病人操纵的外科矫形装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN94195000.X

申请日:

1994.12.15

公开号:

CN1142753A

公开日:

1997.02.12

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回||||||公开

IPC分类号:

A61B17/60

主分类号:

A61B17/60

申请人:

詹姆斯·布鲁斯·理查森;

发明人:

詹姆斯·布鲁斯·理查森

地址:

英国斯洛普郡

优先权:

1993.12.15 GB 9325698.0

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

崔幼平;林长安

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内容摘要

本发明用于其骨头的各分开部分已经用一种轴向外部固定件固定的骨折病人,本发明提供由病人操作的机构,使病人能够短暂地牵引固定件的有间隔的固定骨头区域。在一个实施例中,这种病人操作的机构是一种可拆卸地安装在固定件上的附件;在另一个实施例中,这种病人操作的机构包含在一种外部轴向固定件中,最好是一种所谓的动态类型的固定件。

权利要求书

1: 一种病人操作的牵引装置,用于有选择地周期性牵引一个已经用 一个外部固定件固位的断裂的骨头,外部固定件有一个细长形的可膨胀 的固定件本体,固定件本体连接到其各端处的骨螺钉或骨销夹持件上, 所述装置包括: (1)一个细长形牵引装置本体,它有连接到牵引装置本体的一端的可 啮合固定件的第一部件和连接到牵引装置本体的另一端的可啮合固定件 的第二部件, (2)具有可人工操作的转动凸轮的部件,凸轮位于上述连接的当中的 一个连接处并位于一个在牵引装置本体的纵向的横向上的轴线上,用于 使可啮合固定件的第一和第二部件的响应转动凸轮的至少部分转动下产 生一种相对的由凸轮驱动的渐增的牵引位移。
2: 按照权利要求1的装置,其中,牵引装置本体在所述连接中的另 一个连接处有一个可调节的部件,用于有选择地调节可啮合固定件的第 一和第二部件之间的纵向间隔,该可调节的部件可以不依赖于凸轮的任 何转动进行操作。
3: 按照权利要求1的装置,其中,凸轮是一个偏心轮。
4: 按照权利要求1的装置,其中,牵引装置本体包括内、外细长形 本体部件,本体部件可以在它们的同轴啮合的搭接部分的一个范围上沿 轴向调节地定位。
5: 按照权利要求4的装置,其中,一个连接处包括一个可在其中一 个本体部件上滑动和安装其中一个可啮合固定件的部件的套筒,转动凸 轮位于轴部件上,轴部件的轴颈支撑在套筒中的径向相对的轴承孔中, 并啮合在一个本体部件中的径向相对的轴向延伸的键槽中。
6: 按照权利要求5的装置,其中,内、外本体部件具有螺纹啮合部, 以实现同轴地啮合的关系,在内本体部件和连接在其上的可啮合固定件 的部件之间有一种轴向保持不动而能自由转动的关系。
7: 按照权利要求1的装置,其中,牵引装置本体包括内、外细长形 本体部件,本体部件处于同轴关系,并被导向,以便在一个范围上作相 对的轴向位移,所述范围至少大于转动凸轮的有效升程,凸轮由外本体 部件支撑,以便在一个径向的、位于外本体部件的纵向的横向上的轴线 上转动,并在凸轮上升的凸轮转动示准备使内本体部件产生受凸轮驱动 的牵引位移。
8: 按照权利要求7的装置,其中,凸轮有一个垂直于一个对称平面 的平表面,该对称平面包含凸轮的转动轴线,该对称平面位于使平表面 终止的凸角之间,凸轮有凸轮随动部件,它形成内本体部件的一部分, 并包含在一个垂直于内本体部件的轴线的几何平面中。
9: 按照权利要求8的装置,其中,内本体部件包含一个可由其中一 个凸角啮合的止动部分,用于在凸轮与凸轮随动部件的平面啮合的条件 的任何一侧将凸轮的角度位移限制在小于90度。
10: 按照权利要求9的装置,其中,所述的角度约为45度。
11: 按照权利要求7的装置,其中,可啮合固定件的部件中的一个部 件可调节地固定在沿外本体部件的长度方向上的可选择的位置处。
12: 按照权利要求11的装置,其中,另一个可啮合固定件的部件通 过内本体部件的一部分上的外螺纹可以可调节地固定在内本体部件上。
13: 一种病人操作的牵引装置,用于有选择地周期性牵引一个已经用 一个外部固定件固位的折断的骨头,外部固定件有一个细长形的可膨胀 的固定件本体,固定件本体底连接到其各端处的骨螺钉或骨销夹持件 上,所述装置包括: (1)一个长管形外本体部件和一个细长形内本体部件,内本体部件的 一端被导向地搭接在外本体部件内,本体部件的另一端凸出并超过内本 体部件内的导向地搭接部分的一端; (2)可啮合固定件的第一部件安装在内本体部件的相外凸出的一端 上,可啮合固定件的第一部件由外本体部件支撑; (3)具有可人工操作的转动凸轮的部件,凸轮可以在一个通过管形外 本体部件的径向延伸的轴线上转动,并准备在内本体部件的一端上作凸 轮作用,以便沿一方向轴向移动内本体部件,所述方向使可啮合固定件 的第一和第二部件作为手动的凸轮转动的函数相互相对地逐渐分开。
14: 按照权利要求13的装置,其中,可有选择地操作的夹持部件在 内本体部件的向外凸出端和可啮合固定件的第一部件之间共同作用,以 便沿着内本体部件有选择地固定可啮合固定件的部件的一个已经调节的 纵向位置。
15: 按照权利要求13的装置,其中,可有选择地操作的夹持部件在 外本体部件和可啮合固定件的第二部件之间共同作用,以便沿着外本体 部件有选择地固定可啮合固定件的部件的一个已经调节的纵位置。
16: 按照权利要求13的装置,其中,内本体部件的向外凸出端上加 工有外螺纹,与该外螺纹啮合的螺纹部件可以操作,以便固定一个将可 啮合固定件的第一部件安装到内本体部件的选择的纵向位置。
17: 一种病人操作的牵引装置,用于有选择地周期性牵引一个已经用 一个外部固定件固位的折断的骨头,外部固定件有一个细长形的可膨胀 的固定件本体,固定件本体底连接到其各端处的骨螺钉或骨销夹持件 上,所述装置包括: (1)一个带内螺纹的长管形外本体部件和一个啮合在管形本体部件上 的带外螺纹的本体部件,管形本体部件的一个纵向端在所述装置的一端 延伸,带外螺纹的本体部件的相对的纵向端在所述装置的另一端延伸; (2)可啮合固定件的第一部件在所述的相对的纵向端处沿轴向与带螺 纹的本体部件固定啮合和支撑该本体部件,以便有选择地相对于可啮合 固定件的第一部件转动; (3)可啮合固定件的第二部件在一个纵向端与管形本体部件是沿轴向 可位移的防转动的关系; (4)可人工操作的凸轮部件沿纵向与可啮合固定件的第二部件和管形 本体部件相互连接。
18: 按照权利要求17的装置,其中,凸轮部件是一个偏心轮。
19: 按照权利要求18的装置,其中,由于所述本体部件之间是螺纹 啮合,偏心轮的升程是可有选择地获得的纵向调节范围的极小的一部 分。
20: 按照权利要求17的装置,其中,凸轮部件的特征在于它有这样 一种轮廓,使得人工操纵示可以产生一个在2mm范围内的最大的牵引位 移。
21: 按照权利要求20的装置,其中,牵引位移的速率在位移的一个 分数值至最大值的范围上为3-5毫米/秒。
22: 按照权利要求21的装置,其中,速率基本上为4毫米/秒。
23: 按照权利要求21的装置的方法,其中,一个使用周期包含在减 少牵引之前在最大牵引处至少保持一秒的时间。
24: 按照权利要求23的方法,其中,减少牵引的速率与增大牵引的 速率大约相同。
25: 按照权利要求24的方法,其中,在完全减少牵引之后和随后的 下一个牵引周期开始之前至少有一秒的停止。
26: 按照权利要求25的方法,其中,周期重复的间隔为5-10秒。
27: 按照权利要求23的方法,其中,权利要求18的装置的每一次使 用疗程都包含连续的至少5个周期,每个周期为5-10秒。
28: 按照权利要求17的装置,其中,每个可啮合固定件的部件都安 装一个可啮合固定件的杆,它在本体部件啮合的轴线的径向上延伸。
29: 按照权利要求17的装置,其中,可啮合固定件的第二部件包含 一个可以在管形本体部件上轴向移动的环形本体,凸轮部件包含支撑在 环形本体的径向相对的孔中而转动的杆件,杆件与管形本体部件中的径 向相对的纵向窄槽是防转动的键啮合,一个在各个径向相对的轴颈和窄 槽啮合之间的杆件上的凸轮和一个凸轮随动件,它相对于管形本体部件 是固定的,当杆件转动时,凸轮随动件相对于凸轮的上升高度可以渐增 地和纵向地分开所说的可啮合固定件的第一和第二部件。
30: 按照权利要求17的装置,其中,每个可啮合固定件的部件安装 一个可啮合固定件的杆,该杆在本体件啮合的轴线的径向上延伸,可啮 合固定件的第二部件包含一个环形本体,该环形本体沿轴向与管形本体 部件的一个区域搭接,可啮合固定件的第二部件的可啮合固定件的杆在 径向相对的位置安装在环形本体上,并且防转动的导向在穿过管形本体 部件的径向相对的窄槽的通道处,管形本体部件另具有大体为矩形的径 向相对的开口,其中径向相对的凸轮随动件位于一个垂直于管形本体部 件的轴线的几何平面上,凸轮部件支承在环形本体中,以便在一个穿过 大体为矩形开口的径向延伸轴线上转动,凸轮部件具有一个与凸轮随动 件啮合的平表面,用作零牵引的第一位置,平表面以凸角部分终止在相 同的但又相对的距一个中央对称平面的对准线处,该中央对称平面(1)垂 直于平表面和(2)含有凸轮部件的轴颈轴线,由此凸轮部件从第一位置的 初始启动位移由一个凸轮部件的每单位角位移的凸轮驱动的轴向牵引的 最大速率来实现。
31: 按照权利要求17的装置,其中,管形部件有一个径向凸缘,它 位于管形部件与可啮合固定件的第二部件的相连接部的轴向偏置处,可 啮合固定件的第二部件包含一个被导向而能在轴向偏置处上轴向移动的 环形本体,凸轮部件包括被支撑而在环形本体的径向相对的孔中转动的 杆件,杆件与管形本体部件中的径向相对的纵向窄槽是防转动的键啮 合,一个在各个径向相对的轴颈和窄槽啮合之间的杆件上的凸轮和一个 相对于管形本体部件是固定的凸轮随动件,当杆件转动示凸轮随动件相 对于凸轮的升程可以渐增地和纵向地分开所说的可啮合固定件的第一和 第二部件。
32: 一个外部固定件,包括一个在纵向相间的端部之间延伸的细长形 本体,连接在其中的一个端部上的第一夹持件,用于将骨螺钉或骨销固 定在该端部上,连接在其中的另一个端部上的第二夹持件,用于将骨螺 钉或骨销固定在该另一端部上,细长形本体包括可纵向移动的第一和第 二本体部件,其中一个本体部件提供与第一夹持部件的端部连接,另一 个本体部件提供与第二夹持部件的端部连接,和可手动操纵的部件,该 部件安装在其中的一个本体部件上并与另一个本体部件作用,使本体部 件产生一个短暂的、手动的、渐增的、轴向牵引位移,从而使第一和第 二夹持件相互间产生这种位移。
33: 按照权利要求32的固定件,其中,其中的一个端部连接是一种 球窝接头连接。
34: 按照权利要求32的固定件,其中,每一个端部连接都是一种球 窝接头连接。
35: 按照权利要求32的固定件,其中,本体是一个动态轴向固定件 的一个部件。
36: 按照权利要求32的固定件,其中,可手动操纵的部件可进一步 被操纵,而使本体部件产生一个手动的、渐增的、轴向压缩的牵引位移, 从而使第一和第二夹持件相互间产生这种位移。
37: 按照权利要求36的固定件,包括可啮合在可手动操纵的部件和 本体的一个固定的部件之间的止动件,它可以选择地操作,以确定在一 个第一种设置中牵引位移启动的一个第一位置,和确定在一个第二种设 置中压缩位移启动的一个第二位置。
38: 一种病人操作的牵引装置,用于有选择地周期性牵引一个已经用 一个外部固定件固位的折断的骨头,外部固定件有一个细长形的可膨胀 的固定件本体,固定件本体底连接到其各端处的骨螺钉或骨销夹持件 上,所述装置包括: (1)一个带有第一和第二轴向导向部件的细长形牵引装置,可啮合固 定件的第一部件连接到牵引装置本体一端处的其中一个部件上,可啮合 固定件的第二部件连接到牵引装置本体相对的一端处的其中另一个部件 上; (2)可手动操纵的部件,该部件安装在其中的一个本体部件上并于另 一个本体部件作用,使本体部件产生一个短暂的、手动的、渐增的、牵 引位移,从而使骨螺钉夹持件相互间产生这种位移。
39: 按照权利要求38的装置,其中,可手动操纵的部件可进一步被 操纵,而使本体部件产生一个手动的、渐增的、轴向压缩的位移,从而 使骨螺钉夹持件相互间产生这种位移。
40: 按照权利要求39的装置,包括可啮合在可手动操纵的部件和其 中一个部件之间的止动件,它可以选择地操作,以确定在一个第一种设 置中可变的牵引位移启动的一个第一位置,和确定在一个第二种设置中 的固定的压缩位移启动的一个第二位置。
41: 按照权利要求38的装置,其中,可手动操纵的部件包括一个空 载行程连接,由此在该空载行程连接的初始动作之后,产生短暂的牵引 位移。
42: 一个外部固定件,包括一个具有相间的第一和第二夹持件的细长 形本体,连接在细长形本体上的这些夹持件用于固定骨螺钉或骨销或类 似件,所述本体包括可纵向移动的第一和第二本体部件,它们分别连接 在第一和第二夹持件上,和安装在至少其中一个本体部件上的可手动操 纵的部件,用于使第一和第二夹持件间产生一个相互相对的短暂的位 移。
43: 一种矫形外科用固定件,这种固定件基本上是按照附图中图2- 14所述的固定件。

说明书


病人操纵的外科矫形装置

                              发明背景

    本发明涉及用于帮助修整骨折的外科矫形装置,尤其是涉及一种由病人操纵的用于有刺激地短暂牵引骨头的骨折部分的装置。

    在美国专利Re.31809和4621627中公开的这种类型的外部固定件依靠一个长度可有选择地调节的细长形中央本体,本体的每个纵向端处有一个固定骨螺钉或骨销的夹持件,在每个固定用的夹持件和其上连接该夹持件的本体端部之间最好是一种可选择地锁定的球窝接头连接,可选择地达到的本体长度涉及可伸缩的本体部件,它们安装有防止转动的键,并且可相互固定,以保持在固定用夹持件之间的纵向间距具有一给定的设置值。设定了在可伸缩的本体部件的被夹持的关系下,长度能周期性地递增,其方法是采用可调节长度地伸缩机构,该机构可以是一种外科医生所用的附件装置,用于在骨折愈合的几个星期的过程中周期性地调节固定件的总体长度;这种附件装置是可拆卸地用于各个固定件本体部件上,渐增地伸缩固定件本体部件,同时暂时地解除这些本体部件被固定的关系,在拆卸伸缩机之前,本体部件的这种固定的关系被重新恢复起来。

    在用这种固定件对正常的腿骨折修整的过程中,有几周的时间中,安装有固定件的骨折部分要承受重量(负重),也就是说病人必须站起来,带着这种被夹持的固定件学习行走。开始时固定件(经其骨螺钉或骨销的固定作用)几乎承受病人的全部体重,在以后的时间中,骨螺钉或骨销相对于骨折的精确度逐渐下降,造成愈合中的骨头要承受短暂的重量负荷(如在行走时)的份额逐渐增加。这种短暂负荷的特性是一种对骨折进行短暂的压缩负荷,可称之为是对提高骨头修整的强度和速度的一种辅助治疗,它能缩短病人需要这种固定件的时间。

    人们认识到在骨折修整的负重阶段周期性短暂压缩的治疗价值,从而提出了各种外部固定结构的改型方案,从而更好地控制短暂压缩负荷。这种装置有时称为动态轴向固定件,如美国专利5320622中的情况那样,这种装置的其它形式公开在授予Sturtzkopf等的美国专利5026372和授予Harris等人的美国专利4502473中。

    申请人发现涉及短暂的牵引骨折的疗法,伴随着骨折部位的接骨质的发展,其程度超过和优于由于上述负重现象而产生短暂压缩所产生的程度。涉及短暂牵引的治疗与负重无关系或与之相类似。申请人发现短暂的牵引治疗不要求病人已经恢复到骨折修整的负重阶段。

                            发明的简要叙述

    本发明的一个目的是提供一种加速骨折修复的改进的装置和方法。

    另一个目的是提供一种满足上述目的的装置,这种装置病人能操纵而不需要外部动力源。

    一个具体的目的是提供一种能够满足上述目的的附件装置,这种附件装置可以用于目前市场上能获得的外部固定件,也能用于已经装有并使用一个外部固定件的病人。

    另一个具体的目的是提供一种外部固定件,用于由病人对骨折进行周期性的牵引操作。

    一个总体的目的是提供一种能满足上述目的的附件结构,这种附件结构简单,易于病人操纵,性能可靠。

    本发明的一个优越的实施形式实现了这些目的,它通过为病人提供一个简单的手动机械装置,可拆卸地用于一个外部动态轴向固定件的各个纵向端部,使得病人的手动转动操作引起固定件的固定骨头的端部短暂地牵引,因而短暂地牵引骨折部分。在另一个实施例中,病人操作的牵引特点是设置在外部动态固定件内部的部件。

                              附图说明

    本发明的优选实施例将参照附图详细说明,附图中:

    图1标有“先有技术”是一个部分纵剖面的侧视图,展示一个具有附属伸缩装置的外部轴向固定件,附属伸缩装置用于精确设置和调节固定件的有效长度;

    图2是一个动态外部轴向固定件的类似视图,该固定件与本发明的一个病人操作的附件装置分开展示,附件装置用于对固定件进行短暂的牵引;

    图3是图2的附件装置的放大纵剖面图;

    图3A,是一个类似于图3的一个局部视图,但示出图3右端的一种改型;

    图4是另一个实施例的大体上类似于图3的一个视图,是图2的附件装置的一种替代方案;

    图5是一个动态轴向固定件的简化侧视图,其中图3,3A或4中的短暂牵引功能是固定件的一个内在的特征;

    图6A是图3的结构中的一个凸轮的放大的轴向端视图,与从图3的6A-6A方向看的视图相同。

    图6B是一个曲线图,展示牵引作为周期性重复的时间的函数的一种代表性的和目前优选的关系;

    图7是一个放大的局部纵截面视图,显示出一种改型的凸轮和凸轮随动件结构,截面平面包含附件装置的中央纵轴线,并垂直于凸轮转动横向轴线;

    图7A是类似于图6A的一个视图,是图7的改型;

    图8是另一个实施例的部分切断的纵截面侧视图;

    图9是图8的实施例的沿图8中9-9线的一个纵截面视图;

    图10A是图8和图9的一个牵引凸轮部件的一个侧视图;

    图10B是图10A的部件的一个端视图;

    图11是图8的牵引操纵部件用于一种操纵的牵引状态的局部视图;

    图12是一个类似于图11的视图,但用于一种操纵的压缩状态;

    图13是一个应用于图8和图9的装置的第一夹持件结构的简化视图,用以确定使用的一个阶段,图中截面是沿图8中13-13线截取的;

    图14是一个类似于图13的视图,用以确定使用的另一个阶段。

                           发明的详细叙述

    图1中所示的先有技术装置参见所述美国再次发表的专利中的说明,从该专利中可以看到,一个外部轴向固定件包括一个由可伸缩地相连的内外本体件构成的细长形中央本体10,它们可以经一个紧固螺栓11进行调节以达到总的有效长度。当紧固螺栓11处于内本体件的一个长槽12中的一个给定的位置时可以将这些本体件相互固定在一起。其中的一个本体件(例如外本体件13)的一端由一个连接至夹持件15上的球窝接头14,用于对于一个或多个骨螺钉或销子16进行可靠的夹持固定,这些骨螺钉或销子16是在一个离开骨折部位的位置打入骨头中的。另一个本体件(例如内本体件)的相对一端由一个连接到类似的夹持件15′上的类似球窝接头17,用于于在沿相反方向离开骨折部位的位置打入骨头中的螺钉或销子16′进行可靠的夹持固定。两个球窝接头都可以有选择地锁定住,以便保持本体10的轴线相对于夹持件15,15′的各自轴线有一个给定的角度关系,该角度关系适应于具体的应用情况。

    在球窝接头端部18处,外本体件13有一个横向孔,可以安置一个长度调节附件20的一个第一销子19并使之定位;类似地,在另一端21处,内本体件有一个横向孔,它可以安置附件20的一个第二销子22并使之定位。

    长度调节附件20包括一个有内螺纹的外部管形件23,其伸出的端部安装销子19,一个内螺纹杆在相对的端部有一个可用扳手扭动的头部24。用扳手在24处操作内螺纹杆,以调节其在管形件21中的螺纹啮合深度,螺纹杆的头端(24)支撑在一个衬套25的对应孔中并能在其中转动,衬套25上安装了销子22。一个也啮合在螺纹杆上的锁定螺母26相对于衬套25转动,使附件的一个给定的总长度锁定,即销子19,22在附件之间的安装具有确定的间隔。

    图2示出了本发明的一个附件装置28,它除了具有图1所示的先有技术的附件装置中所描述的长度调节功能以外,还展示一种能用于操作的牵引功能。具体地,插销30,31将附件安置在一个外部固定件的本体32上,该固定件最好是由美国专利5320622中适当示出和描述的那种轴向动态型的固定件。如图所示,下部的销子30安装在一个衬套33中,衬套33沿轴向设置在一个细长形杆或第一本体件35的头部34,本体件35与一个长管形本体件36的孔为螺纹啮合连接;上部的销31安装在一个套筒37上,它可以沿轴向从本体件36上的一个固定凸缘38滑动开,以便相对于销子30对销子31作手动的短暂的牵引(distraction)移动。这种能达到这种牵引(distraction)的病人操作机构装在套筒37中,并通过对一个手柄49进行部分的旋转启动而被手动地驱动,后面将参照图3详细说明。

    对大致地示于图2中的动态轴向固定件的说明可以从美国专利5320622中获得,该专利在此引用作为参考。对于本处来说,只须认识到本体32的总长度是通过一个螺栓39来形成的,该螺栓可释放地将一个第一细长形本体件40固定到一个细长形中间体件41,并且本体件40,41具有给定的纵向导向搭接关系。本体件40的上端有一个扩展端头42,它具有横向钻孔,用于导向地插入附件28的上销31,端头42配有一个球窝接头17,如对图1中先有技术所述的,它与上部夹持结构15′相连。一个第二细长形本体件43有一个扩展端头44,它具有横向钻孔,以便下部附件销子30导向地插入,端头44配有一个连接到下部夹持结构15上的球窝接头14,如对图1中先有技术所述的那样。一个纵向导杆45固定在本体件43上并伸出本体件43上端之外,该纵向导杆45沿来回两个方向在轴上弹性地与中间本体件41的横向偏置上端46缓冲啮合。最后,一个短的连接件47铰接在第二本体件43和中间本体件41的平行枢轴上,这两个枢轴构成一个几何平面,该平面基本上垂直于固定件的纵轴线,亦即,纵轴线位于各球窝接头14,17处的球心的几何对准线上。来回双向的缓冲作用和结构的详细情况可以在美国专利5320622中找到。

    在图3中,可以看出已经作了说明的部件。此外,可以看到,衬套33相对于内本体件35的可转动的但轴向定位的关系是由一个轴环50建立的,该轴环50设置在标号51的销子处的没有螺纹的轴向凸出的轴端52上,靠近端头34。一个低摩擦力的垫圈53(如由尼龙制成),设置在轴环50和衬套33之间,保证本体件35能平稳地扳动旋转,以便在由销子30,31表示的各个可与固定件啮合的部件之间建立一个初始间距S,为此,套筒37应理解为处于它们最左面,如于凸缘38处于轴向支承地啮合一样,而间距S由固定件本体32的名义安装总长度来确定,本体32由夹持螺栓39固定。

    外本体件36的端头处是封闭的,以建立一个扩展的圆柱形表面54,用于在套筒37与凸肩或凸缘38接合处牵引位移时对套筒37进行平滑的轴向导向。如图所示,该封闭端36包括一个第一半圆柱形部件55,它是本体件36的一个整体构成部分,和一个第二单独的半圆柱形部件56,它用螺钉安置在57处,将部件55,56固定在一起,由此完成表面54的连续性。半圆柱形部件55,56的相邻接触表面加工成相似的凹形,以构成一个平的腔壁58,当操纵手柄49使一个凸轮59转动与壁58处于上升啮合时,壁58起着一个凸轮随动件作用的表面,由此逐渐地和暂时地将一个相对于销子30的散开位移量ΔS传递给销子31,亦即相对于固定在15处的另一个骨头端部将位移量ΔS传递给固定在15′处的骨折的骨端部。安装了一个可以是一个圆柱形件或偏心轮的旋转凸轮59,用于在固定的横向轴线60上进行回旋形地转动,涉及径向相对的柱形轴承体61,61′,它们装在套筒37中的径向相对的轴承孔中。这些轴承体61,61′也通过径向相对的短的纵向槽62,62′,借助于它们,凸轮59可以在管形件36的端头内转动,并且它也用键锁定,防止转动,并能在槽62,62′中轴向位移。各单独的部件按依次顺序61,62,59,62′61′是按各种力配合进行啮合的,保证了在59处形成一个有效的轴上安装的偏心机构,其中经手柄49的部分曲柄转动使凸轮正向启动。

    图3A示出了针对图2和3中所述的附件28的启动端的另一种替换结构。在图3A中,可看见带螺纹的本体件35的远端部位于外管形本体件36的孔内。套筒37利用销子31的一个延伸的销杆31′安装该销子31,销杆31′在轴套的整个直径上延伸,其带有螺纹的远端头与套筒相啮合,由销子31的一个凸肩部分限定住。在套筒37内,销杆31′自由地穿过管形本体件36中的径向相对的开口;这些开口可以是椭圆形的,其长轴位于纵向上,以形成一个纵向间隙62,以便适应套筒37(和它的安装销子31)相对于本体件36的轴向牵引(distraction)位移。图3A的凸轮59′可以是一个单独部件的一个圆柱形部分,它进一步包括一个较小直径的远轴颈端63,一个较大直径的近轴颈端63′,一个用于开口环式固位的远端带槽的凸起64,和一个用于用销子安装手柄49的近端凸起64′;应该注意到,这个单独部件的元件64,63,64′都位于套筒37的轴颈支承的轴线上,凸轮59′的轴线与轴线60是偏心设置的,偏心程度达到销子30,31相互之间所要求的牵引可位移性,凸轮59′在一个靠近本体件36的远端的沿径向横向延伸的凸轮随动孔中是可转动的(带有适当的间隙,未示出)。在图3A中,示出了本体件36有一个其中构成凸轮随动孔的完全封闭的远端36′。安装在手柄49上的一个弹簧卡销子49′可以卡持啮合在套筒37中的一个局部卡持凹槽中,以便弹性地保持手柄49在不使用时的纵向上的零牵引位置。

    至此为止结合图2,3所讨论的实施例中,与一个安装固定件的连接点相一致的纵向间距S是可调节地设置的(在34处),此时套筒37支承在凸肩上,凸轮59相对于凸轮随动件壁58位于其最低点。由手柄49人工地启动凸轮产生的部分转动,会使凸轮59与壁58相啮合,引起一个瞬时的牵引位移ΔS,此时套筒37形成一个距凸肩38的相应的逐渐增加的轴向偏离量。这样牵引了动态固定件之后,手柄49可以允许固定件返回到它与所涉及的跨越骨折处的骨接头的正常轴向固定关系。目前人们建议应教会和指导病人进行相对较快的多达连续十次的循环来实现短暂的牵引循环。每天按照规定的周期间隔重复进行。从说明例子上来说,有效凸轮升起高度可以为1mm或高达2mm,但最好该起牵引作用的凸轮升起高度的范围在0.8~1.2mm。

    图6A是一个简图,示出目前的优选方案,即凸轮59不是圆柱形的和相对于转轴60偏心地安置,而是大致为椭圆形外形,由此将上升范围的一个延伸的部分用于实现一种基本上恒定的上升速率,在加速上升和减速上升之间的上升速率为4毫米/秒的数量级,需要这种速率来完成销子30,31相互相对的一个完全牵引位移行程。在图6A中,该上升高度是凸轮(59)轮廓从一个最小半径R1至一个最大半径R2而变化的随动结果,如图所示,它发生在凸轮在凸轮轮廓的a和b两点之间转动的约90度角的范围上。图6B是牵引位移随时间变化的一个曲线图,示出了目前优选的均匀速率(3~5毫米/秒)的数量级,以便每个凸轮随动极端R1,R2处有基本上为2秒的停顿,建议将所示均匀速率图的多至十个反复循环作为病人操作的牵引的典型模式。

    还应认识到,图3中所述的附件适合于更详细的使用记录,尤其是当病人进入使用这种动态固定件的负重阶段时。在该阶段,由于有限的轴向移位,医生可能要求逐渐增加骨折处的压缩动作,以便随着每一个负重步骤经骨折的但被动态固定的骨头短暂地减小间距S。为了能进行这种短暂的压缩,内本体件34被逐渐扳转,以减小间距S,逐渐按规定释放套筒和凸肩的啮合;如果手柄49和凸轮59处于如图3所示的下点位置时,那么凸轮59相对于凸轮随动件壁58的任何轴向间隙将被打开,同时在套筒37和凸肩38之间打开相应的轴向间隙。在每个负重的步骤中,这个凸肩间隙用于所述的对骨折处进行的短暂逐增的压缩动作。还应注意到,尽管存在短暂压缩动作但也能获得手动的牵引循环,只要凸轮59的行程足以超过上升轴向间隙。

    在图3的实施例中,骨折部位的短暂牵引和/压缩涉及到套筒37相对于凸肩38的短暂的轴向位移。图4的实施例通过内本体件65相对于外本体件66的短暂轴向位移而提供类似的操作。部件65,66具有有限的伸缩导向的配合,由于在外本体件66(管形的)的径向相间的钻孔之中设置的横向销67,所述限制是轴向的,其中,销子67穿过内本体件65的一个有限的轴向槽口68。图4中可啮合固定件的销子69,70的一个69是可调节地固定在内本体件65上,另一个(70)可调节地固定在外本体件66上。在这个端部,可见销子69上的安装套71是装在本体件65的外露的外螺纹端,带有螺母72,73,用于精细调节销子69的一个给定的夹持轴向位置;另一个销子70的安装套74有选择地夹持在本体件66的外表面中许多相等相间的槽75(a,b,c)中的任一个给定的槽处,夹持是由之套相等间距的螺钉76来进行的,图4中只示出了两套螺钉,一个手柄49′和转动凸轮59′,后者相对本体件66的一个固定的端头77中的一个横向转动轴线60′是偏心偏置的,实施与图3中所述动作类似的动作,除了在图4中手动地对凸轮59′进行曲柄转动,而通过它的行程会导致凸轮被驱动,使内本体件65的相邻的凸轮随动杆端产生渐增的牵引位移,达到图4中ΔS′所示的程度。为了装配的目的,应认识到,槽75a,75b,75c之间的间隔的固定间隙能够稍有增加,以适应于销对销的间距S′的一个给定的固定件要求,内本体件65的暴露端的螺纹范围只需要稍稍超过两个相邻外本体件槽之间的间距。对图4所示附件的操作和固定件的配合基本上如图3中所述的一样,除了任选的基础间距设置值要对图4的情况要较大,例如间距为(S′+A),或(S′+A+B),大于所示的间距S′,都要按照轴套74是否是设置在槽75b处还是在槽75a处来定。

    在图5中,进行短暂牵引的人工操作功能是图2所示固定件那样的一般性的动态轴向固定件80的一个内在特征,但不要求有一个实施短暂牵引的附件(28)。在图5中,外主体件43′的端头44′沿轴向的长度稍大于图2的端头44。一个从动臂81装在枢轴82处的主体件43′并位于与连接件47的下部枢轴平行组轴向偏置的对准线上。从动臂81也安置在端头44′中的一个凹槽中。对于图5中固定件80不受应力的情况下,连接件47位于固定件本体的纵轴线的横向上,一个位于中间本体件41′的相邻相对端伸出件83准备与臂81相啮合,该臂81大致平行于连接件47。为了短暂地牵引,安装了一个在端头44′的一个横向轴线(图中示为85处)上转动的转动凸轮或偏心轮84。凸轮或偏心轮84可以由一个手动曲柄在轴85上受到轴传动,手动曲柄在图5中未示出而示于图3或图4中。偏心轮的行程(偏心距)相对于骨螺钉夹持件15逐渐牵引骨螺钉夹持件15′。

    在图7的变型中,环形体件或套筒37也是搭接在管形体件36上并被导向而在管形体件36上作有限的轴向位移,可与固定件啮合的杆31在径向相对的位置从套筒37上固定。杆31经径向相对的槽口62穿过管形体件36并达到足够的轴向距离,以便相对于套筒37为所有凸轮驱动的轴向位移提供本体件36的防转动导向。

    图7的一个重要特征是凸轮和凸轮随动件动作的特征,对它将结合图7A进一不说明。图7A只示出了凸轮80,它与一个最大直径的近端面81和一个较小直径的远端面82构成一个整体或固定相关;表面81提供在一个穿过套筒37一侧的一个径向孔83中向轴颈支承(图7),表面82进一步提供在一个穿过套筒37相对一侧的对应孔(未示出)中的轴颈支承,凸轮80的工作范围在表面81,82之间。

    凸轮80的特征在于其有一个平表面84,该表面垂直于一个穿过凸轮转动轴线的对称中央平面,凸轮的转动轴线由表面81,82的互相对的准中心来确定。外部倒圆的凸角85,85′对称地终止于表面84的各个端部,并确定一个总的凸轮宽度W1,大约该宽度的75%可归于表面84。凸轮80的轮廓由一些倾斜背侧面构成,这些侧面分别与凸角85,85′的和表面82的轮廓侧面相切。

    所述凸轮80的特征可在图7中和管形件36的相互作用的凸轮随动件结构的说明中认识到,其中附图示出了在凸轮80的一个牵引操纵的过程中各部件在一瞬间的关系,亦即在凸轮80从一个零牵引状态转动一个可移位的全程范围α2的一个小的部分α1时的关系,其中平表面84垂直于管形体件36的中央轴线86。凸轮随动件结构由径向相对的大体为矩形开口的径向相对匹配缘边87,和本体轴向长度L和横向宽度W2来提供;缘边87位于一个垂直于中央轴线86的几何平面上。由于本体件36是管形的,这些矩形开口的背壁是封闭的并由一个板88限定,该板支承在一个凸肩上,由一个横向销89固定到位。横向宽度W2稍稍超过凸轮80的宽度W1,但长度L最好小于凸轮80的宽度W1。

    当凸轮80沿顺时针方向继续转动时,下部的凸角85跨在管形件36的相对的矩形开口的两个缘边87上,因此带动套筒37和其杆31,进一步牵引在杆30,31之间的间隔S。由于长度L最好小于凸轮宽度W1,则将有一点处使凸角85′撞击背部封闭板88。在所示的结构下,这个限定的点确定了手柄(49)操作凸轮80的最大角度α2,亦即距零-牵引位置离开约45度,在此点处,α是零,手柄49平行于管形件36的本体轴线。

    到此,所由牵引位移都被称为短暂(瞬时)的,意指用手动使转动凸轮转动整个行程或该行程的一部分,这可以由医生来规定,然后返回到零牵引位置。但也指出,可以在病人的治疗中的一个给定过程中规定进行一些按步骤的牵引,在这种情况下,手柄上的一个曲柄延伸部分,如图4中86处,可能有助于病人通过经曲柄延长部分86用手工/驱动的转动能容易地扩展牵引的步骤。

    虽然前述本发明是针对一些特定的实施例进行说明的,但应认识到本发明是不局限于这些所述的实施例的,而是由所附权利要求书中的广义词语所包含的,权利要求书包含了对所述实施例的变型和改型,对于具有相关技术知识和技术的人们来说可能会设想到它们。具体地说,虽然本发明在前面尤其针对了矫形牵引装置进行说明的,但对于能够提供压缩性移位的所述装置进行改型是件很容易的事,或者是替代牵引移位,或者是有选择地在牵引移位之外增加压缩性移位。例如,图6A中所示的凸轮结构可以围绕一个与转动轴线61相交的水平面翻转回来,以提供压缩而不是牵引,另一些对于具有相关技能的人员很容易想到的改型可以做成能够选择牵引和/或压缩。而且,例如,如果图7中所述凸轮80在套筒37中的轴颈支承被倒转180度,使凸轮表面84平顶在背板86上作为零压缩的一个位置,那么凸轮80的任何转动将由于凸轮凸角与板86的相互作用而引起杆30,31的压缩位移。

    另外,最近的医学研究已经表明了由病人操纵的牵引的一个所希望的情况,其中,一种设计到操纵器中的空载行程使得病人在任何凸轮或其它牵引位移变成有效之前,能将操纵手柄从其通常堆置平行方向的位置相对于固定件本体的长轴线转动约45°。图8和9的实施例示出了一个这种装置,它装配在一个管形外主体件136的端头中;部件136可调节地与一个内主体件135的长杆螺纹啮合,该部件135上安置其中的一个可啮合固定件的销子(图8或9中未示出,但类似于图3中的30处)。在主体件136的端头处,一个外套筒137将可啮合固定件的销子131安置在径向相对的位置处,销子131穿过轴向短的槽口162,该槽口提供足够的纵向间隙,以满足套筒137的轴向牵引位移。在主体件136的端头处的一个沉孔内,用一个销子156将圆柱塞子形状的一个凸轮随动件155固定到主体件136上,塞子155有一个大体正方形截面的横向孔;这个大体为正方形截面的轴向相间的壁170,171提供了凸轮随动件表面,用于一个整体部件型凸轮部件172的手动启动的转动位移,所示形式是一个曲柄轴,详细示于图10A和10B。

    凸轮部件172包括相间的圆柱形支承173,174,它们在套筒137中的径向相对的大的和小的孔中获得轴颈支承。一个曲柄销部件175整体地连接相间的支承173,174;支承173外部的一个短轴177提供了一个手柄149连接的一个坚固部件,同样的情况也示于178处的销子,以保持这种连接。短轴176采用合适的正方形截面,与手柄149中的一个具有相似的正方形截面的孔相啮合,一个锁销177保证正方形的短轴与孔的这种啮合,采用六角头螺钉螺纹啮合在手柄149中。手柄149上装的一个爪149′提供与销131相邻端中的一个中央爪槽可以释放的啮合,可释放地保持住手柄149的缩回的位置,平行于主体件136的纵轴线。

    凸轮随动件塞子155的横向孔的大体正方形截面的尺寸要满足两个标准:第一,曲柄销175的角偏心距的延伸不受轴向相间的正方形截面的凸轮随动件壁170,171任一个壁的凸轮启动啮合约束,角偏移量延伸的范围在转动空载行程的约±45度上,第二,整个曲柄轴部件172被定位在它的减小的下支承端174处,以便能经其中支承较大支承173的套筒孔和塞子155中的横向正方形截面孔容易地进行曲柄销175和支承173的螺纹装配。这个装配由卡环啮合到曲柄轴件172的小支承端中的周面槽178而保持。

    上述的近期医学研究已经表明病人操纵的牵引的另一个所希望的方面,此时,所描述的病人操作的牵引阶段限制在大约四或五个星期的一个周期,即从第一个星期末(管头开始钢性固定)到第五个星期末,在剩余的固定期间中随后也有同样的情况,在此期间,图8,9所述的装置可以重新调节到一个对骨折处的固定压缩程度;在该固定压缩期间,依靠同一个凸轮结构来达到一个与病人操作的牵引位移相同大小的固定压缩位移,但是当然是沿相对的方向,为了保证病人按规定那样,只能操作该装置进行短暂的牵引,采取了一种极限止动措施,防止手柄(149)沿错误方向操作;也采取了这样的措施,保证病人在其骨折修复的固定压缩阶段中手柄(149)不会被病人操作。

    图13是手柄149一部分的简化截面图,用于展示一个铰接的周向夹持件180,它由一个夹持螺栓181固定,用于沿着手柄149的可用手指啮合的端部对一个止动凸起183进行定位,这样就限制手柄的转动操纵朝一个与本体136轴线平行的静止位置的单侧转动,亦即限制在可以手动启动牵引的一侧,限制到图11中所示的完全牵引的关系。

    另一方面,当医生确定病人操作的牵引的周期已经完成而应当施加固定的压缩示,医生要在图8和9的装置中做两个简单的改动,第一,但当就要拆去图13的夹持件180,但在将一个简单夹持件184加到本体136(图14)上之前,应当拆去锁定销子177,以便手柄149能以90°的位移与凸轮172的正方形销176相啮合。在这种情况下,当内部部件具有图9中所示的中性关系时,手柄149的延伸方向则垂直于本体136的轴线。在将这个新的正方形销啮合到正方形钻孔中后,锁定销177可以重新调节,穿过销176中的一个第二钻孔177′(见图10A),以锁定这种啮合,然后转动手柄90度,以便进行与本体136轴线平行的再校对。在进行这种90度位移的过程中;以及在进行了一个大约45度的初始的空载手柄位移之后,凸轮172的曲柄销175将啮合凸轮一随动件表明171,以完成压缩位移,这样将内部部件置于图11中所示的关系下。一旦达到(手柄149的)完全压缩位置,则将夹持件184设置到本体136上(见图14),它的两个凸出的止挡185,186固定手柄的可与手指啮合的相对两侧上。

    在建议使用图8和9的装置中,结合一个由图1或图2所示种类的固定件,一种建议的使用程序是第一周为一种轴向固定,亦即没有压缩也没有牵引(distraction)。然后在以后的4至5周中,应指导病人使用牵引(distraction)特征作为一种快速顺序的牵引移位循环,例如每天为10个循环的一种步骤,其中凸轮172的工作行程在1~2mm(+ΔS)的范围内。一旦医生认为骨折的愈合程度已经充分地达到,则在剩下的固定的使用期对一种固定的压缩(-ΔS)进行所述的重新设置,但有一个选择,即在图2的动态固定件的情况下,允许经固定件本身进行一个时期的动态压缩,此时病人处于恢复的负重阶段。

    对图8和9的装置所述的内容应理解为也同样能适用于一个固定件附件的情况(如对图2所示固定件的使用所描述的那样),以及适用于一个外部固定件的结构的实施例的情况。对于在凸轮和凸轮随动件啮合之前的一种空载行程的情况,提供所示近45度的空载行程具有心理上的优点,因为这样能使病人更好地握紧手柄,进行较快顺序的曲柄循环,这些循环是他必须在下一个45度范围内做的,以便实现所述牵引(distraction)(+ΔS)的周期性重复。

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本发明用于其骨头的各分开部分已经用一种轴向外部固定件固定的骨折病人,本发明提供由病人操作的机构,使病人能够短暂地牵引固定件的有间隔的固定骨头区域。在一个实施例中,这种病人操作的机构是一种可拆卸地安装在固定件上的附件;在另一个实施例中,这种病人操作的机构包含在一种外部轴向固定件中,最好是一种所谓的动态类型的固定件。 。

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