用于外部固定系统的可调节支柱组件技术方案

公开了用于外部固定系统的长度可调节的支柱组件以及相应的外部固定系统。所述支柱组件包括细长的第一端构件和第二端构件、细长的中间构件，以及第一调节机构和第二调节机构。所述中间构件包括固定地联接在其轴向腔内的螺纹杆，并且可旋转地固定在第一端构件的轴向腔内且轴向可平移。所述第二端构件的端部容纳在所述中间构件的轴向腔内，并且所述第二端构件包括与所述螺纹杆螺纹联接的轴向腔。所述第一调节机构用于相对于所述第一端构件选择性地轴向固定所述中间构件。所述第二调节机构用于相对于所述螺纹杆选择性地旋转所述第二端构件，从而相对于所述中间构件轴向平移所述第二端构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于外部固定系统的可调节支柱组件相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月29日提交的美国临时专利申请No.62/724,462、标题为“用于外部骨固定系统的支柱和支柱组件”的优先权，其全部内容在此通过援引明确并入本文。
本申请总体上涉及用于外部固定系统的支柱及相关方法。更具体地，本申请涉及用于外部固定系统的可调节支柱组件及相关方法，其在相对较大的长度调节范围上提供了相对快速的长度调节。
技术介绍
外部固定装置已经用于治疗骨和组织病症，根据特定的临床需求，将骨或组织片段定位和定向在相对理想的位置和方向，并调节其相对位置和方向。外部固定装置的一种形式是六脚架固定装置。六脚架，或更正式地称为斯图尔特平台(Stewartplatform)，包括六自由度(6DOF)并联操纵器或支柱。一般而言，这些设备能够在所有三个正交轴上平移(X、Y、Z位置)并围绕这三个正交轴旋转(滚转、俯仰、偏转姿势)中相对于基座操纵感兴趣的物品。其他类型的外部固定装置使用少于六个支柱或多于六个支柱。外部固定系统通常还包括一对用作骨固定平台的平台或“环”。平台通常与在平台之间延伸的六个支柱连接。支柱和平台通常通过球形或万向节连接，该球形或万向节可绕三个正交轴旋转三次。尽管其中一些支柱可进行长度调节，但它们的最小和/或最大长度可能无法满足特定临床情况的需求。例如，将平台之间的距离最小化到小于特定支柱所提供的距离，需要使用较短的支柱--这自然限制了支柱的可调节范围(即最大长度)。结果，当前的六脚架骨固定系统利用不同长度(或不同长度范围)的支柱的集合，当平台需要彼此靠近时，提供“短”支柱以供使用，而当平台需要进一步分开时，提供“长”支柱以供使用。在许多情况下，在骨或组织矫正过程中，这些支柱必须逐步或回归性地更换为下一长度的支柱，这一过程既耗时又昂贵，因为被更换的支柱不能重复使用。这种系统的进一步复杂化是某些情况需要各种不同的支柱长度。例如，当存在极端的初始角度或旋转时，通常需要各种不同的支柱长度。在这种情况下，不同支柱长度的正确组合的选择过程是一个耗时的过程，通常在手术室中通过反复试验来进行。因此，这样的系统和情况还需要过量多的库存，这也是成本高昂的并且通常难以正确使用。当试图以急剧的方式减少畸形时，除了麻烦之外，物理地改变支柱还限制了系统的可用动态范围。在这种情况下，通常直到完成这样的急剧校正才添加支柱，将复位留给手术室工作人员，同时手术室工作人员的其他成员挑选在规定位置的平台之间安装哪些支柱。此过程耗时，并且需要大量库存。当前的六脚架固定系统通常还利用平台和支柱之间的连接，该连接需要使用一个或多个紧固件，这些紧固件在应用时需要拧紧。因此，将两端的六个支柱连接到平台(即，十二个连接)，有时以反复试验的方式，是一个困难且耗时的任务。使事情复杂化的是，许多目前的六脚架固定系统使用松散的紧固件，其必须使用仪器。这些紧固件和器械增加了零件和材料的集合，在采用固定系统时，例如在试图保持复位时，必须在手术室环境中跟踪这些零件和材料。因此，需要支柱组件、包括这种支柱组件的外部固定系统以及相关的方法，该方法提供增加的长度调节范围并且可以相对快速和容易地进行调节，特别是在保持联接到平台/使用者的同时。
技术实现思路
一方面，本申请提供一种用于外部骨和/或组织的固定系统的支柱组件。所述支柱组件包括：细长的管状第一端构件；细长的管状中间构件，其旋转地固定在第一端构件的轴向腔内且轴向可平移，并且从其第一端部延伸；以及细长的管状第二端构件，其容纳在中间构件的轴向腔内并且从其第二端部延伸。中间支柱主体旋转地固定并且轴向可平移地联接在第一端构件内，并且从第一端构件的第一端部轴向延伸。所述支柱组件还包括设置在第一端构件的第一自由端部处的第一调节机构，该第一调节机构用于选择性地允许中间构件在第一端构件内自由地轴向平移，并且选择性地轴向固定第一端构件和中间构件。所述支柱组件还包括固定在中间构件的轴向腔内的螺纹杆。第二构件的轴向腔在中间构件的腔内与螺纹杆螺纹连接，并从中间构件的第二端部轴向延伸。所述支柱组件还包括设置在中间构件的第二自由端部处的第二调节机构，该第二调节机构用于选择性地相对于中间构件和螺纹杆旋转第二端构件，从而相对于中间构件轴向平移第二端构件。另一方面，本申请提供一种用于外部固定系统的支柱组件，其包括细长的第一端构件、细长的中间构件、细长的第二端构件、第一调节机构和第二调节机构。第一端构件包括第一端部、第二端部和从第二端部延伸的第一轴向腔。中间构件包括第三端部、第四端部、从第三端部延伸的第二轴向腔，以及固定地联接在第二轴向腔内的螺纹杆。中间构件可旋转地固定在第一端构件的第一轴向腔内并且轴向可平移，以及从其延伸穿过第二端部。第二端构件包括第五端部、第六端部和从第五端部延伸的第三轴向腔。第二端构件的至少第五端部容纳在中间构件的第二轴向腔内，并且第三轴向腔与中间构件的螺纹杆螺纹联接。第二端构件从第二轴向腔延伸穿过第四端部。第一调节机构位于第一端构件的第二端部处，并用于选择性地允许中间构件在第一轴向腔内自由地轴向平移，并且相对于第一端构件选择性地轴向固定中间构件。第二调节机构位于中间构件的第四自由端部处，并用于选择性地相对于中间构件和螺纹杆旋转第二端构件，从而相对于中间构件轴向平移第二端构件。在一些实施例中，第一端构件的第一端部包括用于联接到第一外部固定平台的第一接头。在一些实施例中，第二端构件的第六端部包括用于联接到第二外部固定平台的第二接头。在一些实施例中，第一端构件的主体部分包括轴向延伸的槽，并且中间构件经由径向延伸的第一销可旋转地固定在第一端构件的第一轴向腔内并且轴向可平移，第一销联接到中间构件并且容纳在第一端构件的槽内。在一些这样的实施例中，第一销联接到中间构件的第三端部。在一些这样的实施例中，第一销还联接到螺纹杆，以可旋转地且轴向地固定联接螺纹杆和中间构件。在一些这样的实施例中，第一销联接到螺纹杆的端部。在一些实施例中，容纳在中间构件的第二轴向腔内的第二端构件的至少第五端部径向地定位在螺纹杆和中间构件的主体部分之间。在一些实施例中，中间构件的第三轴向腔包括内螺纹，以及螺纹杆包括与第三轴向腔的内螺纹螺纹联接的外螺纹。在一些这样的实施例中，第一端构件的第二端部包括外螺纹，第一调节机构包括内螺纹的第一轴环构件，该第一轴环构件与第二端部的外螺纹螺纹联接，并且第一轴环构件绕第二端部的旋转使第一轴环沿第二端部轴向平移。在一些这样的实施例中，第一轴环构件的夹紧部分定位成轴向地经过第一端构件的第二端部并且包括锥形的支承表面，以及第一调节机构还包括径向地定位在中间构件的主体部分的外表面和支承表面之间的摩擦构件。在一些这样的实施例中，第一轴环沿着第二端部朝向第一端部的轴向平移迫使摩擦构件经由支承表面径向地抵靠中间构件的主体部分的外表面，从而相对于第一端构件选择性地轴向固定中间构件。在一些实施例中，支承表面包括当中间构件远离第二端部轴向延伸时朝向中间构件的主体部分的外表面成角度的表面。在一些实施例中，摩擦构件包括可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于外部固定系统的支柱组件，包括：/n细长的第一端构件，包括第一端部、第二端部，和从所述第二端部延伸的第一轴向腔；/n细长的中间构件，包括第三端部、第四端部、从所述第三端部延伸的第二轴向腔，以及固定地联接在所述第二轴向腔内的螺纹杆；所述中间构件可旋转地固定在所述第一端构件的第一轴向腔内且轴向可平移，并从所述第一轴向腔延伸穿过所述第二端部；/n细长的第二端构件，包括第五端部、第六端部，和从所述第五端部延伸的第三轴向腔；所述第二端构件的至少第五端部容纳在所述中间构件的第二轴向腔内，并且所述第三轴向腔与所述中间构件的螺纹杆螺纹联接，所述第二端构件从所述第二轴向腔延伸穿过所述第四端部；/n第一调节机构，位于所述第一端构件的第二端部处，用于选择性地使所述中间构件在所述第一轴向腔内自由地轴向平移，并且相对于所述第一端构件选择性地轴向固定所述中间构件；和/n第二调节机构，位于所述中间构件的第四自由端部处，用于相对于所述中间构件和所述螺纹杆选择性地旋转所述第二端构件，从而相对于所述中间构件轴向平移所述第二端构件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180829 US 62/724,4621.一种用于外部固定系统的支柱组件，包括：
细长的第一端构件，包括第一端部、第二端部，和从所述第二端部延伸的第一轴向腔；
细长的中间构件，包括第三端部、第四端部、从所述第三端部延伸的第二轴向腔，以及固定地联接在所述第二轴向腔内的螺纹杆；所述中间构件可旋转地固定在所述第一端构件的第一轴向腔内且轴向可平移，并从所述第一轴向腔延伸穿过所述第二端部；
细长的第二端构件，包括第五端部、第六端部，和从所述第五端部延伸的第三轴向腔；所述第二端构件的至少第五端部容纳在所述中间构件的第二轴向腔内，并且所述第三轴向腔与所述中间构件的螺纹杆螺纹联接，所述第二端构件从所述第二轴向腔延伸穿过所述第四端部；
第一调节机构，位于所述第一端构件的第二端部处，用于选择性地使所述中间构件在所述第一轴向腔内自由地轴向平移，并且相对于所述第一端构件选择性地轴向固定所述中间构件；和
第二调节机构，位于所述中间构件的第四自由端部处，用于相对于所述中间构件和所述螺纹杆选择性地旋转所述第二端构件，从而相对于所述中间构件轴向平移所述第二端构件。


2.根据权利要求1所述的支柱组件，其中所述第一端构件的第一端部包括用于联接到第一外部固定平台的第一接头。


3.根据权利要求1或2所述的支柱组件，其中所述第二端构件的第六端部包括用于联接到第二外部固定平台的第二接头。


4.根据权利要求1所述的支柱组件，其中所述第一端构件的主体部分包括轴向延伸的槽，并且其中所述中间构件经由径向延伸的第一销可旋转地固定在所述第一端构件的第一轴向腔内并轴向平移，所述第一销联接到所述中间构件并且容纳在所述第一端构件的槽内。


5.根据权利要求4所述的支柱组件，其中所述第一销联接到所述中间构件的第三端部。


6.根据权利要求4或5所述的支柱组件，其中所述第一销还联接到所述螺纹杆，从而可旋转地且轴向固定地联接所述螺纹杆和所述中间构件。


7.根据权利要求6所述的支柱组件，其中所述第一销联接到所述螺纹杆的端部。


8.根据权利要求1所述的支柱组件，其中容纳在所述中间构件的第二轴向腔内的所述第二端构件的至少第五端部径向地定位在所述螺纹杆和所述中间构件的主体部分之间。


9.根据权利要求1或8所述的支柱组件，其中所述中间构件的第三轴向腔包括内螺纹，并且所述螺纹杆包括与所述第三轴向腔的内螺纹螺纹联接的外螺纹。


10.根据权利要求1所述的支柱组件，其中所述第一端构件的第二端部包括外螺纹，其中所述第一调节机构包括具有内螺纹的第一轴环构件，所述第一轴环构件与所述第二端部的外螺纹螺纹联接，并且其中所述第一轴环构件绕所述第二端部的旋转使第一轴环沿所述第二端部轴向平移。


11.根据权利要求10所述的支柱组件，其中所述第一轴环构件的夹紧部分定位成轴向地经过所述第一端构件的第二端部并且包括锥形的支承表面，以及其中所述第一调节机构还包括摩擦构件，所述摩擦构件径向地定位在所述中间构件的主体部分的外表面与所述支承表面之间。


12.根据权利要求11所述的支柱组件，其中所述第一轴环沿着所述第二端部朝向所述第一端部的轴向平移迫使所述摩擦构件经由所述支承表面径向地抵靠所述中间构件的主体部分的外表面，从而相对于所述第一端构件选择性地轴向固定所述中间构件。


13.根据权利要求12所述的支柱组件，其中所述支承表面包括当所述中间构件远离所述第二端部轴向延伸时朝向所述中间构件的主体部分的外表面成角度的表面。


14.根据权利要求12或13所述的支柱组件，其中所述摩擦构件包括可变形环构件。


15.根据权利要求14所述的支柱组件，其中所述可变形环构件包括分段环或开口环。


16.根据权利要求12或13所述的支柱组件，其中所述中间构件的主体部分的外表面包括增强摩擦的表面纹理。


17.根据权利要求1所述的支柱组件，其中所述第二调节机构包括第二轴环构件，所述第二轴环构件轴向固定并可旋转地联接到所述中间构件的第四端部。


18.根据权利要求17所述的支柱组件，其中所述第二端构件的主体部分包括轴向延伸的槽，并且其中所述第二轴环构件经由径向延伸的第二销可旋转地固定到所述第二端构件，所述第二销联接到所述第二轴环构件并且容纳在所述第二端构件的槽内，使得所述第二轴环构件围绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·W·马拉尼，
申请(专利权)人：AMDT控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US