CN101917918A - 骨骼操控系统 - Google Patents

Abstract

一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接骨骼系统的第一位置而该第二部分构造成连接骨骼系统的第二位置。所述系统包括构造成改变在该第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置，该调整装置具有构造成绕旋转轴旋转的磁力元件，该磁力元件被可操作地连接至构造成改变在第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。所述系统还包括构造成从该哺乳动物外部的一个位置磁力耦合至该调整装置的外部调整装置。

Description

骨骼操控系统

相关申请

本申请要求于2007年10月30日提交的美国临时专利申请No.60/983,917的优先权。该‘917临时专利申请如同其在本文中全文列出一样通过引用并入本文中。

技术领域

本发明的领域总体上涉及用于治疗骨骼系统疾病的医疗装置。

背景技术

脊柱侧凸是用于脊柱(通常在胸部或胸腰区域中)向一侧(侧向)弯曲的通称。脊柱侧凸通常分成不同的治疗组：青少年特发性脊柱侧凸、早发性脊柱侧凸和成人脊柱侧凸。

青少年特发性脊柱侧凸(AIS)典型地影响10～16岁的小孩，并且在随着身体发育而出现的生长爆发(growth spurt)期间变得最严重。1～2％的10～16岁之间的小孩具有一定量的脊柱侧凸。在每1000个小孩中，2～5个形成严重到足以需要治疗的弯曲。脊柱侧凸的程度典型地通过科布角(Cobb angle)加以描述，其(通常根据X-射线照片)通过采用弯曲部分的顶点上方和下方最倾斜的椎骨并测量垂直于上椎骨的上部和下椎骨的下部绘制的交叉线之间的角度而确定。术语特发性是指这样的事实，即这种弯曲的准确原因还不清楚。有些人推测，脊柱侧凸在快速生长期时、期间出现，脊柱的黄韧带太紧并阻碍脊柱的系统性生长。例如，随着脊柱的在前部分比在后部分更快地拉长，胸椎开始变直，直至其侧向地弯曲，经常伴有旋转。在更严重的情况下，这种旋转实际上产生显著的变形，其中一个肩膀低于另一个肩膀。目前，许多学区进行脊柱的体外视觉评估，例如在所有5年级学生中。对于鉴定为“S”型或“C”型而不是“I”型的那些学生，推荐由医生进行脊柱检查，并通常后续进行定期脊柱X-射线检查。

典型地，具有20°或更小科布角的患者不进行治疗，但接着连续地经常进行后续的X-射线检查。具有40°或更大的科布角的患者通常推荐进行融合手术。应当注意，由于多种原因，许多患者不接受这种脊柱评估。许多学区不进行这种评估，并且许多小孩不是规律地去看医生，因而，经常是弯曲进展快速并严重。存在一大群具有未治疗的脊柱侧凸的成年人，在极度情况下，科布角高达或大于90°。尽管这些成人中的许多人没有与这种变形相关的疼痛，并且相对正常地生活，可是有时具有受限制的移动和运动。在AIS中，对于10°以下的弯曲，女性对男性的比率为约1∶1，然而大于30°的角度，女性比男性多，高到8∶1。融合手术能够对AIS患者或成人脊柱侧凸患者实施。在典型的后路融合手术(posterior fusionsurgery)中，沿着后背长度开一个切口并将钛或不锈钢矫直杆(straightening rod)沿着弯曲的部分放置。这些杆典型地以允许脊柱矫直的方式固定至椎体，例如用骨螺钉，或更具体地椎弓根螺钉。通常，在期望融合的部分，椎间盘被去除且骨移植材料被置入以形成融合。如果这是自体材料，则骨经另一个切口从髋部获得。

可替换地，融合手术可以在前方实施。侧面和前方切口可以用于进入。通常，一个肺被抽气以便允许从这种前方途径进入脊柱。在前方手术的较少创伤性方式中，不是单个长的切口，而是在患者一侧的多个肋间隙(肋骨之间)中形成大约5个切口，每一个约3～4cm长。在这种最小创伤性手术的一种方式中，放置绳链和骨螺钉并固定在弯曲的前凸起部分上的椎骨。目前，实施用U形钉代替拴绳/螺钉组合的临床试验。相比于后部方式，这种手术的一个优点在于，切口的伤疤不是那么明显，尽管当穿着例如游泳衣时它们仍然位于可见区域中。U形钉在临床试验中具有一些困难。U形钉在达到临界应力时趋于从骨中拔出。

通常，在手术后，随着融合过程发生，患者将佩戴支具(矫形器，brace)达几个月。一旦患者达到脊柱成熟，则在后续手术中很难去除杆及相关硬件，因为椎骨的融合通常整合了杆本身。标准实践是将这种植入物一生保留。利用这两种手术方法的任一种，在融合后，患者的脊柱现在是直的，但取决于多少椎骨被融合，患者的脊柱在柔性(弯曲和扭转两方面)程度上经常存在限制。随着这些融合的患者成年，融合的部分能够在相邻非融合椎骨上施加大的应力，并且经常，在这些区域中可以发生包括疼痛的其他问题，有时需要进一步的手术。许多医生现在对用于脊柱侧凸的无融合手术感兴趣，其可能能够消除一些融合的缺陷。

一类脊柱尤其是动态的患者被称为早发性脊柱侧凸(EOS)的亚类，其典型地在5岁前的儿童中发生，并且男孩比女孩更经常发生。这是一种更少见的症状，仅在10000个儿童中的约1或2个中出现，但可能是严重的，有时影响器官的正常发育。由于这些儿童的脊柱在治疗后仍然大量生长的事实，所以已经开发了称为生长杆的非融合牵引装置和称为VEPTR(垂直可扩展修复性钛肋骨(“钛肋骨”)。这些装置典型地大致每6个月进行调整以与小孩成长匹配，直到小孩至少8岁，有时直到他们15岁。每一次调整需要手术切口以进入该装置的可调整部分。因为患者可以在早到6个月大的年龄接受该装置，所以这种治疗需要大量的手术。由于多次手术，这些患者具有显著高得多的感染危险。

回到AIS患者，用于科布角为20°～40°的患者的治疗方法十分有争议。许多医生开一个支具(例如波士顿支具)，患者必须将该支具佩戴在他们身上且在它们衣服下每天18～23小时，直到他们变得骨骼成熟，例如到16岁。因为这些患者都过了他们社会要求的青春期年龄，所以是不好的前途，被迫选择佩戴有点肥大的支具(其覆盖大部分上体)、进行可能留下大伤疤的融合手术以及运动受限制、或什么都不能做并冒着变丑和可能残疾的危险。通常已知的是，许多患者有时将他们的支具隐藏起来，例如在校外的矮树丛中，以便避免任何有关的困窘。佩戴支具的患者依从性已成为问题，已有特别构造的支具能感测患者的身体，并记录每天支具佩戴的时间量。已经知道患者将物体放入这种类型的未佩戴支具中以欺骗传感器。由于支架使用和病人依从性之间的不一致性，会给许多医生一种感觉，支具即使正确使用在治愈脊柱侧凸中也根本无效。这些医生可能同意佩戴支具能够可能地减缓或甚至暂时停止弯曲(科布角)进展，但他们注意到，一旦治疗期结束，不再佩戴支具，脊柱侧凸经常快速发展，直到科布角甚至比开始治疗时更严重。一些人说假定支具无效的原因在于，其仅在躯干的一部分上而不是在整个脊柱上起作用。目前的一种称为BrAIST(在青少年特发性脊柱侧凸试验中佩戴支具)的有希望的随机500个患者临床试验登记患者，他们中的50％将用支具进行治疗，而50％将简单地进行观察。将连续地测量科布角数据直到骨骼成熟，或直到达到50°的科布角，此时患者可能进行手术。

许多医生感觉，BrAIST试验将表明支具是完全无效的。如果确实是这种情况，则关于如何处理科布角为20°～40°的AIS患者的困惑只会变得更明确。应当注意，“20°～40°”患者人数比“40°及更大角度”的患者人数多达10倍。

目前，遗传科学家正努力寻找可以预先处理脊柱侧凸的一个或多个基因。鉴定之后，有些人仍然怀疑基因治疗是否可以预防脊柱侧凸，然而脊柱侧凸基因的存在毫无疑问将允许更容易且更早地鉴定可能的手术患者。

发明内容

在一个实施方式中，一种用于操控(操纵或操作，manipulate)哺乳动物体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成连接骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括构造成(设置成，figure for)改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置，该调整装置具有构造成绕旋转轴旋转的磁力元件，该磁力元件被操作地连接至构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。该系统还包括构造成从哺乳动物外部的一个位置磁力地连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置包括构造成绕第一轴旋转的第一永久磁体和构造成绕第二轴旋转的第二永久磁体，其中第一永久磁体绕第一轴的协同旋转和第二永久磁体绕第二轴的旋转导致产生磁力元件绕其旋转轴的旋转。

在另一个实施方式中，一种用于操控对象体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成用于在第一位置放置到对象的骨骼系统上，而第二部分构造成用于在第二位置放置到对象的骨骼系统上。该系统包括设置在植入件上并具有构造成绕旋转轴旋转的质量为3g或更小的磁力元件的调整装置，该磁力元件被操作地连接(耦合，couple)构造成改变植入件的第一部分和第二部分的相对位置的驱动元件。该系统还具有构造成从对象外部的一个位置磁力地连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置包括至少一个构造成绕轴旋转的磁体，其中该至少一个磁体绕轴的旋转导致调整装置的磁力元件绕其旋转轴旋转。

在又一个实施方式中，一种用于操控对象体内骨骼系统的一部分的系统包括具有第一和第二端的第一牵引装置(牵张装置，distraction device)，该第一牵引装置被构造成在第一和第二附着点附着至骨骼系统，第一牵引装置包括具有永久磁体的可调整部分，其中该永久磁体可旋转地安装在可调整部分中并连接驱动元件，该可调整部分构造成在永久磁体旋转后改变第一牵引装置的第一和第二端之间的距离。该系统包括具有第一和第二端的第二牵引装置，该第二牵引装置被构造成在第一和第二附着点附着至骨骼系统，第二牵引装置包括具有永久磁体的可调整部分，其中该永久磁体可旋转地安装在可调整部分中并连接驱动元件，该可调整部分构造成在永久磁体旋转后改变第二牵引装置的第一和第二端之间的距离。该系统包括构造成从对象外部的一个位置磁力地连接至第一和第二牵引装置的永久磁体的外部调整装置，该外部调整装置包括构造成绕轴旋转的至少一个永久磁体。

在又一个实施方式中，一种用于操控哺乳动物体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接至骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成连接至骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括设置在植入件上并构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置，该调整装置包括构造成周期性运动的磁力元件，该磁力元件被操作地连接至构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。该系统进一步包括构造成从哺乳动物外部的一个位置磁力地连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置包括构成周期性运动的至少一个永久磁体。

在本发明的另一方面，一种用于操控哺乳动物体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，第一部分构造成安装在骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成安装在骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括设置在植入件上并构造成对骨骼系统施加偏压力(biasing force)的调整装置，该调整装置包括构造成周期性运动的磁力元件，该磁力元件被操作地连接至构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。该系统进一步包括操作地连接至植入件的可植入反馈装置，该反馈装置被构造成产生指示植入件的状态的的响应，该植入件的状态可被非创伤性地鉴定。

在另一个实施方式中，一种用于操控哺乳动物体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成安装至骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成安装至骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置。该系统包括设置在第一部分上的夹具，该夹具包括构造成允许非创伤性激活(启动或使其起作用，activate)夹具以固定地将第一部分安装至第一位置的磁力元件。

在又一个实施方式中，一种用于操控哺乳动物体内骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接至骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成连接至骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括操作地连接至植入件并构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置，该调整装置包括构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。该系统还包括构造成从哺乳动物外部的一个位置非创伤性连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置构造成向驱动元件施加驱动扭矩。该系统进一步具有操作地连接至驱动元件并构造成选择性地啮合调整装置的滑差离合器(slipclutch)，该滑差离合器构造成当达到或超过阈值扭矩水平时从调整装置脱离。

在又一个实施方式中，一种用于操控哺乳动物体内的骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接至骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成连接至骨骼系统的第二位置。该系统进一步包括设置在植入件上并构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的调整装置，该调整装置包括构造成旋转运动的磁力元件，该磁力元件被操作地连接至构造成改变第一位置和第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件。该系统具有构造成从哺乳动物外部的一个位置磁力地连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置包括构造成绕轴旋转的第一永久磁体和构造成绕第二、单独的轴旋转的第二永久磁体。另外，该系统包括操作地连接至外部调整装置或磁力元件的反馈装置，其中该反馈装置被构造成产生在外部调整装置的第一和第二永久磁体中的至少一个和调整装置的磁力元件之间磁力耦合程度的指示的响应。

在又一个实施方式中，一种用于操控哺乳动物体内骨骼系统的一部分的系统包括具有第一部分和第二部分的植入件，该第一部分构造成连接至骨骼系统的第一位置，而第二部分构造成连接至骨骼系统的第二位置。该系统具有构造成改变第一位置和第二位置之间的牵引力的调整装置，该调整装置包括构造成绕轴旋转的磁力元件，该磁力元件被操作地连接至构造成改变第一位置和第二位置之间的牵引力的驱动元件。该系统进一步包括构造成从哺乳动物外部的一个位置磁力地连接至调整装置的外部调整装置，该外部调整装置具有构造成绕轴旋转的至少一个永久磁体。根据上述的系统，构造成连接骨骼系统的植入件的第一和第二部分之一包括具有大致180°弯曲的连接杆。

附图说明

图1示出了患有脊柱侧凸的个体的脊柱。

图2示出了脊柱侧凸的脊柱的科布角。

图3示出了在现有技术脊柱侧凸融合手术期间形成的大切口。

图4示出了本发明的两个杆的实施方式。

图5示出了本发明的两个杆实施方式的后视图。

图6A示出了根据本发明一个实施方式通过图5的线6A-6A截取的单杆的剖视图。

图6B是根据本发明的一个实施方式的图6A的部分A的详细视图。

图6C示出了根据本发明的一个实施方式的图6A的部分B的详细视图。

图6D示出了根据本发明的一个实施方式的图6A的部分C的详细视图。

图6E示出了根据本发明的一个实施方式用于驱动夹具的圆柱形(圆筒形，cylindrical)磁力件的端视图。

图6F示出了根据本发明的一个实施方式用于调整牵引装置的圆柱形磁力件的端视图。

图6G示出了根据本发明的一个实施方式的图7C的部分的内部行星齿轮传动装置。

图7示出了两个较小切口，其使用本发明的系统是可能的。

图8示出了单个小切口，其使用本发明系统的另一实施方式是可能的。

图9示出了在非创伤性调整步骤期间具有植入的牵引装置的患者。

图10示出了根据一个实施方式的外部调整装置的透视图。外壳或外盖被去除以示出外部调整装置的各个方面。

图11示出了图10的外部调整装置的侧视图或端视图。

图12示出了具有在适当位置的外壳或外盖的图10的外部调整装置的透视图。

图13A示出了被定位在患者皮肤上的外部调整装置的剖视图。图13A示出了在0°位置的可植入界面(implantable interface)的永久磁体。

图13B示出了被定位在患者皮肤上的外部调整装置的剖视图。图13B示出了在90°位置的可植入界面的永久磁体。

图13C示出了被定位在患者皮肤上的外部调整装置的剖视图。图13C示出了在180°位置的可植入界面的永久磁体。

图13D示出了被定位在患者皮肤上的外部调整装置的剖视图。图13D示出了在270°位置的可植入界面的永久磁体。

图14示意性地示出了根据一个实施方式的一种用于驱动外部调整装置的系统。

图15-22示出了沿着声学或声音指示器外壳的从动磁体(drivenmagnet)的剖视图，示出了该磁体和磁力球的转动取向。示出了随着磁体沿顺时针方向旋转的各种状态。

图23-30示出了沿着声学或声音指示器外壳的从动磁体的剖视图，示出了该磁体和磁力球的转动取向。示出了随着磁体沿逆时针方向旋转的各种状态。

图31示出了作为具有容纳磁力球的声学或声音外壳的本发明一个实施方式的时间的函数的声学信号。在逆时针方向上被驱动的磁体的每1/2个旋转观察到峰值。

图32示出了作为具有容纳磁力球的声学或声音外壳的本发明一个实施方式的时间的函数的声学信号。在顺时针方向上被驱动的磁体的每1/2个旋转观察到峰值。

图33示出了在被驱动的磁体的逆时针旋转期间在图15-30中示出的一类声学或声音外壳的频率响应。

图34示出了在被驱动的磁体的顺时针旋转期间在图15-30中示出的一类声学或声音外壳的频率响应。

图35示出了一种使用反馈机制经由外部装置用于驱动内在定位的从动磁体的系统。

图36示出了根据一个实施方式固定到患者脊柱的牵引装置。

图37示出了根据另一个实施方式的牵引装置。在该牵引杆的相对端示出了钩子形式的锚形体。

图38示出了根据在图36中所示的实施方式中使用的椎弓根螺钉系统的侧视图。

图39示出了在牵引装置的可调整部分和连接杆之间的允许在其他运动中自由旋转的连接。

图40是根据另一个实施方式的牵引装置的可调整部分的透视图。

图41是与图40所示的可调整部分关联使用的远程定位的磁力调整装置的透视图。

图42示出了根据一个实施方式在径向上被磁化的圆柱形磁体的透视图。

图43示出了根据另一个实施方式的牵引装置的透视图。

图44示出了没有盖子的图43的可调整部分。

图45示出了根据一个实施方式用来将牵引装置固定到患者解剖学结构上的夹具。

图46示出了根据另一实施方式用来将牵引装置固定到患者解剖学结构上的夹具。

图47示出了根据一个实施方式的牵引装置的可调整部分。

图48示出了沿图47的线48-48截取的图47的可调整部分的剖视图。

图49示出了根据一个实施方式的牵引装置的可调整部分。

图50示出了沿图49的线50-50截取的图49的可调整部分的剖视图。

图51示出了包括两(2)个可调整杆的一种牵引装置的一个实施方式，其中每一个杆是独立地可调整的。

图52示出了实施磁力驱动的一种牵引装置的紧急调整的技术。

图53示出了设置在骨头上的一种牵引装置的一个实施方式。

图54示出了设置在骨头的髓内管中的一种牵引装置的一个实施方式。

图55示出了用于椎间放置的一种牵引装置的一个实施方式。

图56示出了一种破裂的椎体。

图57示出了被放入到图56的椎体中的一种牵引装置。

图58示出了在椎体内的一种牵引装置。

图59示出了操作以增加椎体高度的一种牵引装置。

图60示出了用于椎体的牵引装置的一种可替换构造。

图61示出了一种非创伤性可调整动态稳定化装置。

具体实施方式

图1示出了患有脊柱侧凸的患者100。脊柱弯曲的凹入部分102可以在患者100的左侧104上看到，并且凸出部分106可以在患者100的右侧108上看到。当然在其他患者中，凹入部分102可以在患者100的右侧108上出现，而凸出部分106可以在患者的左侧104上看见。另外，如图1所示，出现了脊柱110的一部分旋转，并且看到左肩112和右肩114之间的不平。

图2示出了患有脊柱侧凸的患者的脊柱110的科布角116。为了确定科布角，分别从椎骨122和124绘制线118和120。通过绘制与线118和120形成90°角的交叉垂直线126和128。由垂直线126和128相交形成的角116定义为科布角。在一个完好的直脊柱中，该角为0°。

在许多具有40°或更大的科布角的青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者中，脊柱融合手术通常是第一选择。图3示出了在患者100体内形成的长切口134，其典型地在后路脊柱侧凸融合手术期间形成。这种类型的融合手术在现有技术中是已知的。长切口134在上端136和下端138之间延伸。该切口134的长度长于要融合的椎骨的部分的长度。上端136和下端138之间的实际长度变化，取决于患者的尺寸，以及脊柱侧凸的程度，但在AIS患者中，这个长度显著长于15cm。更典型地，长于25cm。

图4和5示出了根据本发明一个实施方式的用于治疗脊柱侧凸的牵引装置140。该牵引装置140，是一种可植入装置，包括第一可调整杆142和第二可调整杆144。对于患者牵引，第一可调整杆142定位在脊柱110的一侧上，而第二可调整杆144定位在脊柱110的相对侧上。为了清楚，脊柱110从图4和5省去。虽然图4和5中示出的牵引装置140包括第一和第二可调整杆142、144，但是应当理解，在可替换实施方式中，牵引装置140可以仅包括植入到患者体内的单个可调整杆142(完全省去第二可调整杆144)。

再次参考图4和5，每一个可调整杆142、144包括通过可调整部分158、159连接在一起的第一细长件146、148和第二细长件150、152。可调整部分158、159包括在第一细长件146、148和第二细长件150、152之间的可变重叠区，其允许每一个可调整杆142、144的长度进行非创伤性调整。在该特定实施方式中，第一细长件146、148可伸缩地容纳在第二细长件150、152的中空接收部分中，并且可调整部分158、159基本上是直的。如图所示，可调整杆142、144具有上弯曲154和下弯曲156，其允许它们更好地符合脊柱的自然从前至后的曲线。例如，上曲线154符合上胸部的正常脊柱后凸(kyphosis)，而下弯曲156符合腰区的正常脊柱前凸(lordosis)。在本发明的一个方面，弯曲的部分154、156是可弯曲的以便更好地符合患者的特定脊柱形状。例如，弯曲的部分154、156可以由可延展或弹性类型材料制成以使医生能够手动地改变每一个可调整杆142、144的具体形状至患者的特定需要。在大量脊柱侧凸患者，特别是青少年特发性脊柱侧凸患者中，脊柱侧凸弯曲不包括脊柱的下腰椎水平并因此下弯曲156是不必要的。如上所解释的，图4和5中所示的实施方式代表一种双杆构造。利用这种构造，两个杆142、144通过相同的切口插入，并且能够在脊柱110的中心线的两个相对侧上沿着脊柱110放置。可替换地，每一个可以通过其自己的较小切口放置。

可替换地，可以使用单个可调整杆形式142，优选地位于脊柱侧凸弯曲的凹入侧上。而另一个变形包括不具有任一个弯曲或两个弯曲(即弯曲154和156被省去)的单个可调整杆142。这种性质的直可调整杆142可以更侧向地放置(到脊柱110的侧边)，并且不必须与脊柱110的前后轮廓或覆盖脊柱110的肌肉贴合。在又一个实施方式中，第一细长件(例如146、148)和第二细长件(例如150、152)相对于彼此不是可伸缩的，而是平行的，至少沿着可调整部分158、159。牵引装置140植入到患者100体内以便矫直脊柱侧凸的脊柱110。为此，可调整杆142、144的每一端有利地包含允许固定至骨骼系统中的一个位置的锚形体161。例如，在任一端的锚形体161可以包括用于夹住骨骼结构的夹具。可替换地，任一端可以包括利用接骨螺钉或椎弓根螺钉用于固定至骨头部分的支具。图4中的实施方式示出了在第一细长件146、148的上端处的夹具160、162以及在第二细长件150、152的端部处的支具164。夹具160、162可以用来将牵引装置140夹到肋骨或肋骨与椎骨的关节的小面处。图37和38，其在下文中详细描述，示出了可以用来将第一细长件146、148或第二细长件150、152固定至骨骼结构的可替换的锚形体161。

牵引装置140构造成使得可调整部分158、159改变在第一细长件146、148和第二细长件150、152的锚形体或固定点(例如在脊柱或其他解剖学结构处)之间的距离或力中的至少一个。例如，可调整部分158、159可以增加锚形体或固定点之间的长度。类似地，可调整部分158、159可以增大锚形体或固定点之间的力(例如牵引力)。可调整部分158、159可以同时改变所述距离和力。

图6A示出了第一可调整杆142的剖视图，指示了可调整部分158和夹具160的位置。夹具160的尖端168被成形以允许组织的钝剥离，以使可调整杆142可以置于皮肤下方，并沿脊柱110的长度的大部分推进，使得图3的长切口134的大部分是不必要的。这允许例如可替换切口几何形状，如在图7中所示的。如图7所示，下切口170形成为具有上端176和下端178(例如通过解剖刀)，并将第一可调整杆142通过下切口170并在皮肤下方放置。使用解剖技术，第一可调整杆142沿着中间区域174插入到皮肤下方。该解剖技术可以包括使用观测仪器(腹腔镜、关节内窥镜、内窥镜等)和另外的解剖工具，但通常能够在没有这些工具的情况下完成。另外的解剖工具可以包括例如锥形套管(tapered sheath)，其在第一可调整杆142上方推进，沿路解剖组织，同时通过观测仪器可视化，例如在监视器上。可替换地，另外的解剖工具可以是钝性解剖工具，由能够重复展开和合拢的两个指状物构成，同时通过观测仪器可视化。

一旦第一可调整杆142(如图6A所示)的夹具160被推进到待夹住组织附近的位置，形成上切口172，其具有上端180和下端182，并且该待夹住组织附近的位置通过解剖而暴露。然后夹具160被驱动以夹住该解剖组织结构，并且另外地，第一可调整杆142的相对端被固定，例如通过接骨螺钉(例如椎弓根螺钉)和支具的组合。可调整杆142的调整装置(下文进行描述)可以在可调整杆142的任一端被固定之前进行调整，以便实现期望的长度。在两端固定之后，第一可调整杆142然后可以进行调整以调整解剖组织中两个位置之间的牵引距离或牵引力至期望量。在本发明的一个方面，第一可调整杆142的长度可以在没有使用如本文中描述的远程操作的调整装置的情况下，首先通过医生手动地进行调整。例如，可调整杆142的初始长度可以通过相对于彼此之间推或拉第一和第二细长件146、150而由医生手动设定。可替换地，可调整杆142的长度可以通过缩减或去除可调整杆142长度的一部分而进行调整。

通过在初始放置期间医生调整可调整杆142的长度，在没有必要使用由远程操作的调整装置提供的任何位移距离或力的情况下，可以对脊柱110施加牵引力。例如，存在典型地由远程操作的调整装置提供的有限程度的移动。当医生在植入后施加第一或初始牵引力时，可以省去远程操作的调整装置在后期调整中可达到的位移计算。

仍然参考图7，接着利用标准技术闭合两个切口。如所述的，单个长切口现在被两个较短的切口170、172代替，当加在一起时，其组合的长度也小于图3所示的单个长切口的长度。例如，下切口170和上切口172每一个具有小于15cm的长度，并且优选地，每一个具有小于7.5cm的长度，并且更优选地，每一个小于5cm。

图6B中示出了一种可选的磁力夹紧装置，如图8所示，其允许整个过程在单个短切口184下完成。如之前描述的，形成具有上端186和下端188的单个短切口184(例如通过解剖刀)，并将第一可调整杆142通过该单个小切口184并且在皮肤下方放置。利用解剖技术，将第一可调整杆142朝向上部目标位置插入到皮肤下方。如之前描述的，这种解剖技术可以包括使用观测仪器(腹腔镜、关节内窥镜、内窥镜等)和另外的解剖工具。一旦第一可调整杆142的夹具160被推进到待夹住组织附近的位置，则使用一种或多种解剖工具和观测仪器以暴露目标位置，例如肋骨或小面关节(facetarticulation)。参照图6B，磁力操作的夹具160包括第一指状物190和第二指状物192。第一指状物190永久地连接于第一细长件146，而第二指状物192相对于第一指状物190纵向上可调整，以使间隙194可响应于驱动而增大或减小。封闭装置(closure device)198通过外部调整装置如图10-12所示的装置进行操作以增大或减小间隙194，并因此打开或闭合夹具160。如将要描述的，夹具160是磁力可调整的，因而夹紧过程可以非创伤性地实施，因此使第二切口不是必要的。

如果(如预期的)支具的无效性的证据更明显，则磁力操作的夹具160会是特别有用的，许多医生将探寻治疗脊柱侧凸的更小创伤性的方法。患者将要求手术方法尽可能最小地创伤性，并且在他们进行手术的切口中的最大因素之一是切口的尺寸，并随后是在愈合期间和之后的伤疤尺寸。科布角大于40°的AIS患者更可能利用融合手术进行治疗，但在20°～40°范围内的患者可以使用利用他们的脊柱生长能力的无融合方法进行治疗。目前，已知还没有达到月经初潮(第一次月经期)的女性AIS患者更可能具有进一步发展的弯曲。另外，年龄较小的AIS患者更可能具有他们的弯曲发展。最近已发现一种或多种“脊柱侧凸基因”，并且已经努力形成允许鉴定在她的科布角小于40°，例如20°时其弯曲有可能发展超过40°的患者的遗传试验。因为支具是一种被质疑的选择，所以预期最小创伤性的非融合方法将是这些患者选择的方法。尽管图8中的切口184作为垂直切口示出，但是可替换地，它可以形成水平的切口。例如，可以形成水平切口以使其正好在“比基尼线(bikini line)”下并平行，允许形成的伤疤可以被更多地隐藏。这也可以用图7中的切口170实现。

回到图6B，封闭装置198包括圆柱形磁力件200，其能够通过与外部调整装置(如图10-12中所示的外部调整装置1130)磁力耦合而被激活。尽管这种封闭装置198的构造可以变化，但在该特定实施方式中，磁力件200是一个中空稀土磁体，优选地是铷铁棚磁体。如从图6E中的端视图可以看到的，磁力件200具有螺纹嵌件(或螺纹嵌入圈)202，其具有母螺纹使得在磁力件200旋转时，螺纹嵌件202一致地旋转。磁力件200是具有北极204和南极206的永久磁体217。磁力件200优选用一种材料例如帕利灵(聚对二甲苯基，Parlene)、酚醛树脂或金(其是非磁性的，但在身体植入应用中是保护性和生物相容性的)涂覆。在某些实施方式中，个别Nd-Fe-B磁体被封闭在不锈钢壳体/外壳或各种镍、金或铜的层内以保护腐蚀性Nd-Fe-B材料与体内环境隔离。在其他实施方式中，可以使用其他磁性材料，包括SmCo(钐钴)，其典型地以SmCo₅、或SmCo₁₅、Sm₂Co₁₇、或AlNiCo(铝镍钴)应用。在其他实施方式中，可以使用铁铂(Fe-Pt)。铁铂磁体实现高水平的磁力，同时没有腐蚀的可能，并且可以有可能地排除封装的需要。在其他实施方式中，在可植入界面上永久磁体217可以被磁力响应性材料如钒波明德合金(Vanadium Permendur，也称为Hiperco(海波科高导磁率铁钴合金))取代。

应当注意到，磁力件200也可以被气密性地密封在第一细长件146内。当外部调整装置1130运行时，它施加活动磁场，其使得磁力件200旋转。附着至第二指状物192的是螺纹杆210，其螺纹配合螺纹嵌件202的母螺纹。当磁力件200通过外部调整装置1130在第一方向上旋转时，螺纹杆210在第一纵向212上移动，导致第二指状物192移动而远离第一指状物190，并打开间隙194。对于夹具160也可以存在手动调整机制，以使夹具160在手术步骤准备中可以在患者外部打开。当间隙194被调整为比解剖组织结构例如肋骨(在其周围固定夹具160)更宽时，则通过观测仪器的可视化和利用解剖工具的操控，夹具160被置于肋骨上方，，使得肋骨被容纳在空腔196中。在该点处，外部调整装置运行以使其带动磁力件200在相反方向上转动，导致螺纹杆210在第二方向214上纵向地移动，并且两个指状物190、192环绕肋骨闭合。间隙194现在小于肋骨的宽度，由此夹具160被固定。如果植入件在后期需要移除，则磁力夹持机制也可以用来移除植入件，同时不必在夹具附近形成切口。

图6C示出了第一可调整杆142的可调整部分158的剖视图。图6D示出了调整装置232的细节。第一细长件146可伸缩地容纳在第二细长件150内。第一细长件146和第二细长件150的截面形状可以是圆形或非圆形，以使它们不能相对于彼此旋转(例如楔形构造)。细长件146、150中之一或二者可以沿着可调整部分158的截面包含肋骨，以便最小化第一细长件和第二细长件150之间的接触表面积，并由此降低摩擦阻力。附着至第二细长件150的斜面终端216可以用于两个目的。首先，它在第一可调整杆142被插入皮肤下方时允许用于平滑插入并且不会挂住组织。其次，它用作在第一细长件146上方的低摩擦动态密封。磁力元件218包括如图6F所示被极化的圆柱形永久磁体。可替换地，磁力元件218可以由对图6B中的磁力件200所描述的任何材料制成。磁力元件218通过外壳(在本情况下使声学外壳222)而可旋转地固定至第二细长件150的内部空腔234。在磁力元件218的一端示出了滚珠轴承220以便减小旋转摩擦。第二滚珠可选轴承(未示出)可以被包括在磁力元件218的相对端上。磁力元件218通过外部调整装置1130进行旋转，产生运动磁场。

如图6D所示，磁力元件218连接于行星齿轮组224，例如具有4∶1、16∶1或64∶1或更大的齿轮减速比。齿轮减少的目的是双重的。首先，它允许牵引装置140以更小的输入扭矩要求被调整。其次，它增加调整的精确度，因为对于每一个调整间隔需要更大数量的磁力元件218的圈数。图6G中详细示出了行星齿轮组224。中心齿轮236通过磁力元件218的旋转以一对一方式转动。中心齿轮236啮合多个行星齿轮238(在该情况下，示出了4个)。行星齿轮238啮合并转动环形齿轮240，其经由联接器228附着至导螺杆226。齿轮比是环形齿轮240的齿数除以中心齿轮236的齿数。例如，如果环形齿轮240具有4倍于中心齿轮236的齿数，则齿轮比为4∶1。在这种情况下，仅需要直接驱动其所需的扭矩的25％来驱动导螺杆226，忽略由于摩擦因素导致的变化。随着导螺杆226转动，它与母螺纹230(设置在第一细长件146的末端242内)螺纹啮合。导螺杆226螺纹的间距优选是非常精细的间距，例如每英寸40～120，或更具体地80～100个螺纹，以便最小化导螺杆226和母螺纹230之间的摩擦，并由此最小化所需的扭矩。导螺杆226、各个杆件和其他组件的材料可以由非磁性、可植入材料形成，如钛或钛合金，如钛-6％AL-4％V，尽管它们也可以由其他磁性材料如不锈钢形成。

当磁力元件218通过外部调整装置1130旋转时，操作地连接至可旋转磁力元件218的传动系统或驱动元件驱动导螺杆226，其改变可调整杆142、144的可调整部分158的长度。磁力元件218在第一方向上的旋转增大位于可调整杆142、144相对端上的锚形体161之间的距离。相反，磁力元件218在第二(相反)方向上的旋转减小位于可调整杆142、144相对端上的锚形体161之间的距离。

目前，诸如VEPTR的装置，其能够进行手术性地调整，被用于早发性脊柱侧凸患者，并且它们的可调整性是为了跟上患者尺寸生长的目的。本发明的一个目的是形成这样一种装置，其能够在早发性脊柱侧凸患者中进行非创伤性调整，而且另外可以在青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者以及甚至成人脊柱侧凸患者中也可以进行非创伤性调整。在AIS患者中调整的主要目的是保持牵引力，其在无融合生长脊柱中用于以期望方式指引生长。目前，在无融合手术中，非可调整牵引装置以极高牵引力驱动，因为医生知道随着时间推移，组织中的生长和/或变化将导致这种牵引力变小，可能随时间变得更没有效力。因为这些高牵引力，常常使得这些杆件在患者体内破坏，或者接骨螺钉由于高的应力而被拔出。已经预期，在一些远高于100磅的牵引装置中测得的高作用力在任何指定时间对于提供正确的生长引导都不是必需的，低于45磅，并且甚至低到20磅的牵引力在保持脊柱，尤其是未融合脊柱的期望生长可能是有效的。即，只要可以保持这种力，其目前在没有手术干预的情况下在现有装置中是不可能的。本发明允许这种较低作用力通过非创伤性调整而被持续保持。好处在于较低应力能够保持在接骨螺钉、夹具和其他附着装置以及杆件本身上，有利于更可靠和持久的系统。另外，通过鉴定最佳牵引力，这种期望的力能够通过经常的非创伤性调整(其可以在医生或护士办公室中实施)、通过医生或非医生医疗人员、或甚至通过患者自己在家里，而在手术后患者的整个治疗中被保持。另外，通过整合可选的力传感器，作为牵引装置的一部分(其可遥测地读数)，每一次调整能够达到精确期望的牵引力。另外，滑差离合器244，与磁力元件218一致，能够由医生预先调整，或者在制作工艺期间预先调整，使得在每一次调整期间，当达到临界扭矩(对应于最大期望牵引力)时调整停止。例如，最大期望牵引力可以设定在45磅。滑差离合器244在图6D中示出为位于磁力元件218和行星齿轮组224之间，但在本发明的范围内，滑差离合器244可以沿着扭矩传送链在任何其他步骤上定位。

图9示出了具有在脊柱110左侧上植入的牵引装置140的患者100。尽管脊柱110在图9中为了参考而是可见的，但是图9实际上用于描绘非创伤性调整程序，因而患者100典型地具有完整愈合的切口并且可以穿上衣服。牵引装置140的夹具160在其具有胸椎247的关节处固定至肋骨246。支具164在这种情况下用螺钉166固定至腰椎。可替换地，支具164可以例如被固定至骶骨249。依据本发明的一个实施方式，射频鉴定(RFID)芯片250被可选地设置在牵引装置140的第二细长件150上。RFID(射频鉴定)芯片250可以在牵引装置140植入期间植入到患者体内。在某些实施方式中，RFID芯片250可以在已知位置如牵引装置附近的位置皮下地植入。在其他实施方式中，RFID芯片250可以定位在牵引装置140上或内。外部调整装置248在靠着患者100背部放置之后示出。在植入牵引装置140后或手术恢复之后，外部调整装置248在RFID芯片250上存储患者信息，包括牵引装置140的当前尺寸或设置、调整的量、牵引装置140的序列号、植入程序的日期、患者姓名、牵引力、调整扭矩和鉴定。在随后的调整步骤期间，外部调整装置248可以读出RFID芯片250以确定与患者相关的信息，如牵引装置140的当前尺寸或设置。在调整步骤结束时，外部调整装置248可以将更新后的患者信息，包括牵引装置140的尺寸或设置，存储到RFID芯片250。外部调整装置248中的RFID天线252可以用来驱动RFID芯片以便有利于读出和记录功能。

可以使用多种技术来确定牵引装置140的调整设置(当前尺寸、牵引力或状态)。例如，调整设置可以通过外部调整装置248的旋转组件之一的旋转数量间接地确定。在某些实施方式中，调整设置可以通过牵引装置140的可调整部分158的某个动态组件的旋转数量、通过牵引装置140的尺寸或轴杆的任一个的旋转数量、或通过磁力元件的旋转数量确定。在其他实施方式中，反馈机制，如霍尔效应装置(随着导螺杆226旋转并因此随着牵引装置改变其状态而相对于彼此轴向地移动的两个另外磁体)可以用来确定牵引装置140的当前调整设置。设置在牵引装置140一部分上的应变仪或力传感器也可以用作可植入的反馈装置。例如，应变仪能够无线联通由牵引装置140施加到脊柱的实际牵引力。无线读取器等(其也可感应地驱动应变仪)可以用来读出牵引力。一种示例性应变仪传感器是EMBEDSENSE无线传感器，可从MicroStrain，Inc.of Williston，VT 05495获得。该EMBEDSENSE无线传感器使用感应连接以从外部线圈接受能量并无线地返回数字应变测量结果。

在又一实施方式中，可以使用光学编码器反馈机制，通过将光学编码器置于与牵引装置140的可调整部分158的旋转组件之一一致。甚至设想了一种穿过皮肤的光学编码器，其发出穿过皮肤和脂肪的光并计数在特定可旋转组件上的一个或多个反射条的连续通过。在其他实施方式中，外部调整装置248可以包括声音传感器以确定牵引装置140的当前调整设置。例如，该传感器可以听到齿轮系统的转动声音，由此给出关于总调整量的反馈信息。另外的声学反馈装置在下面描述。

应当理解，牵引装置140的任何材料能够由射线透不过的材料制成，以使这些组件的位置、状态或排列通过使用X-射线可以在初始手术步骤期间、或在后续调整步骤期间观察到。例如，可以使用设置在第一或第二细长件148、146上的圆周槽口或可替换地圆周隆起，以使该槽口或隆起与第二细长件150、152的某部分之间的距离能够经由X-射线容易地测得。

设想了调整步骤在医生临床中优选每3～4周进行一次。调整可以通过整形外科医生完成，但由于系统的反馈能力使得该程序相对容易，所以该程序可以由护士实习生、医生助理、技师、或任何其他非医学成员完成。甚至设想了患者可以在家里具有外部调整装置1130并且能够以甚至更频繁的速率自己进行调整。外部调整装置1130可以设计成通过电话发送存储的信息至医生办公室。例如，调制日期或调整参数如牵引力或牵引距离。

图10示出了外部调整装置1130，其是根据本发明一个方面的外部调整装置248的一种实施方式。外部调整装置1130可以用来外部地施加旋转运动或“驱动”位于牵引装置140内的永久磁体(例如磁力元件218)。外部调整装置1130包括用来对两个永久磁体1134和1136施加旋转运动的马达1132。两个永久磁体1134、1136位于同一驱动器1130中并构造成放置到患者或对象身体的同一侧上。马达1132可以包括例如DC供电马达或经由整体地容纳在外部调整装置内的一个或多个电池(未示出)供电的伺服系统。可替换地，马达1132可以经由连接外部电源的电源线等供电。例如，外部电源可以包括一个或多个电池或甚至被转化成DC的交流电源。

仍然参考图10，两个永久磁体1134、1136优选为圆柱形状的永久磁体。尽管其他稀土磁体也是可能的，但该永久磁体可以由例如稀土磁体材料如铷铁硼(NdFeB)制成。例如，每个磁体1134、1136可以具有大约1.5英寸的长度和大约1.0～3.5英寸的直径。两个磁体1134、1136被径向地磁化(磁极垂直于每个永久磁体1134、1136的长轴)。磁体1134、1136可以容纳在非磁性外盖或外壳1137内。在这方面，磁体1134、1136能够在将磁体1134、1136与外部环境分隔开的静态外壳1137内旋转。优选地，外壳1137是刚性的并且在直接覆盖永久磁体1134、1136的部分处相对较薄，以便最小化永久磁体1134、1136和内部磁体1064(如图13A-13D所示)之间的间隙。

如图10所示，永久磁体1134、1136旋转地安装在相对基座件(bases member)1138、1140之间。每个磁体1134、1136可以包括安装在每个磁体1134、1136的相对轴面上的心轴或锭子1142、1144。心轴1142、1144可以安装在各自的安装在基座件1138、1140上的轴承(未示出)中。如图10所示，从动轮1150安装在一组心轴1142和1144上。从动轮(driven pulley)1150可以可选地包括槽或齿1152，其用于啮合容纳在驱动皮带(路径1154指示的)内的对应槽或齿1156(在图12中部分地示出)。

仍然参考图10，外部调整装置1130包括驱动传动系统(drivetransmission)1160，其包括连同多个皮带轮1162A、1162B、1162C和辊1164A、1164B、1164C(其上安装了驱动皮带1154)的两个从动皮带轮1150。皮带轮1162A、1162B、1162C和辊1164A、1164B、1164C可以安装在各自的轴承(未示出)上。如图10看到的，皮带轮1162B机械地连接至马达1132的驱动轴杆(drive shaft)(未示出)。皮带轮1162B可以直接安装至驱动轴杆，或可替换地可以通过适当齿轮系统连接。一个辊1164B安装在偏压臂1170并由此对皮带1154提供张力。各个皮带轮1150、1162A、1162B、1162C和辊1164A、1164B、1164C连同驱动皮带1154可以容纳在安装至基座1138的外盖或外壳1172中(如图12所示)。为了安全和方便，可以期望外部调整装置1130具有可拆卸的安全外盖，其将置于容纳永久磁体1134、1136的部分上方，例如在储存期间，以使高磁场不能很近地接触被强烈吸引或被其损坏的任何事物。

如图10和11所示，皮带轮1162B引起驱动皮带1154绕着各个皮带轮1150、1162A、1162B、1162C和辊1164A、1164B、1164C运动。在这方面，马达1132的旋转运动经由驱动传动系统1160转换成两个永久磁体1134、1136的旋转运动。在本发明的一个方面，基座件1138、1140被切割以便形成位于两个磁体1134、1136之间的凹口1174。使用期间，外部调整装置1130被压靠在患者的皮肤上，或压靠在覆盖皮肤的衣服上(例如，外部调整装置1130可以穿过衣服使用，因此患者没有必要脱衣服)。凹口1174允许皮肤以及在下面的组织聚集或压缩在凹入区域1174中，如图13A和13B所示。这有利地减小了外部磁体1134、1136和容纳在牵引装置140中的磁体1064之间的总距离。通过减小该距离，这意味着外部定位的磁体1134、1136和/或内部磁体1064可以做成更小。这在肥胖患者情况下尤其有用。

在一个实施方式中，两个永久磁体1134、1136被构造成以相同角速度旋转。在另一个实施方式中，两个永久磁体1134、1136每一个具有至少一个南极和至少一个北极，并且外部调整装置1130被构造成旋转第一磁体1134和第二磁体1136，以使通过第一和第二磁体1134、1136的全部位置中，第一磁体1134的至少一个北极的角位置(angular location)基本上等于第二磁体1136的至少一个南极的角位置。

图13A和13B示出了具有包含内部磁体1064的植入的牵引装置140的患者的剖视图。为了清楚，第一和第二细长件146、150已被去除以示出外部调整装置1130和旋转驱动的内部磁体1064之间的关系。所示的内部磁体1064设置在椎骨1185的一侧上。而且，所示的内部磁体1064相对于对象的筋膜1184和肌肉1186处于外侧或外部。图13A和13B示出了肥胖患者，其中皮肤和其他组织聚集在凹口1174中。应当理解，肥胖青少年特发性脊柱侧凸患者很少，并且图13A和13B总体上表示最糟糕情形状况，但如图13A和13B所示，过多的皮肤和其他组织易于容纳在凹口1174中，以能够在内部磁体1064和外部驱动磁体1134、1136之间靠近定位。对于大多数AIS患者，内部磁体1064和外部驱动磁体1134、1136之间的空隙或距离通常为1英寸或更小。在图13A至13D中，所示的内部磁体1064稍微大于其在优选实施方式中的尺寸，以便其磁极更清楚地可见。

仍然参考图10和11，外部调整装置1130优选地包括用于准确和精确地测量外部磁体1134、1136移动(例如旋转)的程度的编码器1175。在一个实施方式中，编码器1175安装在基座件1138上并包括光源1176和光接收器1178。光源1176可以包括LED，其指向或定向到皮带轮1162C。类似地，光接收器1178可以定向到皮带轮116C。皮带轮1162C包括大量关于皮带轮1162C周边均匀间隔开的反射标记物1177。根据皮带轮1162C的旋转定向，光被反射或不被反射回光接收器1178。由光接收器1178产生的数字开/关信号然后能够用来确定外部磁体1134、1136的旋转速度和位移。

图13A、13B、13C和13D示出了使用期间外部磁体1134、1136以及位于牵引装置140内的内部磁体1064的行进。示出的内部磁体1064用于举例说明目的。内部磁体1064是本文中描述的磁力元件218的一种可能实施方式。图13A、13B、13C和13D示出的外部调整装置1130靠着临近脊柱(为了清楚而未示出)的患者皮肤1180的外表面设置。在所示的非创伤性调整步骤中，患者处于卧姿，并且外部调整装置1130放置在患者背部上。然而，设想的调整可以用于处于仰卧、站立姿势的患者。外部调整装置1130以远程旋转内部磁体1064的方式靠着皮肤1180放置。如本文中解释的，内部磁体1064的旋转经由调整装置232转换为线性运动以可控地调整牵引装置140。

如图13A、13B、13C和13D所示，外部调整装置1130可以以使皮肤1180和其他组织如在下面的脂肪层1182被挤压或被迫进入外部调整装置1130的凹坑1174中的一定程度的力压住患者的皮肤1180。图13A、13B、13C和13D示出了内部磁体1064随着其响应于外部调整装置1130的永久磁体1134、1136的运动而经历全部旋转的磁定向。

参照图13A，所示的内部磁体1064相对于两个永久磁体1134、1136经由角θ定向。该角θ可以取决于多个因素，包括例如两个永久磁体1134、1136之间的分隔距离、定位可植入界面1104的位置或深度、外部调整装置1130推压患者皮肤的作用力程度。通常在包括一些肥胖患者的应用中，角θ应在或大约90°以实现最大操作性(例如扭矩)。本发明发明人已经计算了，在AIS应用中，其中几乎没有肥胖患者，当永久磁体1134、1136具有大约3英寸外径时，对于大多数患者优选大约70°的角。

图13A示出了两个永久磁体1134、1136以及内部磁体1064的初始位置。这代表初始或开始位置(例如如指示的00位置)。当然，应当理解，在实际使用期间，两个永久磁体1134、1136和内部磁体1064的具体定向将变化并且可能不具有如图13A所示的初始位置。在图13A所示的开始位置中，两个永久磁体1134、1136以它们的磁极为N-S/S-N排列进行定向。然而，内部磁体1064通常垂直于两个永久磁体1134、1136的磁极被定向。

图13B示出了在两个永久磁体1134、1136已经旋转通过90°之后的两个永久磁体1134、1136和内部磁体1064的定向。两个永久磁体1134、1136以箭头A的方向(例如顺时针)旋转，而内部磁体1064以箭头B所示的相反方向(例如逆时针)旋转。应当理解，两个永久磁体1134、1136可以在逆时针方向上旋转，而内部磁体1064可以在顺时针方向上旋转。两个永久磁体1134、1136和内部磁体1064的旋转图在图13C和13D中所示的通过180°和270°表示的连续进行。旋转持续直至再次到达开始位置(0°)。

在外部调整装置1130运行期间，根据需要，永久磁体1134、1136可以被驱动以在任一方向上通过一个或多个完整旋转而旋转内部磁体1064，从而增大牵引装置140的牵引。当然，永久磁体1134、1136也可以被驱动以通过部分旋转(例如1/4，1/8，1/16等)旋转内部磁体1064。两个磁体1134、1136的使用优选在单个外部磁体上方，因为从动磁体1064可以优选在旋转开始时不被定向，所以一个外部磁体1134、1136可以不能驱动其最大扭矩，这一定程度上取决于内部从动磁体1064的定向。然而，当使用两个外部磁体(1134、1136)时，两个磁体1134或1136中的一个将具有比另一个更好或更优选的相对于内部从动磁体1064的定向。另外，由每一个内部磁体1134、1136施加的扭矩是附加的。在现有磁力驱动装置中，外部驱动装置受内部从动磁体的特定定向支配。本文中描述的两个磁体实施方式能够保证更大的驱动扭矩，在AIS应用中比一个磁体实施方式高达75％，因而内部从动磁体1064可以在尺寸上设计为更小并且更轻。更小的内部磁体1064在实施MRI(磁共振成像)时具有更小的图像伪像，在使用脉冲序列如梯度回波时尤其重要，梯度回波在乳房成像中常使用，并导致从植入磁体产生最大的伪像。在某些构造中，甚至可以优化使用三个或更多个外部磁体，包括一个或多个磁体，其每一个在身体的两个不同侧上(例如前后侧)。

虽然外部调整装置1130和调整装置232总体已被描述为利用驱动元件(即磁力元件)的旋转运动起作用，但是应当理解，周期或非旋转运动也可以用来驱动或调整牵引装置140。例如，从动磁体640、磁力元件218、内部磁体1064、内部定位的从动磁体1402、圆柱形磁体394、中空磁体564、磁体576、磁体262、磁体618、620和磁体1302的周期性运动可以用来驱动或调整牵引装置140。周期性运动包括部分旋转运动(例如小于完整旋转的旋转运动)。也可以采用外部磁体624、626、1134、1136中的一个或多个的周期性运动。

在又一可替换方式中，来回的线性或滑动运动也可以用来调整牵引装置140。这方面，位于患者体内的单个磁体(这些滑槽或其他基座上滑动)使用棘轮式装置可以用来调整牵引装置140。滑动的内部磁体可以经由以类似来回方式侧向滑动或移动(或移动磁场)的一个或多个外部定位的磁力元件进行驱动。外部定位的磁力元件的旋转运动也可以用来驱动内部磁体。内部磁体可以可替换地能够来回地旋转，由此使用棘轮式装置调整牵引装置140。

在又一个可替换方式中，永久磁体可以位于枢轴旋转件(pivoting member)上，该枢轴旋转件绕着枢轴点来回地(如同跷跷板)旋转。例如，具有在第一方向上定向的北极的第一永久磁体可以位于枢轴旋转件的一端，而具有在该第一方向上定向的南极的永久磁体位于该枢轴旋转件的另一端。棘轮式装置可以用来将枢轴旋转运动转化成能够驱动或调整牵引装置140的线性运动。第一和第二内部定位的永久磁体可以通过一个或多个外部定位的磁力元件(永久的或电磁的)驱动。线性或甚至旋转运动的电场的内部运动可以用来驱动枢轴旋转件。

构建内部从动磁体的两种不同模型，每一个来自不同的铷铁硼级。两个磁体具有相同的尺寸(0.275”直径，0.395”长)。一个磁体为大约N38级而另一个为N50级。两个磁体质量为大约2.9g。1”直径圆柱形永久磁体(N50级铷铁硼)附着至扭矩测量仪，并且相关于内部从动磁体，对于用于该圆柱形永久磁体的三个不同角定向检测在它和每一个内部从动磁体模型之间的峰值耦合扭矩(英寸-盎司)。所有磁体为两个磁极(如图13A-13D)。内部从动磁体中的每一个单独地测试。定向为0°(最差情形的耦合扭矩)、45°或90°(最佳情形的耦合扭矩)。对于1英寸空隙(磁体之间的间隔)的数据列于下表1中。预期1英寸空隙是青少年特发性脊柱侧凸的临床应用中的最差情形的间隔。使用两个外部1”直径永久磁体(如图13A-13D)的效果通过加入对于最差情形(0°)和最佳情形(90°)定向的值而示出。

表1-在1”空隙下的峰值耦合扭矩(oz-in)

内部从动磁体	单个外部磁体的0°定向	单个外部磁体的45°定向	单个外部磁体的90°定向	两个外部磁体(0°定向+90°定向)
					38级(大约)	1.37	1.92	2.47	3.84
50级	1.70	2.04	2.80	4.50

可以清楚地看出，两个外部永久磁体的附加使用，尤其是如果以图13A-13D所示出的定向同步，则在任意定向上传送比单个外部磁体显著更多的扭矩。对于使用50级内部从动磁体产生的数据，使用两个外部永久磁体的峰值耦合扭矩为4.50盎司-英寸(oz-in)，比在相对于内部从动磁体处于理想90°定向的单个外部永久磁体大60.7％，并且比在最差情形0°定向的单个外部永久磁体大164.7％。通过使用两个外部永久磁体实现的扭矩的这种显著增加，使得有可能将特别小的内部从动磁体(例如小于3g)整合到脊柱侧凸治疗植入件的设计中，或任何用于操控骨骼系统的一个或多个骨头或一部分的植入件的设计中。例如，两个外部永久磁体的使用可以在约1.0英寸的分隔距离下对内部磁体施加至少3.0英寸-盎司的耦合扭矩。

在使用标准乳房成像线圈的1.5Tesla MRI扫描仪的乳房的梯度回波MRI扫描中，植入到中部胸腔中的具有0.275英寸直径和0.295”长度的2.9g N50级磁体产生小到足以允许乳房完整成像的MRI伪像。对于外部调整装置，使用双1”直径外部永久磁体1134、1136，并对质量为2.9g的内部从动磁体1064使用50级，递送至该磁体的4.50盎司-英寸扭矩将以足以施加大约11磅的牵引力的方式转动安装在滚珠轴承上的每英寸80螺纹的导螺杆。如果4∶1减速行星齿轮组整合到设计中-例如在内部从动磁体1064和导螺杆226之间，则可以递送大约44磅的牵引力。在本发明考虑的系统中，其中进行多次逐步的非创伤性调整，在这个级别(40～45磅)的牵引力就足够。事实上，滑差离合器244在制造脊柱侧凸植入件中可以进行调整，或者可以通过植入的医生进行调整，以使滑差离合器244以最大阈值扭矩(从而节省由太高牵引力损坏或从骨头拔出的植入件的材料)或以期望阈值扭矩(在此产生期望的牵引力)滑动。

最大阈值扭矩对应于临界牵引力，而期望阈值扭矩对应于期望牵引力。临界牵引力可以对应于锚形体如锚钩或螺钉可能引起骨头损伤的力。例如，一个临界牵引力为100磅，其在本发明一个实施方式中对应于41.7盎司-英寸(如果没有齿轮减速，并且使用80螺纹/英寸的导螺杆)、10.4盎司-英寸(如果使用4∶1齿轮减速和80螺纹/英寸的导螺杆)或2.6盎司-英寸(如果使用16∶1齿轮减速和80螺纹/英寸的导螺杆)的临界阈值滑动扭矩。类似地，一个期望牵引力为45磅，其在本发明的一个实施方式中，对应于18.75盎司-英寸(如果没有齿轮减速，并且使用80螺纹/英寸的导螺杆)或4.69盎司-英寸(如果使用4∶1齿轮减速和80螺纹/英寸的导螺杆)的期望阈值滑动扭矩。如果期望牵引力为20磅，则在本发明的一个实施方式中，这对应于8.33盎司-英寸(如果没有齿轮减速，并且使用80螺纹/英寸的导螺杆)或2.08盎司-英寸(如果使用4∶1齿轮减速和80螺纹/英寸的导螺杆)的期望阈值滑动扭矩。在一个方面，期望阈值牵引在2英寸-盎司和42英寸-盎司之间。在另一方面，期望阈值牵引在2英寸-盎司和19英寸-盎司之间。在又一方面，期望阈值牵引在2英寸-盎司和8.5英寸-盎司之间。

已经提出了其他牵引装置，其整合了小可植入马达以实现牵引。作为本发明的一部分描述的2.9g圆柱形磁体1064比最小的马达显著更小，这在牵引应用中是可行的，考虑到扭矩要求等。另外，磁体1064的成本显著低于微小马达。磁体1064相对于微小马达也是非常可靠的。主要可能的失效是丧失磁场，然而本发明的发明人已经证实，本发明的2.9g磁体1064能够放置到3.0Tesla MRI磁体中央，同时没有显著丧失磁性。它也能够暴露于超过在例如蒸汽灭菌中使用的温度，而没有显著丧失磁性。一般地，内部磁体1064应为N30级或更高，或甚至N48级或更高。虽然2.9g圆柱形磁体1064具有特别小的优点，但是在其他实施方式中，圆柱形磁体1064可以具有低于10g或低于约6.0g的重量。类似地，第一和第二外部磁体1134、1136可以为稀土永久磁体例如铷铁硼。另外，第一和第二外部磁体1134、1136可以为N30级或更高，或甚至为N48级或更高。

图14示出了用于驱动外部调整装置的根据本发明一个方面的一种系统1076。图14示出了压靠在患者1077表面(截面中示出了向下的不完全面)的外部调整装置1130。示出了包含内部从动磁体1064的牵引装置140的一部分。位于在患者1077外部的牵引装置140中的永久磁体(例如从动磁体1064)通过患者的皮肤和其他组织磁力地连接至位于外部调整装置1130中的两个外部磁体1134、1136。如本文中解释的，外部磁体1134、1136的一种旋转导致位于牵引装置140中的从动磁体1064的对应单个旋转。在一个方向上转动从动磁体1064导致牵引装置140变长，或增大牵引力，而在相反方向上的转动导致牵引装置140变短，或减小牵引力。牵引装置140的变化直接与从动磁体1064的转动圈数相关。

外部调整装置1130的马达1132经由操作地连接至可编程逻辑控制器(PLC)1080的马达控制电路1078控制。PLC 1080向马达控制电路1078输出模拟信号，其正比于马达1132的期望速度。PLC1080也可以选择马达1132的旋转方向(即正向或反向)。在一个方面，PLC 1080接收来自轴杆编码器1082的输入信号，其用来以高精确性和准确性鉴定外部磁体1134、1136的准确相对位置。例如，轴杆编码器1082可以是如在图10-11中描述的编码器1175。在一个实施方式中，信号是一种脉冲、两通道正交信号，表示外部磁体1134、1136的角位置。PLC 1080可以包括嵌入式屏幕或显示器1081，其可以显示信息、警告等。PLC 1080可以可选地包括键盘1083或其他用于输入数据的输入设备。PLC 1080可以直接整合到外部调整装置1130中或它可以是电连接至主要外部调整装置1130的独立组件。

在本发明的一个方面，传感器1084被整合到外部调整装置1130中，其能够传感或确定从动磁体1064的旋转或角位置。传感器1084可以利用例如声波、超声波、光、辐射、或甚至从动磁体1064和外部1134、1136之间的磁场或电磁场的变化或微扰而获取位置信息。例如，传感器1084可以检测从从动磁体1064或附着至其的连接结构(例如马达)反射的光子或光。例如，光可以以感应通过组织的波长穿过患者的皮肤和其他组织。从动磁体1064或相关结构的多个部分可以包括反射性表面，其在从动磁体1064运动时将光反射到患者外部。反射的光然后能够由可以包括例如光子检测器等的传感器1084检测到。

在另一方面，传感器1084可以在霍尔效应上运行，其中两个另外的磁体位于可植入组件中。另外的磁体随着驱动组件旋转而相对于彼此轴向地运动，并因此增加或减小牵引，允许确定限制装置的当前尺寸。

在图14的实施方式中，传感器1084是设置在外部调整装置1130上的传声器。例如，传声器传感器1084可以设置在外部调整装置1130的凹入部分1174中。传声器传感器1084的输出涉及放大和过滤所检测到的声学信号的信号处理电路1086。在这方面，声学信号可以包括通过从动磁体1064的旋转周期性地产生的“滴答声”或其他噪音。例如，从动磁体1064可以在每完成完整旋转时发出滴答声。滴答声的间隔(频率)可以根据旋转方向而不同。例如，在一个方向上的旋转(例如变长)可以产生低间隔，而在另一个方向上的旋转(例如变短)可以产生更高的间隔信号(反之亦然)。来自信号处理电路1086的放大和过滤的信号然后能够通过到PLC1080。

在系统1076的运行期间，每个患者将具有对应于它们的牵引装置140的调整设置或尺寸的编号或标记。该编号可以储存在由患者携带(例如存储卡、磁卡等)或整体地与牵引装置140形成的可选储存装置1088(如图14所示)上。例如，作为系统的一部分或单独地植入的RFID标签1088可以设置在患者体内(例如皮下或作为装置的一部分)，并且可以经由天线1090读出和记录以更新牵引装置140的当前尺寸。在一方面，PLC 1080具有从储存装置1088读出对应于牵引装置140的尺寸或设置的当前编号。PLC 1080也能够将调整的或更新的牵引装置140的当前尺寸或设置记录到储存装置1088。当然，当前尺寸可以手动地记录在患者的医疗记录(例如表格、卡片或电子患者记录)中，然后根据需要在患者看他或她的医生时被检查和改变。

因此，患者随身带有他们的医疗记录，并且例如如果它们在另一个地方或甚至另一个国家，并且需要进行调整，则RFID标签1088具有所有需要的信息。另外地，RFID标签1088可以用作安全装置。例如，RFID标签1088可以用来仅允许医生调整牵引装置140而不是患者。可替换地，RFID标签1088可以用来仅允许某些模式或使牵引装置可以通过外部调整装置1130的特定模式或序列号进行调整。

在一个方面，牵引装置140的当前尺寸或设置被输入到PLC1080中。这可以自动地完成或经由与PLC 1080相关联的例如键盘1083而手动输入。因此PLC 1080知道患者的起始点。如果患者记录丢失，则牵引装置的长度可以通过X-射线检测并且PLC 1080可以手动编排至该已知的起始点。

外部调整装置1130被要求进行调整。这可以经由输入到PLC1080中的预设指令(例如“增大牵引装置140的牵引位置0.5cm”或“增大牵引装置140的牵引力至20磅”)而完成。PLC 1080构造马达1132的正确方向并开始马达1132的旋转。随着马达1132旋转，编码器1082能够连续地直接或通过机械地连接至马达1132的另一个轴杆或表面监控马达的轴杆位置(如图14所示)。例如，编码器1082可以读出位于如同在图10中披露的皮带轮1162C外部上的标记1177的位置。马达1132的每一个旋转或部分旋转然后可以计数并用来计算牵引装置140的调整后的或新的尺寸或设置。

传感器1084，其可以包括传声器传感器1084，可以被连续地监控。例如，马达1132的每个旋转应产生适当的通过牵引装置140内部的永久磁体的旋转产生的滴答数和间隔。如果马达1132转动完整一圈但没有传感到滴答声，则磁力耦合可能已经丧失并且错误信息可以在PLC 1080的显示器1081上显示给操作者。类似地，如果传感器1084获得错误的听觉信号的间距(例如，传感器1084检测到变短的间距，但外部调整装置1130构造成变长)，则错误信息可以在显示器1081上显示。

图15至30示意性地示出了随着从动磁体1302在顺时针方向(箭头A)和逆时针方向(箭头B)上旋转的声学指示外壳1304和从动磁体1302。应当理解，虽然给出的描述是关于从动磁体1302的，但是声学传感特征也可以应用于图6C-6G的磁力元件218、图13A-13D、图14的内部磁体1064、图35的内部定位的从动磁体1402、图41、42和44的圆柱形磁体394、图48的中空磁体564、图50的磁体576、图53的磁体262、以及图51的磁体618、620、图52的磁体640、或者甚至图6B的磁力件200(这些从动磁体的各种实现方式在某些情况下可以称为磁力元件)。声学指示外壳1304相对于从动磁体1302的周边以一种圆环形构造示出，但考虑了可替换的关系，例如其中该声学指示外壳1304的外径与从动磁体1302的外径基本上相同，并且它们以端对端轴向关系代替圆环形关系被定向。声学指示外壳1304是图6C和图6D的声学外壳222的一种可能实施方式。声学指示外壳1304用来生成能够用来计数从动磁体1302的旋转运动而且确定其旋转方向的声学信号(例如滴答声)。当磁力球1306撞击第一冲击表面1308或第二冲击表面1310时产生声学信号(即声音)。图15-22示出了从动磁体1302顺时针方向(箭头A)的旋转，而图23-30示出了从动磁体1302逆时针方向(箭头B)的旋转。当从动磁体1302在顺时针方向上旋转时，每完整旋转一周，磁力球1306撞击第一冲击表面1308两次(2x)，其中第一冲击表面1308以第一幅度和/或频率产生声音。当从动磁体1302在逆时针方向上旋转时，每完整旋转一周，磁力球1306撞击第二冲击表面1310两次(2x)，其中第二冲击表面1310以第二幅度和/或频率产生声音。

如图15-30所示，第一冲击表面1308比第二冲击表面1310更薄，因此，第一冲击表面1308被构造成以比第二冲击表面1310更高的频率共振。可替换地，频率的差异可以通过使第一冲击表面1308与第二冲击表面1310的材料不同而实现。可替换地，由磁力球撞击第一和第二冲击表面1308、1310产生的声学信号的幅度可以用来区分旋转方向。例如，顺时针旋转可以产生相对大声的滴答声，而逆时针旋转可以产生相对安静的滴答声。

磁力球1306由磁性材料例如400系列的不锈钢制成。磁力球1306被吸到从动磁体1302的南极1314和从动磁体1302的北极1316。如图15所示，从动磁体1302在顺时针方向(箭头A)上开始旋转。如图所示的，磁力球1306的起始点临近磁体1302的北极1316。如图16所示，随着磁体1302旋转，磁力球1306跟随北极1316。这一直持续，如图17所示，直到磁力球1306停止在第二冲击表面1310。现在，如图18所示，磁力球1306靠着第二冲击表面1310被停靠，而从动磁体1302继续旋转。磁力球1306可以在该点滚动，但它通过吸引至磁体1302的北极1316而被迫靠着第二冲击表面1310，直到南极1314变得基本上更靠近磁力球1306，如图19所示，在这点处，磁力球1306以箭头α的方向朝向第一冲击表面1308加速，从而撞击它(如图20所示)并产生具有比磁力球1306被第二冲击表面1310停止时更大强度的声学信号或声音。现在，随着从动磁体1302继续转动，磁力球1306跟随从动磁体1302的南极1314，如图21所示，并继续跟随南极1314，直至磁力球1306被第二冲击表面1310停止，如图22所示。

图23-30示出了通过从动磁体1302的逆时针旋转被激活的声学机制。在这个过程中，第一冲击表面1308用来停靠磁力球1306，并且磁力球1306加速并冲击第二冲击表面1310，产生不同的声学信号。例如，不同声学信号可以包括更大声的信号或具有不同频率(例如音调)的信号。在图23中，从动磁体1302在逆时针方向(箭头B)上开始旋转。如图所示的，磁力球1306的起始点临近磁体1302的南极1314。如图24所示，随着磁体1302旋转，磁力球1306跟着南极1314。这一直持续，直到如图25所示，磁力球1306被第一冲击表面1308停止。如图25所示，磁力球1306靠着第一冲击表面1308被停靠，而从动磁体1302继续旋转。磁力球1306可以在该点处滚动，但它通过吸到磁体1302的南极1314而被迫靠着第一冲击表面1308，直到北极1316变得更靠近磁力球1306，如图26所示，在该点处磁力球在箭头β的方向上朝向第二冲击表面1310加速，从而撞击它(如图27所示)并生成具有比当磁力球1306被第一冲击表面1308停止时更大强度的声学信号或声音。现在如图28所示，随着磁体1302继续转动，磁力球1306跟随磁体1302的北极1316，并继续跟随北极1316(图29)，直到磁力球1306被第一冲击表面1308停止，如图30所示。

可以理解，磁体1302的每一次转动产生两次相对大声的撞击，其能够被非创伤性的包括声音装置例如传声器(例如图14中的传感器1084)的外部装置检测到。如果例如磁体1302转动0-80个导螺杆(例如导螺杆226)以调整牵引装置140，则每一次转动代表在牵引位置上的1/80英寸，因而每一个半转动代表1/160英寸或0.00625”。如果在磁体1302的输出处有齿轮减速，例如4∶1，则完整的转动代表1/320英寸并且每一个半转动代表1/640英寸。因此，这种性质的声学传感允许非常精确控制牵引装置140的调整。如果速度太高，传感器能够可替换地被程序化以仅传感特定转数。可替换地，辅助磁体可以设置在扭矩传送系统的后齿轮减速部分上，以使要传感的转动数在数量上更少并且更小频率。

还可以理解，在磁体1302顺时针旋转期间通过由于磁力球1306针对第一冲击表面1308的加速的撞击而生成的声学信号或声音，将包含与在磁体1302逆时针旋转期间通过由于磁力球1306针对第二冲击表面1310的加速的撞击而生成的声学信号或声音不同的频谱。作为一个实例，图14中示出的声学传感器1084可以提供相对简单、低成本装置，其中旋转方向(即增大牵引和减小牵引)能够被自动地鉴定。而且，声学传感器1084能够确定每个方向上的半旋转的准确数目。

声学传感器1084可以操作地集成可编程逻辑控制器(PLC)如本文中描述的PLC 1080。在这方面，可以确定牵引装置140的准确牵引长度。PLC 1080能够通过声音的频率鉴定旋转的方向，然后如果这不是期望的方向则改变旋转的方向。PLC 1080也能够计算半旋转的数目直到实现限制的数量。如果在外部装置1130的磁体1134、1136和从动磁体1302之间存在任何滑差(slip)，则PLC 1080将不会检测声学信号并因此不会随着旋转而计算这些。

可能存在这样的情形，其中实施非创伤性调整的医疗人员没有注意到外部装置磁体1134、1136的哪一个旋转方向将导致增加的牵引以及哪一个方向导致减小的牵引。然而，PLC 1080将能够通过检测到的频率而立即确定旋转的正确方向。

例如，图31示出了从磁体1302逆时针旋转检测到的声音1320，而图32示出了从磁体1302顺时针旋转检测到的声音1324。可能存在例如通过外部装置1130的马达1132的声音产生的另外的背景声音信号或噪音1328。在两个旋转方向上，声学“滴答声”1320和1324看起来彼此非常类似。然而，通过分析这些滴答声的频谱，就能够辨别磁体1302的顺时针和逆时针旋转之间的差异。如图33所示，逆时针旋转的频谱集中在约14kHz，而顺时针旋转的频谱(图34)集中在约18kHz。在中心频率上的这种移位或改变可以用于确定磁体1302的绝对旋转方向的基础。

图35示出了一种系统1400，利用反馈装置用于经由外部装置1406驱动牵引装置140的内部定位从动磁体1402。一个或多个植入的从动磁体1402穿过患者1408的皮肤1404磁力地耦合至一个或多个外部驱动磁体1410。外部驱动磁体1410的旋转或运动导致从动磁体1402的等速旋转。在一个方向1412上转动从动磁体1402导致牵引装置1414增大牵引，而在相反方向上转动从动磁体1402导致牵引装置1414减小牵引。牵引装置1414牵引距离或牵引力的改变取决于一个或多个驱动磁体1410的转数。

驱动磁体1410通过外部装置1406旋转，其具有通过可编程逻辑控制器(PLC)1418控制的电动齿轮马达1416。PLC 1418将模拟信号1420输出到马达驱动电路1422，其正比于期望的马达速度。PLC 1418从正比于马达的当前牵引的马达驱动电路1422接收模拟信号1424。齿轮马达1416的电流消耗正比于其输出扭矩。电子扭矩传感器可以用于这个目的。测得的当前牵引可以用来监控输出扭矩的改变。

PLC 1418从指示驱动磁体1410的角位置的编码器1428接收输入脉冲信号1426。PLC 1418控制装有弹簧的制动系统1430，如果有电能损失或其他紧急情况，则其自动地停止驱动磁体1410。

滑差离合器1432包含在齿轮马达1416和驱动磁体1410之间以防止齿轮马达1416过度扭转从动磁体1402以及潜在地损坏牵引装置140，例如如果牵引装置140不具有其自身的滑差离合器。PLC1418具有显示信息的嵌入式屏幕1434以及用于输入数据的键盘1436。为了使用者舒适和便于使用，可以并入外部按钮开关和指示灯。

只要装置转动，就连续地监控马达电流(输出扭矩)。如果马达电流超过最大允许电流(基于装置组件和/或患者组织的安全要求)，齿轮马达1416被停止并且应用制动器1430。这可以在软件和硬件中完成。机械滑差离合器1432还防止该装置的过度扭转。示例性的阈值扭矩为5.0盎司-英寸。

在一个实施方式中，每个患者具有对应于他们特定牵引装置1414的牵引位移的编号。牵引装置1414具有用于其牵引位移的编号如5.0cm，并且完全无牵引的装置具有诸如0.0cm的编号。

这种编号可以储存在患者1408携带的电子存储卡1438上。PLC1418能够从存储卡1438读出当前编号并且在调整后更新该编号。患者的编号能够手动地记录在患者的卡中并保持在医生办公室或者印刷在患者携带的信息卡上。可替换地，该信息能够储存或从植入到患者体内的RFID芯片上读出。

患者的编号首先输入到PLC 1418中，因此他知道患者的起始点。如果患者的记录完全丢失，则该系统可以一直具有基于限制装置1414的牵引位移的X射线图像确定而手动输入的新设置。

医生可以多种方式调整牵引装置1414。新牵引位移(或力)的绝对移动可以直接输入。例如，当前在2.00cm牵引位移处的患者可能需要调整到2.50cm。医生简单地输入新牵引位移并按下“go”按钮。医生可能更喜欢从当前牵引位移的相对(增量)移动。按钮的每一次按下将导致装置增大或可能减小固定量，例如0.20cm的牵引位移，或0.02cm。在另一个方面，可能提供有增大和减小按钮，只要握着该按钮则其增大/减小牵引装置1414的牵引。应当注意，牵引的位移是一个相对术语，并且本发明中披露的测力计可以是调整牵引的优选方式，而不是一种尺寸的方式。而且，PLC 1418可以自动地调整外部装置1406以达到期望的最终牵引力或长度(至少部分给予通过反馈装置产生的响应)。具体的反馈装置可以是本文中描述的任意数量的装置，包括应变仪或测力计反馈、声学反馈、光学反馈、马达电流等。

一旦要求外部装置1406运动，则PLC 1418慢慢地增高齿轮马达1416的速度，同时监控马达电流(扭矩)。已知的最小驱动扭矩必须提供用于验证与限制装置的磁力耦合被锁定并且不减小。这可以例如利用声学反馈系统进行监控。最小扭矩值可以是储存在PLC1418中的弯曲，其是基于牵引装置1414的牵引量、运动方向(增大/减小)、甚至型号或序列号.

同样，如果通过PLC 1418检测到突然的扭矩反转，则发生了滑动。由于迫使滑动(北极-北极和南极-南极)彼此通过的相同磁极，所以它们被吸引到邻近的相反磁极(北极-南极和南极-北极)。这导致驱动扭矩的瞬间反转。这种扭矩反转能够被PLC 1418检测到。如果发生滑动，则PLC 1418能够从运动减去适当的量。如果太多连续的滑动发生，则PLC 1418能够停止并显示信息。

随着驱动磁体1410旋转，转数或转数的分数可以通过PLC1418计算并转换成牵引的改变。一旦运动完成，则PLC 1418停止齿轮马达1416并应用制动器1430。应当理解，上面提到的反馈装置可应用于外部装置，以及许多其他类型的磁力驱动器，除了附近或近端定位的电磁线圈(其不具有马达)。

考虑了牵引装置/调整机构/外部调整装置的任何相容性构造作为可替换实施方式是可组合到本文具体描述的那些装置。另外，牵引装置的机械机构可以通过使用旋转驱动轴杆的任何设计和方法、或通过拉伸/压缩件来实现。换句话说，旋转可以仅对近端组件或牵引装置内的组件完成，通过传动装置其然后导致导线或电缆纵向变短或变长，其在皮带或杆上拉伸而导致牵引装置增大或减小牵引(距离或力)。

图36示出了植入患者体内的牵引装置314的一种实施方式并且在其上端315和下端317处固定至患者的脊柱300。所示的脊柱300的实例包括胸椎和腰椎，其典型地包括脊柱侧凸弯曲，例如患有青少年特发性脊柱侧凸的患者的弯曲。在图36中示出了T3至T12胸椎，分别是303、304、305、306、307、308、309、310、311、312，以及L1至L3椎骨291、292、293，不是在沿着脊柱侧凸状态下，而是在非常轻微残留弯曲下，其代表在植入方法期间已经被部分或完全矫直的适度弯曲。每一个椎骨在其尺寸和形状上彼此不同，其中上部椎骨通常小于下部椎骨。然而，一般地，椎骨具有相似结构并且包括椎体316、棘突318、320、椎板326、横突321、322和椎弓根(pedicle)324。在这个实施方式中，牵引装置314包括牵引杆328，其经由连接的可调整部分330是可调整的(长度方向)。牵引装置314在牵引杆328的上端经由夹具342固定至脊柱300。在图36中，夹具342可以固定在临近肋骨(未示出)或肋骨小面周围。在另一种可替换方式中，夹具可以由椎板和椎弓根钩系统、或椎弓根螺钉系统代替。图37示出了一种这样的替代实施方式，其中牵引装置314包括一个或多个椎板钩346，其用来将牵引装置314的上端315固定至脊柱(未示出)。牵引装置的下端317利用一个或多个椎弓根钩348被固定至脊柱。

再参考图36，示出的牵引装置314利用椎弓根螺钉系统331(包括连接杆332和两个趾夹具338、340)固定至脊柱300。这个具体实施方式包括磁力调整装置334，其经由传输电缆345与可调整部分330分隔开。

回到图38，示出了椎弓根螺钉系统331的更详细细节。椎弓根螺钉349穿过基座350中孔，通过其椎弓根(在这种情况下是左椎弓根)将基座固定至L1椎骨291(图36)。锁紧螺钉334可以松开以调整连接杆332的角α，然后锁紧螺钉334可以收紧以使趾夹具338牢固地将连接杆332保持在原位而没有进一步的旋转。第二趾夹具340以相同方式调整，通过收紧锁紧螺钉336。因为脊柱侧凸的脊柱也旋转(通常在AIS患者中，中间部分向右旋转)，所以这里提出的非融合实施方式允许脊柱300的退旋(de-rotation)可以自然地发生，因为在牵引装置314的中间部分319处没有固定。

为了进一步有利于这种退旋，牵引装置314在其端部允许自由旋转。例如，回到图39，可调整部分330经由球状接头382附着至连接杆332。连接杆332的端部具有基本上1800的弯曲，允许其可以沿相同轴383接触可调整部分330。连接杆332的最末端包括茎杆(stem)386和球形体384。底架(mount)360设置在可调整部分330的端部处并且具有部分球形内部轮廓361以配合球形体384，并允许自由旋转。其也可以允许多轴运动。应当注意，牵引杆328可以预弯曲具有正常矢状脊柱(saggital spine)的典型形状，但也应当注意到，该弯曲可以稍微不同于标准脊柱侧凸融合手段，因为在本文描述的非融合实施方式中，牵引装置314不与脊柱齐平，而是置于皮下或筋膜下，因而不在背脊肌肉下方。仅设计成置于肌肉下方的牵引装置314的部分是夹具342以及紧邻夹具342的牵引杆328的部分、椎弓根螺钉系统331和连接杆332。因此，图36示出了这样一个实施方式，其中与牵引装置314相关的硬件的主体置于肌肉上方。然而应当理解，在可替换的构造中，整个可植入实施方式的任何其他部分可以置于肌肉下方(即肌下的)。应当理解，相比于当前的融合方法，在手术期间需要切割的肌肉显著更少。这将允许更短的方法、更少的血流损失、更快速的恢复、以及在医院的时间更短/更少的感染危险。而且，可以期望利用在它们的最高应力点处的凸缘或肋骨产生图37的连接杆332的“J”弯曲或连接杆323的“S”弯曲，以便在要求植入情况下增大它们的耐用性。

图40和图41示出了远程定位的磁力调整装置344的一种实施方式，该调整装置344能够使得从远离可调整部分330的位置调整牵引装置314。如以下解释的，可调整部分330经由传输电缆345可操作地连接至磁力调整装置344。例如，磁力调整装置344可以在臀部区域或甚至腹部区域皮下地放置。可替换地，磁力调整装置344可以与可调整部分330整体地定位。然而，在其远程构造中，磁力调整装置344(示于图41中，没有其保护性外盖)包括蜗杆390和牢固地固定在蜗杆390内部的圆柱形磁体394。圆柱形磁体394优选被径向地磁化，如图42所示。外部调整装置(例如外部调整装置1130)的激活导致圆柱形磁体394和蜗杆390转动。蜗杆390包含在其外表面周围的螺纹并配合可旋转齿轮392，其又操作地连接于线轴(spool)396。线轴396包括在其周围的其中设置电缆362的凹槽等。在装置运行期间，圆柱形磁体394的旋转运动导致齿轮392的转动，其又导致线轴396旋转。随着齿轮392转动，线轴卷绕或展开电缆362，该电缆延伸通过位于细长传输电缆345(将调整装置344连接至可调整部分330)中的保护套364。取决于齿轮392的旋转方向，电缆362被拉紧或松开。

参考图41，随着齿轮392在方向388上转动，张力(T)增大。电缆362的相对端通过阻挡件370被固定至框架360上。在一个实施方式中，电缆362在第一皮带轮上方拉动，其在第一旋转方向376上转动。电缆362然后在框架360背面上绕着第二皮带轮355(虚拟示出)缠绕，导致第二皮带轮355在第二旋转方向377上转动。电缆362然后绕着第三皮带轮356缠绕，导致其在第三旋转方向上转动。在第三皮带轮356之后，电缆362绕着第四皮带轮缠绕，导致其在第四方向380上转动。第二皮带轮355和第四皮带轮358经由轴398旋转地附着至牵引杆328，并且通过在凹槽366中滑动的销钉368可滑动地容纳在框架360内。

皮带轮354、355、356、358的组合充当放大响应于所施加的张力(T)而施加到牵引杆328的力的一种滑车和滑轮组布置。例如，在电缆362上的张力(T)赋予牵引杆328上4倍大的压力(C)(即C＝4*T)。当然，应当理解，通过在相反方向上驱动圆柱形磁体394和蜗杆390，齿轮392引起线轴396展开，由此减小T和C。

图43示出了牵引装置400的另一个实施方式。在这个实施方式中，钩子固定系统用来将牵引装置400固定至患者的脊柱。钩子固定系统在图43中以分解示出，并且包括位于牵引装置的相对端的钩子402、404(例如椎板钩、小面钩或肋骨钩)。钩子402、402操作地连接于球窝接头406。每一个球窝接头406包括连接设置在立柱409端部处的球形体407或其他基本上球形件的联接器405。钩子402、404每一个包括被尺寸化以接收每一个球窝接头406的立柱409的凹槽402A、404A。立柱409利用夹紧件408和覆盖帽410相对于其各个钩子402、404摩擦地配合。联接器405包括接收部分如与牵引杆412的相对端连接的内螺纹部分(未示出)。当然，联接器405可以以其他方式例如安装螺钉、粘接、焊接或甚至通过使用胶水或其他粘性材料而固定至牵引杆412。在这方面，一旦安装，钩子402、404都能够绕着旋转运动的球窝接头406活动连接以适应随着脊柱经受牵引力变化的几何形状。

如图43所示，牵引杆412以预先弯曲的构造提供，并且可以被切割成期望的长度和弯曲成定制构造以适合患者的特定解剖结构。典型地，待切割的部分将是远离可调整部分414定位的牵引杆412的末端。在这个实施方式中的可调整部分414包括具有外盖416的偏置齿轮传动组件415。

图44示出了偏置齿轮传动组件415，其中从可调整部分414去除了外盖416以便更好地示出在牵引杆412上实现牵引力的内部组件。如图44所示，圆柱形磁体394可以包括由本文中关于其他实施方式描述的材料制成的永久磁体。组件415包括随着组件415绕其旋转轴旋转而转动的第一齿轮430。外部调整装置(例如1130)导致圆柱形磁体394在第一旋转方向440上转动，这也导致第一齿轮430在相同的第一方向440上转动。第一齿轮430啮合第二齿轮432，导致其在第二旋转方向432上转动。第三齿轮434固定至第二齿轮432并随着第二齿轮432一起旋转。第三齿轮434啮合第四齿轮436，导致其在第三旋转方向444上转动。第四齿轮436固定至导螺杆420，其在轴套418或外套内纵向地延伸。设置成止推轴承438以面对面方式设置第四齿轮436，以减小在导螺杆420旋转期间的摩擦力。轴套418的内表面包含螺纹内孔(未示出)，其延长轴套418的至少一部分的长度。导螺杆420被允许转动，因为止推轴承438位于导螺杆420的末端。

当导螺杆420在第四旋转方向444上转动并且配合轴套418的螺纹内孔时，轴套418开始在牵引方向446上移动。轴套418在一个末端处连接至牵引杆412，因而当轴套418和牵引杆412通过偏置齿轮传动组件415牵引时，连接于销钉的牵引装置400施加增大的牵引力。如果圆柱形磁体394在相反方向上转动时，牵引力减小。因为齿轮传动和导螺杆螺纹，可以递送相对低的扭矩来旋转圆柱形磁体394，其又能够在轴套418上施加非常高的牵引力，由此牵引杆412。在一个实施方式中，第一齿轮430具有8个齿，第二齿轮432具有18个齿，第三齿轮434具有10个齿，而第四齿轮436具有18个齿。第一齿轮430和第二齿轮432的啮合具有18∶8的齿轮比，而第三齿轮434和第四齿轮436的啮合具有18∶10的齿轮比。这对于偏置齿轮传动组件425产生81∶10的总齿轮比，由此得到4.05的输出扭矩对输入扭矩比。假定0.90的典型齿轮效率(由于两个齿轮啮合每一个中的摩擦作用)，施加至圆柱形磁体394的6.0盎司-英寸扭矩能够在导螺杆上产生大约19.7盎司-英寸的扭矩。已经检测了直径为约3.5mm(0.138”)且每英寸有大约100个螺纹的导螺杆，具有大约0.084的效率。因此，施加至圆柱形磁体394的6.0盎司-英寸扭矩将产生高达65磅的牵引力。这假定外部调整装置1130具有两个外部磁体1134、1136(其每一个具有大约2英寸的直径)。

回到图43，在可调整部分414一个末端处提供的圆环形动态密封圈425允许牵引杆412穿过可调整部分414的末端，同时没有任何体液或物质能够进入可调整部分414。可调整部分414的内部因此基本上与周围的植入环境隔绝或密封。虽然图43示出了一对用于将牵引装置400固定至患者脊柱的钩子402、404，但是应当理解，可以使用其他的锚形体来将牵引装置400的末端固定至脊柱。例如，螺钉或其他紧固件可以用来将牵引装置400的一端或两端固定至患者的脊柱。典型地，螺钉用于牵引装置400的下部分，而钩子或螺钉通常优选用于牵引装置400的上部分。也可以使用夹具来将牵引装置400的一端或两端固定至患者的脊柱。通常，夹紧结构用来将牵引装置400的上部分固定至对象的肋骨或横突。

例如，图45示出了能够用来将牵引装置400的一端固定至肋骨或横突的夹具450。夹具450包括安装在轴杆454上的“L-型”托架(bracket)452。轴杆454在回转接头456处结束，该回转接头456提供联接器458和夹具轴杆454之间的回转运动。联接器458构造成接收牵引杆412的一端(例如，利用螺纹、安装螺钉、粘合剂、胶水、激光焊接等)。夹具450包括从开放构造至闭合构造绕着销钉462枢转的枢转托架460。图45中所示的夹具450从患者前侧枢转到患者的背侧，并被称为“前至后”夹具。在可替换的构造中，夹具450可以构造成“后至前”夹具，其中枢转托架460从患者背侧枢转到前侧。枢转托架460能够通过将枢轴托架460配合和保持到L-型托架452的紧固件464而以闭合构造锁定。紧固件464可以是能够利用工具(例如扳钳或起子)通过旋转而加紧或松开的螺钉、螺栓等。在一个实施方式中，夹具450进一步包括在L-型托架452上可选棘爪466或其他凸起，其有助于将夹具450牢固地固定至肋骨或其他解剖结构。

图46示出了能够用来将牵引装置400的一端固定至肋骨或横突的夹具470的另一个实施方式。夹具470包括安装在轴杆474上的“J-型”托架472。轴杆474在回转接头476处结束，该回转接头476提供联接器478和夹具轴杆474之间的回转运动。联接器478构造成接收牵引杆412的一端(例如，利用螺纹、安装螺钉、粘合剂、胶水、激光焊接等)。夹具470包括固定至J-型托架472一端的带子480。该带子480性质是柔性的，并且包括可插入到设置在J-型托架472上的锁484中的自由端482。带子480可以由聚合物材料或甚至金属材料制成。带子480优选具有最小化暴露于患者前侧的材料量的小厚度。因为患者的肺位于有点靠近夹具470的前部486，所以优选将夹具470这部分中的材料量保持为最小。带子480提供了确保夹具470被固定至肋骨或其他解剖结构的能力。

图46中所示的夹具470具有从患者前侧绕着夹具470弯向患者背侧的带子480，并被称为“前至后”夹具。虽然夹具450在可替换实施方式中可以构造成“后至前”夹具，但是这不是优选的，因为增加的材料因此朝向患者的敏感器官(例如肺)。在一个实施方式中，夹具470进一步包括在J-型托架472上可选棘爪488或其他凸起，其有助于将夹具470牢固地固定至肋骨或其他解剖结构。

图47和48示出了利用中空磁体562(图48)，联合牵引装置400使用的可调整部分568的一个可替换实施方式。虽然在牵引装置400的上下文中给出了可调整部分568的描述，但是应当理解，该可替换实施方式可以等同地应用于本文中描述的其他牵引装置(例如牵引装置140、314、1414等)。如图47和48所示，可调整部分568容纳在包括外管548和内管550的两个可滑动部分中。外管548和内管550如下面解释的可以相对于彼此活动。如在图48最佳示出的，中空磁体562安装在内套564和其上具有内螺纹的螺母560上。也就是说，内套564和螺母560整个或至少部分地设置在磁体563的中空部分内。中空磁体562、内套564和螺母560在相对滚珠轴承556、558之间一致地旋转。端帽566将组件保持在一起。在这个实施方式中，中空磁体562允许导螺杆554通过，由此减小可调整部分568的必要总长度，从而减小牵引装置400的较大直径部分的长度。中空磁体562的旋转实现螺母560的旋转，取决于旋转的方向，其向内拉动或向外推动与螺母560的内螺纹(未示出)配合的导螺杆554。虽然图48示出了完整的中空磁体562，但是一些上述的减小长度益处仍然可以获得，只要一部分磁体562是中空的或包含构造成接收导螺杆554的凹槽。磁体562有利地是永久磁体并且可以由本文中其他实施方式描述的材料制成。仍然参考图48，动态密封圈552设置在外管548和内管550之间的界面处，以确保没有体液进入组件。

图49和50示出了可调整部分570的又一个实施方式。相比于图47和48中所示的可调整部分468，在该实施方式中更长但更薄。同样，应当理解，可调整部分570的可替换实施方式可以应用于本文中描述的其他牵引装置(例如牵引装置140、314、1414等)。如图49和50所示，可调整部分570容纳在包括外管572和内管574的两个可滑动部分中。外管572和内管574如下面解释的可以相对于彼此活动。如在图50最佳示出的，可旋转磁体576被保持在止推轴承582上旋转的磁屏(magnetic cup)580中。磁体576操作地连接于响应于如本文描述的外部施加磁场而随磁体576一起旋转的导螺杆578。可调整部分570不包括如在之前的实施方式(图47和48)中示出的内套，由此使得能够具有更薄的外形。在这个实施方式中，螺母584固定至内管574。磁体576的旋转导致导螺杆578的旋转，其然后相对于外管572拉动或推动内管574。动态密封圈586提供在外管572和内管574之间的界面处，以确保没有体液进入组件。

在任何上述实施方式中，外部调整装置(例如外部调整装置1130)可以可选地包括附着至其的振动器，其向可调整部分570(或本文中描述的其他可调整部分)传送振动运动，这减小了在部件上的摩擦作用，提供它们更小的阻力。例如，振动可以增强更好地能够分别使外管448、572和内管450、574的轴运动，并且增强旋转部件的更自由的旋转。振动运动也可以经由与外部调整装置分开的单独振动装置递送。

图51示出了进行调整的牵引系统600的另一实施方式。在这个实施方式中，植入的牵引系统600包括两个牵引装置602、604。第一牵引装置602包括第一可调整部分606和第一杆608。第一可调整部分606类似于图49和50的可调整部分570，其中第一圆柱形永久磁体618位于可调整部分606的远端。牵引系统600包括具有第二可调整部分610和第二杆612的第二牵引装置604。第二可调整部分610相对于第一调整部分606以倒转关系定向，以使第二圆柱形永久磁体620不处于如同第一圆柱形永久磁体在身体628的相同水平(例如，如果对象站立的高度)。在这方面，第一和第二圆柱形永久磁体618、620相对于它们对着脊柱的位置彼此偏置。例如，当相比于第一圆柱形永久磁体618时，第二圆柱形永久磁体620在身体628上定位更高。

由于这种倒置，第一牵引装置602的伸缩位移614的点在身体628上与第二牵引装置604的伸缩位移616的点也处于不同水平。由于脊柱侧凸经常不对称的性质，所以可以期望彼此独立地调整牵引装置602、604中的每一个。如图51所示，外部调整装置622被设置成包括第一永久磁体624和第二永久磁体626，其可以对应于用于调整的各个牵引装置602、604的永久磁体618、620的位置，沿着身体628选择性地置于合适水平(例如高度)。外部调整装置622的永久磁体624、626每一个的长度(L)优选长于永久磁体618、620的长度，用于最大连接，但足够短例如1英寸长，以使外部调整装置622的运行允许永久磁体624、626可以充分地连接第一圆柱形永久磁体618，同时没有充分地连接第二圆柱形永久磁体620。应当注意，在这种反转倒置中，第二可调整部分610在接头630处永久地附着至第二杆612。

仍然参考图51的实施方式，可以期望将第一牵引装置602的牵引长度(或力)调整一定量，接着调整第二牵引装置604的牵引长度(或力)。这可以通过首先将外部调整装置622置于第一可调整部分606(其包含第一永久磁体618)上方而实现。外部调整装置622然后可以运行以将第一永久磁体618旋转合适的转数、或根据情况的部分旋转，从而实现期望的牵引长度或力。外部调整装置622可以操作地连接PLC 1080如图14中所示的，以自动地调整外部调整装置622。例如，利用PLC 1080，外部调整装置622可以输入以调整第一牵引装置6021.0英寸。可选地，外部调整装置622和/或PLC 1080可以在反馈控制下运行。例如，对于图15-30描述的声学反馈形式可以用来收听声学信号(例如滴答声)。作为另一种可替换方式，可以使用光学反馈、力反馈、或磁力霍尔效应反馈控制以提供外部调整装置622的反馈控制。

一旦第一可调整部分606已如期望的进行调整，则外部调整装置622在包含第二永久磁体620的第二可调整部分610上方移动，例如直接在永久磁体620上方移动。外部调整装置622然后可以运行以将第二永久磁体620旋转适当的转数、或根据情况的部分旋转，从而实现期望的牵引长度或力。例如，外部调整装置622可以输入以将第二牵引装置604调整0.5mm。这可以如上述对于第一牵引装置604一样进行，包括可选使用具有反馈控制的PLC 1080。

虽然上述的独立调整属于特定牵引距离(例如1mm或0.5mm)的应用，但是应当理解，外部调整装置622可以用来将第一牵引装置602调整为与第二牵引装置604不同的牵引力。例如，第一牵引装置602可以调整成具有40磅的力，而第二牵引装置604可以调整成具有30磅的力。当然，一种可替换方式是以其当前或后续-当前设置留在牵引装置602、604上，其中仅在另一牵引装置602、604上实施调整。

在又一个实施方式中，使用磁屏蔽632，其允许第一和第二圆柱形永久磁体618、620可以彼此更接近。例如，如果期望调整第一牵引装置602而不是第二牵引装置604，则将磁屏蔽632置于位置634。外部调整装置622被放置，其中其永久磁体624、626临近第一圆柱形永久磁体618。磁屏蔽632消除了永久磁体624、626能够磁力地连接第二圆柱形永久磁体620的能力。磁屏蔽626然后可以置于不同位置，更靠近第一圆柱形永久磁体618，以便独立地调整第二圆柱形永久磁体620。磁屏蔽632可以由镍、铁、钢或镍-铁合金如Mu-金属，例如75％镍/15％铁。具有类似磁屏蔽性能的其他材料也可以使用。

图52示出了用于牵引装置638紧急调整的技术的另一种实施方式。如图52所示，患者636具有类似于本文中描述的植入的牵引装置638。在一些情况下，患者636可能由于任何原因，包括例如不正确的在前调整、创伤、骨头、关节肌肉或结缔组织疼痛、怀孕或生长而需要紧急调整。

如果患者636到达没有可利用的外部调整装置1130、622的医院，则包含圆柱形永久磁体640的植入的牵引装置638可以通过利用磁共振成像(MRI)扫描仪642-在医院中常用的一种诊断仪器也可以进行调整。磁共振成像(MRI)扫描仪642包含包括过冷电磁线圈的一次磁体644。一次磁体644被设计成除了在维护或发生故障时，“总在运行(always on)”。一次磁体644产生非常大的磁场(即磁通量密度)。较老的MRI扫描仪具有例如0.2特斯拉磁场，但最新的具有1.5特斯拉或3特斯拉的磁场，而仍有其他为7特斯拉。

一般地，所有这些磁场强力地定向圆柱形永久磁体640、394，以便如果其在MRI扫描仪642附近，则与一次磁体644的磁场对准。应当理解，虽然相对于从动磁体640给出了描述，但是声学传感特征也可以应用于图6C-6G的磁力元件218、图13A-13D、14的内部磁体1064、图35的内部定位从动磁体1402、图41、42和44的圆柱形磁体394、图48的中空磁体564、图50的磁体576、图53的磁体262、图51的磁体618、620，以及图15-30的磁体1302。

将圆柱形永久磁体640转动到与MRI对准定向不同的定向所需的扭矩将显著高，并且比圆柱形磁体组件的旋转阻力显著更大。因此，通过将患者636置于靠近MRI扫描仪642的一次磁体644(例如，以10英尺或更小的距离，或更具体地5英尺或更小的距离)以及通过在第一旋转方向646或第二旋转方向648上转动患者的身体，植入的牵引装置638可以进行调整，同时不需要外部调整装置1130、622。通常，患者绕旋转轴(其在旋转程序步骤可以稍微地改变)转动或旋转他或她自己。例如，患者可以站在他们的脚上并转动他们的身体。可替换地，患者可以坐在回转椅子上，例如由MRI安全材料如铝制成的椅子，并且该椅子可以在期望的方向上自转。如果患者在第一旋转方向646上转动或被转动，则牵引减小。如果患者在第二旋转方向648上转动或被转动，则牵引增大。期望植入的牵引装置638被良好固定于患者636，例如利用椎弓根螺钉、钩子或夹具，以使圆柱形永久磁体640对MRI装置的一次磁体644的吸引在其固定点不会导致植入的牵引装置638的不安全位移。另外地，优选在植入件中使用几乎非磁性的材料，如钛或钛合金如Ti-AL-4V，以使植入件本身不被强吸引至一次磁体644。如果植入的牵引装置638使用声学反馈，如在图15至34中描述的声学反馈，则医疗人员可以利用MRI安全听诊器聆听患者，以确认听到滴答声，其将指示磁体640需要转动。滴答声也可以计数以便精确地定量调整的量。

上述一次磁体644调整牵引装置638的磁体640的用途也可以在利用旋转或周期运动磁体的其他可植入装置中采用。例如，可植入装置可以包括限制装置(例如胃带或瓣膜成形环)，或阀、或其他装置。可以以这种方式进行调整的这样的装置的实例可以在美国专利申请公开No.2008-0097487和2008-0097496中找到。为了使用这种方法，应当注意，这些磁体不必是圆柱形的，但磁化轴不应平行于旋转轴。

如提到的，完全无融合方法的益处之一是，在脊柱已能够通过初始手术和牵引装置的非创伤性调整进行操控之后，能够去除植入件的能力。本文中描述的实施方式允许完整地可调整脊柱侧凸治疗系统，这能够通过总共两个手术方法，实现矫直脊柱以及不是终生植入件的目的；一个方法是植入该装置和一个方法是去除该装置。这是对已经提出的可调整脊柱侧凸治疗装置的显著改进，并且要求利用手术切割的调整技术。应当注意，在初始植入方法之后，医生可能期望患者使用支具达一个或几个月，以便保护治愈过程。这种保护性支具用于与试图影响患者科布角的脊柱侧凸支具不相同的目的。

考虑了患者可以对他们对于脊柱侧凸的遗传易感性进行鉴定并利用本文中描述的牵引装置进行治疗。例如，遗传试验可以鉴定，具有小于或等于30°的科布角的特定患者易患或其他方面处于他或她的科布角增大超过这个初始角(例如增大至或超过40°)的危险。在这方面，遗传试验可以在患者核酸(例如DNA或RNA)上进行，以鉴定与这种易患性相关的基因或基因序列。如果患者具有这种遗传易感性，则本文描述的这类牵引装置可以用来预先矫正或减轻预期的脊柱畸形。例如，Gao等人已经报道，CHD7基因多态性与对特发性脊柱侧凸的易感性相关。Gao et al.，CHD7 GenePolymorphisms Are Associated with Susceptibility to IdiopathicScoliosis，American Journal of Human Genetics，Vol.80，pp.957-65(May，2007)。以上提到的Gao等人的出版物如同全文在本文中列出一样并入到本文中。尤其是，CHD7基因跨过188kb并且包含1个非编码外显子和37个编码外显子。与特发性脊柱侧凸相关的SNP基因座包含在一个涵盖CHD7基因的外显子2～4的～116kb区域内。例如，遗传试验可以寻找与IS易感性相关的上述SNP基因座。

尽管本文中描述的许多实施方式通常在青少年特发性脊柱侧凸和早发性脊柱侧凸治疗领域，但是考虑了本文中描述的这些装置和方法在成人脊柱侧凸的治疗中也具有应用。成人脊柱侧凸可以随着时间持续恶化。尽管成人骨骼成熟，但是科布角仍然可以随着时间持续增大。成人中出现的松弛或高度的稍微减小可能与科布角的这种增大具有一些关系。高于100°的弯曲很少，但如果脊柱将身体扭曲到压力置于心脏和肺上的点则他们能够威胁生命。本文中描述的这些装置和方法也可以用来治疗成人脊柱侧凸，例如允许成人脊柱侧凸利用最小创伤性和/或无融合方式进行治疗。另外，可以期望进行脊柱的逐步调整，特别是在非常高的科布角的情况下。例如，可以期望限制骨头上或植入件材料上的应力量，通过首先调整成人脊柱侧凸患者以使他们的科布角减小50％或更小，然后每数个月15％或更小，直至脊柱矫直。作为一个实例，初始手术植入可以通过医生在脊柱上实施手动牵引而将科布角减小50％或更大。植入后，科布角可以通过施加恒定或周期性变化的牵引力而以非创伤性方式减小。第一次非创伤性调整可能导致科布角小于50％。可以实施另外的非创伤性调整，这导致甚至更小的科布角减小(例如小于原始科布角的15％)。

在这方面，科布角可以通过在接下来的几个月中通过更小量地减小(例如，手术后每个月小于约15％)。通过本发明可能形成的无融合植入件的非创伤性调整允许这种性质的逐渐调整方案。此外，在增高这个时间期上使用的牵引力通常低(例如低于45磅的牵引力)，这在其他方面中意味着更小的患者不适，以及在可调整杆142、144中的更小失败的机会。当患者看他或她的医生时，非创伤性调整可以定期地进行。这可以在多于一周间隔(例如几周的过程)上进行。当然，调整的次数和周期在其他方面是患者科布角的函数。

经常地，成人脊柱具有较低密度或甚至骨质疏松的骨头，所以可以期望组合这里描述的一种逐渐调整方法与另外的方法以强化骨头，例如椎体的骨头。一种方法是通过实施预防性椎体成形术或后凸成形术而强化椎体，其中椎体的内部区域被强化，例如通过注射骨水泥或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。另外地，如果椎弓根螺钉用于固定，则螺钉的表面可以用促进骨生长的生物材料处理，或改善骨粘性的表面特征处理。这些方法中的任一种将进一步提高牵引力，不会导致对患者椎骨的破裂或其他损坏的可能性。

另一实施方式包括骨生长植入件，其中骨骼系统一部分的操控限于单个骨头，并且骨生长植入件是牵引装置，能够牵引位于相同骨头上或中的第一和第二位置。例如，在许多侏儒症的情况下，股骨和肱骨相对于其他骨头较短。目前这些骨头可以利用诸如TaylorSpatial Frame的装置长得更长，Taylor Spatial Frame是一种延伸通过皮肤并附着至骨头的具有导线或销钉的外部框架。该框架可以通过外部调整旋钮连续调整以刺激在期望方向上的骨头生长。这种装置也可以用在骨头由于例如儿科骨癌如Ewing肉瘤或骨肉瘤而停止生长的患者。这种装置的另一应用是在具有破碎骨头的患者，其以一种不满意的方式治愈，例如在由于较差地治愈的股骨破裂而使得一条腿短于另一条腿的情况下。利用Taylor Spatial Frame的一个问题是发生销钉通道感染，其因为存在细菌从患者外部进入骨头的开放通道而发生。骨生长的另一种应用是仅骨头的一侧的选择性生长，例如在布朗特病(bowleggedness)中，其中骨头的一侧正常地生长，而在另一侧在生长面上停滞。

在所有这些骨生长应用中，需要非创伤性可调整骨生长牵引装置。这种性质的装置作为图53中的本发明的一个实施方式提供。骨生长牵引装置272通过近端固定件276和远端固定件278附着至具有一个近端部分258和远端部分260的骨256。固定件276、278可以利用任意数量的已知固定装置或方法将装置附着至骨头，包括螺钉、夹具或甚至粘性材料而操作。在骨破裂的情况下，示出了破裂部位274，尽管应当注意这种破裂在之前提到的一些应用中不总是出现。如图53所示，骨生长牵引装置272包括构造成响应于外部施加的磁场(如以上在其他实施方式的上下文中描述的)而在其轴上旋转的圆柱形磁体262。圆柱形磁体262的旋转实现行星齿轮组266的旋转。示出的可选地滑差离合器264被设置在圆柱形磁体262和行星齿轮组266之间，尽管滑差离合器264可以沿着驱动传输设置在任何其他位置。行星齿轮组266在第一方向(例如顺时针或逆时针，取决于构造)上的旋转导致导螺杆268在内部螺纹270中转动，导致牵引骨头256。骨生长牵引装置272在单次手术中可以植入。随后的调整非创伤性地实施，并且如果期望，能够经常实施以便精确地控制骨生长。调整装置如本文中描述的外部调整装置1130可以用来旋转圆柱形磁体262。圆柱形磁体263可以被尺寸化并由本文中对于其他实施方式描述的相同材料制成。

虽然图53在治疗布朗特病，或需要选择性生长(例如在骨头的一侧上)的其他病症中是特别有效的，但是图54示出了整合髓内磁力拉长装置的本发明的一种可替换实施方式。骨牵引装置271置于髓内通道273内并固定在第一附着点275和第二附着点277。通过集中在髓内通道273内，骨牵引装置271能够基本上平行于其纵轴279使骨头256变长。应当理解，本文中描述的实施方式可以应用于不同于附图中具体描述或示出的骨头和/或骨骼结构。例如，这些实施方式可以用于胫骨、下颌骨、下颚骨等。利用本发明构思了其他整形外科的牵引装置。图55示出了牵引装置1101，构造用于替代椎间盘，并用于在第一椎体1103和第二椎体1105之间的牵引。椎间盘能够退化、膨胀、突出或变薄，并导致伴随的背痛。退化性椎间盘疾病(DDD)已导致椎间盘替代装置使用的大幅增加。当前的椎间盘替代装置尚不完全成功，由于大比例的患者的疼痛过一段时间后又出现。本发明技术描述了一种椎间盘替代装置，其允许在椎间盘替代手术之后以及治愈期之后进行另外的调整。如果患者又出现疼痛，则该装置可以非创伤性地进行调整以增大或减小牵引以便消除再发生的疼痛。以如其他实施方式相同的非创伤性方式使用外部调整装置1130，内部磁体是非旋转的。内部磁体1107连接于导螺杆1109，使得旋转运动改变导螺杆1109和牵引装置1101一部分内部的母螺纹1111之间的位移。

这种技术也可以用来治疗其他脊柱问题，如脊椎前移(spondylolisthesis)。在某些情形下，整个椎体可以去除，例如由于破碎、破裂或患病的椎体。图55的实施方式可以以多种尺寸提供，例如厚度，以便填充其他椎体之间的期望空间。

图56至60示出了一种用于修整所示的破裂椎骨的装置。椎骨随着骨质疏松症能够变得很弱，并且可能容易破裂，导致增大的脊柱后凸以及增加后续椎骨破裂的危险。破裂的椎体800在图56中示出。所示的破裂是楔形破裂，这在这种类型患者中非常常见。前面的高度H相比于原始高度h已显著减小。目前，破裂的椎骨能够通过椎体成形术方法进行治疗，其中水泥例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)注入到椎体内。椎体成形术在恢复高度方面确实很少有帮助。有时实施一种称为后凸成形术的可替换方法，期间气囊在椎体内膨胀以在用水泥填充之前压碎内骨物质。已证实后凸成形术稍微增加高度，但高度增加被许多医生仍然认为不满意。在图57所示的本发明的一个可替换实施方式中，通过椎弓根802钻孔，其到达椎体800。插管804通过该孔放置并且牵引装置806通过该插管804放置。如果期望，后凸成形术气囊可以首先通过插管放置以便预先膨胀。插管804可以部分或完全地在该点移除。牵引装置806包括保护套812、牵引头部808和圆柱形磁体810。保护套812构造成固定在椎弓根802的内部和/或椎体800的内部。圆柱形磁体810在保护套818内自由旋转并连接于外螺纹轴杆814。随着圆柱形磁体810通过外部磁场(例如来自外部调整装置1130)旋转，螺纹轴杆814在内螺纹816中旋转，导致螺纹轴杆814轴向延伸。随着螺纹轴杆814延伸，膨胀尖端818被迫通过空隙820，迫使分开第一牵引器822和第二牵引器824，并将破裂椎体的高度从H1增加至H2。能够理解，外部调整装置1130可以向圆柱形磁体810施加显著的扭矩并因此允许施加至牵引头部808的两个牵引器822、824的高分开力。在该点多种选择现在是可能的。

在第一种选择上，圆柱形磁体810可以从组件移除并且水泥可以通过保护套812施加以完全将椎体固定在其被牵引的结构上，留下保护套812和牵引头部808永久地被植入。

在第二种选择上，没有施加水泥并且患者利用整个牵引装置806完整地恢复。在从麻醉中恢复之后，并且最可能也是在从手术后伴随的疼痛中恢复之后，患者转到非创伤性调整，其中牵引装置调整到最大减小疼痛的特定牵引高度。例如，图60示出了具有锥形外径826的膨胀尖端806。通过在任一方向上调整牵引装置806，两个牵引器822、824的展开程度可以被控制。尽管牵引头部808可以由许多金属或聚合物材料制成，但是它可以优选由高度弹性的金属，如镍-钛制成，以使随着膨胀尖端818在方向A上移动，两个牵引器822、824转向它们原始未膨胀的结构。当患者没有感觉时，这种整个非创伤性调整过程利用仅在手术期间进行操控的现有装置是不可能的。一旦患者处于具有很小或没有疼痛的期望调整水平，另外的过程可以实施以去除磁体和/或注射水泥。

在第三种选择上，水泥在初始植入操作结束时注入，但牵引装置806保持完整。对于水泥进行再造型或甚至后退例如在18个月之后是常见的。利用本发明，这更不可能，因为在其膨胀构造下的牵引头部808用于另外的强化。另外，如果水泥用于再造型或后退，则可以实施另外的调整方法，期间两个牵引器822、824进一步展开并且注入更多的水泥。

图61示出了整合到运动保持(或动态稳定)装置828中的本发明。运动保持装置828利用椎弓根螺钉附着至第一椎骨830和第二椎骨832。第一和第二椎骨830、832通过椎间盘834分开。第二头部838静止并附着至第二椎骨832。第一头部836是可调整的并且包括第一部分842，其附着至第一椎骨830和第二部分844(其能够通过利用外部调整装置1130调整以旋转内部磁体846)。中间部分840包括外部隔离物848和内部软线850。外部隔离物848和内部软线850优选由允许一些变形的聚合物材料制成，并因此限制第一椎骨830和第二椎骨832之间的运动。通过利用外部调整装置1130非创伤性调整第一头部836，长度L可以被操控，使得其在没有遇到疼痛的运动范围内，并且消除出现疼痛的运动范围。目前的动态稳定装置不具有这种非创伤性可调节性。因此，医生永远不能确信患者的装置是否保持在患者没有感到疼痛的运动范围内。本发明的实施方式允许在患者不在麻醉下的同时以及在患者从任何手术后疼痛中恢复之后调整装置的能力，使得要治愈的真正疼痛能够被真实地评价。

虽然已经示出和描述了本发明的这些实施方式，但是在不背离本发明的范围的情况下可以形成各种变形。因此，除了所附权利要求及其等同替换之外，本发明不应被限制。

Claims (88)

1.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成连接至所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成连接至所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个，所述调整装置包括构造成绕旋转轴旋转的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件；

外部调整装置，构造成从所述哺乳动物外部的一个位置磁力耦合至所述调整装置，所述外部调整装置包括构造成绕第一轴旋转的第一永久磁体和构造成绕第二轴旋转的第二永久磁体；以及

其中所述第一永久磁体绕所述第一轴的协同旋转和所述第二永久磁体绕所述第二轴的旋转导致所述磁力元件绕其旋转轴旋转。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，调整装置被构造成当所述磁力元件绕所述旋转轴旋转时，改变所述植入件的第一部分和所述植入件的第二部分之间的距离。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述磁力元件在第一方向上的旋转增大在所述植入件的第一部分和所述植入件的第二部分之间的距离，并且所述磁力元件在第二方向上的旋转减小所述植入件的第一部分和所述植入件的第二部分之间的距离。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外部调整装置被构造成以相同角速度旋转所述第一永久磁体和所述第二永久磁体。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一永久磁体具有至少一个北极和至少一个南极，并且其中所述第二永久磁体具有至少一个北极和至少一个南极，并且其中所述外部调整装置被构造成旋转所述第一永久磁体和所述第二永久磁体，使得通过所述第一和第二永久磁体的全程旋转，所述第一永久磁体的至少一个北极的角位置大致等于所述第二永久磁体的至少一个南极的角位置。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外部调整装置包括构造成旋转所述第一永久磁体和所述第二永久磁体的马达。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁力元件是圆柱形的。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁力元件包括永久磁体。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述磁力元件包括稀土磁体。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述磁力元件包括铷铁硼。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述磁力元件为N30级或更高。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述磁力元件为N48级或更高。

13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述磁力元件具有小于6.0g的质量。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述磁力元件具有小于3.0g的质量。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一永久磁体包括稀土磁体。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一永久磁体包括铷铁硼。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第一永久磁体为N30级或更高。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第一永久磁体为N48级或更高。

19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述植入件被构造成操控已被诊断患有脊柱侧凸的患者的脊柱。

20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述植入件被构造成在所述第一位置和所述第二位置之间非创伤性地施加可调整牵引力。

21.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外部调整装置的所述第一和第二永久磁体被构造成放置到所述哺乳动物身体的同一侧上。

22.一种用于操控对象身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成在第一位置放置到所述对象的骨骼系统上，而所述第二部分构造成在第二位置放置到所述对象的骨骼系统上；

调整装置，设置在所述植入件上并且包括构造成绕旋转轴旋转的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接构造成改变所述植入件的所述第一部分和所述第二部分的相对位置的驱动元件；

外部调整装置，构造成从所述对象外部的一个位置磁力耦合至所述调整装置，所述外部调整装置包括构造成绕轴旋转的至少一个磁体，其中所述至少一个磁体绕所述轴的旋转导致所述调整装置的所述磁力元件绕其旋转轴的旋转；以及

其中，所述磁力元件具有3g或更小的质量。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述外部调整装置在大约1.0英寸的间隔距离处向所述磁力元件施加至少3.0英寸-盎司的扭矩。

24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述磁力元件包括永久磁体。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述磁力元件包括稀土磁体。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述磁力元件包括铷铁硼。

27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述磁力元件为N30级或更高。

28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述磁力元件为N48级或更高。

29.一种用于操控对象身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一和第二端的第一牵引装置，所述第一牵引装置被构造成在第一和第二附着点处附着至所述骨骼系统，所述第一牵引装置包括可调整部分，所述可调整部分包括旋转地安装在所述可调整部分中并且连接至驱动元件的永久磁体，所述可调整部分构造成在所述永久磁体旋转后，改变在所述第一牵引装置的所述第一和第二端之间的距离；

具有第一和第二端的第二牵引装置，所述第二牵引装置被构造成在第一和第二附着点处附着至所述骨骼系统，所述第二牵引装置包括可调整部分，所述可调整部分包括旋转地安装在所述可调整部分中并且连接至驱动元件的永久磁体，所述可调整部分构造成在所述永久磁体旋转后，改变在所述第二牵引装置的所述第一和第二端之间的距离；以及

外部调整装置，构造成从所述对象外部的一个位置磁力地耦合至所述第一和第二牵引装置的永久磁体，所述外部调整装置包括构造成绕轴旋转的至少一个永久磁体。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第一牵引装置的可调整部分的位置相对于脊柱偏离所述第二牵引装置的可调整部分的位置。

31.根据权利要求29所述的系统，进一步包括磁屏蔽，所述磁屏蔽被构造成使所述第一和第二可调整部分中的一个屏蔽所述外部调整装置的磁场。

32.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成连接所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成连接所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，设置在所述植入件上并且构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个，所述调整装置包括构造成周期运动的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至构造成改变在所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件；以及

外部调整装置，构造成从所述哺乳动物外部的一个位置磁力耦合至所述调整装置，所述外部调整装置包括构造成周期性运动的至少一个永久磁体。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述调整装置设置在所述植入件上。

34.根据权利要求32所述的系统，其中，所述调整装置远离所述植入件而远程地定位。

35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述调整装置经由可滑动地设置在护套内的电缆而连接至所述植入件。

36.根据权利要求32所述的系统，其中，所述磁力元件偏离所述调整装置的主轴。

37.根据权利要求32所述的系统，其中，所述植入件的所述第一和第二部分中的一个或两个经由钩子连接至所述骨骼系统。

38.根据权利要求32所述的系统，其中，所述植入件的所述第一和第二部分中的一个或两个经由夹具连接至所述骨骼系统。

39.根据权利要求32所述的系统，其中，所述植入件的第一和第二部分中的一个或两个经由一个或多个螺钉连接至所述骨骼系统。

40.根据权利要求32所述的系统，其中，所述植入件的第一和第二部分中的一个或两个经由回转接头连接至所述骨骼系统。

41.根据权利要求32所述的系统，其中，所述磁力元件是中空的。

42.根据权利要求32所述的系统，进一步包括构造成向所述调整装置施加振动运动的振动器。

43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述振动器设置在所述外部调整装置上。

44.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成安装在所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成安装在所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，设置在所述植入件上并构造成向所述骨骼系统施加偏压力，所述调整装置包括构造成周期运动的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至构造成改变在所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件；以及

操作地连接至所述植入件的可植入反馈装置，所述反馈装置被构造成产生指示所述植入件的状态的响应，所述植入件的状态可以被非创伤性地鉴定。

45.根据权利要求44所述的系统，其中，所述状态包括牵引力。

46.根据权利要求44所述的系统，其中，所述状态包括牵引距离。

47.根据权利要求44所述的系统，其中，所述响应包括声能。

48.根据权利要求44所述的系统，其中，所述响应包括光能。

49.根据权利要求44所述的系统，其中，所述可植入反馈装置包括力传感器或应变仪。

50.根据权利要求44所述的系统，其中，所述可植入反馈装置包括碰撞第二物体的第一物体，其中所述碰撞产生声学信号。

51.根据权利要求50所述的系统，其中，所述第一物体是磁性的。

52.根据权利要求50所述的系统，进一步包括第三物体，其中，当所述调整装置被调整具有增大的牵引时，所述第一物体碰撞所述第二物体，而当所述调整装置被调整具有减小的牵引时，所述第一物体碰撞所述第三物体。

53.根据权利要求48所述的系统，其中，所述可植入反馈装置包括构造成反射所述光能的反射部分。

54.根据权利要求48所述的系统，其中，所述可植入反馈装置包括半透明部分。

55.根据权利要求44所述的系统，其中，所述磁力元件包括永久磁体。

56.根据权利要求44所述的系统，其中，所述磁力元件是圆柱形的。

57.根据权利要求44所述的系统，其中，所述磁力元件可旋转地安装在外壳中。

58.根据权利要求44所述的系统，进一步包括构造成从所述哺乳动物外部的一个位置磁力耦合至所述调整装置的外部调整装置。

59.根据权利要求58所述的系统，其中，所述外部调整装置至少部分地基于由所述反馈装置产生的所述响应而自动地调整所述植入件。

60.根据权利要求44所述的系统，其中，所述反馈装置产生指示所述磁力元件的所述周期运动的响应。

61.根据权利要求60所述的系统，其中，在所述磁力元件的每个周期中，所述反馈装置产生至少一次响应。

62.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成安装至所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成安装至所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个；以及

设置在所述第一部分上的夹具，所述夹具包括构造成允许非创伤性地激活所述夹具以固定地将所述第一部分安装至所述第一位置的磁力元件。

63.根据权利要求62所述的系统，进一步包括通过与所述磁力元件配合而能够非创伤性地激活所述夹具的外部装置。

64.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成连接所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成连接所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，操作地连接至所述植入件并且构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个，所述调整装置包括构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件；

外部调整装置，构造成从所述哺乳动物外部的一个位置非创伤性地连接至所述调整装置，所述外部调整装置构造成向所述驱动元件施加驱动扭矩；

滑差离合器，操作地连接至所述驱动元件并且构造成选择性地配合所述调整装置，所述滑差离合器构造成当达到或超过阈值扭矩水平时与所述调整装置脱离。

65.根据权利要求64所述的系统，其中，所述调整装置包括构造成周期运动的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至所述驱动元件。

66.根据权利要求65所述的系统，其中，所述外部调整装置包括构造成周期运动的第一永久磁体。

67.根据权利要求64所述的系统，其中，所述阈值扭矩水平对应于最大期望的牵引力。

68.根据权利要求64所述的系统，其中，所述阈值扭矩水平对应于理想的牵引力。

69.根据权利要求64所述的系统，其中，所述最大期望的牵引力为100磅或更小。

70.根据权利要求69所述的系统，其中，所述最大期望的牵引力为45磅或更小。

71.根据权利要求68所述的系统，其中，所述理想的牵引力为45磅或更小。

72.根据权利要求64所述的系统，其中，所述阈值扭矩水平为在2英寸-盎司和42英寸-盎司之间。

73.根据权利要求72所述的系统，其中，所述阈值扭矩水平为在2英寸-盎司和19英寸-盎司之间。

74.根据权利要求73所述的系统，其中，所述阈值扭矩水平为在2英寸-盎司和8.5英寸-盎司之间。

75.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成连接至所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成连接至所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，设置在所述植入件上并且构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个，所述调整装置包括构造成旋转运动的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的距离或力中的至少一个的驱动元件；

外部调整装置，构造成从所述哺乳动物外部的一个位置磁力耦合至所述调整装置，所述外部调整装置包括构造成绕轴旋转的第一永久磁体以及构造成绕第二分开的轴旋转的第二永久磁体；以及

反馈装置，操作地连接至所述外部调整装置或所述磁力元件，其中，所述反馈装置被构造成产生指示在所述外部调整装置的第一和第二永久磁体中的至少一个和所述调整装置的所述磁力元件之间的磁力耦合程度的响应。

76.根据权利要求75所示的系统，其中，所述磁力元件包括永久磁体。

77.根据权利要求76所示的系统，其中，所述磁力元件包括稀土磁体。

78.根据权利要求77所示的系统，其中，所述磁力元件包括铷铁硼。

79.根据权利要求78所示的系统，其中，所述磁力元件为N30级或更高。

80.根据权利要求79所示的系统，其中，所述磁力元件为N48级或更高。

81.根据权利要求75所示的系统，其中，所述外部调整装置的所述第一和第二永久磁体包括稀土磁体。

82.根据权利要求75所示的系统，其中，所述磁力元件是圆柱形的。

83.根据权利要求75所示的系统，其中，所述磁力元件被构造成绕轴旋转。

84.根据权利要求75所示的系统，其中，所述响应是电流，所述电流相对于所述磁力元件和所述第一和第二永久磁体中的至少一个之间的扭矩发生变化。

85.根据权利要求75所示的系统，其中，所述反馈装置设置在所述外部调整装置上。

86.根据权利要求75所示的系统，其中，所述反馈装置设置在所述植入件上。

87.根据权利要求75所示的系统，其中，所述外部调整装置至少部分地基于由所述反馈装置产生的响应而自动地调整所述植入件。

88.一种用于操控哺乳动物身体中的骨骼系统的一部分的系统，包括：

具有第一部分和第二部分的植入件，所述第一部分构造成连接至所述骨骼系统的第一位置，而所述第二部分构造成连接至所述骨骼系统的第二位置；

调整装置，构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的牵引力，所述调整装置包括构造成绕旋转轴旋转的磁力元件，所述磁力元件被操作地连接至构造成改变所述第一位置和所述第二位置之间的牵引力的驱动元件；

外部调整装置，构造成从所述哺乳动物外部的一个位置磁力地连接至所述调整装置，所述调整装置包括构造成绕轴旋转的至少一个永久磁体；以及

其中构造成连接所述骨骼系统的所述植入件的所述第一和第二部分中的一个包括具有基本上180°弯曲的连接杆。

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