专利名称：用于矫正脊柱畸形的半限制型锚固系统的制作方法
用于矫正脊柱畸形的半限制型锚固系统
背景技术：
已经利用许多系统来治疗诸如脊柱侧凸、脊柱前移之类的脊柱畸形以及其他各种脊柱疾病。用于矫正脊柱畸形的主要外科手术方法利用仪器尽可能地矫正畸形，并且利用可植入硬件系统刚性地稳定和维持矫正。目前，这些可植入硬件系统中的大多数将脊柱刚性地固定或允许脊柱有限地生长和/或进行其他运动，以在脊柱已经移动到矫正位置之后有助于方便融合。
发明内容
一些实施方式涉及到用于矫正脊柱畸形的系统、设备和相关的方法，所述系统、设备和相关的方法有助于最大程度地减少矫正所用的附装锚固件的数量，方便直杆或成型杆 (contoured rod)的使用，和/或有助于促进脊柱更自然的生理运动一些实施方式涉及用于矫正人体脊椎的第一椎骨和第二椎骨之间的脊柱畸形，其中所述系统包括基本上为刚性的杆，所述杆适合于横跨畸形脊柱延伸。所述系统还包括第一杆锚定件和第二杆锚定件，所述第一杆锚定件适合于固定至第一椎骨并接纳所述杆的第一端，使得允许所述杆相对于所述第一杆锚定件轴向平移，所述第二杆锚定件适合于固定至第二椎骨并接纳所述杆的第二端。第一力引导构件联接在所述杆和畸形脊柱之间，其中第一杆锚定件和第二杆锚定件适合于抵抗所述杆相对于脊柱的侧向平移，并允许所述杆的纵轴线改变至少俯仰(Pitch)和摆转(yaw)。一些实施方式涉及通过将第一杆锚定件和第二杆锚定件固定在脊柱的第一侧而对脊柱施加牵伸力和/或压缩力。所述杆的第一部分和第二部分分别接纳在所述第一杆锚定件和所述第二杆锚定件中，从而基本上限制所述第一部分和所述第二部分的侧向平移。 所述第一部分和所述第二部分能够响应脊柱的运动而分别改变在所述第一杆锚定件处和所述第二杆锚定件处的俯仰和摆转。第一止动件和第二止动件分别邻近所述第一杆锚定件和所述第二杆锚定件定位。所述脊柱的所述第一侧通过在所述第一止动件和所述第二止动件上施力而受到牵伸和/或压缩。发明内容部分性质上并不是限定性的。虽然在本文中公开了本发明的多个实施方式，但是本领域技术人员根据下文示出和描述本发明例举性实施方式的详细说明应当清楚还有其他实施方式。因此，附图和详细说明应当看作是例举性的， 而不是限制性的。
图1示出了根据一些实施方式的用于矫正脊柱畸形的示例性系统。图2是根据一些实施方式的图1的系统的仰视图，其中为了便于理解，一些特征没有示出；图3是根据一些实施方式的图1的系统的杆。图4是根据一些实施方式的图1的系统的另一个杆。图5ajb和6示出了根据一些实施方式的图1的系统的锚固件的特征。
图7和8示出了根据一些实施方式的图1的系统的另一个锚固件的特征。图9至11示出了根据一些实施方式的图1的系统的又一个锚固件。图12示出根据一些实施方式的用于限定预选角极限之间的滚动的替换互补形状。图13示出了根据一些实施方式的图1的系统的椎骨锚固件和第一力导向构件。图14a和14b示出了根据一些实施方式的图1的系统的调节机构。图1如、1恥和15c示出了根据一些实施方式的图1的系统的一些止动件特征。图16是示出了根据一些实施方式的图1的系统的一些自由度的简图。图17是另一个简图，示出了根据一些实施方式的图1的系统的另外一些自由度。图18和图19是另外一些简图，示出了根据一些实施方式的轴向平移自由度。各种实施方式在附图中以示例方式示出，下面对此进行详细描述。如上所述，然而其意图并不是通过提供这些示例来限制本发明。
具体实施例方式一些实施方式涉及用于矫正脊柱畸形的系统以及相关的方法和设备。总体而言， 所述系统提供在脊柱上的侧向平移矫正力和/或和反旋(derotatiaonal)矫正力。所述系统的一些特征包括用于连接所述系统和脊柱的高适应性硬件，其中所述硬件有利于在预选极限内具有更自然的运动范围，并有利于施加所述侧向平移矫正力和/或反旋矫正力。在下文中提及的各种平面和有关方向包括由两个轴线限定的矢状平面，一个轴线在身体的头部(上部)和尾部(下部)之间绘制，一个轴线在身体的背部(后面)和前部(前面)之间绘制；由两个轴线限定的冠状平面，一个轴线在身体的中央(中间)和侧面 (侧部)之间绘制，一个轴线在身体的头部(上部)和尾部(下部)之间绘制；以及由两个轴线限定的横向平面，一个轴线在身体的背部和前部之间绘制，一个轴线在身体的中央和侧面之间绘制。还使用了术语俯仰、滚动和摆转，其中滚动通常是指在第一平面中的角运动或旋转，身体的纵向轴线正交地穿过该第一平面(例如围绕与脊柱对应的纵向轴线旋转)， 俯仰是指在与第一平面正交的第二平面内的角运动或旋转，摆转是指在与第一和第二平面正交的第三平面内的角运动或旋转。在一些实施方式中，俯仰是在矢状平面内的角运动，摆转是在冠状平面内的角运动，而滚动是在横向平面内的角运动。在各种实施方式中，俯仰、摆转和/或滚动变化根据需要同时或分开地发生。而且，如本文所使用的，“侧向平移”并不限于在中间-侧向方向上的平移，除非另有明确说明。图1是根据一些实施方式的用于矫正脊柱畸形的系统10的立体图。系统10包括杆12 ；多个杆锚固件14，所述多个杆锚固件14包括第一杆锚固件14A和第二杆锚固件 14B ；多个椎骨锚固件18，所述多个椎骨锚固件18包括第一椎骨锚固件18A和第二椎骨锚固件18B ；多个调节机构20，所述多个调节机构20包括第一调节机构20A和第二调节机构 20B;以及多个力导向构件22，所述多个力导向构件22包括第一力导向构件22A和第二力导向构件22B。如图所示，系统10固定至由多块椎骨沈形成的脊柱M上，所述多块椎骨 26包括第一椎骨^A、第二椎骨^B、第三椎骨26C和第四椎骨^D。尽管所示的系统10具有两个杆锚固件14、两个椎骨锚固件18、两个调节机构20 和两个力导向构件22，但是也可以视情况而采取更多或更少。例如，在一些实施方式中，在脊柱畸形的顶点或其他位置通过将对应的力导向构件22和调节机构20联接至单个椎骨锚固件18而将该椎骨锚固件18固定至椎骨26。然而，如图1所示，第一椎骨锚固件18A和第二椎骨锚固件18B固定至具有异常曲率(例如脊柱侧凸)而需要矫正的脊柱M的一部分。系统10可选地用于逐渐地使脊柱M 恢复到更自然的曲率，或者对系统10进行单纯的调节以实现期望曲率。在其他实施方式中，在将系统10固定至脊柱M之前或在将系统10固定至脊柱M的同时，利用其他硬件将脊柱M的异常曲率调节至更自然的曲率。图2以横向平面视图示出了系统10，其中为了图示目的，没有示出部分脊柱M和部分系统10。为了参考，杆12、第一椎骨锚固件18A、第一调节机构20A和第一力导向构件 22k与第一脊椎26A和第三椎骨26C —起示出。在一些实施方式中，还被描述为细长构件的杆12在距脊柱M的纵向轴线的预选偏距处固定至脊柱对。例如，杆12可选地沿着中间-侧部轴线ML或左右轴线，以及前后轴线AP或前部-后部轴线固定在偏距处。在一些实施方式中，杆12固定在脊柱M的左侧上。如随后描述的，可选地将所述偏距选择成使脊柱M的选定椎骨26进行至少相对侧向平移(例如中央运动或中间运动)和反旋移位(例如从图2的仰视图看的顺时针旋转)(也可以实现选定椎骨26的相对前后运动)，使得脊柱M展现更自然的位置。图3示出了根据一些实施方式的具有弯曲部的杆12。在一些实施方式中，杆12 基本上是刚性的，限定了平均直径为大约6mm的基本上圆形的横截面，并且由诸如钛合金 ASTM F136之类的适当的生物相容性材料形成。杆12适合于或者构造成沿着脊柱M延伸。 在图1中，杆12的弯曲部是为了图示目的而大致示出的。在各种实施方式中，杆12在一个或更多个矢状平面和冠状平面中弯曲。如果需要，杆12结合一些挠曲性或弹性同时基本上刚性地保持其形状。杆12可选地由各种材料包括不锈钢或适当的聚合材料形成。而且，如随后描述的，杆12 (包括其各个部分)的的横截面形状并不限于圆形横截面。如图3所示，在一些实施方式中，杆12的轮廓或角度至少部分地模仿脊柱的一部分的曲率(例如矢状平面脊椎侧凸或前凸，或另选地，现有的缺陷曲率，例如脊柱侧凸或前凸)。虽然示出了具有一个弯曲部而使得杆12基本上是非线性的，但在其他实施方式中， 杆12包括基本上弯曲的、非线性的节段或结合有基本上弯曲节段、笔直节段、和/或曲线节段的组合。杆12具有纵向轴线X以及第一节段30、第二节段32和位于第一和第二节段30、 32之间的中间节段34。在杆12基本上笔直的情况下，纵向轴线X是基本上笔直的。在杆 12基本上弯曲或成角度的情况下，纵向轴线X类似地弯曲或成角度。杆12的节段30、32、 34可选地连续地形成或形成为单独的按照需要相连的部分。在一些实施方式中，第二节段 32和中间节段34限定了小于180度的内角Ia，例如，从大约135度到大约170度的弯角， 不过可以设想各种弯角。在一些实施方式中，所述第一和第二节段30、32中的至少一个或二者都是大致非圆形的或另外限定切削(chase)特征。例如，如图3和图4所示，第二节段32形成至少一个平坦部36，第二节段32沿着其至少一部分具有基本上D形横截面。反过来，第一节段30 和中间节段34具有在基本上圆形的横截面，节段30、32、34中的任一个都根据需要而可选地具有非圆形的横截面形状(例如，星形横截面、椭圆形横截面或方形横截面)。如随后描述的，可选地使用具体节段的横截面形状来限制杆12的旋转，不过也可以设想使用横截面变型来选择性地增强杆12的弯曲性能和其他特性(例如，I形梁、六边形、或其他形状)。中间节段34中的至少一些可选地包括诸如表面粗糙38之类的表面处理(例如滚花或压窝)或其他处理(例如，涂布、等离子体处理，或其他处理)，以增强摩擦和/或性能。反过来，第一和第二节段30、32的一些部分可选地包括镜面精加工，例如表面涂布(例如PTFE)或其他材料或表面处理。尽管提供了一些实施例，但是可以设想用于节段30、32、 34中的各个节段的多个部分的表面处理的各种组合。图4示出了根据其他一些实施方式的杆12A。杆12A是基本上笔直的或线性的，并且视情况包括与杆12相关地描述的任何特征。在图4中，杆12A的特征类似于杆12的特征，并且用与杆12相同的附图标记后面加个A来表示。在一些实施方式中，杆12A是两件式设计，并且包括杆调节机构39，所述杆调节机构39提供了用于增加杆12A的有效长度的装置。杆调节机构39可选地是母螺纹套筒，所述母螺纹套筒适合于通过角运动调节机构39以接合套筒上的螺纹37来延长或缩短(加长或变短)杆12A的两件之间的间隙。调节机构39可选地具有用于接纳工具(例如开口扳手)的平坦部或其他表面特征。在1978年3月14日授权的美国专利4，078，559中示出了大致适合于供本文描述的一些实施方式使用的另一种母套筒类型的调节机构的一个实例。在2005年8月 3 日提交的名称为"DEVICE AND METHOD FOR CORRECTING A SPINAL DEFORMITY(用于矫正脊柱畸形的设备和方法)”的美国申请No. 11/196,952以及2008年6 月 5 日提交的名称为 “MEDICAL DEVICE AND METHOD TO CORRECT DEFORMITY (用于矫正畸形的医疗设备和方法)”的美国申请No. 12/134,058中阐述了根据系统10的一些实施方式的杆的附加实例，通过参考将这两个申请的全部内容引入到本文中。图如和图恥示出了根据一些实施方式的第一杆锚固件14A的特征。如图如所示，第一杆锚固件14A适合于或以其他方式构造成安装或固定到一块或更多块椎骨(诸如第一椎骨2队,图1)上。第一杆锚固件14A还适合于接纳杆12并包括用于接纳杆12的装置，使得杆12被侧向固定，抵抗相对于第一杆锚固件14A的侧向平移。在一些实施方式中， 杆12基本上被防止在第一点Pl处基本上垂直于纵向轴线X的方向上平移。相反，杆12 (以剖面图示出)能够相对于第一杆锚固件14A沿着纵向轴线X轴向滑动或轴向平移地通过第一枢转点P1。杆12还能够改变围绕第一枢转点Pl的俯仰、摆转和滚动。第一杆锚固件14A可选地由诸如钛、不锈钢之类的生物相容性金属材料和/或诸如PEEK之类的生物相容性聚合材料和/或复合材料形成。在一些实施方式中，如图如所示，第一杆锚固件14A包括单件式壳体40，所述壳体40具有适合于或以其他方式构造成接纳杆12的接纳部48。第一杆锚固件14A进一步包括适合于将第一杆锚固件14A固定至一个或更多个椎骨，诸如第一 26A和位于第一椎骨上方或下方另外的椎骨沈上的安装部50。 在其他实施方式中，安装部50固定至单个椎骨，诸如第一椎骨^A(例如，在第一椎骨16A 上的椎弓根处或单个点处-诸如单个椎弓根处-横跨第一椎骨26A)。如随后描述的，在一些实施方式中，壳体40是多件式设计(例如如图7至11所示)°在一些实施方式中，还描述为板件的安装部50适合于固定在两个或更多个点处，例如在两个椎骨(例如L3-L4椎骨)之间或在单个椎骨的一部分两端横跨地(例如单个椎骨上的椎弓根之间)固定。图恥以剖视图示出了接纳部48。根据各种实施方式，接纳部48大致为环状，并形成通道52，通道52具有旋转凸面54，凸面M具有上弯曲部56和下弯曲部58。接纳部48 适合于允许杆12在第一枢转点Pl处穿过通道52，在该第一枢转点Pl处，通道52限定了允许杆12滑动通过通道52的最小有效直径(例如，在杆12和接纳部48之间提供适当间隙)。通道52还允许杆12在第一枢转点Pl处围绕纵向轴线X旋转或角运动，同时使侧向平移最小或阻止大的侧向平移。至少这样，杆12能够在第一枢转点处围绕纵向轴线X旋转和角运动，同时杆12相对于接收部48的侧向平移在所有平面中基本上都受到限制。换句话说，杆12能够在通道52内滑动并且改变第一枢转点Pl处的摆转、俯仰和滚动，同时在第一枢转点Pl处在通道52内的侧向运动受到限制。在一些实施方式中，安装部50包括柄60和基座62，基座62具有中央部64、第一锚固点66和第二锚固点68，中央部64在第一锚固点66和第二锚固点68之间延伸，并且每个锚固点66、68都限定了适合于将第一杆锚固件14A安装至一个或更多个椎骨沈的表面。第一和第二锚固点66、68可选地分别包括通孔70、72，用于接收诸如椎弓根螺钉或类似装置之类的紧固件(未示出)以将安装部50安装至一个或更多个椎骨沈，如第一椎骨 26A(图 1)。在一些实施方式中，第一杆锚固件14A适合于或以其他方式构造成将杆12的俯仰和摆转限制至预定范围。例如，杆12能够在一定范围内角运动直到杆12的相对表面接触凸面M的上曲线部56和下曲线部58或受到上曲线部56和下曲线部58的约束。换句话说，可选地将凸面M的曲率半径选择为控制杆12的运动范围。在一些实施方式中，杆12 的俯仰和摆转被限制在例如大约60度的角范围Ra内。如随后与第二杆锚固件14B相关地描述的，还可以设想将杆12的滚动和/或滑动限制在预定范围内的各种手段。尽管在一些实施方式中，安装部50适合于接纳如图如和图恥所示的一个或更多个紧固件，但是图6示出了安装部50适合于用作紧固件的第一杆锚固件14A，该紧固件类似于椎弓根螺钉的紧固件。因而，第一杆锚固件14A可选地包括用于将第一杆锚固件14A固定至其中一个椎骨26的紧固件装置。尽管图5a、恥和6示出了系统10的一些潜在特征，但是图7和图8示出了根据其他一些实施方式的第一杆锚固件114A，其中图7是其中杆12被第一杆锚固件114A接纳的立体图，而图8是移除了杆12的第一杆锚固件114A的剖视图。第一杆锚固件114A基本上类似于第一杆锚固件14A，不过第一杆锚固件114A的壳体140包括接纳部148A和套筒部 148B。在一些实施方式中，套筒部148B基本上是球形形状的，并且接纳部148A形成了用于套筒部48B的基本上球形的配合滚道。如图8所示，接纳部148A具有基本上凹入的旋转表面154A，套筒部148B具有基本上凸出的旋转表面1MB。表面154A、154B适合于或以其他方式构造成形成彼此基本上互补的配合，使得套筒部148B被接纳部148A捕获并且被允许相对于接纳部148A进行相对旋转运动和角运动。套筒部148B具有限定了枢转点Pll的通道152，通过该通道152杆12能够被可滑动地接纳。与其他实施方式一样，套筒部148B和接纳部148A之间的互补关系可选地被设计成约束或限制杆12相对于第一杆锚固件114A的一定程度的相对运动。例如，在一些实施方式中，当杆12的相对表面在接纳部148A的前部156和/或后部158附近接触接纳部 148A时，杆12围绕枢转点Pll的俯仰和摆转受到限制。图9是第二杆锚固件14B的立体图，图10和11是第二杆锚固件14B的一部分的立体图。第二杆锚固件14B适合于固定至第二椎骨，例如第二椎骨^B(图1)，并且提供了用于固定至第二椎骨的装置。第二杆锚固件14B还适合于接纳杆12(图1)并且提供了用于接纳杆12的装置，使得第二杆锚固件14B限制杆12的除了沿着纵向轴线X之外的平移运动，并且允许杆12至少改变围绕第二枢转点P2的俯仰和摆转。第二杆锚固件14B可选地基本上类似于第一杆锚固件14A或第一杆锚固件114A，从而包括之前描述的特征的任意期望组合。第二杆锚固件14B可选地由诸如钛或不锈钢之类的生物相容性材料和/或诸如 PEEK之类的生物相容性聚合材料形成。在一些实施方式中，如图9所示，第二杆锚固件14B 包括具有接纳部202和适合于接纳杆12的套筒部204的壳体20，第二杆锚固件14B还包括适合于将第二杆锚固件14B固定至第二椎骨^B的安装部(例如类似于第一杆锚固件14A 的安装部50)。第二杆锚固件14B可选地适合于或以其他方式构造成限制杆12围绕杆12的纵向轴线X的旋转或滚动(图幻。具体地说，第二杆锚固件14B提供了用于允许杆12角运动而不会相对于第二杆锚固件14B发生大的侧向平移或围绕纵向轴线X发生大的旋转。套筒部 204可选地为球形形状，并且接纳部202形成了基本上球形的配合滚道，其中套筒部204相对于接纳部202的旋转至少在一个平面中基本上受到禁止。图10示出了接纳部202，图11示出了套筒部204，其中接纳部202具有基本上凹入的旋转内表面210，套筒部204具有基本上凸出的旋转外表面212。表面210、212适合于形成彼此基本上互补的配合，使得套筒部204被接纳部202捕获，并且被允许相对于接纳部 202进行相对角运动。如图10所示，接纳部202还包括在内表面210的相对两侧从该相对两侧向内延伸的一对凸起216(例如销)。相反，如图11所示，套筒部204具有适合于可滑动地接纳凸起 216的周向凹槽218和内部通道220，通过内部通道220，杆12能够被可滑动地接纳。枢转点P2也限定在通道220中，杆12穿过枢转点P2。通道220可选地具有非圆形横截面(例如与杆12的第二节段32对应的基本上D 形的横截面)。在杆12的非圆形横截面和通道220配合时，杆12相对于套筒部204的旋转基本上受到禁止。在可滑动地将凸起216接纳在周向凹槽218中时，杆12的俯仰和摆转能够改变。 然而，套筒部204和接纳部202之间的相对旋转基本上受到禁止。因而，由于套筒部204和接纳部202之间的相对旋转也基本上受到禁止，所以杆12和第二杆锚固件14B之间的相对旋转基本上被禁止或限制，从而允许杆12保持在相对于第二杆锚固件14B的预定旋转位置。还应该理解的是，可以选择用于通道220和杆12中的每个的其他横截面形状，以在预定范围(例如包括如图12中所示的范围，其中杆12被示出为具有允许旋转至由套筒204 形成的止动部220A的特征)内围绕纵向轴线X进行某种程度的旋转。杆12的横截面形状也可选地按照需要选择成限制杆12的轴向平移。与其他实施方式一样，第二杆锚固件14B也可选地适合于约束或限制杆12相对于第二杆锚固件14B的角运动(例如俯仰和摆转)。例如，当杆12在接纳部202的前部222 和/或后部224附近接触接纳部202时，杆12围绕枢转点P2的俯仰和摆转受到限制。接纳部202和/或套筒部204的尺寸和形状被选择成按照需要限定这种限制。图13以前正视图示出了第一椎骨锚固件18A和第一力导向构件22A。还被描述为锚固臂的第一椎骨锚固件18A适合于固定至第三椎骨^C，并且提供了用于固定至第三椎骨^C的装置(图1)。如前所述，第一椎骨锚固件18A固定至具有异常曲率需要矫正的脊柱M的一部分(图1)。第一和第二椎骨锚固件18A、18B可选地是基本上类似，因此第一和第二椎骨锚固件18A、18B的各种特征与第一椎骨锚固件18A相关地描述，其中当引用时，第一椎骨锚固件 18A的特征用后面加上“A”的附图标记来表示，第二椎骨锚固件18B的类似特征用后面加上 “B ”的类似附图标记来表示。第一椎骨锚固件18A包括臂250A和头部252A。在一些实施方式中，臂250A从头部252A延伸至末端254A并且大致垂直于头部252A布置。臂250A可选地可相对于头部 252B旋转，并且适合于横跨第三椎骨^C的一部分延伸，例如从脊柱M的一侧延伸到脊柱 24的相对侧。例如，第一椎骨锚固件18A固定至第三椎骨^C，使得臂250A穿过第三椎骨 26C的棘突(未示出)中的孔或中空部横跨第三椎骨26C延伸。头部252A适合于或以其他方式构造成固定至第三椎骨26C的一部分，例如第三椎骨26C的椎弓根。头部252A可选地包括能够接合第三椎骨26C的多种结构中的任一种和/ 或适合于与能够接合第三椎骨26C的多种结构中的任一种一起工作。例如，第一椎骨锚固件18A可选地包括穿过头部252A固定至第三椎骨^C的椎弓根的椎弓根螺钉256A。第一力导向构件22A在第一椎骨锚固件18A上的适当位置处固定至第一椎骨锚固件ISA0例如，在一些实施方式中，第一力导向构件22A至少在臂250A的末端254A处固定至第一椎骨锚固件18A，使得第一力导向构件22A从臂250A的末端254A延伸。在2005年8月 3 日提交的名称为"DEVICE AND METHOD FOR CORRECTING A SPINAL DEFORMITY(用于矫正脊柱畸形的设备和方法)”的美国申请No. 11/196,952以及2008年6 月 5 日提交的名称为 “MEDICAL DEVICE AND METHOD TO CORRECT DEFORMITY (用于矫正畸形的医疗设备和方法)”的美国申请No. 12/134，058中阐述了根据系统10的一些实施方式的椎骨锚固件(还被描述为“植入物”)的另外的实例，通过参考方式将这两个申请的全部内容引入本文中。图1 和图14b示出了第一调节机构20A，其中图14b示出了第一调节机构20A， 其中移除了一部分以示出其内部特征。在一些实施方式中，第一调节机构20A提供了用于将第一力导向构件22A固定至杆12的装置。在一些实施方式中，还被描述为张紧器或联接器的第一调节机构20A进一步适合于调节第一力导向构件22A的长度并且设置有用于调节第一力导向构件22A的长度的装置。第一和第二力导向构件20A和20B可选地是基本上类似的。因而，第一和第二调节机构20A、20B的各种特征与第一调节机构20A相关地描述，其中第一调节机构20A的特征用后面加上“A”的附图标记来表示，而第二调节机构20B的类似特征用相同的后面加上“B”的附图标记来表示。在一些实施方式中，第一调节机构20A包括卷轴^0A、围绕卷轴^OA的圆周齿轮 ^2A、与圆周齿轮262A接触的竖直齿轮^4A、致动头部和壳体270A。
卷轴^OA以及圆周齿轮^OA和竖直齿轮至少部分地保持在壳体270A中。 壳体270A又适合于固定至杆12。例如，壳体270A可选地形成中央腔，杆12可通过该中央腔接纳。在将杆12插入穿过该中央腔时，壳体270A适合于夹在杆12上。在一些实施方式中，壳体270A结合有适合于(例如利用一个或更多个紧固件)被紧固在杆12上的蛤壳设计(例如第一部分可调节地固定至第二部分)。因而，在一些实施方式中，第一调节机构20A相对于杆12基本上是固定的。然而，在其他实施方式中，第一调节机构20A相对于杆12是可移动的，例如能够围绕杆12旋转。第一力导向构件22A附装或固定至卷轴^OA并通过壳体270A中的适当尺寸的开口从壳体270A穿出。经由致动头部致动竖直齿轮使圆周齿轮2狐转动，这又使卷轴260A转动，从而使第一力导向构件22A围绕卷轴^OA卷绕(或退绕，这取决于卷轴 260A转动的方向)。卷轴^OA沿着适当方向的旋转将第一力导向构件22A拉向第一调节机构20A，从而根据一些矫正脊柱缺陷的方法将第一椎骨锚固件18A(图13)拉向第一调节机构20A。在2005年8月 3 日提交的名称为"DEVICE AND METHOD FOR CORRECTING A SPINAL DEFORMITY (用于矫正脊柱畸形的设备和方法)”的美国申请No. 11/196,952以及2008年6 月 5 日提交的名称为 “MEDICAL DEVICE AND METHOD TO CORRECT DEFORMITY (用于矫正畸形的医疗设备和方法)”的美国申请No. 12/134,058中阐述了根据系统10的一些实施方式的调节构件(还被描述为“调节机构”)的另外的实例，通过引用将这两个申请的全部内容引入本文中。如图13和图14所示，第一和第二力导向构件22A、22B可选地是基本上类似的，因而第一和第二力导向构件22A、22B的各种特征与第一力导向构件22A相关地描述，其中第一力导向构件22A的特征用后面加上“A”的附图标记表示，而第二力导向构件22B的特征用类似的后面加上“B”的附图标记表示。在一些实施方式中，第一力导向构件22A基本上是柔性的，使得第一力导向构件 22k能够例如沿着多个方向枢转和/或缠绕或卷绕。用于形成第一力导向构件22k的合适的柔性材料包括丝线和绞线、单丝聚合材料、复丝聚合材料、复丝碳纤维或陶瓷纤维。在一些实施方式中。第一力导向构件22A由不锈钢丝线或线缆或钛丝线或线缆形成，不过可以设想使用各种材料。还被描述为连接器或线缆的第一力导向构件22A适合于固定至第一椎骨锚固件 18A和第一调节构件20A，第一力导向构件22A限定第一调节机构20A和第一椎骨锚固件 18A之间的有效长度，从而限定杆12的有效长度(不过在一些实施方式中，第一力导向构件 22A直接固定至杆12)。如上所述，在一些实施方式中，第一调节机构20A适合于改变所述力导向构件22A的有效长度，并且设置有用于改变力所述导向构件22A的有效长度的装置。 第一力导向构件22A具有主体^OA并且从第一端282A延伸至第二端^4A。图1示出了组装好的系统10。在一些实施方式中，系统10的组装包括分别将第一和第二力导向构件22A、22B固定至第一和第二椎骨锚固件18A、18B。第一和第二力导向构件22A和22B也固定至第一和第二调节机构20A、20B。第一和第二调节机构20A、20B固定至杆12。第一和第二杆锚固件14A、14B分别固定至第一和第二椎骨^AJ6B。杆12被接纳在第一和第二杆锚固件14A、14B中，以防止杆12相对于脊柱M发生侧向平移。第一和
16第二椎骨锚固件18A、18B固定至第三和第四椎骨^CJ6D。在组装系统10时，按照需要调节第一和第二调节机构20A、20B，以将第一和第二椎骨锚固件18A、18B拉向第一和第二调节机构20A、20B，从而拉向杆12。通过在紧接第一椎骨锚固件18A的末端254A处将第一力导向构件22A的第一端 282A固定至第一椎骨锚固件18A而将第一力导向勾缝剂22k组装到第一椎骨锚固件18A。 在一些实施方式中，第一力导向构件22A固定在第一椎骨锚固件18A的末端254A处，并且沿着臂250A的至少一部分延伸至头部252A，不过第一力导向构件22A可视情况附装在沿着第一椎骨锚固件18A的臂250A和/或头部252A的任何位置处。第一力导向构件22A可通过各种方法(例如包括焊接、粘合、系结、和/或螺钉固定)固定至第一椎骨锚固件18A。第二力导向构件22B和第二椎骨锚固件18B可选地利用类似方法固定或连接在一起。如前所述，第一力导向构件22k延伸至第一调节机构20A，进入壳体250A，并且围绕卷轴^OA缠绕，由此将第一调节机构20A联接至第一椎骨锚固件18A以及杆12。在一些实施方式中，第一力导向构件22A通过焊接、螺钉固定、粘合而固定至卷轴^K)A，和/或充分地围绕卷轴^OA缠绕以利用摩擦将第一力导向构件22k保持在卷轴^OA上。第二力导向构件22A和第二调节机构20B可选地利用类似方法固定或连接在一起。杆12分别由第一和第二杆锚固件14A、14B的壳体40、200接纳。第一和第二杆锚固件14A、14B的特征被按照需要选择成限制杆12的俯仰、摆转、滚动和轴向滑动。通过将第一和第二杆锚固件14A、14B分别固定至至少第一和第二椎骨^A、26B而防止杆12相对于脊柱14的纵向轴线发生侧向平移。第一杆锚固件14A例如通过利用一个或更多个椎弓根螺钉将第一杆锚固件14A(例如在横突处或横突附近)固定至第一椎骨^A 而将第一杆锚固件14A固定至至少第一椎骨21第二杆锚固件14B以类似方式固定至至少第二椎骨26B。第一杆锚固件14A和/或第二杆锚固件24B可选地固定至多个椎骨沈以增强稳定性。在一些实施方式中，杆12通过杆锚固件14A、14B附装至脊柱M的左侧的横突，并且能够相对于第一和/或第二杆锚固件14A、14B轴向地滑动。在其他实施方式中，杆12通过杆锚固件14A、14B在脊柱M的不同侧(例如第一杆锚固件14A位于左侧，第二杆锚固件 14B位于右侧)或沿着脊柱M的中线附装至脊柱M的右侧。在其他实施方式中，杆12的长度是可调节的，以补偿脊柱M的长度变化。无论如何，杆12与第一和第二杆锚固件14A、 14B之间的相互作用都有助于促进脊柱M的生长和更自然的运动。图15a、15b和15c示出了用于限制杆12相对于杆锚固件例如第一杆锚固件14A 的轴向滑动或平移的各种止动特征观6。通常，当止动特征观6与相邻的杆锚固件14接合或抵靠该杆锚固件14时，杆12在特定轴向方向的滑动基本上被限制或阻止。如图1 所示，杆12可选地包括接纳在第一杆锚固件14A中的狭窄部286a，其中杆12的相邻的较宽部限制杆12的轴向滑动。如图所示，尽管通过将止动特征286定位在第一杆锚固件14A附近而基本上防止了杆12的轴向滑动，但仍然允许视情况在杆12 的较宽部和第一杆锚固件14A之间的配合中存在一些公差或游隙。如图15b所示，系统10可选地包括止动件或轴环，所述止动件或轴环与第一杆锚固件14A相邻地装配在杆12上以基本上限制杆12在第一杆锚固件14A内的轴向滑动。 在一些实施方式中，止动件是压接在杆12上的金属或聚合轴环，不过可按照需要使用各种设计和固定方法。如图所示，尽管杆12相对于第一杆锚固件14A的轴向滑动基本上被限制，但是仍然可以视情况而在杆12和止动件之间的配合中存在一些有限的游隙或限度(slop)。 如图15c所示，系统10可选地利用止动件和具有较宽部的狭窄部286a， 来限制杆12相对于第一杆锚固件14A在期望的运动范围内轴向滑动。例如，如图15c所示， 止动件朝向杆12的末端位于第一杆锚固件14A的一侧，较宽部位于第一杆锚固件14A的另一侧，且止动件和较宽部之间具有期望间隔。可以视情况实现止动特征286和间隔的任何组合。图16是根据一些实施方式的与图1的系统10类似的系统IOA的简图，其中图16 示出了杆12在第一和第二杆锚固件14A、14B处的各种自由度。如图所示，系统IOA还包括固定至第五椎骨^D的第三椎骨锚固件18C。第三椎骨锚固件基本上类似于第一和/或第二椎骨锚固件18A、18B。系统10还可选地包括对应的第三力导向构件22c (例如线缆或丝线)和第三调节机构20C。尽管已经描述了包括用于调节力导向构件22的有效长度的装置的调节机构20，但是在一些实施方式中，一个或更多个调节机构20用作用于将对应的力导向构件联接至杆12的装置，而没有结合这种调节特征。例如，第三调节机构20C或这里所描述的任何调节机构可选地是用于将力导向构件22C固定至杆12的压接或紧固装置 (例如夹子或压接件)。杆12是弯曲的(例如如图3中所示)，并且如方向箭头所示，杆12能够自由地改变在第一杆锚固件14A(因而在第一枢转点Pl)处的俯仰、摆转和滚动以及沿着纵向轴线X 轴向滑动，并且能够自由地改变在第二杆锚固件14B处的俯仰和摆转，同时在第二杆锚固件14B(因而在第二枢转点P》处基本上限制或基本上防止滚动和轴线滑动的相对变化。 在一些实施方式中，轴环^SA或其他止动特征(诸如前述描述的那些止动特征)在第二杆锚固件14B的任一侧位于杆12上(例如压接在杆12上)，以便阻止杆12的滑动运动。相反，止动特征228B(诸如前述描述的那些止动特征中的一个特征)位于杆12的末端附近， 以便有助于防止杆12从第一杆锚固件14A滑落。椎骨锚固件18A、18、调节机构20A、20B之间的相互作用，特别是通过使用力导向构件22A、22B而实现它们各自的联接的柔性特性，允许系统10随着脊柱M动态地移动，同时在第三和第四椎骨^C、26D上施加和/或维持矫正力(例如，侧向力和反旋力)。换言之，系统10是半限制型的，在便于脊柱M进行至少一定程度的自然运动的同时提供侧向和反转锚固件点。而且，通过限制杆12的旋转或滚动，杆12中的弯曲部定向并维持在期望的旋转位置。在一端(例如在第二杆锚固件14B)处维持旋转取向是有用的，例如有助于确保杆12的弯曲部或形状始终地跟随或以其他方式适当地遵循脊柱M的期望曲率。然而，在杆12的另一端(例如在第一杆锚固件14A)处的旋转自由度仍允许脊柱对被施加矫正力的同时具有更自然的运动。因而，根据各种实施方式，脊柱24 (因而人体)能够在矫正力被施加至脊柱M的同时以更自然的方式扭转、左右弯曲和前后弯曲。在一些实施方式中，力导向构件22A、22B的有效长度被(例如周期性地或一次全部地)调节，从而使脊柱自然排列，同时由于系统10 赋予的运动自由度，系统10仍便于脊柱M的更自然的运动(例如扭转以及前后和左右弯曲)。图17是根据系统10的其他一些实施方式的系统IOB的简图，示出了杆12在第一杆锚固件14A和基本上类似于第一杆锚固件14A的第二杆锚固件四0处的各种自由度。通过系统10B，杆112基本上笔直(图4)，并且如方向箭头所示，杆12能够在第一和第二杆锚固件14A、290中的每个处自由改动俯仰、摆转和滚动以及沿着纵向轴线X轴向地滑动。在一些实施方式中，在图16中大致示出的第一和第二杆锚固件14A、290中的每个都与例如图如和恥中所示的第一杆锚固件14A基本上相同。在其他实施方式中，第一杆锚固件14A、290中的每个与图7和8中所示的第一杆锚固件114A基本上相同，不过可以设想与任一个杆锚固件14A、114A、14B相关地描述的前述锚固件特征的任何组合。杆112还可选地包括止动特征300，诸如前述的止动特征观6，以有助于防止杆112 从第一和第二杆锚固件14A、290滑出。这样，杆112能够沿着纵向轴线X(图4)轴向地滑动，直到止动特征300中的一个接触第一和第二杆锚固件14A、290中的一个。同样，系统10 提供了与脊椎一起的动态调节和运动，同时在椎骨26 (例如第三和第四椎骨MC J4D)上施加矫正力(例如平移力和反转力)。图18和图19分别示出了系统10C、10D，展示了根据一些实施方式的轴向杆的变型。系统10CU0D均被示出为包括第一杆锚固件360和第二杆锚固件370，所述第一杆锚固件360和第二杆锚固件370结合有前述锚固件的任一个锚固件的特征。轴向箭头表示相关杆的运动自由度，不过为了便于展示，图示从图18和19中省略了在锚固件360、370处的俯仰、摆转和滚动自由度的表示。可以视情况而在锚固件360、370处结合各种自由度。如图18所示，系统IOC包括杆375 (例如，类似于杆12A)，杆275包括杆调节机构 376 (例如，类似于杆调节机构39)、第一止动特征380A、第二止动特征380B和第三止动特征 380C，止动特征380A、380B、380C固定至杆375和/或与杆375 —起形成(例如与类似于前面描述的止动特征观6中的任一个类似的止动特征)。杆375在第二杆锚固件370处被第二和第三止动特征380B、380C基本上限制轴向滑动，并且允许远离第一止动特征380A向外进行一些轴向滑动或轴向平移。在一些实施方式中，止动特征观6以及第一和第二杆锚固件360、370提供了用于在脊柱M上施加牵伸力和/或用于限制脊柱M沿着脊柱M的一侧或更多侧(例如左侧、右侧、后侧和/或前侧) 压缩的装置。在一些实施方式中，杆调节机构376通过增加杆375的有效长度来施加牵伸力，使得第一和第二止动特征380A、380B接合第一和第二杆锚固件360、370,从而在杆375上产生压缩力，杆375基本上刚性抵抗该压缩力。杆375上的压缩力又导致脊柱M的一侧上的牵伸力或伸长力，系统IOC的锚固件360、370联接至该脊柱M的该侧上。而且，止动特征通过限制锚固件36、370在杆375朝向彼此的相对运动而附加地或另选地提供了在脊柱M 的第一侧压缩脊柱对的限制。尽管系统IOC的杆375被放置在压缩载荷作用下，但是杆375能够沿着第一方面轴向移动，以例如允许进一步牵伸和/或自然的运动，例如使得脊柱M (因而使得人体)能够在牵伸力被施加至脊柱M的同时以更自然的方式扭转、左右弯曲以及向前和向后弯曲。
19相反，杆375在通常与第一方向相反的第二方向上的轴向运动受到限制(例如，由此限制脊柱M超过由止动特征286设定的轴线极限的压缩)。而且，尽管系统IOC被描述为向脊柱 24的一侧施加牵伸力和/或压缩极限，但是在其他实施方式中，向脊柱M的两侧、向脊柱 24的后侧、向脊柱M的前侧或各侧组合施加牵伸力。如图19所示，系统IOD包括杆400(例如，类似于杆12A)，杆400包括杆调节机构402 (例如类似于杆调节机构39)、第一止动特征410A和第二止动特征410B，止动特征 410A、410B固定至杆400和/或与杆400 —起形成(例如，类似于之前描述的止动特征286 中的任一个止动特征)。杆400通过第一和第二止动特征410A、410B而被基本上限制进行轴向滑动和/或向外膨胀，止动特征410A、410B提供了用于在脊柱M上施加压缩力和/或用于限制脊柱M沿着脊柱M的一侧或更多侧(例如左侧、右侧、后侧和/或前侧)的牵伸的装置。在一些实施方式中，利用杆调节机构402在脊柱上施加收缩力或张紧力，系统IOD 通过利用调节机构402收缩或缩短杆400，使得第一和第二止动特征410A、410B接合第一和第二杆锚固件360、370而联接至脊柱，以向脊柱(未示出)施加压缩力。尽管系统IOD的杆400被放置在压缩载荷作用下，但是杆400能够沿着第一方向轴向移动，以例如允许脊柱M (因而允许人体)的进一步压缩，从而人体能够在压缩力被施加至脊柱对的同时以更自然的方式扭转、左右弯曲以及前后弯曲。杆400的轴向运动在与第一方向大致相反的第二方向上仍然基本上受到限制，例如限制脊柱M牵伸超过由止动特征286设定的轴向极限。而且，尽管系统IOD被描述为向脊柱M的一侧施加压缩力力和 /或牵伸极限，但是在其他实施方式中，向脊柱M的两侧、向脊柱M的后侧、向脊柱M的前侧或各侧组合施加张紧力或压缩力。在进一步的实施方式中，系统IOD能够向脊柱M的一侧施加压缩力和/或牵伸极限，而系统IOC向脊柱M的相反侧施加牵伸力和/或压缩极限。鉴于上述内容，根据本文提供的各种实施方式的系统、方法和设备有助于使为了矫正而采用的锚固点的数量最小，便于使用笔直或成型杆，和/或有助于在畸形矫正过程中或畸形矫正之后促进脊柱M进行更自然的生理运动。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方式进行各种修改和添加。例如，尽管上述实施方式涉及到具体特征，但是本发明的范围还包括具有不同特征组合的实施方式以及未包括所有所述特征的实施方式。因而，本发明的范围旨在涵盖所有这种另选方案、修改和所有等同物以及落入权利要求范围内的变型。
权利要求
1.一种用于矫正脊柱畸形的系统，所述系统包括适合于沿着患者的脊柱延伸的杆；适合于固定至所述脊柱的第一椎骨的第一杆锚固件，所述第一杆锚固件接纳所述杆， 从而防止所述杆相对于所述第一杆锚固件发生大的侧向平移，并且所述杆被允许相对于所述第一杆锚固件轴向地滑动通过第一枢转点并且被允许改变围绕所述第一枢转点的俯仰、 摆转和滚动中的至少两个；适合于固定至第二椎骨的第二杆锚固件，所述第二杆锚固件接纳所述杆，从而防止所述杆相对于所述第二杆锚固件发生大的侧向平移，并且所述杆被允许改变围绕第二枢转点的至少俯仰和摆转；适合于固定至第三椎骨的第一椎骨锚固件；第一调节机构；以及联接至所述第一椎骨锚固件和所述杆的第一力导向构件，所述第一力导向构件限定所述第一椎骨锚固件和所述杆之间的有效长度，所述第一调节机构适合于改变所述力导向构件的有效长度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的俯仰限制于预定范围。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的摆转限制于预定范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的滚动限制于预定范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述系统将所述杆相对于所述第一杆锚固件的轴向滑动限制于预定范围。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第二杆锚固件进一步适合于允许所述杆围绕所述第二枢转点的滚动。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述第二杆锚固件进一步适合于基本上防止所述杆围绕所述第二枢转点的滚动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述第二杆锚固件适合于基本上防止所述杆相对于所述第二杆锚固件的轴向滑动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间延伸的中央部，并且其中所述中央部基本上是笔直的。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间延伸的中央部，并且其中所述中央部基本上是非线性的。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间延伸的中央部，并且其中所述中央部包括基本上弯曲的节段和基本上笔直的节段。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件包括壳体，所述壳体形成了具有基本上凹入的表面的接纳部；以及套筒，所述套筒可滑动地接纳所述杆并且具有基本上凸出的配合表面，所述配合表面适合于与所述壳体的凹入的表面配合，使得所述套筒适合相对于所述壳体旋转以改变俯仰和摆转。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件包括形成通道的壳体，所述通道限定了接纳所述杆的旋转凸出表面。
14.根据权利要求1至5和8至11中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了切削特征，并且所述第二杆锚固件包括壳体，所述壳体形成了具有基本上凹入的表面的接纳部；以及套筒，所述套筒形成了可滑动地接纳所述杆的所述切削特征的切削部，以基本上阻止所述杆在所述套筒中的滚动，所述套筒具有基本上凸出的配合表面，所述配合表面适合于与所述壳体的所述凹入的表面配合，使得所述套筒适合相对于所述壳体旋转以改变俯仰和摆转。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第二杆锚固件进一步包括位于所述壳体和所述套筒之间的凸起，所述套筒包括周向凹槽，所述周向凹槽接纳所述凸起，使得所述套筒能够改变相对于所述壳体的俯仰和摆转，并且所述套筒被基本上防止改变相对于所述壳体的滚动。
16.一种矫正脊柱畸形的方法，所述方法包括将第一杆锚固件固定至所述脊柱的第一椎骨，并且将第二杆锚固件固定至所述脊椎的第二椎骨；将杆通过第一枢转点可滑动地接纳在所述第一杆锚固件中，并且将所述杆通过第二枢转点接纳在所述第二杆锚固件中，使得所述杆自由旋转并改变围绕所述第一枢转点的俯仰和摆转；将第一椎骨锚固件固定至第三椎骨；将第一力导向构件联接至所述第一椎骨锚固件和所述杆；将所述第一力导向构件连接至第一调节机构；以及利用所述第一调节机构调节所述第一力导向构件的有效长度以有助于矫正脊椎畸形。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括使所述杆相对于所述第一杆锚固件轴向移动。
18.根据权利要求16或17所述的方法，所述方法进一步包括利用所述第一调节机构卷绕所述第一力导向构件，以缩短所述第一力导向构件的有效长度。
19.一种用于矫正脊柱畸形的系统，所述系统包括用于将杆固定至脊柱的第一椎骨的装置，从而所述杆能够轴向滑动通过由用于将所述杆固定至所述第一椎骨的所述装置限定的第一枢转点，并且所述杆能够改变相对于所述第一枢转点的俯仰、摆转和滚动；用于将所述杆固定至脊柱的第二椎骨的装置，从而所述杆能够改变围绕第二枢转点的至少俯仰和摆转，所述第二枢转点由用于将所述杆固定至所述第二椎骨的所述装置限定；用于锚固至第三椎骨的装置；联接至所述杆和用于锚固至所述第三椎骨的所述装置的连接器；和用于调节所述连接器的有效长度的装置。
20.一种用于矫正位于人体脊柱的第一椎骨和第二椎骨之间的脊柱畸形的系统，所述系统包括适合于横跨所述脊柱畸形延伸的基本上刚性的杆；第一杆锚固件，所述第一杆锚固件适合于固定至所述第一椎骨并且适合于接纳所述杆的第一端，从而允许所述杆相对于所述第一杆锚固件轴向平移；第二杆锚固件，所述第二杆锚固件适合于固定至所述第二椎骨并且适合于接纳所述杆的第二端；和第一力导向构件，所述第一力导向构件联接在所述杆和所述脊柱畸形之间；其中，所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件适合于抵抗所述杆相对于所述脊柱的侧向平移，并且适合于允许所述杆的纵向轴线改变俯仰和摆转。
21.一种脊柱杆锚固系统，所述脊柱杆锚固系统包括适合于沿着患者的脊柱延伸的杆；和适合于固定至所述脊柱的椎骨的第一杆锚固件，所述第一杆锚固件接纳所述杆，从而防止所述杆相对于所述第一杆锚固件发生大的侧向平移，并且所述杆被允许相对于所述第一杆锚固件轴向地滑动通过第一枢转点并改变围绕所述第一枢转点的俯仰和摆转，同时基本上限制所述杆相对于所述第一杆锚固件的滚动。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述杆限定了切削特征，并且所述第一杆锚固件包括壳体，所述壳体形成具有基本上凹入的内表面的接纳部；以及套筒，所述套筒形成了可滑动地接纳所述杆的所述切削特征的切削部，以基本上限制所述杆在所述套筒中的滚动，所述套筒具有基本上凸出的配合表面，所述配合表面适合于与所述壳体的所述凹入的内表面配合，使得所述套筒能够改变相对于所述壳体的俯仰和摆转。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述壳体和所述套筒适合于基本上阻止相对于彼此的滚动。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述第一杆锚固件包括形成接纳部的壳体，所述接纳部具有基本上凹入的内表面和从所述凹入的内表面向内延伸的凸起；和可滑动地接纳所述杆的套筒，所述套筒具有与所述凹入的内表面配合的基本上凸出的配合表面，所述套筒具有位于所述凸出的配合表面的周向凹槽，所述周向凹槽与所述壳体的所述凹入的内表面上的所述凸起配合，使得所述套筒适合相对于所述壳体旋转以改变相对于所述壳体的俯仰和摆转，同时基本上防止改动相对于所述壳体的滚动。
25.根据权利要求21至M中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的俯仰限制于预定范围。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的摆转限制于预定范围。
27.根据权利要求21至沈中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的轴向滑动限制于预定范围。
28.一种脊柱杆锚固系统，所述脊柱杆锚固系统包括适合于沿着患者的脊柱延伸的杆；和适合于固定至所述脊柱的椎骨的第一杆锚固件，所述第一杆锚固件包括壳体，所述壳体形成具有基本上凹入的内表面的接纳部；和套筒，所述套筒具有接纳所述杆的通道，从而防止所述杆相对于所述套筒发生大的侧向平移，同时允许所述杆相对所述套筒轴向滑动通过第一枢转点，所述套筒具有基本上凸出的配合表面，所述凸出的配合表面适合于与所述壳体的所述凹入的内表面配合，使得所述套筒能够旋转而改变相对于所述壳体的俯仰和摆转，同时基本上被防止改变相对于所述壳体的滚动。
29.根据权利要求观所述的系统，其中，所述壳体形成从所述凹入的内表面向内延伸的凸起，并且所述套筒具有位于所述凸出的配合表面的周向凹槽，所述周向凹槽与所述壳体的所述凸起配合，使得所述套筒基本上被防止改变相对于所述壳体的滚动。
30.根据权利要求观或四所述的系统，其中，所述套筒的所述通道形成切削部，并且所述杆形成被接纳在所述切削部中的切削特征，从而基本上限制所述杆相对于所述套筒的滚动。
31.根据权利要求观至30中任一项所述的系统，其中，所述套筒中的所述通道限定了内部止动特征
32.根据权利要求观至30中任一项所述的系统，其中，所述套筒中的所述通道具有基本上非圆形的横截面。
33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述杆具有与所述通道的所述基本上非圆形的横截面在形状上基本上互补的基本上非圆形的横截面。
34.根据权利要求观至33中任一项所述的系统，其中，所述套筒中的所述通道具有基本上D形的横截面。
35.一种脊柱杆锚固系统，所述脊柱杆锚固系统包括适合于沿着患者的脊柱延伸的杆，所述杆形成具有非圆形横截面的切削特征；和适合于固定至所述脊柱的椎骨的第一杆锚固件，所述第一杆锚固件包括壳体，所述壳体形成具有基本上凹入的内表面的接纳部；和套筒，所述套筒具有通道，所述通道形成接纳所述杆的切削特征的切削部，从而防止所述杆相对于所述套筒发生大的侧向平移，同时允许所述杆相对于所述套筒轴向滑动通过第一枢转点，并且基本上防止所述杆改变相对于所述套筒的滚动，所述套筒具有基本上凸出的配合表面，所述凸出的配合表面适合于所述壳体的凹入表面配合，使得所述套筒适合相对于所述壳体旋转以改变相对于所述壳体的俯仰和摆转。
36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述套筒基本上被防止改变相对于所述壳体的滚动。
37.根据权利要求35或36所述的系统，其中，所述套筒中的所述通道具有基本上D形的横截面。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的系统，其中，所述壳体形成从所述凹入的内表面向内延伸的凸起，并且所述套筒具有位于所述凸出的配合表面的周向凹槽，所述周向凹槽与所述壳体的所述凸起配合，以基本上防止所述套筒改变相对于所述壳体的滚动。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的系统，其中，所述第一杆锚固件进一步适合于将所述杆相对于所述第一杆锚固件的摆转限制于预定范围。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的系统，其中所述第一杆锚固件将所述杆相对于所述第一杆锚固件的轴向滑动限制于预定范围。
41.一种用于矫正脊柱畸形的系统，所述系统包括沿着患者的脊柱延伸并适合于将长度从第一长度改变到第二长度的杆；固定至所述脊柱的第一椎骨的第一杆锚固件，所述第一杆锚固件接纳所述杆，使得所述杆延伸通过所述第一杆锚固件并防止所述杆相对于所述第一杆锚固件发生大的侧向平移，并且所述杆能够在所述第一杆锚固件处改变俯仰、摆转和滚动中的至少两个；固定至第二椎骨的第二杆锚固件，所述第二杆锚固件接纳所述杆，使得所述杆延伸通过所述第二杆锚固件并防止所述杆相对于所述第二杆锚固件发生大的侧向平移，并且所述杆能够改变所述第二杆锚固件处的至少俯仰和摆转；适合于限制所述杆的轴向滑动并位于所述第一杆锚固件附近的第一止动特征；和适合于限制所述杆的轴向滑动并位于所述第二杆锚固件附近的第二止动特征，从而当所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件抵靠所述第一止动特征和所述第二止动特征时，所述杆抵抗压缩载荷，并且所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件被构造成在所述脊柱上施加牵伸力。
42.根据权利要求41所述的系统，其中，所述杆沿着所述脊柱的第一侧固定，并且所述牵伸力沿着所述脊柱的所述第一侧施加。
43.根据权利要求42所述的系统，所述系统进一步包括椎骨锚固件，所述椎骨锚固件固定至所述脊柱的与所述脊柱的所述第一侧相反的第二侧并且位于所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间的位置，所述椎骨锚固件横跨所述脊柱延伸至位于所述脊柱的所述第一侧上的末端；和连接器，所述连接器固定至所述椎骨锚固件的末端并联接至所述杆，所述连接器在所述脊柱上施加指向所述杆的矫正力。
44.根据权利要求41至43中任一项所述的系统，其中当所述杆为可调节的以增加有效长度时则将所述杆置于所述压缩载荷下。
45.根据权利要求41至44中任一项所述的系统，其中，当所述杆被置于所述压缩载荷下时，所述杆相对于所述第一杆锚固件在第一方向上自由地轴向滑动，并且被基本上防止沿着与所述第一方向相反的第二方向轴向滑动。
46.根据权利要求41至44中任一项所述的系统，其中，当所述杆被置于压缩载荷下时， 所述杆基本上被防止相对于所述第一杆锚固件轴向滑动。
47.根据权利要求41至46中任一项所述的系统，其中，所述第一止动特征是固定至所述杆的轴环。
48.根据权利要求41至46中任一项所述的系统，其中，所述第一止动特征是所述杆的加宽部。
49.根据权利要求41至48中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间延伸的中央部，并且其中所述中央部是基本上笔直的。
50.根据权利要求41至48中任一项所述的系统，其中，所述杆限定了在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件之间延伸的中央部，并且其中所述中央部是基本上非线性的。
51.根据权利要求41至50中任一项所述的系统，其中，所述杆是基本上刚性的。
52.一种在脊柱上施加牵伸力的方法，所述方法包括在脊柱的第一侧上将第一杆锚固件固定至第一椎骨，并且在所述脊柱的所述第一侧上将第二杆锚固件固定至第二椎骨；将杆的第一部分接纳在所述第一杆锚固件中，并且将所述杆的第二部分接纳在所述第二杆锚固件中，从而基本上限制所述第一部分的侧向平移，并且基本上限制所述第二部分的侧向平移，所述第一部分和所述第二部分能够响应所述脊柱的运动而分别在所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件处改变俯仰和摆转；将第一止动特征沿着所述杆定位于在所述第一杆锚固件附近的第一位置，并且将第二止动特征沿着所述杆定位于在所述第二杆锚固件附近的第二位置；利用所述第一止动特征和所述第二止动特征在所述杆上施加压缩力；和牵伸所述脊柱的所述第一侧。
53.根据权利要求52所述的方法，所述方法进一步包括调节所述杆的有效长度，以使所述止动特征接触所述第一杆锚固件和所述第二杆锚固件并且在所述杆上施加压缩力。
54.根据权利要求52或53所述的方法，其中，所述杆基本上刚性地抵抗所述压缩力。
55.根据权利要求52至M中任一项所述的方法，其中，牵伸所述脊柱的所述第一侧导致所述脊柱沿着中间方向侧向平移。
56.根据权利要求52至55中任一项所述的方法，其中，牵伸所述脊柱的所述第一侧导致所述脊柱采取更自然的曲率。
57.一种用于矫正脊柱畸形的植入物，所述植入物包括用于将杆的第一部分在脊柱的第一侧上锚固至第一椎骨的装置，从而基本上限制所述杆的所述第一部分侧向平移；用于将所述杆的第二部分在所述脊柱的所述第一侧锚固至第二椎骨的装置，从而基本上限制所述杆的所述第二部分侧向平移；以及用于利用杆在所述脊柱的所述第一侧上施加牵伸力的装置。
58.根据权利要求57所述的植入物，其中用于利用所述杆在所述脊柱的所述第一侧上施加牵伸力的装置包括用于增加所述杆的有效长度的装置。
59.根据权利要求57或58所述的植入物，其中，用于利用所述杆在所述脊柱的所述第一侧上施加牵伸力的装置包括沿着所述杆的所述第一部分定位的第一止动特征和沿着所述杆的所述第二部分定位的第二止动特征。
60.根据权利要求57至59中任一项所述的植入物，其中，用于锚固所述杆的所述第一部分的装置包括用于允许所述杆的所述第一部分改变俯仰和摆转的装置。
61.一种用于矫正脊柱畸形的植入物，所述植入物包括用于将杆的第一部分在脊柱的第一侧上锚固至第一椎骨的装置，从而基本上限制所述杆的所述第一部分的侧向平移；用于将所述杆的第二部分在所述脊柱的所述第一侧锚固至第二椎骨的装置，从而基本上限制所述杆的所述第二部分的侧向平移；以及用于利用所述杆在所述脊柱的所述第一侧上施加压缩力的装置。
62.根据权利要求61所述的植入物，其中，用于利用所述杆在所述脊柱的所述第一侧上施加压缩力的装置包括用于减小所述杆的有效长度的装置。
63.根据权利要求61或62所述的植入物，其中，用于利用所述杆在所述脊柱的所述第一侧上施加压缩力的装置包括沿着所述杆的所述第一部分定位的第一止动特征和沿着所述杆的所述第二部分定位的第二止动特征。
64.根据权利要求61至63中任一项所述的植入物，其中，用于锚固所述杆的第一部分的装置包括用于允许所述杆的所述第一部分改变俯仰和摆转的装置。
全文摘要
用于矫正脊柱畸形的系统、设备和相关的方法，所述系统、设备和相关的方法有助于最大程度地减少矫正所用的附装锚固件的数量，方便使用直杆或成型杆和/或有助于促进更自然的脊柱生理运动。
文档编号A61B17/70GK102365057SQ201080013907
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月25日 优先权日2009年3月26日
发明者史蒂文·J··塞梅, 托马斯·J··吉塞拉 申请人:克斯派因公司