專利名稱：非融合脊柱側凸可擴張脊柱桿的制作方法
與巨融合脊柱側凸可擴張脊柱桿相關申請的交叉引用
本公開要求2009年12月I日提交的、名稱為“Non-Fusion Scoliosis ExpandableSpinal Rod”的美國專利申請號61/265，568的優先權，其被整體地通過引用結合到本文中。
背景技術：
脊柱側凸是一種醫學疾病，其中，個體的脊柱彎曲偏離其解剖形狀，通常呈“S”或“C”形狀，并且還可能繞著脊柱的豎直軸線或縱向軸線旋轉。脊柱側凸對于包括未完全長成的嬰兒、少年和青少年的年輕人而言可能是特別痛苦且危險的疾病。根據年齡、彎曲的嚴重性和疾病發展的可能性，可以以各種方式來對待具有脊柱側凸的年輕人。用于脊柱側凸的常規選擇包括觀察、支具和手術。當很可能進一步發展時，當彎曲引起顯著的疼痛時，和/或當彎曲影響諸如呼吸的生理機能時，通常表明應當對少年脊柱側凸進行手術。手術干預通常導致脊柱的受影響部分的融合，其通常被理想地延遲直至病人骨骼成熟。然而，少年脊柱側凸的某些嚴重情況要求在骨骼成熟之前的手術干預以防止彎曲的發展和/或使脊柱穩定。在這種情況下，多次手術是常見的以逐漸地修正彎曲和/或修改手術構造以允許生長或逐漸地移動已彎曲或扭曲的脊柱。

發明內容
本公開一般地涉及整形術。更具體地，本公開涉及非融合脊柱側凸構造，其包括在沒有顯著創傷手術干預的情況下允許桿的延伸、構造的生長和病人脊柱的延伸或修正的磁致動生長桿。該裝置包括可主動擴張桿，其被使用鉤子、螺釘和/或其它緊固機構安裝到病人的脊柱或肋骨以將其固定于病人脊柱的后面或允許修正不期望脊柱彎曲的病人脊柱的幾乎任何其它部分。該系統優選地在沒有進一步手術的情況下利用磁場被從病人的身體外面磁性地激活以進行擴張。該系統通常被指示用于青少年特發性脊柱側凸、早發性脊柱側凸和/或胸廓機能不全綜合癥，但不限于此，并且可以用來治療幾乎任何類型的脊柱側凸，或者可以在幾乎任何治療中采用，其中，安裝在病人體內的桿的延伸是期望的，不需要創傷性手術干預。依照某些實施方式，提供了一種用于安裝在被固定于具有脊柱側凸的病人的解剖結構的附接機構之間的生長桿。生長桿可以包括具有附接端部的基礎桿和可相對于基礎桿沿著縱向軸線平移的可延伸桿。外殼可以圍住可延伸桿的至少一部分和可旋轉地安裝在外殼內的磁體。可以提供與磁體和可延伸桿相關聯的齒輪減速機構，齒輪減速機構與來自磁體的輸入旋轉相比減小到可延伸桿的輸出旋轉。依照某些實施方式,提供了一種生長桿,其可以包括外殼、在外殼的第一端部處被附接到外殼的固定桿以及沿著生長桿的縱向軸線運動并從外殼的第二端部延伸的可延伸桿。可以提供被安裝在外殼內的磁體，使得由外部磁場引起的磁體的運動被輸入到齒輪減速機構。齒輪減速機構可以減小輸入運動以產生被轉換成可延伸桿的縱向運動的輸出。
依照某些實施方式，提供了一種可擴張脊柱生長桿，其可以包括在外殼的第一端部處被固定地附接到第一桿和從外殼的第二端部延伸并沿著縱向軸線運動的第二桿。可以將磁體設置在外殼內，其接合齒輪機構。磁體的輸入旋轉運動可以驅動齒輪機構，其被轉換成第二桿相對于外殼的縱向運動。提供本概要是為了以下文在詳細說明中進一步描述的簡化形式來介紹概念的選擇。本概要并不意圖識別要求保護的主題的關鍵特征或本質特征，也并不意圖被用來限制要求保護的主題的范圍。


當結合附圖來閱讀時，將更好地理解本申請的設備和方法的多個實施方式的前述概要以及以下詳細描述。出于說明本申請的生長桿和非融合脊柱側凸可擴張脊柱桿的目的，在圖中示出了多個實施方式。然而，應理解的是本申請不限于所示的精確布置和手段。在所述附圖中圖I示出依照本申請的第一實施方式的生長桿或非融合脊柱側凸可擴張脊柱桿的頂視透視 圖IA示出具有被安裝到那里的圖I的多個生長桿的脊柱的后視 圖2示出圖I的生長桿的側立視圖、前后立視圖和頂視平面 圖3示出分別沿著圖2的線A-A和B-B截取的圖I的生長桿的剖面 圖4不出圖I的生長桿的各種剖面圖和后立視 圖5示出分別從圖I的生長桿的圓圈Y內獲取的部件的分解圖和放大分解 圖6示出圖I的生長桿的磁體的磁性激活的多個視 圖7示出依照本公開的第二實施方式的生長桿的頂視透視 圖8示出圖7的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖9示出分別從圖7的生長桿的橢圓Y內截取的部件的分解圖和放大分解 圖10示出依照本公開的第三實施方式的生長桿的頂視透視 圖11示出圖10的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖12不出從圖10的生長桿的橢圓Y內截取的多個部件的分解和放大分解 圖13示出依照本公開的第四實施方式的生長桿的頂視透視 圖14示出圖13的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖15示出分別從圖13的生長桿的橢圓Y內截取的部件的分解圖和放大分解 圖16示出依照本公開的第五實施方式的生長桿的頂視透視 圖17示出圖16的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖18示出分別從圖16的生長桿的橢圓Y內截取的多個部件的分解圖和放大分解圖； 圖19示出依照本公開的第六實施方式的生長桿的頂視透視 圖20示出圖19的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖21示出在前向偏置位置上示出的圖19的生長桿的機構的多個操作步驟；
圖22示出在反向偏置位置上示出的圖19的生長桿的機構的多個操作步驟；
圖23示出分別從圖19的生長桿的橢圓Y內截取的多個部件的分解圖和放大分解圖； 圖24不出圖19的生長桿的棘輪臂和相關部件的多個視圖；圖25示出依照本公開的第七實施方式的生長桿的頂視透視 圖26示出圖25的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖27示出分別從圖25的生長桿的橢圓Y內截取的部件的分解圖和放大分解 圖28示出依照本公開的第八實施方式的生長桿的頂視透視 圖29示出圖28的生長桿的多個平面、立視和剖面 圖30示出圖28的生長桿的部件的分別從橢圓Z內截取的分解圖和放大分解 圖31示出分別從圖29的圓圈Y內和沿著圖29的線c-c截取圖28的生長桿的放大剖面圖；
圖32示出依照本公開的第九實施方式的生長桿的頂視透視 圖33示出圖32的生長桿的頂視平面、立視和剖面 圖34不出從圖32的生長桿的橢圓Y內截取的部件的分解圖和放大分解 圖35示出依照本申請的第十實施方式的生長桿的頂視透視 圖36示出分別從圖35的生長桿的橢圓Z內截取的部件的分解圖和放大分解 圖37示出圖35的生長桿的立視、剖面圖和放大剖面 圖38示出依照本公開的第i^一實施方式的生長桿的頂視透視 圖39示出圖38的生長桿的立視圖和剖面圖；以及
圖40不出從圖38的生長桿的橢圓Y內截取的部件的分解圖和放大分解圖。
具體實施例方式某些術語在以下描述中僅僅是為了方便起見而使用的且不具有限制性。詞語“右”、“左”、“下”和“上”表示所參考的圖中的方向。詞語“向內”或“在遠側”和“向外”或“在近側”分別指的是朝向和遠離病人的身體或者非融合脊柱側凸可擴張脊柱桿及其相關部分的多個實施方式的幾何中心的方向。詞語“前”、“后”、“上方的”、“下方的”、“橫向”及相關詞語和/或短語指定被參考的人體中的優選位置、方向和/或取向且并不意圖具有限制性。該術語包括上列詞語、其派生詞和類似意思的詞語。參考圖1-6，依照本公開的第一實施方式的生長桿10包括基礎桿I、被密封并優選地激光焊接至基礎桿I的底部外殼2、優選地被激光焊接并密封至底部外殼2的齒輪外殼
12、被密封并優選地激光焊接至齒輪外殼12的頂部外殼32以及從頂部外殼32延伸出來且可相對于頂部外殼32滑動的桿26。基礎桿I優選地在其中包括縱向縫槽la，縱向縫槽Ia接收被安裝到桿26的轉矩銷34以限制桿26相對于基礎桿I的旋轉或樞轉運動。因此，當基礎桿I被致動時，如下文將更詳細地描述的，桿26 —般地相對于生長桿10的縱向軸線平移，并且除了在構造的公差內的自由活動之外一般地不進行樞轉或旋轉。為了脊柱側凸的去旋轉，還可以使縱向縫槽沿著結構的軸線旋轉以使兩個桿16/26相互倚靠地扭轉。磁體18被大體上沿著縱向軸線可旋轉地安裝在底部外殼2內部并優選地被底部磁體蓋20和頂部磁體蓋22圍住。頂部和底部磁體蓋20、22優選地被激光焊接在一起以將磁體18密封在其中并固定于磁體18以便沿著縱向軸線與之一起旋轉。磁體18優選地被直徑地磁化，包括至少兩個磁極18a、18b且可以包括多對磁極(圖6)。底部磁體蓋20包括被與基礎桿I的附接端部Ib間隔開的偏心端部20a。基礎桿I和桿26包括附接端部lb、26b，其被用來將生長桿10附接到附接點或附接機構A1-A8 (圖1A)，諸如椎弓根螺釘A1-A6、鉤子、托架A7-A8或允許外科醫生將生長桿10安裝到病人的身體的其它附接機構。附接點或機構A1-A8優選地被安裝到病人的解剖結構的骨結構，諸如脊椎骨V、肋骨R、骶骨S、長骨或病人的解剖結構的其它相對強的剛性結構。當磁體18被致動而旋轉時，齒輪減速機構驅動桿26相對于基礎桿I平移，齒輪減速機構一般地位于齒輪外殼12內。第一實施方式的齒輪減速機構包括載架齒輪(carriergear) 4、叉狀物6、將叉狀物6樞軸地安裝到齒輪外殼12的叉銷8、繞著叉銷8在齒輪外殼12內樞轉的棘輪臂14和被安裝在棘輪臂14內的棘爪24。載架齒輪4包括與棘爪24的棘爪齒24a相互作用的外部齒輪齒4a和與桿26上的螺紋26a相互作用的內部齒輪齒4b。除磁體18之外，第一實施方式的生長桿10的大多數部件由鈦或鈦合金材料構成。然而，生長桿10的部件不限于利用鈦或鈦合金材料的構造，并且可以由鈷-鉻材料、聚合材料或優選地不可磁化、一般地是剛性的且強的、生物相容、能夠采取各部件的一般尺寸和形 狀且能夠耐受生長桿的正常操作條件的幾乎任何材料構成。磁體18優選地由永磁體或在 正常操作條件期間能夠保持磁化的磁化材料構成。除非另外指明，下面將更詳細地描述的其余多個實施方式的部件和磁體也優選地由類似材料構成。在使用中，在第一實施方式中，通過手術切口將組裝生長桿10定位于病人的身體中。外科醫生在外科醫生意圖相互遠離地延伸的位置處將附接點A1-A8安裝到病人的身體，諸如脊柱側凸的脊柱中的脊椎骨V、骶骨S、肋骨R或適合于固定的其它相對堅固的骨結構。一旦選擇了附接位置和機構A1-A8，安裝到病人的身體/解剖結構并使輪廓相符，附接機構A1-A8分別與基礎桿I和桿26的附接端部lb、26b接合。隨后將切口封閉。在一段時間內，經由在病人身體外面的平移或旋轉，使磁場在生長桿10附近經過，從而促使磁體18繞著縱向軸線旋轉。磁體18繞縱向軸線的旋轉促使桿26遠離基礎桿I和附接點A1-A8延伸至病人的解剖結構而相互遠離地延伸。生長桿10針對外部磁體或磁場到磁體18的每次施加的運動優選地是小的，使得病人的解剖結構能夠適合于逐漸的運動。具體地，病人的軟組織和骨結構一般地能夠適合于小的運動以修正解剖結構。生長桿10的延伸優選地是在幾個月或幾年的時段內施加的并優選地消除了在初始手術之后創傷性地產生切口以使生長桿10延伸的需要，因為第一實施方式的生長桿10能夠通過施加外部磁體或磁場來延伸。在使用中，外部磁體36在生長桿10附近的每次平移的經過或外部磁場的每次施加促使磁體19繞著縱向軸線旋轉約一百八十度(180° )(根據其在配合零件之間自由活動，可以改變±40° )。生長桿10不限于通過外部磁體36的平移運動被致動，并且可以通過外部磁體36在生長桿10附近的旋轉或通過向生長桿10施加外部磁場被致動。當第一實施方式的生長桿10的磁體18被致動而進行旋轉時，頂部和底部磁體蓋22,20繞著縱向軸線與磁體18 —起旋轉。底部磁體蓋20的偏心端部20a與叉狀物6接合并促使叉狀物6繞著叉銷8進行樞轉。叉狀物6繞著叉銷8的樞轉驅動梃桿30的弓形平移或樞轉運動，梃桿30被固定于與齒輪外殼12內的偏心端部20a相對的叉狀物6的端部。梃桿30的一般地上下弓形平移運動驅動棘輪臂14繞叉銷8的樞轉運動。此樞轉運動被梃桿30在棘輪臂14的長方形孔14a中的接合，梃桿30在其內部滑動。棘輪臂14的此樞轉運動驅動棘爪24以使載架齒輪4繞著縱向軸線進行樞轉或者棘爪4或者相對于載架齒輪4滑動，其中，棘爪齒24a跳過載架齒輪4的外齒4a。也就是說，載架齒輪4僅在一個方向上是可旋轉的，取決于鎖定球16位于哪個棘爪凹槽24b中。鎖定球16被偏置彈簧28推進到所選棘爪凹槽24b中，其在嘗試沿著載架齒輪4被針對旋轉鎖定的旋轉方向上推進載架齒輪4時允許棘爪24相對于載架齒輪4滑動。因此，對于磁體18的每次旋轉，棘爪24僅迫使載架齒輪4在旋轉的任何單個一百八十度(180° )部分中旋轉，并在該旋轉的所述一百八十度(180° )部分的其余部分期間相對于載架齒輪4滑動。當棘爪24沿著未被阻擋旋轉方向推進載架齒輪4時，載架齒輪4的內部齒輪齒4b接合桿26上的螺紋26a以促使桿26相對于基礎桿I平移。優選地，桿26遠離基礎桿I平移，但是不受此限制。具體地，可以將棘爪24布置成使得鎖定球16位于棘爪凹槽24b中，其促使棘爪24接合并沿著相反方向驅動載架齒輪4。如果生長桿10被布置成反向，則磁體18的致動導致桿26在磁體18被致動時朝著基礎桿I平移或在被外部磁體36致動時在長度方面減小。參考圖7-9，在第二實施方式中，生長桿210以與生長桿10的上述第一實施方式類似的方式操作。利用類似的附圖標記來識別第二實施方式的類似部件并利用前綴“2”來識別第二實施方式的特定部件。下面與第一實施方式相比較地描述生長桿20的第二實施方式的差別。在第二實施方式中，桿226被與頂部外殼232成一整體地形成并被相對于底部外殼202和齒輪外殼212固定。另外，載架齒輪204包括具有與在生長桿10的第一實施方式中描述的內部齒輪齒4b相反的外螺紋的縱向延伸軸203。另外，第二實施方式的生長桿210包括頂蓋242，頂蓋242具有沿著縱向軸線縱向地延伸的縫槽242a。頂蓋242優選地被激光焊接至底部外殼202且基礎桿201被沿著縱向軸線可滑動地安裝在頂蓋242內。轉矩銷234被固定于基礎桿201，其接合頂蓋242的縫槽242a以促使基礎桿201在不相對于頂蓋242旋轉的情況下沿著縱向軸線平移。基礎桿201包括內螺紋，其接合載架齒輪204的軸203的外螺紋。因此，當棘爪224驅動載架齒輪204的旋轉時，軸203上的外螺紋接合基礎桿201的平移運動并將其從頂蓋242驅動出來。第二實施方式的生長桿210還包括從齒輪外殼212開始延伸的第三附件240。第三附件240 —般地是偏移的且基本上平行于縱向軸線，并被用作用于安裝到被附接到病人解剖結構的附接機構A1-A8的替代附件。優選地將第三附件240與附接機構A1-A8 —起使用，附接機構A1-A8被附接到從生長桿210的縱向軸線偏移的病人的解剖結構，并且第三附件240優選地在未使用桿226的附接端部226b時使用。在使用中，優選地將未使用的桿226或第三附件240的附接端部226從生長桿240切斷。在使用中，以與第一實施方式的生長桿10類似的方式利用第二實施方式的生長桿210。然而，在磁體218致動時，當棘爪224接合并驅動載架齒輪204繞縱向軸線的旋轉時，螺紋軸203接合并驅動基礎桿201內的內部齒輪。基礎桿201的此驅動促使基礎桿201從頂蓋242出來，使得基礎桿201的附接端部201b遠離桿226的附件226b延伸以使關聯附接點或機構A1-A8在病人的解剖結構中逐漸地移動。在頂蓋224的內徑與基礎桿201的大體上平滑的圓形表面之間發生基礎桿201相對于頂蓋224的密封。因此，此類密封可能是有利的，因為基礎桿201的表面是一般地幾乎從頭到尾是圓形、平滑且連續的。相反，第一實施方式的桿26包括外螺紋,其最后將延伸到頂部外殼之外并可能出于密封目的產生困難。參考圖10-12,在第二實施方式中，生長桿310以與生長桿10、210的上述第一和第二實施方式類似的方式操作。利用類似的附圖標記來識別第三實施方式的類似部件并利用前綴“3”來識別第三實施方式的特定部件。下面與第一和第二實施方式相比較地描述生長桿310的第三實施方式的差別。在第三實施方式中，磁體318及頂部和底部磁體蓋320、322沿著大體上平行于生長桿310的縱向軸線的磁體軸線偏移。磁體318及頂部和底部磁體蓋322、320被容納在齒輪外殼312內且梃桿330被安裝到底部磁體蓋320以直接驅動棘輪臂314。因此，在第三實施方式中，將第一和第二實施方式的叉狀物6、206從組件消除。在操作中，由外部磁場進行的磁體318的致動促使磁體318和關聯的頂部和底部磁體蓋322、320繞著偏移磁體軸線旋轉。此旋轉促使底部磁體蓋320的端部上的梃桿330經由梃桿330在棘輪臂314的長方形孔314a中的接合對棘輪臂314的樞轉運動進行致動。此旋轉隨后促使基礎桿301由于軸303的旋轉而遠離桿326運動。參考圖13-15，在第四實施方式中，生長桿410是基本上類似的并包括與第一、第二和第三實施方式的生長桿10、210、310的上述實施方式類似的部件。在本文中未詳細地描述生長桿410的第四實施方式的每個部件的細節，而是僅詳述了不同于第一、第二和第 三實施方式的上述部件的部件。利用類似的附圖標記來識別相同或類似的部件，并利用前綴“4”來具體地識別生長桿410的第四實施方式的部件和元件。第四實施方式的生長桿410與第三實施方式的生長桿410類似,例外的是桿426可相對于基礎桿401沿著縱向軸線平移，基礎桿401被固定于底部外殼402的第一和第二部件402a、402b。在使用中，第四實施方式的生長桿410以基于生長桿10、310的第一和第三實施方式的描述和示出第四實施方式的生長桿410的部件的附圖13-15的檢查對于本領域的技術人員來說顯而易見的方式進行操作。參考圖16-18,在第五實施方式中，生長桿510進行操作并具有與生長桿10、210、310,410的上述第一至第四實施方式基本上類似的部件。利用相同的附圖標記來識別第五實施方式的生長桿510，并利用前綴“5”來具體地識別第五實施方式的部件。下面描述與其它實施方式的上述部件不同的第五實施方式的生長桿510的部件，并將類似或相同的部件從詳細描述排除。在第五實施方式中，接近于桿526離開頂部外殼534的位置將轉矩銷534安裝到頂部外殼532。桿526包括大體上沿著外表面縱向地延伸的平面544，其與轉矩銷534相互作用以在操作期間大體上防止或限制桿526的樞轉或旋轉運動。另外，載架齒輪504的軸503是相對長的，并包括大體上沿著整個內表面的內齒504b，其接合基本上位于與桿526的附接端部526b相反的桿526的端部上的螺紋526a。因此，當桿526從頂部外殼532延伸且桿526和基礎桿I的附接端部526b、501b被固定于附接機構A1-A8以修正病人的解剖結構時，基礎桿501b和桿526b —般地被置于壓縮下。在第五實施方式中，當桿526被置于壓縮狀態時，軸503被置于張緊狀態。在使用中，第五實施方式的生長桿510以與上述優選生長桿10、210、310、410基本上類似的方式操作，并且將不會描述其總體操作。然而，在操作中，載架齒輪504的軸503通常在位于解剖結構中時被置于張緊狀態，其對于使軸503對與壓縮負荷相反的拉伸負荷起作用而言是優選的。另外，轉矩銷534沿著桿526上的平面544滑動以在生長桿510在操作中時限制桿526的旋轉。限制或大體上防止桿526在操作中的旋轉或樞轉允許將被附接到病人的解剖結構的附接機構A1-A8固定于桿526，從而消除了對能夠抓抓緊桿526并隨著其在使用期間旋轉而保持桿的特定、潛在地復雜的抓緊機構。然而，桿526和基礎桿501不限于在使用期間沒有旋轉，并且可以利用適配器被安裝到附接結構A1-A8，所述適配器允許桿526和基礎桿501的旋轉及與附接機構A1-A8的安全接合。例如，附接機構A1-A8中的一個可以包括在其中具有軸承或套管的椎弓根螺釘(未示出)，所述軸承或套管在將桿526和基礎桿501固定于椎弓根螺釘的同時允許被與之附接的桿526或基礎桿501的旋轉，使得椎弓根螺釘隨著桿526或基礎桿501平移而平移。參考圖19-23，在第六實施方式中，生長桿610具有與生長桿10、210、310、410和510的上述實施方式類似的部件并以與之類似的方式操作。利用相同的附圖標記來識別相同的部件并利用前綴“6”來具體地識別第六實施方式的生長桿610的部件和元件。下面描述與生長桿10、210、310、410、510的上述第一至第五實施方式的部件不同的第六實施例的生長桿610的部件，同時省略類似或相同部件的重復描述。第六實施方式的生長桿在單個整體部件中整體地形成齒輪外殼612、底部外殼602和基礎桿601。因此,生長桿610的第六實施方式的外殼部件一般地局限于整體基礎桿 601、底部外殼602和齒輪外殼612，其優選地被激光焊接到頂部外殼632。桿626是在完全組裝生長桿610外面可見的唯一其他部件，并且桿626從頂部外殼632出來的延伸部分是除了頂部外殼632到齒輪外殼612的激光焊接之外的唯一密封，齒輪外殼612針對病人的解剖結構或其它外部影響被密封。因此，第六實施方式的生長桿610在與先前所述的實施方式相比時具有相對較低的零件計數和簡化的密封要求。具體地參考圖21-22，在剖面圖中示出了棘爪624用以沿向前和相反方向驅動載架齒輪604的操作。具體地，當生長桿610沿向前方向操作時，鎖定球616位于棘爪凹槽624b中的第一個中，并且當生長桿610沿相反方向操作時，鎖定球616位于棘爪凹槽624b中的另一個中。鎖定球616在棘爪凹槽624b中的一個中的此位置操縱阻止載架齒輪604沿一個方向的旋轉并驅動載架齒輪604沿相反反向的旋轉。第六實施方式的棘爪624的此類操縱與可以用來操縱生長桿10、210、310、410、510的其它實施方式以沿著向前和相反方向操作的方式相同。因此，如果外科醫生期望將基礎桿601和桿626的附接端部601b、626b彼此相對地拉動，則可以以這種方式來構造生長桿610和其它優選生長桿10、210、310、410、510中的任何一個。因此，優選生長桿10、210、310、410、510、610能夠根據外科醫生如何偏好利用桿10、210、310、410、510、610而生長或縮短。例如，參考圖1A，優選地將在脊柱側凸脊柱的橫向右側的生長桿10構造成縮短以將在脊柱側凸“C”曲線的開放側的肋骨R拉在一起，同時優選地將在脊柱側凸脊柱的橫向左側的生長桿1°構造成擴張以促使在脊柱側凸“C”曲線的封閉側的肋骨R和/或脊椎骨V分開，以求使基準朝著在解剖學上更正確的彎曲重新對準或移動。另外，還可以將被安裝到骶骨S和腰椎骨V的生長桿1°構造成縮短以修正脊柱的腰部的脊柱側凸曲線。在第七實施方式中參考圖25-27，生長桿50包括正齒輪型機構。第七實施例的生長桿50包括具有附接端部52a的頂部外殼52、優選地被激光焊接到頂部外殼52的齒輪外殼54、優選地被激光焊接到齒輪外殼54的底部外殼56和包括沿著縱向軸線活動地從底部外殼56延伸出的附接端部58a的桿56。頂部外殼52和桿58的附接端部52a、58a分別被用來將生長桿50附接到被固定于病人的解剖結構的骨結構的附接機構A1-Ap用于第七實施例的生長桿50的指示類似于上述實施方式的附接生長桿10、210、310、410、510、610的指示和方式，并且關于第七實施方式的生長桿50未更詳細地進行描述。
第七實施方式的生長桿50還包括磁體64，其具有被用來用外部磁體或磁場來驅動生長桿50的操作以允許生長桿50在沒有創傷性手術技術的情況下移動的磁極。磁體64被安裝在頂部磁體蓋60和底部磁體蓋62內。磁體64、頂部磁體蓋60和底部磁體蓋62 —般地被沿著縱向軸線安裝在頂部外殼52內并繞著縱向軸線樞轉。頂部磁體蓋60包括被固定在頂部外殼52內的軸承或套管74中的樞軸銷60a且底部磁體蓋62包括遠離磁體64延伸的樞軸銷62a。磁體64經由齒輪減速機構來驅動桿58的平移。齒輪加速機構包括安裝在底部磁體蓋62的樞軸銷62a上的小中心齒輪66、一對相對大的偏移齒輪68、被固定于大偏移齒輪68的一對心軸70和被螺紋固定于心軸70并被固定于桿58的端部的載架72。通過將桿58安裝于載架72，使桿58被與相對于齒輪外殼54的旋轉隔離，載架72在齒輪外殼54和底部外殼56中的縫槽內滑動。在使用中，在附接端部52a、58a處將生長桿50安裝于被固定于病人的附接機構A1-A8，并將手術切口封閉。外科醫生、醫學專業人員或其它護理人員可以通過使磁體在生長 桿50附近經過或者通過向生長桿50施加磁場以促使磁體64在頂部外殼52內旋轉來在沒有附加切口的情況下使桿50延伸或縮回。磁體64的旋轉驅動小中心齒輪66的旋轉，其還驅動大偏移齒輪68的旋轉。大偏移齒輪68的旋轉促使心軸70旋轉并在沿著向前或擴張方向操作時沿著縱向軸線、優選地朝著底部外殼56的遠端推進載架72。隨著載架72沿著縱向軸線平移，桿52被從底部外殼56推出來，并且被附接到附接端部52a、58a的緊固件或附接機構A1-A8之間的距離被驅動分開。因此，使病人的解剖結構逐漸地移位以朝著在解剖學上正確的取向推進解剖結構。與上述優選生長桿10、210、310、410、510、610類似，生長桿50及其部件優選地由
鈦或鈦合金構成，但是受此限制，并且可以由鈷鉻材料、聚合材料或相對強且剛性、能夠采取生長桿50及其部件的一般尺寸且能夠耐受生長桿50的正常操作條件的幾乎任何生物相容材料。然而，軸承74優選地由生物相容且具有相對低的摩擦系數的聚醚醚酮(PEEK)材料構成。軸承74不限于利用PEEK材料的構造，而是可以由允許關聯部分與之相對地滑動以進行樞轉的幾乎任何材料構成。參考圖28-31，在第八實施方式中，生長桿80包括偏心型生長桿80。第八實施方式的生長桿80的外部部件包括具有附接端部82a的頂部外殼82、優選地被激光焊接到頂部外殼82的齒輪外殼84、優選地被激光焊接到齒輪外殼84的中間外殼86、優選地被激光焊接到中間外殼86的底部外殼88和活動地從底部外殼88延伸出的桿90。桿90包括連通頂部外殼82的附接端部82a —起被用來將生長桿80固定于附接機構A1-A8和病人的解剖結構的附接端部90a。生長桿80還包括在被通過使磁體在其附近通過或磁場致動時被磁化且旋轉的磁體96。磁體96被固定在磁體底蓋95和磁體頂蓋97中間，優選地在中間外殼86內。桿90的運動是由磁體96通過生長桿80的第八實施方式的齒輪減速機構被驅動的。齒輪減速機構包括在磁體底蓋95的端部上的偏心端部95a、被固定于偏心端部95a的包括偏心孔94a并與齒輪外殼84的內齒84a配合的齒輪94、松弛地配合在齒輪94的偏心孔94a中的驅動銷92和驅動銷92被固定到的驅動輪91。驅動輪91包括與桿90的內螺紋配合的螺紋軸91a。滑塊98被固定于底部外殼88并在其中包括一對縫槽98a，該一對縫槽98a接收被固定于桿90的轉矩銷93以防止或限制桿90在生長桿80的操作期間的任何樞轉或旋轉運動。具有內螺紋的載架78被安裝到驅動輪91的螺紋軸91a并被固定于轉矩銷93以將桿90從底部外殼88推出來。 在操作中，生長桿80被安裝到病人體內的附接機構A1-A8,并且磁體96被致動而旋轉。磁體96的旋轉促使磁體底蓋95和齒輪93旋轉。齒輪94的外表面上的齒輪齒與齒輪外殼84的內齒輪齒84a失配，使得齒輪94的偏心旋轉促使齒輪齒嚙合，但是內部軸承99a允許對于磁體96的每次全程旋轉，齒輪94旋轉全程旋轉的約十五分之一(1/15)。齒輪94的此減小的旋轉通過驅動銷92被傳送到驅動輪91。驅動輪91的旋轉引起螺紋軸91a的旋轉以及載架78和桿90相對于螺紋軸91a的平移運動。轉矩銷93與滑塊98中的縫槽98a之間的接合允許桿90從底部外殼98平移出來以使生長桿80擴張。參考圖32-34，在第九實施方式中，生長桿950基本上類似于且包括第七實施方式 的生長桿50的類似部件。利用相同的附圖標記來識別與第七實施方式相比相同的第九實施方式的元件，前綴“9”將具體地識別第九實施方式的生長桿950的部件。在以下描述中省略了第九實施方式的生長桿950的每個部件的詳細描述并強調了第九實施方式的生長桿950與第七實施方式的生長桿50之間的差別。在第九實施方式中，生長桿950的齒輪外殼954容納大多數磁體964、底部磁體蓋962和頂部磁體蓋960。因此，與第七實施方式的正齒輪型生長桿50相比，具有正齒輪型式的依照第九實施方式的生長桿950的長度被縮短，因為磁體964、心軸970和桿958沿著齒輪外殼954內的生長桿950的縱向軸線并行地集中于一個區段中，與生長桿50的第七實施方式相反，其中磁體64和心軸70沿著縱向軸線以串聯方式獨立地定位。由于小中心齒輪966相對于大偏移齒輪968的縱向軸線的偏移,與第七實施方式的生長桿50的齒輪外殼54相比,還可以略微減小第九實施方式的齒輪外殼954的最大寬度。相反，第七實施方式的生長桿50的小中心齒輪66大體上共軸地位于縱向軸線上，從而要求用于略微更大的最大寬度以便齒輪外殼54容納中心齒輪66的偏移齒輪68的定位。參考圖35-37中，在第十實施方式中，生長桿1080具有與第八實施方式的生長桿80類似的偏心型設計。利用相同的附圖標記來識別第十實施方式的生長桿1080，與第八實施方式的生長桿80相比，利用前綴“10”來識別第十實施方式的特定部件。第十實施方式的生長桿1080基本上類似于第八實施方式的生長桿80,并且下面僅描述與第八實施方式的那些不同的第十實施方式的生長桿1080的部件。第十實施方式的齒輪外殼1084被用作整體部件以包括第八實施方式的單獨齒輪外殼84和中間外殼86。因此，第十實施方式的齒輪外殼1084減小零件計數和在制造過程期間要求的密封的數目。第十實施方式的生長桿1080的載架1078是可在底部外殼1088的內部延伸部分1088a的內表面內滑動的鍵控設計(keyed-design)。此構造消除了在第八實施方式的生長桿80中描述的滑塊90以及單獨的轉矩銷93。參考圖38-40，在第i^一實施方式中，生長桿1150基本上類似于第九實施方式的生長桿950。利用相同的附圖標記來識別相同的元件，并且下面強調與第九實施方式的生長桿950的部件不同的部件。第H^一實施方式的生長桿1150被構造成使得磁體1164和單個心軸1170沿著縱向軸線并行地位于齒輪外殼1154內的類似位置處。另外，第^ 實施方式的生長桿1150包括具有四個齒輪的齒輪減速機構1100，其相對于磁體1164的輸入旋轉減小心軸1170旋轉輸出。第H^一實施方式的生長桿1150包括載架1172，其被鍵控以在齒輪外殼1154內滑動以防止或限制桿1158在使用期間的樞轉或旋轉。載架1172被以與第十實施方式的生長桿1080的載架1078類似的方式鍵控。本領域的技術人員將認識到的是在不脫離本發明的廣泛發明概念的情況下可以對上述實施例進行修改。因此，應理解的是本公開不限于所公開的特定實施例，而是意圖覆
蓋由本說明書限定的本公開的精神和范圍內的修改。
權利要求
1.一種生長桿，包括 基礎桿，所述基礎桿具有附接端部; 可延伸桿，所述可延伸桿能夠沿著縱向軸線相對于所述基礎桿平移； 外殼，所述外殼在其中圍住所述可延伸桿的至少一部分； 磁體，所述磁體被可旋轉地安裝在所述外殼內并被頂部磁體蓋和底部磁體蓋圍住，所述磁體包括第一磁極和第二磁極；以及 與所述磁體和所述可延伸桿相關聯的齒輪減速機構，所述齒輪減速機構與來自所述磁體的輸入旋轉相比減小到所述可延伸桿的輸出旋轉。
2.如權利要求I所述的生長桿，其中，所述可延伸桿在基本不相對于所述基礎桿旋轉的情況下沿著所述縱向軸線運動。
3.如權利要求I所述的生長桿，其中，所述基礎桿和所述可延伸桿各自包括被附接到病人身體內的附接點的附接端部。
4.如權利要求3所述的生長桿，其中，所述附接點是椎弓根螺釘、鉤子和托架中的一個。
5.如權利要求I所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 載架齒輪，其具有外部齒輪齒和內部齒輪齒； 叉狀物； 叉銷，其將所述叉狀物樞轉地安裝到齒輪外殼； 棘輪臂，其在所述齒輪外殼內繞著所述叉銷樞轉；以及 棘爪，其被安裝在所述棘輪臂內， 其中，所述內部齒輪齒與所述可延伸桿上的螺紋嚙合以促使所述可延伸桿沿著所述縱向軸線相對于所述基礎桿運動。
6.如權利要求5所述的生長桿，其中，由磁場實現的所述磁體的旋轉促使所述棘輪臂驅動所述棘爪，所述棘爪通過棘爪齒與所述外螺紋的相互作用使所述載架齒輪繞所述縱向軸線樞轉。
7.如權利要求5所述的生長桿，還包括接合所述棘爪的鎖定機構，其中，所述鎖定機構在所述棘爪內的位置阻擋所述載架齒輪的旋轉方向。
8.如權利要求7所述的生長桿，其中，解鎖的旋轉方向促使所述可延伸桿沿著所述縱向方向在遠離所述基礎桿的方向上平移。
9.如權利要求7所述的生長桿，其中，解鎖的旋轉方向促使所述可延伸桿沿著所述縱向方向在朝向所述基礎桿的方向上平移。
10.如權利要求I所述的生長桿，其中，除所述磁體之外，所述生長桿由不可磁化材料構成。
11.如權利要求10所述的生長桿，其中，所述不可磁化材料包括鈦、鈦合金材料、鈷-鉻材料和聚合材料中的ー個。
12.如權利要求I所述的生長桿，其中，通過使磁場在所述生長桿附近經過以促使所述磁體繞著所述縱向軸線旋轉而使所述可延伸桿沿著所述縱向軸線相對于所述基礎桿運動。
13.如權利要求I所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 齒輪外殼，其具有內部齒輪齒；齒輪，其具有外部齒輪齒； 驅動輪，驅動銷固定到所述驅動輪且配合在所述齒輪內，所述驅動輪包括螺紋軸；以及 載架，其與所述螺紋軸配合并通過轉矩銷與所述可延伸桿配合。
14.如權利要求13所述的生長桿，其中，所述外部齒輪齒與所述內部齒輪齒失配，使得所述齒輪的旋轉促使所述外部齒輪齒和所述內部齒輪齒嚙合，并且其中，對于所述磁體的毎次全程旋轉，所述齒輪旋轉小于全程旋轉。
15.如權利要求14所述的生長桿，其中，對于所述磁體的毎次全程旋轉，所述齒輪旋轉約十五分之一旋轉。
16.如權利要求13所述的生長桿，其中，所述齒輪的旋轉通過所述驅動銷被傳送到所述驅動輪，并且其中，所述驅動輪的旋轉促使所述螺紋軸和所述載架的旋轉以使所述可延伸桿運動到所述外殼之外。
17.如權利要求13所述的生長桿，還包括被固定于所述外殼的滑塊，所述滑塊包括一對縫槽，所述ー對縫槽接收所述轉矩銷以限制所述可延伸桿的旋轉運動。
18.如權利要求I所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 齒輪外殼，其具有內部齒輪齒； 齒輪，其具有外部齒輪齒； 驅動輪，驅動銷固定到所述驅動輪且配合在所述齒輪內，所述驅動輪包括螺紋軸；以及 載架，其與所述螺紋軸配合并通過鍵槽配合到所述可延伸桿。
19.如權利要求18所述的生長桿，其中，所述齒輪的旋轉通過所述驅動銷被傳送到所述驅動輪，并且其中，所述驅動輪的旋轉促使所述螺紋軸和所述載架的旋轉以使所述可延伸桿運動到所述外殼之外。
20.如權利要求18所述的生長桿，其中，所述載架和所述可延伸桿通過所述鍵槽的相互作用限制所述可延伸桿的旋轉運動。
21.—種生長桿，包括 夕卜殼; 固定桿，其在所述外殼的第一端部處被附接到所述外売； 可延伸桿，其沿著所述生長桿的縱向軸線運動并從所述外殼的第二端部延伸； 磁體，其被安裝在所述外殼內；以及 齒輪減速機構， 其中，由外部磁場引起的所述磁體的運動被輸入到所述齒輪減速機構，并且其中，所述齒輪減速機構減小所述輸入運動以產生被轉換成所述可延伸桿的縱向運動的輸出。
22.如權利要求21所述的生長桿，其中，所述磁體包括至少兩個磁極，并且其中，通過使磁場在所述生長桿附近經過以促使所述磁體繞著所述縱向軸線旋轉而使所述可延伸桿沿著所述縱向軸線相對于所述固定桿運動。
23.如權利要求21所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 齒輪外殼； 載架齒輪，其由棘輪臂驅動，所述棘輪臂被樞轉地安裝在所述齒輪外殼內；以及 棘爪，其被安裝在所述棘輪臂內， 其中，所述棘輪臂的運動驅動所述棘爪以使棘爪齒與所述載架齒輪的外部齒輪齒接合，并且其中，所述載架齒輪的內部齒輪齒與所述可延伸桿上的螺紋嚙合以促使所述可延伸桿能夠沿著所述縱向軸線相對于所述固定桿平移。
24.如權利要求23所述的生長桿，還包括接合所述棘爪的鎖定機構，其中，所述鎖定機構在所述棘爪內的位置阻擋所述載架齒輪的第一旋轉方向并允許所述載架齒輪的第二旋轉方向。
25.如權利要求24所述的生長桿，其中，所述第一旋轉方向促使所述可延伸桿沿著所述縱向軸線在遠離所述固定桿的方向上平移。
26.如權利要求23所述的生長桿，其中，第二旋轉方向促使所述可延伸桿沿著所述縱向軸線在朝著所述固定桿的方向上平移。
27.如權利要求23所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 齒輪外殼，其具有內部齒輪齒； 齒輪，其具有外部齒輪齒； 驅動輪，驅動銷固定到所述驅動輪且配合在所述齒輪內，所述驅動輪包括螺紋軸；以及 載架，其與所述螺紋軸配合并通過所述轉矩銷與所述可延伸桿配合。
28.如權利要求27所述的生長桿，其中，所述外部齒輪齒與所述內部齒輪齒失配，使得對于所述磁體的毎次全程旋轉，所述齒輪旋轉小于全程旋轉。
29.如權利要求27所述的生長桿，還包括被固定于外殼的滑塊，所述滑塊包括ー對縫槽，所述ー對縫槽接收所述轉矩銷以限制所述可延伸桿的旋轉運動。
30.如權利要求21所述的生長桿，其中，所述齒輪減速機構還包括 齒輪外殼，其具有內部齒輪齒； 齒輪，其具有外部齒輪齒； 驅動輪，驅動銷固定到所述驅動輪且配合在所述齒輪內，所述驅動輪包括螺紋軸；以及 載架，其與所述螺紋軸配合并通過鍵槽配合到所述可延伸桿。
31.如權利要求30所述的生長桿，其中，所述載架和所述可延伸桿通過所述鍵槽的相互作用限制所述可延伸桿的旋轉運動。
32.—種可擴張脊柱生長桿,包括； 第一桿，其在外殼的第一端部處被固定地附接到所述外売； 第二桿，其從所述外殼的第二端部延伸并沿著縱向軸線運動；以及 在所述外殼內的磁體；以及 齒輪機構，其被所述所述磁體接合， 其中，磁體的輸入旋轉運動驅動所述齒輪機構，并且其中，所述齒輪機構的旋轉運動被轉換成所述第二桿相對于所述外殼的縱向運動。
33.如權利要求32所述的脊柱生長桿，其中，所述第二桿在基本不相對于所述第一桿旋轉的情況下沿著所述縱向軸線運動。
34.如權利要求32所述的脊柱生長桿，其中，所述齒輪機構包括齒輪減速機構，所述齒輪減速機構關于所述齒輪機構的輸出減小磁體的輸入旋轉運動。
35.如權利要求32所述的脊柱生長桿，其中，所述齒輪機構雙向地旋轉，使得第二桿能夠在遠離所述第一桿的第一方向上或在朝向所述第一桿的第二方向上沿著所述縱向軸線相對于所述第一桿運動。
36.如權利要求35所述的脊柱生長桿，還包括鎖定機構，其接合在所述齒輪機構內以阻擋所述齒輪機構的旋轉，使得所述第二桿依照所述鎖定機構的位置而在所述第一方向或所述第二方向上運動。
37.如權利要求32所述的脊柱生長桿，其中，通過使磁場在所述脊柱生長桿的磁體附近經過而弓I起所述齒輪機構的輸入旋轉運動。
全文摘要
一種生長桿，用于安裝在被固定于具有脊柱側凸的病人的解剖結構的附接機構之間。所述生長桿包括具有附接端部的基礎桿、能夠沿著縱向軸線相對于基礎桿平移的可延伸桿和在其中圍住可延伸桿的至少一部分的外殼。磁體被可旋轉地安裝在外殼內且被頂部磁體蓋和底部磁體蓋圍住。磁體包括第一磁極和第二磁極。齒輪減速機構與磁體和可延伸桿相關聯。齒輪減速機構相對于來自磁體的輸入旋轉減小到可延伸桿的輸出旋轉。
文檔編號A61B17/02GK102858262SQ201080062912
公開日2013年1月2日 申請日期2010年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者M.亨齊克 申請人:新特斯有限責任公司