医疗定位装置

文档序号:620464 发布日期:2021-05-07 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 医疗定位装置 (Medical positioning device ) 是由 C·罗德蒙德 J·菲尔贝克 于 2019-09-25 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种医疗定位装置,包括:第一滑架组件,被构造为用于安装第一销,其中,所述第一销的定向能借助于第一球形接头以三个旋转自由度进行调节,每个旋转自由度的角度范围至少为±10°;第二滑架组件,被构造为用于安装第二销,其中,所述第二销的定向能借助于第二球形接头以三个旋转自由度进行调节,每个旋转自由度的角度范围至少为±10°;以及延伸组件,被构造为用于调节第一销与第二销之间的距离。(The invention relates to a medical positioning device comprising: a first carriage assembly configured for mounting a first pin, wherein the orientation of the first pin is adjustable by means of a first spherical joint in three rotational degrees of freedom, each rotational degree of freedom having an angular range of at least ± 10 °; a second carriage assembly configured for mounting a second pin, wherein the orientation of the second pin is adjustable by means of a second spherical joint in three rotational degrees of freedom, each rotational degree of freedom having an angular range of at least ± 10 °; and an extension assembly configured to adjust a distance between the first pin and the second pin.)

医疗定位装置

技术领域

本发明涉及一种医疗定位装置,所述医疗定位装置可以在外科手术中使用,特别是在整形外科手术中使用。

背景技术

若干种医疗处理需要患者身体部位的定位和/或重新定位。例如,如果患者患有骨折,则可能需要重新定位骨折的骨块,以便支持和/或确保骨折的骨块处于正确位置的愈合过程。

本领域中已知多种骨折复位装置。例如,US 6,328,737 B1公开了一种骨折复位装置,所述装置包括用于线性地复位骨折的骨的线性调节装置,以及用于成角度地复位骨折的骨的角度调节机构。然而,本领域中已知的装置具有不同的缺点。这些装置通常又大又重,并且操作复杂且给使用者(例如,医生)带来不适。

发明内容

因此,本发明的一个目的是提供一种具有改进功能的医疗定位装置。这通过根据权利要求所述的本发明的医疗定位装置来实现。

在以下描述中,将参考发生骨折的脚的处理来描述本发明。然而,在不脱离本发明的范围的情况下,本发明可应用于例如其他骨骼的其他重新定位处理。

根据本发明的医疗定位装置可以包括第一滑架组件,所述第一滑架组件被构造为用于安装第一销,其中,第一销的空间定向能借助于第一球形接头以三个旋转自由度和/或能枢转自由度进行调节,每个旋转自由度和/或能枢转自由度的角度范围至少为±10°。所述装置还可以包括第二滑架组件,所述第二滑架组件被构造为用于安装第二销,其中,第二销的空间定向能借助于第二球形接头以三个旋转自由度和/或能枢转自由度进行调节,每个旋转自由度和/或能枢转自由度的角度范围至少为±10°。此外,所述装置可以具有延伸组件,所述延伸组件被构造为用于调节第一销与第二销之间的距离和/或空间定向。

特别地,所述医疗定位装置可以被构造用于重新定位患者的身体部位中的骨骼,优选地用于重新定位人的脚中的骨骼。在本发明的上下文中,术语“骨骼”不仅用于完整的骨骼,而且用于其部分或块。

销用于将所述医疗定位装置附接到需要重新定位的患者的身体部位,例如,一个或多个骨骼。销可以适于并且被构造为插入患者的身体,并且可以特别适于插入并穿过患者的骨骼。用于将销插入患者的身体的方法在本领域中是已知的,因此将不对其进行详细描述。特别地,第一销被构造为用于插入在身体部位的第一侧上,并且第二销被构造为用于定位在身体部位的与第一侧相对的第二侧处,使得待处理的身体部位位于两个销之间。通过这种构造,医疗定位装置可以用于将力和力矩施加到销之间的身体部位,这使得使用者能够通过致动医疗定位装置的延伸机构来重新布置销之间的身体部位,例如骨折的骨块。

为了在销之间执行身体部位的重新布置,第一销和第二销需要相对于彼此移动。该医疗定位装置包括用于分别安装第一销和第二销的第一滑架组件和第二滑架组件。第一滑架组件和第二滑架组件分别包括第一球形接头和第二球形接头。球形接头可以被构造为能够使销在空间上重新定向。球形接头(以及因此销)可以均具有三个自由度,这对于球形接头是公知的。典型地,球形接头的运动范围受球形接头的具体几何形状限制,例如,用于连接到另一构件的球的附接结构和球形接头的承窝的构造。在本发明的上下文中,优选地,球形接头具有360°的旋转范围,即无限制,以围绕由接头的球和承窝产生的其纵向轴线旋转。优选地,另外两个旋转自由度或能枢转自由度是围绕彼此垂直且垂直于球形接头的纵向轴线的两个轴线的旋转或枢转,优选地所述另外两个旋转自由度或能枢转自由度均具有至少±10°的角度范围,优选地均具有至少±20°的角度范围,更优选地均具有至少±30°的角度范围。这样使得能够调节销以及因此骨骼的角度。所述另外两个旋转自由度或能枢转自由度的最大角度范围可以均为±70°,或均为±60°,或均为±50°。另外,设想的范围是从±10°、±20°或±30°直到±70°、或直到±60°或直到±50°(所有排列)。

医疗定位装置还可以包括延伸组件。通过致动延伸组件,使用者可以调节第一滑架组件与第二滑架组件之间的距离,从而调节第一销与第二销之间的距离。这可以通过第一滑架组件相对于第二滑架组件的线性运动来实现。

因此,所述医疗定位装置可以使得能够调节每个销的定向以及它们彼此之间的距离,这允许所附接的身体部位的精确的重新定位。

延伸组件可以被构造为用于将第一销与第二销相对于彼此的滑架组件的距离调节为处于至少2cm、或至少4cm和/或最大10cm、或最大8cm、或最大5cm的范围内。同样,设想了各种下限和上限的所有组合(排列)。

所述医疗定位装置(以及特别是球形接头)可以被构造为用于抵抗由销施加的至少3Nm的力矩,优选地至少9.5Nm的力矩,更优选地至少11Nm的力矩,最优选地至少12.5Nm的力矩。这确保了即使抵抗例如周围组织和在牵引过程期间施加的力,也可以将骨折的骨块重新定位到正确的位置。

第一滑架组件和第二滑架组件中的至少一个可以包括支撑构件,所述支撑构件被构造为用于将相应销安装在例如两个安装位置处。安装位置优选地隔开7cm至20cm,更优选地,10cm至14cm。优选地,两个滑架组件包括相应支撑构件。

销可以被构造为用于横越(traversing)患者的身体部位。支撑构件的安装位置可以被构造为位于所横越的身体部位的不同侧。例如,销中的一个可以被构造为用于从外侧到内侧横越患者的脚,使得一个安装位置位于脚的外侧,并且另一个安装位置位于脚的内侧。

所述医疗定位装置可以包括基体框架。第一滑架组件和第二滑架组件可以优选地分别经由第一滑架和第二滑架能调节地安装到基体框架。基体框架可以包括两个杆,所述两个杆用作第一滑架和第二滑架的轨道。滑架组件(优选地滑架)可以均包括固定组件,所述固定组件用于将滑架组件能移除地固定到基体框架。固定组件可以包括螺钉、快速释放针(quick release skewer)等。能移除的固定组件确保了滑架组件之间的距离可以被调节,例如,用于将医疗定位装置调节到待处理的身体区域的大小。替代地,滑架组件中的一个可以优选地经由相应滑架不能调节地安装到基体框架。

优选地,每个支撑构件经由相应球形接头安装到相应滑架。至少一个支撑构件(优选地两个支撑构件)可以具有任何合适的形式。优选地,所述形式为大体上C形、U形、V形或T形的。至少一个支撑构件优选地包括一个或多个托架,所述托架被构造为用于将相应销安装在相应安装位置处。优选地,至少一个支撑构件(优选地每个支撑构件)包括两个托架,每个托架用于相关联的销的每个安装位置。托架在支撑构件上的位置可以是能调节的。这可以为装置提供进一步的灵活性。

优选地,支撑构件包括弹簧螺钉机构,其中,弹簧将托架附接到支撑构件的其余部分,但是允许托架相对于支撑构件的其余部分进行运动,从而使得使用者能够将销插入销的接合区域。优选地,螺钉被构造为用于闭合托架,因此导致托架将支撑构件固定在销处。

销的固定可以被构造为用于减少销的弯曲。支撑构件和托架可以一起在每个安装位置处形成销的三点固定。与在每个安装位置处的单点固定(例如孔)相比,这导致销的弯曲减少。这可以是有利的,因为预紧力增加了销的稳定性。因此,由于在重新定位过程期间作用在销上的力和力矩,销不太容易发生不希望的变形。优选地使销尽可能笔直,因为这有助于医生识别销在患者身体内的位置和定向,因此确定待重新定位的身体部位的定向和位置。另外,笔直的销减少了销穿透相应骨骼的地方的骨骼体积的变形。这增加了销在骨骼中的稳定配合。

所述医疗定位装置的基体框架可以产生至少部分地被基体框架围绕的区域和/或体积。例如,如果基体框架包括如上所述的两个杆,则两个杆在它们之间限定一区域。类似地,如果基体框架包括三个杆,则这三个杆之间限定了一个具有三角形底面的棱柱形状的体积。优选地,由基体框架产生的区域和/或体积没有销。这具有若干个优点。例如,这增加了医疗定位装置相对于待处理的身体部位可以具有的可能的定向的数量。这使使用者更容易将装置适当地附接到患者的身体。此外,这增加了对不同身体部位的可调节性,使得该装置不仅可以用于一种具体类型的重新定位处理(例如,脚的骨折的骨块的重新定位),而且可以用于不同身体类型的若干种不同的重新定位处理(例如,也用于腿的骨骼和/或手臂的骨骼和/或手的骨骼)。

优选地,延伸组件与第一滑架组件相关联并且形成第一延伸组件。优选地,第一延伸组件包括:螺杆,联接到第一滑架组件的支撑构件,其中,优选地,所述医疗定位装置被构造为用于通过螺杆与反向螺纹之间的旋转运动来调节第一销与第二销之间的距离。例如,第一滑架组件(优选地,第一滑架组件的滑架)可以包括螺钉护栏,螺杆附接到球形接头。

所述医疗定位装置可以包括第二延伸组件,所述第二延伸组件与第二滑架组件相关联,并且可以被构造为用于与第一延伸组件组合而调节第一销与第二销之间的距离。第二延伸组件可以在结构上等同于第一延伸组件。

特别地,第二延伸组件可以包括联接到第二滑架组件的支撑构件的第二螺杆,和安装在第二螺杆上的第二延伸螺钉,以及第二螺钉护栏。所述医疗定位装置可以被构造为通过相应螺钉抵靠相应螺钉护栏的旋转而造成第二螺杆和/或第一螺杆相对于相应螺钉护栏的运动来调节第一滑架组件与第二滑架组件之间的距离。优选地,第二滑架组件(优选地第二滑架组件的滑架)包括第二螺钉护栏。

替代地,仅一个滑架组件可以包括延伸组件。

附加地或替代地,第二滑架组件可以包括力传感器或测力计。力传感器或测力计可以用于测量和显示在重新定位过程期间施加在第一滑架组件与第二滑架组件之间的力。力传感器或测力计可以包括弹簧并且使用弹簧平衡的原理。然而,可想到其他力传感器,诸如力感测电阻器、涡流型吸收器、粉末测力计、磁滞测力计、电动机/发电机测力计等。

优选地,每个球形接头被布置为将相应支撑构件联接到相应滑架,因此为系统提供了灵活性。优选地,至少一个球形接头(更优选地每个球形接头)包括球、对应的承窝和锁定机构,所述锁定机构被构造为用于将球可逆地接纳并锁定在承窝中。这为系统提供了附加的灵活性。例如,球可以附接到支撑构件,而承窝可以联接到滑架。在该实施例中,使用者可以首先将销附接到患者的身体,然后将第一支撑构件和第二支撑构件分别附接到第一销和第二销。随后,使用者可以将第一支撑构件和第二支撑构件分别附接到第一滑架和第二滑架。这可以优选地通过以下方式实现:将球形接头的球(位于支撑构件上)插入球形接头的对应的承窝(位于滑架上),并借助于锁定机构将球锁定在承窝中。球和承窝也可以用反之也是一样的方式布置,即,球可以附接到滑架并且承窝可以附接到支撑构件。

如果承窝被构造为用于附接到支撑构件,则螺杆可以联接到球,即,球的轴,如果球形接头的球被构造为附接到支撑构件,则螺杆可以联接到承窝。

可以采取任何合适的方式来实现锁定机构。优选地,承窝包括用于插入球的侧开口,使得仅通过承窝的侧开口而不是沿纵向方向将球插入承窝并从承窝中移除球。优选地,球形接头还包括锁定环,所述锁定环可以在闭合位置与打开位置之间移位。球形接头可以包括沿着承窝的表面的套筒,优选地沿着套筒的外表面并且甚至更优选地沿着承窝的内表面的套筒。当锁定环处于闭合位置时,套筒可以被构造为用于至少部分地闭合承窝的侧开口,使得球可以不通过侧开口离开。然而,如果套筒/锁定环处于打开位置,则侧开口不被套筒阻挡,并且球自由地离开承窝。锁定环可以例如借助于弹簧被偏置到闭合位置。优选地,锁定环可以被固定到承窝,锁定环承窝组件被构造为相对于套筒移动。替代地,锁定环可以被固定到套筒,锁定环套筒组件被构造为相对于承窝移动。

在将装置应用于重新定位处理中的示例性方法中,使用者可以首先将第一销和第二销附接到患者身体中的适当位置处。然后,使用者可以将第一支撑构件和第二支撑构件分别附接到第一销和第二销。使用者可以将第一支撑构件和第二支撑构件分别联接到第一滑架和第二滑架。支撑构件到相应滑架的联接可以通过相应球和相应球形接头的对应的承窝的联接而发生。如已经提到的,可以将球形接头的球部分附接到支撑构件,并且可以将球形接头的承窝部分附接到滑架,反之亦然。然后,可以将第一滑架和第二滑架联接到基体框架。

在一优选实施例中,基体框架或滑架可以直接地或间接地联接到固定安装的固定构件,诸如手术台、墙壁、地板、天花板等。在间接地联接到固定构件的情况下,可以使用任何合适的中间固定装置。

可以预期其他特征和实施例。例如,球形接头可以具有不同的构造。替代的球形接头还可以包括球、对应的承窝和锁定机构,所述锁定机构被构造为用于将球可逆地锁定在承窝中。在该实施例中,承窝可以通过两个承窝夹具形成,所述两个承窝夹具是支撑构件的一部分和/或附接到支撑构件。所述两个承窝夹具经由铰链连接,这允许承窝夹具在打开构造与闭合构造之间转换。在打开构造中,球可以被插入或移除,而在闭合构造中,这是不可能的。球形接头可以包括接头螺钉,所述接头螺钉用于以这样的方式固定闭合构造:球被承窝夹具以锁定构造固定地夹紧。如果仅稍微松开接头螺钉,则球可以移动/旋转,同时仍然被承窝夹具夹紧。

相应销的安装位置之间的距离可以是能调节的。例如,支撑构件可以包括第一支撑臂和第二支撑臂,所第一支撑臂和第二支撑臂被构造为用于将相应销分别安装在第一安装位置和第二安装位置。可以经由调节第一支撑臂与第二支撑臂之间的距离来调节相应销的安装位置之间的距离。这可以采取任何可能的方式实现。优选地,支撑臂能移除地安装在支撑构件的至少一个支撑杆上,优选地安装在支撑构件的两个支撑杆上。每个支撑臂可以包括支撑螺钉,所述支撑螺钉用于将支撑臂沿着一个或多个支撑杆可逆地固定在期望的位置处。

滑架组件可以被构造为用于使相应销围绕与相应销交叉的至少第一轴线旋转。优选地,滑架组件被构造为用于使相应销围绕与销交叉(优选地,在销的同一点与销交叉)的第一轴线和第二轴线旋转。优选地,围绕第一轴线的旋转独立于围绕第二轴线的旋转。优选地,这些旋转独立于球形接头的致动,即,除了由球形接头提供的挠性之外,还提供这些旋转。优选地,当医疗定位装置被正确地安装时,一个轴线或两个轴线横越待处理的身体部位。最优选地,两个轴线在待处理的身体部位中彼此交叉,因此在待处理的身体部位内产生单个枢轴点。一个轴线或两个轴线可以选自医疗定位装置的纵向轴线和医疗定位装置的横向轴线,所述纵向轴线由球形接头的轴线限定,所述横向轴线与纵向轴线垂直。

滑架组件可以包括滑动滑架,所述滑动滑架被构造为用于与支撑构件(优选地设置在支撑构件处或支撑构件中的引导件)接合。支撑框架沿着滑动滑架的运动可以提供围绕纵向轴线和横向轴线中的至少一个的旋转,优选地仅围绕横向轴线的旋转。

例如,延伸组件可以包括滑动滑架,所述滑动滑架可以进而被构造为用于沿着支撑构件(优选地沿着支撑构件的引导件)滑动。支撑构件沿着滑动滑架的运动提供了支撑构件(以及因此销)围绕轴线中的一个的旋转,优选地围绕横向轴线的旋转。引导件可以是支撑构件中的曲线槽。为了提供曲线槽,支撑构件可以具有带有相应曲线形状的部分。滑架组件优选地包括横向固定元件,所述横向固定元件被构造为用于固定支撑构件相对于延伸组件的位置。如果横向固定元件处于闭合位置,则相对位置被固定。如果横向固定元件处于打开位置,则支撑构件(以及因此相应销)可以相对于延伸组件移动,这导致销围绕横向轴线的旋转。

滑架组件可以包括旋转杆。旋转杆围绕其纵向轴线的旋转可以提供相应销围绕医疗定位装置的纵向轴线的旋转。旋转杆的旋转可以经由支撑构件传递到销。优选地,滑架组件包括纵向固定元件。如果纵向固定元件处于闭合位置,则围绕纵向轴线的旋转被抑制。如果纵向固定元件处于打开位置,则围绕纵向轴线的旋转被允许。

纵向固定元件也可以用作横向固定元件。然而,优选的是围绕纵向轴线的旋转独立于围绕横向轴线的旋转。因此,还优选的是纵向固定元件独立于横向固定元件。

优选地,如上所述,借助于一个旋转组件提供围绕两个轴线的旋转。然而,也可以提供单独的旋转组件,对于每个旋转轴线一个旋转组件,例如对于围绕纵向轴线的旋转的一个旋转组件和对于围绕横向轴线的旋转的一个旋转组件。单独的旋转组件可以具有相似或不同的工作原理。例如,每个旋转组件可以包括旋转杆,并且被构造为例如借助于旋转杆围绕相应轴线的旋转来提供销围绕相应轴线的旋转,例如,如上所述。

附图说明

将参考附图描述本发明的进一步细节,其中:

图1A示出了医疗定位装置的实施例的立体图;

图1B以相同视图示出了图1A的医疗定位装置,但是附接到人的脚;

图2A示出了以沿着从装置的第一滑架到第二滑架的纵向方向在第一滑架处观察的图1A和图1B的实施例;

图2B示出了以沿着与图2A相反的方向的装置的纵向方向在第二滑架处观察的图1A-图2A的实施例;

图2C示出了以沿着垂直于装置的纵向方向的竖直方向观察的图1A-图2B的实施例;

图2D示出了以沿着垂直于装置的纵向方向的竖直方向和宽度方向观察的图1A-图2C的实施例;

图2E示出了以沿与图2D相反的方向沿着装置的宽度方向观察的图1A-图2D的实施例;

图3示出了通过球形接头的横截面;

图4示出了医疗定位装置的另一实施例的立体图;

图5以侧视图示出了图4的实施例;

图6A-图6D示出了依次按四个步骤执行的图4和图5的实施例的应用的示意图;

图7示出了图4-图6D的实施例的滑架组件的横截面,其是沿着医疗定位装置的纵向轴线的横截面;

图8示出了医疗定位装置的又一实施例的立体图。

具体实施方式

图1A–图2E示出了根据本发明的医疗定位装置2的优选实施例的不同视图。图1A和图1B示出了装置2的相同立体图,一者是装置安装在人的脚处(仅示出了小腿和脚的骨骼),一者是装置而没有人的脚。参考图1B中的脚,该视图是成角度的仰视图。图2A-图2E在沿着穿过装置的不同轴线的若干个视图中示出了图1A-图1B的实施例,以进一步阐明。所示的医疗定位装置2具有分别联接到第一滑架组件6a、第二滑架组件6b的第一销4a和第二销4b。每个滑架组件6a、6b可以包括滑架8a、8b,所述滑架被构造为用于联接到基体框架10(参见图2C)。所示实施例的基体框架10包括两个杆,然而,也可想到其他构造,例如,包括一个杆、三个杆、四个或更多个杆等的基体框架。

每个滑架8a、8b可以包括适当数量的底座,所述底座用于接纳基体框架10的相应配对件。所示实施例具有两个杆的基体框架10,使得滑架8a、8b能够相对于基体框架10运动。如图2C中的双箭头所示,滑架8a、8b可以沿着基体框架10滑动。这允许粗略地调节第一滑架8a与第二滑架8b(以及因此整个滑架组件6a、6b)之间的距离D1。因此,使用者可以经由销4a、4b将医疗定位装置2附接到不同的身体部位,例如,脚、手、手臂或腿和/或两个不同的患者,例如成人或儿童,高个子或小个子。

一旦滑架8a、8b被适当地定位在基体框架10上并且相对于彼此定位,滑架8a、8b可以借助于固定组件12a、12b被锁定,使得它们不再能相对于基体框架10移动。作为固定组件,可以使用任何适当的组件。然而,优选的是包括螺钉的固定组件12a、12b,所述螺钉用于将滑架8a、8b围绕基体框架10的杆紧固。例如,可以使用快速释放针。

滑架组件6a、6b中的至少一个可以包括支撑构件14a、14b。优选地,如图所示,两个滑架组件6包括相应的支撑构件14a、14b。支撑构件14a、14b可以被构造为用于优选地在两个安装位置处联接相应的销4a、4b。

支撑构件14a、14b中的至少一个,优选地(并且如图所示)两个支撑构件14a、14b经由相应的球形接头16a、16b(参见图2C)联接到对应的滑架8a、8b。在附图所示的实施例中,球形接头的球18a、18b联接到支撑构件14a、14b,同时球形接头16a、16b的承窝20a、20b联接到滑架8a、8b。然而,对于一个/所有球形接头而言,该布置可以反之亦然。球18a、18b与支撑构件14a、14b的联接可以通过任何合适的方式实现。在附图所示的实施例中,球18a、18b借助于相应的螺钉22(特别是螺母22)联接到对应的支撑构件14a、14b。

支撑构件14a、14b经由球形接头16a、16b与滑架8a、8b的联接,允许调节支撑构件14a、14b相对于球形接头16a、16b的相应配对件(承窝20a、20b)、因而相对于相应滑架8a、8b、以及因而经由基体框架10还相对于另一滑架组件6a、6b与另一支撑构件14a、14b的定向。

第一滑架组件6a(参见图2C;在图1A、图1B左侧示出并且在图2C-图2E的下部示出)可以包括延伸组件24,所述延伸组件被构造为用于调节第一支撑构件14a与第二支撑构件14b之间以及因此第一销4a与第二销4b之间的距离D2。延伸组件24可以包括任何合适的机构。例如,延伸组件24可以包括螺杆26和安装在螺杆上的延伸螺钉28。螺杆26可以联接到球形接头16a的承窝20。球形接头16a的承窝20a可以进一步联接到至少一个、优选地至少两个、更优选地至少三个引导杆30。滑架8a可以包括用于接纳引导杆30的对应数量的底座,特别是孔,特别是通孔。

延伸组件24可以被构造为使得致动延伸螺钉28导致承窝20a的纵向运动,以及因此导致支撑构件14a和销4a相对于基体框架10的纵向运动。运动的方向可以取决于螺钉28的旋转方向。例如,通过使延伸螺钉28和承窝20a在滑架8a的相对侧上而使螺杆26横越滑架8a,可以实现承窝20a的纵向运动。在该构造中,滑架8a用作延伸螺钉28的螺钉护栏32。螺纹孔可以位于任何合适的构件中,所述螺纹孔形成与螺杆26的配对件并且将延伸螺钉28的旋转运动转换成承窝20a的纵向运动。例如,螺纹孔可以位于延伸螺钉28中或滑架8a中。

延伸组件24可以包括锁定机构(未示出),所述锁定机构可以被构造为用于防止支撑构件14a的纵向运动。在附图所示的实施例中,锁定机构可以防止延伸螺钉28的旋转。这可以通过螺杆26和延伸螺钉28的螺距相互作用以产生自锁螺纹来实现。替代地,增加延伸组件24的系统内的摩擦的任何机构都可以适于实现锁定机构。

支撑构件14a、14b可以被构造为用于安装相应销4a、4b。优选地,支撑构件14a、14b被构造为用于将相应销4a、4b安装在两个安装位置处,但是也可考虑其他数量的安装位置。销4a、4b在安装位置处的附接可以采取任何合适的方式来实现。例如,支撑构件14a、14b可以在每个安装位置处包括托架36,即,在附图所示的实施例中,用于每个支撑构件14a、14b的两个托架36。每个托架36可以被构造为在相应安装位置处夹紧相应销4a、4b。优选地,每个托架36联接到托架弹簧38和托架螺钉40。托架弹簧38可以被构造为用于将托架36紧固到支撑构件,同时仍允许托架36打开足够远以插入销4a、4b。优选地,托架弹簧38将托架36偏置到闭合位置,并且托架36可以被带入到打开位置,以通过致动弹簧(例如,通过将托架螺钉40推向支撑构件14a、14b)来插入销4a、4b。

在这种构造下,支撑构件14a、14b以这样的方式松动地安装到销4a、4b:仍允许支撑构件14a、14b在安装位置的运动,但防止支撑构件14a、14b从销4a、4b意外掉落。在该初始的松动附接之后,可以通过致动托架螺钉40将支撑构件14a、14b固定在其初始位置。托架螺钉40可以被构造为用于拧紧托架36,这可以导致支撑构件14a、14b通过托架36牢固地夹在销4a、4b上。以这种方式,在附接到销4a、4b的过程期间,支撑构件14a、14b掉落的风险显著降低。这对于医疗应用特别重要,诸如本发明的定位装置的医疗应用,其中诸如支撑构件14a、14b等装置的掉落可能对患者造成严重的后果。此外,上述安装机构提供了支撑构件14a、14b到销4a、4b的灵活且舒适的安装,因为支撑构件14a、14b可以首先被附接在第一安装位置处,然后被附接在第二安装位置处。在整个附接过程中,销4a、4b可以相对于支撑构件14a、14b重新定位,因此提供了销4a、4b相对于支撑构件14a、14b的最佳定位。

优选地,当销4a、4b经由托架36通过所述三点固定而被固定时,支撑构件可以对销4a、4b施加预紧力。对销4a、4b施加预紧力使销4a、4b在重新定位过程期间更稳定。

优选地,托架在支撑构件上的位置可以是能调节的。例如,支撑构件可以包括能移动的安装件(在附图中未明确示出),所述能移动的安装件包括托架。安装件可以被构造为相对于支撑构件14a、14b被固定在不同的位置。

根据本发明,第二滑架组件6b可以与第一滑架组件6a相同。替代地,第二滑架组件6a可以不包括延伸组件24。取代地,支撑构件14b可以直接地(导致固定的联接)或经由球形接头16b联接到滑架8b,这能实现旋转运动但是没有纵向运动。

附加地或替代地,滑架组件6a、6b中的一个可以包括力传感器42(测力计),所述力传感器被构造为用于测量施加的力。力传感器42可以是任何合适的类型,例如,已经提到的力传感器之一。例如,力传感器42可以使用弹簧平衡的原理。例如,力传感器42可以包括弹簧和例如在一个或多个对应的引导杆30上的对应刻度。如果在对应的销4a、4b上施加纵向力,则根据胡克定律,弹簧根据所施加的力成比例地拉伸(或收缩),并以对应的比例向使用者显示该拉伸,这将弹簧的拉伸转换为对应量的作用力。

在本发明中可以使用任何合适的球形接头。然而,图3示出了根据本发明的球形接头16的优选实施例的剖视图,所述球形接头包括球18和承窝20。承窝20被构造为用于接纳球18。球18可以通过侧开口44被插入承窝20中。球18可以包括轴46,所述轴从球18延伸并且被构造为用于附接到适当的构件,优选地支撑构件14。注意,具有轴46的球18还可以被构造为用于附接到滑架8和/或延伸杆26。球形接头16可以包括接头锁定机构。接头锁定机构用于当处于闭合位置时将球18锁定在承窝20中,并且当处于打开位置时允许球18离开承窝20。

附图中(特别是图3中)示出的示例性和本发明的接头锁定机构包括接头弹簧48、套筒50、锁定环52和接头螺钉54。在图3所示的优选实施例中,锁定环52联接到承窝20。该联接可以通过任何合适的方式来实现,例如,一个或多个螺纹、螺钉、钉子、铆钉、夹具和/或焊缝等。如图3中的双箭头所示,锁定环承窝组件围绕套筒50布置并且相对于套筒50可移动。如果锁定环承窝组件处于闭合位置,则套筒50阻挡承窝20的开口44,从而防止球18通过开口44离开承窝20。然而,如果锁定环承窝组件处于打开位置,则套筒50不阻挡开口44,因此允许球18通过开口44离开承窝20。锁定弹簧48可以被构造为用于将锁定组件偏置到闭合位置。因此,需要施加力以便将锁定环承窝组件切换到打开位置,以使球18能够脱离承窝20。这有利地提供了安全机构。

接头锁定机构可以包括接头螺钉54,所述接头螺钉用于将锁定环52与套筒50锁定,因此抑制锁定环承窝组件移动到打开位置。

根据优选实施例并且如附图所示,医疗定位装置被构造为使得销不会与基体框架干涉。优选地,基体框架限定的区域和/或体积至少部分地被基体框架围绕并且没有销。在附图所示的优选实施例的情况下,基体框架10的两个杆在它们之间限定了区域A。当医疗定位装置联接到销4a、4b时,该区域A没有销4a、4b。这提供了以下优点:可以将医疗定位装置舒适地布置在待处理的身体部位周围,而没有担心基体框架实际上装配在身体部位周围的问题。此外,医疗定位装置可以被附接到销并从销上移除,因此无需拆卸医疗定位装置就可以将其附接到身体并从身体上移除。

优选地,销4a、4b被构造为用于横越患者的身体部位。优选地,安装位置被构造为位于所横越的身体部位的不同侧。例如,销4a、4b可以被构造为用于横越人的脚。例如,第一销4a可以被构造为用于横越跟骨并且第二销4b可以被构造为用于横越距骨,例如,如图1B所示,或反之亦然。在图1B所示的情况下,销4a、4b的第一安装位置位于脚的外侧,销4a、4b的第二安装点位于脚的内侧。

如上所述的优选实施例可以根据以下方法来使用。

通常,本发明的优选实施例在附接过程(即,将医疗定位装置附接到患者的过程)方面非常灵活。这使得使用者能够将医疗定位装置用于许多不同的具体应用,诸如不同类型患者的不同身体部位。使用者(例如,医生)可以从完整的医疗定位装置的各个构件开始组装,然后将完整组装的医疗定位装置附接到患者的身体部分中待重新定位的销。替代地,使用者可以在现场组装医疗定位装置,即,使用者不预组装医疗定位装置或仅预组装医疗定位装置的一个或多个部件,并且将这些(预组装的)部件(例如,一个接一个地)组装到销和/或组装到装置的已经组装到销的那些部件。

再次参考附图所示的优选实施例,优选地,使用者可以从医学的角度根据需要将第一销4a和第二销4b附接到患者的身体。然后,使用者可以将第一支撑构件14a和第二支撑构件14b分别组装到第一销4a和第二销4b。支撑构件14a、14b可以使球16a、16b已经与其联接,或者使用者现在可以将球16a、16b联接到支撑构件14a、14b。使用者可以将第一承窝20a联接到第一支撑构件14a的第一球16a并且将第二承窝20b联接到第二支撑构件14b的第二球16b。然后,使用者可以将第一滑架8a附接到第一球形接头16a,即,第一承窝20a,并且将第二滑架8b附接到第二球形接头16b,即,第二承窝20b。替代地,使用者可以将滑架8a、8b与承窝20a、20b预组装并且将滑架承窝组件作为一件组装到球16a、16b。在任何情况下,使用者然后都可以将第一滑架8a和第二滑架8b与基体框架10联接。该过程将自动导致第一滑架8a和第二滑架8b具有正确的距离D1。替代地,使用者可以将基体框架10与滑架8a、8b中的一个或两个以及可选的承窝20a、20b中的一个或两个预组装。

在装置2通过患者的身体附接到销4a、4b的情况下,然后使用者可以致动延伸构件24,例如,延伸螺钉28,因此导致滑架组件6a、6b(以及因此销4a、4b)彼此远离。从而,根据延伸螺钉28的致动来重新定位患者的身体部位。

在另一种选择中,使用者可以甚至将基体框架10与滑架8a、8b中的一个或两个(可选地承窝20a、20b中的一个或两个,可选地球16a、16b中的一个或两个,可选地支撑构件14a、14b中的一个或两个)预组装。在这种情况下,使用者可以在将医疗定位装置联接到销4a、4b时将距离D1设定为适当值。

在一优选实施例中,基体框架10可以直接地或间接地联接到固定安装的固定构件,诸如手术台、墙壁、地板、天花板等。在间接地联接到固定构件的情况下,可以使用任何合适的中间固定装置,例如,用于外科手术装置的柔性安装臂。这为系统提供了附加的稳定性。

本领域技术人员将认识到,组装医疗定位装置的各个部件的具体顺序可以根据装置的具体应用而变化。

图4以立体图示出了根据本发明的医疗定位装置2的另一优选实施例。图5沿着医疗定位装置2的宽度方向以侧视图示出了图4的实施例。图4和图5示出了两个替代的滑架组件6a、6b,每个滑架组件可与上述滑架组件6a、6b交换。图4和图5的医疗定位装置2允许经由球形接头以及纵向牵引来调节销的位置,如以上在先前实施例中所描述的。另外,它可以提供至少一个销围绕至少一个或可选地两个旋转轴线的附加的独立旋转校正。

医疗定位装置2被示出为第一销4a和第二销4b分别联接到第一滑架组件6a、第二滑架组件6b。再次,每个滑架组件6a、6b可以包括:滑架8a、8b,被构造为用于联接到基体框架10;以及支撑构件14a、14b,用于安装相应的销4a、4b,例如,如以上在其他实施例的上下文中所描述的。例如,销4a、4b可以经由托架(未示出)安装。

第一滑架组件6a和第二滑架组件6b可以均包括球形接头16a、16b,如图4-图6D所示。每个球形接头16a、16b可以包括球18a、18b和对应的承窝20a、20b。承窝20a、20b是对应的滑架8a、8b的一部分和/或附接到对应的滑架8a、8b,球18a、18b被附接到对应的支撑构件14a、14b。承窝20a、20b可以包括通过铰链连接的两个承窝夹具。在闭合位置,承窝夹具被构造为用于夹紧对应的球18a、18b,而在打开位置,球可以从承窝移除。示出的球形接头16a、16b还包括接头螺钉54a、54b,所述接头螺钉被构造为用于将球18a、18b以期望位置锁定在闭合的承窝夹具内。因此,如果松开接头螺钉54a、54b,则球形接头的球18a、18b可以相对于承窝18a、18b运动(即,旋转)。如果拧紧接头螺钉54a、54b,则球18a、18b相对于承窝20a、20b的定向被固定。通过使球18a、18b相对于承窝20a、20b的位置适当定向,这提供了使对应的销4a、4b定向的可能性。

图4和图5在图的上部(右部)示出了优选的支撑构件14b。在示出的实施例中,支撑构件14b包括两个支撑杆56b。然而,也可以是支撑构件14b仅包括一个支撑杆56b或两个以上支撑杆56b。支撑杆56b附接到球形接头16b的球18b的延伸部,并且优选地平行延伸。两个支撑臂58b能移动地附接到支撑杆56b。每个支撑臂58b为相应销4b提供安装位置。每个安装位置可以如上所述构造,即,具有用于附接到销4的托架。然而,优选地,每个支撑臂被构造为接纳对应的销4并且通过摩擦力将其保持。每个支撑臂58b包括支撑螺钉60b。如果支撑螺钉60b松动,则相应支撑臂58b可以沿着支撑杆56b移动。因此,支撑臂58b之间的距离可以是能调节的,以便在它们之间提供足够的空间用于待处理的身体部位。如果拧紧支撑螺钉60b,则相应支撑臂58b固定到支撑杆56b并且可以不再移动。图4和图5的支撑构件14b也可以与任何其他滑架组件6组合。

图4、图5、图6D和图7在图的下部(左部)示出了滑架组件6a的另一优选实施例。该滑架组件6a包括替代的支撑构件14a。替代的支撑构件14a包括支撑臂58a,所述支撑臂借助于支撑螺钉60a安装到支撑杆56a,如以上针对支撑构件14b所述。然而,支撑杆56a未安装到球形接头16a的球18a。取代地,支撑杆56a安装到支撑框架62。支撑框架62(以及因此支撑构件14a)安装到延伸组件24。延伸组件24使得能够调节支撑构件14a(以及因此销4a)相对于基体框架10、第二支撑构件14b和销4b的位置和/或定向。如上所述,延伸组件24和/或支撑构件14a可以使支撑构件14a以及因此销4a能够沿着医疗定位装置2的纵向轴线X(参见图4)纵向运动。另外,它们可以使支撑构件14a能够围绕医疗定位装置2的至少一个轴线(或可选地围绕医疗定位装置的两个轴线)旋转。例如,延伸组件24与支撑构件14a组合可以使得能够围绕纵向轴线X和/或围绕与纵向轴线X垂直的横向轴线Z(参见图4)旋转。优选地,纵向运动以及一个或两个旋转运动可以彼此独立地发生。

为了提供支撑构件14a沿着纵向轴线X的运动,延伸组件24可以包括延伸螺钉28,所述延伸螺钉安装在对应的螺杆26上。延伸组件24可以被构造为使得致动延伸螺钉28导致延伸螺钉28相对于螺杆26的纵向运动,以及因此相对于支撑构件14a的纵向运动。例如,延伸螺钉28可以使用球18a作为护栏,同时螺杆26可以与球18a接合,这防止了螺杆26在致动延伸螺钉28时旋转,并且取代地导致纵向运动。

为了使销4a围绕纵向轴线X旋转,支撑构件14a可以安装在旋转组件65上。旋转组件可以包括旋转杆66。旋转杆66可以延伸穿过延伸螺钉28和螺杆26。旋转组件65可以包括纵向固定元件68(参见图7,其示出了图4-图6D的纵向剖切滑架组件6a)。纵向固定元件68可以被构造为用于在处于打开状态时允许旋转杆66围绕纵向轴线X旋转,并且在处于闭合状态时抑制旋转杆66围绕纵向轴线X旋转。

例如,这可以用齿系统来实现,所述齿系统被构造为用于在闭合固定元件68时接合且在打开固定元件68时脱离。例如,螺杆26可以包括第一组齿和配对件,例如,附接到支撑构件14a的滑动滑架64包括对应的第二组齿。旋转杆66可以延伸穿过延伸螺钉26并进入配对件64。配对件64可以是旋转组件65的一部分。另外,旋转杆66和配对件(这里是滑动滑架64)可以经由螺纹连接。通过经由固定元件68的致动使旋转杆66旋转,螺纹调节螺杆26与配对件64之间的距离,并且因此调节第一组齿与第二组齿之间的距离。如果通过闭合固定元件68而紧固旋转杆66,则第一组齿和第二组齿被完全接合并且支撑构件14a围绕纵向轴线X的旋转被阻止。如果固定元件68松动,则两组齿不接合,并且支撑构件14a围绕纵向轴线X自由旋转。优选地,纵向轴线X与销4a交叉。

为了使销4a围绕横向轴线Z旋转,可想到任何合适的机构。例如,支撑构件14a可以具有带有枢转点的支撑框架62。优选地,枢转点位于横向轴线Z上并且位于第一销4a的轴线上。为了使销4a围绕横向轴线Z旋转(即,围绕枢转点旋转),支撑构件14a可以经由支撑框架62安装在滑动滑架64上。例如,支撑框架62可以包括引导件72(例如槽),所述引导件与滑动滑架64接合,以提供支撑构件14a的精确旋转运动。滑动滑架64可以包括夹紧机构,所述夹紧机构可以包括在滑动滑架64的螺纹上的螺钉74(优选地,螺母74),以及夹具76。当松开螺钉(这里是螺母)74时,即,其处于打开状态,支撑框架62可以沿着滑动滑架64移动。换句话说,滑动滑架64可以沿着引导件72(即,支撑框架62)移动。因此,当支撑构件14a处于期望的定向时,螺钉74可以被带入闭合位置,这导致支撑构件14a的固定。例如,可以通过将支撑框架62夹紧在螺钉74与夹具76之间来实现该固定。支撑框架62可以具有任何合适的形状。优选地,支撑框架具有C形、U形、V形等。然而,最优选地,支撑框架62具有与沿着支撑框架62的滑动滑架64的方式对应的形式,即,曲线形状。

优选地,横向轴线Z与销4a交叉。优选地,纵向轴线X和横向轴线Z在同一点与销4a交叉。在这种情况下,医疗定位装置2不仅提供销4围绕两个轴线的定向的单独且独立的旋转校正。两个独立的旋转运动也具有同一旋转中心。假设将医疗定位装置2正确地安装在待处理的身体部位中,旋转中心优选地位于待处理的身体部位内。

图4和图5的医疗定位装置2的实施例的应用可以根据上述方法进行。然而,将参考图6A-图6D解释进一步的优点。

优选地,使用者可以从医学的角度根据需要将第一销4a和第二销4b附接到患者的身体(这里是人的脚)(图6A)。在图6A中,将第一销4a施加到跟骨的后下部,同时将第二销4b施加到距骨。然后,使用者可以将第一支撑构件14a和第二支撑构件14b分别组装到第一销4a和第二销4b(图6B和图6C)。支撑构件14a、14b的预组装的角度取决于它们的具体构造。例如,在图6B的支撑构件14a的情况下,在将支撑臂58a安装到支撑杆56a之前,可以将支撑臂58a单独地附接到销4a。替代地,可以首先将支撑臂58a安装到支撑杆56a,并且然后将其附接到销4a。在这种情况下,必须根据支撑杆56a的长度选择销4a以具有适当的长度,或者在将其安装在待处理的身体部位中之后将其缩短。

在图6C的支撑构件14b的情况下,在将支撑臂58b安装到支撑杆56b之前,可以将支撑杆56b安装在球18的延伸部上,等等。如上所述,每个销4的支撑臂58的距离可以借助于支撑螺钉60调节至跟骨/距骨的宽度。例如,支撑臂58可以与相应身体部位的皮肤接触。以这种方式,不仅销可以抓住脚,支撑臂58也可以。图6C示出了支撑构件14a,所述支撑构件包括附接到第一销4a的延伸构件24。延伸构件24还包括球形接头16a的球18a。然而,尚未安装包括承窝20a的滑架8a。图6C示出了支撑构件14b,所述支撑构件包括附接到销4b的相应球形接头16b的球18b。尚未安装包括承窝20b的滑架8b。

图6D示出了完全组装的医疗定位装置2。滑架8a、8b经由相应的承窝20a、20b附接到球18a、18b。滑架8a、8b也附接到基体框架10。

通过球形接头16a、16b的挠性,能够将滑架8a、8b正确地定向和附接到支撑构件14a、14b。当支撑构件14a、14b经由球形接头16a、16b、滑架8a、8b和基体框架10彼此连接时,球形接头16a、16b例如经由接头螺钉54固定。

使用者现在可以从重新定位骨骼部分的实际校正过程开始。使用者可以重新打开一个或两个球形接头16,以便重新定位/重新定向销4中的一个或两个。一旦正确地定向了一个或多个销4,相应的球形接头16就被再次固定。此外,使用者可以执行牵引,即,增加销4之间的距离。这可以通过相应地致动延伸螺钉28来完成。延伸螺钉28的致动导致第一支撑构件14a(以及因此第一销4a)相对于基体框架10和第二销4b的纵向运动。销4的相对运动转换成被销钉的骨骼部分相对于彼此的纵向运动。

使用者可以附加地或替代地经由围绕纵向轴线X和/或横向轴线Z的旋转运动来调节第一销4a的定向。如果期望围绕纵向轴线X旋转,则使用者可以打开纵向固定元件68,执行支撑构件14a/销4a围绕X轴线的期望旋转,并再次闭合纵向固定元件68,以便提供用于将销4a固定在新位置。如果期望围绕横向轴线Z旋转,则使用者可以打开横向固定元件74,执行支撑构件14a/销4a围绕Z轴线的期望旋转,并再次闭合横向固定元件74,以便提供用于将销4a固定在新位置。以这种方式,使用者能够执行销围绕位于需要重新定位的骨骼中的旋转中心的旋转。另外,围绕纵向轴线X的旋转独立于围绕横向轴线Z的旋转。这些特性可以进一步促进重新定位过程。

图8示出了本发明的另一实施例的立体图。作为图4-图6D的实施例,图8的实施例提供了销4中的一个(这里是销4a)围绕纵向轴线X和横向轴线Z的独立旋转,但是基于一种替代机制。在图8中,可以经由万向节状的连接来实现两种独立的旋转。第一滑架组件6a包括L形支撑框架62,所述L形支撑框架被构造为用于安装到旋转组件65。然而,可想到其他形状的支撑框架62。旋转组件65包括纵向固定元件68,并且延伸穿过延伸螺钉28和螺杆26。旋转组件65的该部分可以类似于图4-图6D中的实施例。同样,当固定元件68处于打开状态时,支撑框架62可以围绕纵向轴线X旋转。如果固定元件68处于闭合状态,则支撑框架62围绕纵向轴线X的旋转被抑制。优选地,这通过如上所述的两组齿的等效系统来实现。在图8的情况下,多组齿设置在旋转组件与支撑框架62的界面上。如上所述,打开和闭合固定元件68的作用是:在固定元件68的打开状态下,两组齿不接合,并且支撑框架62围绕纵向轴线X(即,相对于旋转组件65)自由旋转,并且在闭合状态下,由于两组齿的接合而抑制这种旋转。替代地,可以使用螺纹而没有多组齿。

销4a围绕横向轴线Z的旋转可以用第二旋转组件78来实现,所述第二旋转组件附接到支撑框架62并且沿着横向轴线Z延伸。工作原理可以类似于第一旋转组件65。例如,第二旋转组件可以包括第二固定元件80(优选地,螺钉),以及配对件82。配对件82可以被构造为用于安装支撑杆56a,所述支撑杆进而被构造为用于安装支撑臂58a。支撑臂58a被构造为用于保持销4a。螺钉80可以横越支撑框架62,并且以支撑框架62位于螺钉80的头部与配对件82之间的方式接合配对件82。如果第二固定元件80处于打开状态,则配对件82(以及因此支撑杆56a、支撑臂58a和销4a)可以围绕横向轴线Z旋转。如果第二固定元件80处于闭合状态,则抑制这种旋转。旋转的抑制可以通过在配对件82和支撑框架62的界面处的两组齿、在配对件82上的一组齿和在支撑框架62上的一组齿来实现。如果第二固定元件80处于闭合状态,则螺钉80拉动配对件82抵靠支撑框架62,使得多组齿彼此接合并抑制旋转。如果第二固定元件80处于打开状态,则多组齿不彼此接合且可以旋转。

图8在该图的右部中示出了第二滑架组件6b。该滑架组件可以如上所述构造,优选地,被构造为图4-图6D的第二滑架组件6b。

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