[发明专利]用于锁定髓内钉的共面X射线引导的瞄准臂

说明书

相关申请

本申请要求于2004年9月23日提交的第10/947,155号共同未决美国 专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及锁定髓内钉的瞄准臂，尤其是锁定髓内钉的X射线引导的 瞄准臂。

背景技术

利用髓内钉来治疗管状骨的骨折是众所周知的。将钉植入到骨的骨髓 腔中穿过骨折位置，以使骨裂片保持在骨钉上，并固定骨裂片使之不会移 开。钉具有横向的孔，通过一些锁定螺钉或固定螺栓固定到骨头上，这些 锁定螺钉和固定螺栓必须经过钉孔并且必须插入到周围的骨组织中。钉被 插入到骨髓腔中后，肉眼就看不到钉的远端了。已经研发出多种方法和装 置来成功地将锁定螺钉放置成既穿过断骨又穿过植入的髓内钉。

通常是在靠近进入点和远离进入点的两点处固定钉。植入钉的骨区域 被标识为近端，而骨髓钉的相对端为远端。目前，钉的锁定可利用机械瞄 准臂或X射线引导来完成。

固定地连接在植入骨钉近端的机械瞄准器械，可同心对准最接近的螺 钉孔，从而能可靠地进行钻孔，如在美国专利第5,334,192号、5,766,179 号和6,514,253号中公开的那样。

这种机械瞄准臂的好处是患者和外科医生都不必暴露于X射线源下。 但是，由于髓内钉在被钉入骨头时的变形和/或作用在瞄准臂上的机械压 力，远端螺钉孔可能不能进行令人满意的操作。瞄准臂引导的锁定对于近 端锁定通常是成功的，因为对于长度较短的钉，在插入骨头中时钉的变形 是可忽略的。但除了非常短的钉外，远端锁定通常是不成功的，因为此时 钉在插入骨头时的变形是不可忽略的。

植入的髓内钉的变形发生在三维空间中，并能被分解成以下几个主要 部分：

—髓内钉的轴长度变化。

—髓内钉的轴旋转变形。

—髓内钉远端孔平面上的弯曲变形。

—与髓内钉远端孔平面相垂直的弯曲变形。

当使用具有共面远端孔的非开槽髓内钉时，前述提到的三个变形，即 (1)钉轴上的长度变化、(2)钉轴上的旋转变形、(3)钉的远端螺钉孔平面上 的弯曲变化，我们可以认为对于远端锁定的操作是可忽略的。但与钉的远 端螺钉孔平面相垂直的平面中的弯曲变形是非常重要的，当进行远端锁定 时需要考虑该变形。

对于远端锁定，除了非常短的钉外，X射线引导是当前最常用的技术。 该程序一开始时将X射线束定位在钉孔的轴上，这对X射线技师来说并 不总是容易做到的。髓内钉会在X射线监视器上投下一个黑色的加长的影 像，而钉孔将呈现为光亮的圆形或椭圆形。具体地，当X射线源放置成使 得X射线束与钉孔的轴平行时，钉孔将呈现为圆形，这有时是复杂的3 维程序。

在钉孔定位之后，用钻子来钻通骨头以便插入锁定螺钉。该程序可以 使用或不使用瞄准臂引导件来完成，其中所述瞄准臂引导件可以固定或不 顾顶到骨钉上。

本领域有多种公知的瞄准引导件能够与X射线源结合使用，以便精确 地将锁定骨螺钉放置成既通过断骨又通过植入的髓内钉，如在美国专利第 4,803,976、4,850,344、6,656,189、4,667,664和4,881,535号中公开的那样。

所有这些X射线引导的程序都需要将X射线源放置成使X射线束与 钉孔的轴平行。这并不是总是容易的，有时甚至是不可能的。这也增加了 外科医生、患者和手术室工作人员暴露于X射线下的可能性，并延长了手 术过程。

过去曾经进行过尝试以获得能成功地进行远端锁定的方法，该方法克 服了与X射线引导的锁定有关的难题。但大多数这样的系统都非常麻烦， 并需要额外的骨螺钉孔以能够确切地进入植入骨中后变形的髓内钉的孔 的位置。

本发明涉及远端锁定的新型装置和方法，该装置和方法使外科医生能 精确、快速和可靠地瞄准骨螺钉并将骨螺钉安装到髓内钉中。

发明内容

本发明的目的是提供一种瞄准臂，利用X射线图像增强器的几次快照 所提供的信息，能够调节该瞄准臂来补偿髓内钉在插入到骨头中之后的变 形。

本发明的另一个目的是提供射线可穿透的瞄准臂，用于远端锁定具有 辐射不能透过的目标标记的髓内钉，其中辐射不能穿透的目标标记用于确 定何时X射线源的位置能使X射线束与瞄准臂孔轴共面。