專利名稱：伸縮式髓內(nèi)釘和致動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種肢體延長(zhǎng)用髓內(nèi)(IM)釘，其包括伸縮式結(jié)構(gòu)和磁致動(dòng)機(jī)構(gòu)。更具體地，公開了一種髓內(nèi)釘，包括裝有內(nèi)磁鐵的伸縮式結(jié)構(gòu)和外致動(dòng)機(jī)構(gòu)，外致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于根據(jù)需要非侵入性延長(zhǎng)(牽伸)或縮短(收縮)髓內(nèi)釘?shù)男D(zhuǎn)式磁鐵。
背景技術(shù)：
用于肢體長(zhǎng)度不一致的各種治療方法是已知的。肢體長(zhǎng)度不一致可能緣于先天缺陷、不正常的骨生長(zhǎng)、疾病或外傷。腿長(zhǎng)度不一致的治療方法包括使用鞋增高和特制靴以用馬蹄足位將腳抬高。矯形術(shù)領(lǐng)域包括其他的技術(shù)例如刺激骨骺生長(zhǎng)、手術(shù)縮短較長(zhǎng)的肢體和手術(shù)延長(zhǎng)短肢體等。現(xiàn)有的肢體延長(zhǎng)技術(shù)通常是應(yīng)用張力-應(yīng)力的Ilizarov原理，其中承受慢速穩(wěn)定 拉伸的活組織被代謝性地激活。因此，在形成骨間隙并隨即牽伸該間隙后，就可以形成新骨以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度的增加。在現(xiàn)有的肢體延長(zhǎng)技術(shù)中，肢體中的骨被切割，這稱為骨切開術(shù)或骨皮質(zhì)切開術(shù)。骨在該位置開始生成骨痂。兩個(gè)骨部分隨后通過手術(shù)連接至骨的機(jī)械設(shè)備被拉開。該過程被稱為牽伸，其中骨痂被拉伸，由此將骨延長(zhǎng)。用于肢體延長(zhǎng)的現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備包括通過可調(diào)節(jié)支桿連接并且利用線、銷釘或螺釘經(jīng)皮連接至骨的形式為環(huán)的外部固定器。各種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)釘包括用于延長(zhǎng)伸縮式髓內(nèi)釘?shù)男螤钣洃浐辖?；用于提供牽伸力的植入電機(jī)；液壓或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)或泵；棘輪機(jī)構(gòu)；磁鐵驅(qū)動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)；以及利用患者的動(dòng)作生成牽伸力的某些設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)釘以及用于牽伸或收縮公開的髓內(nèi)釘?shù)闹聞?dòng)器。一種公開的髓內(nèi)釘包括近側(cè)外主體，近側(cè)外主體包括近端和遠(yuǎn)端。外主體的遠(yuǎn)端接收一部分遠(yuǎn)側(cè)主體。近側(cè)外主體還容納有內(nèi)磁鐵。內(nèi)磁鐵被耦合至螺桿的近端。螺桿還包括可旋轉(zhuǎn)耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體的遠(yuǎn)端。而且，螺桿穿過耦合至近側(cè)外主體的螺紋套管。因此，內(nèi)磁鐵和螺桿的旋轉(zhuǎn)就促使近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體軸向移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，螺桿的遠(yuǎn)端在可旋轉(zhuǎn)連接至遠(yuǎn)側(cè)主體時(shí)是在固定位置連接至遠(yuǎn)側(cè)主體。也就是說，桿可以在固定位置旋轉(zhuǎn)，但是不會(huì)相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體移動(dòng)。還公開了一種包括至少一個(gè)外磁鐵的致動(dòng)器。外磁鐵被可旋轉(zhuǎn)地容納在其自身的殼體內(nèi)，配備有用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)外磁鐵的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述軸線平行于髓內(nèi)釘中內(nèi)磁鐵的軸線。向外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)就會(huì)向設(shè)置在髓內(nèi)釘近側(cè)外主體內(nèi)的內(nèi)磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。內(nèi)磁鐵的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致螺桿的旋轉(zhuǎn)，這就會(huì)施加螺紋套管的軸向移動(dòng)。螺紋套管的軸向移動(dòng)促使近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體軸向移動(dòng)。還公開了一種用于增大加至內(nèi)磁鐵的轉(zhuǎn)矩的致動(dòng)器。致動(dòng)器包括第一和第二外磁鐵而不是單個(gè)磁鐵。每一個(gè)外磁鐵都被可旋轉(zhuǎn)地容納在其自身的殼體內(nèi)并且其軸線平行于內(nèi)磁鐵和髓內(nèi)釘?shù)妮S線。第一和第二外磁鐵的殼體被耦合在一起以保持第一和第二外磁鐵處于允許將髓內(nèi)釘(和患者肢體)定位在第一和第二外磁鐵之間的空間間隔開的角度關(guān)系。連接件將第一和第二外磁鐵耦合在一起并且能夠沿其向內(nèi)磁鐵和螺桿施加旋轉(zhuǎn)的相同方向而向第一和第二外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。在一種改進(jìn)中，由內(nèi)磁鐵(作為頂點(diǎn))以及第一和第二外磁鐵界定的角度范圍可以是從約120度到約180度。小于120度的角度可能會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)外磁鐵產(chǎn)生一些相反的作用力而不是協(xié)作的作用力。在一種改進(jìn)中，遠(yuǎn)側(cè)主體包括狹長(zhǎng)槽。螺紋套管包括延伸穿過遠(yuǎn)側(cè)主體中的槽并且被耦合至近側(cè)外主體的徑向延長(zhǎng)段用于在螺紋套管由于螺桿的旋轉(zhuǎn)而軸向移動(dòng)時(shí)促使近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體軸向移動(dòng)。在另一種改進(jìn)中，螺桿的遠(yuǎn)端被可旋轉(zhuǎn)地接收在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)，遠(yuǎn)側(cè)套管被耦合至 遠(yuǎn)側(cè)主體用于將螺桿的遠(yuǎn)端耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體。在這種概念的進(jìn)一步改進(jìn)中，螺桿穿過遠(yuǎn)側(cè)套管并且被耦合至端帽。螺桿可以在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，但是因?yàn)檫h(yuǎn)側(cè)套管或端帽中至少有一個(gè)被固定至遠(yuǎn)側(cè)主體，所以端帽用于將螺桿遠(yuǎn)端的位置保持在遠(yuǎn)側(cè)主體內(nèi)的固定位置。在另外的改進(jìn)中，第一外磁鐵被耦合至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。而且，把第一和第二外磁鐵耦合在一起的連接件將通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向第一外磁鐵施加的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為第二外磁鐵的旋轉(zhuǎn)。在這種概念的進(jìn)一步改進(jìn)中，連接件是連接組件，包括將第一外磁鐵耦合至弧形連接件的第一連接件，弧形連接件將第一連接件耦合至第二連接件以及第二連接件將弧形連接件耦合至第二外磁鐵。在這種概念更進(jìn)一步的改進(jìn)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第一外磁鐵殼體上的開關(guān)激活。在另外的改進(jìn)中，第一和第二外磁鐵圍繞平行軸線并且沿相同方向旋轉(zhuǎn)以增大施加在設(shè)于髓內(nèi)釘外主體內(nèi)的內(nèi)磁鐵上的轉(zhuǎn)矩。在另一種改進(jìn)中，弧形連接件被容納在弧形殼體內(nèi)，弧形殼體將第一和第二外磁鐵的殼體耦合在一起，以保持第一和第二外磁鐵相對(duì)于彼此的約120度到約180度的角度關(guān)系，其中作為頂點(diǎn)的內(nèi)磁鐵的軸線和所有三個(gè)磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸線在給定的工作條件下平行或盡可能接近平行。在一種改進(jìn)中，髓內(nèi)釘?shù)倪h(yuǎn)側(cè)主體包括至少一個(gè)橫向孔用于接收將遠(yuǎn)側(cè)主體耦合至患者的骨的固定元件。在另一種改進(jìn)中，致動(dòng)器包括顯示髓內(nèi)釘軸向牽伸或軸向壓縮的量值的用戶界面。在一種改進(jìn)中，內(nèi)磁鐵被設(shè)置在耦合至螺桿近端的載體或罩殼內(nèi)。 公開了一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)磁鐵的致動(dòng)器。還公開了一種用于調(diào)節(jié)髓內(nèi)釘長(zhǎng)度的方法，所述方法包括提供如以上公開的髓內(nèi)釘，提供如以上公開的致動(dòng)器并且安置致動(dòng)器以使外磁鐵被平行于髓內(nèi)釘設(shè)置，然后旋轉(zhuǎn)外磁鐵以向內(nèi)磁鐵和螺桿施加旋轉(zhuǎn)，這就會(huì)施加螺紋套管的軸向移動(dòng)以及近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的軸向移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，可以提供一種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)釘系統(tǒng)，包括髓內(nèi)(IM)釘，髓內(nèi)釘包括近側(cè)外主體，近側(cè)外主體包括近端和遠(yuǎn)端，近側(cè)外主體的遠(yuǎn)端接收一部分遠(yuǎn)側(cè)主體，近側(cè)外主體容納有內(nèi)磁鐵，內(nèi)磁鐵被耦合至螺桿的近端，螺桿包括可旋轉(zhuǎn)耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體的遠(yuǎn)端，螺桿穿過螺紋套管，螺紋套管被耦合至近側(cè)外主體；以及致動(dòng)器，致動(dòng)器包括被可旋轉(zhuǎn)地容納在其自身殼體內(nèi)的至少一個(gè)外磁鐵，外磁鐵的殼體沿基本平行于內(nèi)磁鐵軸線的軸線可旋轉(zhuǎn)地固定外磁鐵，致動(dòng)器進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向內(nèi)磁鐵和螺桿施加旋轉(zhuǎn)，這就會(huì)施加螺紋套管的軸向移動(dòng)以及近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的軸向移動(dòng)。根據(jù)某些實(shí)施例，遠(yuǎn)側(cè)主體具有狹長(zhǎng)槽，螺紋套管具有延伸穿過槽并且被耦合至近側(cè)外主體的徑向延長(zhǎng)段。根據(jù)某些實(shí)施例，螺桿的遠(yuǎn)端被可旋轉(zhuǎn)地接收在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)，遠(yuǎn)側(cè)套管被耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體用于將螺桿的遠(yuǎn)端耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體。根據(jù)某些實(shí)施例，螺桿的遠(yuǎn)端穿過遠(yuǎn)側(cè)套管并且被耦合至端帽，螺桿可以在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，遠(yuǎn)側(cè)套管或端帽中至少一個(gè)將螺桿固定至遠(yuǎn)側(cè)主體。
根據(jù)某些實(shí)施例，致動(dòng)器進(jìn)一步包括被耦合至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一外磁鐵以及將第一和第二外磁鐵I禹合在一起的連接件，其中通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向第一外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)還導(dǎo)致向第二外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。根據(jù)某些實(shí)施例，連接件是連接組件，包括將第一外磁鐵耦合至弧形連接件的第一連接件，弧形連接件將第一連接件耦合至第二連接件以及第二連接件將弧形連接件耦合至第二外磁鐵。根據(jù)某些實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由設(shè)置在第一外磁鐵殼體上的開關(guān)激活。根據(jù)某些實(shí)施例，第一和第二外磁鐵圍繞平行軸線并且沿相同方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)某些實(shí)施例，弧形連接件被容納在弧形殼體內(nèi)，弧形殼體將第一和第二外磁鐵的殼體耦合在一起，以保持第一和第二外磁鐵相對(duì)于彼此的角度關(guān)系，其中以第一外磁鐵的軸線作為頂點(diǎn)，由第一外磁鐵的軸線、內(nèi)磁鐵的軸線和第二外磁鐵的軸線界定的角度范圍是從約120度到約180度。根據(jù)某些實(shí)施例，髓內(nèi)釘?shù)倪h(yuǎn)側(cè)主體包括至少一個(gè)橫向孔用于接收將遠(yuǎn)側(cè)主體耦合至骨的固定元件。根據(jù)某些實(shí)施例，致動(dòng)器包括顯示髓內(nèi)釘軸向牽伸或軸向壓縮的用戶界面。根據(jù)本發(fā)明的某些應(yīng)用，可以提供一種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)(頂)釘，包括近側(cè)外主體，近側(cè)外主體包括近端和遠(yuǎn)端；近側(cè)外主體的遠(yuǎn)端接收一部分遠(yuǎn)側(cè)主體；近側(cè)外主體容納內(nèi)磁鐵，內(nèi)磁鐵被耦合至螺桿的近端；螺桿包括在固定位置可旋轉(zhuǎn)耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體的遠(yuǎn)端，螺桿穿過螺紋套管，螺紋套管被耦合至近側(cè)外主體；并且其中內(nèi)磁鐵的旋轉(zhuǎn)向螺桿施加旋轉(zhuǎn)，這就會(huì)施加螺紋套管的軸向移動(dòng)以及近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的軸向移動(dòng)。根據(jù)某些實(shí)施例，遠(yuǎn)側(cè)主體包括狹長(zhǎng)槽，螺紋套管包括延伸穿過槽并且被耦合至近側(cè)外主體的徑向延長(zhǎng)段。根據(jù)某些實(shí)施例，螺桿的遠(yuǎn)端被可旋轉(zhuǎn)地接收在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)，遠(yuǎn)側(cè)套管被耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體用于將螺桿的遠(yuǎn)端耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體。根據(jù)某些實(shí)施例，螺桿的遠(yuǎn)端穿過遠(yuǎn)側(cè)套管并且被耦合至端帽，螺桿可以在遠(yuǎn)側(cè)套管內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，遠(yuǎn)側(cè)套管或端帽中至少一個(gè)將螺桿固定至遠(yuǎn)側(cè)主體。根據(jù)某些實(shí)施例，髓內(nèi)釘?shù)倪h(yuǎn)側(cè)主體包括至少一個(gè)橫向孔用于接收將遠(yuǎn)側(cè)主體耦合至骨的固定元件。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，可以提供一種調(diào)節(jié)髓內(nèi)(IM)釘長(zhǎng)度的方法，所述方法包括提供一種髓內(nèi)(頂)釘，髓內(nèi)釘包括近側(cè)外主體，近側(cè)外主體包括近端和遠(yuǎn)端，近側(cè)外主體的遠(yuǎn)端接收一部分遠(yuǎn)側(cè)主體，近側(cè)外主體容納內(nèi)磁鐵，內(nèi)磁鐵被耦合至螺桿的近端，螺桿包括可旋轉(zhuǎn)耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體的遠(yuǎn)端，螺桿穿過螺紋套管，螺紋套管被耦合至近側(cè)外主體；安置致動(dòng)器，致動(dòng)器包括圍繞髓內(nèi)釘?shù)牡谝缓偷诙獯盆F以將第一和第二外磁鐵設(shè)置在內(nèi)磁鐵的兩側(cè)；然后旋轉(zhuǎn)第一和第二外磁鐵以向內(nèi)磁鐵和螺桿施加旋轉(zhuǎn)，這就會(huì)施加螺紋套管的軸向移動(dòng)以及近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的軸向移動(dòng)。根據(jù)某些實(shí)施例，遠(yuǎn)側(cè)主體包括狹長(zhǎng)槽，螺紋套管包括延伸穿過槽并且被耦合至近側(cè)外主體的徑向延長(zhǎng)段，近側(cè)外主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的軸向移動(dòng)導(dǎo)致徑向延長(zhǎng)段沿槽移動(dòng)。
根據(jù)某些實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括將螺桿遠(yuǎn)端固定至遠(yuǎn)側(cè)主體的步驟以使螺桿可以在遠(yuǎn)側(cè)主體內(nèi)旋轉(zhuǎn)但是相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體具有固定的軸向位置。根據(jù)某些實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括將第一外磁鐵耦合至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接組件的步驟，連接組件將第一和第二外磁鐵耦合在一起，其中通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向第一外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)也會(huì)向第二外磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。根據(jù)結(jié)合附圖閱讀以下的詳細(xì)說明內(nèi)容，其他的優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)是顯而易見的。


為了更好地理解公開的方法和裝置，應(yīng)該參見附圖中更詳細(xì)示出的實(shí)施例，在附圖中
圖I是根據(jù)本公開制成的髓內(nèi)釘?shù)母┮? 圖2是圖I中公開的髓內(nèi)釘?shù)母┮晥D，示出了處于牽伸或伸展位置的髓內(nèi)釘；
圖3是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)囊环N公開的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖(未示出患者的肢體)；
圖4是圖3中公開的致動(dòng)器和髓內(nèi)釘?shù)膫?cè)視 圖5是圖3-4中公開的致動(dòng)器和髓內(nèi)釘?shù)捻敳扛┮? 圖6是公開的致動(dòng)器和髓內(nèi)釘?shù)耐敢? 圖7是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)牧硪环N公開的單磁鐵致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖(未示出患者的肢體)；
圖8是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)牧硪环N公開的雙磁鐵致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖(未示出患者的肢體)；
圖9是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)囊环N公開的三磁鐵致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖(未示出患者的肢體)；
圖10是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)牧硪环N公開的三磁鐵致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖(未示出患者的肢體)；
圖11是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)囊环N圓形軌道致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖；以及 圖12是就位并且圍繞公開的髓內(nèi)釘?shù)牧硪环N圓形軌道致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的端視圖。應(yīng)該理解附圖并非一定按比例繪制并且公開的實(shí)施例有時(shí)是概括性地以及在局部視圖中示出。在某些情況下，可能省略了并非理解公開的方法和裝置所必需的細(xì)節(jié)或者會(huì)使其他細(xì)節(jié)內(nèi)容難以理解的細(xì)節(jié)。當(dāng)然應(yīng)該理解的是本公開并不局限于本文中介紹的具體實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖I是公開的伸縮式髓內(nèi)釘10的俯視圖。髓內(nèi)釘10包括具有近端14和遠(yuǎn)端16的近側(cè)外主體12。近側(cè)外主體12的遠(yuǎn)端16容納至少一部分遠(yuǎn)側(cè)主體18。遠(yuǎn)側(cè)主體18也包括近端20和遠(yuǎn)端22。近側(cè)外主體12除了容納至少一部分遠(yuǎn)側(cè)主體18以外還容納有內(nèi)磁鐵24。內(nèi)磁鐵24可以被容納在罩殼或載體內(nèi)以有助于將內(nèi)磁鐵24 I禹合至螺桿28。內(nèi)磁鐵24可以通過圖3-6中所示和以下介紹的致動(dòng)器26而圍繞髓內(nèi)釘10的軸線25旋轉(zhuǎn)。返回圖1，內(nèi)磁鐵24被耦合至螺桿28，圖中可以看到螺桿28延伸穿過遠(yuǎn)側(cè)主體18中的狹長(zhǎng)槽30。螺桿28在耦合至內(nèi)磁鐵24之前先穿過遠(yuǎn)側(cè)主體18的近端20和軸承32。軸承32接合近側(cè)外主體12的內(nèi)壁34。類似地，近側(cè)軸承36被耦合至內(nèi)磁鐵24以有助于 內(nèi)磁鐵24在近側(cè)外主體12內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。螺桿28包括耦合至內(nèi)磁鐵24的近端38和容納在遠(yuǎn)側(cè)套管42內(nèi)并連接至端帽44的遠(yuǎn)端40。螺桿28還穿過螺紋套管46。螺紋套管46被耦合至近側(cè)外主體12。因此，內(nèi)磁鐵24(或載體)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致螺桿28旋轉(zhuǎn)并且螺桿28在螺紋套管46內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槁菁y套管46被耦合至近側(cè)外主體12，所以內(nèi)磁鐵24和螺桿28的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致近側(cè)外主體12沿髓內(nèi)釘10的軸線25任一方向的軸向移動(dòng)。遠(yuǎn)側(cè)套管42或端帽44中至少一個(gè)被固定至遠(yuǎn)側(cè)主體18以使螺桿28的遠(yuǎn)端40的位置相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體18被固定在圖I和圖2中所示的位置。遠(yuǎn)側(cè)主體18還包括多個(gè)開口 50用于將遠(yuǎn)側(cè)主體18耦合至患者的骨。轉(zhuǎn)至圖2，內(nèi)磁鐵24已被旋轉(zhuǎn)，如圖2所示導(dǎo)致螺桿28旋轉(zhuǎn)以及螺紋套管46和外主體向左移動(dòng)，這就會(huì)導(dǎo)致髓內(nèi)釘10的牽伸或延長(zhǎng)。內(nèi)磁鐵24的旋轉(zhuǎn)如圖4-6中所示由致動(dòng)器26造成。比較圖I和圖2，讀者應(yīng)該注意到遠(yuǎn)側(cè)套管42、端帽44和螺桿28的遠(yuǎn)端40相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體18的位置保持不變。設(shè)置在遠(yuǎn)側(cè)主體18內(nèi)的狹長(zhǎng)槽30提供了用于沿髓內(nèi)釘10的軸線25的任一方向滑動(dòng)螺紋套管46的便利裝置。轉(zhuǎn)至圖3，一種公開的致動(dòng)器26被示出為處在圍繞髓內(nèi)釘10的位置。內(nèi)磁鐵被表示為24并且還示出了用于內(nèi)磁鐵24的北極-南極坐標(biāo)以及第一和第二磁鐵52，54。第一和第二外磁鐵52，54均被容納在殼體56，58內(nèi)。第一和第二磁鐵52，54可圍繞基本與髓內(nèi)釘10的軸線25平行的軸線60，62旋轉(zhuǎn)。第一和第二外磁鐵52，54圍繞軸線60，62沿相同方向或者沿箭頭64，66的方向旋轉(zhuǎn)以向內(nèi)磁鐵24和螺桿28施加旋轉(zhuǎn)(圖1_2)。第一和第二外磁鐵52，54的旋轉(zhuǎn)可以通過致動(dòng)器按鈕68啟動(dòng)。致動(dòng)器按鈕68可以被用于激活示意性表示為70的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿箭頭64的方向旋轉(zhuǎn)第一外磁鐵52。第一外磁鐵52可以被耦合至連接件72，連接件72可以再耦合至弧形連接件74，弧形連接件74再耦合至連接件76，連接件76向第二外磁鐵54施加沿箭頭66的方向的旋轉(zhuǎn)?；⌒芜B接件74可以被容納在弧形殼體78內(nèi)，弧形殼體78也可以被用于支撐用戶界面80，用戶界面80用于向外科醫(yī)生或醫(yī)師指示由于操作致動(dòng)器26而施加在髓內(nèi)釘10上的牽伸或收縮的量值。優(yōu)選地，界面80被支撐在弧形殼體78上以使顯示面板82對(duì)外科醫(yī)生或醫(yī)師來說便于閱讀。如圖4和圖5所示。圖6中示出了致動(dòng)器26a的另一種透視圖。
連接件70，72，74，76，274 (圖8)可以包括任何一種或多種撓性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪組、帶式驅(qū)動(dòng)器、蝸桿傳動(dòng)裝置、液壓驅(qū)動(dòng)器、氣壓驅(qū)動(dòng)器、靜壓驅(qū)動(dòng)器、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)器和連桿驅(qū)動(dòng)器。致動(dòng)器68和連接件70可以是電機(jī)例如步進(jìn)電機(jī)，裝有耦合至外磁體52的軸桿(未示出)。磁鐵52也可以由電機(jī)(未示出)用驅(qū)動(dòng)帶、齒輪、蝸桿傳動(dòng)裝置、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)器等驅(qū)動(dòng)以將磁鐵52與其他的磁鐵54，352，452 (圖9_10)相關(guān)聯(lián)。每一個(gè)磁鐵也可以裝有其自身的電機(jī)，其中電機(jī)由微處理器(未示出)控制。簡(jiǎn)單地說，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到存在用于向磁鐵52，54, 352, 452施加旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的大量的選擇方案。轉(zhuǎn)至圖7，另一種公開的致動(dòng)器126被示出為裝有單個(gè)外磁鐵152。弧形殼體178圍繞髓內(nèi)釘10。內(nèi)磁鐵被表示為24并且還示出了用于內(nèi)磁鐵24的北極-南極坐標(biāo)以及單個(gè)磁鐵152。外磁鐵152被容納在殼體56內(nèi)并且可以圍繞基本與髓內(nèi)釘10的軸線25平行的軸線60旋轉(zhuǎn)。圖6中的致動(dòng)器126與圖3中的致動(dòng)器26相比通常在內(nèi)磁鐵24上施加較小的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)至圖8，另一種雙磁鐵的致動(dòng)器226被示出為處在圍繞髓內(nèi)釘10的位置。第一 和第二外磁鐵52，54均容納在殼體56，58內(nèi)，但是弧形殼體278和連接件227被修改為支撐磁鐵52，54以使它們各自的軸線60，262利用釘軸線25作為頂點(diǎn)相對(duì)于彼此成約為120度的角Θ。第一和第二外磁鐵52，54圍繞軸線60，262沿相同方向或者沿箭頭64，266的方向旋轉(zhuǎn)以向內(nèi)磁鐵24和螺桿28施加旋轉(zhuǎn)(圖1-2)。角Θ的范圍可以是從約120度到約180度。而且，也可以使用單磁鐵致動(dòng)器126，但是某些操作人員可能會(huì)選擇比磁鐵52(圖3和圖8)更強(qiáng)力的磁鐵152 (圖7)。圖9和圖10示出了三磁鐵致動(dòng)器326，426。中間磁鐵352，452被設(shè)置在第一和第二磁鐵52，54之間。還示出了另外的連接件372，472，474，574。三磁鐵致動(dòng)器326，426如上所述可理想地適用于裝入無線通信界面380。圖11和圖12示出了圓形軌道致動(dòng)器700，其中裝有一個(gè)或多個(gè)磁鐵702，它們被驅(qū)動(dòng)以沿著致動(dòng)器700中的內(nèi)外軌道704，706運(yùn)行。在圖11中示出了兩個(gè)永磁鐵，不過適當(dāng)取向的任意數(shù)量的永磁鐵均可被驅(qū)動(dòng)用于沿軌道運(yùn)行以使磁鐵以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)釘10的內(nèi)磁鐵。在圖12中，兩個(gè)電磁鐵被脈沖激勵(lì)和同步以使磁鐵以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)釘10的內(nèi)磁鐵?？梢允褂靡粋€(gè)或多于一個(gè)的電磁鐵來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。當(dāng)在圖11和圖12的軌道內(nèi)使用多個(gè)磁鐵702時(shí)，磁鐵被關(guān)聯(lián)在一起以保持它們的相對(duì)角取向。磁鐵例如可以利用手柄或者通過電機(jī)或上述機(jī)構(gòu)機(jī)械驅(qū)動(dòng)。工業(yè)應(yīng)用件
公開的髓內(nèi)釘10使用了形式為通過螺桿28和螺紋套管46將近側(cè)外主體12耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體18的伸縮式結(jié)構(gòu)。近側(cè)主體和遠(yuǎn)側(cè)主體18相對(duì)于彼此的牽伸和壓縮都是可行的。通常，通過骨切開術(shù)將患者的骨切開，目的是為了讓骨隨著時(shí)間而延長(zhǎng)。髓內(nèi)釘10可以將釹磁鐵用于內(nèi)外磁鐵24，52，54，152，352，452以致動(dòng)螺桿28旋轉(zhuǎn)。螺桿28的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)地導(dǎo)致近側(cè)外主體12相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體18軸向移動(dòng)。當(dāng)近側(cè)外主體12和遠(yuǎn)側(cè)主體18被固定至分段骨的各個(gè)部分時(shí)，骨的分段部分可以通過旋轉(zhuǎn)螺桿28/內(nèi)磁鐵24而進(jìn)行必要的牽伸或收縮。在圖示的實(shí)施例中，螺桿28在軸向承載狀態(tài)例如髓內(nèi)釘10豎立/移動(dòng)或牽伸和收縮期間處于張力下。外部致動(dòng)機(jī)構(gòu)26，26a，126，226，326，426被設(shè)計(jì)用于提供足夠的轉(zhuǎn)矩以使得不管內(nèi)磁鐵24和外磁鐵52，54，152，352，452之間的距離如何都能旋轉(zhuǎn)內(nèi)磁鐵24。旋轉(zhuǎn)內(nèi)磁鐵24還必須要克服由患者的相關(guān)聯(lián)軟組織施加的任何壓縮負(fù)荷。因此，外磁鐵52，54，152，352，452的位置可以被用于最大化對(duì)內(nèi)磁鐵24和螺桿28的組件的轉(zhuǎn)矩。圖8中示出了優(yōu)選取向，其中內(nèi)外磁鐵24，52，54的軸線25，60，262構(gòu)成了約為120度的角。因此，伸縮式髓內(nèi)釘10中徑向磁化的內(nèi)外磁鐵24，52，54，152，352，452、小直徑的螺桿28以及近側(cè)外主體12和遠(yuǎn)側(cè)主體18可以被用于禁止骨干各部分的牽伸和收縮。在一個(gè)實(shí)施例中，螺桿28被固定至內(nèi)磁鐵24，消除了除內(nèi)磁鐵24繞軸旋轉(zhuǎn)和螺桿28繞軸旋轉(zhuǎn)以外的任何自由度。軸承32，36使內(nèi)磁鐵24能夠在近側(cè)外主體12內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)側(cè)主體18被成形為使得近側(cè)外主體12可以相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體沿任一軸向移動(dòng)。髓內(nèi)釘10的伸縮能力允許髓內(nèi)釘10在通過近側(cè)外主體12和遠(yuǎn)側(cè)主體18固定至骨時(shí)牽伸和收縮鄰接的骨部分。遠(yuǎn)側(cè)主體18的近端20包括螺桿28能夠從中自由穿過的通孔。螺桿28隨后可以通過匹配的螺紋被螺接至螺紋套管46。遠(yuǎn)側(cè)主體18包括狹長(zhǎng)槽30或其他結(jié)構(gòu)以允許螺紋套管46沿任一軸向自由滑動(dòng)。各種裝置均可被用于將螺紋套管46固定或耦合至近側(cè)外主體12。遠(yuǎn)側(cè)套管42優(yōu)選被耦合或固定至遠(yuǎn)側(cè)主體18并且螺桿28和端帽44 可以自由旋轉(zhuǎn)而不必改變螺桿28的遠(yuǎn)端40相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體18的位置。較大的近側(cè)外主體12在牽伸、收縮和承載期間與螺紋套管46 —起軸向移動(dòng)。因此，螺桿28被保持恒定的張力。因?yàn)槁輻U28未被壓縮，所以髓內(nèi)釘10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增大并且螺桿28和螺紋套管46的螺紋之間的接合被最小化。更具體地，在牽伸期間，螺桿28/內(nèi)磁鐵24之間的接觸點(diǎn)如圖2所示位于螺桿28、螺紋套管46的接合部處以及內(nèi)磁鐵24和遠(yuǎn)側(cè)主體18的近端20之間的連接處。在收縮期間，螺桿28/內(nèi)磁鐵24之間的接觸點(diǎn)如圖I所示被設(shè)置在螺桿28/螺紋套管46的接合部處以及內(nèi)磁鐵24(或磁鐵載體)和遠(yuǎn)側(cè)主體18的近端之間的連接處。因此，收縮或牽伸期間沿任一軸向的加載作用力都位于基本相同的接合部處。盡管建議使用釹磁鐵，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是也可以使用其他的磁鐵。第一和第二外磁鐵52，54優(yōu)選地相對(duì)于彼此被設(shè)置為從約120度到約180度變化的角Θ，并且弧形連接件74，274，374，474，574和弧形殼體78，178，278，378，478優(yōu)選地被成形用于容納在其中插入髓內(nèi)釘10的患者肢體。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，每一個(gè)外磁鐵52，54，152，352，452均可被安裝在其自身殼體56，58，356，456內(nèi)，并且在殼體56，58內(nèi)部或外部的單個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)68，70, 72，74，274，76，372，474，478可以被用于如圖3和圖8所示沿相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)磁鐵。在致動(dòng)后，第一和第二外磁鐵52，54或者單個(gè)外磁鐵152的轉(zhuǎn)動(dòng)即可為裝在髓內(nèi)釘10中的內(nèi)磁鐵24提供額外的轉(zhuǎn)矩。正如對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的那樣，不同類型的永磁鐵、電磁鐵、磁鐵24，52，54，152的不同磁鐵形狀和不同的安裝類型或位置均可使用。殼體56，58，78，178，278的結(jié)構(gòu)也可以在形狀、相對(duì)尺寸和結(jié)構(gòu)方面有所改變。磁鐵52，54之間的連接件(參見圖3和圖8中的72，74，76)可以通過各種裝置例如撓性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪組、帶式驅(qū)動(dòng)器、蝸桿傳動(dòng)裝置、液壓驅(qū)動(dòng)器、氣壓驅(qū)動(dòng)器、靜壓驅(qū)動(dòng)器、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)器和連桿驅(qū)動(dòng)器等實(shí)現(xiàn)。磁鐵52，54，152和殼體56，58，156之間的機(jī)械連接也可以利用撓性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪組、帶式驅(qū)動(dòng)器、蝸桿傳動(dòng)裝置、液壓驅(qū)動(dòng)器、氣壓驅(qū)動(dòng)器、靜壓驅(qū)動(dòng)器、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)器和連桿驅(qū)動(dòng)器等改變。
而且，磁鐵52，54，24，152可以被取向?yàn)椴煌谳S向例如360度圓周旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)或方向譬如圍繞肢體軸線而不是內(nèi)磁鐵24的軸線旋轉(zhuǎn)。磁鐵52，54，152也可以沿直線方向以連續(xù)(恒定作用力)或脈沖的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)。致動(dòng)機(jī)構(gòu)68，70的位置可以被設(shè)置在殼體56，58內(nèi)、弧形殼體78，178，278內(nèi)、用戶界面80上或者完全在殼體56，58，78，178，278以外。致動(dòng)器按鈕68可以被設(shè)置為螺旋按鈕、轉(zhuǎn)動(dòng)手柄、線性齒輪、蝸桿傳動(dòng)裝置、直齒輪、斜齒輪、齒條和小齒輪、棘爪、液壓致動(dòng)、氣壓致動(dòng)、靜壓致動(dòng)、磁性致動(dòng)、包括步進(jìn)電機(jī)在內(nèi)的有刷和無刷電機(jī)等。延長(zhǎng)監(jiān)視器或用戶界面80可以是固態(tài)或電子機(jī)械設(shè)備。界面80也可以是并不在殼體上顯現(xiàn)的無線設(shè)備。要顯示的信 息可以在操作室的監(jiān)視器上給出。因此，只要有當(dāng)前可用的無線技術(shù)，界面80和顯示面板82就完全是可選的。界面80可以測(cè)量?jī)?nèi)磁鐵24的拉伸改變或內(nèi)磁鐵24的線性移動(dòng)。界面80的顯示屏82可以是模擬或數(shù)字的。顯示屏82上顯示的具體信息可以根據(jù)需要改變并且可以由外科醫(yī)生或醫(yī)師編程設(shè)定。界面80還可以使用警報(bào)或報(bào)警以警告醫(yī)師或用戶偏離原設(shè)定的牽伸/收縮。盡管僅僅介紹了某些實(shí)施例，但顯而易見的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述說明內(nèi)容得出備選和修改方案。這些以及其他的備選方案被認(rèn)為是等價(jià)方案并且落在本公開和所附權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)釘系統(tǒng)，包括 髓內(nèi)釘，所述髓內(nèi)釘包括 近側(cè)外主體； 遠(yuǎn)側(cè)主體,具有由近側(cè)外主體接收的一部分； 耦合至遠(yuǎn)側(cè)主體以相對(duì)于其旋轉(zhuǎn)的螺桿； 由近側(cè)外主體接收并且耦合至螺桿的內(nèi)磁鐵；以及 耦合至近側(cè)外主體的螺紋套管，螺桿穿過螺紋套管以使內(nèi)磁鐵和螺桿的旋轉(zhuǎn)造成a)內(nèi)磁鐵、螺桿和遠(yuǎn)側(cè)主體以及b)近側(cè)外主體之間的相對(duì)軸向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中螺桿在固定位置連接至遠(yuǎn)側(cè)主體以使螺桿和遠(yuǎn)側(cè)主體相對(duì)于彼此軸向固定。
3.如權(quán)利要求I和2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括至少一個(gè)外磁鐵。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括可旋轉(zhuǎn)地容納至少一個(gè)外磁鐵并且容納驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的殼體，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)置用于圍繞平行于內(nèi)磁鐵軸線的軸線旋轉(zhuǎn)外磁鐵，以使外磁鐵的旋轉(zhuǎn)向內(nèi)磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3和4所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)外磁鐵包括兩個(gè)外磁鐵。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括可旋轉(zhuǎn)地容納第二外磁鐵的第二殼體和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)置用于圍繞平行于內(nèi)磁鐵軸線的軸線旋轉(zhuǎn)第二外磁鐵，以使外磁鐵的旋轉(zhuǎn)向內(nèi)磁鐵施加旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述殼體被稱合在一起以保持第一和第二外磁鐵處于空間間隔開的角度關(guān)系從而允許將髓內(nèi)釘定位在第一和第二外磁鐵之間。
8.如權(quán)利要求5至7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接件，所述連接件耦合第一和第二外磁鐵并且被設(shè)置用于向第一和第二外磁鐵施加沿相同方向的旋轉(zhuǎn)從而向內(nèi)磁鐵和螺桿施加旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括容納所述至少一個(gè)外磁鐵的圓形軌道。
10.如權(quán)利要求3至9所述的系統(tǒng)，其中所述致動(dòng)器包括顯示髓內(nèi)釘軸向牽伸或軸向壓縮的量值的用戶界面。
11.如權(quán)利要求I至10所述的系統(tǒng)，其中所述髓內(nèi)釘?shù)倪h(yuǎn)側(cè)主體包括至少一個(gè)橫向孔用于接收將遠(yuǎn)側(cè)主體耦合至患者的骨的固定元件。
12.一種用于調(diào)節(jié)髓內(nèi)釘長(zhǎng)度的方法，包括 圍繞患者肢體安置致動(dòng)器以使致動(dòng)器的外磁鐵被設(shè)置為平行于位于患者肢體內(nèi)的髓內(nèi)釘，所述髓內(nèi)釘包括被設(shè)置用于相對(duì)軸向移動(dòng)的第一和第二主體以及內(nèi)磁鐵；然后 旋轉(zhuǎn)外磁鐵以向內(nèi)磁鐵施加旋轉(zhuǎn)，這造成第一和第二主體的相對(duì)軸向移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)髓內(nèi)釘?shù)拈L(zhǎng)度。
13.一種致動(dòng)器，包括 至少兩個(gè)磁鐵；和 連接件，所述連接件耦合所述至少兩個(gè)磁鐵并且被設(shè)置用于向第一和第二外磁鐵施加沿相同方向的旋轉(zhuǎn)；以及 顯示由磁鐵旋轉(zhuǎn)造成的髓內(nèi)釘軸向牽伸或軸向壓縮量值的用戶界面。
14.如權(quán)利要求13所述的致動(dòng)器，進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接件，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)置用于旋轉(zhuǎn)兩個(gè)磁鐵中的第一磁鐵，所述連接件被設(shè)置為使得通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向第一磁鐵施加的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致第二磁鐵旋轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求13和14所述的致動(dòng)器，其中所述連接件包括連接組件，所述連接組件具有耦合至第一連接件和第二連接件的弧形連接件，將弧形連接件耦合至第一磁鐵的第一連接件以及將弧形連接件耦合至第二磁鐵的第二連接件。
16.如權(quán)利要求13至15所述的致動(dòng)器，其中所述至少兩個(gè)磁鐵被設(shè)置為圍繞平行軸線并且沿相同方向旋轉(zhuǎn)。
17.如權(quán)利要求13至16所述的致動(dòng)器，其中所述連接件保持所述至少兩個(gè)磁鐵相對(duì)于彼此的角度關(guān)系在從約120度到約180度的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種長(zhǎng)度可調(diào)的髓內(nèi)釘系統(tǒng)包括具有近側(cè)主體和遠(yuǎn)側(cè)主體的伸縮式髓內(nèi)釘。近側(cè)主體內(nèi)的內(nèi)磁鐵被連接至螺桿，螺桿接著被連接至遠(yuǎn)側(cè)主體。螺桿穿過螺紋套管，螺紋套管被連接至近側(cè)主體。螺桿遠(yuǎn)端的位置相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體固定，但是可以在該固定位置內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。還公開了一種致動(dòng)器，所述致動(dòng)器包括相對(duì)于彼此以及髓內(nèi)釘軸線和患者肢體以一定角度關(guān)系設(shè)置的一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁鐵。這些外磁鐵沿相同方向的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致內(nèi)磁鐵和螺桿的旋轉(zhuǎn)以及螺紋套管和近側(cè)主體相對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)主體的伸縮式軸向移動(dòng)。
文檔編號(hào)A61B17/72GK102917659SQ201180014772
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者丹尼爾·C·扎里, 戴維·L·埃文斯 申請(qǐng)人:史密夫和內(nèi)修有限公司