JP4068458B2 - ロッドと球対称形のネジ頭とを固定するための装置 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、ロッドとこれに近接した球対称形のネジ頭とを連結するための固定装置に関する。
【0002】
特に適用される分野としては、脊柱手術の分野、より詳細には、外傷又は変性病に関連する問題が軽減されるよう脊柱を安定化させる分野が考えられる。
【0003】
柄状ネジ、および、柄状ネジの頭を連結する連結ロッドを含む安定化装置は、よく知られている技術である。この安定化装置における柄状ネジは一般に連結ロッドを収容可能なU型の頭を有し、このネジ頭の内壁には当該ネジと同軸のネジ山が設けられており、このネジ山に連結ロッドがねじ込まれることで、固定されるようになっている。したがって、連結ロッドが柄状ネジに直接締め付けられてネジ頭の下部と共働して万力を形成することにより、連結ロッドと柄状ネジとが固定される。
【0004】
しかしながら、ネジ頭とこれを通る連結ロッドとの間の固定力は、固定された部にかけられる締め付け力により決定される。つまり、この固定力は作業者の物理的な力に直接的に関係し、これは個人によって様々に変化し得るものである。
【0005】
さらに、このような安定化装置において、柄状ネジと連結ロッドとは互いに連結されるが、これらの相対的な位置関係は、ネジ頭の形状により決定される。
【0006】
この問題を軽減するため、U型のネジ頭の外面を球対称形とし、当該ネジ頭内にネジ山付連結ロッドを挿入して2つのナットをネジ頭の両側にねじ付けることにより万力を形成して、柄状ネジと連結ロッドとを定位置に保持するという方法が取られている。ネジ頭が球対称形であるので連結ロッドの柄状ネジに対する方向を様々に変更可能であるが、ロッドのネジに対する相対位置は、ネジ本体を含んだU型のネジ頭の2つの分岐部間の対称面内に限定される。
【0007】
また、万力を形成する2つのナットがネジ頭に直接締め付けられることから、固定力においても不利であるといえる。
【0008】
本発明の目的は、固定力を向上させることのできる固定装置を提供することで、上記問題を軽減することである。
【0009】
上記目的は、第1の表面およびこれと反対側の第2の表面を有し、第1の表面の第1端がネジ頭の第1の半球部の一部に押圧され且つ第2の表面の中央部がロッドの第1の部分の一部に支持されるようになっている第1の縦部材と、第1の縦部材と共働可能であって、その第1端が第1の縦部材の第1の表面の第1端の一部と対向すると共にネジ頭における第1の半球部とは反対側の第2の半球部の一部に押圧され且つその中央部がロッドにおける第1部分とは反対側の第2の部分の一部に支持されるようになっている第2の縦部材と、第1および第2の縦部材の第2端を互いに対向させるよう保持することができると共に、第2の縦部材を第1の縦部材に対してロッドを軸中心として揺動させてこれらを互いに向かって移動させることにより、第1の表面の第1端と第2の縦部材の第1端との間でネジ頭を挟持し且つ第2の縦部材の中央部と第1の縦部材の第2の表面の中央部との間でロッドを挟持することができる第1の可調固定手段とを備えている固定装置により達成されるものであり、この固定装置でロッドとネジ頭とを互いに定位置に保持されるよう連結することができる。
【0010】
つまり、本発明に係る固定装置の1つの特徴は、第1および第2の縦部材をロッドを軸中心として互いに揺動させ、2つの縦部材それぞれの第1端が球対称のネジ頭を固定可能な第1の固定部、そしてそれぞれの中央部がロッドを同時に固定可能な第2の固定部を形成するようにして、ネジ頭とロッドとを移動不可能に固定する、という方法にある。2つの縦部材は、それぞれの第2端を互いに向かって強制的に移動させることが可能な第1の可調固定手段によって、ロッドを軸中心として揺動する。このように、それぞれの第2端を互いに向かって移動させるために付加された力に基づいて、てこの作用により、2つの縦部材それぞれの第1端に万力が形成されると共に、ロッドを直接締め付け固定する場合の固定力よりもさらに大きな力で、ネジ頭とロッドと同時に固定することができる。
【0011】
また、ロッドが球対称形のネジ頭の近くで挟持されることから、ネジ頭にはロッドを挿入するための切り欠きを形成する必要がない。これにより、ロッドの柄状ネジに対する相対位置がたった1つの面に限定されることのない、真のボール‐ソケット継手が形成されることになる。
【0012】
好適な実施の形態では、第1の表面の第1端に、第1の縦部材の第2の表面の第1端に開口した穴を奥側に含む、球状ソケットが形成されており、球状ソケットが、ネジ頭に押圧されるようになっている。この構成によると、第1の表面の第1端がネジ頭の表面に完全に係合することになるので、ネジ頭を第1端で完全にロックすることができる。さらに、球状ソケットの奥側の一部に形成された穴は、柄状ネジのねじ込み用に設けられた六角ハウジングを有する、ネジ頭上部への通路を提供することになる。
【0013】
好ましくは、第2の表面の中央部は、ロッドの第1の部分の一部を支持可能な第1のハウジングを含む。これにより、ロッドの第1の縦部材の方向における平行移動が防止され、ロッドのネジ頭に対する固定度が向上する。
【0014】
ある特定の好適な実施形態では、第2の縦部材が、第1の縦部材の第2の表面と対向する位置にある第1の部分と、第2の縦部材の第1端を形成する湾曲した第2の部分とを有する。この構成によると、第2の縦部材は、ロッドを支持すると共に、第1の縦部材と接触ながら、ロッドを軸中心として揺動可能である。つまり、第1の縦部材がネジ頭の第1の半球部に押圧されるとき、第2の縦部材における湾曲部はネジ頭の第2の半球部に押圧されてこれを固定するようになっている。
【0015】
好ましくは、第2の縦部材の第1端が、ネジ頭における第2の半球部の一部に押圧されるようになっている切形の球状ソケット部を有する。この構成によると、第2の縦部材における第1端の形状がネジ頭の表面と完全に一致することになり、固定度が向上する。
【0016】
また、第2の縦部材における第1の縦部材の第2の表面と対向する第1の部分が、上述の穴と対向するように第1の縦部材の第2の表面の第1端に対して開口した穴を有し、固定装置を取り付けるとき、この穴を介してネジ頭に達することができるのが好ましい。
【0017】
ある特定の好適な実施形態では、第2の縦部材の中央部が、ロッドを収容可能で且つ第1のハウジングと対向配置された第2のハウジングを含む。この構成によると、ロッドは、第2の縦部材と平行な方向に関しても移動不可能となる。したがって、2つの縦部材の間においてロッドを確実に固定することができる。
【0018】
好ましくは、第1の可調固定手段が、第1および第2の縦部材の第2端を貫通可能であって、その頭が第2の縦部材の第2端に押圧されると共にその本体が第1の縦部材の第2端に形成された内ネジ山内にねじ込まれるネジを含む。この構成によると、当該ネジをねじ込むことにより、第1および第2の縦部材それぞれの第2端が互いに向き合う方向に移動し、これらが互いに保持されるようになる。このとき、第1および第2の縦部材の中央部それぞれは揺動軸となるロッドの第1の部分とこれと対向する第2の部分とを支持し、第1および第2の縦部材によってネジ頭が挟持されて、これら組立品が移動不可能になる。
【0019】
第1の特定の実施形態において、本発明は、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状頭を有する2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に平行に配置された状態で、ネジの頭に取り付けられた、本発明に係る2つの固定装置と、脊柱の軸に実質的に垂直に配置され、固定装置を互いに連結可能な横断ロッドと、脊柱の軸に実質的に平行に配置された縦断ロッドに横断ロッドを連結可能な連結装置とを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0020】
上記第1の特定の実施形態における脊柱安定化システムによると、脊柱の一部である椎骨が、この本来の機能を有する解剖的部分が欠損しているときに、互いに保持されることになる。このために、椎骨内に固定された2つの柄状ネジのそれぞれに取り付けられた本発明に係る固定装置を、横木を形成する横断ロッドにより、椎骨上で互いに連結し、さらに、この横木を縦断ロッドで互いに連結するという、2つの略垂直なロッドを互いに固定する連結装置が用いられているのである。
【0021】
第2の特定の実施形態において、本発明は、隣接する2つの椎骨の茎部内にねじ込むのに適した球状のネジ頭を有する2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に垂直に配置された状態で、ネジ頭に固定された、本発明に係る2つの固定装置と、脊柱の軸に実質的に平行に配置され、固定装置を連結可能な縦断ロッドとを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0022】
上記構成によると、本発明に係る固定装置の2つが、2つの連続した椎骨のそれぞれに、脊柱の同一面において固定された2つの柄状ネジに取り付けられており、2つの連続した脊椎における2つの対向する茎部が定位置に保持されるように、縦断ロッドにより互いに連結される。なお、脊柱をバランスよく補強するためには、上記と同様のシステムが脊柱のもう一方の面に取り付けられる。
【0023】
第3の特定の実施形態において、本発明は、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材における第2端が互いに対向配置された状態で、ネジの頭に取り付けられた、本発明に係る2つの固定装置と、2つの固定装置の第2端に固定され、2つの固定装置を互いに連結可能な横断連結部とを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0024】
前述した第2の特定の実施形態では、本発明に係る固定装置は脊柱の軸に平行に配置された縦断ロッドによって隣接する柄状ネジを連結するようになっている。しかし、上記第3の特定の実施形態によると、固定装置は、横断連結部によって、脊柱の一方から他方へと横方向に互いに連結される。
【0025】
本発明における第4の特定の実施形態において、固定装置は、第2の縦部材に固定され且つその第1端と中央部との間に配置されており、第1の縦部材の第2の表面の第1端に支持されるようになっていると共に、ネジ頭が塞がれるよう、第2の縦部材の第1端と第1の縦部材の第1の表面の第1端の一部とを互いに向かって移動させることができる第2の可調固定手段をさらに備えており、第1および第2の縦部材が、第2端が互いに離隔されたポジションと第2端が互いに近接したポジションとの間において、球対称形のネジ頭を軸中心として互いに相対的に揺動可能である。
【0026】
上記構成によると、球対称形のネジ頭の固定度を向上するという効果に加え、第1の可調固定手段を用いて第1および第2の縦部材それぞれにおける第2端を連結させることなく、第1および第2の縦部材それぞれにおける第1端を互いに離脱可能に固定することができる。したがって、第1および第2の縦部材を互いに固定する前に球対称形のネジ頭に予め取り付けておいて、第1の可調固定手段を用いて、第1および第2の縦部材それぞれの第2端を互いに向けて移動させることで、ロッドの2つの縦部材に対する位置を調整することができる。
【0027】
好ましくは、第2の可調固定手段は、第1の穴の壁内に形成された内ネジ山と共働可能であって、第1の縦部材の第2の表面の第1端に支持されるようになっているネジ山部材から構成されている。この構成によると、ネジ山部材は、その回転に伴って、第1の縦部材における第2の表面の第1端に向かう方向、又はその逆方向に、平行移動することになる。
【0028】
好ましくは、第2の縦部材の第2端が第1端とは反対方向に開口したU型の凹部を有し、ネジが、ねじ込まれていないときは頭が第1端から離隔され且つねじ込まれたときは頭が第1端に近接するように第1の縦部材の第2端を斜めに貫通し、頭がU型の凹部の周縁に支持され凹部内に係合するようになっている。
【0029】
上記構成によると、当該ネジが第2の縦部材の第1端から離隔した外れ位置にある状態で、第2の可調固定手段を操作すると、第2の縦部材は、第1および第2の縦部材それぞれの第2端を互いに離隔するよう移動させつつ、当該ネジの頭を軸中心として揺動可能になる。したがって、後により詳細に説明するように、固定装置の取り付け前に予め上記ネジを挿入しておき、その後にこれを締め付けてロッドを固定することができる。
【0030】
特に好ましくは、第1の縦部材が、第1の縦部材における中央部と第2端との間に配置され、第1及び第2の表面のそれぞれに開口し、第1の表面が壁部に支持された状態で当該壁部に関して第1の縦部材を定位置にて保持するためのもので且つ第2の表面に押圧される頭を有するネジを収容可能な、第2の穴をさらに含む。本発明に係る第4の実施形態において、上記のような特徴を有することにより、固定装置が椎骨本体の側壁に取り付け可能とされている。
【0031】
本発明に係る第4の実施形態において、本発明に係る2つの固定装置と、隣接する2つの椎骨の各椎骨の本体の後方側壁内にそれぞれねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する2つの後方ネジとを含み、第1の縦部材が互いにおよび椎骨の正中面に実質的に平行であり且つ第2の穴を貫通する前方ネジにより椎骨の側壁に支持され、第1の表面の第1の端部が個々に球状のネジ頭に支持され、2つの固定装置が第1および第2の縦部材の各中間部に固定された単一のロッドによって互いに関して定位置に保持されている、脊柱安定化システムであるのが好ましい。この構成によると、2つの椎骨を互いに相対的に保持可能であり、特に、この組立品を椎間板の一部として適用可能となる。
【0032】
本発明における他の特徴や効果は、添付図面を参酌しつつ非制限の実施例として挙げられる本発明に係る実施形態に関する以下の説明によって、より明確となるであろう。
【0033】
先ず、図1を参照しつつ、本発明に係る固定装置およびこの固定装置がどのように動作するかについて説明する。
【0034】
本発明に係る固定装置は、球対称形のネジ頭10とロッド12とを、これらが互いに近接する、一定の相対位置にて保持する。固定装置は、第1の縦部材14およびこれと対向する第2の縦部材15を含む。第1の縦部材14は第1の(下側の)表面16を有し、この第1端18にネジ頭10が支持される。第1の縦部材14はまた第2の(上側の)表面20を有し、この中央部22にロッド12が支持される。第1の縦部材14は、その第2端24に、ネジ28をねじ込み可能なネジ山26を有する。
【0035】
第1の表面16の第1端18には、ネジ頭の第1の半球部29の一部が押圧される、球状ソケットが形成されている。これは、固定装置とネジ頭との関節結合を構成するものである。この関節結合は、後に詳述するように、固定装置の取り付けの際に効果的である。
【0036】
第1端18に形成された球状ソケットの奥側には、さらに、第1の縦部材14を貫通する穴30が設けられており、ネジ頭10の端部を露出する球状リングが形成されている。ネジ頭10の端部には、椎骨内に柄状ネジをねじ込むための、軸方向が六角形の六角ハウジング32が形成されている。
【0037】
第1の縦部材14の中央部22には、略半球状のハウジングが形成されており、この中にロッド12が支持される。このハウジングは、固定装置の取り付けの際、固定装置内にロッド12をガイドすると共に、ロッドと当該固定装置との間の固定度を向上させるものである。
【0038】
このハウジングの寸法、特に第2の表面20からの深さは、ロッド12の寸法より小さく、ロッド12の一部34が第2の表面から突出するようになっている。したがって、第2の縦部材15における第2の表面に対向する部分がロッド12の一部34に押圧され、この部分34が第2の縦部材15における揺動の軸中心となる。
【0039】
第2の縦部材15は、第1の縦部材14の第2の表面20に向けて押圧されており、湾曲した第1端35、中央部36、および、第2端37を有する。湾曲した第1端35は、第1の表面16の第1端18の一部と対向すると共に、ネジ頭10における第1の半球部29とは反対側の第2の半球部38の一部に押圧されている。つまり、球対称形のネジ頭10は固定装置に対するボール‐ソケット継手を構成し、固定装置における第1および第2の縦部材は少なくとも4つの支持点を有する。そのうちの3つは一直線上に配置されずに第1の半球部29に押圧される点であり、残りの4番目の支持点は第1の半球部とは反対側の第2の半球部38に押圧される点である。
【0040】
なお、固定装置とネジ頭10とは関節結合を形成するよう構成されており、且つ、この特徴は効果的なものであるが、固定装置とネジ頭10とが互いに移動しないよう固定することもできる。
【0041】
第2の縦部材15の中央部36はロッド12の一部34に支持され、第2端37は第1の縦部材14の第2端24と対向する。また、図1に示すように、第2の縦部材15はロッド12の一部34以外の点において第1の縦部材14と接触しておらず、これにより、第2の縦部材15のロッド12を軸中心とした揺動が防止され得る。さらに、第2の縦部材15は、第1の縦部材14の第2端24に形成されたネジ山26と対向するようになっているその第2端37に、穴40を有する。この穴40に挿入され、さらにネジ山26にねじ込まれたネジ28の頭42は、第2の縦部材15の第2端37に押圧される。
【0042】
ネジ28をネジ山26にねじ込むと、第1の縦部材14及び第2の縦部材15それぞれの第2端24,37は互いに向かって移動する。この固定装置においては、第1の表面16の第1端18と第2の縦部材15の湾曲した第1端35との間に柄状ネジの頭10が収容されたとき、第1の縦部材14の中央部22におけるハウジングと第2の縦部材15中央部36との間にロッド12が挿入されたとき、および、第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの第2端24,37が互いに向かって移動させ得る力が付加されずにネジ42で一定距離互いに離隔され保持されたときに、ネジ頭10とロッド12との連結が達成される。
【0043】
ネジ42をネジ山26内に取り付けず第1の縦部材と第2の縦部材とを圧しない限り、ネジ頭10は第1の表面16の第1端18と第2の縦部材15の第1端35とに挟持されないので、ネジ頭10を中心として固定装置を回転させることができる。
【0044】
本発明の主な目的は、ネジ部材には従来と同様の締め付け力を与えながらも、従来技術の固定装置における固定力よりも大きな固定力で、ロッドと球対称形のネジ頭とを定位置にて保持することである。
【0045】
ネジ42を回すと、第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの第2端24,37はD1の方向において互いに向かって移動することとなる。第1の縦部材14とロッド12とを固定した座標系を考えると、第2の縦部材はロッド12を軸中心として揺動し、湾曲した端部35は第1の縦部材14の第1端18に対してF1の方向にネジ頭10を押圧することになる。このとき、ロッド12は第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの中央部22,36の間において加圧される。
【0046】
ネジ42を第1の力で取り付けると、ロッドおよびネジ頭10が固定された固定装置における関節結合部が部分的に固定され、ネジ頭10に対してロッド14の方向を手動で変えることができなくなる。これにより、ロッドを前もって据え付けておくことができ、後に詳述するように、固定装置の取り付けの際に効果的である。
【0047】
不変的ポジションが決められた後、ネジ42を第1の力よりも大きな第2の力で締め付けると、関節結合部は十分な力で固定され、当該関節結合部に荷重が付加されたとしても、ロッド12とネジ頭10とを定位置で固定することができるようになる。
【0048】
本発明に係る固定装置によると、てこの作用によって、ロッド12とネジ頭10とを、これらの一方を他方に対して直接締め付けるのに比べて、より確実に締め付けることができるのは明らかである。
【0049】
次いで、図2を参照しつつ、図1の断面図では一部のみ示されている第2の縦部材15について、より詳細に説明する。
【0050】
図2には、第1の縦部材14の第1端18に押圧されるよう構成された球状の頭10を有する、柄状ネジが示されている。第2の縦部材15は、第1の縦部材14を挿入可能なキャップを形成し、ロッド12の通路となる側部の開口44が設けられている。したがって、平行方向に関して、第1の縦部材14と第2の縦部材15とは、ロッド12の軸と平行に互いに移動不可能に固定されることになる。
【0051】
第2の縦部材15の第1端35は、ネジ頭の第2の半球部38の一部に押圧される、切形の球状ソケット部を有する。
【0052】
さらに、第2の縦部材15の第1端35は、ロッド12を取り付け且つネジ山26内に部分的にネジ42をねじ込んだ状態で固定装置が強制的にネジ頭10を収容するように、好都合に且つ精密に機械加工されている。これにより、固定装置を部分的に組み立てた後、椎骨に固定されたネジに取り付けることができる。
【0053】
図2には、第1の縦部材14を貫通し、柄状ネジのねじ込み用に設けられた六角ハウジングまで至る穴30が示されている。完成された固定装置をネジ頭10に取り付けた状態において上記ハウジングへの通路を提供するため、第2の縦部材15には穴30と対向配置された穴46が形成されている。
【0054】
次いで、図3を参照しつつ、本発明に係る固定装置を含んだ脊柱安定化システムについて説明する。
【0055】
図3には、2つの椎骨V1,V2を含む脊柱の一部が示されており、各椎骨V1,V2には2つの柄状ネジ(頭50,52,54,56のみ図示)が挿入されているのがわかる。本発明に係る固定装置58,60,62,64は各ネジ頭50,52,54,56を内部に組み込んでおり、固定装置58および固定装置64、固定装置60および固定装置62が、2つの横断ロッド66,68によってそれぞれ脊柱の軸とは垂直方向に別々に連結されている。
【0056】
横断ロッド66,68はそれぞれ、棘突起の両側に配置された2つの縦断ロッド70,72によって連結されている。縦断ロッド70,72は、連結装置74,76,78,80によって横断ロッド68,66に固定されている。各連結装置は、縦断ロッドに対して横断ロッド66,68を保持可能な連結部材と、縦断ロッド70,72を押圧可能で、てこの作用で横断ロッドを加圧して、ロッドと当該連結装置とをロックする可調ロック手段とを含む。
【0057】
この脊柱安定化システムは、脊柱部分に装着して最適な状態に安定させるものである。
【0058】
この脊柱安定化システムを取り付けるには、安定化すべき脊柱部分の椎骨に柄状ネジを挿入し、その後、各固定装置に椎骨にねじ込まれたネジの各頭を収容させ、横断ロッドをこれら装置の2つずつに組み込む。ここで、縦断ロッドを取り付ける際に、関節結合部が機能し得るよう、固定装置を過剰に固定しないようにする。固定装置を脊柱の形態又はそれに付与される形状に完全に適合させるよう固定するのは、縦断ロッドを連結装置で取り付けた後である。
【0059】
本発明に係る特定の一実施形態において、脊柱安定化システムは、隣接する2つの椎骨の茎部内にねじ込むのに適した球状のネジ頭を有する2つの柄状ネジと、上述の縦部材が互いに略平行に且つ脊柱の軸に略垂直に配置された状態で、上記ネジ頭に取り付けられた本発明に係る2つの固定装置とを含む。さらに、これら固定装置は、脊柱の軸と略平行に配置された縦断ロッドによって結合される。
【0060】
図4には、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの柄状ネジ82,84と、上記ネジ頭に取り付けられた本発明に係る2つの固定装置86,88とを含む、別の脊柱安定化システムが示されている。ここでは、固定装置86,88の第2端90,92は互いに対向配置されており、ロッドは脊柱の軸に平行に配置されている。第2端90,92は、脊柱の軸に垂直に配置された横断連結部94によって互いに連結されている。
【0061】
また、本発明において、椎骨本体の側壁に装着されて椎骨を互いに保持する別の実施形態がある。次いで、図5を参照しつつ、この本発明に係る別の実施形態について説明する。
【0062】
図5には、第2のネジ122を第1の縦部材14に保持しつつ、球対称形のネジ頭10に取り付けられた、本発明に係る固定装置が示されている。後により詳細に説明するように、これらネジは、固定装置を椎骨本体の側壁内に固定するものである。
【0063】
図5には、第1の表面16の第1端18に支持された、球対称形のネジ頭10が示されている。第1の縦部材14は、第1の縦部材14における中央部22と第2端24との間に、第2の穴120を有する。ネジ122はこの穴120の中に挿入され、このネジ頭124は第1の縦部材の第2の表面20に特別に形成されたハウジング内にて押圧される。したがって、第1の縦部材14は、球状のネジ頭10に支持されるだけでなく、このネジ頭10を備えたネジとまさに同様に側壁内にねじ込まれたネジ122によって図示しない側壁に対して定位置で保持される。
【0064】
固定装置は、ネジ山部材110と第1の穴46の内壁に形成された内ネジ山112とから構成される、第2の可調固定手段を含む。ネジ山部材110は、内ネジ山112内にねじ込み可能であって、第1の穴46の軸に沿って平行に移動する。ネジ山部材110は、第2の縦部材15に固定されると共に、その下端118が第2の表面20の第1端114に支持される。ネジ山部材110をR方向に回すと、第1端35と第1端18の一部とが互いに向かって移動し、これにより、ネジ頭10が塞がれることになる。このようにして、ネジ山部材110の固定度を調整することにより、図5に示すように、それぞれの第1端18,35をネジ頭10の周りに保持しておき且つそれぞれの第2端24,37を互いに離隔する方向に移動させるようにして、第2の縦部材15を第1の縦部材14から離隔するよう移動させることができる。ここで、ロッド12は第2の表面20の中央部22に対して自由にスライド可能である。
【0065】
ネジ28は、図5に示すように部分的に挿入されているとき、第1の縦部材14の第2端24に斜めに挿入されており、ネジ頭42が第1端35から離隔して保持されるようになっている。このとき、U型の凹部116を有する第2の縦部材の第2端37は、球対称形のネジ頭10を軸中心として揺動し、第1の縦部材14の第2端24に向けて移動可能である。U型の凹部116は、第2端37が第1の縦部材14に対して矢印Fの方向に移動したときに凹部116がネジ28で塞がれるよう、第1端35から離隔する方向に開口している。図6に示すようにネジ28が完全にねじ込まれると、その頭42は凹部116の周縁に支持され、第1および第2の縦部材の第2端24,37がロックされる。第1および第2の縦部材の各中央部22,36では、ロッド12が挟持され、固定される。
【0066】
穴46内にネジ山部材110を取り付けることにより、固定装置の完全な固定が実現される。このとき、ロッド12は球状のネジ頭10を持つネジおよびネジ122がねじ込まれた側壁に関して定位置に保持される。
【0067】
図7は、本発明に係る固定装置の分解図である。図7には、第1の縦部材14を側壁に固定するためのネジ122および球対称形のネジ頭10が示されている。ネジ28は、その頭42が上記凹部116の周縁に押圧され得るもので、一般に、側壁に装置を取り付ける前に予め第1の縦部材14に挿入される。ネジ山部材110も同様に、装置を取り付ける前に予め第2の縦部材15に形成された穴46内に取り付けられる。
【0068】
本発明に係る特に好適な一実施形態において、第2の縦部材15の中央部36は、第2の縦部材15に部分的にロッド12が固定されるよう、ロッド12を部分的に挟持する挟持手段124を有する。
【0069】
本発明に係る固定装置は、図8に示すように椎骨本体の側壁内に固定できるものであり、患者の脊柱への取り付けが容易である。本発明においては、一般に、積層配置された2つの椎骨の各側壁に本発明に係る固定装置を1つずつ取り付け、これらをロッドで連結することにより、少なくとも2つの椎骨を互いに関して定位置に保持するようになっている。
【0070】
図8には、固定装置がどのように椎骨130内に取り付けられているかが示されている。
【0071】
固定装置を取り付けるには、先ず、球対称形のネジ頭10を有する後方ネジ132を椎骨130の本体136における後方の側壁134内に取り付ける。そして可調固定ネジ28を予め取り付けておいた第1の縦部材を、第1の表面の第1端18で球対称形のネジ頭10を支持する状態として、前方ネジ138で椎骨の側壁に固定する。次に、第2の縦部材14の第1端35を、球対称形のネジ頭10に係合させる。なお、第2の縦部材14には、予め、ネジ山部材110および挟持手段により挟持されたロッド12を取り付けておく。さらに、球対称形のネジ頭10が各第1端18,35で固定されるよう、ネジ山部材110を部分的に固定する。そして、第2端37がネジ頭42の下部と係合するよう第2の縦部材を揺動させ、ネジ28を締め付けてロッド12を固定することができる。その後、ネジ山部材110を固定することにより、装置の完全な固定が実現される。
【0072】
当然のことながら、もう一方の椎骨に装着された固定装置に関しても、上記と同様の操作が、ほぼ同時に行われる。同一のロッドで結合された全ての固定装置における第1および第2の可調固定手段が固定されると、これら固定装置を装着した椎骨は全て互いに関して定位置にて保持されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るロッド(縦断面で図示)と球対称形のネジ頭とを連結する固定装置を示す概略縦断面図である。
【図2】 本発明を構成する様々な手段を示す分解図である。
【図3】 本発明に係る固定装置を含んだ脊柱安定化システムを示す概略斜視図である。
【図4】 本発明に係る固定装置の特定の一実施形態を含む脊柱安定化システムを示す概略図である。
【図5】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態がアンロックポジションにある状態を示す概略縦断面図である。
【図6】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態がロックポジションにある状態を示す概略縦断面図である。
【図7】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態を示す分解図である。
【図8】 本発明に係る固定装置を椎骨に挿入した状態を示す断面図である。
本発明は、ロッドとこれに近接した球対称形のネジ頭とを連結するための固定装置に関する。
【0002】
特に適用される分野としては、脊柱手術の分野、より詳細には、外傷又は変性病に関連する問題が軽減されるよう脊柱を安定化させる分野が考えられる。
【0003】
柄状ネジ、および、柄状ネジの頭を連結する連結ロッドを含む安定化装置は、よく知られている技術である。この安定化装置における柄状ネジは一般に連結ロッドを収容可能なU型の頭を有し、このネジ頭の内壁には当該ネジと同軸のネジ山が設けられており、このネジ山に連結ロッドがねじ込まれることで、固定されるようになっている。したがって、連結ロッドが柄状ネジに直接締め付けられてネジ頭の下部と共働して万力を形成することにより、連結ロッドと柄状ネジとが固定される。
【0004】
しかしながら、ネジ頭とこれを通る連結ロッドとの間の固定力は、固定された部にかけられる締め付け力により決定される。つまり、この固定力は作業者の物理的な力に直接的に関係し、これは個人によって様々に変化し得るものである。
【0005】
さらに、このような安定化装置において、柄状ネジと連結ロッドとは互いに連結されるが、これらの相対的な位置関係は、ネジ頭の形状により決定される。
【0006】
この問題を軽減するため、U型のネジ頭の外面を球対称形とし、当該ネジ頭内にネジ山付連結ロッドを挿入して2つのナットをネジ頭の両側にねじ付けることにより万力を形成して、柄状ネジと連結ロッドとを定位置に保持するという方法が取られている。ネジ頭が球対称形であるので連結ロッドの柄状ネジに対する方向を様々に変更可能であるが、ロッドのネジに対する相対位置は、ネジ本体を含んだU型のネジ頭の2つの分岐部間の対称面内に限定される。
【0007】
また、万力を形成する2つのナットがネジ頭に直接締め付けられることから、固定力においても不利であるといえる。
【0008】
本発明の目的は、固定力を向上させることのできる固定装置を提供することで、上記問題を軽減することである。
【0009】
上記目的は、第1の表面およびこれと反対側の第2の表面を有し、第1の表面の第1端がネジ頭の第1の半球部の一部に押圧され且つ第2の表面の中央部がロッドの第1の部分の一部に支持されるようになっている第1の縦部材と、第1の縦部材と共働可能であって、その第1端が第1の縦部材の第1の表面の第1端の一部と対向すると共にネジ頭における第1の半球部とは反対側の第2の半球部の一部に押圧され且つその中央部がロッドにおける第1部分とは反対側の第2の部分の一部に支持されるようになっている第2の縦部材と、第1および第2の縦部材の第2端を互いに対向させるよう保持することができると共に、第2の縦部材を第1の縦部材に対してロッドを軸中心として揺動させてこれらを互いに向かって移動させることにより、第1の表面の第1端と第2の縦部材の第1端との間でネジ頭を挟持し且つ第2の縦部材の中央部と第1の縦部材の第2の表面の中央部との間でロッドを挟持することができる第1の可調固定手段とを備えている固定装置により達成されるものであり、この固定装置でロッドとネジ頭とを互いに定位置に保持されるよう連結することができる。
【0010】
つまり、本発明に係る固定装置の1つの特徴は、第1および第2の縦部材をロッドを軸中心として互いに揺動させ、2つの縦部材それぞれの第1端が球対称のネジ頭を固定可能な第1の固定部、そしてそれぞれの中央部がロッドを同時に固定可能な第2の固定部を形成するようにして、ネジ頭とロッドとを移動不可能に固定する、という方法にある。2つの縦部材は、それぞれの第2端を互いに向かって強制的に移動させることが可能な第1の可調固定手段によって、ロッドを軸中心として揺動する。このように、それぞれの第2端を互いに向かって移動させるために付加された力に基づいて、てこの作用により、2つの縦部材それぞれの第1端に万力が形成されると共に、ロッドを直接締め付け固定する場合の固定力よりもさらに大きな力で、ネジ頭とロッドと同時に固定することができる。
【0011】
また、ロッドが球対称形のネジ頭の近くで挟持されることから、ネジ頭にはロッドを挿入するための切り欠きを形成する必要がない。これにより、ロッドの柄状ネジに対する相対位置がたった1つの面に限定されることのない、真のボール‐ソケット継手が形成されることになる。
【0012】
好適な実施の形態では、第1の表面の第1端に、第1の縦部材の第2の表面の第1端に開口した穴を奥側に含む、球状ソケットが形成されており、球状ソケットが、ネジ頭に押圧されるようになっている。この構成によると、第1の表面の第1端がネジ頭の表面に完全に係合することになるので、ネジ頭を第1端で完全にロックすることができる。さらに、球状ソケットの奥側の一部に形成された穴は、柄状ネジのねじ込み用に設けられた六角ハウジングを有する、ネジ頭上部への通路を提供することになる。
【0013】
好ましくは、第2の表面の中央部は、ロッドの第1の部分の一部を支持可能な第1のハウジングを含む。これにより、ロッドの第1の縦部材の方向における平行移動が防止され、ロッドのネジ頭に対する固定度が向上する。
【0014】
ある特定の好適な実施形態では、第2の縦部材が、第1の縦部材の第2の表面と対向する位置にある第1の部分と、第2の縦部材の第1端を形成する湾曲した第2の部分とを有する。この構成によると、第2の縦部材は、ロッドを支持すると共に、第1の縦部材と接触ながら、ロッドを軸中心として揺動可能である。つまり、第1の縦部材がネジ頭の第1の半球部に押圧されるとき、第2の縦部材における湾曲部はネジ頭の第2の半球部に押圧されてこれを固定するようになっている。
【0015】
好ましくは、第2の縦部材の第1端が、ネジ頭における第2の半球部の一部に押圧されるようになっている切形の球状ソケット部を有する。この構成によると、第2の縦部材における第1端の形状がネジ頭の表面と完全に一致することになり、固定度が向上する。
【0016】
また、第2の縦部材における第1の縦部材の第2の表面と対向する第1の部分が、上述の穴と対向するように第1の縦部材の第2の表面の第1端に対して開口した穴を有し、固定装置を取り付けるとき、この穴を介してネジ頭に達することができるのが好ましい。
【0017】
ある特定の好適な実施形態では、第2の縦部材の中央部が、ロッドを収容可能で且つ第1のハウジングと対向配置された第2のハウジングを含む。この構成によると、ロッドは、第2の縦部材と平行な方向に関しても移動不可能となる。したがって、2つの縦部材の間においてロッドを確実に固定することができる。
【0018】
好ましくは、第1の可調固定手段が、第1および第2の縦部材の第2端を貫通可能であって、その頭が第2の縦部材の第2端に押圧されると共にその本体が第1の縦部材の第2端に形成された内ネジ山内にねじ込まれるネジを含む。この構成によると、当該ネジをねじ込むことにより、第1および第2の縦部材それぞれの第2端が互いに向き合う方向に移動し、これらが互いに保持されるようになる。このとき、第1および第2の縦部材の中央部それぞれは揺動軸となるロッドの第1の部分とこれと対向する第2の部分とを支持し、第1および第2の縦部材によってネジ頭が挟持されて、これら組立品が移動不可能になる。
【0019】
第1の特定の実施形態において、本発明は、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状頭を有する2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に平行に配置された状態で、ネジの頭に取り付けられた、本発明に係る2つの固定装置と、脊柱の軸に実質的に垂直に配置され、固定装置を互いに連結可能な横断ロッドと、脊柱の軸に実質的に平行に配置された縦断ロッドに横断ロッドを連結可能な連結装置とを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0020】
上記第1の特定の実施形態における脊柱安定化システムによると、脊柱の一部である椎骨が、この本来の機能を有する解剖的部分が欠損しているときに、互いに保持されることになる。このために、椎骨内に固定された2つの柄状ネジのそれぞれに取り付けられた本発明に係る固定装置を、横木を形成する横断ロッドにより、椎骨上で互いに連結し、さらに、この横木を縦断ロッドで互いに連結するという、2つの略垂直なロッドを互いに固定する連結装置が用いられているのである。
【0021】
第2の特定の実施形態において、本発明は、隣接する2つの椎骨の茎部内にねじ込むのに適した球状のネジ頭を有する2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に垂直に配置された状態で、ネジ頭に固定された、本発明に係る2つの固定装置と、脊柱の軸に実質的に平行に配置され、固定装置を連結可能な縦断ロッドとを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0022】
上記構成によると、本発明に係る固定装置の2つが、2つの連続した椎骨のそれぞれに、脊柱の同一面において固定された2つの柄状ネジに取り付けられており、2つの連続した脊椎における2つの対向する茎部が定位置に保持されるように、縦断ロッドにより互いに連結される。なお、脊柱をバランスよく補強するためには、上記と同様のシステムが脊柱のもう一方の面に取り付けられる。
【0023】
第3の特定の実施形態において、本発明は、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの柄状ネジと、第1および第2の縦部材における第2端が互いに対向配置された状態で、ネジの頭に取り付けられた、本発明に係る2つの固定装置と、2つの固定装置の第2端に固定され、2つの固定装置を互いに連結可能な横断連結部とを含む、脊柱安定化システムに適用されている。
【0024】
前述した第2の特定の実施形態では、本発明に係る固定装置は脊柱の軸に平行に配置された縦断ロッドによって隣接する柄状ネジを連結するようになっている。しかし、上記第3の特定の実施形態によると、固定装置は、横断連結部によって、脊柱の一方から他方へと横方向に互いに連結される。
【0025】
本発明における第4の特定の実施形態において、固定装置は、第2の縦部材に固定され且つその第1端と中央部との間に配置されており、第1の縦部材の第2の表面の第1端に支持されるようになっていると共に、ネジ頭が塞がれるよう、第2の縦部材の第1端と第1の縦部材の第1の表面の第1端の一部とを互いに向かって移動させることができる第2の可調固定手段をさらに備えており、第1および第2の縦部材が、第2端が互いに離隔されたポジションと第2端が互いに近接したポジションとの間において、球対称形のネジ頭を軸中心として互いに相対的に揺動可能である。
【0026】
上記構成によると、球対称形のネジ頭の固定度を向上するという効果に加え、第1の可調固定手段を用いて第1および第2の縦部材それぞれにおける第2端を連結させることなく、第1および第2の縦部材それぞれにおける第1端を互いに離脱可能に固定することができる。したがって、第1および第2の縦部材を互いに固定する前に球対称形のネジ頭に予め取り付けておいて、第1の可調固定手段を用いて、第1および第2の縦部材それぞれの第2端を互いに向けて移動させることで、ロッドの2つの縦部材に対する位置を調整することができる。
【0027】
好ましくは、第2の可調固定手段は、第1の穴の壁内に形成された内ネジ山と共働可能であって、第1の縦部材の第2の表面の第1端に支持されるようになっているネジ山部材から構成されている。この構成によると、ネジ山部材は、その回転に伴って、第1の縦部材における第2の表面の第1端に向かう方向、又はその逆方向に、平行移動することになる。
【0028】
好ましくは、第2の縦部材の第2端が第1端とは反対方向に開口したU型の凹部を有し、ネジが、ねじ込まれていないときは頭が第1端から離隔され且つねじ込まれたときは頭が第1端に近接するように第1の縦部材の第2端を斜めに貫通し、頭がU型の凹部の周縁に支持され凹部内に係合するようになっている。
【0029】
上記構成によると、当該ネジが第2の縦部材の第1端から離隔した外れ位置にある状態で、第2の可調固定手段を操作すると、第2の縦部材は、第1および第2の縦部材それぞれの第2端を互いに離隔するよう移動させつつ、当該ネジの頭を軸中心として揺動可能になる。したがって、後により詳細に説明するように、固定装置の取り付け前に予め上記ネジを挿入しておき、その後にこれを締め付けてロッドを固定することができる。
【0030】
特に好ましくは、第1の縦部材が、第1の縦部材における中央部と第2端との間に配置され、第1及び第2の表面のそれぞれに開口し、第1の表面が壁部に支持された状態で当該壁部に関して第1の縦部材を定位置にて保持するためのもので且つ第2の表面に押圧される頭を有するネジを収容可能な、第2の穴をさらに含む。本発明に係る第4の実施形態において、上記のような特徴を有することにより、固定装置が椎骨本体の側壁に取り付け可能とされている。
【0031】
本発明に係る第4の実施形態において、本発明に係る2つの固定装置と、隣接する2つの椎骨の各椎骨の本体の後方側壁内にそれぞれねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する2つの後方ネジとを含み、第1の縦部材が互いにおよび椎骨の正中面に実質的に平行であり且つ第2の穴を貫通する前方ネジにより椎骨の側壁に支持され、第1の表面の第1の端部が個々に球状のネジ頭に支持され、2つの固定装置が第1および第2の縦部材の各中間部に固定された単一のロッドによって互いに関して定位置に保持されている、脊柱安定化システムであるのが好ましい。この構成によると、2つの椎骨を互いに相対的に保持可能であり、特に、この組立品を椎間板の一部として適用可能となる。
【0032】
本発明における他の特徴や効果は、添付図面を参酌しつつ非制限の実施例として挙げられる本発明に係る実施形態に関する以下の説明によって、より明確となるであろう。
【0033】
先ず、図1を参照しつつ、本発明に係る固定装置およびこの固定装置がどのように動作するかについて説明する。
【0034】
本発明に係る固定装置は、球対称形のネジ頭10とロッド12とを、これらが互いに近接する、一定の相対位置にて保持する。固定装置は、第1の縦部材14およびこれと対向する第2の縦部材15を含む。第1の縦部材14は第1の(下側の)表面16を有し、この第1端18にネジ頭10が支持される。第1の縦部材14はまた第2の(上側の)表面20を有し、この中央部22にロッド12が支持される。第1の縦部材14は、その第2端24に、ネジ28をねじ込み可能なネジ山26を有する。
【0035】
第1の表面16の第1端18には、ネジ頭の第1の半球部29の一部が押圧される、球状ソケットが形成されている。これは、固定装置とネジ頭との関節結合を構成するものである。この関節結合は、後に詳述するように、固定装置の取り付けの際に効果的である。
【0036】
第1端18に形成された球状ソケットの奥側には、さらに、第1の縦部材14を貫通する穴30が設けられており、ネジ頭10の端部を露出する球状リングが形成されている。ネジ頭10の端部には、椎骨内に柄状ネジをねじ込むための、軸方向が六角形の六角ハウジング32が形成されている。
【0037】
第1の縦部材14の中央部22には、略半球状のハウジングが形成されており、この中にロッド12が支持される。このハウジングは、固定装置の取り付けの際、固定装置内にロッド12をガイドすると共に、ロッドと当該固定装置との間の固定度を向上させるものである。
【0038】
このハウジングの寸法、特に第2の表面20からの深さは、ロッド12の寸法より小さく、ロッド12の一部34が第2の表面から突出するようになっている。したがって、第2の縦部材15における第2の表面に対向する部分がロッド12の一部34に押圧され、この部分34が第2の縦部材15における揺動の軸中心となる。
【0039】
第2の縦部材15は、第1の縦部材14の第2の表面20に向けて押圧されており、湾曲した第1端35、中央部36、および、第2端37を有する。湾曲した第1端35は、第1の表面16の第1端18の一部と対向すると共に、ネジ頭10における第1の半球部29とは反対側の第2の半球部38の一部に押圧されている。つまり、球対称形のネジ頭10は固定装置に対するボール‐ソケット継手を構成し、固定装置における第1および第2の縦部材は少なくとも4つの支持点を有する。そのうちの3つは一直線上に配置されずに第1の半球部29に押圧される点であり、残りの4番目の支持点は第1の半球部とは反対側の第2の半球部38に押圧される点である。
【0040】
なお、固定装置とネジ頭10とは関節結合を形成するよう構成されており、且つ、この特徴は効果的なものであるが、固定装置とネジ頭10とが互いに移動しないよう固定することもできる。
【0041】
第2の縦部材15の中央部36はロッド12の一部34に支持され、第2端37は第1の縦部材14の第2端24と対向する。また、図1に示すように、第2の縦部材15はロッド12の一部34以外の点において第1の縦部材14と接触しておらず、これにより、第2の縦部材15のロッド12を軸中心とした揺動が防止され得る。さらに、第2の縦部材15は、第1の縦部材14の第2端24に形成されたネジ山26と対向するようになっているその第2端37に、穴40を有する。この穴40に挿入され、さらにネジ山26にねじ込まれたネジ28の頭42は、第2の縦部材15の第2端37に押圧される。
【0042】
ネジ28をネジ山26にねじ込むと、第1の縦部材14及び第2の縦部材15それぞれの第2端24,37は互いに向かって移動する。この固定装置においては、第1の表面16の第1端18と第2の縦部材15の湾曲した第1端35との間に柄状ネジの頭10が収容されたとき、第1の縦部材14の中央部22におけるハウジングと第2の縦部材15中央部36との間にロッド12が挿入されたとき、および、第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの第2端24,37が互いに向かって移動させ得る力が付加されずにネジ42で一定距離互いに離隔され保持されたときに、ネジ頭10とロッド12との連結が達成される。
【0043】
ネジ42をネジ山26内に取り付けず第1の縦部材と第2の縦部材とを圧しない限り、ネジ頭10は第1の表面16の第1端18と第2の縦部材15の第1端35とに挟持されないので、ネジ頭10を中心として固定装置を回転させることができる。
【0044】
本発明の主な目的は、ネジ部材には従来と同様の締め付け力を与えながらも、従来技術の固定装置における固定力よりも大きな固定力で、ロッドと球対称形のネジ頭とを定位置にて保持することである。
【0045】
ネジ42を回すと、第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの第2端24,37はD1の方向において互いに向かって移動することとなる。第1の縦部材14とロッド12とを固定した座標系を考えると、第2の縦部材はロッド12を軸中心として揺動し、湾曲した端部35は第1の縦部材14の第1端18に対してF1の方向にネジ頭10を押圧することになる。このとき、ロッド12は第1の縦部材14および第2の縦部材15それぞれの中央部22,36の間において加圧される。
【0046】
ネジ42を第1の力で取り付けると、ロッドおよびネジ頭10が固定された固定装置における関節結合部が部分的に固定され、ネジ頭10に対してロッド14の方向を手動で変えることができなくなる。これにより、ロッドを前もって据え付けておくことができ、後に詳述するように、固定装置の取り付けの際に効果的である。
【0047】
不変的ポジションが決められた後、ネジ42を第1の力よりも大きな第2の力で締め付けると、関節結合部は十分な力で固定され、当該関節結合部に荷重が付加されたとしても、ロッド12とネジ頭10とを定位置で固定することができるようになる。
【0048】
本発明に係る固定装置によると、てこの作用によって、ロッド12とネジ頭10とを、これらの一方を他方に対して直接締め付けるのに比べて、より確実に締め付けることができるのは明らかである。
【0049】
次いで、図2を参照しつつ、図1の断面図では一部のみ示されている第2の縦部材15について、より詳細に説明する。
【0050】
図2には、第1の縦部材14の第1端18に押圧されるよう構成された球状の頭10を有する、柄状ネジが示されている。第2の縦部材15は、第1の縦部材14を挿入可能なキャップを形成し、ロッド12の通路となる側部の開口44が設けられている。したがって、平行方向に関して、第1の縦部材14と第2の縦部材15とは、ロッド12の軸と平行に互いに移動不可能に固定されることになる。
【0051】
第2の縦部材15の第1端35は、ネジ頭の第2の半球部38の一部に押圧される、切形の球状ソケット部を有する。
【0052】
さらに、第2の縦部材15の第1端35は、ロッド12を取り付け且つネジ山26内に部分的にネジ42をねじ込んだ状態で固定装置が強制的にネジ頭10を収容するように、好都合に且つ精密に機械加工されている。これにより、固定装置を部分的に組み立てた後、椎骨に固定されたネジに取り付けることができる。
【0053】
図2には、第1の縦部材14を貫通し、柄状ネジのねじ込み用に設けられた六角ハウジングまで至る穴30が示されている。完成された固定装置をネジ頭10に取り付けた状態において上記ハウジングへの通路を提供するため、第2の縦部材15には穴30と対向配置された穴46が形成されている。
【0054】
次いで、図3を参照しつつ、本発明に係る固定装置を含んだ脊柱安定化システムについて説明する。
【0055】
図3には、2つの椎骨V1,V2を含む脊柱の一部が示されており、各椎骨V1,V2には2つの柄状ネジ(頭50,52,54,56のみ図示)が挿入されているのがわかる。本発明に係る固定装置58,60,62,64は各ネジ頭50,52,54,56を内部に組み込んでおり、固定装置58および固定装置64、固定装置60および固定装置62が、2つの横断ロッド66,68によってそれぞれ脊柱の軸とは垂直方向に別々に連結されている。
【0056】
横断ロッド66,68はそれぞれ、棘突起の両側に配置された2つの縦断ロッド70,72によって連結されている。縦断ロッド70,72は、連結装置74,76,78,80によって横断ロッド68,66に固定されている。各連結装置は、縦断ロッドに対して横断ロッド66,68を保持可能な連結部材と、縦断ロッド70,72を押圧可能で、てこの作用で横断ロッドを加圧して、ロッドと当該連結装置とをロックする可調ロック手段とを含む。
【0057】
この脊柱安定化システムは、脊柱部分に装着して最適な状態に安定させるものである。
【0058】
この脊柱安定化システムを取り付けるには、安定化すべき脊柱部分の椎骨に柄状ネジを挿入し、その後、各固定装置に椎骨にねじ込まれたネジの各頭を収容させ、横断ロッドをこれら装置の2つずつに組み込む。ここで、縦断ロッドを取り付ける際に、関節結合部が機能し得るよう、固定装置を過剰に固定しないようにする。固定装置を脊柱の形態又はそれに付与される形状に完全に適合させるよう固定するのは、縦断ロッドを連結装置で取り付けた後である。
【0059】
本発明に係る特定の一実施形態において、脊柱安定化システムは、隣接する2つの椎骨の茎部内にねじ込むのに適した球状のネジ頭を有する2つの柄状ネジと、上述の縦部材が互いに略平行に且つ脊柱の軸に略垂直に配置された状態で、上記ネジ頭に取り付けられた本発明に係る2つの固定装置とを含む。さらに、これら固定装置は、脊柱の軸と略平行に配置された縦断ロッドによって結合される。
【0060】
図4には、それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの柄状ネジ82,84と、上記ネジ頭に取り付けられた本発明に係る2つの固定装置86,88とを含む、別の脊柱安定化システムが示されている。ここでは、固定装置86,88の第2端90,92は互いに対向配置されており、ロッドは脊柱の軸に平行に配置されている。第2端90,92は、脊柱の軸に垂直に配置された横断連結部94によって互いに連結されている。
【0061】
また、本発明において、椎骨本体の側壁に装着されて椎骨を互いに保持する別の実施形態がある。次いで、図5を参照しつつ、この本発明に係る別の実施形態について説明する。
【0062】
図5には、第2のネジ122を第1の縦部材14に保持しつつ、球対称形のネジ頭10に取り付けられた、本発明に係る固定装置が示されている。後により詳細に説明するように、これらネジは、固定装置を椎骨本体の側壁内に固定するものである。
【0063】
図5には、第1の表面16の第1端18に支持された、球対称形のネジ頭10が示されている。第1の縦部材14は、第1の縦部材14における中央部22と第2端24との間に、第2の穴120を有する。ネジ122はこの穴120の中に挿入され、このネジ頭124は第1の縦部材の第2の表面20に特別に形成されたハウジング内にて押圧される。したがって、第1の縦部材14は、球状のネジ頭10に支持されるだけでなく、このネジ頭10を備えたネジとまさに同様に側壁内にねじ込まれたネジ122によって図示しない側壁に対して定位置で保持される。
【0064】
固定装置は、ネジ山部材110と第1の穴46の内壁に形成された内ネジ山112とから構成される、第2の可調固定手段を含む。ネジ山部材110は、内ネジ山112内にねじ込み可能であって、第1の穴46の軸に沿って平行に移動する。ネジ山部材110は、第2の縦部材15に固定されると共に、その下端118が第2の表面20の第1端114に支持される。ネジ山部材110をR方向に回すと、第1端35と第1端18の一部とが互いに向かって移動し、これにより、ネジ頭10が塞がれることになる。このようにして、ネジ山部材110の固定度を調整することにより、図5に示すように、それぞれの第1端18,35をネジ頭10の周りに保持しておき且つそれぞれの第2端24,37を互いに離隔する方向に移動させるようにして、第2の縦部材15を第1の縦部材14から離隔するよう移動させることができる。ここで、ロッド12は第2の表面20の中央部22に対して自由にスライド可能である。
【0065】
ネジ28は、図5に示すように部分的に挿入されているとき、第1の縦部材14の第2端24に斜めに挿入されており、ネジ頭42が第1端35から離隔して保持されるようになっている。このとき、U型の凹部116を有する第2の縦部材の第2端37は、球対称形のネジ頭10を軸中心として揺動し、第1の縦部材14の第2端24に向けて移動可能である。U型の凹部116は、第2端37が第1の縦部材14に対して矢印Fの方向に移動したときに凹部116がネジ28で塞がれるよう、第1端35から離隔する方向に開口している。図6に示すようにネジ28が完全にねじ込まれると、その頭42は凹部116の周縁に支持され、第1および第2の縦部材の第2端24,37がロックされる。第1および第2の縦部材の各中央部22,36では、ロッド12が挟持され、固定される。
【0066】
穴46内にネジ山部材110を取り付けることにより、固定装置の完全な固定が実現される。このとき、ロッド12は球状のネジ頭10を持つネジおよびネジ122がねじ込まれた側壁に関して定位置に保持される。
【0067】
図7は、本発明に係る固定装置の分解図である。図7には、第1の縦部材14を側壁に固定するためのネジ122および球対称形のネジ頭10が示されている。ネジ28は、その頭42が上記凹部116の周縁に押圧され得るもので、一般に、側壁に装置を取り付ける前に予め第1の縦部材14に挿入される。ネジ山部材110も同様に、装置を取り付ける前に予め第2の縦部材15に形成された穴46内に取り付けられる。
【0068】
本発明に係る特に好適な一実施形態において、第2の縦部材15の中央部36は、第2の縦部材15に部分的にロッド12が固定されるよう、ロッド12を部分的に挟持する挟持手段124を有する。
【0069】
本発明に係る固定装置は、図8に示すように椎骨本体の側壁内に固定できるものであり、患者の脊柱への取り付けが容易である。本発明においては、一般に、積層配置された2つの椎骨の各側壁に本発明に係る固定装置を1つずつ取り付け、これらをロッドで連結することにより、少なくとも2つの椎骨を互いに関して定位置に保持するようになっている。
【0070】
図8には、固定装置がどのように椎骨130内に取り付けられているかが示されている。
【0071】
固定装置を取り付けるには、先ず、球対称形のネジ頭10を有する後方ネジ132を椎骨130の本体136における後方の側壁134内に取り付ける。そして可調固定ネジ28を予め取り付けておいた第1の縦部材を、第1の表面の第1端18で球対称形のネジ頭10を支持する状態として、前方ネジ138で椎骨の側壁に固定する。次に、第2の縦部材14の第1端35を、球対称形のネジ頭10に係合させる。なお、第2の縦部材14には、予め、ネジ山部材110および挟持手段により挟持されたロッド12を取り付けておく。さらに、球対称形のネジ頭10が各第1端18,35で固定されるよう、ネジ山部材110を部分的に固定する。そして、第2端37がネジ頭42の下部と係合するよう第2の縦部材を揺動させ、ネジ28を締め付けてロッド12を固定することができる。その後、ネジ山部材110を固定することにより、装置の完全な固定が実現される。
【0072】
当然のことながら、もう一方の椎骨に装着された固定装置に関しても、上記と同様の操作が、ほぼ同時に行われる。同一のロッドで結合された全ての固定装置における第1および第2の可調固定手段が固定されると、これら固定装置を装着した椎骨は全て互いに関して定位置にて保持されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るロッド(縦断面で図示)と球対称形のネジ頭とを連結する固定装置を示す概略縦断面図である。
【図2】 本発明を構成する様々な手段を示す分解図である。
【図3】 本発明に係る固定装置を含んだ脊柱安定化システムを示す概略斜視図である。
【図4】 本発明に係る固定装置の特定の一実施形態を含む脊柱安定化システムを示す概略図である。
【図5】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態がアンロックポジションにある状態を示す概略縦断面図である。
【図6】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態がロックポジションにある状態を示す概略縦断面図である。
【図7】 本発明に係る固定装置の別の特定の一実施形態を示す分解図である。
【図8】 本発明に係る固定装置を椎骨に挿入した状態を示す断面図である。
Claims (16)
- ロッド(12)とこれに近接した球対称形のネジ頭(10)とを連結するための固定装置であって、
第1の表面(16)およびこれと反対側の第2の表面(20)を有し、前記第1の表面(16)の第1端(18)が前記ネジ頭(10)の第1の半球部(29)の一部に押圧され且つ前記第2の表面(20)の中央部(22)が前記ロッド(12)の第1の部分の一部に支持されるようになっている第1の縦部材(14)と、
前記第1の縦部材(14)と共働可能であって、その第1端(35)が前記第1の縦部材(14)の前記第1の表面(16)の第1端(18)の一部と対向すると共に前記ネジ頭(10)における前記第1の半球部(29)とは反対側の第2の半球部(38)の一部に押圧され且つその中央部(36)が前記ロッド(12)における前記第1部分とは反対側の第2の部分の一部(34)に支持されるようになっている第2の縦部材(15)と、
前記第1および第2の縦部材(14,15)の第2端(24,37)を互いに対向させるよう保持することができると共に、前記第2の縦部材(15)を前記第1の縦部材(14)に対して前記ロッド(12)を軸中心として揺動させてこれらを互いに向かって移動させることにより、前記第1の表面(16)の第1端(18)と前記第2の縦部材(16)の第1端(35)との間で前記ネジ頭(10)を挟持し且つ前記第2の縦部材(15)の前記中央部(36)と前記第1の縦部材(14)の前記第2の表面(20)の中央部(22)との間で前記ロッド(12)を挟持することができる第1の可調固定手段(26,28)とを備えていることを特徴とする固定装置。 - 前記第2の縦部材(15)に固定され且つその前記第1端(35)と前記中央部との間に配置されており、前記第1の縦部材(14)の前記第2の表面(20)の第1端に支持されるようになっていると共に、前記ネジ頭(10)が塞がれるよう、前記第2の縦部材(15)の前記第1端(35)と前記第1の縦部材(14)の第1の表面(16)の前記第1端(18)の前記一部とを互いに向かって移動させることができる第2の可調固定手段(110,112)をさらに備えており、
前記第1および第2の縦部材(14,15)が、前記第2端(24,37)が互いに離隔されたポジションと前記第2端(24,37)が互いに近接したポジションとの間において、前記球対称形のネジ頭(10)を軸中心として互いに相対的に揺動可能であることを特徴とする請求項1に記載の固定装置。 - 前記第2の縦部材(15)が、前記第1の縦部材(14)の前記第2の表面(20)と対向する位置にある第1の部分と、前記第2の縦部材(15)の前記第1端(35)を形成する湾曲した第2の部分とを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固定装置。
- 前記第1の部分が、これを貫通すると共に前記第1の縦部材(14)の前記第2の表面の前記第1端に対して開口した第1の穴を有することを特徴とする請求項3に記載の固定装置。
- 前記第2の可調固定手段が、前記第1の穴(46)の壁内に形成された内ネジ山(112)と共働可能であって、前記第1の縦部材(14)の前記第2の表面(20)の第1端(114)に支持されるようになっているネジ山部材(110)から構成されていることを特徴とする請求項2および4に記載の固定装置。
- 前記第1の可調固定手段が、前記第1および第2の縦部材(14,15)の前記第2端(24,37)を貫通可能であって、その頭(42)が前記第2の縦部材(15)の前記第2端(37)に押圧されると共にその本体が前記第1の縦部材(14)の前記第2端(24)に形成された内ネジ山(26)内にねじ込まれるネジ(28)を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の固定装置。
- 前記第2の縦部材(15)の前記第2端(37)が前記第1端(35)とは反対方向に開口したU型の凹部(116)を有し、
前記ネジ(28)が、ねじ込まれていないときは前記頭(42)が前記第1端(35)から離隔され且つねじ込まれたときは前記頭(42)が前記第1端(35)に近接するように前記第1の縦部材(14)の前記第2端(24)を斜めに貫通し、前記頭(42)が前記U型の凹部(116)の周縁に支持され前記凹部(116)内に係合するようになっていることを特徴とする請求項6に記載の固定装置。 - 前記第1の表面(16)の前記第1端(18)に、前記第1の縦部材(14)の第2の表面(20)の第1端に開口した穴(30)を奥側に含む、球状ソケットが形成されており、
前記球状ソケットが、前記ネジ頭(10)に押圧されるようになっていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の固定装置。 - 前記第2の縦部材(15)の前記第1端(35)が、前記ネジ頭(10)における前記第2の半球部(38)の前記一部に押圧されるようになっている切形の球状ソケット部を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の固定装置。
- 前記第2の表面(20)の前記中央部(22)が、前記ロッドの第1の部分の一部を支持可能な第1のハウジングを含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の固定装置。
- 前記第2の縦部材(15)の前記中央部(36)が、前記ロッド(12)を収容可能で且つ前記第1のハウジングと対向配置された第2のハウジング(44)を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の固定装置。
- 前記第1の縦部材(14)が、
前記第1の縦部材(14)における前記中央部(22)と前記第2端(24)との間に配置され、前記第1及び第2の表面(16,20)のそれぞれに開口し、前記第1の表面(16)が壁部に支持された状態で当該壁部に関して前記第1の縦部材(14)を定位置にて保持するためのもので且つ前記第2の表面に押圧される頭(124)を有するネジ(122)を収容可能な、第2の穴(120)をさらに含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の固定装置。 - それぞれ椎骨(V1)の茎部内にねじ込み可能な、球状頭を有する2つの柄状ネジ(50,56)と、
前記第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に平行に配置された状態で、前記ネジ(50,56)の頭に取り付けられた、請求項1〜11のいずれか一項に記載の2つの固定装置(58,64)と、
前記脊柱の軸に実質的に垂直に配置され、前記固定装置(58,64)を互いに連結可能な横断ロッド(66)と、
前記脊柱の軸に実質的に平行に配置された縦断ロッド(70,72)に前記横断ロッド(66)を連結可能な連結装置(74,80)とを含むことを特徴とする脊柱安定化システム。 - 隣接する2つの椎骨の茎部内にねじ込むのに適した球状のネジ頭を有する2つの柄状ネジと、
前記第1および第2の縦部材が互いに実質的に平行に且つ脊柱の軸に実質的に垂直に配置された状態で、前記ネジ頭に固定された、請求項1〜11のいずれか一項に記載の2つの固定装置と、
前記脊柱の軸に実質的に平行に配置され、前記固定装置を連結可能な縦断ロッドとを含むことを特徴とする脊柱安定化システム。 - それぞれ椎骨の茎部内にねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの柄状ネジ(82,84)と、
前記第1および第2の縦部材における前記第2端(90,92)が互いに対向配置された状態で、前記ネジ(82,84)の頭に取り付けられた、請求項1〜11のいずれか一項に記載の2つの固定装置(86,88)と、
前記2つの固定装置(86,88)の前記第2端(90,92)に固定され、前記2つの固定装置(86,88)を互いに連結可能な横断連結部(94)とを含むことを特徴とする脊柱安定化システム。 - 隣接する2つの椎骨の各椎骨の本体の後方側壁内にそれぞれねじ込み可能な、球状のネジ頭を有する少なくとも2つの後方ネジと、
請求項12に記載の2つの固定装置とを含み、
前記第1の縦部材が互いにおよび前記椎骨の正中面に実質的に平行であり且つ前記第2の穴を貫通する前方ネジにより椎骨の側壁に支持され、
前記第1の表面の前記第1の端部が個々に前記球状のネジ頭に支持され、
前記2つの固定装置が前記第1および第2の縦部材の各中間部に固定された単一のロッドによって互いに関して定位置に保持されていることを特徴とする脊柱安定化システム。
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