ES3059140T3 - System for preventing lateral stress on bone structures resulting from off-axis forces caused by screw driver and screw extender - Google Patents

System for preventing lateral stress on bone structures resulting from off-axis forces caused by screw driver and screw extender

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ES3059140T3
ES3059140T3 ES24186114T ES24186114T ES3059140T3 ES 3059140 T3 ES3059140 T3 ES 3059140T3 ES 24186114 T ES24186114 T ES 24186114T ES 24186114 T ES24186114 T ES 24186114T ES 3059140 T3 ES3059140 T3 ES 3059140T3
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Morten Beyer
Vincent Lefauconnier
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Abstract

Dispositivo para apretar tornillos óseos que incluye un destornillador, el cual dispone a lo largo de su eje de un mecanismo que permite la flexión radial y, al mismo tiempo, preserva la rigidez torsional a lo largo de un eje de extensión longitudinal del tornillo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sistema para evitar la tensión lateral sobre las estructuras óseas resultante de fuerzas fuera del eje provocadas por el destornillador y el extensor de tornillo
[0003] Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
[0004] La presente solicitud de patente reivindica prioridad a la Solicitud de Patente Internacional con No. de Serie PCT/IB2019/055640 que fue presentada el 2 de julio de 2019.
[0005] Campo de la invención
[0006] La presente solicitud de patente está dirigida a un dispositivo para la medición de un ángulo entre un eje de extensión longitudinal de una varilla de sujeción ósea y un eje de una cabeza de tornillo de un tornillo pedicular de un kit de implante ortopédico.
[0007] Antecedentes
[0008] En el campo de la cirugía en donde un cirujano u operador necesita fijar o sujetar un tornillo óseo a un hueso, por ejemplo, para asegurar o sujetar un hueso, fragmentos óseos o diferentes huesos entre sí, por ejemplo, a través de una incisión quirúrgica a un organismo vivo, a menudo un primer eje definido por una extensión de la parte de anclaje óseo del tornillo óseo y un segundo eje definido por el destornillador de la herramienta de sujeción resultarán desalineados. Idealmente, en caso de que la cabeza de tornillo y el anclaje óseo del tornillo óseo sean monoaxiales, el primer y el segundo eje deben mantenerse en el eje entre sí. La desalineación es normalmente el resultado de la mala visión que un cirujano u operador tiene en el sitio quirúrgico, o la visión muy limitada o no existente al eje real que el anclaje óseo ha tomado dentro del hueso. La desalineación puede forzar el primer eje del anclaje óseo de su posición y eje inicialmente deseados, moviendo así el hueso fuera de la posición inicial. Esto puede conducir a problemas de pares laterales, esfuerzos o tensiones parásitas entre el anclaje óseo de la cabeza de tornillo y el hueso, que pueden permanecer incluso después de una cirugía. Además, los cirujanos tienden a aplicar fuertes pares a la herramienta de sujeción mientras que el primer eje y el segundo eje están desalineados, de modo que los esfuerzos laterales se exacerban.
[0009] Por ejemplo, en el campo de la cirugía ortopédica, la Patente de EE. UU. No. 10.058.355 describe un kit de implante ortopédico que proporciona un tornillo pedicular, un tornillo de fijación correspondiente, una varilla y las herramientas para operarlos, que incluyen un extensor de tornillo para sujetar el tornillo pedicular, y un destornillador de ajuste para apretar de manera roscada el tornillo de fijación con respecto a la cabeza de tornillo del tornillo pedicular. Con este juego de herramientas, es posible que la parte roscada del tornillo óseo se sujete a un hueso, por ejemplo, vértebra, y dado que una conexión entre el destornillador y la cabeza de tornillo puede ser muy rígida, cualquier apriete del tornillo óseo fuera del primer eje definido originalmente conducirá a un esfuerzo lateral al que el hueso también estará sometido. Además, aunque se puede dar una orientación de la cabeza de tornillo por la orientación de la varilla que se coloca dentro de una ranura de la cabeza de tornillo, e idealmente la varilla debe disponerse perpendicular al eje definido por la cabeza de tornillo, desalineando el eje definido por un tornillo de fijación que mantiene la varilla dentro de la ranura, por ejemplo con el destornillador de ajuste, la cabeza de tornillo puede estar sujeta a esfuerzos laterales no deseados que conducirán a un esfuerzo aplicado a un hueso al que se fija el tornillo óseo. Estos esfuerzos laterales no deseados pueden conducir a problemas sustanciales después de la cirugía, y pueden sentirse como dolor crónico durante la vida después de la cirugía, y también pueden conducir a una curación inapropiada de las estructuras óseas afectadas por la cirugía. Los esfuerzos laterales pueden conducir también a sobrecargas de implantes, que pueden conducir a su vez a fallos de material o a aflojamientos de implantes, por ejemplo, después de la cirugía. El documento de patente US2013268007 divulga un procedimiento para la medición de un implante espinal que comprende proporcionar un dispositivo que incluye un medidor configurado para medir un ángulo en un plano de medición y que se extiende hasta una superficie de acoplamiento; disponer la superficie de acoplamiento con una primera posición seleccionada de un implante o una anatomía, estando la primera posición seleccionada dispuesta en una primera orientación; calibrar el medidor a una medición de ángulo cero en la primera orientación; disponer la superficie de acoplamiento con una segunda posición seleccionada del implante o la anatomía, estando la segunda posición seleccionada dispuesta en una segunda orientación; y medir un ángulo de la segunda orientación con respecto a la primera orientación, de modo que el medidor determine el ángulo con respecto a la medición de ángulo cero.
[0010] Por lo tanto, existe una gran necesidad de soluciones sustancialmente mejoradas para proporcionar sistemas de apriete óseo y kits de implantes ortopédicos a cirujanos, médicos, operadores de laboratorio, a la luz de las deficiencias anteriormente analizadas. Además, existe una gran necesidad de proporcionar herramientas o dispositivos que puedan medir un eje de orientación de una varilla de sujeción ósea con respecto a un eje central de una cabeza de un tornillo pedicular.
[0012] Sumario
[0013] De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo para la medición de un ángulo entre un eje de extensión longitudinal de una varilla de fijación ósea y un eje de una cabeza de tornillo de un tornillo pedicular de un kit de implante ortopédico, que incluye un elemento tubular configurado para deslizarse sobre un extensor de tornillo del kit de implante ortopédico, teniendo el elemento tubular dos salientes frontales en una dirección del eje del centro de rotación del elemento tubular, y en el que un primer saliente de los dos salientes frontales tiene un borde frontal dentado, y el segundo saliente de los dos salientes frontales sobresale más que el primer saliente en una dirección del eje del centro de rotación del elemento tubular.
[0015] De acuerdo con una alternativa de la presente invención, se proporciona un dispositivo para la medición de un ángulo entre un eje de extensión longitudinal de una varilla de fijación ósea y un eje de una cabeza de tornillo de un tornillo pedicular de un kit de implante ortopédico, incluyendo el dispositivo un dispositivo configurado para deslizarse sobre un extensor de tornillo del kit de implante ortopédico, teniendo el dispositivo dos sensores de medición de distancia opuestos entre sí en un extremo frontal del dispositivo, los sensores de medición de distancia configurados para medir una distancia entre los sensores y una posición de la varilla a cada lado de la cabeza de tornillo.
[0017] Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos
[0019] Los dibujos adjuntos, que se incorporan en la presente memoria descriptiva y constituyen parte de esta memoria descriptiva, ilustran las realizaciones actualmente preferidas de la invención, y junto con la descripción general dada anteriormente y la descripción detallada dada a continuación, sirven para explicar las características de la invención.
[0021] La Figura 1 muestra un sistema de apriete de tornillo óseo ortopédico ejemplar con destornillador 26, empuñaduras o mangos 25, 29, elemento de acoplamiento 10 para tornillo óseo 1, y tornillo óseo 1 y hueso V, que ilustra un problema potencial cuando se aprieta el tornillo 1 al hueso V.
[0022] La Figura 2 muestra un sistema de apriete de tornillo óseo ejemplar con destornillador 20, extensor de tornillo 6, varilla 7 de fijación, tornillo óseo multiaxial 1, tornillo de fijación 3 para sujetar la varilla 7 a la cabeza de tornillo 2, y hueso V de vértebra, que ilustra otro problema potencial cuando se aprieta el tornillo 1 al hueso V.
[0023] Las Figuras 3A a 3C muestran diferentes realizaciones con diferentes dispositivos asociados a un sistema de sujeción ósea para prevención de una situación fuera del eje, mostrando la Figura 3A una vista lateral esquemática y ejemplar de un sistema de fijación ósea, que incluye un extensor de tornillo, un destornillador y un tornillo óseo, teniendo el tornillo óseo un anclaje óseo y una cabeza de tornillo, y empuñaduras accionadas por muelle 25, 29, mostrando la Figura 3B una vista superior de una empuñadura ejemplar 290 para aplicarse con el extensor de tornillo 6, y la Figura 3C muestra una vista superior de una empuñadura ejemplar 250 para aplicarse con el destornillador 20, 26.
[0024] La Figura 4 muestra una posible realización de una junta universal UJ1 y/o UJ2.
[0025] La Figura 5 muestra un tubo helicoidal, u otro tipo de varilla flexible, que puede usarse para una o más partes del destornillador 26, por ejemplo, en ubicaciones de UJ1 y UJ2.
[0026] Las Figuras 6-8 representan ejemplar y esquemáticamente un dispositivo 100 de acuerdo con la presente invención que permite medir un ángulo entre el eje HA2 del extensor de tornillo 6 y la cabeza de tornillo 2, y el eje RA2 de la varilla 7, o determinar si HA2 y RA2 son perpendiculares entre sí.
[0027] Las Figuras 9-10 representan ejemplar y esquemáticamente otro dispositivo 200 de acuerdo con la presente invención que permite medir un ángulo entre el eje HA2 del extensor de tornillo 6 y la cabeza de tornillo 2, y el eje RA2 de la varilla 7, o determinar si HA2 y RA2 son perpendiculares entre sí, por un medio activo.
[0028] En la presente memoria descriptiva, se utilizan números de referencia idénticos, cuando sea posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras. Además, las imágenes se simplifican con fines ilustrativos y pueden no representarse a escala.
[0030] Descripción detallada de las diversas realizaciones
[0032] La Figura 1 muestra una primera representación que muestra el problema que puede producirse por un esfuerzo parásito S2 que está presente entre el anclaje óseo 4 del tornillo óseo 1, por ejemplo, cuando un cirujano u operador aprieta el tornillo 1 al hueso V, por ejemplo, a través de las empuñaduras 25, 29 y del destornillador 26. Específicamente, en esta variante, el tornillo óseo 1 puede ser un tornillo monoaxial donde la cabeza 2 y el anclaje óseo 4 están fijados entre sí, y siempre tienen la misma orientación relativamente entre sí. A este respecto, están orientados a lo largo de un eje HA1. A continuación, el destornillador 26 se acopla de manera extraíble con la cabeza de tornillo 2 con la parte de acoplamiento 10, y tiene un eje HA2 de extensión longitudinal. La cabeza de tornillo 2 se coloca dentro de una incisión quirúrgica SI que permite acceder a la cabeza de tornillo 2. Es posible que el operador o cirujano no retenga el eje HA2 del destornillador 26 en el eje HA1 del tornillo óseo 1 mediante un movimiento fuera de eje S1. Como la conexión entre el destornillador 26 y el tornillo 1, en esta variante, no permite un cambio angular entre HA1 y HA2, el movimiento S1 provocará el esfuerzo S2 entre el anclaje óseo 4 del tornillo 1, o moverá el hueso V desde su posición deseada, fuera de la orientación definida por el eje HA1.
[0033] La Figura 2 muestra una segunda representación que muestra el problema que puede provocar un operario o cirujano, específico de un sistema de fijación ortopédico, en donde un tornillo óseo pedicular 1 ya se ha fijado a una vértebra V mediante el anclaje óseo 4, para fijar después vértebras adyacentes mediante el tornillo óseo pedicular 1 con una varilla 7. El problema puede ser causado cuando la varilla 7 se fija o aprieta a la cabeza de tornillo 4 del tornillo pedicular 1 mediante un tornillo de fijación 3 que puede acoplarse de manera roscada con la cabeza 2, y tiene una ranura para alojar la varilla 7. En esta situación, el tornillo pedicular 1 es un tornillo poliaxial o multiaxial, donde la cabeza 2 y la parte roscada o anclaje óseo 4 pueden tomar diferentes posiciones angulares entre sí, debido al mecanismo de articulación, acoplamiento u orientación 13. En esta representación, se muestra ejemplarmente que el anclaje óseo 4 y la cabeza 2 están alineados en el mismo eje, por ejemplo, siendo HA1 igual a HA2, pero estos ejes también pueden ser oblicuos entre sí, ya que se usa un tornillo poliaxial.
[0035] Por ejemplo, dentro de la incisión quirúrgica SI, cuando se aprieta el tornillo de fijación 3 a la cabeza de tornillo 2, la varilla 7 que tiene un eje RA2 de orientación puede estar dispuesta no perpendicularmente al eje HA2 que se define principalmente por la orientación de la cabeza de tornillo 2. Debido a la conexión entre la cabeza de tornillo 2 y el extensor de tornillo 6, y del destornillador 20 para el tornillo de fijación 3 a través del tornillo de fijación 3, el destornillador 20 tendrá el mismo eje HA2. Una vez que se aprieta el tornillo de fijación 3, y los ejes HA2 y RA2 no son perpendiculares entre sí, como se muestra a modo de ejemplo en la Figura 2, esto puede provocar el esfuerzo S1 a la cabeza de tornillo 2 que se traducirá en el esfuerzo S2 a las vértebras V, ya que la varilla 7 se apoyará contra un lado de la ranura de la cabeza de tornillo 2, y no se encontrará adecuadamente dentro de la ranura. Como se ha analizado anteriormente, en esta variante, la cabeza de tornillo 2 puede ser libremente orientable con respecto al anclaje óseo 4 formando un mecanismo 13 de orientación de este modo un tornillo poliaxial, de manera que el eje HA1 del anclaje óseo 4 y el eje HA2 de la cabeza de tornillo 2 pueden no coincidir.
[0037] Debido a la vista limitada proporcionada por la incisión quirúrgica SI al cirujano u operador, y en algunos casos la posición oblicua de la varilla 7 del eje RA1 con respecto a una extensión de la columna vertebral, es posible que la cabeza de tornillo 2 y su orientación HA2 no puedan orientarse correctamente con respecto a la varilla 7 sin ayuda adicional, para disponerse idealmente perpendicular a RA2. Una vez que se aprieta el tornillo de fijación 3, normalmente se pierde la poliaxialidad del tornillo pedicular 1 y, por esta razón, la cabeza de tornillo 2 puede no orientarse automáticamente por sí misma perpendicularmente a la varilla 7 simplemente apretando el tornillo de fijación 3 a la cabeza de tornillo 2 mediante el destornillador de ajuste 3. Por consiguiente, se desea un dispositivo, sistema o procedimiento que pueda medir la orientación de la varilla 7 con respecto a la cabeza de tornillo 2 durante el procedimiento quirúrgico, de modo que el cirujano u operador pueda orientar apropiadamente la cabeza de tornillo 2 para que sea perpendicular o sustancialmente perpendicular a la varilla 7, antes de apretar el tornillo de fijación 3 a la cabeza 2, para la unión de la varilla 7 al tornillo pedicular 1.
[0039] La Figura 3A muestra en una vista lateral y de manera esquemática ejemplar, un destornillador 26 que tiene una o más juntas universales UJ1, UJ2, y se puede usar un extensor de tornillo 6 para la unión desmontable a una cabeza de tornillo 2 de un tornillo óseo 1. En la Figura 4 se muestra una junta universal UJ ejemplar. Esta puede ser una manera de limitar cualquier par lateral parásito a la cabeza de tornillo 2 y también al anclaje óseo 4 (parte de la rosca) mediante el extensor de tornillo 6 y el conjunto de destornillador de ajuste 26. La configuración mecánica utilizaría dos juntas universales diferentes (UJ1 y UJ2) y una junta simple (SJ1), como se analiza a continuación. El principio básico de funcionamiento es que la dirección de extensión del extensor de tornillo 6 (SA2) y del destornillador de ajuste 26 se dan por la orientación de la cabeza de tornillo 2 (SA3) del tornillo pedicular 1, y no forzando al cirujano u operador a cambiar la orientación SA3 manipulando el extensor de tornillo 6 y/o el destornillador de ajuste 26.
[0041] Una junta universal UJ1 conectará la sección superior 8 del destornillador de ajuste 26 con la sección inferior 20, de modo que la posición angular del eje inferior SA2 del destornillador de ajuste se desacople del eje superior SA1 del destornillador de ajuste, pero manteniendo una conexión giratoria angular fija con los ángulos alfa1 y alfa5. La Figura 4 muestra una junta universal compacta ejemplar UJ que podría integrarse fácilmente en un extensor de tornillo. Esta característica permite añadir capacidad de flexión al destornillador de ajuste 26 u otro tipo de destornillador, mientras se preserva una transmisión de par desde las empuñaduras 25, 26 al tornillo de fijación 3 u otro tipo de tornillo óseo, ya que el destornillador de ajuste 26 de titanio o acero inoxidable es muy rígido.
[0042] Además, en caso de que se utilice un extensor de tornillo 6, una porción del extensor de tornillo 6 por debajo de donde se pueden ubicar las empuñaduras 25, 29 también se puede hacer menos rígida en una dirección alejada del eje SA1 que la parte restante del extensor de tornillo, pero preservando sustancialmente la rigidez a torsión del extensor de tornillo, especialmente menos rígida que la porción del extensor de tornillo que se acopla con la cabeza de tornillo 2 del tornillo pedicular 1. Específicamente, el extensor de tornillo 6 puede hacerse más flexible con respecto a un eje SA1, pero todavía conserva una rigidez a torsión relativamente alta para transmitir par de torsión. Por ejemplo, las ranuras o aberturas OS al extensor de tornillo 6 en un área por debajo del área de unión del mango 29 pueden ser tales que los pares laterales fuera del eje SA1 son mucho menos fuertes cuando se transmiten a través del extensor de tornillo 6. El extensor de tornillo 6 podría hacerse más flexible fuera del eje SA1 en esta área mediante ranuras adicionales u otros tipos de aberturas OS, siendo las ranuras perpendiculares al eje SA1, por ejemplo, como ranuras angularmente alternativas, o podría usarse un material más blando en esta área. Esto permite añadir capacidad de flexión adicional al extensor de tornillo 6 sin impactar su función de las varillas de guía 7 y el destornillador de ajuste 26. Esta área está en una parte superior del extensor de tornillo 6, y por lo tanto afectará mínimamente a su funcionamiento, es decir, el acoplamiento de rosca entre el destornillador de ajuste 26 y el extensor de tornillo 6. Además, el área con aberturas OS u otro elemento que proporcione suavidad lateral puede ser tal que se encuentre en un intervalo de la ubicación en donde se ubicará la junta universal UJ del destornillador 26, cuando se aplique con el tornillo de fijación 3, u otro tipo de tornillo óseo 1.
[0044] Una segunda junta universal UJ2 puede estar dispuesta entre la empuñadura 25 y la sección superior 8 del destornillador 26. Esto permite bloquear la rotación de los ángulos alfa1 de la sección superior 8 del destornillador de ajuste 26 al ángulo de la empuñadura 25 (alfa2), pero permite la orientación libre del eje HA1 de la empuñadura y del eje superior SA1 del destornillador de ajuste. Para evitar que la empuñadura 25 pueda aplicar mucha fuerza a través del movimiento lateral, la empuñadura 25 puede ser accionada por un mecanismo de muelle de accionamiento S1. Esto también podría hacerse mediante una empuñadura que pueda deslizar lateralmente sin el mecanismo de muelle de accionamiento S1. Esto desacopla sustancialmente todo el movimiento parásito de la empuñadura 25 para ajustar el destornillador 26 lejos del eje SA1. También se puede añadir un mecanismo de accionamiento adicional para cubrir la otra dirección, para que sea perpendicular al eje HA1. De manera similar, la empuñadura 29 puede tener una junta simple SJ1 que permite el movimiento pivotante libre hacia arriba y hacia abajo de la empuñadura 29, pero también tiene un mecanismo de muelle de accionamiento S2 que permite movimientos laterales de la empuñadura 29 que se atenuarán con menos par al extensor de tornillo 6. En una variante, la junta simple SJ1 también puede implementarse como una junta universal, similar a UJ1 o UJ2.
[0046] Estos elementos con las empuñaduras 25, 29 y el destornillador de ajuste 26 que tienen la junta universal UJ1, y posiblemente UJ2, el sistema ortopédico de apriete de tornillo pedicular, u otro tipo de sistema de apriete de tornillo óseo, son completamente mecánicos y pueden integrarse completamente en un kit de herramientas. También es universalmente aplicable a diferentes tipos de herramientas quirúrgicas, donde se ha hecho un anclaje óseo, y también podría usarse para aplicaciones dentales y otras aplicaciones. Es posible todavía que el usuario aplique un par parásito, pero esta configuración podría reducir fuertemente dicho par, probablemente en más del 90% en comparación con la solución actual.
[0048] Como se muestra en la Figura 3A, se muestran diferentes mecanismos que pueden añadirse o implementarse a un sistema de extensor de tornillo/destornillador ya existente, por ejemplo, pero sin limitarse al mostrado en la Patente de EE. UU. No. 10.058.355, que permite reducir cualquier esfuerzo sobre el tornillo de fijación o tornillo óseo que no está específicamente dirigido al par de torsión que se aplica para el apriete del tornillo óseo por un par. Específicamente, los esfuerzos que necesitan reducirse son los que están en cualquier dirección radial (360 grados) alejada de un eje de extensión longitudinal del destornillador/extensor de tornillo SA1, o HA21, como el tornillo óseo, véanse las Figuras 1 a 3, por ejemplo, un tornillo óseo monoaxial o un tornillo pedicular que ya no es poliaxial, traducirá dichos movimientos laterales en un esfuerzo al hueso V. Para este propósito, el sistema de la Figura 3 puede añadirse flexiblemente en términos de capacidad de flexión, que permite desacoplar una orientación del elemento 10 del destornillador 26 que se acopla firmemente con la cabeza de tornillo 2 óseo, y las partes que serán manipuladas por el cirujano cuando aprieta el tornillo óseo. Algunos de estos mecanismos se muestran como juntas universales UJ1 y UJ2 en ubicaciones específicas, y algunos de ellos como muelles S1, S2, para proporcionar una suspensión accionada por muelle a las empuñaduras para los ejes HA1, HA2. Otro elemento es el ablandamiento del extensor de tornillo en un área superior, por ejemplo, con ranuras o aberturas OS, en un área donde se ubica UJ1 del destornillador, de modo que el extensor de tornillo se puede flexionar junto con el destornillador.
[0050] Por supuesto, sería posible implementar las juntas universales UJ lo más simples posible, por ejemplo, como juntas elastómeras sin partes móviles distintas del elastómero flexible, u otros tipos de acoplamientos flexibles simplificados, por ejemplo, acoplamientos de doble muelle. En este sentido, se proporciona la función principal de transferir un par de apriete al tornillo óseo preservando o preservando sustancialmente la rigidez a torsión del destornillador 26 y del extensor de tornillo 6 si está presente, y al mismo tiempo proporcionar un desacoplamiento entre el eje principal del tornillo óseo y el eje principal de los elementos de apriete, y se puede implementar con posibles equivalentes, tales como juntas universales, juntas cardan, acoplamientos de viga, acoplamientos elastómeros, acoplamientos de mordaza, etc.
[0052] La Figura 3B muestra otra variante de una empuñadura 290 que puede usarse para acoplarse con y sujetar el extensor de tornillo 6 en una posición con respecto al tornillo pedicular 4, para sujetar el extensor de tornillo 6. Una parte del extensor de tornillo 6 se muestra con una vista lateral a la izquierda de la Figura 3B. La empuñadura 290 incluye una parte de agarre manual 292 que está configurada para ser sujetada por la mano de un usuario, operador o cirujano, un primer bastidor 294 que está unido de manera no móvil a la parte de agarre manual 292, un segundo bastidor 296 que está suspendido a lo largo de un primer eje lineal con respecto al primer bastidor 294 por medio de elementos elásticos 272, 275, siendo en la variante mostrada los elementos elásticos 272, 275 un par de muelles, el segundo bastidor 296 guiado por una estructura de guía lineal que está situada en partes laterales del primer bastidor 294 y del segundo bastidor 296, permitiendo que el segundo bastidor 296 se deslice linealmente dentro de un cierto intervalo de movimiento dentro del primer bastidor 294, accionado por los pares de elementos elásticos 272, 275. La estructura de guía lineal puede implementarse como carriles de guía complementarios, una estructura de soporte lineal, por ejemplo, con un carro y carril de guía, corredera telescópica o superficie de deslizamiento para reducir la fricción entre el primer bastidor 294 y el segundo bastidor 296. Además, la empuñadura 290 incluye además un elemento de acoplamiento central 298 para acoplarse con una estructura de acoplamiento 32 correspondiente del extensor de tornillo 6, por ejemplo, teniendo una abertura circular con dientes de acoplamiento dispuestos circularmente 299. El elemento de acoplamiento 298 es accionado elásticamente con respecto al segundo bastidor 296 con dos elementos elásticos, por ejemplo, pero sin limitarse a un muelle helicoidal o de lámina 282, 284, de modo que el elemento de acoplamiento 298 puede deslizar dentro de un cierto intervalo de movimiento con respecto al segundo bastidor 296 a lo largo de un segundo eje lineal que es sustancialmente perpendicular al primer eje lineal. Además, una estructura de guía lineal tal como, pero sin limitarse a, una estructura de carril complementaria puede preverse en paredes laterales del elemento de acoplamiento 298 y paredes laterales del segundo bastidor 296, para guiar el movimiento lineal a lo largo del segundo eje lineal.
[0054] Con la suspensión lineal del segundo bastidor 296 con respecto al primer bastidor 294 mediante una primera fuerza de accionamiento creciente con los muelles 272, 275 para una posición aumentada del segundo bastidor 296 fuera de una primera posición central o neutra, y con la suspensión lineal del elemento de acoplamiento central 298 con respecto al segundo bastidor 296 mediante una segunda fuerza de accionamiento creciente con los muelles 282, 284 para una posición aumentada del elemento de acoplamiento central 298 fuera de una segunda posición central o neutra, correspondiendo la primera y la segunda posición central a una ubicación del eje central HA2 cuando la empuñadura 290 se está acoplando con el extensor de tornillo 6 en dos direcciones dispuestas perpendicularmente, es posible minimizar que un usuario, operador o cirujano empuje el extensor de tornillo fuera del eje que está definido por el eje HA1 definido por la cabeza de tornillo del tornillo pedicular 4, y la extensión del mismo por el eje HA2 del extensor de tornillo 6 (véase la Figura 2).
[0056] Además, la estructura de acoplamiento 32 del extensor de tornillo 6 y el elemento de acoplamiento 298 de la empuñadura 290 se forman de manera que, al acoplarse mutuamente entre sí, por ejemplo, por apertura deslizante del elemento de acoplamiento 298 de la empuñadura 290 a la estructura de acoplamiento, están configurados para orientarse libremente dentro de un cierto intervalo angular entre sí, pero aún bloquean completamente una rotación del extensor de tornillo 6 con respecto a la empuñadura 290 alrededor del eje HA2. Esto puede implementarse mediante una estructura de acoplamiento 32 que tiene un elemento de acoplamiento esférico o similar a una bola con crestas o ranuras de acoplamiento, por ejemplo, pero sin limitarse a una estructura hexagonal esférica o de tipo torx esférica, con un borde biselado circundante 34 al menos parcialmente que limita una colocación hacia debajo de la empuñadura 290 al extensor de tornillo 6. El borde 34 puede estar hecho de una estructura circundante continua, o mediante dos o más botones alrededor de la superficie cilíndrica exterior del extensor de tornillo 6. En una variante, es posible que el elemento de acoplamiento central 298 tenga una estructura curvada mientras que la estructura de acoplamiento 32 tiene forma cilíndrica, para permitir un cierto intervalo de movimiento angular de la empuñadura 290 con respecto al eje HA2. Este mecanismo entre la empuñadura 290 y el extensor de tornillo 6, con la estructura de acoplamiento 32 y el elemento de acoplamiento central 298 permite una tolerancia angular entre la empuñadura 290 y el extensor de tornillo 6 para sujetar el tornillo pedicular 4 y, por lo tanto, es funcionalmente equivalente a una junta universal, pero también permite una fácil extracción.
[0058] La Figura 3C muestra una realización ejemplar de una empuñadura o perilla 250 que puede estar colocado centralmente en un extremo del destornillador 20, 26, para apretar un tornillo pedicular 4. Por ejemplo, la empuñadura o perilla 250 de mando puede ser girado alrededor del eje HA2 cuando está en conexión operativa con el destornillador 20, 26, por una mano del usuario, operador, o cirujano, para girar el destornillador 20, 26 con relación al extensor de tornillo 6, mientras que la otra mano puede sostener el extensor de tornillo 6 con la empuñadura 290. La empuñadura 250 incluye un anillo o soporte externo 254 que puede tener una pluralidad de botones o salientes 253 dispuestos radialmente alrededor de una circunferencia externa, u otra disposición para aumentar la fricción de sujeción con una mano de un usuario, y tiene una abertura interna de forma rectangular que aloja un bastidor deslizante 256. El bastidor deslizante 256 está situado suspendido linealmente dentro de la abertura por medio de dos pares de elementos elásticos 232, 234 en cada lado, por ejemplo, muelles helicoidales o de lámina, a lo largo de un intervalo de movimiento lineal accionado a la fuerza a lo largo de un primer eje. El bastidor deslizante 256 puede ser guiado linealmente por paredes laterales de abertura y bastidor, por ejemplo, con una estructura de carriles correspondiente, u otro tipo de estructura de soporte lineal. Además, un elemento de acoplamiento central 258 está situado dentro de una abertura de forma rectangular del bastidor deslizante 256, accionado en cada lado por un elemento elástico 242, 244, permitiendo un intervalo de movimiento lineal a lo largo de un segundo eje que es perpendicular al primer eje.
[0060] El elemento de acoplamiento central 258 puede tener una abertura en forma de una herramienta de torsión giratoria, por ejemplo una estructura hexagonal, una estructura tipo torx u otro tipo de estructura de acoplamiento de herramienta para aplicar un par de torsión a un destornillador 20, 26. Por ejemplo, el elemento de acoplamiento central puede ser una abertura no transversal que tiene un suelo que limita una profundidad de acoplamiento con el elemento de acoplamiento esférico 28 del destornillador 20, 26. Como se muestra en el lado izquierdo de la Figura 3C, se muestra un extremo superior del destornillador 20, 26, que tiene un elemento de acoplamiento esférico 28 para acoplarse con el elemento de acoplamiento central 258 de la empuñadura o perilla 259, por ejemplo, pero sin limitarse a una bola hexagonal, punta tipo torx hexagonal, u otro tipo de herramienta que permite un intervalo de orientación angular libre entre la empuñadura 250 y el destornillador 20, 26, pero al mismo tiempo permite una transmisión de un par alrededor del eje HA2 al destornillador 20, 26. A este respecto, el elemento de acoplamiento central 258 y el elemento de acoplamiento esférico 28 tienen el equivalente funcional de una junta universal, pero con la posibilidad de retirar fácilmente la empuñadura 259 del destornillador 20, 26. También es posible que la empuñadura 250 esté equipada con un dispositivo limitador de par, por ejemplo un pasador que se puede romper, o un trinquete de par. En una variante, en lugar de usar muelles helicoidales 272, 275, 282, 284, 232, 234, 242, 244, es posible usar otros tipos de elementos elásticos, por ejemplo, pero sin limitarse a cojines elastómeros, pistones de suspensión, cordones elásticos, disposiciones de muelles de lámina, muelles de placa, muelles de voluta, tanto en una configuración de empuje como de tracción, proporcionando una fuerza para restaurar los respectivos bastidores o correderas a una posición neutral.
[0062] En una variante mostrada en la Figura 5, un tubo helicoidal, u otro tipo de varilla flexible, puede usarse para el destornillador 26, o partes del mismo, por ejemplo, en ubicaciones de UJ1 y UJ2. Este es otro dispositivo que permite preservar la rigidez a torsión alrededor del eje HA2 o SA1, y al mismo tiempo permite la capacidad de flexión fuera del eje HA2 o SA1. Específicamente, se puede usar un tubo de doble hélice, con las dos hélices discurriendo opuestas entre sí que proporcionan una fuerte rigidez a torsión.
[0064] A continuación, y de conformidad con la presente invención, con las Figuras 6 a 8 se describe un dispositivo ejemplar 100 que permite medir un ángulo entre el eje HA2 del extensor de tornillo 6 y la cabeza de tornillo 2, y el eje RA2 de la varilla 7, o determinar si HA2 y RA2 son perpendiculares entre sí, de modo que el cirujano u operador puede corregir una orientación de la cabeza de tornillo 2 con respecto a la varilla 7 moviendo el extensor de tornillo 6. Esto puede hacerse durante la cirugía, donde el anclaje óseo 4 ya está completamente unido o fijado al hueso de la vértebra V, y por lo tanto puede hacerse a través de la incisión quirúrgica, mediante un dispositivo 100 que puede deslizarse sobre el extensor de tornillo 6 en la incisión quirúrgica.
[0066] Básicamente, como se muestra en la Figura 6, el dispositivo 100 es un elemento tubular que es hueco, por ejemplo, tiene una cavidad cilíndrica interior hueca que tiene un diámetro interior DIA ligeramente mayor que un diámetro exterior del extensor de tornillo 6, de modo que el dispositivo 100 puede deslizar sobre el extensor de tornillo 6, por ejemplo, cuando ninguna de las empuñaduras 25, 29 está unida al extensor de tornillo 6, como se muestra en la Figura 8 donde el dispositivo 100 ha sido hecho deslizar sobre el extensor de tornillo 6, y se muestra en la Figura 7 como una vista en sección transversal, que muestra el dispositivo 100 dispuesto alrededor del extensor de tornillo 6, y opcionalmente el destornillador 20. El dispositivo tubular 100 puede tener otras formas de sección transversal, por ejemplo, hexagonal, cuadrada, poligonal, etc., siempre que sea hueco y pueda deslizar sobre el extensor de tornillo 6. En una cara frontal del dispositivo tubular 100, el borde frontal circular incluye dos salientes, crestas o bordes E1, E2 dispuestos a 180° entre sí. Una saliente E1 tiene ranuras, está dentada, o tiene dientes de sierra, o tiene otro tipo de irregularidades mecánicas 50 orientadas desde la cara frontal, que pueden generar una vibración al dispositivo tubular 100 si la saliente E1 es deslizada y presionada contra la varilla espinal 7, mientras que la otra saliente E2 es lisa, de modo que no se produce vibración cuando la saliente E2 es deslizada y presionada contra la varilla espinal 7. Preferiblemente, visto desde un eje central del dispositivo tubular 100 en una dirección radial, la saliente E1 está dispuesta con ranuras 50 en un intervalo angular que cubre el borde frontal circular entre preferiblemente 90° y justo por debajo de 180°, más preferiblemente entre 90° y 120°. Además, mientras que las salientes E1 y E2 son simétricas axialmente entre sí, giradas 180° una con relación a la otra, la saliente dentada E1 no sobresale tanto de la cara frontal del elemento tubular 100 como la saliente no dentada E2, por ejemplo, en una diferencia de distancia AD. En otras palabras, la distancia D1 de saliente de la saliente dentada E1 es menor que la distancia D2 de saliente de la saliente no dentada E2, por ejemplo, en una diferencia de 1 mm.
[0068] Como se muestra en la Figura 8, el operador o cirujano puede deslizar el elemento tubular 100 sobre el extensor de tornillo 100, por ejemplo, después de retirar o antes de colocar las empuñaduras 25, 29, y puede insertar completamente el elemento tubular 100 para asegurarse de que toca al menos una superficie superior de la varilla de fijación espinal 7, al menos en un lado de la cabeza de tornillo 2. Esto puede hacerse a un extensor de tornillo de un kit de implante ortopédico como se muestra ejemplarmente en la Patente de EE. UU. No. 10.058.355. Después, el cirujano u operador puede girar el elemento tubular 100 manualmente, como se indica por la flecha giratoria ROT, por ejemplo, con su pulgar y dedo índice, presionando el elemento tubular ligeramente contra la varilla 7. En un primer caso, donde la varilla 7 es sustancialmente perpendicular a la cabeza de tornillo 2, lo que significa que el eje HA2 es perpendicular al eje RA2, que es la orientación deseada de la varilla 7, la rotación ROT del elemento tubular 100 con respecto al extensor de tornillo 6 no producirá ninguna vibración, ya que los dientes 50 están dispuestos ligeramente rebajados, por una diferencia de distancia AD, y ambas salientes E1 y E2 son asimétricas entre sí.
[0070] Sin embargo, en un segundo caso en donde la varilla 7 no es perpendicular a la cabeza de tornillo 2, lo que significa que el eje HA2 no es perpendicular al eje RA2, que es una orientación no deseada de la varilla 7 con respecto a la cabeza 2, la rotación manual ROT del elemento tubular provocará que los dientes 50 se acoplen en una superficie de la varilla 7, para provocar una vibración y posiblemente un ruido de trinquete que puede ser detectado y oído manualmente por el cirujano u operador. Esto sucederá tan pronto como la distancia de desplazamiento relativo de la varilla 7 en cada lado de la cabeza de tornillo 2 exceda la diferencia de distancia AD, que es causada por el ángulo oblicuo que excede un cierto umbral.
[0072] Con este dispositivo 100 se puede detectar fácilmente, sin la retroalimentación visual necesaria, con un mecanismo muy sencillo, si la varilla 7 no está dispuesta perpendicularmente a la cabeza de tornillo 2, y si el cirujano u operador detecta la no perpendicularidad, con el extensor de tornillo 6, la cabeza de tornillo 2 se puede llevar a la posición deseada orientando el extensor de tornillo 6 que está unido a la cabeza de tornillo 2 antes de que se apriete el tornillo de ajuste 2, por ejemplo antes de que se pierda o limite la poliaxialidad del tornillo pedicular 1.
[0074] A continuación, y de conformidad con la presente invención, con las Figuras 9 a 10 se describe otro dispositivo 200 que permite medir un ángulo entre el eje HA2 del extensor de tornillo 6 y la cabeza de tornillo 2, y el eje RA2 de la varilla 7, o determinar si HA2 y RA2 son perpendiculares entre sí, de modo que el cirujano u operador puede corregir una orientación de la cabeza de tornillo 2 con respecto a la varilla 7 moviendo el extensor de tornillo 6. En comparación con el dispositivo 100, el presente dispositivo incluye electrónica y una fuente de alimentación para medir la distancia activamente, mediante el uso de sensores de medición de distancia 86, 88 que están dispuestos en una cara frontal del dispositivo 200, o dispuestos de manera que puedan medir una distancia del sensor respectivo 86, 88 a la varilla espinal 7, en cada lado de la cabeza de tornillo 2 del tornillo pedicular 1. Los sensores 86, 88 pueden implementarse a modo de ejemplo como, pero sin limitación, sensores de medición de distancia ópticos, acústicos, ultrasónicos, capacitivos o inductivos. La Figura 9 ilustra el dispositivo 200 que se coloca sobre el extensor de tornillo 6 que muestra, en el lado izquierdo, la varilla 7 dispuesta perpendicularmente a la cabeza de tornillo 2 (la posición deseada), y en el lado derecho, la varilla 7 no dispuesta perpendicularmente a la cabeza de tornillo 2. Los sensores 88, 86 pueden medir una distancia D11 y D12 en cada lado de la cabeza de tornillo 2, para determinar si las distancias son iguales, para ver si hay perpendicularidad presente. Las señales procedentes de los sensores 86, 88 pueden ser procesadas por un microcontrolador que es alimentado por una batería, y un resultado de la comparación de las distancias medidas D11 y D12 puede ser indicado al usuario, por ejemplo, por medios ópticos, acústicos, hápticos o vibratorios, por ejemplo, a través de dos luces 82 que pueden mostrar perpendicularidad, por ejemplo, con una luz verde, o no perpendicularidad, con una luz roja, por ejemplo, el LED 82. Como una variante, la señal puede ser acústica, por ejemplo, con el altavoz 84 que indica una señal acústica de baja frecuencia para la perpendicularidad, y una señal acústica de alta frecuencia para la no perpendicularidad.
[0075] Con la Figura 10 se muestra otra variante, en donde en cada mitad de la superficie frontal circular del dispositivo 200 están dispuestos sensores de detección 94, 96 con superficie de contacto semicircular. Además, el dispositivo 200 tiene una flecha, línea u otra impresión o indicación 93 que muestra la posición rotativa deseada del dispositivo 200 una vez colocado en el extensor de tornillo 6, de modo que el dispositivo 200 puede alinearse aproximadamente a un eje de extensión longitudinal de la varilla 7, por ejemplo, a lo largo de la incisión que normalmente es sustancialmente paralela a la varilla. El indicador de orientación también puede implementarse con pequeños botones, bultos o salientes 91, 92 para mostrar la orientación del dispositivo 200. Las superficies frontales de los sensores de detección 94, 96 pueden detectar el contacto o la proximidad cercana a la varilla 7 en cada lado de la cabeza de tornillo 2, por ejemplo, mediante los sensores 94, 96 dispuestos como botones que pueden presionarse o, por ejemplo, mediante una medición capacitiva para detectar la proximidad cercana de la varilla 7.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (100) para la medición de un ángulo entre un eje (RA2) de extensión longitudinal de una varilla de fijación ósea (7) y un eje (HA2) de una cabeza de tornillo (2) de un tornillo pedicular de un kit de implante ortopédico, comprendiendo el dispositivo (100):
un elemento tubular configurado para deslizarse sobre un extensor de tornillo (6) del kit de implante ortopédico, teniendo el elemento tubular dos salientes frontales (E1, E2) en una dirección de un eje del centro de rotación del elemento tubular, y
en el que un primer saliente (E1) de los dos salientes frontales tiene un borde frontal dentado, y el segundo saliente (E2) de los dos salientes frontales sobresale más que el primer saliente (E1) en una dirección del eje del centro de rotación del elemento tubular.
2. Un dispositivo (200) para la medición de un ángulo entre un eje (RA2) de extensión longitudinal de una varilla de fijación ósea (7) y un eje (HA2) de una cabeza de tornillo (2) de un tornillo pedicular de un kit de implante ortopédico, comprendiendo el dispositivo (200):
un dispositivo configurado para deslizarse sobre un extensor de tornillo (6) del kit de implante ortopédico, teniendo el dispositivo dos sensores de medición de distancia (86, 88, 94, 96) opuestos entre sí en un extremo frontal del dispositivo, los sensores de medición de distancia (86, 88, 94, 96) configurados para medir una distancia entre los sensores (86, 88, 94, 96) y una posición de la varilla (7) a cada lado de la cabeza de tornillo (2).
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