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背景技術:
在兒童骨骼發育成熟前,早發性脊柱側凸(eos)會影響兒童的健康。如果不進行治療,早發性脊柱側凸早期會造成損害性脊柱畸形,反過來影響兒童其它方面的健康,如肺部功能。例如,如果在發育過程中脊柱繼續變形的話,肺部可以利用的空間可能無法跟上兒童呼吸的需要。因此,早期治療這種癥狀對兒童未來的健康和幸福是非常重要的。一般說來,例如,生長棒是通過手術與患者的脊柱接合,并且定期進行調整(如加長),對畸形和緊度進行校正,刺激脊柱的生長,幫助治療脊柱側凸。然而,定期調整(如一般每隔六個月)需要通過手術來操作植入的生長棒。
技術實現要素:
本發明內容概要提供一種簡化形式的概念選擇,這些概念將在下面的詳細說明中進一步說明。本概要并不旨在明確所要求保護的主題的關鍵因素或基本特征,也并不旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。
本發明提供一種可用于治療脊柱側凸的無創脊柱張緊裝置。例如,一種細長棒夾持器,具有第一端,所述第一端與第二端相對設置,其中一個或多個相關的棒穿過所述夾持器的兩端。在一個實施例中,一個或多個磁力選擇性可調緊固件,如固定螺釘,可用于將所述一個或多個棒固定在棒夾持器內。在另一個實施例中,可以使用磁力選擇性可調棒牽張器來調整與一個或多個骨骼接合的張緊棒的牽張和/或回縮。在一個例子中,外部裝置可以產生要求的磁場,所述要求的磁場可以引起系統的磁力選擇性可調部分的轉動(例如,導致松開和/或緊固、或牽張和/或回縮),從而對一個或多個棒進行調整,而不需要手術。
在一個實施例中,無創張緊裝置可包括一棒夾持器,所述棒夾持器包括第一端和第二端,其中所述棒夾持器可配置為夾持至少第一棒。所述無創張緊裝置可進一步包括置于所述棒夾持器第一端的第一緊固件。所述第一緊固件可與第一磁體可操作地耦合,第一磁體可配置為在第一緊固件受到要求磁場作用時向其施加扭矩。此外,第一緊固件可配置為將第一棒相對所述棒夾持器固定。
在一個實施例中,無創張緊裝置可包括棒夾持器,所述棒夾持器包括第一端和第二端,其中所述棒夾持器可配置為夾持至少第一棒。所述無創張緊裝置可進一步包括磁力操作的電機,其配置為受到外部磁場作用時以要求的方式轉動;其中所述電機的轉動可導致第一棒的牽張和/或回縮。
為了實施前述及相關目的,下述說明和附圖提出了一些說明性的各方面和實施例。這些說明和附圖是指示性的,它們只是各種方式中的其中幾個方式,其中可以采用一個或多個方面。根據下面的詳細說明,并結合附圖,本發明公開的其它方面、優點和新特征是顯而易見的。
附圖說明
本發明在某些部件和部件布置中采用實體形式,優選的實施例將在本說明書中進行詳細說明,并在構成本發明一部分的附圖中示出,其中:
圖1是一個示例性生長棒設備的透視圖;
圖2是另一個示例性生長棒設備的透視圖;
圖3是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的示例性生長棒的一個或多個部分透視圖;
圖4是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的透視圖;
圖5是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的透視圖;
圖6是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的分解圖;
圖7是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的分解圖;
圖8a、8b、8c和8d是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖9a、9b、9c和9d是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖10a、10b、10c和10d是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖11a和11b是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖12a、12b和12c是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖13a、13b和13c是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖14是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的透視圖;
圖15是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的透視圖;
圖16a、16b和16c是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖17是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖18是圖17的剖視圖;
圖19是圖18一部分的放大圖;
圖20是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖21是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖22a、22b和22c是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖23是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖24a和24b是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖25a和25b是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖26是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖27是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖28是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖29a和29b是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖;
圖30是本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例;
圖31a和31b是部件圖,說明了本發明所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例的各種視圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發明所要求保護的主題進行說明,其中在整個說明書中,相同的附圖標記通常用于指代相同的元件。在下述說明中,為了闡述起見,為了提供對本發明所述主題的充分理解,給出了眾多具體細節。但是,顯然,所述主題可以在沒有這些細節的情況下實踐。在其它實例中,為了便于說明所要求保護的主題,采用框圖的形式來說明各結構和裝置。
一般說來,脊柱側凸和其它脊柱畸形的初步措施是使用系列石膏固定,然后支撐好。如果這種治療方法不可行或不成功,通常需要進行手術。脊柱融合是治療成年人和骨骼發育成熟兒童進展性脊柱側凸手術治療的常見形式。脊柱融合通常包括放置棒、鉤、椎弓根螺釘和和/或骨移植物,用于校正脊柱受影響的部分。然而,這種類型的手術會固定治療的脊柱部分。若兒童骨骼未發育成熟的話,脊柱融合治療會限制兒童的潛在發育,引發其它潛在健康問題,如胸廓功能不全綜合癥,在胸廓功能不全綜合癥中,胸廓發育減少或出現障礙,無法提供足夠空間滿足健康成年人呼吸功能的需要。
目前的一些選擇既允許進行脊柱側凸校正,又不妨礙未來發育。利用雙側生長棒(dgr)和/或垂直可擴張假體鈦肋骨(veptr)的生長-保留(growth-sparing)療法既可以治療脊柱側凸,又可以讓胸廓繼續發育。從概念上來說,棒可以固定到骨骼上,包括脊柱、肋骨,和/或骨盆上,并且所述棒配置為可選擇性地細長。然而,接受這些治療的患者通常需要對首次植入物反復進行手術干預,細長植入物,有時每隔4個月就要進行一次。
圖1是示例性生長棒設備100的透視圖。舉例來說,某些用于治療人類脊柱側凸的現有生長棒裝置包括生長棒夾持器102,一個或多個生長棒104、106,及一對或多對將一個或多個生長棒104、106固定在生長棒夾持器102上的固定螺釘108、110。一般說來,固定螺釘108、110包括工具接合口112,所述工具接合口112設計成接收用于松開和/或擰緊所述螺釘的工具。例如,可將六角工具(如內六角扳手)插入到工具接合口112中并轉動(如順時針、逆時針),從而松開和/或擰緊螺釘108、110。
此外,例如,當生長棒設備100植入到患者體內時,為了夠到所述示例性生長棒設備100的工具接合口112,患者需要接受侵入性手術(如切開)。在一個實施例中,當對骨骼未發育成熟的年輕患者進行所述示例性生長棒設備100的調整時,可能需要每隔6個月開展一次開放性脊柱手術,直到骨骼發育成熟。例如,多次這類手術不僅會單因手術而顯著增加發病率,而且還可能會造成嚴重的心理障礙,對于骨骼未發育成熟患者及其護理者來說尤其如此。雖然這類治療可能引發其它并發癥,但是,發病通常是因需要反復進行手術干預引起的。感染及與皮膚有關的并發癥會導致需要開展額外的手術、接受長期抗生素治療,及因長期住院治療而給患者及其護理者帶來心理壓力。
圖2是示例性生長棒設備的實施例200的透視圖。在此實施例200中,第一類生長棒系統208可在第一端206與患者脊柱202接合(例如,擰入到脊柱內),并且在第二端210與患者胸廓204接合。舉例來說,通過將所述示例性裝置208固定到脊柱202和胸廓204,患者脊柱202可以達到要求的方向。此外,例如,可以通過手術剖開患者并且手動操作裝置208,定期調整要求方向,以便將脊柱調整到要求的最終方向。再舉例來說,第二類生長棒系統212可僅僅與患者胸廓204接合;然而,仍然需要通過侵入性手術來開展手動操作。
因此,本發明設想了一種一種無創系統和/或裝置,所述無創系統和/或裝置可提供脊柱側凸治療、可以讓胸廓繼續發育、且可以減少重復手術干預和/或。舉例來說,系統可利用一個或多個棒,所述一個或多個棒通過一個或多個緊固件分別固定到棒夾持器上,其中各緊固件可通過外部裝置(例如,患者無需進行手術)緊固和/或松開。也就是說,例如,緊固件可以與可通過外部裝置轉動的磁性部件耦合。在此例子中,當磁性部件轉動時,它可向緊固件施加扭矩,從而緊固和/或松開緊固件。此外,所述緊固件可以放置在棒夾持器內,從而擰緊緊固件可以將對應棒相對所述棒夾持器固定。在一個實施例中,例如,此種無創裝置的調整程序可以在檢測室內進行,而不是在手術室中進行。
現在,參考附圖,這些附圖用于闡明無創系統和/或裝置的實施,并非限制無創系統和/或裝置,參考圖3-6,描述了一種無創張緊系統和/或裝置300,例如一種植入生長棒治療。所述無創張緊系統300包括含第一端310和第二端312的棒夾持器308。所述棒夾持器308配置為與第一棒304a選擇性地接合。此外,所述無創張緊系統300包括置于第一端310處的第一緊固件302a。所述第一緊固件302a配置為將第一棒304a相對所述棒夾持器308固定。此外,無創張緊系統300包括與第一緊固件302a可操作地耦合的第一磁體部件602a。第一磁體部件602a配置為在第一緊固件302a受到要求磁場作用時向其施加扭矩。
在一個實施例中,所述無創張緊系統300可包括置于棒夾持器308第二端312的第二緊固件302b。所述第二緊固件302b可配置為將第二棒304b相對所述棒夾持器308固定。在一個實施例中,第二緊固件302b可配置為將第一棒304a固定于棒夾持器308,例如,其中所述第一棒304a從第一端310向棒夾持器第二端312延伸(例如,穿過棒夾持器308的整個長度)。此外,所述無創張緊系統300可包括與第二緊固件302b可操作地耦合的第二磁體部件602b。第二磁體部件602b可配置為在第二緊固件302b受到要求磁場作用時向其施加扭矩。
舉例來說,使用磁體部件602松開和/或緊固將棒固定在棒夾持器內的緊固件夾持器,使示例性張緊系統300(例如,生長棒設備)可以重新張緊,而不需要通過直接手術夠到緊固件302的頭部306。在一個實施例中,通過向磁性部件602施加要求的磁場,可以使緊固件302轉動(例如,松開或緊固)。應該理解的是,正如本發明所述,磁場會感應出施加在某些部件上的力。正如本發明使用的那樣,磁場感應的力將被稱為磁力。此外,在一個實施例中,要求的磁場可包括在要求方向提供要求大小磁力的磁場,例如,使緊固件在所要求方向(如順時針,逆時針)轉動。
繼續參考圖3-6,及進一步參考圖7-13,所述示例性系統/裝置300的棒夾持器308可包括棒接收軸506、套管、管子或全部空心或部分空心的任何孔。在一個實施例中,棒夾持器308(例如,如圖8b和8c所示)可包括位于第一端310處帶開口的第一棒接收軸506a,其中所述第一棒接收軸部分506a配置為選擇性地接合第一棒304a。此外,棒夾持器308可包括位于第二端312處帶開口的第二棒接收軸部分506b,其中所述第二棒接收軸部分506b配置為選擇性地接合第二棒304b。
在一個實施例中,例如,第一棒接收軸部分506a和第二棒接收軸部分506b可沿同一軸線設置,從而使第一棒接收軸部分506a和第二棒接收軸部分506b構成穿過棒夾持器308的連續棒接收軸506。在第一端310和第二端312之間設置細長槽314。在一個實施例中,例如,第一棒接收軸部分506a和第二棒接收軸部分506b可在所述細長槽314處相交,從而通過細長槽314的開口可以看到第一棒304a和/或第二棒304b(例如,以可視地確定在一個或多個軸中接合的各棒的位置)。
在一個實施例中,第一棒接收軸部分506a可沿第一軸線布置,第二棒接收軸部分506b可沿第二軸線布置。舉例來說,第一軸線和第二軸線可相對棒夾持器308偏移。也就是說,例如,第一棒接收軸部分506a可沿棒夾持器308第一側的長度延伸,而第二棒接收軸部分506b可沿棒夾持器308第二側的長度延伸。在此例子中,第一棒304a可與第一棒接收軸部分506a接合,第二棒304b可與第二棒接收軸部分506b接合,這兩個棒并不在棒夾持器內會合,它們可以穿過棒夾持器308的長度完全延伸。
在一個實施例中,在棒夾持器308的兩端310、312處可設置多個緊固件(如圖1所示)。也就是說,例如,端一個或多個附加緊固件可與第一緊固件302a一起設置在第一端310處。一個或多個附加緊固件還可以配置為將第一棒304a相對棒夾持器308固定。此外,在第二端312處可設置兩個或多個第二緊固件(例如,第二緊固件302b及一個或多個附加緊固件),也可配置為將第二棒304b相對棒夾持器308固定。
如圖3-13所示,各緊固件302可包括螺釘頭306、螺釘桿402,及螺紋部分404。在一個實施例中,例如,如圖4所示,螺紋部分404可配置為被棒夾持器308內,如在第一端310和/或第二端312處的螺紋接收部分406接收,并與其接合。在一個實施例中,磁體部件602可與緊固件302可操作地耦合(例如,如在螺釘桿402處),從而使磁體部件602的北極部分置于緊固件302的第一側408處,磁體部件602的南極部分置于緊固件302的第二側410處。通過這種方式,例如,施加至緊固件302的第一側408的北極磁力可引起緊固件302在要求方向轉動;施加至緊固件302第二側410的南極磁力可引起緊固件302繼續在要求方向轉動。此外,如果連續交替(例如,轉動地)施加北極力和南極力,緊固件302可在要求方向連續轉動。
在另一個實施例中,磁體部件602可設置成與緊固件302的至少一部分轉動接合。舉例來說,如圖6所示,第一磁體部件602a可與第一緊固件302a的螺釘桿402轉動接合,第二磁體部件可與第二緊固件302b的螺釘桿402轉動接合。如圖7和圖9a-d進一步所示,一個或多個緊固件302的幾何形狀可以是經可靠工程判斷選擇的任何形狀。在一個實施例中,螺釘桿402可包括圓柱形。此外,緊固件302可包括內部902,磁體部件602可設置在內部902中,與緊固件的桿402轉動接合。
在一個實施例中,磁體部件602(例如,包括一個或多個磁體)可以自由地浮在或座落在內部902中,從而它們并不與內部902的任何部分固定地接合。在一個例子中,如圖11a和11b所示,磁體部件602包括相對的北極1102和南極1104,如上所述,當受到要求的磁場作用時,磁體部件602可在內部902中自由地轉動。
參考圖7、9a-d、10a-d和11a-b,在一個實施例中,緊固件可包括與第一緊固件接合的磁體接合部件904,如置于螺釘桿402的內部902中的延伸件。在一個實施例中,磁體接合部件904可形成有緊固件302;在另一個實施例中,磁體接合部件904可附接至緊固件302。磁體接合部件904可配置為與磁體部件602選擇性地接合,從而,向與磁體接合部件904接合的第一磁體部件602施加扭矩會導致扭矩被施加至緊固件302上。
在一個實施例中,磁體部件602可包括從與磁體部件602固定接合的磁環704延伸的環口702。例如,磁環部件704可包括配置為僅與固定接合磁體部件602圍繞適配的環形。在一個實施例中,磁環部件704可形成有磁體部件602;在另一個實施例中,磁環部件704可附接(例如,壓配合、粘接、膠接、熔焊焊接(welded)、錫焊焊接(soldered)等)至磁體部件602。此外,磁環部件704可包括環口702,環口702配置為與設置在螺釘桿402內部902中的內部延伸件904相對接合。
舉例來說,當向磁體部件602施加磁力(例如,要求的磁場)時,磁體部件可以轉動(例如,如上所述,轉動方向取決于要求磁場的轉動方向),并且環口702可以與緊固件302的內部延伸件904接合,從而導致緊固件302以相同的方向轉動。在一個實施例中,內部902可包括磁體部件(例如,和/或磁環704)的軌道和/或,用于改善環口702與磁體接合部件904((如內部延伸件)的接合,以便向緊固件302提供合適的扭矩。
一方面,當由要求磁場提供的磁力引起磁體部件602(例如,磁環704的環口702)與緊固件302的磁體接合部件904接合時,磁體部件602可以回彈(例如,從接合處回彈),這取決于存在的緊固件的轉動阻力的大小。在一個實施例中,當緊固件遇到一定大小的轉動阻力(例如,使轉動停止)時,磁體部件602與磁體接合部件904分離(例如,彈開),當磁體部件602受到要求磁場的作用時,磁體部件602可以與磁體接合部件904重新接合。在此實施例中,當磁體部件602與磁體接合部件904重新接合時,可以向緊固件302施加轉動錘擊力。
舉例來說,可以重新向磁體部件602施加由要求磁場提供的磁力,使其與緊固件302螺釘桿402內的磁環704的環口702重新接觸。在此例子中,反復回彈和重新接合動作會在環口702與磁體接合部件904(例如,螺釘桿402的內部延伸件)之間造成一種錘擊效應。例如,可以是錘擊動作引起緊固件302轉動,尤其是受到轉動阻力時。通過這種方式,例如,可以更有效地擰緊松開的螺釘,以及可以更有效地松開擰緊的螺釘。
參考圖6-8、12a-c和13a-c,繼續參考圖3-5和9-11,螺帽604可以與緊固件302可操作地耦合,例如,與位于兩者之間的磁體部件602耦合,如圖6和圖7所示。在一個實施例中,螺釘桿402可包括置于螺紋部分404端部的鈍端。所述鈍端可與螺帽604接合,例如,通過壓配合接合。舉例來說,與螺帽604接合的鈍端可配置為向插入到棒夾持器308內的棒304施加壓力(例如,當向下擰緊螺紋部分時),從而將棒304固定(例如,所要求的張緊力)在棒夾持器308的棒接收軸506內。
如圖5-7所示,可將第一螺釘止動部件508a置于棒夾持器308的第一端310內,和/或可將第二螺釘止動部件508b置于棒夾持器308的第二端312內。螺釘止動部件508可配置為減少緊固件302過度轉動,超出所要求的設置。螺釘止動部件508可包括止動接收器502及止動銷504,止動接收器502包括置于棒夾持器中的管子,止動銷504配置為與止動接收器502選擇性地接合。舉例來說,緊固件302插入到棒夾持器308的緊固件接收孔802內以后,止動銷504可插入到止動接收器502內。通過這種方式,例如,如圖5所示,當緊固件302松開時(例如,轉出時),螺釘頭306的一部分可與止動銷504接合,防止緊固件302轉動通過止動銷504所在位置。
舉例來說,螺釘止動部件508可以減少緊固件無意中從緊固件接收孔802處完全旋出,從而與棒夾持器308分離。螺釘止動部件508可包括經可靠工程判斷選擇的任何機械止動元件。例如,螺釘止動部件508可以位于棒夾持器308內部,如圖5所示,和/或位于棒夾持器308外部。在替代設計中,螺釘止動部件508可與緊固件302本身是一體的,和/或可固定到緊固件302的內部或外部。
如圖8和14所示,棒夾持器308可包括第一螺釘接收孔802a和第二螺釘接收孔802b。一個或多個螺釘接收孔配置為接收緊固件302,如固定螺釘。可以預期,棒夾持器/緊固件的替代結構可由熟悉本領域的技術人員設計。舉例來說,在一個實施例中,棒夾持器可包括一種棒夾1402,其中固定螺釘型緊固件302可用于將一個或多個棒固定在各自的棒固定軸1404內。
在一個實施例中,緊固件302和/或緊固件接收孔802的一個或多個部分可采用合適的材料(如醫學上惰性的材料)封裝。在一個實施例中,例如,磁體部件602可封裝在緊固件302內,以減少磁體部件602的腐蝕。舉例來說,螺帽604可以將磁體部件602密封在螺釘桿402的內部902內。在一個實施例中,封裝整個無創張緊裝置300可以減少在裝置300的工作部件上形成不希望形成的材料,例如,形成可能干擾螺紋部分404與棒夾持器308的螺釘接收孔802有效接合的材料。
繼續參考圖3-14,第一緊固件302a可插入到第一螺釘接收孔802a內,第二緊固件302b可插入到第二螺釘接收孔802b內。例如,在一個實施例中,第一和/或第二緊固件302可包括固定螺釘,其中固定螺釘可包括平端或相對鈍端,配置為與棒304接合,從而利用壓力將棒304抵靠棒夾持器308固定。在一個實施例中,固定螺釘可包括尖端或相對較尖的端,配置為與棒304的凹口(indentation)、孔、凹部(valley)、槽口或其它固定螺釘接收切口接合。
舉例來說,棒304包括多個棒定位元件(例如,凹口、孔、凹部、槽口等),分別配置為便于將棒相對所述棒夾持器固定在要求位置。例如,棒定位元件可沿棒各處設置,使其適合相對要求的脊柱側凸治療對棒進行調整。再舉例來說,一個或多個棒(如304a、304b)可包括多個分別按照要求間隔設置的凹口,和/或多個分別按照要求間隔設置的凸起,其中所述凸起之間的凹口和/或凹部可與固定螺釘選擇性地接合,幫助將棒304固定在棒夾持器308內。
在本發明的另一個實施例中,棒304可包括一個或多個齒,其配置為與棒夾持器308內對應的齒接合。舉例來說,棒304上的齒可與棒夾持器308內的齒接合,從而提供一種齒合調整系統,其中棒可以根據要求的齒的齒合位置選擇性地進行調整。
繼續參考圖3-14,在一個實施例中,在一個或多個緊固件與棒夾持器308接合后(例如,旋到棒夾持器內),第一止動銷504a可與第一止動接收器502a接合(例如,插進去),和/或第二止動銷504b可與第二止動接收器502b接合。如上所述,通過這種方式,一個或多個緊固件不會無意中與棒夾持器308分離。
第一生長棒304a可以插入到棒夾持器308的第一棒接收軸506a內,第二生長棒304b可以插入到棒夾持器308的第二生長棒接收軸506b內。如上所述,在一個實施例中,第一和/或第二生長棒304可選擇性固定到骨骼上,如脊柱和/或胸廓的一部分上。此外,在一個實施例中,棒夾持器308可選擇性地固定到骨骼(如在人體內)上,例如,使用圖14的棒夾。舉例來說,在將無創張緊裝置300固定到骨骼上后,可以通過手術將患者縫合。
參考圖15和16a-c,并繼續參考圖3-14,為了對手術植入到患者體內的無創張緊裝置300進行調整,可能需要松開棒固定緊固件302。為了不施行侵入性手術即可轉動緊固件302,可以利用磁場產生部件1502。磁場產生部件1502可包括一個或多個驅動磁體1604,及與一個或多個驅動磁體1604可操作地耦合的軸1602。軸1602可配置為引起一個或多個驅動磁體1604圍繞磁體轉動軸轉動,以產生要求的磁場。舉例來說,當將轉動磁體靠近置于緊固件302中的磁體部件602時,轉動的磁體可以提供轉動緊固件所需的磁力。
舉例來說,第一驅動磁體1604a可包括置于其向外一端的北極,第二驅動磁體1604b可包括置于其向外一端的南極,第三驅動磁體1604c可包括置于其向外一端的北極,第四驅動磁體1604d可包括置于向外一端的南極。在此例子中,當軸1602轉動時,可在磁場產生部件1502的一面提供交替北-南磁力。例如,磁場產生部件1502可包括外殼1606,外殼1606的一面可放置靠近在置于患者體內的無創張緊裝置300中的緊固件302的位置。如上所述,當被激活(例如,按要求方向轉動)時,可以在外殼面處提供交替北-南磁力,引起緊固件302(例如,無創地)轉動。
此外,例如,在一個實施例中,磁場產生部件1502的一個或多個磁體1604可朝第一方向(如順時針)轉動,從而朝第一方向對緊固件302施加轉動扭矩。例如,在此實施例中,磁場產生部件1502的一個或多個磁體1604可朝第二方向(如逆時針)轉動,從而朝第二方向向緊固件302施加轉動扭矩。
此外,磁場產生部件1502相對放置在附近(如緊固件)的轉動磁性部件的方向可以決定附近的轉動磁性部件是否受所致磁場的影響。例如,若兩個轉動磁性部件彼此相對垂直放置(如放置在患者體內生長棒設備的上面),磁場產生部件1502相對轉動磁性部件放置在第一方向,則僅對第一個轉動磁性部件施加轉動扭矩。在此例子中,將磁場產生部件1502相對轉動磁性部件放在第二方向,則可僅對第二個轉動磁性部件施加轉動扭矩,而不會對第一個轉動磁性部件施加轉動扭矩。通過這種方式,例如,如果醫生每次僅希望松開(如,或者擰緊)一個緊固件時,可以利用磁場產生部件1502的合適方向,從而使要求操作的緊固件受到所致磁場的影響,而不要求操作的緊固件則不受影響。
如上文所述,一方面,磁場產生部件1502的磁力作用會產生錘擊力。在一個實施例中,磁體部件602可相對螺釘桿402和螺紋部分404一圈圈地轉動,直到遇到轉動阻力,如來自抵靠生長棒304擰緊,或抵靠螺釘止動部件508擰緊時遇到的轉動阻力。在此實施例中,例如,當遇到轉動阻力時,磁體部件602的轉動速度可能與螺釘桿402及螺紋部分404不一樣。也就是說,例如,磁體部件602的速度可以比螺釘桿402大。在此例子中,磁體部件602的各次轉動都試圖使螺釘桿402轉動一圈。然而,如果遇到轉動阻力,緊固件302可能不會轉動一整圈。
作為說明性示例,如果醫生確定生長棒的緊度需要進行調整,可以使用磁場產生部件1502來松開固定一個或多個張緊棒304的一個或多個緊固件。在此例子中,磁場產生部件1502可放置在患者附近,并轉動(例如,通過手動轉動或通過電動轉動源,如電動螺絲刀、電鉆等)。此外,例如,可在一個方向施加轉動,從而引起磁體部件602按照產生扭矩的方式在緊固件302內轉動(例如,順時針方向)。如上文所述,扭矩可引起緊固件302轉動(例如,松開)。
此外,在此例子中,在將患者調整到要求位置后(例如,將一個或多個張緊棒304移進和/或移出棒夾持器308),可以重新擰緊各緊固件。舉例來說,可以逆轉磁場產生部件1502的轉動方向,從而使緊固件按相反方向(如逆時針)轉動。在此例子中,緊固件302可轉入到棒夾持器308的螺釘接收孔802內,至少直到其與生長棒304接觸。如上文所述,磁體部件602提供的錘擊力可以使緊固件將棒304牢靠地固定在棒夾持器308內。在一個實施例中,無創張緊裝置包括緊固件鎖定部件,其配置為減少緊固件302從與生長棒304的牢固接合中松開。
一方面,當調整生長棒(如304)時,可使用各種裝置來測量棒位置的變化情況。在一個實施例中,為了測量分離情況,可以采用經可靠的工程判斷選擇的任何裝置。舉例來說,可以在生長棒上使用珠子(bead)(未示出),這些珠子可以利用無創掃描,如ct掃描、熒光透視或其它無創裝置檢測。在一個實施例中,可以采用電磁裝置來測定分離距離,如在調整期間。舉例來說,可以實施傳感裝置(如傳感器裝置)來測定轉動磁性部件的極性變化,如磁性驅動螺釘的極性變化。在此實施例中,例如,轉動磁性部件的極性變化可以指示轉動磁性部件的具體轉動量(如一個轉動)。例如,通過將轉動量與螺紋距離相結合以確定每次轉動部件移動的距離,可以進一步指示移動的距離。
在一個實施例中,可以使用控制裝置限制轉動磁性部件(如緊固件和/或驅動螺釘)的轉動量(如移動的距離),例如,當達到預先確定的轉動量時(例如,和/或移動的距離),通過減少施加至轉動磁性部件上的磁力的影響。舉例來說,醫生可以指示磁性驅動螺釘可以調整5毫米。在此例子中,在傳感裝置識別到磁性驅動螺釘已經按要求移動5毫米時,控制裝置可以關閉磁力產生部件(例如,或屏蔽磁性驅動螺釘免受磁力)。通過這種方式,例如,可以實現要求的分離,同時減少生長棒過度分離或分離不足的機會。
在本發明的另一個實施例中,當患兒達到矯形成熟度,從而需要利用不同的植入系統來融合脊柱時,可以將裝置300從患兒體內取出來。在這種情況下,例如,裝置300是可適應的,從而可不需要轉動磁體(如602)來松開緊固件(如302)。例如,可以利用合適的工具(如扳手或螺絲刀)及外部手術儀器松開裝置的一個或多個緊固件,以將所述裝置拿走,提供了更大靈活性和適應性,有益于患者。本發明與現有技術明顯不同的地方在于,軸(如308)內沒有驅動機構。在一個實施例中,所述示例性裝置300可以不包括復雜的齒輪、彈簧、電池或用于操作裝置300的其它部件。
本發明所述的裝置和系統,雖然詳細說明了本發明在脊柱側凸治療中的應用,但是,本發明可以應用于各種矯形應用和其它醫療應用,包括但不限于其中利用固定螺釘的任何應用。非限制性實例可包括與骨板、骨棒或其它螺釘一起使用的固定螺釘。其可用于治療各種癥狀,包括但不限于骨折或任何骨骼畸形。
另一方面,基于磁體的驅動器可用于相對構件耦合部件(如棒夾持器)平移構件(如棒)。例如,上述基于磁體的驅動機構(如圖6-11),用于轉動地平移棒夾持器中的緊固件,還可用于相對構件耦合器線性地平移與基于磁體的驅動器接合的構件。
圖21是部件圖,說明了用于相對構件耦合器平移構件的系統的示例性實施例2100。在一個實施例中(例如,如下在圖17-20中更詳細的描述),基于磁體的驅動器2102(例如,下述的圖19的1716)可包括與磁環(如圖7-10的704)接合(如固定地)的磁體(如圖6-11的602、圖19的1718),該磁壞與基于磁體的驅動器2102的內表面(如圖9a、9c的902)的磁體接合部件(如圖9a、9c的904)接合。例如,如上所述,磁體的轉動可引起與基于磁體的驅動器2102的內表面結合的環的轉動,從而引起基于磁體的驅動器在磁體的轉動方向上的轉動平移。
在一個實施例中,在此方面,基于磁體的驅動器2102可包括第一螺紋或可操作地與第一螺紋耦合,當轉動時,在第一螺紋與互補的第二螺紋(如設置在構件耦合器2104中)接合的情況下,可以將所致轉動平移轉換為線性平移。此外,在此實施例中,例如,基于磁體的驅動螺釘2102的線性平移可導致與基于磁體的驅動螺釘2102接合的構件2106、2110的線性平移。
在一個實施例中,第一構件2106可以與構件耦合器2104可操作地耦合2108。例如,用于可操作地耦合第一構件2106與構件耦合器2104的裝置(例如,2108)可包括螺紋接合。也就是說,例如,第一構件2106可包括圍繞其外周設置的陽螺紋,構件耦合器2104可包括圍繞其內周設置的互補的陰螺紋;并且第一構件2106和構件耦合器2104可以螺紋接合,從而提供可操作的耦合2108。再舉例來說,第一構件2106可與構件耦合器2104可滑動地接合,其中第一構件2106的外部尺寸被設定以合適地適配成與構件耦合器2104的內部尺寸可滑動的接合。
在一個實施例中,驅動器2102的轉動平移可通過驅動器2102與構件耦合器2104內部的螺紋接合而轉換為線性平移。此外,在此實施例中,驅動器2102可以和與構件耦合器2104耦合的第一構件2106接合(如緊靠、耦合等),從而驅動器2102的線性平移導致第一構件2106成比例的線性平移。此外,在一個實施例中,第二構件2110可以與構件耦合器2104可操作地耦合2112(例如,以與第一構件2106類似或不同的方式),且可配置為因驅動器2102的線性平移而相對構件耦合器2104平移。
一個實施例,在此方面,示例性生長棒設備1700如圖17-20所示。在此實施例中,一個或多個生長棒1702(例如,構件,如圖21的2106和/或2108)可以采用與上述類似的裝置方法,如磁場產生部件(如圖15中的1502)進行調整。在此實施例1700中,可以提供棒夾持器1704(如圖3的308),其可配置為固定一個或多個生長棒1702。此外,在此實施例1700中,如上文所述(如圖3的302),基于磁體的第一固定螺釘1706,例如,當向下轉到棒夾持器1704內時,可與棒夾持器1704的第一端1708轉動接合,且配置為與生長棒1702選擇性地接合。此外,基于磁體的第二固定螺釘1710(例如,或傳統固定螺釘),例如,當向下轉到生長棒夾持器1704內時,可與棒夾持器1704的第二端1712轉動接合,且配置為與生長棒1702選擇性地接合。
在一個實施例中,可與一個或多個生長棒1702接合的棒夾持器1704的軸部分1714能夠包括內螺紋(例如,陰螺紋)。此外,磁性驅動螺釘1716可放置在軸部分1714內。在一個實施例中,磁性驅動螺釘1716可包括放置在其內的驅動磁體1718(如,類似于圖6的602)。在一個實施例中,驅動磁體1718可配置為使用外部驅動裝置驅動(如轉動),如使用上文所述磁場產生部件(如圖15的1502),以圖2-16中所述的類似方式驅動。也就是說,例如,磁環(如圖7的702)可以固定地附接至驅動磁體1718,磁性驅動螺釘1716可包括內部磁體接合部件(如圖9a的904),內部磁體接合部件設置成與驅動磁體1718的磁環相對轉動接合。通過這種方式,例如,如上文所述,當向磁性驅動螺釘1716施加合適的轉動磁力時,驅動磁體1718的磁環可以向磁性驅動螺釘1716內的磁體接合部件施加轉動力,從而使磁性驅動螺釘1716按照施加的轉動磁力轉動。
在一個實施例中,磁性驅動螺釘1716可包括外螺紋(如陽螺紋),其配置為螺紋接合棒夾持器1704的軸部分1714的內螺紋。在此實施例中,例如,磁力轉動磁性驅動螺釘1716可導致磁性驅動螺釘1716沿棒夾持器1704的軸部分1714移動,移動方向取決于磁性驅動螺釘1716的轉動方向(例如,即磁力產生部件1502的轉動和/或方向)。
在一個實施例中,例如,一個或多個生長棒1702可與軸部分1714接合,并通過第一和/或第二緊固件1706、1710固定在棒夾持器1704內。此外,在此實施例中,當生長棒1702未固定到棒夾持器1704內(例如,松開緊固件1706)時,可使用磁性驅動螺釘1716來延長生長棒1702。例如,可磁性轉動磁性驅動螺釘1716,使磁性驅動螺釘1716與置于軸部分1714內的生長棒1702的一端接合,從而使磁性驅動螺釘1716將生長棒的至少一部分從軸部分1714中推出。在此例子中,然后,可以將緊固件1706擰緊(例如,利用磁力擰緊),以將生長棒1702固定在棒夾持器1704內的要求位置。
再舉例來說,當磁性驅動螺釘1716被驅動時,可以設想,每次調整生長棒1702可在棒夾持器1704內平移大約5mm至20mm。例如,一個或多個磁性固定螺釘1706、1710可以通過磁場產生部件(如圖15中的1502,在適當方向)松開,從而可以使生長棒1702相對棒夾持器1704松開。此外,在此例子中,磁場產生部件可以驅動磁性驅動螺釘1716,使磁性驅動螺釘1716在棒夾持器1704的軸部分1714內轉動。例如,磁性驅動螺釘1716可以向生長棒1702施加力,從而使生長棒1702在棒夾持器1704內前進要求的距離。在此例子中,一旦完成要求的調整,可以利用磁場產生部件,擰緊一個或多個磁性固定螺釘1706、1710,將一個或多個生長棒1702固定在棒夾持器1704內。此外,可以利用經可靠的工程判斷選擇的任何裝置和方法來獲得生長棒在棒夾持器內的要求移動距離,只要磁性驅動螺釘1716與生長棒1702直接或間接接合,并且驅動磁體1718由磁場產生部件1502驅動即可。
圖22a、22b和22c是部件圖,說明了可調棒系統的另一個示例性實施例2200,例如,其可用于治療脊柱側凸(例如,或一些其它骨骼和/或肌肉骨骼相關病癥(disorder)、疾病和/或損傷)。在此示例性實施例2200中,第一棒2202選擇性地與棒夾持器2204可滑動地接合。也就是說,例如,使用者(例如,進行治療的臨床醫生)可以按照要求將第一棒2202滑入和滑出棒夾持器2204。此外,在此實施例中,第二棒2210可與棒夾持器2204接合。在一個實施例中,第二棒2210可以與棒夾持器2204固定地接合(例如,熔焊焊接、錫焊焊接、粘接至棒夾持器2204、與棒夾持器2204一起形成、固定至棒夾持器2204)。
在另一實施例中,第二棒2210可以與棒夾持器2204非固定地接合。在此實施例中,可以使用諸如螺釘(例如,椎弓根螺釘或其它合適的緊固件)的緊固件2212選擇性地將所述非固定接合的第二棒2210固定到棒夾持器2204內。在一個實施例中,緊固件2212可包括磁力控制的緊固件裝置,如上文所述圖3-7中的302。也就是說,例如,可以通過利用外部磁場,如上文所述圖15和圖16中的1502,來擰緊和/或松開示例性緊固件2212。
牽張棒系統的示例性實施例2200可包括驅動機構2206,驅動機構2206配置為當受到合適的磁場作用時沿棒夾持器2204的中心軸線來回驅動。此外,驅動機構2206可在置于第一棒2202的第一端(如近端)的第一部分2222處可操作地與第一棒2202接合。在此實施例中,第一棒2202的第一部分2222可配置為以轉動接合的方式接收驅動機構2206。此外,第一棒2202的第二部分2224可配置為用于維持驅動機構2206與棒夾持器2204的第一部分2222的接合。在一個實施例中,第一棒2202的第二部分2224可隨第一棒形成(例如,與第一棒一起形成)。在另一個實施例中,可將第一棒2202的第二部分2224固定到(例如,擰入、粘接、熔焊焊接或錫焊焊接、壓配合等)第一棒2202上。舉例來說,首先,可將驅動機構2206與第一棒2202的第一部分2222耦合(例如,滑動到其上),隨后,可將第一棒2202的第二部分2224固定到第一棒2202上,例如,將驅動機構2206保留在第一棒2202上。
如圖22a和22c所示,驅動機構2206可包括驅動螺紋部分2220,其可配置為與棒夾持器2204的夾持器螺紋部分2214螺紋接合。在一個實施例中,驅動螺紋部分2220可包括陽型螺紋,其配置為與棒夾持器2204的夾持器螺紋部分2214的陰型螺紋螺紋接合。通過這種方式,例如,驅動機構2206的轉動可導致驅動機構2206在棒夾持器2204內線性平移(例如,向前和/或向后)。此外,在此實施例中,驅動機構2206的平移還可導致與驅動機構2206可操作地接合的第一棒2202相對棒夾持器2204的平移(例如,沿與驅動機構2206相同的方向)。舉例來說,驅動機構2206沿第一轉動方向的轉動可導致驅動機構2206以及第一棒2202在棒夾持器2204內沿第一線性方向平移(例如,向前朝向棒夾持器2204開口)。再舉例來說,驅動機構2206沿第二轉動方向的轉動可導致驅動機構2206以及第一棒2202在棒夾持器2204內沿第二線性方向平移(如向后)。在一個實施例中,驅動螺紋部分2220(如螺紋元件)因此可操作地設置在棒夾持器2204(如第一構件)和第一棒2202(如第二構件)之間。
在一個實施例中,驅動螺紋部分2220和/或夾持器螺紋部分2214可配置為減少驅動機構2206在棒夾持器2204內沿第一線性方向或第二線性方向之一的平移。也就是說,例如,驅動螺紋部分2220和/或夾持器螺紋部分2214的構造可以適當地允許驅動機構2206在第一線性方向(如向前)平移,但可以減少驅動機構2206在第二線性方向(如向后)的平移。作為說明性示例,驅動螺紋部分2220和/或夾持器螺紋部分2214的螺紋接合可包括螺紋齒和/或螺紋谷的布置,其容易地允許螺紋在第一轉動方向上轉動,導致在第一線性方向上平移;但是可以減少沿第二轉動方向轉動的螺紋(例如,螺紋設計成允許螺釘向前移動但不能向后移動,而不需要特別施加功或力)。
在一個實施例中,驅動機構2206可包括基于磁體的轉子2208。此外,轉子2208可包括與磁環2226(如圖7的702)接合的磁體2230。此外,驅動機構2206可包括內表面2232,內表面2232的一部分可配置為選擇性地與轉子2208的磁環2226接合。
舉例來說,如上文在圖9a-d、10a-d和11a-b中所述,并繼續參考圖22a、b和c,內表面2232可包括磁體接合部件(如圖9c的904),如置于驅動機構2206的內表面2232中的延伸件。在一個實施例中,內表面2232的磁體接合部件可隨驅動機構2206形成(例如,與驅動機構2206一起形成);且在另一實施例中,內表面2232的磁體接合部件可附接至驅動機構2206的內表面。內表面2232的磁體接合部件可配置為與磁環2226選擇性地接合,從而,向與驅動接合部件2226接合的磁體2230施加扭矩會導致扭矩被施加至緊固件驅動機構2206上。
在一個實施例中,驅動接合部件2226可包括從驅動接合部件2226(例如,與磁體2230固定接合的環)延伸的環口(如圖7的702)。例如,驅動接合部件2226可包括配置為僅與固定接合磁體2230圍繞適配的環形。在一個實施例中,驅動接合部件2226可隨磁體2230形成(例如,與磁體2230一起形成);在另一個實施例中,驅動接合部件2226可附接(例如,壓配合、粘接、膠接、熔焊焊接、錫焊焊接等)至磁體2230。此外,驅動接合部件2226可包括環口,該環口配置為與設置在驅動機構2206的內表面2232的磁體接合部件相對接合。
舉例來說,當向磁體2230施加磁力(例如,要求的磁場)時,磁體2230可以在轉動方向上平移(例如,如上所述,在取決于要求磁場的轉動的第一或第二方向),并且驅動接合部件2226的環口可以與內表面2232的磁體接合部件接合,從而導致驅動機構2206在相同的轉動方向上平移。在一個實施例中,內表面2232可包括驅動接合部件2226的軌道,用于改善驅動接合部件2226的環口與內表面2232的磁體接合部件的接合,以便向驅動機構2206提供合適的扭矩。
一方面,當由要求磁場提供的磁力引起驅動接合部件2226(例如,驅動接合部件2226的環口)與內表面2232的磁體接合部件接合時,驅動接合部件2226可以回彈(例如,從接合處回彈),這取決于存在的驅動機構2206的轉動阻力的大小。在一個實施例中,當驅動機構2206遇到一定大小的轉動阻力(例如,使轉動停止)時,驅動接合部件2226與內表面2232的磁體接合部件分離(例如,彈開),當磁體2230受到要求磁場的作用時,驅動接合部件2226可以與內表面2232的磁體接合部件重新接合。在此實施例中,當驅動接合部件2226與內表面2232的磁體接合部件重新接合時,可以向驅動機構2206施加轉動錘擊力。
舉例來說,可以重新向驅動接合部件2226施加由要求磁場提供的磁力,使其與驅動機構2206內的驅動接合部件2226的環口重新接觸。在此例子中,反復回彈和重新接合會在環口與內表面2232的磁體接合部件之間造成一種錘擊效應。在此例子中,錘擊動作可引起驅動機構2206轉動,尤其是受到轉動阻力時。通過這種方式,例如,驅動機構可以更有效地沿棒夾持器2204線性平移,尤其是受到反向的線性力時。
一方面,要求磁場的轉動速度可與轉動錘擊力能產生的扭矩大小有關。在一個實施例中,增加要求磁場的轉動速度(例如,圖16的磁場產生部件1502中磁體1604的轉動的增加而引起要求磁場的轉動速度的增加)可導致施加至驅動機構2206的扭矩大小成比例增加。舉例來說,增加扭矩可能導致由驅動機構2206克服的反向軸向線性力(例如,施加至第一棒上的)的大小的增加。
作為說明性示例,第一棒2202可以與第一骨骼或骨骼部分接合,第二棒2210可以與第二骨骼或骨骼部分接合。在此例子中,使用驅動機構2206平移第一棒2202使其線性地遠離第二棒2210可能導致對第一棒2202的反向軸向線性力的增加(例如,將第一棒向第二棒回推)。在此例子中,在此實施例中,增加要求磁場的轉動速度可以增加驅動機構2206克服對第一棒2202增加的反向軸向線性力的能力。這可以比沒有增加要求磁場的轉動速度而平移第一棒2202,平移得更加遠離第二棒2210。
在一個實施中,在此方面,為了特定的治療,可以使用經驗數據來確定磁場的要求轉動速度。舉例來說,可以收集與各種患者年齡層,包括不同體格(例如,尺寸、重量、肌肉組織、骨骼排列等)相關的脊柱牽張力的經驗數據。此外,在此例子中,可以針對磁場的相應轉動速度收集扭矩以及扭矩能夠克服的相關反向軸向線性力的經驗數據。在此實施例中,利用經驗數據,可以為各種患者年齡層和/或患者體格生成推薦的轉動速度。舉例來說,臨床醫生可以根據目標患者的年齡層和/或體格,并依據滿足治療所需牽張第一棒的距離,利用推薦的磁場轉動速度來治療目標患者。
圖23是說明牽張棒系統的示例性實施例2300的部件圖。示例性實施例2300可包括棒夾持器2302,第一棒2310和第二棒2330。此外,示例性實施例2300可包括驅動機構2304,其與第一棒2310可操作地接合。在此實施例中,如圖22a-c所示,第二棒2330可以與棒夾持器2302固定地接合,或第二棒2330可以與棒夾持器2302非固定地接合。
此外,如上文在圖22a-c中所述,驅動機構2304可以與棒夾持器2302螺紋接合。在此實施例2300中,驅動機構2304可包括第一螺紋2322(如陽螺紋),棒夾持器可包括互補的第二螺紋2320(如陰螺紋)。在一個實施例中,螺紋接合可允許驅動機構2304在棒夾持器2302內沿第一線性方向(如向前)和第二線性方向(如向后)平移。舉例來說,驅動機構2304的這種平移可引起第一棒2310的相應平移。在一個實施例中,驅動螺紋機構2304(如螺紋元件)因此可操作地設置在棒夾持器2302(如第一構件)和第一棒2310(如第二構件)之間。
此外,在一個實施例中,如上所述,例如,第一螺紋2322和第二螺紋2320可配置為允許驅動機構在第一方向上的轉動平移,且可減少驅動機構在第二方向上的轉動平移,從而允許驅動機構2304在第一方向上的線性平移,但減少驅動機構2304在第二方向上的線性平移。
在此實施例2300中,第一棒2310可包括棒轂2312,棒轂2312配置為以轉動接合的方式與驅動機構2304耦合。也就是說,例如,驅動機構2304可包括一構造,所述構造能夠有效地接收棒轂2312,并且且能夠諸如在驅動機構2304在棒夾持器2302內轉動和平移期間維持棒轂2312轉動接合。在一個實施例中,棒轂2312(例如,和/或驅動機構)可包括軸承,其配置為便于棒轂2312和驅動機構之間轉動接合。例如,通常使用軸承來減少處于轉動接合的兩個部件之間的摩擦。應當理解,示例性實施例2300不僅限于本文所述的示例性轉動接合。可以預期,熟悉本領域的技術人員可以設計能夠減少摩擦的替代轉動接合裝置,例如,在棒轂2312和/或驅動機構2304的接合部分上施加摩擦阻力聚合物涂層。
在此實施例2300中,驅動機構2304可包括基于磁體的轉子2306(例如,上文在圖22a-c中所述的2208)。如上文在圖22a-c(例如,圖9a-d,10a-d和11a-b)中所述的類似布置中,轉子2306可包括磁體2308,磁體2308與磁環(未示出,例如,但類似于圖22c中的2226;以及類似于圖7的702)接合。此外,如上所述,驅動機構2304可包括內表面(未示出,例如,但類似于圖22c的2232),該內表面的一部分可配置為選擇性地與轉子2306的磁環接合。在此實施例中,驅動機構可以通過上文在圖22a-c所述的類似方式在第一方向和第二方向上平移。
圖24a和24b是部件圖,說明了本文所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例2400。在此示例性實施例2400中,第一棒2406可選擇性地與棒夾持器2402接合。此外,第一棒2406可在第一棒2406的第一端處與驅動接合部件2404可操作地接合。驅動接合部件2404可包括第一接合螺紋部分2418,其可配置為與設置在磁性驅動部件2408外表面上的驅動螺紋2420螺紋接合。雖然圖24a示出了驅動接合部件2404的第一接合螺紋部分2418的一個例子,但應當理解,螺紋部分可包括驅動接合部件2404的各個部分,并不限于所述示例性實施例。例如,可以預期,螺紋部分可基本上包括驅動接合部件2404的整個長度,僅僅是能夠有效地與磁性驅動部件2408螺紋接合的驅動接合部件2404的足夠長度,或者在這兩者之間的某一大小。可以預期,熟悉本領域的技術人員可以設計第一接合螺紋部分2418的替代尺寸。
例如,驅動接合部件2404可包括側開套管,其具有打開的、縱向延伸的槽(例如,或者是不具有槽的側封閉套管),其中套管的尺寸被設定為基本上容納磁性驅動部件2408的長度和直徑。在此例子中,驅動接合部件2404的近端可包括第一接合螺紋部分2418,當磁性驅動部件2408基本上全部置于驅動接合部件2404內時,第一接合螺紋部分2418可以與磁性驅動部件2408的遠端螺紋接合(例如,如圖24a所示)。通過這種方式,在此例子中,當扭矩施加至磁性驅動部件2408,從而導致轉動平移時,驅動接合部件2404可通過螺紋接合從磁性驅動部件2408的遠端朝向磁性驅動部件2408的近端線性平移。此外,在此例子中,驅動接合部件2404的線性平移可導致與驅動接合部件2404耦合的第一棒2406的線性平移。在一個實施例中,螺紋磁性驅動部件2408(如螺紋元件)因此可操作地設置在棒夾持器2402(如第一構件)和第一棒2406(如第二構件)之間。
在一個實施例中,如上所述,可通過基于磁體的轉子2422(例如,圖22a-c中的2208和圖23中的2306)將扭矩施加至磁性驅動部件2408。在此實施例2400中,設置在磁性驅動部件2408(例如,如圖22a-c和23以及圖9a-d,10a-d和11a-b中所描述的)的基于磁體的轉子2422可包括磁體2412,其與(如固定地)磁環2414耦合。此外,如上所述,磁性驅動部件2408可包括內表面(未示出,例如,但類似于圖22c的2232),該內表面的一部分可配置為選擇性地與轉子2306的磁環接合。在此實施例中,磁性驅動部件2408可以通過上文在圖22a-c所述的類似方式在第一方向和/或第二方向上轉動平移。
此外,在此實施例中,例如,基于配對螺紋的構造,螺紋磁性驅動部件2408的轉動平移可以導致驅動接合部件2404的第一接合螺紋部分2418的相應線性平移。在一個實施例中,驅動螺紋2420和第一接合螺紋部分2418的螺紋之間的螺紋接合可允許磁性驅動部件2408在棒夾持器2402內沿第一線性方向(如向前)和第二線性方向(如向后)平移驅動接合部件2404。此外,在一個實施例中,如上所述,驅動螺紋2420和第一接合螺紋部分2418的螺紋之間的螺紋接合可配置為僅允許磁性驅動部件2408在第一方向上的轉動平移,且可減少磁性驅動部件2408在第二方向上的轉動平移,例如,從而允許驅動接合部件2404在第一方向上的線性平移,但減少驅動接合部件2404在第二方向上的線性平移。
在此示例性實施例2400中,第二棒2410可與棒夾持器2402接合。在一個實施例中,第二棒2410可以與棒夾持器2402固定地接合(例如,熔焊焊接、錫焊焊接、粘接至棒夾持器2402、與棒夾持器2402一起形成、固定至棒夾持器2402)。在另一實施例中,第二棒2410可以與棒夾持器2402非固定地接合。在一個實施例中,可以使用諸如螺釘(例如,椎弓根螺釘或其它合適的緊固件)的緊固件2416選擇性地將所述非固定接合的第二棒2410固定到棒夾持器2402內。在一個實施例中,緊固件2416可包括磁力控制的緊固件裝置,如上文所述圖3-7中的302。也就是說,例如,可以通過利用外部磁場,如上文所述圖15和圖16中的1502,來擰緊和/或松開示例性緊固件2416。
圖25a和25b是部件圖,說明了本文所述一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例2500。在此實施例2500中,棒夾持器2540可包括在棒夾持器2540第一端處的第一套管2502;以及在棒夾持器2540第二端處的第二套管2504。此外,在此實施例2500中,第一棒2510可在第一端處與第一套管2502可操作地耦合,第二棒2512可在第二端處與第二套管2504可操作地耦合。此外,在此實施例2500中,第一套管2502可以與第二套管2504可滑動地接合。
作為說明性示例(例如,如圖25a和25b所示),可以一起滑動第一套管2502和第二套管2504以形成棒夾持器2540;并且,線性滑動第一和第二套管2502、2504朝向彼此可以縮短棒夾持器2540,而線性滑動第一和第二套管2502、2504遠離彼此則可以加長棒夾持器2540。此外,在此例子中,線性滑動第一套管2502使其遠離第二套管2504可導致第一棒2510和第二棒2512之間的距離增加。相反,在此例子中,線性滑動第一套管2502使其朝向第二套筒2504可導致第一棒2510和第二棒2512之間的距離減小。也就是說,例如,牽張裝置的示例性實施例2500的總長度(例如,從第一棒2510的遠端到第二棒2512的遠端)的增加可通過滑動第一套管2502使其遠離第二套管2504來實現。
在示例性實施例2500中,第一套管2502與第一驅動接合部件2506可操作地耦合(例如,或第一套管2502包括第一驅動接合部件2506),第二套筒2504與第二驅動接合部件2508可操作地耦合(例如,第二套筒2504包括第二驅動接合部件2508)。此外,在此實施例中,各驅動接合部件2506、2508包括第二接合螺紋部分2520。在一個實施例中,第一驅動接合部件2506的第二接合螺紋部分2520可包括第二螺紋構造2526,其可不同于第二驅動接合部件2508的第二接合螺紋部分2520的第四螺紋構造2528。也就是說,例如,第一驅動接合部件2506的第二接合螺紋部分2520的第二螺紋2526可包括右旋螺紋,第二驅動接合部件2506的第二接合螺紋部分2520的第四螺紋2528可包括左旋螺紋。
在示例性實施例2500中,磁性驅動部件2514可包括第一驅動端2516和第二驅動端2518。在此實施例中,第一驅動端2516可包括置于外表面上的第一螺紋2522(例如,包括右旋構造),第二驅動端2518可包括置于外表面上的第三螺紋2524(例如,包括左旋構造)。在一個實施例中,第一螺紋2522可配置為與置于第一驅動接合部件2506上的第二螺紋2526螺紋接合。此外,在一個實施例中,第三螺紋2524可配置為與置于第二驅動接合部件2508上的第四螺紋2528螺紋接合。通過這種方式,例如,當轉動平移磁性驅動部件2514時,磁性驅動部件2514的轉動平移可以被轉換為相應驅動接合部件2506、2508的線性平移,其中第一驅動接合部件和第二驅動接合部件可按相反方向平移。
在一個實施例中,如上所述(如圖22-24中),圖25a和25b的磁性驅動部件2514可包括基于磁體的轉子(未示出),其可配置為通過與磁環2414耦合的驅動磁體向磁性驅動部件2408施加扭矩。此外,如上所述,施加的扭矩可引起磁性驅動部件2514的轉動平移,通過與相應第一驅動端和第二驅動端2516、2518的螺紋接合,磁性驅動部件2514的轉動平移可轉換為相應第一驅動接合部件和第二驅動接合部件2506、2508的線性平移。在此實施例中,第一驅動接合部件和第二驅動接合部件2506、2508的線性平移可導致相應的第一棒和第二棒2510、2512的反方向線性平移,從而導致示例性裝置2500的牽張或回縮。
圖26是說明本文所述的一個或多個系統的一個或多個部分的示例性實施例2600的部件圖。在此實施例2600中,棒耦合器2602的第二部分2626與第二棒2604可操作地接合。在此實施例2600中,可使用第二緊固件2622選擇性地將第二棒2604與棒耦合器2602的第二部分2626固定地耦合,第二緊固件2622配置為選擇性地將第二棒2604與棒耦合器2602的第二部分2626固定地耦合。舉例來說,第二緊固件2622可包括螺紋緊固件,可將螺紋緊固件擰入棒耦合器2602的第二部分2626的互補螺紋孔中,以接合第二棒2604。在此例子中,第二緊固件2622可在壓力和基于摩擦的接合下將第二棒2604固定地保持抵靠在棒耦合器2602的第二部分2626的軸的內壁上,其中棒耦合器2602配置為接收第二棒2604。
在示例性實施例2600中,第一棒2606與棒耦合器2602的第一部分2616可操作地接合。在此實施例2600中,可使用第一緊固件2624選擇性地將第一棒2606與棒耦合器2602的第一部分2616固定地耦合,第一緊固件2622配置為選擇性地將第一棒2606與棒耦合器2602的第一部分2616固定地耦合。舉例來說,如上對第二緊固件2622所描述的,第一緊固件2624可包括螺紋緊固件,可將螺紋緊固件擰入棒耦合器2602的第一部分2626的互補螺紋孔中,以使第一棒2606與棒耦合器2602的第一部分2616接合。在另一實施例中,可以非選擇性地將第一棒2606與棒耦合器2602的第一部分2616固定地接合。例如,第一棒2606可以與棒耦合器2602的第一部分2616一起形成(例如,鑄造、銑削(milled)、成形、壓制等)。再舉例來說,第一棒2606可以與棒耦合器2602的第一部分2616固定地耦合(例如,錫焊焊接、熔焊焊接、釬焊焊接(brazed)、粘接等)。
示例性裝置2600還包括尺寸棒2608,其可配置為用于改變所述裝置2600的尺寸。在一個實施例中,尺寸棒2608可用于增加裝置2600的長度,和/或減小裝置2600的長度。例如,尺寸棒2608可以用于增加棒耦合器2602的第二部分2626與棒耦合器2602的第一部分2616之間的距離,從而增加第二棒2604與第一棒2606之間的距離,導致從相應的第一棒2604和第二棒2606的遠端測量的裝置的長度增加。再舉例來說,尺寸棒2608可以用于減小棒耦合器2602的第二部分2626與棒耦合器2602的第一部分2616之間的距離,從而減小第二棒2604與第一棒2606之間的距離,導致從相應的第一棒2604和第二棒2606的遠端測量的裝置的長度減小。
在一個實施例中,尺寸棒2608的至少一部分可包括置于尺寸棒2608的外表面上的棒螺紋2618(如陽型螺紋),并且配置為與置于棒耦合器2602的第二部分2626內壁上的互補耦合器螺紋2620(如陰型螺紋)螺紋接合。在一個實施例中,棒耦合器2602的第二部分2626可配置有軸,該軸的尺寸被設定成接收尺寸棒2608,如以螺紋接合的方式。舉例來說,尺寸棒2608與棒耦合器2602的第二部分2626的螺紋接合可以配置為將尺寸棒2608的轉動平移轉換為尺寸棒2608在棒耦合器2602的第二部分2626的軸內縱向線性平移(例如,在圖26中線性左移和右移)。在一個實施例中,螺紋尺寸棒2608(如螺紋元件)因此可操作地設置在棒耦合器2602的第二部分2626(如第一構件)和棒耦合器2602的第一部分2616(如第二構件)之間。
在一個實施例中,尺寸棒2608與棒耦合器2602的第二部分2626的螺紋接合可配置為,相對棒耦合器2602的第二部分,允許尺寸棒2608在第一方向上順暢地線性平移,還配置為,相對棒耦合器2602的第二部分2626,減少尺寸棒2608在第二方向上的線性平移。也就是說,例如,螺紋構造可以在增加示例性裝置2600長度的方向上,提供尺寸棒2608的正常線性平移,但是在減小示例性裝置2600長度的方向上,限制或限定尺寸棒2608的線性平移。
在示例性實施例2600中,尺寸棒與磁性驅動部件2610固定地接合。在此實施例中,磁性驅動部件2610包括驅動磁體2614和磁環2612。如上所述(在圖9-11和圖17-25中),磁性驅動部件2610還可包括磁體接合部件(如圖9a、9c的904),例如設置在磁性驅動部件2610的內表面(如圖9a、9c的902)。如上所述,例如,驅動磁體2614的轉動(例如,當受到要求的磁場作用時)導致磁環2612與設置在磁性驅動部件2610的內表面上的磁體接合部件接合。在此例子中,如上所述,磁體的轉動可引起磁性驅動部件2610的轉動平移,其可以被轉換為尺寸棒2608的線性平移。
一方面,本文(如在圖21-26中)所述的裝置和系統的一個或多個部分可附接至骨骼,例如,努力為影響患者的癥狀提供治療。在一個實施例中,使用常規或新開發的骨附接技術、裝置和系統(例如,如圖2所示的椎弓根螺釘、夾具等),可將第一構件(如2106、2202、2310、2406、2510、2604)的遠端(例如,或另一部分)附接至第一骨骼(例如,脊柱、肋骨或其它目標骨骼的一部分)。此外,在一個實施例中,使用類似的常規或新開發的骨附接技術、裝置和系統,可將第二構件(如2110、2210、2340、2410、2512、2506)的遠端(例如,或另一部分)附接至第二骨骼。此外,在一個實施例中,使用類似的常規或新開發的骨附接技術、裝置和系統,可將構件夾持器(如2104、2204、2302、2402、2540、2602)的至少一部分附接至第二骨骼(例如,或第三骨骼)。
作為說明性示例,圖27是說明了本文所述的系統和裝置的一個或多個部分的示例性實施例2700的部件圖。在此實施例2700中,第一構件2704(如棒、板、骨接合部件等)可以與構件耦合器2702(例如,包括基于磁體的驅動器,如圖21的2102)可操作地耦合2706(如圖21的2108)。此外,在此實施例中,第一構件2704可以與第一骨骼2712(例如,或骨骼部分)固定地接合2714(如選擇性地)。舉例來說,如上所述(例如,在圖1、圖2、圖14和圖21中),可通過緊固件系統將第一構件固定到第一骨骼2712,例如使用椎弓根螺釘、骨螺釘、夾具和/或其它矯形附接裝置。
在一個實施例中,第二構件2708(如棒、板、骨接合部件等)可以與構件耦合器2702可操作地耦合2710(如圖21的2112)。此外,在此實施例中,使用如上所述類似的常規或新開發的骨附接技術、裝置和系統,可將第二構件2708與第二骨骼2716(例如,或骨骼部分)接合2718。此外,在一個實施例中,使用類似的常規或新開發的骨附接技術、裝置和系統,可將構件耦合器2702的至少一部分與第二骨骼(例如,或與第三骨骼2722或骨骼部分接合2724)接合2720。
一方面,要求的磁場可由磁場產生部件(例如,圖15的1502)產生。舉例來說,磁場產生部件可以產生要求的磁場,當將其放置于驅動磁體(如602、1718、2230、2308、2412、2514、2614)附近時,可引起驅動磁體在要求的轉動方向(例如,至少基于要求磁場的構造)轉動。圖28-30是部件圖,說明了可用于產生要求磁場的裝置的示例性實施例2800、2900、3000。
在圖28中,示例性裝置2800包括外殼2806,其可配置為合適地容納裝置2800的部件。此外,該示例性裝置可包括顯示器2802,諸如液晶顯示器(lcd),或類似的,可以在其上顯示如操作參數、操作反饋和/或操作警報的顯示器。通過這種方式,例如,可以按照裝置2800的操作者需要向其提供視覺信息。此外,示例性裝置2800可包括操作者接合部件2804,例如手柄或把手,操作者可使用其來操作所述裝置2800。
在一個實施例中,操作者接合部件2804可配置有第一內部隔間2814(例如,通過艙口從外部訪問第一內部隔間2814),第一內部隔間2814可用于容納電源(如電池),例如,為了能夠在可攜帶的環境(例如,在沒有連接到諸如電源插座等外部電源的情況下)中使用該裝置。在另一實施例中,示例性裝置2800可包括第二內部隔間2812(例如,通過艙口從外面訪問第二內部隔間2812),第二內部隔間2812可配置為容納電源。在另一實施例中,第二內部隔間2812(還)可配置為接收外部部件,所述外部部件諸如外部存儲器(如存儲卡)、外部輸入(例如,與外部裝置的連接,諸如通用串行總線連接),等等。
示例性裝置2800可包括一個或多個輸入2818,其配置為給裝置2800提供輸入,諸如電源開關/按鈕、手動安全開關/按鈕和/或數據輸入部件。舉例來說,示例性裝置2800可包括電源開關,可使用所述電源開關來打開和關閉裝置電源;可包括手動安全開關,可激活所述手動安全開關來操作裝置;并且可包括一個或多個數據輸入部件(如按鈕或鍵),可使用所述一個或多個數據輸入部件輸入用于裝置操作的合適數據。此外,示例性裝置2800可包括一個或多個警報指示器2820,諸如光子發射器(如發光二極管),其可用于提供與各個指示燈相關的特定警報(如故障、操作條件等)。舉例來說,黃燈可向操作者指示裝置正在接近設定的施力,和/或設定的牽張/回縮距離閾值。再舉例來說,紅燈可向操作者指示裝置已達到設定的施力,和/或設定的牽張/回縮距離閾值。此外,舉例來說,綠燈可向操作者指示裝置已準備好,可進行正常操作。
示例性裝置2800可包括磁場激活器2810(如觸發器),磁場激活器2810可包括手動開關,其配置為由操作者進行激活。在一個實施例中,磁場激活器2810可包括一種安全開關(dead-man'sswitch),其配置為僅當操作者向激活器施加壓力時才進行操作。在一個實施例中,操作示例性裝置2800可能需要基本同時激活磁場激活器2810和手動安全開關/按鈕2818。
示例性裝置2800還可包括磁場產生部件2808。磁場產生部件2808可設置在所述裝置外殼2806內靠近目標驅動磁體的位置處,例如,目標驅動磁體設置在用于可調整棒系統的裝置內(如圖3-3-15和圖18-27),其中可調棒系統可植入患者體內。舉例來說,用于治療骨骼病癥的牽張成骨裝置可以在患者的真皮層下附接至患者的一個或多個骨骼。在此例子中,示例性裝置2800的一部分包括磁場產生部件2808,其可以被放置在靠近患者的表皮層(例如,鄰近、抵靠患者的表皮層、位于患者的表皮層的要求距離內),并被操作以激活設置在牽張成骨裝置(例如,用于固定到患者一個或多個骨骼的構件的牽張和/或回縮)中的磁性驅動部件。
在一個實施例中,示例性裝置2800可包括數據輸出部件2816。在此實施例中,例如,數據輸出部件2816可包括打印機,其配置為打印指示治療參數和/或事件數據的標簽(如用于附加到患者文件上),包括但不限于患者姓名、時間戳、施加的力、牽張/回縮距離等。在另一實施例中,數據輸出部件2816可包括另一數據輸出設備,其配置為提供事件數據的輸出。
圖29a和29b是部件圖,說明了可用于產生要求磁場的裝置2900的另一示例性實施例。在此實施例中,裝置2900可包括外殼2902、顯示器2904以及與前述相同部件類似的一個或多個輸入部件2906、2908、2910,外殼2902配置為容納裝置2900的部件且由操作者握持。此外,示例性裝置2900可包括一個或多個內部隔間2912,其可用于容納電源(例如,和/或電源連接),和/或可包括數據連接和存儲器連接,與前述相同部件類似,其可用于數據輸入、存儲和/或數據輸出。
此外,示例性裝置2900可包括磁場產生部件2914。如上所述,在一個實施例中,磁場產生部件2914可設置在所述裝置外殼2902內靠近目標驅動磁體的位置處,其中目標磁體可植入患者體內。
圖30是部件圖,說明了可用于產生要求磁場的裝置3000的又一示例性實施例。在此示例性實施例中,裝置3000可包括外殼3002、顯示器3004以及與前述相同部件類似的一個或多個輸入部件3008,外殼3002配置為容納裝置2900的部件。此外,示例性裝置3000可包括一個或多個操作者接合部件3006(如手柄),操作者可使用其來操作所述裝置3000。
此外,示例性裝置3000可包括一個或多個內部隔間3012,其可用于容納電源,和/或可包括數據連接和存儲器連接,與前述相同部件類似,其可用于數據輸入、存儲和/或數據輸出。示例性裝置3000還可包括磁場產生部件3010,其可設置在所述裝置外殼3002內靠近目標驅動磁體的位置處,其中目標磁體可植入患者體內。
一方面,磁場產生部件(例如,圖15的1502,圖29的2800,圖29的2900和圖30的3000)可配置為控制(例如,自動地、編程地和/或手動地)相關參數以產生合適的磁場(例如,實現基于磁體的目標牽張/回縮裝置的期望治療結果)。在一個實施例中,除其它參數外,平移力、平移位移和/或平移速率可由磁場產生部件控制。交替地看,磁場的產生可以根據、基于或響應于平移力、平移位移和/或平移速率的計算值、測量值或觀測值由磁場產生部件來控制,從而使得平移力、平移位移和/或平移速率維持在所要求的范圍內以實現預期的治療效果。
在一個實施例中,平移力可包括為目標癥狀(例如,矯形外科臨床癥狀和/或顱面臨床癥狀,其可利用牽張成骨術)提供合適治療所施加的力。舉例來說,當治療幼年患者的早發性脊柱側凸時,可能需要第一目標范圍的平移力(例如,需要足夠的力來伸長脊柱);當治療嬰兒患者的顱縫早閉時,可能需要第二目標范圍的平移力(例如,需要足夠的力以適應顱骨生長模式)。此外,用于目標治療的平移力范圍可包括為治療效果所必要的力調整。也就是說,例如,在隨后利用牽張生長棒裝置的加長后,便于脊柱伸長所需的平移力可能增加。
在一個實施例中,平移力可以是螺釘扭矩(例如,對于磁性驅動螺釘)的函數,其由置于磁性驅動部件中的驅動磁體的轉動速度導出。此外,驅動磁體的轉動速度與要求磁場(例如,由磁場產生器產生)的轉動速度直接相關。舉例來說,隨著要求磁場的轉動速度增加,驅動磁體的轉動速度將增加。在此例子中,隨著驅動磁體的轉動速度增加,螺釘扭矩將增加,從而又增加了平移力(例如,反之亦然)。在一個實施例中,磁場產生部件可配置為控制(例如,自動地、編程地和/或手動地)平移力,例如,可使其在治療過程期間不超過預設的平移力。
舉例來說,磁場產生部件可以基本上、連續地(例如,或周期性地)監測和/或測量要求磁場的轉動速度。在此例子中,磁場產生部件可使用如上文所述的與平移力函數相關的轉動速度測量值來計算或確定要求的或合適的平移力。在另一實施例中,可使用某種形式的力傳感器來監測和/或測量平移力(例如,插入圖22a-c中的驅動機構2206和第一棒2202之間)。在此實施例中,例如,來自磁場產生部件外部的這種測量裝置的平移力測量值可以無線地或者通過連接電纜或其它鏈路傳輸到磁場產生部件,和/或可以通過手動輸入方式或其它方式輸入到磁場產生部件中。
作為說明性示例,可通過允許操作者緩慢地增加力級別來控制平移力。在此例子中,在各個力級別之后,可以測量治療區域的牽張,并將其輸入至相關的控制系統中。例如,典型的力級別可包括范圍1到10,其中1代表預期對牽張具有最小影響的低級別的力,以及10代表預期在該階段擴張所需的最高級別的力。在此例子中,力級別可以基于患者已經被調整的次數而變化。此外,舉例來說,級別1至5可以被示為在輸出(如,屏幕,led)上的“安全”范圍內(如綠色指示燈)。在此例子中,級別6至10可被設置為“警報”范圍內(如黃色指示燈);并且高于10的級別可被指示為“危險”范圍(如紅色指示燈)。在一個實施例中,高于10的級別可局限于高于典型最大值的分數,例如,并且可能需要操作者的附加輸入,以確保他們知道該平移力級別的潛在危險。
在一個實施例中,平移位移可包括裝置的第一構件(如304a、1702、2106、2202、2310、2406、2510、2604)從以下之一平移的距離:裝置的第二構件(如304b、2110、2210、2340、2410、2512、2506),或裝置的構件夾持器(例如,308、1704、2104、2204、2302、2402、2540、2602)。也就是說,例如,平移位移可包括治療裝置從第一骨骼到第二骨骼的兩個附接位置之間的距離(例如,包括牽張或回縮距離)。
在一個實施例中,典型的平移距離范圍可包括針對早發性脊柱側凸治療的2至10毫米(例如,在三個月的調整間隔)。在一個實施例中,平移位移是平移力的函數。也就是說,例如,隨著平移力增加,平移位移增加(例如,反之亦然)。因此,例如,較大級別的力可以導致較大的平移(例如,牽張/回縮)。在一個實施例中,可使用熒光透視(例如,測量棒上的棒之間或標記之間的距離,如使用x射線裝置)和/或通過使用某種形式的位移傳感器來監測和/或測量平移距離。
在一個實施例中,磁場產生部件可配置為控制(例如,自動地、編程地和/或手動地)平移位移,例如,可使其在治療過程期間不超過預設的平移位移。作為說明性示例,可通過增加(如緩慢地)拉伸力并間歇地(例如,或連續地)監測和/或測量所致位移來控制平移位移。在此例子中,可將各個力級別對應的位移輸入到控制系統(例如,控制裝置參數的程序)。在此例子中,控制系統可以限制某些(如高的)級別的力,至少直到輸入位移測量值。
在一個實施例中,平移距離或位移測量可以由測量裝置提供,例如,使用熒光透視的裝置和/或位于磁場產生部件外部的某種形式的位移傳感器。在此實施例中,所得到的數據可以無線地或者通過連接電纜或其它鏈路傳輸到磁場產生部件,或者數據可以通過手動輸入方式或以其它方式輸入到磁場產生部件。此外,例如,由控制系統檢測到的在要求的閾值或參數之外的力和位移的指示可以觸發警報,并且可以阻止使用該裝置。舉例來說,小于3毫米的位移讀數可以導致“安全”指示;大于3但小于10毫米可導致“警告”指示;而超過10毫米的值可能導致“危險”指示。
在一個實施例中,平移速率可包括平移(例如,牽張或回縮)目標治療區域(如骨骼結構)的速率(如,或速度)。平移速率可以是平移力以及諸如由目標患者的組織結構引起的平移阻力的函數。舉例來說,在治療過程期間可能不需要高的平移速率(例如,高于所要求的),因為較高的速率可能導致平移力的控制精度和/或平移位移的精度較低。此外,例如,更快的平移速率可能不允許組織蠕變(例如,患者組織結構以所述裝置基本上相同的速率平移)。
作為說明性示例,可以通過允許操作者在各個治療級別進行小調整來控制平移速率。此外,在此例子中,可以采用治療間隔,其可包括治療對應相關組織蠕變的時間大小。舉例來說,治療間隔可以由所述裝置的控制系統來編程控制,并且可以結合治療期間控制的其它參數。
作為說明性示例,用于產生要求磁場的示例性裝置的操作者可以手動地將信息輸入到控制系統中(例如,使用所述裝置上的數據輸入部件或通過來自具有諸如鍵盤等輸入部件的輔助計算裝置的輸入連接)。輸入數據可包括患者標識、治療過程標識、患者年齡、身高和其它與患者相關的健康信息。此外,操作者可將磁場產生裝置放置在治療部位附近(如驅動磁體附近)。首先激活系統第一級別。在此例子中,可基于平移力、螺釘扭矩、驅動磁體的轉動速度或要求磁場的轉動速度來計算平移位移(如距離)。平移力,例如,可通過諸如力傳感器的在產生要求磁場的裝置外部的測量裝置測量,并且無線地或通過連接電纜或其它鏈路傳輸到磁場產生裝置,或者以手動輸入的方式或其它方式輸入到磁場產生裝置。或者,在一個實施例中,平移位移可以由測量裝置直接測量,例如,諸如使用在磁場產生裝置外部的實施熒光透視的裝置和/或某種形式的位移傳感器。在此例子中,所得到的數據可以無線地或者通過連接電纜或其它鏈路傳輸到磁場產生裝置,或者數據可通過手動輸入方式或以其它方式輸入到磁場產生裝置。
此外,舉例來說,可以檢查和/或記錄平移位移或平移距離(例如,和/或平移力)。如果操作者要求附加位移,則操作者可以進行第二級別并重復上述過程。可在完成要求的牽張時結束治療,或者如果達到預設的安全限制,則可結束治療。可以在患者的病歷(例如,以電子方式、以記憶體方式、以書面方式等)中顯示治療結果和在治療期間產生的數據(例如,使用的力、牽張距離等)。
圖31a和31b是部件圖,說明了可由本文所述的一個或多個系統的一個或多個部分采用的磁場產生部件的示例性實施例3100、3150。在示例性實施例3100中,當由電源3110供電時,電磁體3102可包括北極3104和南極3106。此外,在此實施例中,電磁體3102可設置在場轉動部件3108上,其轉動速率可由系統控制器3112控制。此外,在一個實施例中,該控制器可配置為控制(例如,基于編程或手動輸入)由電源3110提供給電磁體3102的功率級別。通過這種方式,例如,所述控制器可以能夠通過增大功率以獲得較大磁力和減小功率以獲得較小磁力來控制由電磁體3102產生的磁力大小。
在一個實施例中,控制器3112可控制場轉動部件3108的轉動方向和場轉動部件3108的轉動速度。在此實施例中,控制器3112可配置為產生對應磁場產生裝置(例如,圖15的1502、圖29的2800、圖29的2900和圖30的3000)的要求磁場。在此實施例中,轉動方向、轉動速率和磁力大小可由控制器3112控制。此外,轉動方向可以影響目標驅動磁體的轉動方向。例如,場轉動部件3108往第一方向(如順時針)的轉動可導致目標驅動磁體往第一方向的轉動,場轉動部件3108往第二方向(如逆時針)的轉動可導致目標驅動磁體往第二方向的轉動。此外,如上所述,轉動速率和磁力大小可影響由目標磁性驅動部件施加的平移力的大小。
在示例性實施例3150中,磁場產生部件可包括第一電磁體3152和第二電磁體3154。在此實施例3150中,第一電磁體3152可包括朝向目標區域設置的南極3156,以及北極3158。此外,第二電磁體3154可包括朝向目標區域設置的北極3162,以及南極3160。各個電磁體3152、3154可通過電源3164供電。此外,提供給電磁體3152、3154的功率大小可由控制器3166(如編程地)控制。例如,控制器3166可限制第一電磁體3152的功率并且向第二電磁體3154提供適當的功率,從而在目標區域產生北極場。在此例子中,控制器3166可限制第二電磁體3154的功率并且向第一電磁體3152提供適當的功率,從而在目標區域產生南極場。通過這種方式,例如,可在目標區域產生交替(如脈沖的)的北極和南極磁場。在此例子中,交替的北極和南極磁場可產生要求的轉動磁場,其可用于轉動目標驅動磁體。
另一方面,本文所述的裝置和系統的一個或多個部分可用于治療骨骼和/或肌肉骨骼病癥,例如,其中可以實施裝置牽張和/或回縮。在一個實施例中,如上所述,本文所述的裝置和系統的一個或多個部分可用于治療患者的脊柱側凸,例如,裝置可用于在脊柱側凸治療期間提供脊柱牽張。在另一個實施例中,本文所述的裝置和系統的一個或多個部分可用于牽張成骨,例如治療骨骼生長障礙、損傷、創傷、疾病、可于治療中引入牽張(例如,或回縮)的其它病癥。例如,本文所述的裝置和系統的一個或多個部分可用于矯形外科臨床應用,以治療:身材矮小;肢體不對稱;肘內翻;創傷后缺損;和/或手部手術。再舉例來說,本文所述的裝置和系統的一個或多個部分可以用于顱面臨床應用,以治療:顱縫早閉;腭裂;特雷徹-柯林斯綜合征;半側面部肢體發育不良;皮埃爾-羅賓綜合征;拉爾森綜合征;佛里門-謝爾頓綜合征;顱骨缺損;面部骨缺損;阻塞性睡眠呼吸暫停;和/或無鼻畸形。
在此方面,在一個實施例中,本文所述的示例性系統和裝置的部件可配置為棒和棒夾持器,例如,用于治療脊柱側凸,并且所述部件可配置為板和板夾持器,或用于治療其它病癥、損傷、創傷或疾病的其它結構。例如,可以將兩個骨板定位,然后通過諸如上文所述的一個或多個基于磁體的螺釘(例如,圖3的302和圖17-20的1706)將它們耦合在一起(例如,以部分重疊關聯的方式)。再舉例來說,與構件夾持器接合的一個或多個構件可配置為用于特定治療,使得所述構件可以與骨骼有效接合(例如,其形狀和尺寸適于與骨骼接合)以產生有效的治療。
本發明所用詞語“示例性”指的是作為示例、實例或例證。本發明以“示例性”描述的任何方面或設計并不一定解釋為優于其它方面或設計。相反,使用詞語示例性旨在以具體的方式對概念進行說明。正如本申請中使用的那樣,詞語“或”旨在指包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是說,除非特別聲明,或從上下文明顯可以看出,否則,“x采用a或b”指的是任何自然的包括性排列。也就是說,如果x采用a;x采用b;或者x采用a和b,則“x采用a或b”滿足前述所有說法。此外,a和b中的至少一個和/或類似說法通常指的是a或b或a和b。此外,本申請及所附權利要求中使用的冠詞“一(a)”和“一(an)”通常可解釋為“一個或多個”,除非特別聲明或從上下文內容可明顯看出指的是單數形式。
雖然以結構特征和/或方法方案特有的語言描述了主題,但是,應該理解的是,權利要求中定義的主題并不一定限于上文所述具體特征或方案。相反,上文所述公開的具體特征和方案是作為權利要求的實施例形式。顯然,熟悉本領域的技術人員將認識到,在不背離權利要求主題的范圍或精神的情況下,可以對這些配置進行多種改動。
此外,雖然參考一個或多個實施例對本發明公開進行了說明和描述,但是,熟悉本領域的技術人員在閱讀和理解本說明書和附圖后,可以做出等效的諸多改動和變化。本發明公開包括所有這些改動和變化,發明內容僅受權利要求的范圍限制。特別是在上文所述部件的不同功能方面(如元件、資源等),除非特別聲明,用于描述此類部件的術語與執行所述部件規定功能(如功能相當)的任何部件相對應,即使結構上與公開的結構并不等效,但只要執行本發明公開實施例所述功能即可。
此外,雖然本發明公開的某一特征僅僅參考幾個實施例中的一個實施例進行了公開,但是,這些特征與其它實施例的一個或多個其它特征結合也是符合要求的,對于任何給定應用或具體應用是有好處的。此外,對于具體實施例或權利要求中使用的詞語“包括”、“具有”、“有”、“帶”或它們的變體來說,這些詞語旨在以類似“包括”的詞語來說明包括。
已經在上文所述中描述了各個實施例。顯然,對于熟悉本領域的技術人員來說,在不背離本發明的一般范圍的情況下,上述方法和設備可以包括許多變化和改動。本發明包括所有這些改動和變化,只要它們屬于所附權利要求或權利要求相當內容的范圍。