CN1084732A - 扭转矫正患脊柱侧凸的脊柱的器具和方法 - Google Patents

Abstract

一种在从脊柱侧凸构形转换为脊柱后凸构形时， 对患脊柱侧凸的脊柱进行扭转矫正的器具和方法，该 器具被用于将扭转矫正作用力施加到侧凸脊柱的凸 侧。该方法使用该器具减轻侧凸脊柱的扭转变形。

Description

本发明涉及用于治疗脊柱变形的器具和方法，特别是涉及治疗被称作脊柱侧凸的脊柱状态的器具和方法。

正常的脊柱，从前后面方向观察是直的，而从侧面观察则具有一系列的弯曲。胸部的弯曲具有一个向后的凸面（在矢状面内），脊柱腰段为具有一个向前的凸面的曲线形。按传统的习惯，认为脊柱侧凸是从前后方向观察时正常的直的脊柱的一种侧向弯曲（在冠状平面内）。依照病因，可以只有一条具有较小的二次补偿曲线的主要的曲线，或者有若干条主要曲线。不同个体的曲线的刚性（stiffness）依赖于骨（骼）变形量和在整个时期发生的韧带挛缩而有所变化。用于矫正脊柱的Harrington氏第一装置是在单一位置连在顶部和底部的一根直杆，它对侧弯（在冠状面内）的拉直能起到良好的效果，但是忽略了脊柱的正常的矢状面弯曲，在许多情况下将造成在矢状面内使脊柱准直变得更糟。

现在，脊柱侧凸被充分地理解成脊柱在三个平面内的变形，这种变形造成如下情形的出现：（1）在前后面上观察到的侧弯，（2）胸部区域正常的脊柱后弯降低，或者在侧面观察到的脊柱变直，和（3）尖端脊椎扭转变形，其中尖端脊椎在凸面侧的侧突向后扭转或在凹面侧的侧突向前扭转。

Cotrel试图通过改进Cotrel-Dubousset（C-D）技术器械处理呈脊柱侧凸的构形。在此方法完成后扭转矫正杆占据的位置是脊柱后凸状。脊柱后凸构形被设计用来去掉侧弯，同时也把脊柱后凸向后引入脊柱中。在将扭转矫正杆连接到侧凸的脊柱之后，把它从脊柱侧凸构形转到脊柱后凸构形，这种杆的转动将牵拉脊柱，以便减轻侧弯，而且也在向后方向上拉脊柱。按照本发明，减少侧凸脊柱的扭转变形是在扭转步骤中通过在向前方向上对侧凸脊柱的凸侧施加推力，同时在凹侧向后拉而实现的，必须同时实现这两个力作用的组合，以便达到尖端脊椎的扭转矫正。

在一个实施例中，在侧凸的脊柱的凸侧的力是通过把器具固定到扭转矫正杆上，并在所要求的方向上人工地偏置一个器具而产生。

这种器具包括一个第一杆件，它包括第一手柄端和与之相对的第一鼻端，两者通过第一颈部连接在一起，器具还包括第二杆件，它具有第二手柄端和与之相对的第二鼻端，两者通过第二颈部连接在一起。第一杆件和第二杆件枢轴地连接在第一颈部和第二颈部上。第一耦合件固定到第一鼻端，用于把第一杆件固定到扭转矫正杆上。在第二鼻端上设有一个第二耦合件，用于把第二杆件固定到施力杆上，施力杆用于在向前方向上把力施用到侧凸脊柱的凸侧上。

在此器具的一个实施例中，一个调节螺栓固定到第一杆件上，并可滑动地连接到靠近第一和第二手柄端的第二杆件上。调节螺栓带有一内调节螺母和一个外调节螺母，内、外调节螺母在第二杆件的相对两侧。

在按照本发明构成的器具的另一个实施例中，第二鼻端包括一个装在其上的一体的施力杆。

本发明上述的各个方面和诸多优点通过下面结合附图所作的详细说明将更加易于理解：

图1是取自带有TSRH器械在脊柱侧凸构形时的侧凸脊柱的凹面和后面的透视图;

图2是图1所示的在侧面脊柱的尖端脊椎的尾部方向上的变形结构（实线）和正常结构（点划线）的平面图;

图3是取自图1带有TSRH器械在脊柱后凸构形时的侧凸脊柱的凹面和后侧的透视图;

图4是图1所示的侧凸脊柱的尖端脊椎尾部方向上的脊柱侧凸结构（点划线）和在TSRH器械从脊柱侧凸构形转到脊柱后凸构形后的治疗后结构的平面图;

图5是取自图1所示侧凸脊柱的凹侧和后侧的透视图，其中带有按照本发明的装到TSRH器械上的器具;

图6是取自在扭转矫正杆已经转动到使TSRH器械处在脊柱后凸位置和脊柱已经按照本发明扭转矫正之后，图5所示侧凸脊柱的凹面和后侧的透视图;

图7是图6所示的侧凸脊柱的凹面和后侧的平面图，用于表示脊柱侧凸结构（点划线）和扭转矫正后的结构（实线）;

图8是按照本发明构成的用于扭转矫正侧凸脊柱的器具的透视图;

图9是按照本发明构成的器具装到扭转矫正杆上并靠近侧凸的脊柱放置的一部分的透视图;

图10是图8所示器具一部分的透视图，用于表示连接到扭转矫正杆和施力杆上的钩子;

图11是按照本发明构成的器具的第二个实施例的部分透视图。

这三方面的变形。用于脊柱变形的矫正和稳定的C-D器械于1984年推荐给脊柱侧凸研究协会（the        Scoliosis        Research        society），C-D器械在1985年由Taxas        Scottish        Rite        Hospital（TSRH）再作了改进。C-D器械和TSRH器械两者都包括一个弯杆，杆上设计有多个用于固定到脊椎上的钩子，所说的杆先装到弯曲的凹侧，使器械能在钩子和杆之间旋转，因此，杆是在脊柱侧凸位置放在脊柱上，亦即使杆的弯曲与变形的弯曲相匹配，然后，将杆转动90°，从脊柱侧凸转变为脊柱后凸，这有助于降低前后方向上的脊柱侧弯，也有助于增加在矢状面内不足的弯曲，起初还期望将能减轻尖端脊椎的扭转，在最后一种情况下的结果令人失望。由于这种技术仍主要依赖于在单一方向上牵引一单根杆来进行矫正，这就可以理解它为什么不能有效地扭转脊椎。

由于用于治疗脊柱侧凸现有方法上的缺点，所以有必要进行改进，这些改进应该使医生能够施加作用力提高凹面侧，同时压低凸面侧，从而，施与反转扭矩，而同时矫正矢状面上和冠状面上的变形。

本发明是一种用于例如通过使用Cotrel-Dubousset技术和器械治疗变形的脊柱侧弯的同时，扭转矫正患脊柱侧凸的脊柱的方法和器具。按照本发明构成的方法和器具使得医生能够围绕尖端脊椎进行扭转矫正。按照本发明构成的方法和器具具有补充现有治疗脊柱侧凸技术的附加的好处。

按照本发明实施的方法被用于治疗可以描述为具有凸侧和凹侧的侧凸脊柱。凹侧是指侧弯的内侧，凸侧是指其外侧。所说的方法包括把扭转矫正杆连接到侧凸的脊柱上，扭转矫正杆具有一个脊柱侧凸的构形和一个脊柱后凸的构形。扭转矫正杆在最初装到脊柱上时

下面将说明按照本发明构成的用于扭转矫正侧凸脊柱的方法和器具，且结合Cotrel-Dubousset器械（下面称为C-D器械）一起说明，其中C-D器械是在1978年到1983年之间研制的，Taxas        Scottish        Rite        Hospital的通用脊柱器械是在1985年开始研制的（TSRH器械）。C-D器械和技术在下列著作中作了说明的说明，由Francis        Denis所著的“Cotrel-Dubousset        Instrumentation        in        the        Treatment        of        Idiopathic        Scoliosis（M.D.，Orthopedic        Clinics        of        North        America，Vol.19.No.2        Apr.1988）”，和Richard        A.Balderston的“Cotrel-Dubousset        Instrumentation（pp113-126）”;和由Howard        S.An和Jerome        M.Cotler1992年主编的“Spinal        Instrumentation”。TSRH器械和方法在下列著作中有详细的描述，Charles        E.Johnston等人的“Taxas        Scottish        Rite        Hospital        Universal        Spinal        Instrumentation        System（pp127-165）”和由Howard        S.An及Jerome        M.cotler1992主编的“Spinal        Instrumentation”。上述出版物的主要内容被特别收编在此作为参考。

参照图1，侧凸的脊柱30有一个异常的侧弯32，侧弯32以位于弯曲顶点的尖端脊椎34为中心。侧弯32具有一个凸侧36和一个凹侧38。凹侧38是侧弯32的内表面，而凸出侧36是侧弯32的外表面。在侧凸的脊柱30中，尖端脊椎34和在尖端脊椎34每一侧上的四或五个脊椎扭转成侧弯32，因此，在凹侧38上的侧突40在向前方向上位移，而在凸侧36上的侧突42在向后方向上位移。

TSRH器械包括扭转矫正杆44，它具有脊柱侧凸的构形和脊柱后凸的构形，在图1中，扭转矫正杆44处于脊柱侧凸位置，并用两个基准型钩子围绕尖端脊椎34固定到侧凸脊柱的凹侧38上，两个基准型的钩子一个是椎根钩，另一个是椎板钩，钩子被设计成能够达到牢固地固定在不同脊椎的根，板和侧突上，钩子的数目，型式和它们的位置由医生依据特定患者的需要确定，扭转矫正杆44包括一个具有方头48的上端46，方头48与扳手50连接，扳手50按箭头52的方向旋转扭转矫正杆44，如在下面将更详细叙述地那样。

TSRH技术包括侧凸脊柱的标准暴露，使上端脊椎的侧突和下端脊椎板的下方部分暴露，暴露后，按传统的记录，放置椎板钩和椎根钩。上面所引用的出版物为手术的操作人员提供了钩子放置方面的指导，同样，还有操作脊柱器械的说明。在钩子插入脊柱之后，使扭转矫正杆与脊柱轮廓相符，然后插入已置入的钩中。让扭转矫正杆与脊柱轮廓相符以便具有脊柱侧凸钩形，所说的构形试图与侧凸脊柱的凹侧上的侧弯相匹配。按照TSRH技术把扭转矫正杆插入钩内之后，转动扭转矫正杆，亦即使杆的弯曲沿向后方向位移大约90°而进入脊柱的侧弯内，扭转矫正杆的转动通过把侧弯的凹面拉出而使脊柱拉直。

再参照图12，在正常结构54中（如图中实线所示的），尖端脊椎34的侧突40和42处于中立位置上，当出现脊柱侧凸变形时，侧突42在向后方向上位移，而侧突40在向前方向上位移，尖端脊椎34的这种“转动”是在箭头56所示方向上。被扭转的尖端脊椎34的脊柱侧凸结构58在图中用实线表示。当侧凸的脊柱30按照TSRH技术治疗时，通过扳手50将扭转矫正杆44按图1中箭头52的方向转动，使扭转矫正杆44的弯曲在后面方向上旋转90°，这就是图3所示位置。扭转矫正44的扭转在凹侧38的方向上拉动测弯32，并由此使脊柱拉直，在向后方向上使扭转矫正杆的弯曲转动90°还沿向后方向拉动侧凸脊柱的凹侧38。

再参考图4，在用扭转矫正杆44扭转之前的尖端脊椎34的脊柱侧凸结构58用点划线表示，且侧突42沿向后方向位移，侧突40沿向前方向位移，在扭转矫正杆44沿向后方向旋转90°后，降低了侧弯32;然而，参考图4，实线所示为尖端脊椎34已治疗后的结构60，以及尖端脊椎34是如何继续使侧突42沿向后方向位移和使侧突40沿向前方向位移。图4还表示出如何沿箭头62的方向（即向后方向）拉动凹侧38和如何又将脊柱后凸引入脊柱的。遗憾地是TSRH技术对于减少尖端脊椎34的扭转不起多少作用。

参照图5，6和7，按照本发明脊柱的扭转矫正是通过在旋转扭转矫正杆44时对侧凸的脊柱36的凸侧36施加向前方向的作用力来实现的。这种“扭转矫正”力是在没有侧凸脊柱30的凸侧36的器械情况下提供的。治疗过程中器械越少则意味着损伤脊髓的危险越小。按照本发明的方法能够获得对尖端脊椎34和毗邻尖端脊椎34的脊椎的有效的扭转矫正，该方法使用了一种固定在扭转矫正杆上的器具64，并包括一根施力杆，或者用于装到施力杆上的装置。使用施力杆用于在TSRH技术中所利用的扭转矫正杆转动时，沿向前方向把外力施加在侧凸脊柱的凸侧上。在更详细的说明方法之前，下面先对器具64进行说明。

参照图8，按照本发明所构成的器具64类似于一把钳子或一把剪刀。如上所述，器具64被设计成能固定在扭转矫正杆和施力杆上，所说的施力杆是用于在扭转矫正杆旋转时把作用力施加在侧凸脊柱的凸侧，器具64包括两个细长的杆件66和68。第一细长杆件66包括一个手柄70，一个鼻部72和一个颈部74，手柄70通过弯头76连接在颈部74上。弯头76在柄70和颈部74之间形成一个钝角，颈部74的另一端通过另一个弯头78装到鼻部72上，弯头78在鼻部72和颈部74之间形成一个钝角。第二细长杆件68实质上与第一细长杆件66成镜象关系，第二细长杆件68包括手柄80，鼻部82，颈部84和弯头86、88，它们实质上与第一细长杆件66的手柄70，鼻部72，颈部74，弯头76、78是相同的。

颈部74和84在它们的支点90彼此枢轴地连接，因此，第一细长杆件66以连接成钳子的方式枢接到第二细长杆件68上，如钳子一样，当手柄70和80靠近在一起时，鼻部72和82间的距离就增加。相反，当手柄70和80间的距离增加时，鼻部72和82间的距离就减少。手柄70和80，颈部74和84，鼻部72和82在图8所示的实施例中通常是管状的。图8所示的细长杆66和68之间的支点90是一种舌和槽的结构。细长杆68包括一个通过它的中心机加工的通道92，细长杆66包括一个窄的舌状物部份94，该部分被容纳于通道92内，并通过销钉可转动地固定在其内，所说的销钉在垂直于通道92的方向上穿过每一个杆件。虽然这是枢轴连接点90的一个实施例，应该明白，其它类型的枢轴连接也是适合的。

在图中所示的实施例中，手柄70和80具有易于握紧的结构。

固定到手柄70的靠近弯头76处的是一个可调节的螺栓96，调节螺栓96垂直于手栓70且还穿过毗邻弯头86的手柄80，调节螺栓96包括螺杆98并带有内调节螺母100和外调节螺母102。内调节螺母100和外调节螺母102位于手柄80的两侧，手柄70和80间的间隔可以通过内调节螺母100和调节螺母102的位置调节，而且，内调节螺母100和外调节螺母102可以用于固定手柄70和80间的相对位置。当然，这也固定了鼻部72和82间的距离。

再参考图9和图10，在所示的实施例中，鼻部72和82每一个都分别具有一个耦合件104和106，每个耦合件包括一个件体108和两个隔开的端头110，耦合件104包括一个把件体108和端头110分开的的通道112，通道112的大小应能可转动地容纳扭转矫正杆44，端头110被隔开到能足以使吊环螺栓116从它们之间通过。吊环螺栓116包括一个立方体118，穿过立方体118的相对的面122和124有一通孔120，孔120的大小应能可转动地容纳扭转矫正杆44，从吊环螺栓116的连接面122和124的表面126延伸出来的是一个螺栓126，螺栓128接纳螺母130，而螺母130的大小不能在端头110之间通过，当吊环螺栓116位于端头110和件体108之间时，孔120与通道112对齐，而螺栓128在端头110间延伸。螺母130旋在螺栓128上，并把面对端头110内表面的立方体118引导到耦合件104内的吊环螺栓116上。立方体118和螺栓128的大小使吊环螺栓116可以固定耦合件104内，所以扭转矫正杆44是自由转动的。

在图9和图10所示的实施例中，鼻部82包括一个耦合件106，它与固定施力杆132的耦合件104相同。施力杆132具有与扭转矫正杆44基本相同的直径，但它比扭转矫正杆44短。

参看图11，在另一个实施例中，器具134除了它的鼻部136外与器具64是相同的，其鼻部136与鼻部138相反，它包括一个开口向下的倒置的耦合件140，因此，它是从下面接收施力杆132，包括倒置的耦合件140的器具134同样能在向前方向上把力施加到施力杆132上，而不需要施力杆132单独地固定在耦合件140上。

参照图5，6，7和9，如上所述的器具64可以用于实现按照本发明的方法，具体说明如下，首先，侧凸脊柱必须按传统的方法装有TSRH器械，然后，使用如上参考附图10所描述的与吊环螺栓116相结合的耦合件104将器具64装到扭转矫正杆44上，在器具64可转动地固定到扭转矫正杆44上后，将施力杆132固定在耦合件106上。或者，施力杆132可以在器具64固定在扭转矫正杆44上之前固定在耦合件106上，施力杆132具有的弯曲与侧凸脊柱的凸侧36的侧弯相匹配，耦合件104和106之间的间隔可以用调节螺栓96，内调节螺母100和外调节螺母102调节，使得施力杆132处在侧突42之上，将器具64固定在扭转矫正杆144上后，扭转矫正杆44可以用扳手50按箭头144的方向旋转。人工地按箭头146的方向偏置器具64，以便把力按向前方向施加在侧凸脊柱30的凸侧36上，该力沿向前方向拉动侧突42，并扭转矫正侧凸的脊柱。

特别参看图7，尖端脊椎34的点划线图形表示了侧凸脊柱158与图4的点划线图形相同。图7的实线图形表示用本发明的方法和器具治疗过的尖端脊椎34的治疗位置160。箭头148指示尖端脊椎34的位移方向和扭转矫正方向。侧凸脊柱30扭转矫正后，扭转矫正杆44和器具64的相对位置表示在图6中，图7表示了按照本发明的方法和器具如何能够扭转矫正尖端脊椎34和与之相毗邻的脊椎并降低脊柱的侧弯。

按照本发明的方法和器具使能够沿向前方向将作用力施加到侧凸脊柱的凸侧上，这样使医生能够有效地扭转矫正脊柱，同时也就治疗了侧凸脊柱的侧弯。按照本发明的方法和器具使医生能得到过去所不能达到的扭转矫正，本方法和器具特别与现行技术相容，且将可以被经过适当培训的医务人员所采用。

虽然已经对本发明的优选实施例作出了说明和描述，但是应该明白，还可以做出各种不同的改变而不会背离本发明的精神实质和保护范围。

Claims (15)

1、一种用于减轻具有一个凸侧和一个凹侧的患脊柱侧凸的脊柱的扭转变形的方法，其特征是所说的方法包括如下步骤：

用多个钩把扭转矫正杆连接到侧凸的脊柱上，所说的扭转矫正杆具有一脊柱侧凸的构形和一个脊柱后凸的构形；

把扭转矫正杆从它的脊柱侧凸构形转动到脊柱后凸构形；和

在转动步骤中通过沿向前方向把力施加到侧凸脊柱的凸侧来减轻侧凸脊柱的扭转变形。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括在连接步骤之后，把一个器具固定在扭转矫正杆上，以便在转动步骤中沿向前方向把力施加到侧凸脊柱的凸侧。

3、按照权利要求2所述的方法，其特征是该减轻步骤进一步包括在转动步骤中沿向前方向移动侧凸脊柱的凸侧。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征是在转动步骤中，沿相对于扭转矫正杆转动方向的方向手动偏置此器具。

5、一种器具，用于在转动装到患脊柱侧凸的脊柱的凹侧上的扭转矫正杆时，沿向前方向把力施加到侧凸脊柱的凸侧，所施加的力用来减轻侧凸脊柱的扭转变形，其特征在于，所说的器具包括：

第一杆件，包括一个第一手柄端，一个与第一手柄端相对的第一鼻端，第一手柄端和第一鼻端是通过第一颈部连接的;

第二杆件，包括一个第二手柄端和一个与第二手柄端相对的第二鼻端，第二手柄端与第二鼻端是通过第二颈部连接的;

一个第一颈部固定到第二颈部的枢轴连接装置;

一个固定到第一鼻端的第一耦合件，它用于把第一杆件固定到扭转矫正杆上;

一个固定到第二鼻端的第二耦合件，它用于把第二杆件固定到施力杆上。

6、按照权利要求5所述的器具，其特征是第一耦合件包括用于容纳扭转矫正杆的通道和两个隔开的指端。

7、按照权利要求5所述的器具，其特征是进一步包括固定到第一杆件上的并与第二杆件滑动连接的调节螺栓，调节螺栓带有一个内调节螺母和一个外调节螺母，内、外调节螺母位于第二杆件相对的两侧。

8、按照权利要求5所述的器具，其特征是第一杆件和第二杆件按类似剪刀的方式彼此枢轴连接。

9、按照权利要求8所述的器具，其特征是此枢轴连接是舌与槽的结构。

10、一种器具，它用于在转动装到患脊柱侧凸的脊柱凹侧上的扭转矫正杆时，沿向前方向把力施加到侧凸脊柱的凸侧上，所施加的力能够减轻侧凸脊柱的扭转变形，其特征是该器具包括：

一个第一杆件，它包括一个第一手柄端和一个与第一手柄端相对的第一鼻端，第一手柄端和第一鼻端通过第一颈部连接;

一个第二杆件，它包括一个第二手柄端和一个与第二手柄端相对的第二鼻端，第二手柄端和第二鼻端通过第二颈部连接;

一个把第一颈部固定到第二颈部的枢轴连接装置;

一个固定到第一鼻端的第一耦合件，用于把第一杆件固定到扭转矫正杆上;

一个固定到第二鼻端的施力杆。

11、按照权利要求10所述的器具，其特征是第一耦合件包括用于容纳扭转矫正杆的通道和两个隔开的指端。

12、按照权利要求10所述的器具，其特征是进一步包括一个固定到第一杆件上的并与第二杆件滑动连接的调节螺栓，调节螺栓带有一个内调节螺母和一个外调节螺母，内、外调节螺母位于第二杆件相对的两侧。

13、按照权利要求10所述的器具，其特征是施力杆呈侧凸脊柱的凸侧的形状。

14、按照权利要求10所述的器具，其特征是第一杆件和第二杆件彼此按类似剪刀的方式枢轴连接。

15、按照权利要求14所述的器具，其特征是此枢轴连接是一个舌与槽的结构。

Images