低顶端骨固定系统及其使用方法

专利名称：低顶端骨固定系统及其使用方法
技术领域：
本系统和方法涉及骨固定装置。更具体地说，本系统和方法^f共一种小 轮廓螺钉组件，该螺钉组件被构造成便于对椎骨体进行内部固定。
背景技术：
现有技术中公知各种用于人体或动物体中的骨段的内部固定的装 置。 一类系统是椎弓根螺钉系统，其在一些时候用作脊柱融合手术的辅 助物，并且提供了一种夹紧脊柱节段的装置。传统的椎弓根螺钉系统包 括椎弓根螺钉和杆接收装置。椎弓根螺钉包括外螺纹杆部和头部。杆接 收装置联接到椎弓根螺钉的头部，并接收杆(通常称为牵引杆)。例如在 校正突出盘的手术中，将两个这样的系统插入到相应的椎骨中，并对它 们加以调节以牵移和/或稳定脊柱。椎弓根螺钉本身并不固定脊柱节段， 而是起到接收杆接收装置的锚固点的作用，该杆接收装置自身接收杆。 这种系统的一个目的在于基本减小和/或防止正被融合的脊柱节段之间的 相对运动。
尽管存在传统的现有技术椎弓根螺钉系统，但是它们缺乏促进和/或 有利于新近的、在脊柱手术中越来越常用的微创手术(MIS)技术的特征。 已经指出MIS方法的一个可能优点在于其能縮短患者康复时间。
传统的椎弓根螺钉系统以及甚至最近设计的椎弓根螺钉系统都具有 若干缺点。这些椎弓根螺钉系统中的某些系统体积较大，这会导致在手术期间安装椎弓根螺钉系统时使手术部位中及其附近的组织受到更大的 损伤。传统的椎弓根螺钉系统具有杆接收装置，该杆接收装置在术前联 接或附连到椎弓根螺钉上。此外，某些现有技术的椎弓根螺钉系统包括 多个部件，这些部件必须仔细地组装在一起。而且，传统的椎弓根螺钉 系统是在术前组装的，这使得在采用MIS技术的脊柱手术中更加难以安 放和操纵这些系统。

发明内容
一种被构造成用于联接到骨固定装置的头部上的示例性喇叭口组 件，其包括内喇叭口构件，该内喇叭口构件包括构造成联接所述骨固定 装置的所述头部的下部，以及包括多个从所述下部延伸的柔性突起的上 部。根据一个示例性实施方式，所述多个柔性突起构造成暂时与杆联接。 该示例性喇叭口组件还包括外喇叭口构件，其包括第一位置和第二位置， 所述第一位置构造成使得所述内喇叭口构件的所述下部可扩张，所述第 二位置构造成以可挤压的方式将所述内喇叭口构件的所述下部锁定到所 述骨固定装置上。而且，本示例性喇叭口组件还包括盖，其包括大致平 的顶部以及从所述顶部延伸的至少一个锁定构件。其中，所述至少一个 锁定构件构造成挤压所述柔性突起，以将所述杆牢固地锁定在所述喇叭 口组件内。


附图示出了本系统和方法的各种示例性实施方式，并且是说明书的 一部分。附图与以下说明一起示出并说明了本系统和方法的原理。所示 实施方式是本系统和方法的实施例，并不限制其范围。
图1A和图1B分别为根据一个示例性实施方式的组装好的低顶端椎 弓根螺钉系统的轴向视图和横向视图。
图2为根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺钉系统的分解轴 向视图。
图3为根据一个示例性实施方式的椎弓根螺钉的立体图。
图4为根据一个示例性实施方式的图1的低顶端椎弓根螺钉系统的
8喇叭口组件的轴向分解视图。
图5为根据一个示例性实施方式的图1的低顶端椎弓根螺钉系统的 喇叭口组件的横向分解视图。
图6为根据一个示例性实施方式的图4的低顶端椎弓根螺钉系统的 喇叭口组件的轴向分解侧视剖视图。
图7A至图7D分别为根据一个示例性实施方式的喇叭口体的轴向视
图、横向视图、轴向剖视图和剖切立体图。
图8A至图8C分别为根据一个示例性实施方式的内喇叭口构件的轴 向视图、横向视图和剖切立体图。
图9A至图9C分别为根据一个示例性实施方式的压盖的轴向视图、 横向视图和剖切立体图。
图10为示出了根据一个示例性实施方式的将低顶端喇叭口组件紧 固在椎弓根螺钉上的方法的流程图。
图IIA和图IIB分别为根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺 钉系统的部件在组装之前的轴向视图和侧视剖视图。
图12A和图12B分别为根据一个示例性实施方式的图10的低顶端 椎弓根螺钉系统的部件的轴向视图和侧视剖视图，其中喇叭口组件联接 到椎弓根螺钉的头部。
图13A和图13B分别为根据一个示例性实施方式的图10的低顶端
椎弓根螺钉系统的部件的轴向视图和侧视剖视图，其中杆被卡合到内喇 叭口构件内。
图14A和图14B分别为根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺 钉系统的部件在相对于椎弓根螺钉临时锁定喇叭口组件时的轴向视图和 侧视剖视图。
图15A和图15B分别为根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺 钉系统的部件在压盖被卡合在适当位置时的轴向视图和侧视剖视图。
图16A和图16B分别为根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺 钉系统的部件在完全组装状态下的轴向视图和侧视剖视图。
在所有附图中，用相同的附图标记表示类似但不一定相同的元件。
具体实施例方式
本说明书描述了一种用于单独锁定喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的 取向以及锁定杆在喇叭口组件内的位置的系统和方法。而且，根据一个 示例性实施方式，本说明书描述了喇叭口组件的结构，该喇叭口组件构 造成在椎弓根螺钉放置在患者体内后放置于椎弓根螺钉头部上，且被构 造成接收和在位置上紧固顶端加载的杆。以下将给出本示例性系统和方 法的其他细节。
举例来说，在后路腰椎融合术中，可通过微创手术(MIS)技术将 椎弓根螺钉系统固定在脊柱内。这些系统被插入到脊柱的椎弓根内，然 后与杆互连，以调整(例如，校正曲率、挤压或张开、和/或在结构上加 强)至少一部分脊柱。已经表明，采用MIS方法进行脊柱固定和/或校正 手术可缩短患者的康复时间并降低后续手术的风险。
通过利用根据本示例性系统和方法提供的椎弓根螺钉系统可提高釆
用MIS技术有效执行脊柱固定和/或校正手术的能力，相比传统系统而言，
本示例性系统和方法提供了多个优点。例如，根据本示例性系统和方法
的一个实施方式的椎弓根螺钉系统提供了这样的优点，即可将椎弓根 螺钉系统插入到骨内，而无需在术前与杆联接组件(以下称为喇叭口组 件)联接。这是有利的，因为外科医生经常要在插入椎弓根螺钉之后、 但是在附连较大和较庞大的喇叭口组件之前进行其他的体间作业。在采 用MIS技术的情况下，这一有利的椎弓根螺钉系统甚至更为重要，这是 因为外科医生必须在其内进行作业的体间空间边界可能十分有限。
此外，根据本系统和方法的若干实施方式的椎弓根螺钉系统还有利 地使得使用者可在插入和/或捕获杆之前或之后以理想的角度将喇叭口组 件初始固定(例如，锁定)到椎弓根螺钉。将喇叭口组件初始锁定到椎 弓根螺钉指的是，操纵喇叭口组件的至少一个部件以夹持和/或卡到椎弓 根螺钉上，从而减小和/或防止喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的任何平移 和/或旋转运动。将喇叭口组件初始锁定到椎弓根螺钉的这个能力便于外 科医生对各脊柱节段和/或骨节段进行挤压和/或牵移。这里所使用的以及在医学意义上使用的术语"牵移"通常涉及到关 节表面，并指的是关节表面彼此垂直地运动。然而，例如在脊柱节段上 进行"牵引"和/或"牵移"时，脊柱节段可以通过牵移、和/或滑移和/ 或其他的自由度的组合而彼此相对地运动。
本示例性系统和方法的至少一个实施方式的另一有利特征在于，公 开了能在手术中联接到椎弓根螺钉头部的完整喇叭口组件。这一有利的 喇叭口组件可包括能使喇叭口组件初始锁定到椎弓根螺钉头部、然后进 一步接收、捕获杆并最终将杆锁定到喇叭口组件内的方面或特征。在一 个示例性实施方式中，在杆被接收到喇叭口组件内之后，将喇叭口组件 初始地锁定到椎弓根螺钉的头部上。这一有利的喇叭口组件可通过将椎 弓根螺钉系统的安装简化为基本的三步骤过程而降低了该安装的复杂 性，该三步骤过程包括将椎弓根螺钉插入骨内；将喇叭口组件初始地 锁定到椎弓根螺钉上，这可以在杆位于喇叭口组件内的情况下进行，或 者在杆不位于喇叭口组件内的情况下进行；然后捕获杆并将杆锁定到喇 叭口组件内。除了使新的MIS方法适应于脊柱校正和/或融合之外，本示
例性系统和方法还被构造成消除了螺纹错扣(cross threading)和/或术后 喇叭口张开的情况，当可能由术后后屈力引起的杆中的应力/应变的量使 喇叭口组件打开并最终导致椎弓根螺钉系统解体和/或失效时会发生这种 螺纹错扣和/或术后喇叭口张开的情况。
在以下的描述中，为了说明的目的，对多个具体的细节进行了阐述， 以给出对用来提供低顶端椎弓根螺钉联接系统的本系统和方法的全面理 解，该椎弓根螺钉联接系统能单独锁定喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的 取向以及杆在喇叭口组件内的位置。然而，对本领域技术人员显而易见 的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本方法。说明书中所指的 "一个实施方式"或"一实施方式"指的是与该实施方式相联系描述的 具体特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。说明书中各处出现 的用语"在一个实施方式中"并不一定全指同一个实施方式。
示例性总体结构尽管本系统和方法可通过任何数量的骨固定系统实施或结合到任何 数量的骨固定系统中，但是这里为了方便说明而仅在椎弓根螺钉系统的 背景下描述本系统和方法。因此，根据图1A和图1B所示的一个示例性 实施方式，本系统和方法包括低顶端椎弓根螺钉系统100，该椎弓根螺钉
系统100包括椎弓根螺钉102、杆104以及以下称为喇叭口组件106的联 接组件106，该联接组件包括小轮廓的压盖108。根据本系统和方法的一 个示例性实施方式，喇叭口组件106构造成单独锁定喇叭口组件106相 对于椎弓根螺钉102的取向以及杆104在喇叭口组件106内的位置。以 下将参照附图详细描述喇叭口组件106的操作以及其与椎弓根螺钉102 和杆104的相互作用。
根据一个示例性实施方式，图1A和图1B大体上示出了椎弓根螺钉 系统IOO，其包括椎弓根螺钉102、杆104和联接组件106，以下将该联 接组件106称为喇叭口组件106。如图1所示，椎弓根螺钉系统100构造 为将喇叭口组件106牢固地联接到椎弓根螺钉102的头部110，从而将喇 叭口组件106锁定或固定在相对于椎弓根螺钉102的一角位置处。此外， 如图1A和图1B所示，本示例性椎弓根螺钉系统100构造成接收杆104 并且在位置上将杆104固定在喇叭口组件106中。
图2示出了本发明的根据一个示例性实施方式的低顶端椎弓根螺钉 系统100的分解视图。如图2所示，该低顶端椎弓根螺钉系统100的联 接组件或喇叭口组件106包括多个构成为执行上述角度和位置固定的部 件，包括但并不限于喇叭口组件106、内喇叭口构件400以及压盖108。 根据一个示例性实施方式，包括内喇叭口构件400的喇叭口组件106构 造成接合椎弓根螺钉102的头部110，如以下将要详细描述的那样。而且， 与压盖108相联系的喇叭口组件106构造成牢固地联接杆104。以下将参 照图3至图9B更加详细地描述本发明的低顶端椎弓根螺钉系统100的各 个部件。
图3还示出了根据一个示例性实施方式的椎弓根螺钉102的部件。 如图3所示，椎弓根螺钉102包括细长的螺纹部108和头部110。尽管现 有技术中普遍公知椎弓根螺钉102，但是头部110可以根据将要联接到椎
12弓根螺钉102的喇叭口组件106的类型而具有不同的结构。本示例性椎
弓根螺钉102的头部110包括驱动特征部124和最大直径部126。本示例 性椎弓根螺钉102的驱动特征部124允许螺钉被插入到椎弓根骨和/或其 他骨内。根据一个示例性实施方式，椎弓根骨是椎骨的连接骨板和椎骨 体的部分。此外，根据本示例性实施方式，在将喇叭口组件106连接到 椎弓根螺钉102上之前或之后，可利用驱动特征部124调节椎弓根螺钉 102。在所示实施方式中，椎弓根螺钉102的头部110联接到螺纹部108， 并包括具有平截或平坦顶表面128的大致球形表面127。
在一个示例性实施方式中，椎弓根螺钉102是中空的，即，有一通 道130 (以虚线示出，且轴向延伸穿过椎弓根螺钉102)延伸穿过椎弓根 螺钉102的整个长度。通道130使得可以接收克氏线(通常称为K线)
(未示出)并通过克氏线被操作。K线通常利用成像技术(例如荧光透 视成像)而被预先定位，然后被用来准确地放置椎弓根螺钉102。尽管图 3所示的椎弓根螺钉102包括多个部件，但是可进行多种改型，这些改型 包括但绝不限于改变驱动特征部124的类型、改变材料、改变尺寸等 等。
再次参照图l，椎弓根螺钉系统包括喇叭口组件106，该喇叭口组件 106构造成单独锁定喇叭口组件106相对于椎弓根螺钉102的取向以及杆 IO在喇叭口组件106内的位置。图4、图5和图6示出了根据一个示例 性实施方式的本示例性喇叭口组件106的各个部件。图4示出了本示例 性喇叭口组件106在从被捕获的杆104的轴向观察时所见的分解图，而 图5示出了本示例性喇叭口组件106在从被捕获杆104的横向观察时所 见的分解图。而且，图6提供了本示例性喇叭口组件106的轴向剖视图。 如图4至图6所示，本示例性喇叭口组件106包括基本容纳内喇叭口构 件400的喇叭口体450。此夕卜，在喇叭口组件106的中心限定有通孔452， 从而为椎弓根螺钉102 (图3)的驱动特征部124 (图3)和/或K线提供 进出通道。喇叭口体450还限定了杆凹部455，该杆凹部455构造成限定 杆在使用中的最终位置。
如图所示，内喇叭口构件400包括多个功能特征部，这些功能特征部包括但绝不限于多个构造成在被接收的杆上形成接触点的杆接合构件
410。此外，在内喇叭口构件400的外表面上形成有近端支座特征部415 和远端支座特征部420，以与喇叭口体450相互作用并选择性地捕获椎弓 根螺钉102 (图3)的头部IIO (图3)。此外，压盖108包括多个挤压突 起480以及其他元件，它们将发挥作用以提供上述单独锁定喇叭口组件 106相对于椎弓根螺钉102的取向并锁定杆的能力。因此，以下将参照图 7A至图9C独立地描述喇叭口体450、内喇叭口构件400和压盖108的 示例性结构。
图7A示出了根据一个示例性实施方式的喇叭口体450的轴向侧视 图，图7B示出了该喇叭口体的横向侧视图，图7C示出了该喇叭口体的 轴向剖视图，而图7D示出了该喇叭口体的局部剖切立体图。如图7A至 图7D所示，喇叭口体450包括多个元件，这些元件便于椎弓根螺钉的头 部110 (图3)的接收，并提高了单独锁定喇叭口组件106 (图1)相对 于椎弓根螺钉102 (图1)的取向以及杆104 (图1)在喇叭口组件内的 位置的能力。根据图7A至图7D所示的一个示例性实施方式，喇叭口体 450包括通孔452、近端750、远端760、由多个侧壁700限定的杆接收 凹部455、以及多个内环形特征部722、 724和726，这些内环形特征部 构造成可选择性地压縮和扩张内喇叭口构件400 (图4)。
根据一个示例性实施方式，孔452构造成便于在将喇叭口组件106 (图4)放置到椎弓根螺钉102 (图1)的头部上之前对喇叭口组件106 进行组装。在一个实施方式中，喇叭口组件的内喇叭口构件400 (图4) 可通过孔452而插入到喇叭口体450内。此外， 一旦术前将喇叭口组件 106 (图4)组装好，孔452就便于在将喇叭口组件106 (图4)初始联接 到椎弓根螺钉110 (图3)的过程中接收椎弓根螺钉102 (图3)的头部 110 (图3)，如以下将要详细描述的那样。
继续参照图7A至图7D，喇叭口体450示出为大致为筒形件，其具 有多个向着喇叭口体的近端750延伸的侧壁700。根据一个示例性实施方 式，所述多个侧壁700限定了通孔452的近端部分以及包括杆止动表面 710的杆凹部455。如图所示，根据一个示例性实施方式，喇叭口体450的近端部分是敞开的，从而允许选择性地接收和保持杆104 (图1)。如
上所述，可在喇叭口组件106 (图4)放置到椎弓根螺钉102 (图3)的 头部110 (图3)上之前或之后将杆104 (图1)插入到喇叭口体132内。 杆104 (图1)的初始放置由内喇叭口构件400 (图4)和喇叭口体450 经由杆凹部455接收。因此，根据一个示例性实施方式，杆凹部455的 宽度可大致等于或大于理想的杆104 (图l)的直径。然而，根据另一示 例性实施方式，杆凹部455可稍窄于理想的杆104 (图l)的直径，从而 在插入过程中可形成稍微的干涉配合。 一旦喇叭口体450和内喇叭口构 件400 (图4)经由杆凹部455接收杆104 (图1)，则杆的横向运动就受 到侧壁700的限制，而杆的垂直位置至少部分地受到杆止动表面710的 限制。
本示例性喇叭口体450还包括多个元件，这些元件使得喇叭口组件 106 (图4)的相对角位置可相对于椎弓根螺钉102 (图l)独立地形成。 具体而言，根据一个示例性实施方式，喇叭口体450的限定通孔720的 内壁可以包括近端环状挤压特征部722、远端环状挤压特征部726和环状 扩张槽724。根据一个示例性实施方式，如以下将参照图IO至图16B描 述的那样，近端环状挤压特征部722和远端环状挤压特征部726构造成 与内喇叭口构件400 (图4)的近端支座特征部415 (图4)和远端支座 特征部420 (图4)相互作用，以挤压椎弓根螺钉102 (图3)的头部IIO (图3)，从而固定喇叭口组件106 (图4)相对于椎弓根螺钉的相对角位 置。此外，根据一个示例性实施方式，环状扩张槽724构造成允许内喇 叭口构件400 (图4)选择性地扩张，以便于压住椎弓根螺钉102 (图2) 的头部IIO (图3)而进行接收，如以下所详细描述的那样。尽管这些附 图和本说明书将内挤压和扩张特征部描述为环状突起和凹部，但是可采 用任何数量的选择性脱开或不同的突起或凹部来使得本内喇叭口构件 400 (图4)可选择性地扩张和挤压。
图8A至图8C示出了本喇叭口组件106(图4)的内喇叭口构件400。 如图8A的轴向侧视图所示，根据一个示例性实施方式，内喇叭口构件 400大体上可包括具有近端850和远端860的主体。如图所示，内喇叭口
15构件400的主体包括多个杆保持突起800，所述多个杆保持突起800从该 处在近端的方向上延伸。根据一个示例性实施方式，杆保持突起800包 括多个形成在杆保持突起的内表面上的杆接合构件410。根据一个示例性 实施方式，杆保持突起800间隔开适当的距离，以接收所需的杆104(图 1)，并接触该杆，将其保持在杆接合构件410上。如图8A所示，在内喇 叭口构件400的远端860中可形成扩张间隙810，以便于杆保持突起800 垂直于所接收的杆进行扩张和收缩。此外，如以上提到的那样，内喇叭 口构件400可以包括近端支座特征部415和远端支座特征部420，该近端 支座特征部415和远端支座特征部420被构造成有选择地与喇叭口体450
(图7A)的近端环状挤压特征部722 (图7C)、环状扩张间隙724 (图 7C)和远端环状挤压特征部726 (图7C)相互作用。根据一个示例性实 施方式，所述主体以及杆保持突起的尺寸确定为可被接收在喇叭口体450
(图7C)的通孔452内，然后可在喇叭口体内选择性地平移，从而挤压 期望的椎弓根螺钉102 (图l)的头部，如以下将更加详细描述的那样。 现在参照图8B，该图8B是内喇叭口构件400的横向视图，该内喇 叭口构件的体部限定了扩张间隙810，该扩张间隙810起始于内喇叭口构 件400的远端860，并延伸到上杆保持突起800内。根据一个示例性实施 方式，内喇叭口构件400内限定的大扩张间隙810便于内喇叭口构件的 远端860扩张，从而使得可接收期望的椎弓根螺钉102 (图l)的头部。 如图8C所示，内喇叭口构件400的远端860限定了头部接收孔820，该 头部接收孔820构造成为所接收的椎弓根螺钉头部提供大的接触表面积。 如以下将更加详细描述的那样，内喇叭口构件400的上述特征部将与喇 叭口体450 (图4)和压盖108 (图4)的特征部一起发挥作用，以选择 性地相对于椎弓根螺钉固定本喇叭口组件106 (图4)的位置，并独立地 接收、捕获和最终在位置上将杆104 (图1)锁定在该喇叭口组件内。根 据一个示例性实施方式，内喇叭口构件400的远端860的受力收縮在椎 弓根螺钉102 (图3)的头部110 (图3)上产生足够的径向压力，以锁 定喇叭口体450 (图1)相对于椎弓根螺钉的相对角位置。
图9A至图9C示出了本示例性系统和方法的压盖108。根据一个示例性实施方式，本系统和方法的压盖108被设计成提供低顶端组件，同
时防止手术后喇叭口张开和杆固定。具体而言，如图9A和图9C所示， 压盖108包括顶部表面910和底部杆配合表面920。根据一个示例性实施 方式，多个挤压突起480在压盖108的边缘从该底部杆配合表面920向 远端延伸。如以下将要更加详细描述的那样，根据一个示例性实施方式， 每个挤压突起480都构造成被插入在内喇叭口构件400 (图8A)的杆保 持突起800 (图8A)和喇叭口体450的侧壁700 (图7A)之间。根据一 个示例性实施方式，用力将挤压突起480压入内喇叭口构件400 (图8A) 的杆保持突起800 (图8A)和喇叭口体450的侧壁700 (图7A)之间既 将挤压突起挤压到被捕获的杆104 (图1)周围，又防止了内喇叭口构件 400 (图4)在手术后张开。如图9A和图9B所示，挤压突起480的最远 端部分可以包括构造成便于将挤压突起插入内喇叭口构件400 (图8A) 的杆保持突起800 (图8A)和喇叭口体450的侧壁700 (图7A)之间的 接合斜面900。虽然许多传统的杆保持系统包括防张开机构，但是它们通 常体积庞大，从而极大地增加了机构的整体高度。相比之下，本发明的 压盖108在尽可能少地影响所形成的组件高度的同时，防止了系统在手 术后张开。即，本发明的喇叭口组件106 (图4)在被完全组装好时超出 被捕获杆的仅有高度是压盖108的杆配合表面920和顶部表面910之间 的距离，如图9A所示。
以下将参照图10至图16B描述本发明的喇叭口组件106 (图4)的 功能和操作的详细情况。
示例性实施例和操作
图10示出了根据一个示例性实施方式的用于安装示例性低顶端椎 弓根螺钉系统100 (图1)的一种方法。如图IO所示，用于安装低顶端 椎弓根螺钉系统IOO (图1)的该示例性方法包括将一个或多个椎弓根螺 钉插入患者脊柱系统中(步骤IOOO)。 一旦将一个或更多个椎弓根螺钉插 入患者的脊柱系统中，则将喇叭口组件106 (图l)安装在椎弓根螺钉的 头部上(步骤IOIO)。通过将喇叭口组件卡合到椎弓根螺钉的头部上，可 将杆插入到喇叭口的杆凹部内(步骤1020)，并根据需要相对于椎弓根螺钉确定喇叭口组件的相对位置(步骤1030)。在形成所需取向之后，可通 过定位内喇叭口构件而暂时锁定喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的位置 (步骤1040 )。在通过定位内喇叭口构件而建立起喇叭口相对于椎弓根螺
钉的位置的情况下，可将压盖卡合到组件内，以保持杆(步骤1050)，之 后将压盖完全插入，以将杆最终锁定(步骤1060)。以下将参照图11A 至图16B详细给出对本发明示例性方法的每一步骤的详细情况。
如图IO所示，本示例性方法的第一步骤是根据椎弓根螺钉系统100 (图1)的所需数量而将一个或多个椎弓根螺钉插入患者脊柱系统中(步 骤1000)。可在手术前基于利用本领域公知的无创成像技术(例如X射 线成像、磁共振成像(MRI)和/或荧光成像)对患者脊柱系统进行的术 前检查而确定要在患者中使用的椎弓根螺钉系统100 (图1)的数量和/ 或位置。
在一个或多个椎弓根螺钉插入到患者脊柱系统中(步骤IOOO)的情 况下，可将喇叭口组件106卡合到在先插入的椎弓根螺钉的头部上(步 骤1010)。图IIA和图11B示出了安装到插入的椎弓根螺钉102上之前 的示例性部件。如所示的那样，内喇叭口构件400处于使内喇叭口构件 400的远端支座特征部420与喇叭口体450的环状扩张槽724对准的向上 位置。根据一个示例性实施方式，该结构使得头部接收孔820可以扩张， 从而有利于接收椎弓根螺钉102的头部110。更加具体地说，根据一个示 例性实施方式，内喇叭口构件400的远端支座特征部420与喇叭口体450 的环状扩张槽724的对准使得头部接收孔820可扩张为直径大于椎弓根 螺钉头部110的最大直径126。
在喇叭口组件106处于合适位置的情况下，将螺钉头部卡合到头部 接收孔820，如图12A和图12B所示。根据一个示例性实施方式，喇叭 口组件106可以在手术过程中(即，在手术期间)被联接到椎弓根螺钉 102的头部110上，其也可被操纵到所需的位置、取向和/或喇叭口组件 106相对于椎弓根螺钉102的角位置。
根据一个示例性实施方式，在喇叭口组件106被卡合到椎弓根螺钉 102的头部110上时，椎弓根螺钉102的头部110穿过通孔452并接合内
18喇叭口构件400的下部。在喇叭口组件106被推到椎弓根螺钉102的头
部110上时，内喇叭口构件400的下部部分地由于扩张间隙810 (图8B) 而扩展，并卡合到头部110上。喇叭口体450下部中的环状扩张槽724 使得内喇叭口构件400可扩张和收縮。 一旦椎弓根螺钉102的头部110 被接收在头部接收孔820之后，内喇叭口构件400就在椎弓根螺钉周围 进行挤压。在该安装方法的这一阶段，喇叭口组件106可以被旋转地联 接到椎弓根螺钉102的头部110。
在喇叭口组件被卡合到椎弓根螺钉头部上的情况下，可将杆104插 入喇叭口的杆凹部455内(步骤1020)。根据一个示例性实施方式，可以 在临时锁定喇叭口组件106之前或之后将杆104卡合到内喇叭口构件400 内。如图13A和图13B所示，喇叭口体450和内喇叭口构件400都被对 齐于接收杆104。根据一个示例性实施方式，杆凹部455以及内喇叭口构 件400的尺寸专门确定为在没有明显干涉的情况下接收杆104。具体而言， 杆保持突起800定位成基本平行于杆凹部455，从而形成用于接收杆104 的畅通通道。在将杆插入喇叭口组件106的过程中，杆保持突起800可 扩张以接收杆104。 一旦杆104被接收，杆接合构件410就在杆上形成己 知接触点。这是有利的，因为其使得杆104上的摩擦接触点可绕杆的周 边分布，而不是具有未知的、集中或不均匀的接触点。应理解的是，可 在本示例性的椎弓根螺钉系统100的安装的各个阶段将喇叭口组件106 固定到椎弓根螺钉102上。在一个示例性实施方式中，在杆104被固定 或锁定到喇叭口组件之前，将喇叭口组件106固定到椎弓根螺钉102上。 在另一实施方式中，在杆104被固定或锁定到喇叭口组件的同时将喇叭 口组件106固定到椎弓根螺钉102上。为了容易进行说明，以下将根据 图IO所示的示例性方法继续描述本方法。
在杆104插入喇叭口组件(步骤1030，图IO)的情况下，可按照需 要确定喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的位置(步骤1030)。具体而言，在 形成所需的取向时，可通过相对于喇叭口体450定位内喇叭口构件而暂 时锁定喇叭口组件相对于椎弓根螺钉的位置。可通过如图14A和图14B 中的箭头所示在喇叭口体450上向上拉和/或在杆104或内喇叭口构件
19400上向下推而实现暂时锁定。该暂时锁定分别通过内喇叭口构件400的
近端支座特征部415和远端支座特征部420与喇叭口体450的近端环状 挤压特征部722和远端环状挤压特征部726之间的干涉配合实现。在配 合特征部被接合时，头部接收孔820就被挤压在椎弓根螺钉102的头部 IIO周围。
应理解的是，第一喇叭口组件106相对于第一椎弓根螺钉102的相 对角位置可不同于位于患者脊柱其他位置处的其他椎弓根螺钉系统100 (图1)的相对取向。 一般而言，喇叭口组件106 (图1)相对于椎弓根 螺钉102的相对角位置使得外科医生可对安装到患者内的每一椎弓根螺 钉系统100 (图1)的喇叭口组件106进行有选择性地、独立地定向和操 纵，以实现和/或优化外科手术的目标，这可能涉及到挤压、扩张、牵移、 旋转、加强和/或以另外的方式校正患者至少一部分脊柱的排列。根据一 个示例性实施方式，在内喇叭口构件400的近端支座特征部415和远端 支座特征部420分别与喇叭口体450的近端环状挤压特征部722和远端 环状挤压特征部726接合时，施加到椎弓根螺钉102的头部110上的摩 擦力得以维持，从而暂时锁定喇叭口的位置。
在通过定位内喇叭口构件400而建立起喇叭口相对于椎弓根螺钉的 位置的情况下，可将压盖108卡合到组件中，以保持杆(步骤1050)。如 图15A和图15B所示，压盖108被卡合到喇叭口 106内，但是其没有被 完全安放。根据一个示例性实施方式，压盖108的部分插入填充了内喇 叭口构件400的杆保持突起800在杆侧和喇叭口体450侧之间的间隙， 从而防止了内喇叭口构件绕杆104扩张。因此，通过在杆接合构件410 和杆104之间的界面处施加增加的压力或者摩擦力而将杆104保持在内 喇叭口构件400和喇叭口体450内。
在确定了所有相关部件的定位情况下，可完成插入压盖108，从而 使杆实现最终锁定(步骤1060)。具体而言，根据一个示例性实施方式， 如图16A和图16B所示，压盖108的完全安放将内喇叭口构件400的杆 保持突起800挤压成夹住杆104。此外，根据一个示例性实施方式，压盖 108的插入防止了喇叭口体450例如在手术过程中和术后的动态或静态载荷下张开。与传统的椎弓根螺钉组件相比，借助于通过压盖108联接至 杆104并位于其上方的增加材料而防止了张开。
如图16A和图16B的示例性实施方式所示，在最终锁定位置，杆104 被推压成与内喇叭口构件400基本完全接合，并通过喇叭口体450的杆 止动部710而防止其进一步向下平移。因此，施加到杆104上的阻力提 高了由杆接合构件410提供的摩擦阻力，从而防止了杆在喇叭口组件106 内可滑动地平移。根据一个示例性实施方式，可通过将工具插到压盖上 而将其向下推入组件中来执行压盖108的插入。
在手术中，上述本示例性椎弓根螺钉系统(但不限于这里的实施方 式)设计成用于在外科手术的过程(例如其中采用MIS技术的脊柱节段 融合)中固定骨材料和/或骨节段。例如，根据一个示例性实施方式，将 椎弓根螺钉系统插入患者脊柱的椎弓根内，然后通过杆进行互连，以对 脊柱提供支撑，从而使得脊柱节段可进行术后融合。尽管可在喇叭口组 件与椎弓根螺钉联接的情况下插入椎弓根螺钉，但是安装椎弓根螺钉系 统的一个实施方式包括将椎弓根螺钉插入骨内，并随后将喇叭口组件联 接到椎弓根螺钉上，其中这一方法具有优于目前公知的椎弓根螺钉系统 组件和/或安装方式的优点。
此外，根据许多示例性实施方式，上述椎弓根螺钉系统(但不限于 这里的实施方式)的各种结构特征可提供优于现有椎弓根螺钉系统的其 他优点。首先，该椎弓根螺钉可在没有喇叭口组件或杆的情况下插入患 者骨内，这使得外科医生可放置螺钉，然后进行随后的体间作业，而无 需围绕喇叭口组件或杆进行作业。其次，喇叭口组件包括用于捕获杆的 机构，该机构消除了与传统椎弓根螺钉相关联的问题，例如螺纹错扣， 这是因为这里公开的示例性椎弓根螺钉系统不使用任何螺纹来将喇叭口 组件联接到椎弓根螺钉上或将杆捕获并锁定到喇叭口组件内。再次，椎 弓根螺钉的头部与喇叭口组件之间的交界面提供了初始的锁定，这使得 在插入杆之前和/或将杆捕获在喇叭口组件内之前，可相对于椎弓根螺钉 设定或固定喇叭口组件的角度。通过这种椎弓根螺钉系统，外科医生能 检查、进而仔细检查有关于椎弓根螺钉系统的位置、角度和/或取向，从
21而便于甚至优化对脊柱节段的挤压、牵移和/或其他操作。而且，本示例 性椎弓根螺钉系统适于应用到脊柱手术上的新MIS技术。
本示例性椎弓根螺钉系统的一种可能术后优点在于，内喇叭口构件
400与压盖108的配合和相互作用极大地减少并很有可能防止公知的喇叭
口张开的问题。喇叭口张开通常被认为是受到应力的杆使喇叭口体的一
些部分强制张开而引起的术后问题，其最终会导致患者内的椎弓根螺钉
系统解体和并有可能失效。本示例性椎弓根螺钉系统的另一可能术后优
点在于，与现有的杆联接件或结构不同，这里描述的该喇叭口组件与传
统的喇叭口组件相比具有较小的尺寸(例如，体积较小、外形较小和/或
形状更加紧凑)，并易于放置到椎弓根螺钉上。较小的尺寸和易于安装减
小了对手术部位附近的软组织区域的创伤， 一般而言，这又会使患者能
快速康复。根据这里所描述并且如权利要求所附加的方面，本示例性椎
弓根螺钉系统使得可在喇叭口组件没有联接到椎弓根螺钉上的情况下将
椎弓根螺钉插入，将喇叭口组件锁定到椎弓根螺钉上，并随后将杆捕获
并锁定在喇叭口组件内。
给出以上说明仅是为了说明和描述本方法和系统。其不是穷尽的，
也不是要将本系统和方法限定为所公开的任何确切形式。在以上教导的 启示下可作出多种修改和变型。
选择和描述以上实施方式是为了说明本系统和方法以及一些实际应 用的原理。以上说明使得本领域技术人员能以适于设想中特定应用的各 种实施方式和各种变型利用本方法和系统。本示例性系统和方法的范围 将由所附权利要求限定。
权利要求
1. 一种喇叭口组件(100)，该喇叭口组件被构造成用于联接到骨固定装置(102)的头部(110)上，该喇叭口组件包括内喇叭口构件(400)，该内喇叭口构件包括下部(820)，该下部被构造成联接所述骨固定装置(102)的所述头部(110)；以及上部，该上部包括多个从所述下部延伸的柔性突起(800)，所述多个柔性突起(800)构造成暂时联接杆(104)；外喇叭口构件(450)，其包括第一位置和第二位置，所述第一位置构造成使得所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)能够扩张，所述第二位置构造成以可挤压方式将所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)锁定到所述骨固定装置(102)上；以及盖(108)，其包括大致平的顶部(910)以及从所述顶部(910)延伸的至少一个锁定构件(480)，所述至少一个锁定构件(480)构造成挤压所述柔性突起(800)，以牢固地锁定所述杆(104)。
2. 根据权利要求l所述的喇叭口组件(100)，其中，所述多个柔性突起(800)均包括至少一个杆接合构件(410)，其中所述杆接合构件(410)构造成形成与所述杆(104)接合的区域。
3. 根据权利要求2所述的喇叭口组件(100)，其中，所述多个柔性突起(800)均包括至少两个杆接合构件(410 )，其中所述杆接合构件(410)构造成形成与所述杆(104)接合的区域。
4. 根据权利要求l所述的喇叭口组件(100)，其中，所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)还限定多个扩张间隙(810)，这些扩张间隙构造成允许所述杆接合构件(800)挠曲。
5. 根据权利要求l所述的喇叭口组件(100)，其中，所述内喇叭口构件(400)还限定从所述下部(820)延伸到所述柔性突起(800)内的多个扩张间隙(810)。
6. 根据权利要求5所述的喇叭口组件(100)，其还包括由所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)限定的头部接收孔(820)，其中从所述下部(820)延伸到所述柔性突起(800)内的所述多个扩张间隙(810) 构造成允许所述头部接收孔(820)在接收骨固定装置(102)的所述头 部(110)的过程中扩张。
7. 根据权利要求l所述的喇叭口组件(100)，其还包括 布置在所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)的外表面上的至少一个环状支座特征部(415， 420);以及布置在所述外喇叭口构件(450)的内壁上的至少一个环状凹部 (724);其中，所述至少一个环状支座特征部(415， 420)在所述外喇叭口 构件(450)的所述第一位置与所述至少一个环状凹部(724)配合。
8. 根据权利要求7所述的喇叭口组件(100)，其还包括 布置在所述外喇叭口构件(450)的内壁上的至少一个环状挤压特征部(722， 726);其中，所述至少一个环状支座特征部(415， 420)在所述外喇叭口 构件(450)的所述第二位置与所述至少一个环状挤压特征部(722， 726) 配合。
9. 根据权利要求l所述的喇叭口组件(100)，其中，所述盖(108) 还包括大致平的杆配合表面(920)，该杆配合表面形成为大致平行于所 述大致平的顶部表面(910);其中，所述组件(100)在所述杆(104)上方的高度等于所述大致 平的杆配合表面(920)与所述大致平的顶部表面(910)之间的距离。
10. 根据权利要求1所述的喇叭口组件(100)，其中，构造成挤压 所述柔性突起(800)的所述至少一个锁定构件(480)被构造成布置在 所述柔性突起(800)和所述外喇叭口构件(450)之间。
11. 根据权利要求1所述的喇叭口组件(100)，其中，所述内喇叭 口构件(400)以及所述外喇叭口构件(450)构造成为不依赖于所述盖(108)而暂时锁定所述喇叭口组件(100)相对于所述骨固定装置(102) 的角取向。
12. —种喇叭口组件(100)，其被构造成用于联接到骨固定装置(102)的头部(110)上，该喇叭口组件包括内喇叭口构件(400)，该内喇叭口构件包括下部(820)，该下部构造成联接所述骨固定装置(102)的所述头部(110);以及包括多个从所述下部(820)延伸的柔性突起(800)的上部，所述多个柔性突起(800)构造成暂时联接杆(104)，其中所述多个柔性突起(800)都包括至少两个杆接合构件(410)，其中所述杆接合构件(410)构造成接合并保持所述杆(104);外喇叭口构件(450)，其包括第一位置和第二位置，所述第一位置构造成使得所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)能够扩张，所述第二位置构造成以可挤压方式将所述内构件(400)的所述下部(820)锁定到所述骨固定装置(102)上；以及盖(108)，其包括大致平的顶部(910)以及从所述顶部(910)延伸的至少一个锁定构件(480)，所述至少一个锁定构件(480)构造成挤压所述柔性突起(800)，从而牢固地锁定所述杆(104)。
13. 根据权利要求12所述的喇叭口组件(100)，其中，所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)还限定多个扩张间隙(810)，这些扩张间隙构造成允许所述杆联接构件(800)挠曲。
14. 根据权利要求12所述的喇叭口组件(100),其中，所述内喇叭口构件(400)还限定从所述下部(820)延伸到所述柔性突起(800)内的多个扩张间隙(810)。
15. 根据权利要求14所述的喇叭口组件(100)，其还包括由所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)限定的头部接收孔(820)，其中从所述下部(820)延伸到所述柔性突起(800)内的所述多个扩张间隙(810)构造成允许所述头部接收孔(820)在接收骨固定装置(102)的过程中扩张。
16. 根据权利要求12所述的喇叭口组件(100)，其还包括布置在所述内喇叭口构件(400)的所述下部(820)的外表面上的至少一个环状支座特征部(415， 420);以及布置在所述外喇叭口构件(450)的内壁上的至少一个环状凹部(724);其中，所述至少一个环状支座特征部(415， 420)在所述外喇叭口构件(450)的所述第一位置与所述至少一个环状凹部(724)配合。
17. 根据权利要求16所述的喇叭口组件(100)，其还包括布置在所述外喇叭口构件(450)的内壁上的至少一个环状挤压特征部(722, 726);其中，所述至少一个环状支座特征部(415， 420)在所述外喇叭口构件(450)的所述第二位置与所述至少一个环状挤压特征部(722， 726)配合。
18. 根据权利要求12所述的喇叭口组件(100)，其中，所述盖(108)还包括大致平的杆配合表面(920)，该杆配合表面形成为大致平行于所述大致平的顶部表面(910);其中，所述组件(100)在所述杆(104)上方的高度等于所述大致平的杆配合表面(920)与所述大致平的顶部表面(910)之间的距离。
19. 根据权利要求12所述的喇叭口组件(100)，其中，所述内喇叭口构件(400)以及所述外喇叭口构件(450)构造成为不依赖于所述盖(108)而暂时锁定所述喇叭口组件(100)相对于所述骨固定装置(102)的角取向。
20. —种将喇叭口组件(100)固定到椎弓根螺钉(102)上的方法，其包括将所述椎弓根螺钉(102)插入骨内，所述椎弓根螺钉(102)包括头部(110);在将所述椎弓根螺钉(102)插入骨内后，在外喇叭口构件(450)内扩张内喇叭口构件(400)，以接收所述椎弓根螺钉(102)的头部(110);通过在所述外喇叭口构件(450)上施加向上的力而利用所述内喇叭口构件(400)固定所述喇叭口组件(100)相对于所述椎弓根螺钉(102)的角度；通过使所述杆(104)与多个杆接合构件(410)接合而将杆(104)插入所述喇叭口组件(100);以及在所述角度被固定之后，通过用摩擦接合的盖(108)挤压所述杆接合构件(410)而在位置上将所述杆(104)锁定在所述喇叭口组件(100)内。
全文摘要
一种喇叭口组件，该喇叭口组件被构造成用于联接到骨固定装置的头部上，该喇叭口组件包括内喇叭口构件，该内喇叭口构件包括下部，该下部被构造成联接骨固定装置的所述头部；以及上部，该上部包括多个从所述下部延伸的柔性突起。在一个实施方式中，所述多个柔性突起构造成暂时联接杆。该喇叭口组件还包括外喇叭口构件，其包括第一位置和第二位置，所述第一位置构造成使得所述内喇叭口构件的所述下部能够扩张，所述第二位置构造成以可挤压方式将所述内喇叭口构件的所述下部锁定到所述骨固定装置上。该喇叭口组件还包括盖和至少一个锁定构件，所述至少一个锁定构件构造成挤压所述柔性突起，以牢固地锁定所述杆。
文档编号A61F2/44GK101500515SQ200780018534
公开日2009年8月5日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者迈克尔·D·恩塞因 申请人:先锋外科技术公司