CN1138291A - 前颈椎板支架/钻头导向件及其使用方法 - Google Patents

前颈椎板支架/钻头导向件及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种支架式钻头导向设备(150)，用来支承一脊椎板(20)并用来对脊骨钻孔与攻出螺纹。此支架式钻头导向件包括两个相互相对枢转的臂(151，152)以及一个装附到各臂(151，152)的端部上的足部(157)。每个足部(157)有一个可用来牢牢抓住一脊柱板(20)的钩(161)，而每个足部(157)有一对通孔(158)。每个通孔(158)当支架式钻头导向件(150)与板(20)接合时与脊椎板(20)中的螺纹孔(27)准直。此系统还包括多个双头固定销(170)，它使板(20)在钻孔与攻螺纹过程中相对于颈椎定位。在另一实施例中，可将一钻头与丝锥导向系统(100)安装到一骨板(20)上，以为待器械安装的脊椎骨进行精确钻孔与攻螺纹提供一牢靠的基础。钻孔及攻螺丝系统(100)包括一组件支承件(101)，它通过定位螺钉(105)与板(20)接合。然后由组件支承件(101)支承一丝锥套筒(102)与钻头导向件(103)，由此为钻头(104)提供精确定位。

Description

前颈椎板支架/钻头导向件及其使用方法
               对有关申请的说明
本申请是当前未决的，1993年2月5日提交的专利申请系列08/014,415号的部分继续申请。
                本发明的背景技术
本发明涉及脊椎器械系统，例如用于颈椎骨的器械系统。具体地说，本发明涉及用于在治疗颈椎中使用的板固定系统。
最近十年内，将固定板用于治疗脊椎病或用于整合脊椎骨方面已显著增多。尽管在早期的处理中是把固定板用在较低的腰部高度，但近来发现，脊椎固定板可用作颈椎的治疗器械。在颈椎区域是特别难有成功的脊椎器械，问题的难处在于不易使这种器械安全地到达应在位置。
取决于需要治疗的脊椎病，可以从前向或后向接近上部颈椎。有关颈椎的许多周知的外科暴露与整合技术，已描述于Dr.Howard An与Dr.Jerome Cotler所编辑的《脊椎器械》中，尤其是此书的1-11页中。与本申请特别有关的是该书1-5页所描述的用于前向通入的暴露技术与步骤，其中所公开的内容已综合于此作为参考。在该出版物中以及在其它描述颈椎外科技术的文献中，都着重指出了这种手术的复杂性是会毁坏例如损伤脑干、脊髓或脊椎动脉的。此外，手术的时间过长通常也会使手术复杂化。
除颈椎的暴露与整合中一般的复杂性之外，脊椎固定板的植入更增加了危险与复杂化的程度。在Synthes公司的颈椎板式固定系统中，必须将固定板定位到待安装器械的脊椎骨的水平面上方，并把此固定板作为钻头导向件用来对骨体钻孔并攻出螺纹孔以为接纳固定螺钉作准备。这种系统与操作用细长的套筒方式作为软组织的保护件，以试图使周围的肌肉与其它组织所受损伤减至最小。
于是，需要有这样一种颈椎板式固定系统，它只是最小限度的插入病人体内并可以减少对周围软组织的伤害。此外还需要有一种系统，它易于对颈椎进行钻孔和攻螺纹，而在使固定螺钉定位时几乎不会有误差。
正如颈椎器械技术已取得了改进那样，将此种板固定到受伤的脊椎位上的方式同样也已取得了改进。例如Synthes公司的锁定板可以在此板的两端和中间几个位置处接纳脊椎用螺钉。但在任何情形下，这些螺钉都是不能在脊椎与上述板之间改变所固定的程度。此外，Synthes的装置利用了一个锁定螺钉，其旋拧入脊椎固定螺钉的膨胀头中，从而将此固定螺钉锁定就位。上述过程对每个固定螺钉需有一个锁定螺钉，因而延长了这一过程并使其复杂化。
在前向颈椎外部手术中，使此种板与脊椎体对准并使骨螺钉就位到这块板的上、下端，常常是此手术过程的最严格方面。外科医生必须牢靠和稳定地相对于脊椎体的前表面保持住骨板，用荧光镜观察此板的定位，才得以合适地准直、钻孔、攻螺纹和最终使骨螺钉就位。最好能够用这样一种器械来实施上述各个步骤，它能牢靠和一致地每次都以相同方式装附到板上。
为此，仍然需要有这样一种颈椎板式固定系统，它能在不同的脊椎骨高度上从事大范围的定位。还涉及到需要有这样一种板式固定系统，它只需用极少的几道步骤就可将脊椎螺钉牢牢固定到板上。对于本发明就最佳颈椎固定系统所建议的其它要求，则在此作为此系统的部件加以描述。
                本发明的概述
根据本发明的一个方面，用于脊椎的前向固定的系统包括一细长的固定板，此固定板有一纵轴线以及沿此轴线的一个足以跨越至少两个脊椎骨之间的长度。此板包括一个可与脊椎骨的前向部分接合的下表面，以及一个相对的上表面，以及相对的第一与第二端。有一对螺纹孔确定在此上下表面之间的第一与第二端处，且它们在横切板的纵轴线方向相互分开。这对螺纹孔的中心线相互相对地并相对于下表面发散开。上述固定系统还包括若干个骨接合螺钉，对应于第一与第二端处的这对螺纹孔的每一个各有一个这样的螺钉。每个这样的螺钉包括一个具有骨接合螺纹的细长的柄部，以及一个加大的头部，用来在此柄部穿过此板的上表面中的一个相应的螺纹孔时与此螺纹孔接合。
上述发散式的螺纹孔实现了本发明的一个目的，即可使朝向植入点的内插部分最少并使此点周围组织的损伤最小。由于这些孔是在板下发散，它们便在板的上方会聚，而使两个螺钉能在板的一端处从基本上相同的位置通过所述各螺纹孔。这一改进减少了为形成到此固定板上螺纹孔的通道而需回缩的人体组织量。在一个具体实施例中，这对螺纹孔中心线相互相对的发散角约10度。
在本发明的另一个方面，上述板的下表面沿横向弯向纵轴线，而仿随一脊椎骨的前向表面，同时沿此纵轴线弯曲而仿随两脊椎骨之间的脊柱前凸曲率。这一特点消除了在安装器械过程必须在外科手术现场弯曲此固定板的步骤。
为了提高本发明的脊椎固定系统的通用性，在这种固定板上有多个细长的槽界定在板的上、下表面中，沿纵向设在板两端处的多个螺纹孔之间。每个细长的槽具有沿其长度上的相互平行的槽轴线，它们与板的纵轴线相交成一锐角。各增设的骨接合螺钉设置成通过每个细长槽接合于中间脊椎骨体，这些槽最好在板上安排成使得相邻的槽的两端在横切板的纵轴线的方向上相互搭叠。
本发明优选实施例中的一个重要部件是用来将骨螺钉的头部夹紧到板上的螺钉固定装置。根据本发明，此螺钉固定装置结合在板的上表面上而将骨螺钉头夹定于此板的凹座中。这种骨螺钉与螺钉固定装置的构型制成最好能在它们落定于凹座中时，使这些部件与板的上表面平齐或在其下。这一个方面便优于先有系统，因为先有系统包括有突出到固定板上的部件而会刺激和损伤周围组织。
在一具体实施例中，上述螺钉固定装置包括有一设定在两螺纹孔之间位于各第一端和第二端上在板中的固定孔。提供有一个锁定螺钉，它的柄部可安装于此固定孔中而它的加大的头部可以同时覆盖住纳置于这对螺纹孔中的两个螺钉的头部。
在另一实施例中，此螺钉固定装置是计划用于相互补加工成莫氏锥度(MORSE)下的锥形螺纹孔与螺纹柄的。整体化的莫氏(MORSE)锥度提高了螺钉和板之间的固定程度，尤其是在与锁定螺钉相结合时。
此种螺钉固定装置的又一个实施例是在板的下表面处的螺纹孔中形成一沟槽。骨接合螺钉则包括有一设定在此螺钉的柄部上处于螺钉头部和骨接合螺纹之间的相应沟槽。设有一O型密封圈，它的外径可使其配合并保持于板的沟槽中，而它的内径可使其配合并保持于骨螺钉的柄部的沟槽内。当骨螺钉安装到螺纹孔内时，此O型密封圈可将各个骨螺钉保持于螺纹孔内而不需用锁定螺钉。但这种固定的牢固度不如上述锁定螺钉方法所提供的牢固度。
本发明还涉及了一种用来独立地在拟安装一脊椎板的脊骨内钻出固定孔的改进了的系统。此系统在它的一个具体实施例中包括一块脊椎板，上面有多个螺纹孔可让脊椎螺钉从中通过。在每个螺纹孔附近还有一个穿过所述板的销孔。设有一种钻头导向件，它的一导向体有一个下表面构造成可与脊椎板的上表面毗连，同时界定出通过其中的一个导向孔与一第二个销孔。此导向孔与第二销孔布置成，当导向体与板并列时，同多个螺孔之一以及此销孔分别在脊椎板上准直。
此系统还包括一个在脊椎板与导向体之间可分别纳置于所述销孔与第二销孔内的销。此销以其一端刚性地与导向体接合，而以其相对端刚性地接合到脊椎板上，以使此导向体能相对脊椎板精确定位。设有一个细长的套筒，其可成整体地结合到导向体内，此套筒的一端取可以置纳于导向体的导孔内的形状同时在此套筒中有一从中通过的钻孔。一细长钻头从细长套筒的钻孔中延伸穿过。
此系统的另一实施例包括一导向设备，用来保持一脊椎板和对骨进行钻孔与攻螺纹。此导向设备包括两个相互相对旋转的臂，以及安装到此两臂的端部上的一个柄与两个足部。每个足部的边缘上有一个整体接附上的钩，其可用来牢靠地钩合脊椎板。每个足部还有一对通孔。当此种导向组件装附到一脊椎板上时，每个通孔对应于脊椎板上的一个螺纹孔。此系统还包括有多个双头固定销。其第一头的直径大于足部上边孔的直径。其第二头的直径小于通孔但大于脊椎板中的螺纹孔的直径。固定销用来在进行荧光镜观察与钻孔和攻螺纹时使脊椎板相对颈椎保持就位。此系统还包括有一带有一止动件的钻头与丝锥套筒。此套筒的外径略小于足部上的通孔。此系统则是计划用于一带有一止动件的钻头的。
与先有技术的前向板式固定系统相比，本发明能提供许多的优点与有利之处。一个优点是本发明的板式固定系统可以使在安装器械的部位处的插入量最少，另一个优点是减少了需要用来将骨螺钉刚性地固定到骨与脊椎板上的部件个数。
再有一个优点是，一旦通过板凹座和本发明的其它方面将相应器械植入后，这种器械会具有匀称的外部轮廓。这里的骨螺钉与螺钉固定装置的安全地保持成与所述板的表面平齐或在其下，从而消除了刺激和损伤周围组织的潜在根源。
对于熟悉脊椎器械安装技术领域的技术人员，在考虑了下面的描述与附图后，便可认识本发明的其它的优点与目的。
                 附图的说明
图1是具有依据本发明一实施例的颈椎板式固定系统的器械安装的上部颈椎的示意图；
图2是依据图1所示的本发明一实施例的颈椎板的顶视图；
图3是图2所示的板沿3-3线截取的依箭头示向观察的侧视横剖图；
图4是图2所示的板沿4-4线截取的依箭头示向观察的端视横剖图；
图5是与图4类似的此板的端视横剖图，其示明的板式固定系统中，固定螺钉在牢靠地固定到颈椎板上之前部分地旋拧入到脊椎骨之内；
图6是与图4类似的端视横剖图，示明了此种板与固定螺钉的另一个实施例；
图7是与图4类似的端视横剖图，示明了本发明的板与定位螺钉的又一实施例；
图8是此种固定板的另一实施例的顶视图；
图9是依据本发明的固定板的又一实施例的顶视图；
图10是与前述图中所示的固定板相结合使用的依据本发明的钻头与丝锥导向组件的分解图；
图11是图10中所示的钻头与丝锥导向组件的组件支承件从11-11线沿箭头示向观察的顶视图，其中所示明的十字头销是它插入此组件支承件前的情形；
图12是图10所示的定位螺钉的侧视图；
图13是前述钻孔与丝锥导向组件在典型钻孔与攻螺纹作业中的布置形式的侧视图；
图14是板支架钻头导向组件的前视剖面图；
图15是此导向组件的侧视剖面图；
图16是图14中按16-16线上的箭头示向观察时所示足部的顶视图；
图17是与一骨板相接合的支架的前视图；
图18是双头销的侧视横剖图；
图19是依据本发明的与前图中所示的固定板结合使用的导向组件的分解图；
图20是本发明的侧视剖面图。
              优选实施例的说明
为有助于理解本发明的原理，下面参看附图阐明的实施例并用专门性的语言来描述这些实施例。但应认识到这并不是用来限制本发明的范围的，至于对所述装置所作的变动与进一步的改型以及对这里所阐明的本发明的原理作进一步的应用，这对于熟悉与本发明相关技术的技术人员说来只是通常的内容。
根据本发明的一个实施例，将一块细长的固定板20装配到上颈椎骨C1-C4上，具体地是装设到C3-C5的脊椎骨之间。这样一种配置有可能产生C4脊椎骨要求整合的问题或提出在这些脊椎骨之间的椎间盘问题。自然应该认识到，虽然图1描述了在C3与C5脊椎骨之间的器械，但本发明是设想到把这种器械应用到其它脊椎骨的高度之上的。通过普遍地采用本发明系统的部件，固定板20可以由多个骨结合螺钉30结合到各个脊椎骨上。提供有螺钉固定装置40，以将某些骨结合螺钉牢靠和刚性地接合到前述板上。
现在参见图2-4，据此可以掌握固定板20的详细结构。板20包括一个配置成与脊椎骨相邻的下表面21，一个相对的上表面22，以及一第一端23和一个相对的第二端24。有一个桥部25跨接在板的两端上。
本实施例的板20包括多个界定在所述板上的螺纹27。在此优选实施例中，在第一端23与第二端24的每一个上设有两个螺纹孔。因而就包括有四个这样的螺纹孔，得以使固定螺钉通过这些孔安装到板上，这些螺钉向安装器械的脊骨提供一种坚实的四边形固定。如图4中清楚所示，每个螺纹孔27包括一个由板的上表面22所限定的球形凹座28。正如这里详细讨论过的，凹座28可用来纳置下且实际上隐装穿过此种螺纹孔的一固定螺钉的头部。
再参看图4，可以看到在板的一端例如端部24处的两个螺纹孔27各在轴线A1和A2处切割出。这两条轴线在板的上表面22的上方会聚成一角度D，这样就能显著地优于先有的系统。在先有的颈椎固定板中，这种螺纹孔的轴线一般是垂直于弧形板面，例如在Synthes颈椎板中。借助这种板的曲率，螺钉必须插入的螺纹孔的轴线相对于脊椎骨“发散”。这就意味着在此种器械安装点的周围必须有较多的软组织回缩，以使固定螺钉能通过螺纹孔并旋拧入脊骨内。另一个方面，根据本发明的这个方面，在板各端的两个螺纹孔27之间的“发散”角D则可使两个固定螺钉从板上方的大致相同位置插入。在这种情形下，为了让外科医生能把一固定螺钉插过板并进入脊椎骨内，只需回缩较少的软组织。在一个具体实施例中，螺纹孔轴线A1与A2之间的角度约10度。已然证明，这一角度能相当地便利于将螺钉插入脊骨内，而且是允许螺钉流线型地进入到植入点。
如图3和4所更清楚表明的，板20形成为在两个方向上有特定的曲率。如图4所示，板21的下表面21大致弯曲成与脊椎骨的前表面的曲率相对应的半径R。这种弯曲形式是本项技术中周知的，例如可从Synthes板上看到。对颈椎来说，约3.80mm(1.5英寸)的半径R1是可以接受的。但是依据本发明，固定板20的下表面21也沿其长向弯曲至一半径R2，如图3所示，与颈椎的脊柱前凸的曲率相对应。这种板件，例如Synthes板不论在什么情形下都必须在手术时加以弯曲。业已发现，在此板的下表面21以脊柱前凸的曲率半径R2来形成固定板20时，可以消除外科医生在这种手术中的不必要的活动，且还能减少这种板在外科现场弯曲时会出现的固有弯曲应力。在颈椎的应用中，约18.4mm(7.25英寸)的半径符合于颈椎脊柱前凸的曲率。
现在参看图5，其中示明了骨接合螺钉30的细节以及它们与固定板20的交界面。每个骨接合螺钉30包括一个细长的柄31，柄31具有一下方螺纹部31b和一上方平滑部31a。与此平滑部31a相邻接的是此螺钉的加大的头部32。头部32包括一截头球形的上表面33a和一个相对的按球状切成的下表面34。下表面34弯曲成的弧形能与板20中螺纹孔27的球状凹座28相匹配。上表面33经切截形成一平表面，且确定出一形成在其中的驱动工具用的凹座35。此驱动工具用的凹座可用来接合一种标准的驱动工具，例如常用来将骨螺钉旋拧入脊椎骨内的六方头工具。
本发明的螺钉30的一个重要方面在于头部32的上表面33的构型。上述头部的这种切截了的球形特点能允许整个的螺钉头32实质上完全落定到螺纹孔凹座28内。在这种方式下，螺钉头32的一部分便基本上与板的上表面22平齐，而此螺钉的其余部分便处在凹座28内于上表面之下。在图5中，骨结合螺钉30所示明的是它正好处在完全固定到固定板20中之前的情形。图6在表明此种骨螺钉的另一实施例的同时，还精确地表示出本发明的平齐安装方面。螺孔轴线A1与A2的特殊角度要求对加大的螺钉头32的上表面作出切割。尽管在此优选实施例中此上表面是一截头的球面33a，但应认识到此头部32能够仅仅包括斜的周边，只要此头部32所切去的部分是以使此头部基本上与固定板20的上表面22平齐或在其下方即可。
与其它的颈椎植入系统相同，本发明也提出了某种装置用来把骨接合螺钉30固定到固定板20之上来防止螺钉随着时间推移而松动。为此，本系统包括有一清楚示明于图4和5中的螺钉固定装置40。在本发明的一个实施例中，螺钉固定装置40包括一个螺纹定位孔41，它形成在板的各端并处于两个螺纹孔27之间的板20之中。固定孔41包括一个由板的上表面22所限定的凹孔42，后者更具体地示明于图4的横剖图中。
从图2与4中可以看到，固定孔41以及特别是凹孔部分42，它们与螺纹孔27共有一个重叠部分43。这一重叠部分的必要性显示在图5中，图5表明了此固定装置40的一第二部件，即锁定螺钉45。此锁定螺钉45包括一个螺纹柄46，后者的结构制成可接合到板20的螺纹孔41中。锁定螺钉45包括一个平头部47。它薄到足以完全坐落于板20的凹孔部42内，使得锁定螺钉不会暴露到此板的上表面22之上。平头部47包括一对驱动工具孔48，它们的构型制成可接纳一种销子型的驱动工具，用来将锁定螺钉45旋拧入固定孔41中。其它的构型，例如六方头凹座也可用来将锁定螺钉45旋拧入固定孔41中。
锁定螺钉45特别是在重叠部43与位于螺纹孔27内的骨接合螺钉30相接触。通常，骨接合螺钉30是已经完全旋拧入脊椎骨内，使得螺钉的下头部表面34与板中的球形凹座28直接接触。(这种螺钉示明于图5中时稍往回退，以便形式上完全看清本发明的特点)。此外，固定板20的下表面21通常是在受压下与脊椎骨接触。在这种结构中，锁定螺钉45被驱入固定孔41中，直至头部47在重叠部43处接触上并牢牢地夹合住两个骨接合螺钉30的一部分头部32。
增设固定设置40与锁定螺钉45提供了一种用来将骨接合螺钉30刚性地固定到定位板20上的装置。确切地说，这种骨接合螺钉30当由锁定螺钉45夹定时，它在螺纹27的凹座20内摇摆或转动的能力均受到了严格的约束。本发明的螺钉固定装置40提供了一种一次固定上两个骨接合螺钉的独特方法。先有的技术需要用单独的装置来分别固定每个螺钉，这样就使得过程复杂化并给植入物增加了额外的器械。另一方面，本发明的固定装置40则使得将骨接合螺钉30刚性地固定到板20上的过程大大地流线型化了。根据一种典型的过程，一旦在脊椎骨内钻出有适当的孔并攻出螺纹后，板20便可相对脊椎骨定位，并同时使骨接合螺钉30通过此板中的螺纹孔27驱入骨内。当螺钉30业已驱进适当深度和具有适合的转矩后，螺钉固定装置40的锁定螺钉45便能牢牢地旋拧入固定孔41内，以将各个骨螺钉30的头部32夹定于它们各自的凹座28内。
再来考察图1-3以阐明本发明的固定板20的另一个特点。依据本发明的一实施例，板20包括有一形成在该板的桥部25中的槽50。槽50有一凹面51，其形状与螺纹孔27用来接纳如前所述的骨螺钉30的头部的球形凹座28相类似。依据本发明，槽50或是沿此槽的长度的轴线S定位成相对于固定板20的纵轴线L成锐角T。这种对角线槽50提供了一种装置，用来将一附加的骨螺钉支承在固定于板的端部的两个安装器械的脊椎骨之间。
与通过板20的端部处的螺纹孔27的骨接合螺钉不同，一穿过对角线槽50的螺钉最好不包括任何用来将此螺钉的头部刚性地固定到板20上的装置。这样在槽50内的一螺钉与所间跨的脊椎骨之间只提供了一种“半刚性”的固定。虽然在板两端处作刚性固定对于将板20保持成牢牢地接合到脊椎骨上是至关重要的，但通过槽50的中间螺钉的非刚性固定之所以需要并在事实上希望具有它，是为避免随着脊椎骨的器械安装而出现的复杂性。
槽50取其锐角T的方向可使板的桥部25回切稍许，这样就可减少侵入周围组织的数量和带来的伤害。特别是桥部25的侧壁26可以切成与槽壁平行，只要能保持有足够的材料来支承此槽并防止板20在此槽处破裂即可。类似地，在板的端部于螺纹孔27的周围也必须有足够的材料来给出一块足够结实的板件。本发明的目的之一在于减少对周围组织的损伤程度以及当把固定板安装到脊椎上时所需占据的空间量。按所示方式裁切出固定板的轮廓构造例如桥部25的侧壁26就能实现上述目的，同时能减少制造板所耗用的材料。
本发明的另一实施例包括图6所示的固定板55。固定板55包括一下表面56，它的构造制成可与一颈椎的表面接触。与前一实施例的固定板20相同，板55在其各端有一对螺纹孔57。每个螺纹孔57包括一个球形凹座58，其可用来安装下一个与螺钉30类似的骨接合螺钉。
固定板55在把骨接合螺钉固定于板上时的方式上不同于前述板20。特别是板55不包括图5所示的锁定螺钉45或固定孔41。相反，本实施例的螺钉固定装置59则在于改进此种骨螺钉与板。具体地说，定位装置59包括一个下部的圆形凹座60，它限定在板50的下表面56处的螺纹孔57中。提供有一种改进了的骨接合螺钉62，它包括一个具有骨接合螺纹的细长柄部63。骨接合螺钉的头部64的构型制成与骨接合螺钉30的头部32类似，使得这一螺钉所在位置能与固定板55的上表面平齐或在其下方，而以头部64的下表面65与球形凹座58接触。
骨接合螺钉62在螺纹柄部63与头部64之间有一光滑的柄部67。紧接螺钉头部64之下在光滑的柄部67之上限定出一沟槽68。沟槽68的形状制成可纳置下一O型密封圈69，且使密封圈69夹置在沟槽68与固定板55的下部凹座60之间。此密封圈最好由结实到可抵抗螺钉拉出的生物相容的弹性材料制成。特别是此种骨螺钉的任何向外运动都能由通过密封圈69在沟槽68与凹座60之间传递的压力所阻止。
上述颈椎固定板的又一实施例示明于图7中。在此实施例内，一固定板70包括一上表面71和一相对的下表面72。通过此板，按图1-4所示实施例中的孔27以相同角度界定出一对螺纹孔74。此外，与图5所示实施例相同，包括有一个结合着一锁定螺钉的螺钉固定装置75来帮助把骨螺钉夹定到固定板上。但在一个前述实施例的改型中，螺纹孔74按一包含角M渐减成锥形。这一锥度M从上表面71会聚到下表面72。在此实施例中还包括一骨接合螺钉77，它按一包含角N取锥形。这两个角度M与N是最好为2～3度的莫氏(MORSE商标)锥度角。此种莫氏(MORSE)锥度角是机械设计中周知的用来在两个部件按莫氏(MORSE)角切割时于其间形成紧密接合的。骨接合螺钉77包括一个螺纹部78和一个头部79。至少是骨接合螺钉77的头部79按莫氏(MORSE)锥度N呈锥形，以牢靠地固定于螺纹孔74的莫氏(MORSE)锥度M之内。这两个莫氏(MORSE)锥度间的界面，使得骨接合螺钉77特别是在与螺钉固定装置75结合时具有更高的牢固程度。
为了对所提出的各种脊椎问题给出一种更广泛的用来固定到颈椎上的板，已能够提供许多不同的具有一完整颈椎固定系统的脊椎板。两个这类不同的板示明于图8和图9中。第一种板80是近似于一个方形板，在此板相对端上有两个螺纹孔，它们与固定孔41在一起，如前所述用来纳置一螺钉固定装置40。但在这一实施例中，前一板中的槽50则被取消而采用一单一的一个孔81。这个单一孔不允许改变固定螺钉相对于刚性固定螺钉的位置，但它为此种固定板提供了一种用于非刚性结合的装置。
图9所示的固定板85与图1所示的板20基本类似，只是增设了若干个平行的槽。具体地说，在板85的桥部90中包括有槽86～89。此外与板20相同，桥部90的侧壁21按槽角裁切，以实现以前述及的功能。利用本发明这一实施例的固定板85，有多个槽可使此固定板跨越多个颈椎骨。每块相续的板的端部在横向上重叠，使得中间的单个脊骨能安装上两个穿过两个不同的槽例如接续的槽86与87的骨螺钉。从图9中还可以看到，槽86与89的长度大于槽87与88的长度，这主要是由于槽87与88是位于桥部90的中间的缘故。为了让这些槽的周围具有足够的材料，居中的槽87与88不能具有与两端槽86与87相同的长度。
在本发明的颈椎板固定系统中还包括有一钻头和丝锥导向组件100，它的详细结构将结合图10-13进行描述。首先应知，在先有技术的典型系统中，此固定板本身便起到用于在脊骨中钻出孔位置来接纳固定螺钉的导向件作用。当前尚没有机械和方法可使外科医生能于荧光镜下，在只利用一种器械并在所有植入步骤完成前不使此器械除去的条件下，使前向颈椎板牢靠地保持抵靠脊椎体的前向表面上，而能够合适的准直、钻孔、攻螺纹和最终使骨螺钉安装就位。例如在Synthes颈椎的板式固定系统中，是用一种板定位器使板定位于脊骨上同时来钻出各个螺纹孔。在此提供有一种软组织保护器，它围绕着钻头设置并位于此板的螺纹孔中。这样，由于此组织保护器套的一部分是位于螺纹孔之内，能通过此孔的钻头与丝锥的直径就必须显著地小于此孔的直径。这就意味着骨中螺纹孔小于待固定到脊椎内的骨螺钉，从而导致比起丝锥较接近骨螺钉本身的直径的情形更难将骨螺钉旋拧入。本发明的钻头与丝锥导向组件100消除了这种困难。此外，这里的丝锥导向件实际上能无误差地在脊椎骨中确定出钻出与攻螺纹的孔，而这在先有技术装置中用那种实质上是悬臂式支撑的软组织取出器套是不能立即完成的。此种钻头与丝锥导向组件100包括有若干个部件，例如组件的支承件101、套筒102、钻头导向件103、钻头104、一定位螺钉105与十字头销106。
组件支承件101包括一导向体110，它实质上是一个实心块件，其带有一个仿形的下表面111，该表面能配合一个固定板20(例如图1中所示的板)的上表面的轮廓。此导向体110包括一个延伸到其一侧与底边之外的整体凸缘113。特别是凸缘113可与板20的一个端面对接合上，这在图13中有较具体地表示。凸缘113有助于恰当和可靠地使导向组件100相对于板20和脊椎定位。导向体110包括一对导向孔115和116，这两个孔排列成与板20中的固定螺钉的孔27的轴线A1与A2重合的一线上。这样，当导向体110处在板的上表面22的顶部上时，这两个导向孔115和116应该基本上对准并同板20一端上的圈定螺钉孔27相重合。
导向体110以一种独特的方式与板20接合。为进行此种接合，导向体包括一个定位螺钉孔118，它位于两个会聚的导向孔115和116之间的中央。此定位螺钉孔118可用来在其中纳置一部分定位螺钉105。在此优选实施例中，此定位螺钉105包括一个旋拧入接合到板20中螺纹定位孔41内的头部125。(此定位孔41还用来接合作为如前述的螺钉定位装置一部分的锁定螺钉45)。从带螺纹的头部125延伸出一个在其端部上有一驱动稍127的杆部126。此驱动稍包括一横向槽128，它可用来置纳一驱动器械例如一改锥，以把带螺纹的头部125拧合到板20的定位孔41内。此定位螺钉还包括上述杆的一个仿形部129，其可用来为十字头销106提供一个锁定面。如图10与11所示，十字头销106穿过一垂直通达定位螺纹孔118的十字头销孔120。此十字头销孔叠合到定位螺钉孔118与导向孔115或116中相应的一个之上，例如在图11中所示的重叠部121。
上述各个部件的重要性可以通过描述组件支承件101安装到固定板20上的方式来加以认识。具体地说，在使用这种组件支承件的一种方式中，定位螺钉105的螺纹头125旋拧入板20的定位孔41中，而以它的杆126从板的上表面22向上突伸出。然后把导向体110放到定位螺钉105之上而使螺钉穿过导向体的中心处的定位螺孔118。凸缘113有助于使导向体110相对于板的边缘24定位，更确切地说是相对于板的端部处的螺纹孔27定位。随着把导向体110安装到定位螺钉105之上，十字头销106便推过定位螺钉105各侧上的十字头销孔120。于是十字头销106便与定位螺钉杆126的仿形部129接触。这时的导向体110至少是通过使定位螺钉105以及与此定位螺钉接合的十字头销106两者定位而与板20作初始连接。但在此阶段，导向体110与板20之间的接合是不紧密的，而要等待下一个用来完成钻头与丝锥的导向组件100组合的步骤。定位螺钉孔118允许通过一驱动工具来与驱动梢127结合，特别是与定位螺钉105的槽128接合，以在完成上述组合时将螺钉牢靠地旋拧入螺纹孔41内。
组件100还包括一上丝锥套筒102，后者包括一筒体130，其限定一个从中贯通的钻头导向孔131。在筒体130的一端是一个带锥度的端部132，它的一般构型制成可接合到板20中的螺纹孔27的球形凹座28内。筒体130的另一端包括一扩大的止动件133。从名义上说，筒体130的直径略小于导向孔115或116中某一个的直径，而止动件133则有一个大于这些孔的直径的直径。当增设此丝锥套筒102后，就可以完成组件支承件101与板20之间的接合。一旦导向体110借助定位螺钉105和十字头销120初步定位和接附到板上时，筒体130便可以通过所述两导向孔之一例如导向孔115，直立筒体130的有锥度的端部132接触上板20中的球形凹座28。当筒体130通过孔115后，此筒的外表面便压住十字头销106中的一个，这一十字头销便牢牢地压住定位螺钉105的杆部129。这样就给钻头与丝锥的导向组件中所有部件从丝锥套筒102到板20提供了一种牢靠的接合关系。十字头销106在压抵定位螺钉105的同时还回压住筒体130，以提供一定的夹持力使此套筒保持于导向体110内。
当钻头与丝锥导向组件100的上述部件牢牢结合好后，就能使钻头导向件103通过丝锥套筒体130的孔131内。钻头导向体135包括一钻头孔136，可允许钻头104通过其中。导向体135还包括一止动件137，它大于丝锥筒体130内的钻头导向孔，能防止该钻头导向件完全通过此丝锥筒体。以上各部件的最终布置形式示明于图13的侧视图中。从此图中可以看到，凸缘113促进了导向体110相对于板20定位，以使钻头孔131与螺纹孔27准直。导向体110当由定位螺钉105和十字头销106固定到板20上时，便可以牢固而精确地定位丝锥套筒102，使钻套103叠套于丝锥套筒内，最后让钻头104通过各个这些部件。可以肯定，本发明的钻头与丝锥导向组件100能为在相对于固定板20的适当位置处，于脊椎骨上钻孔和攻螺纹提供一牢靠的基础和精确地定位。本发明的组件100仍然利用固定板20作为使所述螺纹孔定位的模板。但是组件100与先有技术的任何类似装置相比却能为从事钻孔与攻螺纹作业提供更坚实的基础。
图14-19中示明了本发明的另一实施例。在此实施例中，所述系统包括一种支架-钻头导同件150、双头固定销170、带有止动件181的钻头-丝锥套筒180、带有止动件183的钻头182、骨用丝锥(未示明)、骨螺钉30与一骨板20。此支架-钻头导向件包括两个足部157、两个臂151和152、一个锁定机构153和一个手柄162。每个足部限定出一对通孔158，它们在骨板20与支架-钻头导向件150接合上时同螺纹孔27对准。此支架-钻头导向体的各个足部157上的有一小钩161接附于板20的各端上的一缺口159中。然后，锁定机构153收紧，使导向件150牢牢地附着于板20上。如图18所示，设置的双头固定销170是用来使整个导向件-板组件暂时安装到骨上。销170包括：一第一头部171，其直径大于足部157的通孔158的直径；一第二头部172，其直径小于通孔158的直径组大于板20中的螺纹孔27的直径。第一头部171和第二头部172由一颈部173连接。固定销170还包括一个附着于第二头部172上并逐渐变细至一个尖点部175的轴174。参看图19，销170的第一头部171位于足部157之上，而颈部173则穿过通孔158，第二头部172则坐定于球移凹座28中，轴174与尖点部175则经螺纹孔27而进入骨内。在上述导向件的各个足部157中的两个孔158的一个之内置放有一个销170，这样就能使板20相对于颈椎保持就位，同时能由荧光镜验证其最终定位。
参看图19，有一螺钉依下述方式位于板20两端23、24的各个未用到的螺孔27中：钻头-丝锥套筒180位于导向件150的各端内未用到过的孔中。然后，应用带止动件183的钻头182通过套筒180，随后使用带一止动件的骨用丝锥(未示明)。然后除去套筒180，而让骨螺钉30通过导向件150的足部157中的同一孔就位。在螺钉30向下拧紧后，它便座定于板20的端部23、24的球形凹座28中。
当于板20的各端23、24中放置好一个骨螺钉30之后，便除去定位销170而让套筒180置放于这些孔的每一个之内，重复这一过程，直至两个螺钉30将板20的各端牢牢地装附到颈椎之上为止。至此，将锁定机构153松开而除去导向件150。
重要的是应注意到，这种导向件是可以调节到覆盖板长的整个范围。导向件150的臂151、152通过一枢轴销160安装成可相互相对转动。这两个臂151、152所形成的角度可由一锁定机构153来调节。锁定机构153包括一锁定杆155、枢销156以及调节钮154。
现在参看图14与17，锁定杆155通过枢销156伸展。锁定杆155设有一外螺纹面而枢销156设有一匹配的内螺纹面。这两个螺纹面相啮合，使得当锁定杆155通过启动调节钮154而转动时，锁定杆155的转动作用将朝相反方向推迫这两个枢销156，由此能加大或减小臂151、152之间的角度而给板20上提供或松驰夹合力。
再来参看图16，每个足部157界定出两个切出的安装点166。如图14与15所示，各个臂151、152则设有两个钩爪164，通过一个榫165各爪接附到各个足部157的接附点166之上。足部157于是可旋转地装附到臂151、152上，得以适用于各种长度与曲率的板20。
图19示明了一钻头182与钻头套筒180。通过套筒180内还装配有一骨用丝锥(未示明)，用来给骨螺钉30钻孔。套筒180必须卸除以使骨螺钉30能配合通过导向件150的足部157，当然此系统也可设计成使得骨螺钉30与改锥本身也能装配成通过套筒180。这就意味着套筒180在骨螺钉30牢靠地固定到板20与骨上之前不会被取下。
在图20所示的另一实施例中，导向件190的构型提高了外科手术中对植入物的观察能力。桥部163是按90°角装附到臂191上。臂191在部位192处稍弯曲，同时设有一肘节部193。在这种结构中，导向件190不会妨碍对外科手术工作点的观察。
尽管本发明业已在附图与前面的说明中作了细致的阐明与描述，但这些只应视之为解释性的而并非对其特征的限制，应该认识到这里只示明和描述了优选实施例，而属于本发明精神范围内的变化与更改形式理应受到保护。

Claims (17)

1.一种支架式钻头导向工具，用于由具有螺纹孔的脊椎板进行器械安装的脊椎骨内精确地钻取固定孔，此导向工具包括：
一第一臂与一第二臂，所述第一臂装附在所述第二臂上，每个所述臂有一近端与一远端；
一个装附在所述第一臂的近端上的第一足部和一个装附在所述第二臂的近端上的第二足部，每个所述足部界定出多个大小可置纳一驱动工具的通孔，每个通孔配置成当此工具与一脊椎板接合上时与此脊椎板上的一螺纹孔对准；
一个装附到各个所述足部上的钩，此钩限定出一个用来与脊椎板的一边缘接合的表面；以及
一个锁定机构，其构造成能将所述足部锁定到这样一个位置上，以相互相对地使在各个足部的钩之间的脊椎板接合上与所述板中螺纹孔准直的所述通孔。
2.如权利要求1所述的支架式钻头导向工具，其特征在于：
所述臂是可旋转地装设在一枢轴上；而
所述锁定机构包括有一螺纹接合到与该枢轴分隔开的所述第一与第二臂之间的螺纹杆；从而，由此，所述臂能随所述螺纹杆的转动而转动，从而改变所述两个足部之间的相对位置。
3.如权利要求2所述的支架式钻头导向工具，其特征在于：所述第二臂短于第一臂，并且是通过一枢轴在一枢支点处可旋转地安装到第一臂上。
4.如权利要求1所述的支架式钻头导向工具，其特征在于：所述足部是可旋转地装接于所述臂上。
5.一种支架式钻头导向工具，用于由具有螺纹孔的脊椎板进行器械安装的脊椎骨内精确地钻出固定孔，此工具包括：
一对足部，每个足部具有：
多个通孔，每个所述通孔配置成当此工具与颈椎板接合时与此脊椎板上的一螺纹孔对准；
一种钩，其装设在各所述足部上，每个所述钩限定出一个用来与脊椎板的一边缘接合的表面；以及
一个锁定机构，其构造制成能将所述足部相互锁定到这样一个位置上，使在各所述足部的所述钩之间的脊椎板接合而所述通孔与所述板中的螺纹孔准直。
6.一种用于由脊椎板进行器械安装的脊椎骨内精确地钻出固定孔的系统，此系统包括：
一块脊椎板，它有一个用来与一脊椎骨接合的下表面以及一个相对的上表面，此脊椎板包括：
一第一端与一第二端，以及
多个螺纹孔，这些螺纹孔确定成在所述下表面与上表面之间通过所述板并可以让脊椎螺钉从其中通过；
一个支架-钻头导向件，它包括：
一第一臂与一第二臂，所述第一臂装附在所述第二臂上，每个所述臂有一近端与一远端；
一个装附在所述第一臂的近端上的第一足部和一个装附在所述第二臂的近端上的第二足部，每个所述足部界定出多个大小可置纳一驱动工具的通孔，每个所述通孔配置成当此工具与一脊椎板接合上时与此脊椎板上的一螺纹孔对准；
一种装附到各所述足部上的钩，所述钩限定出一个用来与脊椎板的一边缘接合的表面；以及
一个锁定机构，其构造制成能将所述足部相互锁定到这样一个位置上，以使在各所述足部的钩之间的脊椎板接合，而所述通孔与所述板中的螺纹孔准直。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，此系统还包括：
多个双头固定销，每个所述销具有：
一第一头部，其直径大于该足部中的通孔的直径；
一第二头部，其直径大于所述板中的螺纹孔的直径但小于足部中的通孔的直径；
一个颈部，它连接着第一与第二头部；以及
一个轴部，它有一个接附到第二头部上的第一端，所述轴部的大小则能插过所述足部中的通孔，而此轴还有一个逐渐变细成一尖点的用于插入脊椎骨内的第二端。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于：该板的各端在此板的下表面上界定有一缺口，用来纳置各个足部上的钩。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于：
所述板有一对螺纹孔，它们确定在所述第一与第二端上，在所述下与上表面之间，并横切此板的所述纵向轴线相互分开，而所述对螺纹孔的中心线则在所述板的所述下表面下相互相对发散开；和
在所述足部中的所述通孔则相互相对与所述螺纹孔的所述中心线相准直地发散开。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：
每个所述螺纹孔包括有一球形凹座，其从所述板的上表面起而限定于此板中；和
所述双头销的所述第二头部的尺寸与外形制成可使其纳置于所述凹座中。
11.一种用于由脊椎板进行器械安装的脊椎骨内精确地钻出固定孔的系统，此系统包括：
一个脊椎板，此脊椎板具有一个可与一脊椎骨接合的下表面以及一个相对的上表面，同时包括：
多个螺纹孔，它们确定在所述下表面与上表面之间，通过所述的板并可以让脊椎螺钉从其中穿过；和一个钻头导向件，它包括：
一个导向体，此导向体的一个下表面的构型制成可与所述脊椎板的所述上表面并置并界定出一个通过其中的导向孔，所述导向孔安排成当所述导向体与所述脊椎板并置时同所述多个螺纹孔之一个对准；以及
一种用来使所述销的一端与所述导向体同时使所述销的另一端与所述脊椎板作刚性接合的装置。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于：它还包括有一个细长的套筒，此套筒的一第一端构造成可置纳于所述导向体的所述导向孔内，而所述套筒还有一个通过其中的钻头孔。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于：它还包括一个细长的钻头，此钻头的一柄部构造成可旋转地装设于所述细长套筒的所述钻头孔内，同时此钻头还有一个用来钻入骨内的钻尖。
14.一种用来在脊椎骨内精确地钻出固定孔并用一种脊椎板使脊椎骨器械安装的方法，此方法包括：
抵靠一脊椎体的一表面安装上一脊椎板，所述脊椎板有多个从其中穿过的螺纹孔；
将一个支架-钻头导向工具装附到所述脊椎板上，此工具有多个通过其中的通孔，每个所述通孔与所述板上的多个螺纹孔之一对准；
将一个钻头-丝锥套筒置放到所述工具的通孔之一之内；
经由所述套筒与螺纹孔对脊椎骨进行钻孔；
从所述板移去所述套筒和导向件；以及
通过所述螺纹孔将一骨螺钉座定于所述板内。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述工具包括：
多个足部，它们具有多个通孔；以及一个锁定机构，它的构造制成可将所述足部锁定到所述脊椎板上；此外，将支架-钻头导向工具装附到脊椎板上的步骤还包括：将所述足部接合到脊椎板上，以通孔与所述板中的螺纹孔准直，并将这些足部相对于所述板锁定到一起。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：首先将所述工具装附到所述脊椎板上，然后将所述脊椎板抵靠脊椎体的表面安装，而以一钩装附到各所述足部的一边缘上。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述将支架-钻头导向工具安装到脊椎板上的步骤包括，将多个双头固定销穿过准直的所述通孔与螺纹孔而进入脊椎骨内，这种双头固定销具有：
一第一头部，其直径大于所述足部中的所述通孔的直径；
一第二头部，其直径大于所述脊椎板的螺纹孔的直径但小于所述足部中的通孔的直径；
一个颈部，其将所述第一与第二头部相连接；以及
一个轴部，它具有一个接附到所述第二头部的第一端和一个逐渐变细到一个尖点的第二端。
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