CN104619276B

CN104619276B - 外固定器

Info

Publication number: CN104619276B
Application number: CN201380046175.XA
Authority: CN
Inventors: T·迈尔斯; R·V·奥图尔; J·W·纳斯科恩; D·M·洛朗; A·福特; D·J·特里普利特
Original assignee: Zimmer GmbH
Current assignee: Zimmer GmbH
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: EP2892450B1; US20180271561A1; EP2892450A1; US20140066931A1; US10433873B2; US20160199099A1; WO2014039205A1; CN104619276A; US9301782B2; US10010348B2

Abstract

外固定***可包括在多轴向关节处连接到一个或多个杆组件的一个或多个夹紧组件。每个杆组件可以是长度可调整的，且可包括临时锁定杆组件的长度的单向锁定机构，和永久地锁定杆组件的长度的另外的锁定机构。***可被配置成作为一个单元预组装以稳定关节或骨折。另一外固定***还包括延伸横过杆组件的跨越构件。两个或更多个外固定***可被配置成在一组骨销钉上的堆叠构造以稳定两个关节和/或骨折。***可被设置在套件中，该套件包括引导设备、骨销钉和用于将骨销钉连的连接到外固定***的销钉夹紧组件。

Description

外固定器

技术领域

本发明涉及用于外固定的***、装置和方法。更具体地，本发明涉及用于对关节和/或骨折的骨骼提供外固定的***。

背景技术

本发明涉及用于长骨外固定的***、装置和方法。骨外固定在若干应用中是有用的，例如用于外伤损伤的短期稳定、外伤损伤的长期稳定、关节的短或长期稳定和在康复过程中的肢体伸长稳定。

本文描述的***、装置和方法可被用于外伤损伤的稳定直到可以应用长期稳定装置。短期或暂时稳定可使得软组织在最终确定的骨骼固定之前从外伤恢复，例如在切开复位和内固定之前肿胀的复原、开放创伤的康复和/或皮肤磨损的康复。当需要从初始护理地点例如当地或乡下医院到具有适当外伤处理能力的第二地点例如地区外伤中心的输送时，也可以使用外固定器。短期稳定也可用于在可得到有经验的临床医生之前适当外伤护理不能实现(例如数小时后)的时间期间发生的损伤。短期稳定在战场或野战医院场合中是适合的。需要简单、容易、花费得起的外固定***和方法。

在本领域已知的固定***中，花费大量时间将夹紧体组装在背板上。在很多情况下，每次使用相同组件。在骨折或关节上植入期间，滑动杆、移动夹具和需要个别调整的其它多个部件使得框架的应用和紧固麻烦。存在对一种框架的需求，这种框架不需要预组装且可简单地设置在骨折或关节上，使第一组销钉设置在关节一侧，使框架在关节上伸展，且使第二组销钉按需要设置在关节的第二侧。在该布置下，就没有组装，且没有杆滑出夹具的可能性。

在很多情况下，在外固定框架可被锁定之前，骨折/关节必需被恢复到其正常长度。为了实现此功能，肢体必需抵抗肌肉的自然张力被伸展。该力是显著的，如同一些外科医生报告他们牵拉直到“他们的脚开始在地板上滑动”。在本领域已知的***中，当助手紧固框架中的所有夹具时，外科医生必需保持该张力。一旦肢体长度已被建立，需要保持肢体长度的单向运动锁定。这将允许外科医生按需要进行小的调整且以较少技术需求方式锁定框架，且潜在地没有如本领域已知***所需的那样多的来自其它擦洗人员的辅助。

附图说明

现在将参考附图讨论本发明的各种实施例。应该理解这些图描绘仅本发明的典型实施例，因此不被认为是对本发明范围的限制。

图1是外固定***的透视图，该外固定***包括第一夹紧组件、第二夹紧组件和捕获在第一和第二夹紧组件中的两个杆组件，该外固定***被安装在多个骨销钉上；

图2是图1的外固定***的俯视图；

图3是图1的第一夹紧组件的放大透视图，包括两个骨销钉；

图4是图1的夹紧组件的分解图；

图5是图1的夹紧组件沿着图2的线A-A的剖视图；

图6是图1的夹紧组件沿着图2的线B-B的剖视图；

图7是图1的杆组件的透视图；

图8是图1的杆组件的分解图；

图9是图1的杆组件沿着图2的线C-C的纵向剖视图；

图10是图1的杆组件的端视图，其中管塞被去除以便示出锁定夹具的细节；

图11是包括托盘、图1的外固定***、多个骨销钉、钻引导件、钻套筒和扳钳的套件的俯视图；

图12是另一外固定***的透视图，该外固定***固定到胫骨、跟骨和跖骨以跨过踝关节，该***包括夹紧组件、两个杆组件、两个夹紧支柱组件、销钉夹具组件、跨越构件和多个骨和跟骨销钉；

图13是固定到胫骨、跟骨和跖骨的图12的外固定***的侧视图；

图14是图13的外固定***的透视图；

图15A是图12的外固定***的夹紧支柱***的侧视图；图15B是图15A的夹紧支柱的后透视图；

图16是图12的***的夹紧支柱组件的分解前透视图；

图17A是图12的***的跨越构件的前视图；图17B是跨越构件的后视图；图17C是跨越构件的上面视图；

图18A是图12的销钉夹具组件的侧视图；图18B是销钉夹具组件的顶视图；

图19是安装成跨越膝关节和踝关节的两级外固定***的前透视图，该***包括以堆叠构造安装在一组共用胫骨销钉上的图1的膝跨越外固定***和图12的踝跨越外固定***；

图20是图19的两级外固定***的侧视图；

图21是又另一外固定***的透视图，该***包括两个夹紧组件、杆组件和多个骨销钉；

图22是图21的外固定***的夹紧组件和骨销钉的透视图；

图23是图22的夹紧组件和骨销钉的分解透视图；

图24是从不同视点看图22的夹紧组件和骨销钉的另一分解透视图；

图25是可与图5相比的图22的夹紧组件的剖视图；

图26是可与图6相比的图22的夹紧组件的另一剖视图；和

图27是固定到胫骨和掌骨以跨过腕关节的图21的外固定***的透视图。

具体实施方式

本发明涉及外固定***和它们的使用方法。本领域技术人员将认识到以下描述仅是技术原理的说明，该技术原理可以不同方式应用以提供很多不同的替代实施例。该描述是为说明该技术的一般原理的目的，而不意图限制所附权利要求中的发明构思。虽然为了说明设计构思的目的，本发明在膝或踝关节或骨折固定的背景下产生，可以预期本设计和/或其变型可适于应用在臂、手腕、手指、脚趾、脊柱或其它骨或关节。

本文描述的技术可涉及一种外固定夹具，该固定夹具利用至少一个多轴向关节来提供骨和加强杆之间的高度可适应连接。

本发明的装置、套件和方法能够提供经济上一次性的外固定***。本发明的***可以如此低的成本制造，使得它们可被认为是在一次使用后可丢弃的。例如，本发明的套件可由制造商建议的约$500的零售价(MSRP)制造。本文公开的外固定***的每一个可被预组装成套件提供，该套件还可包括工具和/或固定构件例如销钉。在使用方法中，骨销钉可被固定在患者的骨部，以跨越骨折和/或解剖学上的关节。预组装的外固定***被安装在骨销钉上作为单一件或单元，且通过牵拉***的一端远离相反端而临时锁定，因而复位骨折和/或使解剖学上的关节不动。在保持关节或骨折不动的临时锁定之后，***的各连接件和夹具可被调整且进一步被锁住。外固定***可保留在患者身上持续短时间周期，该时间可包括运输时间。例如，复杂踝骨折例如胫骨下端(pilon)骨折初始可用外固定器治疗直到肿胀减轻一或两周之后且将皮肤切开以最终确定地治疗骨折更安全。患者在初始外固定器放置和确定手术的时间之间可被运送到另一医院或康复机构。在另一示例中，本发明的一个或多个***可在战场或事故地点用在患者上，且在运送到医院的过程中，在患者上保持在锁定配置中，在医院中，手术或其它长期装置被用于稳定骨折或关节。

在该说明书中，标准医疗方向术语采用其普通和***面。侧部意味着远离身体的中线。近侧意味着朝向身体的驱干。远侧意味着远离躯干。

在该说明书中，采用三个相互垂直的参考平面的标准***。矢状平面将身体分成两侧对称的左、右部。冠状平面将身体分成前部和后部。横向平面将身体分成上部和下部。

在外固定***的一个方面中，所述***包括：第一夹紧组件；第二夹紧组件；第一杆组件，所述第一杆组件固定到所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件且在其间延伸，所述第一杆组件包括第一管状元件和接收在所述第一管状元件中的第二管状元件；和单向锁定机构，所述单向锁定机构限制在所述第一管状元件和所述第二管状元件之间的轴向平移，所述单向锁定机构具有解锁配置和锁定配置；其中，所述外固定***具有在所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件之间测量的长度；其中，当所述单向锁定机构处于解锁配置中时，所述第二管状元件能够相对于所述第一管状元件自由平移来增大或减小所述外固定***的长度；和其中，当所述单向锁定机构处于所述锁定配置中时，所述第二管状元件能够相对于所述第一管状元件自由平移来增大所述外固定***的组合长度，但是被防止相对于所述第一管状元件平移来减小所述外固定***的长度。

在一个实施例中，所述外固定***包括固定到所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件且在其间延伸的第二杆组件，其中，所述第一夹紧组件与所述第二夹紧组件相同，其中，所述第一杆组件与所述第二杆组件相同。

在另一实施例中，所述第二管状元件能够在第一方向上轴向平移以增大所述外固定***的长度和在与所述第一方向相反的第二方向上轴向平移以减小所述外固定***的长度。

在又另一实施例中，在所述锁定配置中，所述单向锁定机构与所述第一杆组件接合以防止所述外固定***的长度减小。

在又另一实施例中，所述单向锁定机构还包括环绕所述第二管状元件的轴环，其中，在所述锁定配置中，所述轴环结合抵靠所述第二管状元件以防止所述第二管状元件在所述第二方向上平移。

在又另一实施例中，所述单向锁定机构是第一锁定机构，所述***还包括进一步防止所述第二管状元件相对于所述第一管状元件的任何运动的第二锁定机构。

在又另一实施例中，所述杆组件还包括所述第二锁定机构，所述第二锁定机构包括环绕所述第一管状元件的夹具，其中所述夹具可围绕所述第一管状元件压缩以将所述第一管状元件绕着所述第二管状元件压缩，从而防止相对于所述第一管状元件的任何运动。

在又另一实施例中，所述外固定***包括第三锁定机构，所述第三锁定机构将所述第一和第二管状元件接合。

在又另一实施例中，所述第三锁定机构包括接收在所述第二管状元件中的塞，其中在所述第二管状元件内牵拉所述塞使所述第二管状元件的一部分扩展以紧密地配合在所述第一管状元件内。

在又另一实施例中，所述第一夹紧组件包括球形夹紧表面，所述第一杆组件包括球形部，所述球形部接收在所述球形夹紧表面内以在所述第一夹紧组件和所述第一杆组件之间形成多轴向关节。

在又另一实施例中，所述第一夹紧组件还包括锁定螺钉，其中紧固所述锁定螺钉将所述球形夹紧表面绕所述球形部压缩以锁定所述第一杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置。

在又另一实施例中，所述外固定***包括第二杆组件，所述第二杆组件包括第二球形部，其中所述第一夹紧组件还包括第二球形夹紧表面，所述第二球形部接收在所述第二球形夹紧表面内以在所述第一夹紧组件和所述第二杆组件之间形成多轴向关节，其中紧固所述锁定螺钉同时锁定所述第一和第二杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置。

在又另一实施例中，所述外固定***包括第一骨销钉，其中所述第一夹紧组件收容第一固定板和第二固定板，其中，所述第一骨销钉穿过所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一和第二固定板可变形以结合抵靠所述第一骨销钉且固定所述第一骨销钉相对于所述第一夹紧组件的位置。

在又另一实施例中，所述外固定***包括可移除突部，所述突部联接到所述单向锁定机构，其中，所述可移除突部将所述单向锁定机构保持在所述解锁配置，其中所述突部从所述单向锁定机构的移除将所述单向锁定机构转换到所述锁定配置。

在用于肢体外固定的方法的一个方面，所述肢体具有第一骨部和第二骨部，所述方法包括；将第一骨销钉固定到所述第一骨部；将第二骨销钉固定到所述第二骨部；将预组装的外固定***联结到所述第一骨销钉，所述外固定***包括：第一和第二夹紧组件，第一杆组件和单向锁定机构，所述第一杆组件结合到所述第一和第二夹紧组件的每一个，所述第一和第二夹紧组件在所述第一杆组件的相反的纵向端部；所述第一夹紧组件接收在所述第一骨销钉上；将所述外固定***联结到所述第二骨销钉，所述第二夹紧组件接收在所述第二骨销钉上；施加张力以使所述第一夹紧组件背离所述第二夹紧组件纵向转移以增大所述外固定***在所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件之间的长度；和释放所述第一夹紧组件上的张力，其中当所述第一夹紧组件上的张力被释放时，所述单向锁定机构自动接合以防止所述外固定***的长度减小。

在一个实施例中，所述方法包括：打开包装；和从所述包装取出作为单一单元的预组装的外固定***。

在另一实施例中，每个杆组件包括可移除突部，所述方法包括移除所述突部以启动所述单向锁定机构，其中，在移除所述突部之前，所述外固定***能够自由调整以增大或减小所述外固定***在所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件之间的长度；

在又另一实施例中，所述外固定***包括第二杆组件，所述第二杆组件结合到所述第一和第二夹紧组件的每一个。

在又另一实施例中，所述第一夹紧组件与所述第二夹紧组件相同，所述第一杆组件与所述第二杆组件相同。

在又另一实施例中，所述单向锁定机构自动地接合所述杆组件以防止所述外固定***的长度减小。

在又另一实施例中，所述单向锁定机构在非离散位置自动地接合所述杆组件以防止所述外固定***的长度减小。

在又另一实施例中，所述杆组件包括接收在外管状元件中的内管状元件，其中所述单向锁定机构是第一锁定机构，其中，所述单向锁定机构被安装到所述外管状元件，其中，启动所述单向锁定机构还包括：使所述单向锁定机构与所述内管状元件直接接合以防止所述内管状元件相对于所述外管状元件在第一方向上平移。

在又另一实施例中，所述单向锁定机构包括环绕所述内管状元件的轴环，其中所述轴环与所述内管状元件摩擦地接合以防止所述内管状元件相对于所述外管状元件在所述第一方向上平移。

在又另一实施例中，所述方法包括启动第二锁定机构以进一步防止所述内管状元件相对于所述外管状元件在所述第一方向和也在与所述第一方向相反的第二方向上平移。

在又另一实施例中，所述杆组件还包括所述第二锁定机构，所述第二锁定机构包括环绕所述外管状元件的夹具，所述方法还包括：绕所述外管状元件压缩所述夹具，且绕所述内管状元件压缩所述外管状元件。

在又另一实施例中，所述方法包括启动第三锁定机构以进一步防止所述内管状元件相对于所述外管状元件平移。

在又另一实施例中，所述杆组件还包括所述第三锁定机构，所述第三锁定机构包括接收在所述内管状元件中的塞，所述方法还包括在所述内管状元件内牵拉所述塞以使所述内管状元件的一部分扩展。

在又另一实施例中，所述方法包括多轴向调整所述第一杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置；和围绕所述第一杆组件压缩所述第一夹紧组件以锁定所述第一杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置。

在又另一实施例中，所述方法包括将所述第一夹紧组件锁定到所述第一骨销钉。

在又另一实施例中，所述第一夹紧组件收容第一固定板和第二固定板，其中，将所述第一夹紧组件锁定到所述第一骨销钉还包括使所述第一骨销钉穿过所述第一和第二固定板；和使所述第一和第二固定板变形以结合抵靠所述第一骨销钉。

在又另一实施例中，所述方法包括使第三骨销钉通过所述第一夹紧组件中，且将所述第三骨销钉固定到所述肢体。

参考图1和图2，外固定***500包括第一夹紧组件502、第二夹紧组件504、第一杆组件506和第二杆组件508。在一个实施例中，外固定***500可被称为膝跨越***或关节跨越***，尽管外固定***500也可以用于跨越骨折、截骨、骺板或骨部之间的其它中断。杆组件506、608在夹紧组件502、504之间延伸且将夹紧组件502、504连接成单一***500。杆组件506、508可被加工成用于膝或其它解剖学部位的适当尺寸。在一些实施例中，第二杆组件508可被省略。杆组件和夹紧组件之间的连接件是多轴向可调节的。夹紧组件可被称为支撑元件或构件，由于它们支撑杆组件。杆组件可被称为可变长度或伸缩元件、支柱或构件，由于每一个的长度可调整。外固定***500可被称为框架。第一和第二夹紧组件可以是镜像或可以彼此相同，第一和第二杆组件也是如此。在***中使用相同的组件可使得整个***与每个分离部件或组件是独特的***相比被更便宜和/或快速地生产。例如与具有多个独特的和不相同部件的***相比，具有相同组件502、504和506、508的***500可需要较少的形式和独特的生产过程。由于具有较少的步骤且某些组装步骤可被重复，所以组装也可更快。

在使用中，***500可被以一件形式作为一个单元固定到患者。第一夹紧组件502可通过一个或多个固定销钉510固定到第一骨部。骨螺钉、骨销钉、金属丝和/或其它紧固件被用于代替固定销钉510或与之组合。第二夹紧组件504可通过另外的固定销钉510固定到第二骨部。在夹紧组件之间延伸的杆组件506、508可跨越第一和第二骨部之间的关节或骨折。在夹紧组件502、504被固定到骨部之后，杆组件506、508可被伸长或缩短到希望长度且临时锁定以稳定关节或骨折。在临时锁定之后，组件的多轴向连接可被调整，然后被更永久地锁定。

参考图3-6，更详细地示出夹紧组件502。夹紧组件504可以是夹紧组件502的镜像或可以与夹紧组件502相同，将不进一步详细描述；夹紧组件502的描述也适用于夹紧组件504。夹紧组件502包括被形成为单件的夹紧体520。夹紧组件502还包括第一和第二固定螺栓522、524；第一、第二、第三和第四固定板526、527、528和529；夹紧螺栓530；第一螺母532和第二螺母533。固定板可被称为锁定板。杆组件506、508经由被形成为夹紧体520的一部分的第一夹具534和第二夹具536被多轴向可调整地连接到夹紧组件502。在一些实施例中，第二夹具536可被省略。两个骨销钉560、562延伸穿过夹紧体520以将夹紧组件502固定到骨部。在另一实施例中，可使用仅一个骨销钉。

参考图2、4、5，夹紧体520可以是十字形或加号形的，包括上或第一表面512和与第一表面相反的下或第二表面514。夹紧体520还包括沿与所述第一和第二夹具534、536垂直的第一轴线541延伸的第一臂538和第二臂540，该第一和第二夹具沿第二轴线535延伸。当***500处于中立或正交布置时，第一轴线541可平行于杆组件506、508的纵向长度。两个螺栓开口544、546在与下述销钉开口542、552相同的方向上延伸穿过夹紧体520。在示出的示例中，螺栓和销钉开口在与第一轴线541和第二轴线535垂直的方向上延伸。第一狭缝548凹入到第一表面512中，第二狭缝550凹入到第二表面514中，与第一狭缝相反。第一和第二狭缝是细长的，占据第一和第二臂538、540的主要长度，狭缝与第一轴线541平行。多个销钉开口或孔542在第一和第二狭缝548、550之间延伸穿过各臂，每个销钉孔尺寸加工成接收骨销钉510。第一和第二固定板526、528被收容在第一狭缝548中，第三和第四固定板被收容在第二狭缝550中。每个固定板526、527、528和529包括至少一个板销钉开口552和带螺纹的板螺栓开口554或不带螺纹的板螺栓开口555之一。每个固定板526、527、528和529是细长的，具有第一延伸部556和第二延伸部558。

骨销钉560、562被接收在夹紧体520的销钉开口542中。如在图4和图5中所示，每个骨销钉可穿过固定板中的板销钉开口552，穿过第一狭缝548、穿过销钉孔542、穿过第二狭缝550和通过另一固定板中的板销钉开口552穿出。用于销钉的开口可以是不带螺纹的和/或光滑的，以允许销钉560、562相对于臂538、540初始地可轴向平移。该平移允许***500相对于患者肢体的高度的调整性，这在肢体上存在组织肿胀、开放创伤、和/或皮肤磨损的情况下是有优势的。应该理解骨销钉可被设置在销钉开口542的一个或任何组合中。

参考图5，第一固定螺栓522穿过第一固定板526中的不带螺纹的螺栓开口554，进入狭缝548，穿过螺栓开口544且穿出第二狭缝550和第二固定板527中的带螺纹的板螺栓开口555。由于螺栓522的螺纹与带螺纹的板螺栓开口555接合，所以第二固定板527被朝第一固定板526牵拉，且固定板527、526的之一或二者可弹性或塑性变形。板销钉开口552摩擦地结合抵靠销钉562，防止它进一步轴向平移。在板526、528变形从而它们弯曲且长度减小时，推压销钉562抵靠销钉孔542的侧壁。该力产生相对于销钉562的第二锁定动作。螺栓524穿过第三固定板528中的螺栓开口554，穿过螺栓开口544且穿出第二狭缝550和第四固定板529中的带螺纹的板螺栓开口555。螺栓524以与关于螺栓522描述的相同方式与板528、529接合以固定销钉560。应该理解在其它实施例中，可以使用本领域中已知的其它销钉捕获或固定方法。

返回图4和图6，夹具534、536被加工成保持或夹紧杆组件506、508同时允许杆组件的伸缩移动以伸长或缩短杆组件。夹具534具有内夹紧表面570，该内夹紧表面在示出的实施例中是球形的；在其它实施例中，夹紧表面可以是部分球形的、圆锥形的、圆柱形的、平坦的、多边形的或其它形状。在示出的实施例中，夹具534、536可被认为保持对应球形部612、614捕获，因为内夹紧表面570、580足够宽，平行于轴线541，足以覆盖对应球形部612、614的赤道直径或大直径，从而阻止在低负载下分解。内夹紧表面570被以相对的第一和第二夹具表面574、576为边界的夹具间隙572打断。同样，夹具536具有球形内夹紧表面580、夹具间隙582和第一和第二夹紧表面584、586。在示出的示例中，内夹紧表面570、580是光滑的，但是在替代实施例中，它们可以是起皱或粗糙的。孔590延伸穿过夹具534和536，平行于第二轴线535，与夹具间隙572、582相互交叉。孔590在夹紧体520的中心还与第二狭缝550相互交叉。孔590在一端包括第一凹部592，在相对端包括第二凹部594。腔室596在夹紧体520内在第一夹具534和第二夹具536之间纵向延伸，且可为夹紧体提供重量减小。夹紧螺栓530延伸穿过孔590且与螺母532接合。在夹紧螺栓530与螺母532接合时，螺母532被捕获在第二凹部594中。进一步致动螺栓530将螺母532朝螺栓头牵拉，与凹部594接合且封闭间隙572、582。可以是蝶形螺母的螺母533也可通过手致动以紧固螺栓530。如图1所示，当杆组件506、508如示出的与夹具534、536组装且如所述的螺栓530被紧固时，杆组件被夹持在夹具中且防止相对于夹紧体520进行任何运动，例如，轴向、旋转或多轴向移动。螺母533和螺栓530可包括用于快速紧固的粗螺距螺纹。

参考图7-10，杆组件506被更详细地示出。杆组件508可以是杆组件506的镜像或可以与杆组件506相同，且将不进一步详细描述。杆组件506包括外或第一管状元件600、内或第二管状元件602、锁定螺钉604和杆夹具组件606。第一管状元件600具有第一端601和第二端603以及在其间延伸的轴609；第二管状元件具有第一端605和第二端607以及在其间延伸的轴619。第一管状元件600直径大于第二管状元件602且同轴地接收第二管状元件602的一部分。管状元件剖面如示出的可以是圆形的，或在其它实施例中剖面可以是方形的、矩形的或任何其它多边形形状。管状元件也可以被称为杆、杆元件或杆构件。

第一管塞608被结合到第一管状元件600的第一端601，第二管塞610被结合到第二管状元件602的第二端607。内塞611配合到内管状元件602的第一端605的内部。管塞608、610具有凸起的球形部612、614，其是与夹具534、536的凹入的球形内夹紧表面570、580互补的形状。第一管塞608还包括颈部613和联接部617，第二管塞610还包括颈部615和联接部619。颈部613、615直径可小于相应的球形部612、614和相应的内、外管状元件600、602。联接部617、619可以是环形且中空的，尺寸加工成被接收在相应的管状元件600、602中。大、小管塞608、610可由机械加工的铝制成。在制造期间，在其它工艺中，它们尤其可通过***、结合、粘结或螺纹连接被组装到相关联的管。

线、链、绳或其它连接元件可在第二管状元件602内的内塞611和第一管状元件600之间延伸以防止管状元件600、602之间意外地断开。如图9所示，线629可被系到内塞611，延伸穿过外管状元件600的孔且被系到接收在管塞608中的帽631。线629可以具有足够长度以允许管状元件之间轴向平移；例如线629可以是大约外管状元件600的长度。在其它实施例中，本领域已知的其它保持特征可被用于防止第一和第二管状元件之间的断开。

塞的球形部612、614可以外部图案或纹理为特征以增强多轴向夹具的锁定强度。第一图案可以是负特征(negative feature)，其中，凹谷、槽或狭缝被切入球的外表面中。这在夹具表面具有足够依从性以弹性或塑性变形到负特征中的情况下是有效的。第二图案可以是正特征(positive feature)，例如，从固有的或名义上的球形表面延伸的刺突或尖锐的凸脊。这些正特征意图挤压或切入夹具表面以便产生球形部和夹具之间的机械互锁。第一图案可增强两个元件之间的夹紧力而不损坏任何组件。第二图案可永久地变形两件元件之一，且不容易可逆。本文公开的实施例可包括第一或第二图案，二者的组合，无图案或另一图案。在其它实施例中，纹理可由涂层或材料沉积提供。球形部可包括作为排出孔的开口以允许当患者沐浴时使流体排出。

当与夹具534、536组装在一起，例如，如在图1和3中，球形部612、614形成多轴向可调整的关节，从而允许绕多轴线的旋转运动。***500的运动的多轴向范围是与轴线541平行的夹具534、536的厚度、管塞的球形部612、614的直径和将球形部连接到管状元件的颈部613、615的直径的函数。描绘的实施例特征在于每个多轴向可调整关节处的+/-30度的运动。在另一实施例中，在每个多轴向可调整关节处运动的范围可以是+/-45度。如果需要另外的运动范围，可通过减小夹具的厚度、增大球形部的直径和/或减小颈部区域的直径实现。在颈部的直径减小时，管壁厚度可更厚以便保持相同强度。可以采用优化练习以确定使得运动的多轴向范围和部件强度都最大化的直径和壁厚。应该理解球形部和夹紧表面的位置也可相反以实现夹具组件和杆组件之间的多轴向连接。例如，在实施例中，夹紧体520可包括凸起的球形部，杆组件506或508可包括凹入的球形夹紧表面。在另一实施例中，球形部612、614可以是拼合球，其从内部扩展以与球形夹紧表面570、580锁定。

球形部612、614根据外固定器实施例的意图用途可具有任何尺寸直径。在球形部的直径增大时，锁定球形部和其相应球形夹紧表面之间的运动所需的夹紧力减小，且可被减小到可通过手指紧固蝶型螺母、旋钮、杠杆、螺栓等而锁定的水平。在一个实施例中，球形部的直径是0.75英寸或更大。在另一实施例中，球形部的直径是1.0英寸或更大。在另一实施例中，球形部的直径范围从1.25到1.75英寸。具有0.75英寸或更大的球形部的实施例可适用于大腿骨、膝、胫骨、踝和/或足。

应该理解在本公开的范围内预期的其它实施例在本文公开的***上的其它位置包括多轴向可调整的关节。在另一实施例中，多轴向可调整关节可位于沿着杆组件的长度的一个或多个位置，作为在杆组件的端部的多轴向可调整关节的替代或附加，例如，它们可被形成在杆组件的第一和第二杆元件之间。在另一实施例中，允许绕两个轴线旋转运动的U形关节可被形成在杆组件和夹紧组件之间。在另一实施例中，多轴向可调整关节可被形成在夹紧组件上，代替在夹紧组件和杆组件之间的连接部处。在另一实施例中，多轴向可调整的关节可被形成在骨销钉和夹紧体之间。其它实施例可混合且匹配本文公开的关节位置。

外管600和内管602可被指定为标准尺寸的薄壁铝管。它们还可由碳纤维增强聚合物或提供希望硬度和能力以与管塞联合的其它材料制造。轴609、619可以是光滑的以利于在它们之间滑动。标记646可出现在管状元件的外部以表示杆组件的长度。在一些实施例中，槽可出现在管状元件602的外部以在离散和/或预定位置抓住结合轴环624。在一些实施例中，在第一和第二管状元件之间可形成棘轮连接。

在实施例中，杆夹具组件606可被描述为拼合式轴环锁定装置。它可被结合到外管状元件600的端部且朝向该管中的短狭缝616。在图8中示出的实施例中，杆夹具组件606包括锁定轴环620、销钉622、结合轴环624、螺钉626、保持销钉628、弹簧630和保持器632。结合轴环624被接收在锁定轴环620的轴环凹部621中，且经由销钉622铰接到锁定轴环。舌625从结合轴环624突出。保持销钉628延伸穿过结合轴环624中的孔、穿过锁定轴环中的销钉孔629、穿过弹簧630，且被保持器632捕获。锁定轴环620还包括被轴环间隙662打断的圆形孔660。第一肩664和第二肩666在孔隙662的相反侧。螺钉626被接收在锁定轴环620的螺钉孔627中。外管状元件600被接收在孔660中，第二端603抵靠凸缘623被安置。

杆夹具组件606还包括突部构件670，该突部构件可移除以允许杆夹具组件606被致动而将第一和第二管状元件600、602在固定的轴向或长度关系上临时锁定。突部构件670包括一对突部延伸部672。如图10所示，结合轴环624被接收在锁定轴环620中。在解锁配置中，突部构件670被联接到杆夹具组件606，突部延伸部672在舌625的任一侧，被捕获在舌和肩664、666之间。突部构件670的存在保持轴环间隙662打开，通过防止孔660绕管状元件600、602夹紧，且将管状元件临时锁定在一起，允许管状元件600、602相对于彼此在两个方向上轴向移动。在使用中，突部构件670当从包装移除时可存在于***500上，且允许***500的长度在任一轴向方向上的伸缩调整以缩短或伸长***500。

临时或暂时锁定机构650允许管600、602向外伸缩，增大组合的长度，但是防止管皱缩，或组合长度减小，除非锁定被解除。这种类型的锁定可被描述为单向运动锁定。杆组件可被描述为当暂时锁定机构650被接合时长度稳定。临时锁定机构650允许在整个***500被锁定成刚性构造之前调整杆组件的长度。该单向锁定机构具有解锁配置和锁定配置，在解锁配置中，第二管状元件能够相对于第一管状元件自由平移来增大或减小外固定***的长度，在锁定配置中，第二管状元件能够相对于第一管状元件自由平移来增大外固定***的组合长度，但是被防止相对于第一管状元件平移来减小外固定***的长度。突部构件670的移除将单向锁定机构从解锁配置转换成锁定配置。突部构件670可被系到***500，例如经由线、系索、开口环等，从而在突部构件670与杆夹具组件606脱离之后，突部构件670不丢失。在医疗过程中，突部构件670可重复地从杆夹具组件606移除和重新***杆夹紧组件606中。

锁定机构650包括结合轴环624、锁定轴环620、保持销钉628、弹簧630和保持器632。在突部构件670被移除之后，通过弹簧630施加闭合力，该闭合力将结合轴环624推压抵靠到内管状元件602。在该状态下，张力可被施加到管状元件600和602的一个或二者以使它们同轴地平移分开以增大它们组合的长度，例如，第二夹紧组件504可被转移离开第一夹紧组件502。在元件被拉离结合轴环624且保持销钉628朝锁定轴环620前进时，将结合轴环624从与内管状元件602的接合脱离。一旦实现杆组件506的希望的长度且张力被释放，则弹簧力使得结合轴环624结合抵靠内管602，将管600、602临时锁定在一起且防止它们组合长度的任何减小。需要闭合力以保证锁定动作是自动的且没有任何间隙地发生。在本公开的上下文中，自动锁定指不需要通过使用者的任何附加动作以实现锁定的锁定；一旦拉力停止允许结合轴环624结合抵靠内管602，则杆组件506的长度被锁定，而没有任何进一步的步骤。应该理解临时锁定机构650允许两个管状元件在沿着内管状元件602的外表面上连续部分的任何位置锁定在一起。换言之，临时锁定机构650允许两个管元件在沿着内管状元件的其它表面的无穷多位置之任一位置锁定在一起。在***伸长时，结合轴环624可与锁定轴环620平行，在临时锁定期间，结合轴环624可在它结合抵靠到内管状元件时相对于锁定轴环620成角度。

在临时锁定之后，每个杆组件的进一步锁定可通过转动螺钉626实现。在螺钉626被紧固时，锁定轴环620的内径减小且挤压在杆狭缝616上，从而减小大管600的有效内径直到它挤压在小管602的外部周围。螺钉626和塞611可包括用于快速紧固的粗螺距螺纹。

锁定螺钉604还可被紧固以更永久地固定杆组件506的长度和/或增大杆组件506的刚性。锁定螺钉604和内塞611作用是去除可能存在于小管602的第一端605的外径和大管600的内径之间的任何间隙或松弛。锁定螺钉604包括螺钉头634和具有螺纹部638的轴636。内塞611包括突起642和螺纹孔644。随着螺钉604被旋转，螺钉的螺纹部638与内塞611的螺纹孔644接合，且突起642指向管中的狭缝640之一以防止在螺钉604转动时塞旋转。突起642可被称为键，狭缝640可被称为键槽。内管602的第一端605特征在于几个狭缝640，其允许在渐缩的内塞611通过螺钉604的旋转被牵拉到管中时管扩展。螺钉604可被转动直到内管状元件602充分扩展以使得内管状元件602的第一端605紧密地装配到外管状元件600内，且锁定其相对于外管状元件600的位置。螺钉头634从小管塞610突出，且因此容易接近，然而很大程度上不碍事。

应该理解本领域已知的其它锁定组件可被用于将管状部夹紧在一起且固定杆组件的长度。在实施例中，两件式压缩锁可被用于固定杆组件的长度。外管状元件可绕内管状元件旋转以围绕内管状元件压缩且锁定杆组件的长度。在另一实施例中，楔形构件可代替内塞611以使内管状元件602在外管状元件600内扩展且将管状元件锁定在一起。在另一实施例中，液压扩展可被用于在希望长度将管状元件锁定在一起。在另一实施例中，燕尾槽和突部***可被用于在希望长度将管状元件锁定在一起。在另一实施例中，球和斜坡摩擦锁可被用于将管状元件锁定在一起。

在实施例中，外固定***500可在套件700中获得，如图11所示。套件700可包括托盘702，预组装的外固定***500，多个骨销钉510、560和/或562、钻引导件704、钻套筒706和/或扳钳708。套件可被消毒地包装在可被密封的剥离包装托盘702中。

在使用方法中，套件700被打开且钻引导件704被取出。将钻引导件704定位在患者的第一骨部处，钻套筒706被***钻引导件中，且通道经由钻套筒和引导件钻出，经过相邻组织且进入骨部。钻套筒可防止在该步骤中软组织缠绕到钻和/或销钉周围。骨销钉560、562的一个或多个被经由钻出的通道***且固定在第一骨部中。在替代实施例中，销钉可被放置而不使用钻引导件和钻套筒；在一个替代中，***500可被从套件取出且定位，从而第一和第二夹紧组件502、504处于骨折、关节或其它断开部的相对侧，且销钉被穿过第一夹紧组件502放置。

***500被从套件取出且被定位使得第一夹紧组件502被放置在一个或多个骨销钉560、562上，其中每个骨销钉560和/或562接收在销钉孔542中。固定螺栓522、524被紧固以将夹紧体520固定到骨销钉。***500可通过使外管状元件600相对于内管状元件602轴向平移而被伸长或缩短。***500的长度被调整以跨越关节和/或骨折。为了调整***长度，第二夹紧组件504可被轴向地朝第一夹紧组件502牵拉或拉离第一夹紧组件以伸长或缩短组件。当实现希望的长度时，第二夹紧组件504可然后被用作用于要固定在第二骨部中的一个或多个另外的骨销钉560、562的钻引导件。另外的骨销钉可在第一骨部中的销钉的平面之外被放置在第二骨部中。在至少一个另外的骨销钉被放置在第二骨部之后，第二夹紧组件被安装在另外的骨销钉上，且第二夹紧组件504的固定螺栓522、524被紧固以将第二夹紧体520固定到第二骨部中另外的骨销钉。注意多轴向连接件允许***500充分扭转以允许夹紧组件502、504分别安装到彼此处于不同平面的第一和第二组骨销钉。突部构件670被移除。***500伸长以提供牵引，复位骨折且在第一和第二骨部之间建立正常的肢体长度，从而内管状元件602相对于外管元件600不可旋转地滑动。通过抓住且背离夹紧组件504轴向牵拉夹紧组件502，在多轴向运动范围内，***500可被大致平行于轴线541伸长。可替代地，专业人员可抓住患者的肢体，例如足部，轴向牵拉以伸长肢体和***500。当伸长停止时，***500自动以如上所述的单向方式临时锁定，结合轴环624接合抵靠内管状元件602，其中可被称为初步锁定。当夹紧组件502从牵拉的张力释放时，可发生临时锁定。在该布置中，专业人员可间歇地施加牵引力，可依赖单向锁定以在无牵引力期间保持长度稳定构造。这对专业人员有利，由于在没有损失复位的情况下可以获得休息时间。休息时间也可允许复位质量的重新评估，或它们可允许肿胀、狭窄或痉挛的肌肉或其它软组织的渐进无创伤伸展。该***有利于获得初始复位，继之改进复位的重复过程，没有与肢体上的恒定保持牵引相关的应力和疲劳。例如，复位可通过使一个骨部相对于另一骨部旋转来改进。

在希望长度处临时锁定之后，螺钉626的至少一个可被紧固以绕着杆组件将锁定轴环620锁定，其中，可被称为通过启动第二锁定机构的第二锁定。肢体或骨部可被进一步操纵以实现正确的片断对准，球部612、614可在它们相应的内夹紧表面570、580内多轴向地旋转。例如，骨部的一个或二者可被旋转，同时***500自动保持希望的长度。一旦实现了希望的骨对准，每个夹紧组件502、504上的夹紧螺栓530被紧固以将夹紧组件502、502锁定到杆组件506、508，通过夹紧表面570、580绕着球形部612、614压缩以防止进一步的多轴向运动。蝶型螺母533可被手指紧固以紧固夹紧螺栓530。此时，保持螺钉626如果松了，也可被紧固。每个杆组件506、508中的锁定螺钉604被紧固以进一步锁定伸缩内、外管状元件600、602的相对位置，其中可被称为通过启动第三锁定机构的第三锁定。在该过程中，扳钳708可被用于调整组件500的螺钉和螺栓。

当需要患者的肢体或关节的快速固定复位时，一件式组件500和杆组件506、508的单向自动锁定可以是有优势的。与在外固定过程中需要组装分离杆、夹具和其它结构的外固定***相反，***500是预组装的且包装为容易在使用者的双手中操作的一件。在安装到骨销钉之后，通过牵拉一个夹紧组件502离开另一个夹紧组件504，***500容易伸缩地伸长；当夹紧组件被释放时，自动单向锁定机构防止组件500的折叠或缩短。单向临时锁定机构保持组件500的长度，同时进行最后调整，且运用第二锁定机构。

***500在锁定机构的每一个处提供单点紧固和松开。在不解锁夹具的情况下，长度可被逐渐地锁定或解锁和调整，反之亦然。

为了容易使用，标志或标签可被设置在锁定螺钉上或其它部分上。在一个非限制性示例中，固定螺栓522、524每一个用“1”标记以表示它们应该被首先致动。同样，夹紧螺栓530可被用“2”标记，螺钉626可用“3”标记，锁定螺钉604可用“4”标记以表示致动和锁定的正常顺序。在其它实施例中，锁定可以不同顺序发生，且螺钉或部件可被对应地标注。

夹紧体520、锁定轴环622和结合轴环624可被用塑料注射模制，优选地以纤维增强的材料注射模制，以抵抗在延伸负载下蠕变。例如可使用纤维填充的PEEK(聚醚醚酮)，且可并入玻璃或碳纤维。在另一实施例中，夹紧体由机械加工的铝制成。销钉、螺栓、螺母和弹簧可由不锈钢或不锈钢合金制成，优选非磁性的。固定板526-529和结合轴环624可由不锈钢或其它金属制成，优选非磁性的。锁定轴环622和内、外管状元件602、600可由铝制成。球形部612、614可被铸造，可由铝机械加工或可由PEEK模制。内塞611可以用塑料注射模制，或在其它实施例中，可包括铝或纤维填充的PEEK。一些或所有部件可以是射线可通过的。应该理解***500可被设置为各种尺寸和/或长度，从而专业人员可选择适于患者的尺寸或需要的***。例如，较长或较短的杆组件可被用于建立具有更长或更短整体长度的***。各种直径的杆还可被利用以使外固定***适合意图的使用。应该理解在实施例中，仅一个杆组件可被包括在***中。在另一实施例中，多于两个杆组件可被包括在***中，其中适当数量的夹具用于夹紧杆组件。

另一实施例包括可被称为踝跨越***800或关节跨越***的外固定***800，尽管外固定***800还可被用于跨越骨折、截骨、骺板或骨部之间的其它中断。参考图12-18B，外固定***800包括第一夹紧组件502、第一杆组件506和第二杆组件508和夹紧子组件802。

可被称为踝夹紧子组件的夹紧子组件802可连接到第一和第二杆组件506、508且在其间延伸，且包括第一夹紧支柱组件804、第二夹紧支柱组件806、跨越构件808和销钉夹具组件810。两个跟骨销钉812、814在第一和第二夹紧支柱组件804、806之间延伸，每个跟骨销钉包括螺纹部815。第一夹紧组件502、第一杆组件506和第二杆组件508如以上参考图1-10所述，在该实施例中，杆组件可比图1-10中描绘的短。外固定***800可提供踝关节的刚性固定以使足和脚踝相对于胫骨稳定，例如在下胫骨骨折或受伤的脚踝关节的情况下。

参考图14-16，第一和第二夹紧支柱组件804、806可以是镜像或可彼此相同，除了锁定螺栓、螺钉或销钉被***的方向，因而第一夹紧支柱组件804的描述也适用于组件806。第一夹紧支柱组件804包括夹紧支柱820、第一和第二固定板822、824、间隔构件826、第一固定螺栓828、第二固定螺栓830、螺母832、固定构件834和两个定位销836。夹紧支柱820包括支柱部840、拼合式夹具部842和销钉夹具部844。从侧视图中，夹紧支柱可以是大致Y形的。支柱部840可以是直的，在剖面中是椭圆形的，尽管其它剖面形状例如圆形、方形或矩形在本发明的范围内是可以想到的。支柱部840包括固定构件孔841且可包括另外的孔以接收定位销从而使得能够连接到跨越构件808。支柱部中的孔中的至少一个可以是带螺纹的。在实施例中，固定板822、824的结构与固定板526-529相同。每个固定板822、824包括螺栓开口870和几个销钉开口872。螺栓和销钉开口870、872可以是带螺纹的或不带螺纹的。应该注意每个跟骨销钉上的螺纹部815可小于固定板上的销钉开口872中的螺纹的直径，从而允许跟骨销钉自由地经由固定板***。

夹紧支柱820的拼合式夹具部842包括彼此面对且环绕球形夹紧表面854的第一和第二夹具臂850、852，由间隙856打断。固定孔858延伸穿过拼合式夹具部842的远端，且由间隙856打断。当如在图14中可操作地组装时，杆组件506的球形部612被接收在夹具臂850、852内且由球形夹紧表面854环绕，从而球形部612捕获在夹具臂850、852内。杆组件506可被在拼合式夹具部842内多轴向地调整直到到达希望的位置。第二固定螺栓830可被致动以将第一和第二夹具臂850、852牵拉到一起，封闭间隙856且锁定杆组件506相对于夹紧支柱820的位置。

销钉夹具部844包括具有第一凹部862的第一支撑臂860，该第一支撑臂与具有第二凹部866的第二支撑臂864相反，每个凹部形状加工成接收固定板822、824。支撑臂860、864通过臂间隙868分离。当如在图14中操作地组装时，第一固定板822被接收在第一凹部862中，第二固定板824被接收在第二凹部866中，间隔构件826在支撑臂860、864之间被接收在臂间隙868中。第一固定螺栓828延伸穿过第一固定板822的螺栓开口870，穿过间隔构件826，进入第二固定板824中的螺栓开口870。跟骨销钉812、814横向延伸穿过固定板中的销钉开口872，穿过支撑臂860、864且穿过臂间隙868。当固定螺栓828被紧固时，固定螺栓828上的螺纹可与第二固定板824上的螺栓开口870中的螺纹接合，从而紧固螺栓将第一和第二固定板朝彼此牵拉，且固定板822、824的一个或二者可变形。销钉开口872摩擦结合抵靠跟骨销钉812、814，防止它们相对于夹紧支柱组件804进一步轴向平移。应该理解在其它实施例中，可使用本领域中已知的销钉捕获或固定方法。

参考图17A-17C，跨越构件808包括通过跨越部884桥接的第一和第二联结部880、882。在示出的实施例中，跨越部884被弯曲以配合在患者的附肢上。跨越构件808的尺寸、形状和曲率可被改变以适应患者尺寸或附肢构造的变化，在一些实施例中，跨越构件可以是直的。每个联结部包括第一孔886和一个或多个第二孔890。在构件880的外侧，凹部888包围第一孔886。如在图14和16中看到的，跨越构件808可***作地联结到每个夹紧支柱组件804、806。定位销836被接收在夹紧支柱820上的开口中且在跨越构件中的第二孔890中。固定构件834延伸穿过第一孔886且进入夹紧支柱820上的孔841以将跨越构件808固定到夹紧支柱820。固定构件834的头部被接收在凹部888中以对组件提供下轮廓。

应该理解夹紧支柱组件804、806和跨越构件808的构造中可发生变化。例如，在另一实施例中，支柱部可比描绘的短，联结部880、882可朝支柱部延伸。在另一实施例中，可不存在分离的跨越构件，代替地，跨越构件可一体形成有夹紧支柱组件以在它们之间桥接。在另一实施例中，可不存在跨越构件，跟骨销钉可形成夹紧支柱组件之间的连接。

参考图18A和18B，销钉夹具组件810包括具有销钉夹具部902和跨越构件夹具部904的夹紧体900。夹具部902、904可相对于彼此成角度。销钉夹具部902包括第一和第二球形开口906、908。狭缝910与两个球形开***叉。第一拼合球912被接收在第一球形开口906中，第二拼合球914被接收在第二球形开口908中。第一固定销钉916被接收穿过第一拼合球912，第二固定销钉918被接收在第二拼合球914中。拼合球在球形开口内可多轴向地调整，允许固定销钉的轨迹被调整以与目标骨部例如跖骨或其它结构连接。第一螺栓开口920延伸穿过横过球形开口的销钉夹具部902，接收第一夹紧螺栓922。当夹紧螺栓922被紧固时，狭缝910的宽度减小且球形开口906、908被绕球形构件912、914压缩，从而锁定球形构件和捕获的销钉916、918的位置。

跨越构件夹具部904包括由构件夹紧表面930包围的构件开口928。构件开口928和夹紧表面930二者由构件夹紧间隙932打断。第二螺栓开口934延伸穿过夹紧部904，第二夹紧螺栓936延伸穿过螺栓开口934，桥接间隙932。当如图12中操作地组装时，例如，跨越构件808被接收在构件开口928中，且销钉夹具组件810可被沿跨越构件808平移直到到达希望的或目标位置。第二夹紧螺栓936被致动以封闭间隙932且绕着跨越构件808压缩夹紧表面930，防止销钉夹具组件810相对于跨越构件808的任何进一步平移。

在实施例中，外固定***800可在套件中获得。该套件可包括托盘、预组装的外固定***800、多个骨销钉560、562、916、918、跟骨销钉812、814、钻引导件704、钻套筒706、和/或扳钳708。套件可被消毒包装在托盘中。

在使用***800以稳定踝关节的方法中，可以存在以下步骤之一或多个。打开托盘，从托盘中取出***800。参考图12，第一骨销钉560被设置在胫骨中。具有夹紧组件502的预组装的***800设置在第一骨销钉560之上，销钉560延伸穿过夹紧体520中的销钉开口542。跨越构件808被搁置在足上，第一和第二夹紧支柱组件804、806沿着足的任一侧在大致对准的位置。使用夹紧组件502作为引导件，第二胫骨销钉延伸穿过夹紧体520中的另一销钉开口542且进入胫骨。夹紧组件502通过紧固固定螺栓522、524被锁定到骨销钉560、562。第一和第二夹紧支柱组件804、806对准跟骨，第一或第二跟骨销钉812、814之一被驱动穿过第一和第二夹紧支柱组件804、806以及骨。杆组件506、508的多轴向对准被相对于夹紧组件502、804、806调整。通过紧固夹紧组件502中的夹紧螺栓530和通过紧固夹紧支柱组件804、806中的固定螺栓830，多轴向夹具临时锁定。销钉夹具组件810沿跨越构件808滑动直到它提供到大脚趾跖骨的适当接近角度。销钉夹具组件810在跨越构件上的位置通过紧固跨越构件夹具部904中的夹紧螺栓936而锁定。跖骨销钉916、918中的一个或二者被设置穿过多轴向拼合球912、914且进入跖骨。通过紧固夹紧螺栓922，销钉916、918被锁定到销钉夹具部902。

第一和第二跟骨销钉812、814的另一个经由第一和第二夹紧支柱组件804、806以及骨***。通过将固定螺栓828紧固以将销钉摩擦锁定到夹紧支柱820，跟骨销钉812、814被锁定到第一和第二夹紧支柱组件804、806中。突部构件670被从杆组件506、508移除。如果需要，肢体被设置成牵引以重建适当的肢体长度。当牵引被释放时，如前所述，杆组件的单向临时锁定将保持建立的长度。结合轴环624接合抵靠内管602以防止伸缩折叠或减小杆组件的长度。肢***置可被按需要调整，可包括松开多轴向夹紧螺栓530、830、调整杆组件的相对位置和重新紧固多轴向夹紧螺栓530、830。锁定轴环620上的螺钉626被紧固以防止内、外管602、600相对于彼此的轴向平移。锁定螺钉604被紧固以使每个内管状元件602扩展且锁定其相对于外管状元件600的位置。

参考图19和20，外固定***1000是包括可以跨越膝关节的***500和可跨越踝关节的***800的两级***。两个***500、800被安装在可被安装在胫骨中的一组共用骨销钉560、562上。***1000可提供膝和踝关节的刚性固定。如图19和20所示，***500和800可被竖向堆叠在一组销钉上而没有进一步的变型。在另一实施例中，夹紧体520可被变型以允许***500和800相对于彼此水平安装，例如沿着第二轴线535彼此邻近。

在使用外固定***1000的方法中，骨销钉560被安装在胫骨中。外固定***800被安装在骨销钉560上，如前所述，通过杆组件的单向临时锁定的步骤。在外固定***800被安装且被临时锁定之后，外固定***500被安装在骨销钉560、562上，如以前关于***500描述的一样，杆组件被临时锁定。在***500、800被临时锁定之后，对于这两个***的最后肢体调整和锁定步骤可被按需要反复进行。应该理解，只要需要，另外的***500和/或800可被顺序安装以延长固定区域。

另一实施例包括可被称为腕部跨越***1100或关节跨越***的外固定***1100，然而外固定***1100可也被用于跨越骨折、截骨、骺板或骨部之间的其它中断。参考图21-27，外固定***1100包括第一夹紧组件1102、第二夹紧组件1104和第一杆组件506。杆组件506在夹紧组件1102、1104之间延伸且将其连接成单一***1100。杆组件506的长度和/或尺寸可被加工为用于腕部的适当尺寸。夹紧组件可被称为支撑元件或构件，这是由于它们支撑杆组件。第一和第二夹紧组件可以是镜像或可以彼此相同。如上所述，在***中使用相同的组件可使得与每个分离部件或组件是独特的***相比整个***更便宜和/或快速地生产。

在使用中，***1100可被以一件形式作为单元固定到患者。第一夹紧组件1102可通过一个或多个固定销钉510固定到第一骨部。骨螺钉、骨销钉、金属丝和/或其它紧固件可被用于代替固定销钉510或与之组合。第二夹紧组件1104可通过另外的固定销钉510被固定到第二骨部。在夹紧组件之间延伸的杆组件506可跨越第一和第二骨部之间的关节或骨折。在夹紧组件1102、1104被固定到骨部之后，杆组件506可被伸长或缩短到希望长度且临时锁定以稳定关节或骨折。临时锁定之后，组件的多轴向连接可被调整，然后更永久地锁定。

参考图22-26，夹紧组件1102被更详细地示出。夹紧组件1104可以是夹紧组件1102的镜像或可与夹紧组件1102相同，且将不更详细地描述；夹紧组件1102的描述也适用于夹紧组件1104。夹紧组件1102包括被形成为单件的夹紧体1120。夹紧组件1102还包括第一固定螺栓1122、第一和第二固定板1126、1127、夹紧螺栓1130、第一螺母1132和第二螺母1133。固定板可被称为锁定板。杆组件506经由形成为夹紧体1120的部分的夹具1134多轴向可调地连接到夹紧组件1102。两个骨销钉560、562延伸穿过夹紧体1120以将夹紧组件1102固定到骨部。在另一实施例中，在每个夹紧组件中使用仅一个骨销钉。

参考图21-26，夹紧体1120可以是T形的，且包括上或第一表面1122和与第一表面相反的下或第二表面1114。夹紧体1120还包括沿与第一夹具1134垂直的第一轴线1141延伸的第一臂1138和第二臂1140，该第一夹具沿第二轴线1135延伸。当***1100处于中立或正交布置时，第一轴线1141可平行于杆组件506的纵向长度。螺栓开口1144在与以下描述的销钉开口1142、1152相同的方向上延伸穿过夹紧体1120。在示出的示例中，螺栓和销钉开口在与第一轴线1141和第二轴线1135垂直的方向上延伸。第一狭缝1148凹入到第一表面1112中，第二狭缝1150凹入到第二表面1114中，与第一狭缝相反。第一和第二狭缝是细长的，占据第一和第二臂1138、1140的主要长度，且各狭缝与第一轴线1141平行。多个销钉开口或孔1142在第一和第二狭缝1148、1150之间延伸穿过各臂，每个销钉孔尺寸加工成接收骨销钉510。第一固定板1126被收容在第一狭缝1148中，第二固定板1127被收容在第二狭缝1150中。每个固定板1126、1127包括至少一个板销钉开口1152和带螺纹的板螺栓开口1154或不带螺纹的板螺栓开口1155之一。每个固定板1126、1127是细长的，具有第一延伸部1156和第二延伸部1158。

骨销钉560、562被接收在夹紧体1120的销钉开口1142中。每个骨销钉可穿过固定板中的板销钉开口1152、穿过第一狭缝1148、穿过销钉孔1142、穿过第二狭缝1150、且从另一固定板中的板销钉开口1152穿出。用于销钉的开口可以是无螺纹和/或光滑的以允许销钉560、562相对于臂1138、1140初始地可轴向平移。该平移允许***1100相对于患者肢体的高度的调整性，这在肢体上存在组织肿胀、开放创伤和/或皮肤磨损的情况下是有优势的。应该理解骨销钉可被设置在销钉开口1142的一个或任何组合中。

参考图25，第一固定螺栓1122穿过第一固定板1126中的不带螺纹的螺栓开口1155进入第一狭缝1148、穿过螺栓开口1144且经由第二狭缝1150和第二固定板1127中的带螺纹的板螺栓开口1154穿出。在螺栓1122的螺纹与带螺纹的板螺栓开口1154接合时，抵抗承载在狭缝1148、1150中的第一和第二延伸部1156、1157的阻力，第二固定板1127的中央部被朝第一固定板1126的中央部牵拉，从而引起固定板1127、1126的一个或两者弹性或塑性变形。作为弹性或塑性变形的结果，板销钉开口1152摩擦地结合抵靠销钉562，防止销钉562相对于夹紧体1120进一步轴向平移。在板1126、1128变形时，它们可弯曲且长度减小，推压销钉562抵靠销钉孔1142的侧壁。该力产生相对于销钉562的第二锁定动作。应该理解在其它实施例中，可以使用本领域中已知的其它销钉捕获或固定方法。

返回到图23-24和26，夹具1134被加工成保持或夹紧杆组件506的形状，同时允许杆组件伸缩移动以伸长或缩短杆组件。夹具1134在示出的实施例中具有球形的内夹紧表面1170，在其它实施例中，夹紧表面可是部分球形的、圆锥的、圆柱的、平坦的、多边形的或其它形状。内夹紧表面1170被由相对的第一和第二夹具表面1174、1176作为边界的夹具间隙1172打断。在示出的示例中内夹紧表面1170是光滑的，而在替代实施例中，该表面可以是起皱或粗糙的。孔1190延伸穿过夹具1134，与第二轴线1135平行，与夹具间隙1172交叉。孔1190包括处于一端的第一凹部1192和处于另一端的第二凹部1194。一个或多个腔室1196在销钉开口1142之间延伸到夹紧体1120中，且可对夹紧体提供重量减小。夹紧螺栓1130延伸穿过孔1190且与螺母1132接合。在夹紧螺栓1130与螺母1132接合时，螺母1132被捕获在第二凹部1194中。进一步致动螺栓1130将螺母1132朝螺栓头牵拉，与凹部1194接合且闭合间隙1172。可以是蝶形螺母的螺母1133还可被致动以紧固螺栓1130。如在图21中看到的，当杆组件506如示出的被与夹紧组件1102、1104组装在一起且螺栓1130如所述的被紧固时，杆组件被夹持在夹具1134中且防止相对于夹紧体1120进行任何运动，例如轴向、旋转或多轴向移动。

在实施例中，外固定***1100可在套件中获得，与图11中示出的类似。用于外固定***1100的套件可包括托盘、预组装的外固定***1100、多个骨销钉560、562、钻引导件704、钻套筒706和/或扳钳708。套件可被清毒包装在可被密封的剥离包装托盘中。

使用外固定***1100的方法可与上面对于外固定***500描述的类似或相同。

本文公开的***可提供优于本领域已知的外固定***的优势。例如，提供作为解剖专用的预组装的***例如500、800或1100，与提供为松散部件的综合套件的***相比，能够减少执行外固定过程所需的部件或用品的数量。而且，具有预组装的***可最小化在外固定过程以及***的紧固和调整过程中预料之外的分解。预组装的***可因此为专业人员提供低压力使用者体验，例如，通过消除繁琐手术组装或预料之外的分解。本文公开的预组装***的使用还减少或消除对于本领域中已知的其它***而言将固定***组装在背板上所占用的操作空间或处置时间。单向锁定机构可在***的紧固和调整期间保持肢体长度，而不需要总是通过外科医生撑开牵引。单向锁定机构有助于容易地获得骨折复位，临时锁定是牢固的足以在***被临时锁定的同时允许复位容易调整。可移除突部构件670提供解锁配置和锁定配置之间的快速转换，允许快速和有效的撑开牵引和复位。本文描述的***可通过一个或两个专业人员应用于患者，可减少所需的专业人员的数量和整个过程成本。

除了本文示出的跨越膝、踝和/或腕关节的实施例之外，应该理解本文教导的原理可被应用于其它关节的外固定器和固定方法，包括但不限于肘、腕、腕骨、跗骨、趾骨、臀部、骶骨、肩、头盖骨和/或椎间关节。本文公开的技术还可被应用于骨折而非关节的外固定器和固定方法。

本文公开的设备可由低成本材料制造，诸如铝和/或塑料，使用低成本制造技术例如车床和磨机。在一些实施例中，***可不昂贵，以便单次使用可丢弃。在该情况下，对设备的拥有者没有重新处理或重新库存的费用。

应该理解，本***、套件、设备和方法不意图限制于公开的特定形式。而是，它们覆盖落在权利要求的范围内的所有变型、等价物和替代。

权利要求不解释为包括装置加功能或步骤加功能限制，除非在给定权利要求中分别使用短语“装置用于”或“步骤用于”明确地叙述了这种限制。

术语“联结”被限定为连接，但是不必需是直接连接，也不必需是机械连接。

当在权利要求和/或说明书中用于与术语“包括”结合时没有数量词修饰的词语可意味着“一个”，但是也与“一个或多个”或“至少一个”意思相符。总体上，术语“大约”意味着陈述的值加或减5％。在权利要求中术语“或”的使用被用于表示“和/或”，除非明确指示仅指代替代物或替代物相互排斥，尽管本文支持指仅替代物和“和/或”的定义。

术语“包括”(和包括的任何形式，例如“包括”和“包括了”)、“具有”(具有的任何形式，例如“具有”和“具有了”)、“包含”(包含的任何形式，例如“包含”和“包含了”)和“含有”(含有的任何形式，例如“含有”和“含有了”)是开放式连接动词。结果，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个步骤或元件的方法或装置，拥有一个或多个步骤或元件，但不限于拥有仅一个或多个元件。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个特征的方法步骤或装置元件，拥一个或多个特征，但不限于拥有仅一个或多个特征。此外，被以特定方式构造的装置或结构被至少以这种方式构造，但也可以用未列出的方式构造。

在不脱离其精神或实质特征的情况下，本发明可被体现为其它特定形式。应该理解上述示例的各种特征可被混合和匹配以形成各种其它替代。例如，描述用于一个***的夹紧体或组件可由另一***使用。来自一个示例的设备的特征可被应用于来自另一示例的设备。如此，描述的实施例在所有方面被认为仅作为说明性而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不由前述描述限定。进入权利要求的等价物的含义和范围内的所有改变包含于它们的范围内。

Claims

1.一种外固定***，所述***包括：

第一夹紧组件；

第二夹紧组件；

第一杆组件，所述第一杆组件固定到所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件且在其间延伸，所述第一杆组件包括第一管状元件和接收在所述第一管状元件中的第二管状元件；和

单向锁定机构，所述单向锁定机构限制所述第一管状元件和所述第二管状元件之间的轴向平移，所述单向锁定机构具有解锁配置和锁定配置；

其中，所述外固定***具有在所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件之间测量的长度；

其中，当所述单向锁定机构处于所述解锁配置中时，所述第二管状元件能够相对于所述第一管状元件自由平移来增大或减小所述外固定***的长度；和

其中，当所述单向锁定机构处于所述锁定配置中时，所述第二管状元件能够相对于所述第一管状元件自由平移来增大所述外固定***的组合长度，但是被防止相对于所述第一管状元件平移来减小所述外固定***的长度。

2.根据权利要求1所述的外固定***，包括固定到所述第一夹紧组件和所述第二夹紧组件且在其间延伸的第二杆组件，其中，所述第一夹紧组件与所述第二夹紧组件相同，并且所述第一杆组件与所述第二杆组件相同。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的外固定***，其中，所述第二管状元件能够在第一方向上轴向平移以增大所述外固定***的长度和在与所述第一方向相反的第二方向上轴向平移以减小所述外固定***的长度。

4.根据权利要求1所述的外固定***，其中，在所述锁定配置中，所述单向锁定机构与所述第一杆组件接合以防止所述外固定***的长度减小。

5.根据权利要求3所述的外固定***，其中，所述单向锁定机构包括环绕所述第二管状元件的轴环，其中，在所述锁定配置中，所述轴环结合抵靠所述第二管状元件以防止所述第二管状元件在所述第二方向上平移。

6.根据权利要求1所述的外固定***，其中，所述单向锁定机构是第一锁定机构，所述***包括进一步防止所述第二管状元件相对于所述第一管状元件的任何运动的第二锁定机构。

7.根据权利要求6所述的外固定***，其中，所述第一杆组件包括所述第二锁定机构，所述第二锁定机构包括环绕所述第一管状元件的夹具，其中所述夹具能够围绕所述第一管状元件压缩以绕着所述第二管状元件压缩所述第一管状元件，从而防止所述第二管状元件相对于所述第一管状元件的任何运动。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的外固定***，包括第三锁定机构，所述第三锁定机构接合所述第一和第二管状元件。

9.根据权利要求8所述的外固定***，其中，所述第三锁定机构包括接收在所述第二管状元件中的塞，其中在所述第二管状元件内牵拉所述塞使所述第二管状元件的一部分扩展以紧密地配合在所述第一管状元件内。

10.根据权利要求1所述的外固定***，其中，所述第一夹紧组件包括球形夹紧表面，所述第一杆组件包括球形部，所述球形部接收在所述球形夹紧表面内以在所述第一夹紧组件和所述第一杆组件之间形成多轴向关节。

11.根据权利要求10所述的外固定***，其中，所述第一夹紧组件包括锁定螺钉，其中紧固所述锁定螺钉将所述球形夹紧表面绕所述球形部压缩以锁定所述第一杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置。

12.根据权利要求11所述的外固定***，包括第二杆组件，所述第二杆组件包括第二球形部，其中所述第一夹紧组件包括第二球形夹紧表面，所述第二球形部接收在所述第二球形夹紧表面内以在所述第一夹紧组件和所述第二杆组件之间形成多轴向关节，其中紧固所述锁定螺钉同时锁定所述第一和第二杆组件相对于所述第一夹紧组件的位置。

13.根据权利要求1所述的外固定***，包括第一骨销钉，其中所述第一夹紧组件收容第一固定板和第二固定板，所述第一骨销钉穿过所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一和第二固定板可变形以结合抵靠所述第一骨销钉且固定所述第一骨销钉相对于所述第一夹紧组件的位置。

14.根据权利要求1所述的外固定***，包括可移除突部，所述突部联接到所述单向锁定机构，其中，所述可移除突部将所述单向锁定机构保持在所述解锁配置中，其中所述突部从所述单向锁定机构的移除将所述单向锁定机构转换到所述锁定配置。