结构被设计成牢固接合骨紧固件10的头部24。在优选的实施方案中，支架装置100包括具有剪叉型设置的一对枢轴连接的元件140、150，从而在第一末端110处移动元件140、150使第二末端130处的元件140、150相应地围绕枢轴销145进行枢轴性移动。即，当外科医生将支架装置100的第一末端110从开放位置(未显示)移动到闭合位置(如图3D所示)时，支架装置100的第二末端130围绕枢轴销145从开放位置(未显示)向闭合位置(即接合位置，例如如图3D所示)进行枢轴运动。如图3D所示，该支架装置优选具有总长X₁，其中，X₁为约100毫米至230毫米，优选约为165毫米。而卡爪132、134和枢轴销145相距X₂，其中，X₂约为25毫米至约60毫米，优选约为40毫米。

支架装置100的第二末端130包括一对卡爪132、134。优选卡爪132、134的大小和结构被设计成与骨紧固件10的头部24相配，更优选地，其大小和构造被设计成接合骨紧固件10的侧壁26、28。即，卡爪132、134可以包括对应的相对平坦部或延长部136、138，该平坦部的大小和结构被设计成牢固接合骨紧固件10的侧壁26、28中形成的凹槽41、42。

优选地，延长部136、138的大小和结构被设计成接合在骨紧固件10的头部24上形成的座45。这样，在卡爪132、134以及骨紧固件10之间形成紧密配合，这样一来骨紧固件10就不会相对卡爪132、134旋转。可选择地，当骨紧固件10已经被锚定到患者的骨头上时，在卡爪132、134上形成的延长部136、138与端壁35、37和座45的牢固接合防止脊柱棒插入装置50相对骨紧固件10滑动、移动或旋转。因此，优选延长部136、138的大小和结构被设计成牢固接合骨紧固件10的头部24。应注意的是，若在骨紧固件10上形成了不同的结构(如凹痕或销孔)以接合脊柱棒插入装置50，那么卡爪132、134将被构造成具有除这里所述的延长部136、138以外不同的对应结构以接合骨紧固件10。

如图3C和4所示，支架装置100可以以角度Ω弯曲，使卡爪132、134和延长部136、138与元件140、150的第一端不在一个平面上。优选地如图所示，所述卡爪以约24度的角度Ω弯曲。此外，优选延长部136、138的大小和结构被设计成使支架装置100可以接合骨紧固件10，且不在U型槽22上方延伸，或者不会妨碍U型槽22。元件140、150的弯曲形状以及卡爪132、134和延长部136、138的构型有助于避免妨碍脊柱棒15向U形槽22中的移动。更优选地，支架装置100横向接合骨紧固件10，而使卡爪132、134接合并仅接触侧壁26、28中的一个，这有助于将脊柱棒15引入多个骨紧固件的U形槽22中，所述多个骨紧固件沿脊椎骨排列，其中，脊柱棒15将一个骨紧固件10相互连接到另一个骨紧固件10上。即，优选支架装置100的大小和结构被设计成使其仅接触并接合在侧壁26上形成的凹槽41或者在侧壁28上形成的凹槽42，这样一来脊柱棒插入装置50就不会阻隔通道11，从而当支架装置100接合骨紧固件10时(如图4所示)，脊柱棒插入装置不会妨碍脊柱棒15向U形槽22中的引入。

参见图3A-3D和图4，支架装置100的第一末端110可以包括柄112，该柄具有锯齿状表面，便于外科医生握紧支架装置100。支架装置100的第一末端110的至少一部分还可以包括区域114，该区域的大小和结构被设计与垂直的传动机构275匹配接合，这在下文将更加详细地描述。更具体的，如图所示，第一和第二连接元件140、150各自包括部分带螺纹的区域116、118，以在第一和第二枢轴连接的元件140、150处于闭合位置时(如图3A所示)，所述部分带螺纹的区域116、118相互对准，由此形成单一一致的带螺纹区域114，用于螺纹接合垂直传动机构275，这在下文将更加详细地描述。出于下述显而易见的原因，如图所示，优选所述至少部分带螺纹的区域114在支架装置100上方形成，并被固定地附着于其上，而使螺纹区域114在连接元件140、150的外表面135的上方延伸。螺纹区域114也可以与连接元件140、150一体化形成和/或与连接元件140、150处于相同平面。

而且，如图3A所示最佳的，第一枢轴连接元件140和第二枢轴连接元件150还可以包括锁定机构160，该锁定机构的大小和结构被设计成在闭合位置上将第一元件140固定地固着在第二元件150上。锁定机构160可以是本领域已知的任何锁定机构，包括但不限于棘齿型机构、螺纹钉以及螺母型机构等。优选地如图所示，锁定机构160包括从一个连接元件140横向延伸到另一个连接元件150的固定臂162。固定臂162的大小和结构被设计成接合另一个连接元件150上形成的凹槽(即，缺口(未显示))，从而在支架装置100处于闭合位置且支架装置100牢固接合骨紧固件10的头部24时，固定臂162可以接合所述凹槽而将支架装置100固定地固着在闭合位置。可选择地，或者另外，固定臂162可以具有凸缘，其具有接触连接元件150的外表面135的肩部。

有利的是，支架装置100可以可拆卸地附着于脊柱棒插入装置50上，使得支架装置100可以附着在骨紧固件10上而不需要复位机构200。在这种情况下，外科医生可以相对微小且不那么笨重地轻易操作支架装置100以接合骨紧固件10。在骨紧固件10被接合到脊柱之后并且手术环境中供器械操作的空间有限时，这种独立接合骨紧固件10的能力尤其有利。

参见图5，复位机构200可以包括棒接触元件210、垂直传动机构275以及水平传动机构300。如图6A和6B所示最佳的，棒接触元件210具有第一末端212和第二末端230，第一末端212的大小和结构被设计成接触脊柱棒15。

棒接触元件210通常是H形的元件，具有一对平行托架214和216，和在所述托架之间延伸的中间元件218。虽然棒接触元件210已经被显示并描述为H形元件，但其它形状和大小也可以使用。托架214、216中的至少一个包括钩220，该钩的大小和结构被设计成具有容纳脊柱棒15的开口215，而使脊柱棒15可以被棒接触元件210夹住。优选地，一个托架216包括钩220用于夹住脊柱棒15，另一个托架214包括凹槽和/或缺口222用于接触并偏压脊柱棒15，使之对准骨紧固件10的头部24中形成的U形槽22。钩220和凹槽222使外科医生根据需要更容易接合和分离脊柱棒15，并同时保持棒接触元件210和脊柱棒15之间的固定连接。可选择地，棒接触元件210可以包括一对钩220或一对凹槽222。

棒接触元件210的第二末端230的大小和结构被设计成接合复位机构200的其余部分。如图所示，棒接触元件210的各托架214、216可以接合中间支撑元件240，该中间支撑元件将棒接触元件210与复位机构200的其余部分连接在一起。棒接触元件210可以通过本领域已知的任何机构与中间元件240连接，所述任何机构包括但不限于螺钉、螺栓、焊接、粘结、压配等。优选地如图所示，棒接触元件210具有一对孔242用于容纳螺钉和/或铆钉244，以接合中间元件240，使得棒接触元件210固定地固着到中间元件240上，并不会相互枢轴运动。可选择地，棒接触元件210可以通过本领域已知的任何装置连接到复位机构200的其余部分。虽然棒接触元件210已经被显示并描述为与中间支撑元件相分离、并互相连接的元件，但是可知棒接触元件210和中间支撑元件240也可以是整体形成的。

如图5所示最佳的，优选两个中间支撑元件240呈三角形246，每个中间支撑元件位于棒接触元件210的任何一侧。如图7所示最佳的，三角形元件246具有三个角248、250和252，其中角248具有一对螺钉孔249用于接合棒接触元件210，角250和252各自具有一个螺钉孔251和253，分别用于枢轴接合水平传动机构300和垂直传动机构275。虽然中间支撑元件240已经被显示和描述为三角形元件，但是可知也可以使用其它形状和大小。

参见图5和8，复位机构200还可以包括外部支撑结构260。支撑结构260可以在角252处通过螺钉或销元件枢轴连接于中间元件240上，该螺钉和销元件被插入孔253中并连接于支撑结构260上。支撑结构260(通常显示为矩形)包括第一末端262、第二末端264、传动区域266和支架区域268。支撑结构260的支架区域268可以包括从第一末端262延伸到第二末端264的穿孔270。穿孔270的大小和结构被设计成，当支架装置100处于闭合位置时该穿孔接合支架装置100。支撑结构260的传动区域266的大小和结构被设计成容纳垂直传动机构275。虽然外部支撑结构260已经被显示并描述为通常为矩形元件，但是可知也可以使用其它形状和大小。

如图9所示，垂直传动机构275为纵向延伸的元件，优选为轴277，该轴具有第一末端278、第二末端280以及在两者之间延伸的至少部分带螺纹的区域281。部分带螺纹的区域281可以是本领域已知的任何机构，该机构使一个元件相对第二个元件因两个元件中的一个的旋转运动而进行平移移动。优选部分带螺纹的区域281的大小和结构被设计成当外科医生旋转垂直机构275时支架装置100相对垂直传动机构275移动，这在下文将更加详细地描述。螺纹区域281的形式可以是常规螺纹、沟槽区域、齿条和小齿轮、涡轮等。优选地，部分带螺纹的区域281是英制梯形螺纹(Acme)，ISO梯形螺纹钉，其大小和结构被设计成转移负载和/或力。

轴277的第二末端280优选包括直径减小的凹槽282，以与延伸穿过支撑元件260的至少一个螺钉284(如图5所示)相配，从而使垂直传动机构275相对于支撑结构260轴向固定但是可以自由旋转。这里，如下文更详细的描述，由于轴277的部分带螺纹的区域281与支架装置100上形成的螺纹区域114之间螺纹接合，垂直传动机构275的旋转使支架装置100相对支撑结构260移动。

为了便于更好地操作和旋转垂直传动机构275，轴277的第二末端280还可以包括用于牢固接合把手286的接合部分284。把手286通过本领域已知的任何装置被固定到轴275的第二末端280上，所述任何装置包括但不限于销、螺钉、铆钉、焊接、粘结、压配等。可选择地，轴277的第二末端280的大小和结构被设计成接合传动机构，例如，螺丝刀、六角传动装置(hex-driver)、插座、动力工具等，或者第二末端的大小和结构可以被设计成直接由外科医生接合。

所示的脊柱棒插入装置50可以如下进行操作。骨紧固件10被固定在患者的骨上，优选脊椎骨的椎弓根。然后将脊柱棒插入装置50附着于骨头紧固件上。更具体的，外科医生可以操控连接元件140、150，如上所述使支架装置100的第二末端130上形成的卡爪132、134接合骨紧固件10的头部24的侧壁26、28上形成的凹槽41、42，从而将支架装置100附着到骨紧固件10上。支架装置100之后可以通过锁定机构160锁定在闭合位置，即接合位置，从而使支架装置100的枢轴连接元件140、150相互闭合，骨紧固件10被支架装置100牢固地把持，连接元件140、150被锁住，这样就不能松开骨紧固件10。之后，外科医生将支架装置100的第一末端110移入在支撑结构260的支架区域268中形成的穿孔270中，直到在支架装置100上形成的螺纹区域114接合在轴277上形成的部分带螺纹的区域281。然后可以旋转垂直传动机构275，例如逆时针方向旋转，通过轴277上形成的部分带螺纹的区域281与支架装置100上的螺纹区域114之间的相互作用，所述旋转使得支架装置100进一步移入在支撑结构260的支架区域268中形成的穿孔270中。之后，脊柱棒15(被置于骨紧固件10附近)被棒接触元件210夹住，这样一来垂直传动机构275沿例如顺时针方向旋转就会使轴277在支撑结构260的传动区域266中旋转，这又使轴277的部分带螺纹的区域281螺纹接合支架装置100的螺纹区域114。支撑结构260相对于支架装置100的线性和纵向移动，导致间接连接到支撑结构260上的脊柱棒15相对于连接到支架装置100的骨紧固件10进行移动。这样一来，脊柱棒15就可以被移入骨紧固件10头部中形成的U形槽22。之后可以通过封盖将脊柱棒15固定到U形槽22中。

此外，脊柱棒插入装置50可以包括水平传动机构300，用于相对U形槽22横向移动偏移的脊柱棒15，从而使脊柱棒在垂直方向上与U形槽22对准。如图10所示最佳的，水平传动机构300可以是纵向延伸的元件，优选是轴302，该轴具有第一末端304、第二末端306以及在两者之间延伸的至少部分带螺纹的区域308。部分带螺纹的节段308可以是本领域已知的任何机构，该机构用于使一个元件相对另一元件因两个元件中的一个的旋转运动而进行平移运动。优选部分带螺纹的节段308的大小和结构被设计成，当外科医生旋转水平传动机构300时外部支撑结构260相对横向支撑结构320移动，这在下文将更加详细地描述。螺纹节段308的形式可以是常规螺纹、沟槽区域、齿条和小齿轮、涡轮等。优选地，部分带螺纹的节段308是英制梯形螺纹(Acme)，ISO梯形螺纹钉，其大小和结构被设计成转移负载和/或力。

优选部分带螺纹的节段308的大小和结构被设计成使其被保留在横向支撑元件320的孔322中。横向支撑元件320优选位于一对中间支撑元件240之间，如图5所示。横向支撑元件320可以通过本领域已知的任何机构连接到中间元件240上，所述任何机构包括但不限于螺钉、铆钉、焊接、粘合、压配等。

横向支撑元件320(通常显示为圆柱形的元件)优选包括横向延伸穿过其中的螺纹孔322(如图8所示最佳的)，用于螺纹接合轴302的部分带螺纹的节段308。如同下文将更加详细的描述，轴302的第一末端304连接于支撑结构260上，使得水平传动机构300的旋转移动横向支撑元件320，从而中间支撑元件240的角250横向远离支撑结构260。相对于直接/间接连接在一起的中间支撑元件240、棒接触元件210以及脊柱棒15，横向移动直接/间接连接在一起的支撑结构260、支架装置100以及骨紧固件10，可以将脊柱棒15与骨紧固件10的头部24中形成的U形槽22横向对准。

水平传动机构300优选包括球形第一末端310，用于接合支撑结构260。优选地，通过在球形第一末端310的侧面上延伸穿过支撑结构260的至少一个销(优选一对销312)将球形第一末端310固定在支撑结构260的第一末端262的狭槽(未显示)中，从而使水平传动机构300固定到支撑元件260上，但是二者是枢轴连接的，这样一来在旋转水平传动机构300导致横向支撑元件320沿轴302移动时轴302形成一定角度。

类似于垂直传动机构275，为了更好地操作和旋转水平传动机构300，水平传动机构300的第二末端306可以包括用于牢固接合把手330的接合部分。把手330可以通过本领域已知的任何装置固定到轴302的第二末端306上，所述任何装置包括但不限于销、螺钉、铆钉、焊接、粘结、压配等。可选择地，轴302的第二末端306的大小和结构可以被设计成接合传动机构，例如，螺丝刀、六角传动装置(hex-driver)、插座、动力工具等，或者第二末端的大小和结构可以被设计成直接由外科医生接合。

在一种使用方法中，一旦骨紧固件10已经牢固接合到患者的椎骨上，可以如下所述，通过使用脊柱棒插入装置50将纵向脊柱棒15对准并引入到在骨紧固件10头部24形成的U形槽22中。支架装置100可以首先附着于骨紧固件10上，更具体地，如以上所述，在支架装置100第二末端130上形成的卡爪132、134可以接合骨紧固件10头部24的侧壁26、28上形成的凹槽41、42，或者卡爪132、134可以以其它一些方式或者通过一些不同的结构附着到骨紧固件10上。然后，支架装置100可以通过锁定机构160被锁定在闭合位置即连接位置上，这样一来支架装置10的枢轴连接元件140、150相互闭合，骨紧固件10被支架装置100牢固地把持。之后，外科医生将支架装置10的第一末端110移到在支撑结构260的支架区域268中形成的穿孔270中，直到在支架装置100上形成的螺纹区域114接合轴277的部分带螺纹的区域281。之后，垂直传动机构275可以旋转，例如逆时针旋转，使支架装置100进一步移入在支撑结构260的支架区域268中形成的穿孔270中。之后，脊柱棒15(可以被置于骨紧固件10附近)可以被棒接触元件210接合。外科医生然后旋转水平传动机构300，将脊柱棒15横向移动以将脊柱棒15垂直对准骨紧固件10的顶部开口14上方，并与U形槽22对准。更具体地，通过旋转把手330从而旋转轴302来操作水平传动机构300。轴302上形成的部分带螺纹的节段308与横向支撑元件320上形成的内螺纹孔322沿轴302的长度相互作用。当横向支撑元件320沿轴302移动时，横向支撑元件320移动中间支撑元件240，使所述中间支撑元件相对支撑结构260进行枢轴运动，由此移动棒接触元件210，所述棒接触元件横向移动并重新定位脊柱棒15。通过这种方式，横向偏移的脊柱棒15可以对准骨紧固件10头部24中形成的U形槽22。

之后，旋转垂直传动机构275导致垂直传动机构275的轴277螺纹接合支架装置100的螺纹区域114。支撑结构260相对支架装置100的垂直移动导致间接连接于支撑结构260的脊柱棒15垂直移动进入骨紧固件10中形成的U形槽22中。然后通过封盖将脊柱棒15固定在U形槽22中。

结合优选实施方案对本发明进行了阐述。但是，这些实施方案仅用于举例，本发明决不限于此。因此，本领域技术人员应理解在由所附权利要求书限定的本发明范围中容易进行其它的改变和修改，因此本发明仅由以下的权利要求限定。

Claims

1.将纵向脊柱棒推入骨紧固件的手术器械，该紧固件包括头部和骨接合部分，所述头部包括底面、形成U形槽的两个横向侧壁和顶部开口，所述器械包括：

接合所述骨紧固件的支架装置，该支架装置包括一对设置成剪叉状构型的枢轴连接元件，该连接元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的至少一部分包括具有沟槽的区域，其中，所述第二末端的大小和结构被设计成接合所述骨紧固件的头部；和

用于相对于所述骨紧固件移动所述脊柱棒的复位机构，该复位机构包括棒接触元件、外部支撑结构以及垂直传动机构，所述棒接触元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的大小和结构被设计成接触所述脊柱棒，所述外部支撑元件具有第一末端、第二末端、传动区域和支架区域，其中，所述支架区域包括位于所述支撑结构第一末端用于容纳所述支架装置第一末端的至少一部分的第一开口，所述传动区域包括用于容纳所述垂直传动机构的至少一部分的腔，所述垂直传动机构包括纵向元件，该纵向元件被构造成接合所述支架装置的所述沟槽区域，从而使得所述垂直传动机构的移动相对所述支架装置移动所述复位机构。

2.如权利要求1所述的器械，其中所述骨紧固件的所述侧壁还包括相对的端面，该端面具有在其中形成的、用于接合所述器械的凹槽。

3.如权利要求2所述的器械，其中所述凹槽还包括一对端壁以及位于其间用于接合所述器械的座。

4.如权利要求3所述的器械，其中所述支架装置的第二末端包括一对卡爪，每个该卡爪具有在其上形成的、用于接合在所述骨紧固件侧壁上形成的所述凹槽的延长部，从而使得所述支架装置能接合所述骨紧固件而无需延伸进入所述U形槽。

5.如权利要求4所述的器械，其中所述延长部的大小和结构被设计成接合所述骨紧固件头部上形成的所述座。

6.如权利要求1所述的器械，其中所述支架装置的第二末端包括一对卡爪，每个该卡爪具有在其上形成的、用于仅接合所在述骨紧固件头部形成的所述侧壁之一的延长部。

7.如权利要求1所述的器械，其中所述沟槽区域包括多个凹槽和突起，所述纵向元件至少部分带螺纹，所述螺纹的大小和结构被设计成与所述凹槽和所述突起相互作用。

8.如权利要求1所述的器械，其中所述垂直传动机构的旋转相对于所述外部支撑结构垂直地移动所述棒接触元件。

9.如权利要求1所述的器械，其中所述支架装置可移除地与所述复位机构连接。

10.如权利要求1所述的器械，其中所述支架装置的第一末端包括便于外科医生抓紧所述支架装置的柄。

11.如权利要求1所述的器械，其中所述支架装置的第一枢轴连接元件包括在其上形成有多个凹槽和突起的沟槽区域，所述第二枢轴连接元件包括在其上形成有多个凹槽和突起的沟槽区域，从而在所述第一枢轴连接元件和所述第二枢轴连接元件处于闭合位置时，所述第一元件和所述第二元件的所述沟槽区域相互对准，以使所述凹槽和所述突出部对准，而形成一致的沟槽区域。

12.如权利要求11所述的器械，其中所述一致的沟槽区域在所述支架装置顶表面的延长部形成，从而使得所述沟槽区域在枢轴连接元件的顶表面上方延伸。

13.如权利要求1所述的器械，其中所述支架装置的所述第一枢轴连接元件和第二枢轴连接元件包括锁定机构，用于在闭合位置上将所述第一元件固定地固着在所述第二元件上。

14.如权利要求13所述的器械，其中所述锁定机构包括从所述的一个枢轴连接元件横向延伸到另一个枢轴连接元件而与其上形成的凹槽接合的的固定臂。

15.如权利要求13所述的器械，其中所述锁定机构包括具有肩部的固定臂，所述肩部的大小和结构被设计成接合横向边缘。

16.如权利要求1所述的器械，其中所述棒接触元件是H形元件，其具有一对平行托架和在其间延伸的中间元件。

17.如权利要求16所述的器械，其中所述托架中至少一个包括钩，该钩的大小和结构被设计成接合所述脊柱棒。

18.如权利要求17所述的器械，其中所述另一个托架包括凹槽，该凹槽用于接触并偏移所述脊柱棒以使该脊椎棒对准所述骨紧固件头部中形成的U形槽。

19.如权利要求1所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端连接所述外部支撑结构。

20.如权利要求1所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端连接到至少一个中间支撑元件上，该中间支撑元件将所述棒接触元件与所述外部支撑结构相互连接。

21.如权利要求20所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端与一对中间支撑元件连接。

22.如权利要求21所述的器械，其中所述中间支撑元件是三角形的元件。

23.如权利要求22所述的器械，其中所述中间支撑元件被固定地连接到所述棒接触元件上，并枢轴连接到所述外部支撑结构上。

24.如权利要求1所述的器械，其中所述棒接触元件枢轴连接到所述外部支撑结构上。

25.如权利要求1所述的器械，其中所述垂直传动机构包括轴，该轴具有第一末端、第二末端以及在其间延伸的至少部分带螺纹的区域。

26.如权利要求25所述的器械，其中所述轴相对于所述外部支撑结构轴向固定，但是可以自由旋转，从而使该轴的旋转引起所述支架装置相对所述外部支撑结构作线性移动。

27.如权利要求26所述的器械，其中所述轴可以螺纹接合所述支架装置上形成的沟槽区域。

28.如权利要求27所述的器械，其中所述轴的第二末端包括用于牢固接合把手的接合部分。

29.如权利要求1所述的器械，其中所述器械还包括水平传动机构，用于使所述脊柱棒相对于所述骨紧固件头部中形成的U形槽横向移动。

30.如权利要求1所述的器械，其还包括水平传动机构，该水平传动机构具有轴和横向支撑元件，该轴具有第一末端、第二末端和至少部分带螺纹的节段，该轴的第一末端连接于所述外部支撑结构上，该横向支撑元件直接或间接连接到所述棒接触元件上，其中该轴的部分带螺纹的节段与该横向支撑元件相互作用，从而使该水平传动机构的操作横向移动所述棒接触元件。

31.如权利要求30所述的器械，其中所述的横向支撑元件具有在其中横向延伸的带螺纹的孔，用于螺纹接合所述轴，从而使该轴的旋转能相对于所述外部支撑结构移动所述横向支撑元件，以横向移动所述棒接触元件。

32.如权利要求31所述的器械，其中所述水平传动机构包括用于接合所述外部支撑结构的球形第一末端。

33.如权利要求32所述的器械，其中所述球形第一末端被保持在所述支撑结构中。

34.如权利要求33所述的器械，其中所述球形第一末端被一对延伸穿过所述支撑结构的销保持在所述支撑结构中。

35.如权利要求30所述的器械，其中所述轴的第二末端包括用于牢固接合把手的接合部分。

36.用于将纵向脊柱棒推入骨紧固件的手术器械，该紧固件包括头部和骨接合部分，所述头部包括底面、形成了U形槽的两个横向侧壁和顶部开口，所述器械包括：

接合骨紧固件的支架装置，该支架装置包括一对设置成剪叉状构型的枢轴连接元件，该连接元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的至少一部分包括具有沟槽的区域，其中，所述第二末端的大小和结构被设计成接合所述骨紧固件的头部；

用于相对于所述骨紧固件移动所述脊柱棒的复位机构，该复位机构包括棒接触元件、外部支撑结构以及垂直传动机构，所述棒接触元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端的大小和结构被设计成接触所述脊柱棒，所述外部支撑元件具有第一末端、第二末端、传动区域和支架区域，其中，所述支架区域包括在所述支撑结构第一末端用于容纳所述支架装置第一末端的至少一部分的第一开口，所述传动区域包括用于容纳所述垂直传动机构的至少一部分的腔，所述垂直传动机构包括纵向元件，该纵向元件被构造成接合所述支架装置的所述沟槽区域，从而使得所述垂直传动机构的移动相对所述支架装置沿第一方向移动所述复位机构；和

具有轴和横向支撑元件的水平传动机构，该轴具有第一末端、第二末端和至少部分带螺纹的节段，所述轴的第一末端连接所述外部支撑结构，所述横向支撑元件直接或间接连接所述棒接触元件，其中，所述轴的部分带螺纹的节段与所述横向支撑元件相互作用，从而使得所述水平传动机构的操作沿第二方向横向移动所述棒接触元件。

37.如权利要求36所述的器械，其中所述沟槽区域包括多个凹槽和突起，所述纵向元件至少部分带螺纹，所述螺纹的大小和结构被设计成与所述凹槽和突起相互作用。

38.如权利要求36所述的器械，其中所述垂直传动机构的旋转相对所述外部支撑结构垂直移动所述棒接触元件。

39.如权利要求36所述的器械，其中所述支架装置可移除地与所述复位机构连接。

40.如权利要求36所述的器械，其中所述支架装置的第一末端包括便于外科医生抓紧所述支架装置的柄。

41.如权利要求36所述的器械，其中所述支架装置的所述第一枢轴连接元件包括其上形成有多个凹槽和突起的沟槽区域，所述第二枢轴连接元件包括其上形成有多个凹槽和突起的沟槽区域，从而在所述第一枢轴连接元件和所述第二枢轴连接元件处于闭合位置时，所述第一元件和所述第二元件的沟槽区域相互对准，而使该凹槽和该突起对准，从而形成一致的沟槽区域。

42.如权利要求41所述的器械，其中所述一致的沟槽区域在所述支架装置顶表面的延长部形成，从而使得该沟槽区域在所述枢轴连接元件的顶面上方延伸。

43.如权利要求36所述的器械，其中所述支架装置的所述第一枢轴连接元件和第二枢轴连接元件包括用于在闭合位置上将所述第一元件固定地固着在所述第二元件上的锁定机构。

44.如权利要求43所述的器械，其中所述锁定机构包括从所述的一个枢轴连接元件横向延伸到另一个枢轴连接元件而与其中形成的凹槽接合的固定臂。

45.如权利要求43所述的器械，其中所述锁定机构包括具有肩部的固定臂，所述肩部的大小和结构被设计成接合横向边缘。

46.如权利要求36所述的器械，其中所述棒接触元件是H形元件，其具有一对平行托架和在所述托架之间延伸的中间元件。

47.如权利要求46所述的器械，其中所述托支架中的至少一个包括钩，该钩的大小和结构被设计成接合所述脊柱棒。

48.如权利要求47所述的器械，其中所述另一个托架包括用于接触并偏移所述脊柱棒以使该脊椎棒对准所述骨紧固件头部中形成的所述U形槽的凹槽。

49.如权利要求36所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端连接所述外部支撑结构。

50.如权利要求36所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端连接至少一个中间支撑元件，该中间支撑元件将所述棒接触元件和所述外部支撑结构相互连接。

51.如权利要求50所述的器械，其中所述棒接触元件的第二末端连接一对中间支撑元件。

52.如权利要求51所述的器械，其中所述中间支撑元件是三角形元件。

53.如权利要求52所述的器械，其中所述中间支撑元件被固定连接到所述棒接触元件上，并枢轴连接到所述外部支撑结构上。

54.如权利要求36所述的器械，其中所述棒接触元件枢轴连接到所述外部支撑结构上。

55.如权利要求36所述的器械，其中所述垂直传动机构包括轴，该轴具有第一末端、第二末端和在它们之间延伸的至少部分带螺纹的区域。

56.如权利要求55所述的器械，其中所述轴相对于所述外部支撑结构轴向固定，但是可自由旋转，从而使所述轴的旋转使所述支架装置相对于所述外部支撑结构线性移动。

57.如权利要求56所述的器械，其中所述轴螺纹地接合所述支架装置上形成的所述沟槽区域。

58.如权利要求36所述的器械，其中所述横向支撑元件具有在其中横向延伸的带螺纹的孔，该孔用于螺纹地接合所述轴，从而使得该轴的旋转相对于所述外部支撑结构移动所述横向支撑元件，从而横向移动所述棒接触元件。

59.如权利要求58所述的器械，其中所述水平传动机构包括用于接合所述外部支撑结构的球形第一末端。

60.如权利要求59所述的器械，其中所述球形第一末端保持在所述支撑结构中。

61.如权利要求60所述的器械，其中所述球形第一末端被延伸穿过所述支撑结构的一对销保持在所述支撑结构中。

62.如权利要求61所述的器械，其中所述轴的第二末端包括用于牢固接合把手的接合部分。