[发明专利]骨外固定系统

说明书

本申请提供了骨外固定系统。该系统包括呈环或部分环形式的一对或多对骨固定平台。该平台可以联接到相应的骨段。成对的平台用于接纳在平台之间延伸的多个支柱。支柱用于通过接头联接到平台，该接头可提供三个自由度的旋转。支柱还用于使得支柱在接头或平台之间延伸的纵向长度可以在支柱附接到平台时递增地调节。支柱还用于使得可以通过将至少一个附加部件原位联接到支柱来增加支柱的总长度调节范围。多个支柱中的每个支柱的长度可以调节，特别是相对位置和方向可以调节，以用于布置平台，从而布置与平台联接的骨段。

技术领域

本发明总体上涉及骨外固定系统(external bone fixation system)及相关方法。更具体地，本发明涉及包括多个长度可调节的支柱(strut)的骨外固定系统及相关方法，这些支柱能够旋转地联接在用于固定骨段的一对平台之间。

背景技术

外部固定装置已用于：基于特定的临床需求，将骨段或组织段定位在所希望的相对位置来处理骨和组织病况。一种形式的外部固定装置为六足固定装置。六足固定装置(或称为Stewart平台)包括六自由度(6DOF)并联控制器或支柱。通常，这些装置能够控制目标对象相对于基座在所有三个正交轴(X、Y、Z位置)上平移以及围绕这三个正交轴的所有旋转(翻转、俯仰、左右摇摆状)。

当用作骨或组织固定系统时，六足系统通常包括用作骨固定平台的一对环。平台通常与在平台之间延伸的六个支柱联接。支柱和平台通常通过球形接头或万向接头联接，使得能够围绕三个正交轴分别旋转。虽然这些支柱中的一些支柱能够进行长度调节，但这些支柱的最小长度和/或最大长度可能无法满足特定临床情况的需求。例如，如果平台之间的距离最小化到小于特定支柱所提供的距离，则需要使用较短的支柱，这自然限制了支柱的可调节范围(即最大长度)。

因此，现有的六足骨固定系统利用一组不同长度(或不同长度范围)的支柱，当平台需要靠近在一起时提供“短”支柱，而当平台需要分开时提供“长”支柱以供使用。在许多情况下，这些支柱必须在骨或组织矫正过程中逐步或逐级替换为另一长度的支柱，因为被替换的支柱不能重复使用，所以这是一个耗时且成本高的过程。此外，某些情况需要各种不同的支柱长度，这使得这种系统变得复杂化。例如，当存在极端初始角度或旋转时，通常需要各种不同的支柱长度。在此情况下，不同支柱长度的正确组合的选择过程通常通过手术室中的反复试验来实现，非常耗时。这样的系统及情况还需要大量库存，成本高，并且通常不清楚如何正确利用。

除此之外，在试图以急剧方式减少畸形时，物理上改变支柱还限制了系统的可用动态范围。在此情况下，在完成这样的急剧矫正之前，通常不会增加支柱，直到完成了这样的急剧矫正之后，由手术室工作人员进行减少，并且由除手术室工作人员的其他成员在指定位置处之间挑选和选择哪些支柱适用于平台之间。此过程耗时且需要大量库存。

目前的六足固定系统通常还利用平台与支柱之间的连接，这些连接需要使用一个或多个紧固件，以便在应用时紧固。这样，有时以试错方式将两端的六个支柱连接到平台(即十二个连接)是困难且耗时的任务。许多现有的六足固定系统使用松散的紧固件，由于这些紧固件需要使用仪器来施用，这使问题变得复杂化。这些紧固件和仪器增加了用于在使用固定系统时(例如在试图保持复位时)在手术室中进行跟踪的部件和材料的收集过程。

因此，需要六足固定系统及相关方法，提供增加的长度调节范围，同时保持联接到平台，减少相关库存的量，可以相对快速地安装，并且降低成本。

发明内容