(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四肢を外部固定するためのクランプ組立体において、
前記クランプ組立体が、
第１ロッド組立体に接続するように構成された第１クランプであって、前記第１クランプが中心線を有する、第１クランプと、
前記第１クランプに係合された主クランプ本体であって、前記主クランプ本体が長手軸線を有し、前記主クランプ本体が前記長手軸線に沿って複数の孔を形成し、前記複数の孔の個々の孔が骨ピンを受け入れるように構成され、前記複数の孔が、各孔が順次前記中心線から離れるように位置付けられる、主クランプ本体と、
前記長手軸線に沿って延びるスライドクランプであって、前記スライドクランプが、前記長手軸線に沿って移動して前記骨ピンを所定の位置に固定するように構成される、スライドクランプと、
前記スライドクランプに結合されかつ前記スライドクランプを作動するように構成された固定ボルトと、
ピンとを含み、
前記第１クランプが前記ピンを受け入れるためのサイズ及び形状を持つ第１開口を形成する第１係合部分を含み、
前記主クランプ本体が、前記ピンを受け入れるためのサイズ及び形状を持つ第２開口を形成する第２係合部分を含み、かつ、
前記第１クランプに係合される前記主クランプ本体が、前記第１係合部分と前記第２係合部分が整列しかつ前記ピンが前記第１開口及び前記第２開口を通過して延びたとき、前記第１クランプに蝶番式に係合される、クランプ組立体。
【請求項２】
前記固定ボルトが、前記主クランプ本体の側面の中へかつ前記長手軸線に沿って延びる、請求項１に記載のクランプ組立体。
【請求項３】
前記クランプ組立体は、更に、
第２ロッド組立体に接続するように構成された第２クランプを備え、
前記主クランプ本体が前記第２クランプに係合される、請求項１又は２に記載のクランプ組立体。
【請求項４】
前記長手軸線に沿って移動して前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するように構成された前記スライドクランプが、前記主クランプ本体に対して前記少なくとも１つの骨ピンを固定するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの孔内に配置された少なくとも１つのブッシングを備え、
前記長手軸線に沿って移動して前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するように構成された前記スライドクランプが、前記少なくとも１つのブッシングに対して前記少なくとも１つの骨ピンを固定するように構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項６】
前記スライドクランプが少なくとも１つの開口を形成し、前記少なくとも１つの開口が、斜面を有する少なくとも１つの傾斜部分によって形成され、かつ前記少なくとも１つの傾斜部分が前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの傾斜部分の少なくとも一部分が、前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するために複数の歯を形成する、請求項６に記載のクランプ組立体。
【請求項８】
前記スライドクランプが少なくとも１つの開口を形成し、前記開口が、前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するように構成された１組の歯を形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項９】
前記スライドクランプが少なくとも１つの開口を形成し、前記開口が、前記少なくとも１つの骨ピンを所定の位置に固定するように構成された第１組の歯及び第２組の歯を形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項１０】
前記スライドクランプが２つの開口を形成し、かつ前記２つの開口が前記長手軸線の周りで対称形である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項１１】
前記スライドクランプが４つの開口を形成し、前記４つの開口が前記長手軸線の周りで対称形である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクランプ組立体。
【請求項１２】
前記クランプ組立体は、更に、前記第１クランプを通過して延びるように構成されたロックスクリューを備え、
前記ピンが、前記ロックスクリューを受け入れるように構成された孔を形成し、
前記第１係合部分が第１円筒形支持面を形成し、
前記第２係合部分が、前記第１円筒形支持面に係合するように構成された第２円筒形支持面を形成し、かつ、
前記ロックスクリューが締め付けられたとき、前記第１円筒形支持面と前記第２円筒形支持面が相互に係合する、請求項１に記載のクランプ組立体。
【請求項１３】
前記第１円筒形支持面及び前記第２円筒形支持面の少なくとも一方が少なくとも１つの突出部を形成する、請求項１２に記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年３月２５日に提出された米国特許出願第１４／６６８２８２号明細書（その優先権の利益が本出願において主張され、その全体が参照により本明細書において援用される）の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、外部固定のためのシステム、装置及び方法に関する。より具体的には、本開示は、関節及び／又は骨折した骨に外部固定を与えるためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本開示は、長骨外部固定並びに下橈骨、足首などの固定のためのシステム、装置及び方法に関する。骨の外部固定は、例えば外傷の短期的安定化、外傷の長期的安定化、関節の短期又は長期的安定化、及び治癒プロセスにおける四肢伸長安定化（limb-lengthening stabilization）において使用するなど、いくつかの応用において有用である。
【０００４】
本出願において説明するシステム、装置及び方法は、長期的安定化装置を応用できるようになるまで外傷の安定化のために使用できる。短期的又は一時的安定化は、例えば、観血的整復及び内部固定前の腫脹の減少、開放創の治癒及び／又は擦過傷の治癒など、最終的骨格固定前に軟組織が外傷から回復できるようにする。外部固定は、地方又は田舎の病院などの初期治療現場から地域外傷センターなど適切な外傷治療能力を持つ二次的現場への搬送が必要とされる時にも使用できる。短期固定化は、勤務時間外など適切な外傷治療が受けられない期間に生じる損傷のためにも、技能を持つ臨床医の治療を受けられるようになるまで、使用できる。短期的安定化は、戦場又は野戦病院において適切である可能性がある。単純で、簡単かつ手ごろな外部固定システム及び方法が必要とされる。
【０００５】
技術上既知の固定システムにおいて、バックテーブル上でクランプ本体を組み立てるのはかなりの時間がかかる可能性がある。多くの事例において、同じ構成要素がそのたびに使用される。骨折又は関節へ埋植するとき、個別に調節を必要とするスライドロッド、可動クランプおよびその他の多数の部品は、フレームの応用及び締付けを面倒にする。予組立を必要とせず骨折又は関節に被せて簡単に配置でき、関節の一方の側に配置された第１組のピンを持ち、関節に被せてフレームを伸張して、関節の第２の側に所望の通りに第２組のピンを配置できるフレームが必要とされる。このような配列体においては、組立がなくかつクランプからロッドが滑り出る可能性がない。
【０００６】
多くの状況において、外部固定フレームをロックするまでに、骨折／関節をその適切な長さまで回復させなければならない。そのために、筋肉の自然の張力に抵抗して四肢を伸張させなければならない。この力は、幾人かの外科医が「足が床上で滑り始めるまで引っ張る」と報告するほど、大きい。技術上既知のシステムにおいて、外科医は、助手がフレームの全てのクランプを締める間この張力を保持しなければならない。四肢の長さが確定したら四肢の長さを保持する一方向運動ロックの必要がある。一方向運動ロックは、外科医が、必要に応じて僅かな調節を行って、技術的により容易な方法でかつおそらく技術上既知のシステムにおいては必要とされるほどの支援を手洗浄した他のスタッフから受けることなく、フレームをロックできるようにする。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の様々な実施形態について、添付図面を参照して下に論じる。これらの図面は、単に本発明の典型的実施形態を示すものであり、本発明の範囲を限定するものとみなすべきものではないことが分かるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１クランプ組立体、第２クランプ組立体及び第１及び第２クランプ組立体に捕捉された２つのロッド組立体を含む外部固定システムの斜視図であり、外部固定システムは複数の骨ピンに取り付けられている。
【図２】図１の外部固定システムの直立図（top-down view）である。
【図３】２つの骨ピンを含む、図１の第１クランプ組立体の拡大斜視図である。
【図４】図１のクランプ組立体の分解図である。
【図５】図２の線Ａ−Ａに沿って見た図１のクランプ組立体の断面図である。
【図６】図２の線Ｂ−Ｂに沿って見た図１のクランプ組立体の断面図である。
【図７】図１のロッド組立体の斜視図である。
【図８】図１のロッド組立体の分解図である。
【図９】図２の線Ｃ−Ｃに沿って見た図１のロッド組立体の長手断面図である。
【図１０】ロッククランプの細部を示すためにチューブプラグを取り除いた、図１のロッド組立体の端面図である。
【図１１】トレイ、図１の外部固定システム、複数の骨ピン、ドリルガイド、ドリルスリーブ及びレンチを含むキットの直立図である。
【図１２】足首関節をスパニングするために脛骨、踵骨及び中足骨に固定された別の外部固定システムの斜視図であり、システムは、クランプ組立体、２つのロッド組立体、２つのクランプストラット組立体、ピンクランプ組立体、スパニング部材及び複数の骨及び踵骨ピンを含む。
【図１３】脛骨、踵骨及び中足骨に固定された図１２の外部固定システムの側面図である。
【図１４】図１２の外部固定システムの斜視図である。
【図１５Ａ】図１２の外部固定システムのクランプストラットの側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａのクランプストラットの後方斜視図である。
【図１６】図１２のシステムのクランプストラット組立体の分解前方斜視図である。
【図１７Ａ】図１２のシステムのスパニング部材の前面図である。
【図１７Ｂ】スパニング部材の後面図である。
【図１７Ｃ】スパニング部材の上面図である。
【図１８Ａ】図１２のピンクランプ組立体の側面図である。
【図１８Ｂ】ピンクランプ組立体の上面図である。
【図１９】膝関節及び足首関節をスパニングするために取り付けられた２レベル式外部固定システムの前方斜視図であり、システムは、脛骨ピンの共通セットに取り付けられた、積重ね構成の図１の膝スパニング外部固定システム及び図１２の足首スパニング外部固定システムを含む。
【図２０】図１９の２レベル式外部固定システムの側面図である。
【図２１】２つのクランプ組立体、ロッド組立体及び複数の骨ピンを含む、別の外部固定システムの斜視図である。
【図２２】図２１の外部固定システムのクランプ組立体及び骨ピンの斜視図である。
【図２３】図２２のクランプ組立体及び骨ピンの分解斜視図である。
【図２４】別の視点から見た図２２のクランプ組立体及び骨ピンの分解斜視図である。
【図２５】図５に対応する、図２２のクランプ組立体の断面図である。
【図２６】図６に対応する、図２２のクランプ組立体の別の断面図である。
【図２７】手首関節をスパニングするために橈骨及び中手骨に固定された図２１の外部固定システムの斜視図である。
【図２８】２つの骨ピンを含む別のクランプ組立体の斜視図である。
【図２９】図２８の主クランプ本体の一部分の上面図であり、開放位置のスライドクランプを示す。
【図３０】図２９の主クランプ本体の前記部分の上面断面図であり、開放位置のスライドクランプを示す。
【図３１】図２８の主クランプ本体の一部分の上面図であり、閉鎖位置のスライドクランプを示す。
【図３２】図２９の主クランプ本体の部分例の断面図である。
【図３３】図２８のクランプ組立体の断面図である。
【図３４Ａ】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３４Ｂ】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３５Ａ】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３５Ｂ】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３６】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３７】本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の例を示す。
【図３８】クランプ組立体の別の例の断面図である。
【図３９】図３８の可撓性プレートの上面図である。
【図４０】ロッドクランプ組立体の別の例の斜視図である。
【図４１】ロッドと組み合わせた図４０のロッドクランプ組立体の側面断面図である。
【図４２】図４０のロッドクランプ組立体を含むロッド組立体の一部分の斜視図である。
【図４３】トロカール組立体の分解図である。
【図４４Ａ】図４３のトロカール組立体の第１グリップ及び第２グリップの斜視図である。
【図４４Ｂ】図４３のトロカール組立体の第１グリップ及び第２グリップの斜視図である。
【図４４Ｃ】図４３のトロカール組立体の第１グリップ及び第２グリップの斜視図である。
【図４５】相互ロック位置にある図４３のトロカール組立体の斜視図である。
【図４６Ａ】トロカール組立体に使用できる第１グリップ及び第２クリップの別の例の斜視図である。
【図４６Ｂ】トロカール組立体に使用できる第１グリップ及び第２クリップの別の例の斜視図である。
【図４６Ｃ】トロカール組立体に使用できる第１グリップ及び第２クリップの別の例の斜視図である。
【図４７】相互ロック位置にある図４６Ａ〜４６Ｃの第１及び第２グリップを示す、トロカール組立体の斜視図である。
【図４８】外部固定システムのクランプ組立体の別の例の上面図である。
【図４９】骨ピンが示された、図４８のクランプ組立体の斜視図である。
【図５０】外部固定システムの例の斜視図であり、システムは、図４８の２つのクランプ組立体、ロッド組立体及び複数の骨ピンを含む。
【図５１】図５０の外部固定システムの側面図である。
【図５２】本開示に従った、ロッド組立体の拡張プラグ（expansion plugめくら栓）の例の断面図である。
【図５３】図５２の拡張プラグを含むロッド組立体の分解図である。
【図５４】蝶番式主クランプ本体の例の斜視図である。
【図５５Ａ】図５４のクランプフープ本体の斜視図である。
【図５５Ｂ】図５４の主クランプ本体の斜視図である。
【図５６】図５４の蝶番式主クランプ本体の例の断面図である。
【図５７】腕の橈骨に固定された外部固定システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、外部固定システム及びその使用方法に関する。当業者は、以下の説明が、多様な実施形態のために様々に応用できるテクノロジーの原則の単なる例示であることが分かるはずである。本説明は、このテクノロジーの一般原則を例証するためのものであり、請求項における本発明の概念を限定するためのものではない。本開示は設計概念を例証するために膝又は足首関節又は骨折の固定に関連してなされるが、本発明の設計及び／又はその変形は、腕、手首、指、つま先、脊椎又はその他の骨又は関節における応用に適合することが想定される。
【００１０】
本出願において説明するテクノロジーは、骨と強化ロッドとの間に高い適合性を持つ接続部を与えるために少なくとも１つの多軸ジョイントを利用する外部固定クランプに関する。
【００１１】
本開示の装置、キット及び方法は、経済的に使い捨て可能な外部固定システムを提供できる。本開示のシステムは、１回の使用後に処分することを想定できるような低コストで製造できる。例えば、本開示のキットは、約＄５００の製造者推奨の小売価格（ＭＳＲＰ）で製造できる。本明細書に開示する外部固定システムの各々は、工具及び／又はピンなどの固定部材も含むことができるキットとして予組立して提供できる。使用方法において、骨折及び／又は解剖学上の関節をスパニングするために、骨ピンを患者の骨部分に固定できる。予組立された外部固定システムは、単一ピースとして又はユニットとして骨ピンに取付けでき、システムの一方の端を反対端から離して引っ張って、骨折を整復しかつ／又は解剖学上の関節を不動化することによって、暫定的にロックされる。暫定的ロック（関節又は骨折を不動化したまま保持する）の後に、システムの個々の接続部及びクランプを調節して、更にロックダウンできる。外部固定システムは、搬送時間を含めて短期間、患者の体に当てたままにできる。例えば、ピロン骨折などの足首の複雑骨折は、１〜２週間後に腫脹が小さくなり、最終的に骨折を治療するために皮膚の切開をより安全に行えるまで、当初は外部固定器で治療できる。このような場合、患者を、当初の外部固定器取付と最終的手術との間に別の病院又はリハビリ施設へ搬送できる。別の例において、本開示の１つ又はそれ以上のシステムは、戦場又は事故現場において患者に使用して、病院への搬送時に患者にロックダウン構成のままにして、病院において、骨折又は関節を安定化するために手術又は他の長期的手段が使用される。
【００１２】
本明細書において、標準的な医学的方向用語はその通常の慣例的意味で使用される。上方（superior）は頭部寄りを意味する。下方（inferior）は頭部から離れることを意味する。前方（anterior）は、前面寄りを意味し、後方（posterior）は背面寄りを意味する。正中側（medial）は、身体の中線又は左右相称平面寄りを意味する。外側（lateral）は身体の中心線から離れることを意味する。近位は、体幹寄りを意味する。遠位は、体幹から離れることを意味する。
【００１３】
本明細書において、３つの相互に直交する基準面の標準的体系を採用する。矢状面は、身体を相称の左右部分に分割する。前頭面は、身体を前後部分に分割する。水平面は、身体を上下部分に分割する。
【００１４】
四肢（第１骨部分及び第２骨部分を有する四肢）の外部固定のための方法の１つの形態において、方法は、第１骨部分に第１骨ピンを固定することと、第２骨部分に第２骨ピンを固定することと、予組立された外部固定システムを第１骨ピンに取り付けることであって、外部固定システムが、第１及び第２クランプ組立体と、第１ロッド組立体と、一方向ロック機構とを含み、第１ロッド組立体が第１及び第２クランプ組立体の各々に接合され、第１及び第２クランプ組立体が第１ロッド組立体の長手方向に対向する両端に在り、第１クランプ組立体が第１骨ピンに被せて受け入れられる、ことと、外部固定システムを第２骨ピンに取り付けることであって、第２クランプ組立体が第２骨ピンに被せて受け入れられる、ことと、第１クランプ組立体と第２クランプ組立体との間の外部固定システムの長さを増大するために第２クランプ組立体から長手方向に離れる方向へ第１クランプ組立体を伸延させるために張力を加えることと、第１クランプ組立体に対する張力を解除することと、を含み、第１クランプ組立体に対する張力が解除されたとき、一方向ロック機構は自動的に係合して、外部固定システムの長さが減少するのを防止する。
【００１５】
１つの実施形態において、方法は、包装を開けることと、包装から単一ユニットとして予組立された外部固定システムを取り出すことと、を含むことができる。
【００１６】
別の実施形態において、各ロッド組立体は、取外し可能タブを含み、方法は、一方向ロック機構を起動するためにタブを取り外すことを含み、タブを取り外す前に、外部固定システムは、第１クランプ組立体と第２クランプ組立体との間の外部固定システムの長さを増減するために自由に調節できる。
【００１７】
更に別の実施形態において、外部固定システムは第２ロッド組立体を含み、第２ロッド組立体は、第１及び第２クランプ組立体の各々に接合される。
【００１８】
更に別の実施形態において、第１クランプ組立体は第２クランプ組立体と同じであり、第１ロッド組立体は第２ロッド組立体と同じである。
【００１９】
更に別の実施形態において、一方向ロック機構は、自動的にロッド組立体に係合して、外部固定システムの長さが減少するのを防止する。
【００２０】
更に別の実施形態において、一方向ロック機構は、非離散的位置において自動的にロッド組立体に係合して、外部固定システムの長さが減少するのを防止する。
【００２１】
更に別の実施形態において、ロッド組立体は、外側管状部材の中に受け入れられる内側管状部材を含み、一方向ロック機構は第１ロック機構であり、一方向ロック機構は、外側管状部材に取り付けられ、一方向ロック機構を起動することは、更に、内側管状部材が外側管状部材に対して第１方向に並進するのを防止するために一方向ロック機構を内側管状部材と直接係合させることを含む。
【００２２】
更に別の実施形態において、一方向ロック機構は、内側管状部材を取り巻くカラーを含み、カラーは、摩擦によって内側管状部材に係合して、内側管状部材が外側管状部材に対して第１方向に並進するのを防止する。
【００２３】
更に別の実施形態において、方法は、更に内側管状部材が外側管状部材に対して第１方向及び第１方向と反対の第２方向に並進するのを防止するために、第２ロック機構を起動することを含む。
【００２４】
更に別の実施形態において、ロッド組立体は、更に第２ロック機構を含み、第２ロック機構は外側管状部材を取り巻くクランプを含み、方法は、更に外側管状部材の周りにクランプを圧迫することと、内側管状部材の周りに外側管状部材を圧迫することとを含む。
【００２５】
更に別の実施形態において、方法は、更に内側管状部材が外側管状部材に対して並進するのを防止するために第３ロック機構を起動することを含む。
【００２６】
更に別の実施形態において、ロッド組立体は更に第３ロック機構を含み、第３ロック機構は、内側管状部材の中に受け入れられたプラグを含み、方法は、更に、内側管状部材の一部分を拡張させるために内側管状部材内でプラグを引っ張ることを含む。
【００２７】
更に別の実施形態において、方法は、第１クランプ組立体に対して第１ロッド組立体の位置を多軸的に調節することと、第１クランプ組立体に対して第１ロッド組立体の位置をロックするために第１ロッド組立体の周りに第１クランプ組立体を圧迫することとを含む。
【００２８】
更に別の実施形態において、方法は、第１クランプ組立体を第１骨ピンにロックすることを含む。
【００２９】
更に別の実施形態において、第１クランプ組立体は、第１固定プレート及び第２固定プレートを収容し、第１クランプ組立体を第１骨ピンにロックすることは、更に、第１及び第２固定プレートに第１骨ピンを貫通させることと、第１骨ピンを拘束するために第１及び第２固定プレートを変形することとを含む。
【００３０】
更に別の実施形態において、方法は、第１クランプ組立体の中へ第３骨ピンを通過させることと、第３骨ピンを四肢に固定することとを含む。
【００３１】
外部固定システムの１つの形態において、システムは、第１クランプ組立体と、第２クランプ組立体と、第１クランプ組立体及び第２クランプ組立体に固定されかつその間に延びる第１ロッド組立体であって、第１ロッド組立体が第１管状部材と第１管状部材の中に受け入れられる第２管状部材とを含む、第１ロッド組立体と、第１管状部材と第２管状部材との間の軸方向並進を制限する一方向ロック機構であって、一方向ロック機構がアンロック構成とロック構成とを有する一方向ロック機構と、を含む。外部固定システムは、第１クランプ組立体と第２クランプ組立体との間で計測された長さを有し、一方向ロック機構がアンロック構成の時、外部固定システムの長さを増減するために第２管状部材は第１管状部材に対して自由に並進でき、かつ一方向ロック機構がロック構成の時、第２管状部材は、外部固定システムの結合長さを増大するために第１管状部材に対して自由に並進できるが、外部固定システムの長さを減少するために第１管状部材に対して並進するのを防止される。
【００３２】
１つの実施形態において、外部固定システムは、第１クランプ組立体及び第２クランプ組立体に固定されかつその間に延びる第２ロッド組立体を含み、第１クランプ組立体は第２クランプ組立体と同じであり、かつ第１ロッド組立体は第２ロッド組立体と同じである。
【００３３】
別の実施形態において、第２管状部材は、外部固定システムの長さを増大するために第１方向に、及び外部固定システムの長さを減少するために第１方向の反対の第２方向に、軸方向に並進できる。
【００３４】
更に別の実施形態において、ロック構成において、一方向ロック機構は、外部固定システムの長さが減少するのを防止するために第１ロッド組立体に係合する。
【００３５】
更に別の実施形態において、一方向ロック機構は、更に、第２管状部材を取り巻くカラーを含み、ロック構成において、カラーは、第２管状部材の第２方向への並進を防止するために第２管状部材を拘束する。
【００３６】
更に別の実施形態において、一方向ロック機構は第１ロック機構であり、システムは、更に第１管状部材に対する第２管状部材の一切の移動を防止するために、更に第２ロック機構を含む。
【００３７】
更に別の実施形態において、ロッド組立体は、更に第２ロック機構を含み、第２ロック機構は第１管状部材を取り巻くクランプを含み、クランプは、第２管状部材の周りで第１管状部材を圧迫して、第１管状部材に対する第２管状部材の一切の移動を防止するために、第１管状部材の周りで圧縮可能である。
【００３８】
更に別の実施形態において、外部固定システムは、第１及び第２管状部材に係合する第３ロック機構を含む。
【００３９】
更に別の実施形態において、第３ロック機構は、第２管状部材の中に受け入れられるプラグを含み、第２管状部材内でプラグを引っ張ることによって、第２管状部材の一部分が拡張して、第１管状部材内にぴったりと嵌る。
【００４０】
更に別の実施形態において、第１クランプ組立体は球形クランプ面を含み、第１ロッド組立体は球体部分を含み、球体部分は球形クランプ面内に受け入れられて、第１クランプ組立体と第１ロッド組立体との間に多軸ジョイントを形成する。
【００４１】
更に別の実施形態において、第１クランプ組立体は、更にロックスクリューを含み、ロックスクリューを締めると、球体部分の周りに球形クランプ面を圧迫して、第１クランプ組立体に対する第１ロッド組立体の位置をロックする。
【００４２】
更に別の実施形態において、外部固定システムは、第２球体部分を含む第２ロッド組立体を含み、第１クランプ組立体は更に第２球形クランプ面を含み、第２球体部分は第２球形クランプ面内に受け入れられて、第１クランプ組立体と第２ロッド組立体との間に多軸ジョイントを形成し、ロックスクリューを締めると、第１クランプ部材に対して第１及び第２ロッド組立体の位置を同時にロックする。
【００４３】
更に別の実施形態において、外部固定システムは第１骨ピンを含み、第１クランプ組立体は第１固定プレート及び第２固定プレートを収容し、第１骨ピンは第１固定プレート及び第２固定プレートを貫通し、第１及び第２固定プレートは、第１骨ピンを拘束して第１クランプ組立体に対して第１骨ピンの位置を固定するために変形可能である。
【００４４】
更に別の実施形態において、外部固定システムは、一方向ロック機構に取り付けられた取外し可能タブを含み、取外し可能タブは一方向ロック機構をアンロック構成に保持し、一方向ロック機構からタブを取り外すと、一方向ロック機構をロック構成に変換する。
【００４５】
図１及び２を参照すると、外部固定システム５００は、第１クランプ組立体５０２と、第２クランプ組立体５０４と、第１ロッド組立体５０６と、第２ロッド組立体５０８と、を含む。１つの実施形態において、外部固定システム５００は、膝スパニングシステムまたは関節スパニングシステムと呼ぶことができるが、外部固定システム５００は、骨折、切骨、骨端板又は骨部分と骨部分の間のその他の不連続部をスパニングするためにも使用できる。ロッド組立体５０６、６０８は、クランプ組立体５０２、５０４の間に延びかつこれらを接続して、単一システム５００にする。ロッド組立体５０６、５０８は、膝又はその他の解剖学的部位のために適切なサイズに調整できる。いくつかの実施形態において、第２ロッド組立体５０８は省略できる。ロッド組立体とクランプ組立体との間の接続部は、多軸的に調節可能である。クランプ組立体は、ロッド組立体を支持するので、支持要素または部材と呼ぶことができる。ロッド組立体は、各々の長さが調節可能なので、可変長さ又は入れ子式要素、ストラット又は部材と呼ぶことができる。外部固定システム５００は、フレームと呼ぶことができる。第１と第２クランプ組立体は、第１及び第２ロッド組立体と同様に、鏡像的とするか、又は相互に同一とすることができる。システムに同一の組立体を使用することによって、システム全体を、各別個の構成要素又は組立体が独特であるシステムより安価にかつ／又は迅速に製造できるようにする。例えば、同一の組立体５０２、５０４及び５０６、５０８を持つシステム５００は、複数の独特の非同一の構成要素を持つシステムより、必要とする形式及び独特の生産工程が少ない。ステップを少なくできるので組立もより迅速になり、特定の組立ステップを反復できる。
【００４６】
使用時に、システム５００は、ユニットとしてワンピース式に患者に固定できる。第１クランプ組立体５０２は、１つ又はそれ以上の固定ピン５１０によって第１骨部分に固定できる。骨スクリュー、骨ピン、ワイヤ及び／又はその他の締結具を、固定ピン５１０の代わりに又はこれと組み合わせて使用できる。第２クランプ組立体５０４は、付加的な固定ピン５１０によって第２骨部分に固定できる。クランプ組立体間に延びるロッド組立体５０６及び５０８は、第１骨部分と第２骨部分との間の関節又は骨折をスパニングできる。クランプ組立体５０２、５０４が骨部分に固定された後、ロッド組立体５０６、５０８を所望の長さに伸長又は短縮して、関節又は骨折を安定化するために暫定的にロックできる。暫定ロック後に、組立体の多軸接続部を調節でき、その後より永続的にロックできる。
【００４７】
図３〜６は、クランプ組立体５０２をより詳細に示す。クランプ組立体５０４は、クランプ組立体５０２に対して鏡像的とするか又は同一とすることができるので、詳細に説明しない。クランプ組立体５０２の説明はクランプ組立体５０４にも適用できる。クランプ組立体５０２は、単一ピースとして形成されるクランプ本体５２０を含む。クランプ組立体５０２は、更に第１及び第２固定ボルト５２２、５２４と、第１、第２、第３及び第４固定プレート５２６、５２７、５２８及び５２９と、クランプボルト５３０と、第１ナット５３２と、第２ナット５３３とを含む。固定プレートは、ロックプレートと呼ぶことができる。ロッド組立体５０６、５０８は、クランプ本体５２０の一部として形成される第１クランプ５３４及び第２クランプ５３６を介してクランプ組立体５０２に多軸的に調節可能に接続される。いくつかの実施形態において、第２クランプ５３６は、省略できる。２つの骨ピン５６０、５６２は、クランプ本体５２０を通過して延びて、クランプ組立体５０２を骨部分に固定する。別の実施形態において、１本の骨ピンのみを使用できる。
【００４８】
図２、４及び５を参照すると、クランプ本体５２０は、十字形又プラス形とすることができ、上面又は第１面５１２と、第１面の反対側の下面又は第２面５１４とを含む。クランプ本体５２０は、更に、第１及び第２クランプ５３４、５３６（第２軸５３５に沿って延びる）に対して直交する第１アーム５３８及び第２アーム５４０（第１軸５４１に沿って延びる）を含む。第１軸５４１は、システム５００が中立又は直角配列の時ロッド組立体５０６、５０８の長手方向に対して平行とすることができる。２つのボルト用開口部５４４、５４６が、下で説明するピン用開口部５４２、５５２と同じ方向にクランプ本体５２０を通過して延びる。図示する実施例において、ボルト及びピン用開口部は、第１軸５４１及び第２軸５３５に対して直交する方向に延びる。第１スロット５４８は第１面５１２の中へ陥没し、第２スロット５５０は、第１スロットに対向して第２面５１４の中へ陥没する。第１及び第２スロットは細長く、第１及び第２アーム５３８、５４０の長さの大部分を占め、スロットは第１軸５４１に対して平行である。複数のピン用開口部又は孔５４２は、アームを通過して第１スロット５４８と第２スロット５５０との間に延び、各ピン孔は骨ピン５１０を受け入れるサイズを持つ。第１及び第２固定プレート５２６、５２８は、第１スロット５４８の中に収容され、第３及び第４固定プレートは第２スロット５５０の中に収容される。各固定プレート５２６、５２７、５２８及び５２９は、少なくとも１つのプレートピン用開口部５５２と、ねじ切りプレートボルト用開口部５５４又は非ねじ切りプレートボルト用開口部５５５の一方を含む。各固定プレート５２６、５２７、５２８及び５２９は、細長く、第１延長部５５６と第２延長部５５８とを有する。
【００４９】
骨ピン５６０、５６２は、クランプ本体５２０のピン用開口部５４２の中に受け入れられる。図４及び５に示すように、各骨ピンは、固定プレートのプレートピン用開口部５５２を通過し、第１スロット５４８を通過し、ピン孔５４２を通過し、第２スロット５５０を通過し、別の固定プレートのプレートピン用開口部５５２を通り抜ける。ピン用開口部は、ピン５６０、５６２が当初はアーム５３８、５４０に対して軸方向に並進できるようにするために、非ねじ切りでかつ／又は平滑とすることができる。並進は、患者の四肢に対してシステム５００の高さを調節可能にすることができ、このことは、四肢に組織の腫脹、開放創及び／又は擦過傷がある場合に有利である可能性がある。骨ピンはピン用開口部５４２の１つ又は任意の組合せに配置できることが分かるはずである。
【００５０】
図５を参照すると、第１固定ボルト５２２は、第１固定プレート５２６の非ねじ切りボルト用開口部５５４を通過してスロット５４８の中へ入り、ボルト用開口部５４４を通過し、第２スロット５５０及び第２固定プレート５２７のねじ切りプレートボルト用開口部５５５を通り抜ける。ボルト５２２のねじ山がねじ切りプレートボルト用開口部５５５に係合するとき、第２固定プレート５２７は、第１固定プレート５２６へ向かって引っ張られ、固定プレート５２７、５２６の一方又は両方は、弾性的又は可塑的に変形できる。プレートピン用開口部５５２は、摩擦によってピン５６２を拘束して、ピンが軸方向にそれ以上並進するのを防止する。プレート５２６、５２８が変形するとき、プレートは弓形に曲がってその長さを減少して、ピン５６２をピン孔５４２の側面に押し付ける。この力は、ピン５６２に対する二次的ロック作用を生じる。ボルト５２４は、第３固定プレート５２８のボルト用開口部５５４を通過し、ボルト用開口部５４４を通過し、第２スロット５５０及び第４固定プレート５２９のねじ切りプレートボルト用開口部５５５を通り抜ける。ボルト５２４は、ボルト５２２について説明したのと同様にプレート５２８、５２９と係合して、ピン５６０を固定する。他の実施形態において、技術上既知の他のピン捕捉又は固定方法を使用できることが分かるはずである。
【００５１】
図４及び６を参照すると、クランプ５３４、５３６は、ロッド組立体を伸長又は短縮するためにロッド組立体が入れ子式移動できるようにしながら、ロッド組立体５０６、５０８を保持又は締付けする形状を持つ。クランプ５３４は、図示する実施形態においては球形のクランプ内面５７０を有する。別の実施形態において、クランプ面は部分的に球形、円錐形、円筒形、平坦、多角形又は他の形状を持つことができる。図示する実施形態において、クランプ５３４、５３６は、対応する球体部分６１２、６１４を捕捉しておくことができる。なぜなら、クランプ内面５７０、５８０は、小さい荷重での解体を妨害するのに充分な対応する球体部分６１２、６１４の赤道直径又は大直径（great diameter）をカバーできる充分な幅（軸５４１に対して平行）を持つ。クランプ内面５７０は、対向する第１及び第２クランプ面５７４、５７６によって画定されるクランプギャップ５７２によって中断される。同様に、クランプ５３６は、球形クランプ内面５８０、クランプギャップ５８２及び第１及び第２クランプ面５８４、５８６を有する。図示する実施例において、クランプ内面５７０、５８０は平滑であるが、別の実施形態においては、畝付き（ridged）又は粗面とすることができる。孔５９０は、第２軸５３５に対して平行にクランプ５３４、５３６を通過して延び、クランプギャップ５７２、５８２と交差する。孔５９０は、また、クランプ本体５２０の中心で第２スロット５５０とも交差する。孔５９０は、一方の端部に第１凹部５９２を、反対端部に第２凹部５９４を含む。チェンバ５９６が、クランプ本体５２０内で第１クランプ５３４と第２クランプ５３６との間に長手方向に延びて、クランプ本体の重量を減少できる。クランプボルト５３０は、孔５９０を通過して延びて、ナット５３２に係合する。クランプボルト５３０がナット５３２に係合するとき、ナット５３２は、第２凹部５９４の中に捕捉される。ボルト５３０を更に作動すると、ナット５３２をボルト頭部へ向かって引っ張って、凹部５９４と係合して、ギャップ５７２、５８２を閉鎖する。ナット５３３（ウィングナットとすることができる）を手で作動して、ボルト５３０を締付けできる。図１に示すように、ロッド組立体５０６、５０８が図示するようにクランプ５３４、５３６と組み立てられ、説明したようにボルト５３０が締め付けられたとき、ロッド組立体は、クランプの中に把握されて、クランプ本体５２０に対する一切の移動（例えば軸方向、回転又は多軸的な移動）が防止される。ナット５３３及びボルト５３０は、迅速な締付けのために粗目ねじ山（coarse pitch threads）を含むことができる。
【００５２】
図７〜１０は、ロッド組立体５０６を更に詳細に示す。ロッド組立体５０８は、ロッド組立体５０６の鏡像であるか又はこれと同一とすることができるので、更に詳細には説明しない。ロッド組立体５０６は、外側又は第１管状要素６００と、内側又は第２管状要素６０２と、ロックスクリュー６０４と、ロッドクランプ組立体６０６とを含む。第１管状要素６００は、第１端部６０１と、第２端部６０３と、その間に延びる軸部６０９とを含み、第２管状要素は、第１端部６０５と、第２端部６０７と、その間に延びる軸部６１９と、を有する。第１管状要素６００は、第２管状要素６０２より直径が大きく、第２管状要素の一部分を同軸的に受け入れる。管状要素は、図示するように円形断面を持つか、又は別の実施形態において正方形、長方形、三角形又は他の任意の多角形の断面を持つことができる。管状要素は、ロッド、ロッド要素又はロッド部材と呼ぶこともできる。
【００５３】
第１チューブプラグ６０８は、第１管状要素６００の第１端部６０１に接合され、第２チューブプラグ６１０は、第２管状要素６０２の第２端部６０７に接合される。内側プラグ６１１は、内側管状要素６０２の第１端部６０５内に嵌まる。チューブプラグ６０８、６１０は、クランプ５３４、５３６の凹面球形クランプ内面に対して相補的形状を持つ凸面球体部分６１２、６１４を有する。第１チューブプラグ６０８は、更に首部６１３と取付け部６１７とを含み、第２チューブプラグ６１０は、更に首部６１５と取付け部６１９とを含む。首部６１３、６１５は、それぞれの球体部分６１２、６１４及びそれぞれ内側及び外側管状部分６００、６０２の直径より小さい。取付け部６１７、６１９は、環状でかつ中空とすることができ、それぞれの管状要素６００、６０２の中に受け入れられるサイズを持つことができる。大小のチューブプラグ６０８、６１０は、機械加工のアルミニウムから製造できる。製造時に、プラグは、特に挿入、接着、糊付け又はねじ式接続によって関連するチューブに組立できる。
【００５４】
ライン、チェーン、テザー又はその他の接続要素が、第２管状要素６０２内の内側プラグ６１１と第１管状要素との間に延びて、管状要素６００、６０２間の不注意による分離を防止できる。図９から分かるように、ライン６２９は、内側プラグ６１１につながれて、外側管状要素６００の孔を通過して延びて、チューブプラグ６０８の中に受け入れられたキャップ６３１につなぐことができる。ライン６２９は、管状要素間で軸方向に並進できるようにするのに充分な長さを持つことができる。例えば、ライン６２９は、ほぼ外側管状要素６００の長さである。別の実施形態において、第１管状要素と第２管状要素との間の分離を防止するために、技術上既知の他の保持特徴部を使用できる。
【００５５】
プラグの球体部分６１２、６１４は、多軸クランプのロック強さを強化するための外面パターン又はテクスチャを特徴とすることができる。第１パターンは、谷、溝又はスロットが球体の外面に切り込まれるネガティブ特徴部とすることができる。これは、クランプ面が、ネガティブ特徴部の中へ弾性的又は可塑的に変形して入り込むのに充分なコンプライアンスを持つ場合に効果的である。第２パターンは、元来の又は名目上の球面から延びるスパイク又は鋭いリッジなどのポジティブ特徴部とすることができる。これらのポジティブ特徴部は、球体部分とクランプとの間に機械的インターロックを生じるために、クランプ面を押圧する又はクランプ面に切り込むためのものである。第１パターンは、いずれの構成要素も損傷することなく、２つの要素間の締付け力を強化できる。第２パターンは２つの要素の一方を永久的に変形させ、原状復帰しにくい。本出願において開示する実施形態は、第１又は第２パターン、その組み合わせを含むか、いずれのパターンも含まないか、または別のパターンを含む場合がある。他の実施形態において、コーティング又は沈着によってテクスチャを与えることができる。球体部分は、患者が入浴するときに流体を排出できるようにするために、ドレン孔として役立つ開口部を含むことができる。
【００５６】
例えば図１及び３に示すように、クランプ５３４、５３６と組み立てたとき、球体部分６１２、６１４は、多軸的に調節可能なジョイントを形成して、複数軸の周りで回転運動できるようにする。システム５００の多軸的運動範囲は、軸５４１に対して平行のクランプ５３４、５３６の厚み、チューブプラグの球体部分６１２、６１４の直径及び球体部分を管状要素に接続する首部６１３、６１５の直径に応じて決まる。図示する実施形態は、各多軸的調節可能ジョイントにおいて±３０度の運動を特徴とする。別の実施形態においては、運動範囲は、各多軸的調節可能ジョイントにおいて±４５度とすることができる。更なる運動範囲が要求される場合、クランプの厚みを減少し、球体部分の直径を増大しかつ／又は首部の直径を減少することによって、運動範囲を増大できる。首部の直径が減少すると、チューブ壁厚みは、同じ強度を維持するために厚くなる可能性がある。多軸的運動範囲及び構成要素の強度の両方を最大化する直径及び壁厚みを決定するために最適化エクササイズ（optimization exercise）を採用できる。球体部分及びクランプ面の設置位置は、クランプ組立体とロッド組立体との間を多軸的に接続するために逆転できることが分かるはずである。例えば、１つの実施形態において、クランプ本体５２０は、凸面球体部分を含み、ロッド組立体５０６又は５０８は凹面球形クランプ面を含むことができる。別の実施形態において、球体部分６１２、６１４は、球形クランプ面５７０、５８０とロックするために内部から拡張したスプリット球体（split sphere）とすることができる。
【００５７】
球体部分６１２、６１４は、外部固定器の実施形態の予定の用途に応じて任意の直径サイズを持つことができる。球体部分の直径が増大すると、球体部分とそのそれぞれの球形クランプ面との間の運動をロックアウトするために必要な締付け力が減少して、指でウィングナット、ノブ、レバー、ボルト又はこれと同種のものを締めることによってロックできるレベルにすることができる。１つの実施形態において、球体部分の直径は、０.７５インチ（１.９０ｃｍ）以上である。別の実施形態において、球体部分の直径は、１.０インチ（２.５４ｃｍ）以上である。別の実施形態において、球体部分の直径は、１.２５〜１.７５インチ（３.１８〜４.４５ｃｍ）の範囲である。０.７５インチ（１.９０ｃｍ）以上の球体部分を持つ実施形態は、大腿骨、膝、脛骨、足首及び／又は脚に使用するのに適する。
【００５８】
本開示の範囲内で想定される他の実施形態は、本出願において開示するシステムの他の場所において多軸的調節可能ジョイントを含むことが分かるはずである。別の実施形態において、多軸的調節可能ジョイントは、ロッド組立体の端部の多軸的調節可能ジョイントの代わりに又はこれに加えて、ロッド組立体の長さに沿った１つ又はそれ以上の場所に配置できる。例えば、多軸的調節可能ジョイントは、ロッド組立体の第１ロッド要素と第２ロッド要素との間に形成できる。別の実施形態において、２つの軸の周りでの回転移動を可能にするＵ字形ジョイントをロッド組立体とクランプ組立体との間に形成できる。別の実施形態において、多軸的調節可能ジョイントは、クランプ組立体とロッド組立体との間の接続部ではなく、クランプ組立体上に形成できる。別の実施形態において、多軸的調節可能ジョイントは、骨ピンとクランプ本体との間に形成できる。別の実施形態は、本出願において開示するジョイントの設置場所を混合し、調和させることができる。
【００５９】
外側チューブ６００及び内側チューブ６０２は、標準サイズの薄壁アルミニウム管として指定できる。また、炭素繊維補強ポリマー又は所望の剛性及びチューブプラグと結合できる能力を与えるその他の材料からも製造できる。軸部６０９、６１９は、その間の滑動を容易にするために平滑にすることができる。ロッド組立体の長さを示すために管状要素の外面に印６４６を付けることができる。いくつかの実施形態において、離散的なかつ／又は設定された位置において拘束カラー６２４を捕捉するために管状要素６０２の外面に溝を付けることができる。いくつかの実施形態において、ラチェット接続部を第１管状要素と第２管状要素との間に形成できる。
【００６０】
１つの実施形態において、ロッドクランプ組立体６０６は、スプリットカラーロック装置として説明できる。ロッドクランプ組立体は、外側管状要素６００の端部に接着でき、外側管状要素の短いスロット６１６の方を向く。図８に示す実施例において、ロッドクランプ組立体６０６は、ロックカラー６２０と、ピン６２２と、拘束カラー６２４と、スクリュー６２６と、保持ピン６２８と、ばね６３０と、保持具６３２とを含む。拘束カラー６２４は、ロックカラー６２０の環状凹部６２１の中に受け入れられ、ピン６２２を介してロックカラー６２４に蝶番式に接続される。トング６２５が、拘束カラー６２４から突出する。保持ピン６２８は、拘束カラー６２４の孔を通過し、ロックカラーのピン孔６２９を通過し、ばね６３０を通過して延びて、保持具６３２によって捕捉される。ロックカラー６２０は、更に、カラーギャップ６６２によって中断される円形孔６６０を含む。第１ショルダ６６４及び第２ショルダ６６４が、孔ギャップ６６２の両側に在る。スクリュー６２６は、ロックカラー６２０のスクリュー孔６２７に受け入れられる。外側管状要素は孔６６０の中に受け入れられ、第２端部６０３はフランジ６２３に着座する。
【００６１】
ロッドクランプ組立体６０６は、更に、タブ部材６７０を含む。タブ部材は、第１及び第２管状部材６００、６０２を固定された軸方向又は長さ関係に暫定的にロックするためにロッドクランプ組立体６０６を作動できるようにするために取外し可能である。タブ部材６７０は、１対のタブ延長部６７２を含む。図１０に示すように、拘束カラー６２４は、ロックカラー６２０の中に受け入れられる。アンロック構成において、タブ部材６７０は、タブ延長部６７２がトング６２５の両側に在ってトングとショルダ６６４、６６６との間に捕捉された状態で、ロッドクランプ組立体６０６に取り付けられる。タブ部材６７０の存在は、カラーギャップ６６２を開放したままに維持して、孔６６０が管状部材６００、６０２の周りで締まって管状部材を共に暫定的にロックするのを防止することによって、管状部材６００、６０２が相互に対して軸方向に両方向に移動できるようにする。使用の際、タブ部材６７０は、システムがパッケージから取り出されたときシステム５００に付いていて、システム５００を伸長又は短縮するために、システム５００の長さを軸方向に両方向に入れ子式に調節できるようにする。
【００６２】
暫定的又は一時的ロック機構６５０は、チューブ６００、６０２を外向きに入れ子式に移動して結合長さを増大できるようにするが、ロックが解除されない限り、チューブが縮んだり結合長さを減少したりするのを防止する。このタイプのロックは一方向運動ロックとして説明できる。ロッド組立体は、一時的ロック機構６５０が係合したとき長さ安定であると言える。暫定ロック機構６５０は、システム全体５００が固定的構成にロックダウンされる前に、ロッド組立体の長さを調節できるようにする。この一方向ロック機構は、外部固定システムの長さを増減するために第２管状部材を第１管状部材に対して自由に並進できるアンロック構成と、外部固定システムの結合長さを増加するために第２管状部材を第１管状部材に対して並進できるが、外部固定システムの長さを減少するために第２管状部材を第１管状部材に対して並進することは防止されるロック構成とを有する。タブ部材６７０を取り外すと、一方向ロック機構はアンロック構成からロック構成へ変換される。タブ部材６７０は、タブ部材６７０をロッドクランプ組立体６０６から外した後にタブ部材を紛失しないように、例えばライン、索、スプリットリング又はその同種のものを介してシステム５００につなぐことができる。タブ部材６７０は、治療中に繰り返しロッドクランプ組立体６０６から取り外して、ロッドクランプ組立体６０６に挿入し直すことができる。
【００６３】
ロック機構６５０は、拘束カラー６２４と、ロックカラー６２０と、保持ピン６２８と、ばね６３０と、保持具６３２とを含む。タブ部材６７０が取り外された後、閉鎖力がばね６３０によって加えられ、閉鎖力は拘束カラー６２４を内側管状要素６０２へ押し付ける。この状態で、張力を一方又は両方の管状要素６００及び６０２へ加えて、管状要素を同軸的に並進させて離間させ、その結合長さを増大できる。例えば、第２クランプ組立体５０４は、第１クランプ組立体から引き離すことができる。管状要素が引き離されるとき、拘束カラー６２４及び保持ピン６２８はロックカラー６２０へ向かって前進して、拘束カラー６２４を内側管状要素６０２との係合から解放する。ロッド組立体５０６の所望の長さに達して、張力が解除されたら、ばね力によって、拘束カラー６２４は内側チューブ６０２を拘束して、暫定的にチューブ６００、６０２を共にロックして、その結合長さが減少するのを防止する。ロック作用が自動的でありかつ一切の遊び（backlash）無しに生じるようにするために、閉鎖力が必要とされる。本開示において、自動ロックは、ロックのために使用者による付加的動作を一切必要としないロックを意味する。即ち、引っ張り力が無くなり、拘束カラー６２４が内側カラー６０２を拘束できるようになると、ロッド組立体５０６の長さは、それ以上のステップなしにロックされる。暫定ロック機構６５０は、内側管状要素６０２の外面の連続体に沿って任意の場所で２つの管状要素を共にロックできるようにすることが分かるはずである。言い換えると、暫定ロック機構６５０は、内側管状要素の他方の面に沿った無限数の場所の任意の１つにおいて２つの管状要素を共にロックできるようにする。システムが伸長するとき、拘束カラー６２４は、ロックカラー６２０に対して平行であり、暫定ロック時に、拘束カラー６２４は、内側管状要素を拘束するとき、ロックカラー６２０に対して傾斜できる。
【００６４】
暫定ロック後、各ロッド組立体の更なるロックは、スクリュー６２６を回すことによって得られる。スクリュー６２６が締められるとき、ロックカラー６２０の内径は減少して、ロッドスロット６１６を圧迫して、大きい方のチューブ６００が小さい方のチューブ６０２の外面の周りを圧迫するまで大きいチューブの有効内径を減少する。スクリュー６２６及びプラグ６１１は、迅速な締付けのために粗目ねじ山を含むことができる。
【００６５】
ロックスクリュー６０４は、ロッド組立体５０６の長さをより永久的に固定しかつ／又はロッド組立体５０６の剛性を増大するためにも、締めることができる。ロックスクリュー６０４及び内側プラグ６１１は、小さいチューブ６０２の第１端部６０５の外径と大きいチューブ６００の内径との間に遊び又は緩みがあれば、これを取り除くように作用する。ロックスクリュー６０４は、スクリュー頭部６３４と、ねじ切り部分６３８４を持つ軸部６３６とを含む。内側プラグ６１１は、突出部６４２とねじ切り孔６４４とを含む。スクリュー６０４を回すと、スクリューのねじ切り部分６３８は、内側プラグ６１１のねじ切り孔６４４に係合し、突出部６４２は、チューブのスロット６４０の１つの中にインデクシング（index into）して、スクリュー６０４が回転するときプラグがスピンするのを防止する。突出部６４２をキーと呼ぶことができ、スロット６４０をキー溝と呼ぶことができる。内側チューブ６０２の第１端部６０５は、スクリュー６０４の回転によってテーパー状の内側プラグが第１端部へ引き込まれるときチューブを拡張できるようにする数個のスロット６４０を形成する。スクリュー６０４は、内側管状部材６０２の第１端部６０５を外側管状部材６００内部にぴったりと嵌めて外側管状部材６００に対する内側管状部材の位置をロックするのに充分に拡張するまで、回せる。スクリュー頭部６３４は、小さいチューブのプラグ６１０から突出するので、容易に触れることができるがあまり邪魔にならない（out of the way）。
【００６６】
管状部分を共に締め付けてロッド組立体の長さを固定するために技術上既知の他のロック組立体を使用できることが分かるはずである。１つの実施形態において、ロッド組立体の長さを固定するために２ピース圧縮ロックを使用できる。外側管状要素は、内側管状要素の周りに圧迫して、ロッド組立体の長さをロックするために、内側管状要素の周りで回転できる。別の実施形態において、外側管状要素６０４内で内側管状要素６０２を拡張させて、管状要素を共にロックするために、ウェッジ部材を内側プラグ６１１の代わりに使用できる。別の実施形態において、所望の長さで管状部材を共にロックするために、液圧拡張を使用できる。別の実施形態において、所望の長さで管状部材を共にロックするために、ダブテイル-タブ式システムを使用できる。別の実施形態において、管状要素を共にロックするために、ボール-傾斜部（ball and ramp）式摩擦ロックを使用できる。
【００６７】
１つの実施形態において、外部固定システム５００は、図１１に示すように、キット７００で入手できる。キット７００は、トレイ７０２、予組立外部固定システム５００、複数の骨ピン５１０、５６０及び／又は５６２、ドリルガイド７０４、ドリルスリーブ７０６及び／又はレンチ７０８を含むことができる。キットは、密閉できるピールパックトレイ７０２の中に滅菌梱包できる。
【００６８】
１つの使用方法においては、キット７００を開封して、ドリルガイド７０４を取り出す。ドリルガイド７０４を患者の第１骨部分に位置付け、ドリルスリーブ７０６をドリルガイドの中へ挿入して、ドリルスリーブ及びガイドを通過し、隣接する組織を通過して骨部分の中まで通路を穿孔する。ドリルスリーブは、このステップにおいて、軟組織がドリル及び／又はピンの周りに巻き付くのを防止できる。骨ピン５６０、５６２の１つ又はそれ以上を、穿孔された通路を通過して挿入して、第１骨部分の中で固定する。別の実施形態において、ドリルガイド及びドリルスリーブを使用せずにピンを配置できる。１つの代替案において、システム５００をキットから取り出して、第１及び第２クランプ組立体５０２、５０４が骨折、関節又はその他の不連続部の両側に配置されるように位置付けることができ、第１クランプ組立体５０２を介してピンを配置できる。
【００６９】
システム５００をキットから取り出して、各骨ピン５６０及び／又は５６２がピン孔５４２の中に受け入れられた状態で第１クランプ組立体５０２が１つ又はそれ以上の骨ピンに被せて配置されるように、システムを位置付ける。固定ボルト５２２、５２４を締めて、クランプ本体５２０を骨ピンに固定する。システム５００は、内側管状部材６０２に対して外側管状部材６００を軸方向に並進させることによって、伸長又は短縮できる。システム５００の長さは、関節及び／又は骨折をスパニングするように調節される。システムの長さを調節するために、第２クランプ組立体５０４を第１クランプ組立体５０２へ向かって又はこれから離れるように軸方向に引っ張って、組立体を伸長又は短縮できる。所望の長さに達したら、第２クランプ組立体５０４は、１つ又はそれ以上の追加の骨ピン５６０、５６２を第２骨部分に固定するためのドリルガイドとして使用できる。追加の骨ピンは、第１骨部分の骨ピンの平面から外して第２骨部分に配置できる。少なくとも１つの追加の骨ピンを第２骨部分に配置した後、第２クランプ組立体を追加の骨ピン上に取り付けて、第２骨部分の追加の骨ピンに第２クランプ本体５２０を固定するために第２クランプ組立体５０４の固定ボルト５２２、５２４を締める。多軸接続は、クランプ組立体５０２、５０４を相互に異なる平面でそれぞれ第１及び第２組の骨ピンに取付けできるように充分にシステム５００が捻じれるようにする。タブ部材６７０を取り外す。システム５００を伸長して、牽引力を与え、骨折を整復し、第１骨部分と第２骨部分との間の適切な四肢長さを確立する。内側管状要素６０２は外側管状要素６００に対して非回転式に滑動する。システム５００は、クランプ組立体５０２を握ってクランプ組立体５０４から離れるように軸方向に引っ張ることによって、多軸運動範囲内で軸５４１に対して概ね平行に伸長できる。または、医療従事者は、患者の四肢例えば足を握って、軸方向に引っ張って、四肢及びシステムを伸長できる。伸長が停止すると、システム５００は、拘束カラー６２４が内側管状要素６０２に係合して、上述のように自動的に暫定的に一方向にロックする。これを一次ロックと呼ぶことができる。暫定ロックは、クランプ組立体５０２が引っ張り張力から解除されたときに生じることができる。この配列体において、医療従事者は、間欠的に伸延力を与えることができ、無伸延力時には長さ安定構成を維持するために一方向ロックに依存できる。これは、整復を犠牲にすることなく休憩時間を取れるので、医療従事者にとって有利である。休憩時間は、整復の質を再評価できるようにするか、又は腫脹した、痙攣した又は引きつった筋肉又はその他の軟組織を徐々に非外傷的に伸張できるようにする。システムは、初期整復の後、四肢に対する牽引を終始維持することに伴うストレス及び疲労無しに整復を反復的に微調整（refining）できるようにする。例えば、整復は、一方の骨部分を他方の骨部分に対して回転することによって微調整される。
【００７０】
所望の長さにおける暫定ロック後、スクリュー６２６の少なくとも１つを締めて、ロッド組立体の周りにロックカラー６２０をロックできる。これは、第２ロック機構を起動することによる二次ロックと呼ぶことができる。四肢又は骨部分を更に操作して、骨区分の適切な整列を得ることができる。即ち、球体部分６１２、６１４を、そのそれぞれのクランプ内面５７０、５８０内部で多軸的に回転できる。例えば、システム５００が自動的に所望の長さを維持する間、骨部分の一方又は両方を回転できる。所望の骨の整列が得られたら、各クランプ組立体５０２、５０４のクランプボルト５３０を締めて、クランプ面５７０、５８０が球体部分６１２、６１４を圧迫する状態でクランプ組立体５０２、５０４をロッド組立体５０６、５０８にロックして、それ以上の多軸的運動を防止する。ウィングナット５３３を指で締めて、クランプボルト５３０を締めることができる。残りのスクリュー６２６も、緩んでいれば、この時点で締めることができる。各ロッド組立体５０６、５０８のロックスクリュー６０４を締めて、入れ子式の内側管状要素６００と外側管状要素６０２の相対的位置を更にロックする。これは、第３ロック機構を起動することによる三次ロックと呼ぶことができる。この処置において、レンチ７０８を用いて、組立体５００のスクリュー及びボルトを調節できる。
【００７１】
ワンピース組立体５００及びロッド組立体５０６、５０８の一方向自動ロックは、患者の四肢又は関節の迅速で確実な整復が望ましいときに有利になり得る。外部固定処置の際別個のロッド、クランプ及びその他の構造体の組立を必要とする外部固定システムと異なり、システム５００は、予組立され、使用者の両手で容易に操作できるワンピースとして梱包される。骨ピンに取り付けた後、システム５００は、一方のクランプ組立体５０２を他方のクランプ組立体５０４から引き離すことによって入れ子式に容易に伸長できる。即ち、クランプ組立体が解除されたとき、自動一方向ロック機構、組立体５００の収縮又は短縮を防止する。一方向暫定ロック機構は、最終調節が行われ第２ロック機構が展開される間、組立体５００の長さを維持する。
【００７２】
システム５００は、ロック機構の各々において単一の締め緩め点を与える。長さは、クランプをアンロックすることなく、漸次的にロックするか、又はアンロックして調節できる。又はその逆が可能である。
【００７３】
使用を容易にするために、印又はラベルをロックスクリュー又はその他の部品に付けることができる。１つの非限定的実施例として、固定ボルト５２２、５２４の各々に、最初に作動すべきことを示すマーク“１”が付けられる。同様に、作動及びロックの適切な順番を指示するために、クランプボルト５３０にマーク“２”、スクリュー６２６にマーク“３”、ロックスクリュー６０４にマーク“４”を付けることができる。他の実施形態において、ロックは別の順番とすることができ、スクリュー又は部品にはそれに応じてラベルを付けることができる。
【００７４】
クランプ本体５２０、ロックカラー６２２及び拘束カラー６２４は、長期の荷重を受けたときクリープに耐えるために、プラスチック好ましくは繊維補強材料で射出成形できる。例えば、繊維入りＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を使用でき、ガラス繊維又は炭素繊維を組み込める。別の実施形態において、クランプ本体は、機械加工アルミニウムから製造される。ピン、ボルト、スクリュー、ナット及びばねは、好ましくは非磁気性のステンレス鋼又はステンレス合金で製造できる。固定プレート５２６〜５２９及び拘束カラー６２４は、好ましくは非磁気性のステンレス鋼又はその他の金属で製造できる。ロックカラー６２２及び内側及び外側管状要素６０２、６００はアルミニウムで形成できる。球体部分６１２、６１４は、鋳造するか、アルミニウムから機械加工するか、又はＰＥＥＫから成形できる。内側プラグ６１１は、プラスチックで射出成形するか、又は他の実施形態においては、アルミニウム又は繊維入りＰＥＥＫを含むことができる。いくつか又は全ての部品は放射線透過性とすることができる。システム５００は、医療従事者が患者のサイズ及びニーズに適合するシステムを選択できるように様々なサイズ及び／又は長さで提供できることが分かるはずである。例えば、より長い又は短いロッド組立体を使用して、全体的により長い又は短い長さのシステムを構成できる。意図する用途に外部固定システムを合わせるために様々な直径のロッドを利用できるようにすることもできる。また、１つの実施形態において、システムにロッド組立体を１つだけ含めることができる。別の実施形態において、２つを超えるロッド組立体を、ロッド組立体を留めるために適する数のクランプと共に、システムに含めることができる。
【００７５】
別の実施形態は、足首スパニングシステム８００又は関節スパニングシステムと呼ぶことができる外部固定システム８００を含む。但し、外部固定システム８００は、骨折、切骨、骨端板又は骨部分間の他の不連続部をスパニングするためにも使用できる。図１２〜１８Ｂを参照すると、外部固定システム８００は、第１クランプ組立体５０２と、第１ロッド組立体５０６及び第２ロッド組立体５０８と、クランプ部分組立体８０２とを含む。
【００７６】
クランプ部分組立体８０２は、足首クランプ部分組立体と呼ぶことができ、第１ロッド組立体５０６と第２ロッド組立体５０８に接続され、これらの間に延びることができ、第１クランプストラット組立体８０４と、第２クランプストラット組立体８０６と、スパニング部材８０８と、ピンクランプ組立体８１０とを含む。２つの踵骨ピン８１２、８１４が、第１クランプストラット組立体８０４と第２クランプストラット組立体８０６との間に延びる。各踵骨ピンはねじ切り部分８１５を含む。第１クランプ組立体５０２、第１ロッド組立体５０６及び第２ロッド組立体５０８は、図１〜１０を参照して上に説明した通りである。この実施形態において、ロッド組立体は、図１〜１０に示すものより短い可能性がある。外部固定システム８００は、例えば下部脛骨骨折又は足首関節損傷の場合に脛骨に対して脚及び足首を安定化するために、足首関節に強固な固定を与えることができる。
【００７７】
図１４〜１６を参照すると、第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６は、鏡像的であるか、又はロックボルト、スクリュー又はピンが挿入される方向を除いて相互に同一とすることができる。従って、第１クランプストラット組立体８０４の説明は組立体８０６にも当てはまる。第１クランプストラット組立体８０４は、クランプストラット８２０と、第１及び第２固定プレート８２２、８２４と、スペーシング部材８２６と、第１固定ボルト８２８と、第２固定ボルト８３０と、ナット８３２と、固定部材８３４と、２つのドエルピン８３６とを含む。クランプストラット８２０は、ストラット部分８４０と、スプリットクランプ部分８４２と、ピンクランプ部分８４４とを含む。側面から見ると、クランプストラットは、概ねＹ字形とすることができる。ストラット部分８４０は直線であり、楕円形断面を持つことができるが、円形、正方形又は長方形などの他の断面の形状も、本開示範囲内で想定される。ストラット部分８４０は、固定部材孔８４１を含み、スパニング部材に接続できるようにするためにドエルピンを受け入れるための付加的孔を含むことができる。ストラット部分の孔の少なくとも１つは、ねじ切りとすることができる。１つの実施形態において、固定プレート８２２、８２４は、構造的に固定プレート５２６〜５２９と同じである。各固定プレート８２２、８２４は、ボルト用開口部８７０及び数個のピン用開口部８７２を含む。ボルト及びピン用開口部８７０、８７２は、ねじ切り又は非ねじ切りとすることができる。各踵骨ピンのねじ切り部分８１５は、固定プレートのピン用開口部８７２のねじ切り部の直径より小さく、踵骨ピンを固定プレートに自由に挿入できるようにする。
【００７８】
クランプストラット８２０のスプリットクランプ部分８４２は、相互に対面して球形クランプ面８５４を取り巻く第１及び第２クランプアーム８５０、８５２を含み、クランプ面はギャップ８５６によって中断される。固定孔８５８は、スプリットクランプ部分８４２の遠位端部を通過して延び、ギャップ８５６によって中断される。図１４に示すように作動可能に組み立てられると、ロッド組立体５０６の球体部分６１２は、クランプアーム８５０、８５２内に受け入れられて、球体部分６１２がクランプアーム８５０、８５２内に捕捉されるように、球形クランプ面８５４によって取り巻かれる。ロッド組立体５０６は、所望の位置に達するまでスプリットクランプ部分８４２内で多軸的に調節可能とすることができる。第２固定ボルト８３０は、第１及び第２クランプアーム８５０、８５２を共に引っ張って、ギャップ８５６を閉鎖し、クランプストラット８２０に対するロッド組立体５０６の位置をロックするように作動できる。
【００７９】
ピンクランプ部分８４４は、第１凹部８６２を有する第１支持アーム８６０と、第２凹部８６６を有する対向する第２支持アーム８６４を含み、各凹部は、固定プレート８２２、８２４を受け入れる形状を持つ。支持アーム８６０、８６４は、アームギャップ８６８によって分離される。図１４に示すように作動可能に組み立てられたとき、第１固定プレート８２２は、第１凹部８６２の中に受け入れられ、第２固定プレート８２４は第２凹部８６６の中に受け入れられ、スペーサ部材８２６は、支持アーム８６０、８６４の間のアームギャップ８６８の中に受け入れられる。第１固定ボルト８２８は、第１固定プレート８２２のボルト用開口部８２２を通過し、スペーサ部材８２５を通過し、第２固定プレート８２４のボルト用開口部８７０の中へ延びる。踵骨ピン８１２、８１４は、固定プレートのピン用開口部８７２を通過し、支持アーム８６０、８６４を通過し、アームギャップ８６８を通過して横切って延びる。固定ボルト８２８が締められると、固定ボルト８２８のねじ山は第２固定プレート８２４のボルト用開口部８７０のねじ山に係合するので、ボルトを締めると、第１固定とプレート第２固定プレートを相互に引き寄せて、固定プレート８２２、８２４の一方又は両方を変形できる。ピン用開口部８７２は、踵骨ピン８１２、８１４を摩擦によって拘束して、ピンがクランプストラット組立体８０４に対してそれ以上軸方向に並進するのを防止する。他の実施形態において、技術上既知の他のピン捕捉又は固定の方法を使用できることが分かるはずである。
【００８０】
図１７Ａ〜１７Ｃを参照すると、スパニング部材８０８は、スパン区分８８４によって架橋される（bridged）第１及び第２取付区分８８０、８８２を含む。図示する実施形態において、スパン区分８８４は、患者の外肢（appendage）に被せてフィットするように湾曲する。スパニング部材８０８のサイズ、形状および曲率は、患者のサイズ又は外肢の形状の変動に対処するように変化できる。いくつかの実施形態において、スパニング部材は直線とすることができる。各取付区分は、第１孔８８６と、１つ又はそれ以上の二次孔８９０とを含む。部材８８０の外面において、凹部８８８が第１孔８８６を取り囲む。図１４及び１６に示すように、スパニング部材８０８は、各クランプストラット組立体８０４、８０６に作動可能に取付けできる。ドエルピン８３６は、クランプストラット８２０の開口部及びスパニング部材の二次孔８９０に受け入れられる。固定部材８３４は、第１孔８８６を通過し、クランプストラット８２０の孔８４１の中へ延びて、スパニング部材８０８をクランプストラット８２０に固定する。固定部材８３４の頭部は凹部８８８の中に受け入れられて、組立体を低プロフィルにする。
【００８１】
クランプストラット組立体８０４、８０６及びスパニング部材８０８の構成の変形が考えられることが分かるはずである。例えば、別の実施形態において、ストラット部分は、図示するものより短く、取付区分８８０、８８２がストラット部分へ向かって延びることができる。別の実施形態において、別個のスパニング部材が存在せず、代わりに、スパニング部材は、その間を架橋するためにクランプストラット組立体と一体的に形成できる。別の実施形態において、スパニング部材が存在せず、踵骨ピンがクランプストラット組立体の間の接続部を形成できる。
【００８２】
図１８Ａ及び１８Ｂを参照すると、ピンクランプ組立体８１０は、ピンクランプ部分９０２とスパニング部材クランプ部分９０４とを有するクランプ本体９００を含む。クランプ部分９０２、９０４は、相互に対して傾斜できる。ピンクランプ部分９０２は、第１及び第２球形開口部９０６、９０８を含む。スロット９１０が、両方の球形開口部と交差する。第１スプリット球体９１２は第１球形開口部９０６の中に受け入れられ、第２スプリット球体９１４は第２球形開口部９０８の中に受け入れられる。第１固定ピン９１６は、第１スプリット球体９１２を貫通して受け入れられ、第２固定ピン９１８は第２スプリット球体９１４の中に受け入れられる。スプリット球体は、球形開口部内で多軸的に調節可能であり、中足骨又はその他の構造体など標的骨部分と接続するために固定ピンの軌道を調節できるようにする。第１ボルト用開口部９２０は、球形開口部を横切るピンクランプ部分９０２を通過して延び、第１クランプボルト９２２を受け入れる。クランプボルト９２２が締められると、スロット９１０の幅が減少し、球形開口部９０６、９０８は球体部材９１２、９１４の周りに圧縮されて、球体部材及び捕捉されたピン９１６、９１８の位置をロックする。
【００８３】
スパニング部材クランプ部分９０４は、部材クランプ面９３０によって取り囲まれた部材用開口部９２８を含む。部材用開口部９２８及びクランプ面９３０は、共に、部材クランプギャップ９３２によって中断される。第２ボルト用開口部９３４は、クランプ部分９０４を通過して延び、第２クランプボルト９３６は、ボルト用開口部９３４を通過して延びて、ギャップ９３２を架橋する。例えば図１２に示すように作動可能に組み立てられたとき、スパニング部材８０８は、部材用開口部９２８の中に受け入れられ、ピンクランプ組立体８１０は、所望又は標的位置に到達するまでスパニング部材８０８に沿って並進できる。第２クランプボルト９３６は、ギャップ９３２を閉鎖し、スパニング部材８０８の周りにクランプ面９３０を圧縮して、スパニング部材８０８に対するピンクランプ組立体８１０のそれ以上の並進を防止するために、作動される。
【００８４】
１つの実施形態において、外部固定システム８００は、キットで入手できる。キットは、トレイ、予組立された外部固定システム８００、複数の骨ピン５６０、５６２、９１６、９１８、踵骨ピン８１２、８１４、ドリルガイド７０４、ドリルスリーブ７０６及び／又はレンチ７０８を含むことができる。キットは、トレイ７０２の中に滅菌梱包できる。
【００８５】
足首関節を不動化するためのシステム８００の１つの使用方法には、下記のステップの１つ又はそれ以上を含むことができる。トレイを開封して、システム８００をトレイから取り出す。図１２を参照して、第１骨ピン５６０を脛骨に配置する。第１骨ピン５６０がクランプ本体５２０のピン用開口部５４２を通過して延びる状態で、クランプ組立体５０２を含めて予組立されたシステム８００を、第１骨ピン５６０に被せて配置する。第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６を足の両側に沿って概ね整列した位置に配置した状態で、スパニング部材８０８を足に被せて置く。クランプ組立体５０２をガイドとして使用して、第２脛骨ピンを、クランプ本体５２０の別のピン用開口部５４２を通過して脛骨の中へ延ばす。クランプ組立体５０２は、固定ボルト５２２、５２４を締めることによって骨ピン５６０、５６２にロックされる。第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６を踵骨に整列して、第１又は第２踵骨ピン８１２、８１４の一方を第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６並びに骨を通過して移動させる。ロッド組立体５０６、５０８の多軸整列を、クランプ組立体５０２、８０４及び８０６に対して調節する。多軸クランプは、クランプ組立体５０２のクランプボルト５３０を締めることによって及びクランプストラット組立体８０４、８０６の固定ボルト８３０を締めることによって、暫定的にロックされる。ピンクランプ組立体８９を、親指中足骨に対して適切なアプローチ角度を与えるまで、スパニング部材８０８に沿って滑動させる。スパニング部材におけるピンクランプ組立体８１０の位置は、スパニング部材クランプ部分９０４のクランプボルト９３６を締めることによってロックされる。一方又は両方の中足骨ピン９１６、９１８を、多軸スプリット球体を通過して中足骨の中へ配置する。ピン９１６、９１８は、クランプボルト９２２を締めることによってピンクランプ部分９０２の中にロックされる。
【００８６】
第１及び第２踵骨ピン８１２、８１４の他方を、第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６並びに骨を通過して挿入する。踵骨ピン８１２、８１４は、固定ボルト８２８を締めて摩擦によってピンをクランプストラット８２０にロックすることによって第１及び第２クランプストラット組立体８０４、８０６の中にロックされる。タブ部材６７０をロッド組立体５０６、５０８から取り外す。必要であれば、適切な四肢長さを再確立するために、四肢を牽引する。牽引力が解除されたとき、上述のように、ロッド組立体の一方向暫定ロックは、確立された長さを維持する。拘束カラー６２４は、内側チューブ６０２に係合して、入れ子式の縮み又はロッド組立体の長さの減少を防止する。四肢の位置は必要に応じて調節できる。調節には、多軸クランプボルト５３０、８３０を緩め、ロッド組立体の相対位置を調節し、多軸クランプボルト５３０、８３０を再び締めることを含むことができる。ロックカラー６２０においてスクリュー６２６を締めて、内側及び外側チューブ６０２、６００の相互の軸方向の並進を防止する。ロックスクリュー６０４を締めて、各内側管状部材６０２を拡張して外側管状部材６００に対する内側管状部材の位置をロックする。
【００８７】
図１９及び２０に示す外部固定システム１０００は、膝関節をスパニングできるシステム５００と、足首関節をスパニングできるシステム８００とを含む２レベルシステムである。両方のシステム５００、８００は、脛骨に取付けできる共通の骨ピン５６０、５６２のセットに取り付けられる。システム１０００は、膝及び足首関節の両方に強固な固定を与えることができる。システム５００及び８００は、図１９及び２０に示すように、それ以上の修正なしに１組のピンに垂直に重ねることができる。別の実施形態において、クランプ本体５２０は、システム５００及び８００を、相互に水平に例えば第２の軸５３５に沿って相互に隣接して取付けできるように修正できる。
【００８８】
外部固定システム１０００の使用方法においては、骨ピン５６０を脛骨に取り付ける。外部固定システム８００を、上述のようにロッド組立体を一方向暫定ロックするステップによって骨ピン５６０に取り付ける。外部固定システム８００を取り付けて暫定的にロックした後に、外部固定システム５００を骨ピン５６０、５６２に取り付けて、システム５００について上に説明したようにロッド組立体を暫定的にロックする。システム５００及び８００を暫定的にロックした後に、両方のシステムについて、最終四肢調節及びロックのステップを、必要に応じて繰り返し実行できる。必要な限り固定ゾーンを広げるために、順次、付加的システム５００及び／又は８００を取付けできることが分かるはずである。
【００８９】
別の実施形態は、手首スパニングシステム１１００又は関節スパニングシステムと呼ぶことができる外部固定システムを含むが、外部固定システム１１００は、骨折、切骨、端骨板又は骨部分の間の他の不連続部をスパニングするためにも使用できる。図２１〜２７を参照すると、外部固定システム１１００は、第１クランプ組立体１１０２と、第２クランプ組立体１１０４と、第１ロッド組立体５０６とを含む。ロッド組立体５０６は、クランプ組立体１１０２、１１０４の間に延びてこれらを接続して、単一システム１１００にする。ロッド組立体５０６は、その長さ及び直径を手首に適するサイズに合わせて調整できる。クランプ組立体は、ロッド組立体を支持するので支持要素又は部材と呼ぶことができる。第１及び第２クランプ組立体は鏡像であるか、又は相互に同一とすることができる。上述のように、システムにおいて同一の組立体を使用することによって、それぞれ別個の構成要素又は組立体が特有のものであるシステムに比べて、システム全体をより安価にかつ／又は迅速に製造できる。
【００９０】
使用の際、システム１１００は、ワンピース式にユニットとして患者に固定できる。第１クランプ組立体１１０２は、１つ又はそれ以上の固定ピン５１０によって第１骨部分に固定できる。骨スクリュー、骨ピン、ワイヤ及び／又はその他の締結具を、固定ピン５１０の代わりに又はこれと組み合わせて使用できる。第２クランプ組立体１１０４は、付加的な固定ピン５１０によって第２骨部分に固定できる。クランプ組立体の間に延びるロッド組立体５０６は、第１骨部分と第２骨部分との間の関節又は骨折をスパニングできる。クランプ組立体１０２、１１０４を骨部分に固定した後に、ロッド組立体５０６を所望の長さに伸長又は短縮して、関節又は骨折を安定化するために暫定的にロックできる。暫定的ロックの後に、組立体の多軸接続部を調節した後に、より永久的にロックできる。
【００９１】
図２２〜２６は、クランプ組立体１１０２をより詳細に示す。クランプ組立体１１０４は、クランプ組立体１１０２の鏡像であるか又はこれと同一なので、更に詳細には説明しない。即ち、クランプ組立体１１０２の説明はクランプ組立体１１０４にも当てはまる。クランプ組立体１１０２は、単一ピースとして形成されるクランプ本体１１２０を含む。クランプ組立体１１０２は、更に、第１固定ボルト１１２２と、第１及び第２固定プレート１１２６、１１２７と、クランプボルト１１３０と、第１ナット１１３２と、第２ナット１１３３とを含む。固定プレートは、ロックプレートと呼ぶことができる。ロッド組立体５０６は、クランプ本体１１２０の一部として形成されるクランプ１１３４を介してクランプ組立体１１０２に多軸的に調節可能に接続される。２つの骨ピン５６０、５６２は、クランプ本体１１２０を通過して延びて、クランプ組立体１１０２を骨部分に固定する。別の実施形態において、各クランプ組立体において骨ピンを１本のみ使用できる。
【００９２】
図２１〜２６を参照すると、クランプ本体１１２０は、Ｔ字形であり、上側の第１面１１１２と、第１面と反対の下側の第２面１１１４とを含む。クランプ本体１１２０は、更に、第１クランプ１１３４（第２軸１１３５に沿って延びる）に対して直交する第１アーム１１３８及び第２アーム１１４０（第１軸１１４１に沿って延びる）を含む。第１軸１１４１は、システム１１００が中立又は直角配列の時、ロッド組立体５０６の長手方向に対して平行とすることができる。ボルト用開口部１１４４は、下で説明するピン用開口部１４２、１１５２と同じ方向にクランプ本体１１２０を通過して延びる。図示する実施例において、ボルト及びピン用開口部は、第１軸１１４１及び第２軸１１３５に対して直交する方向に延びる。第１スロット１１４８は第１面１１１２の中へ陥没し、第２スロット１１５０は、第１スロットに対向して第２面１１１４の中へ陥没する。第１及び第２スロットは細長く、第１及び第２アーム１１３８、１１４０の長さの大部分を占め、スロットは、第１軸１１４１に対して平行である。複数のピン用開口部又は孔１１４２は、アームを通過して第１スロット１１４８と第２スロット１１５０との間で延び、各ピン孔は、骨ピン５１０を受け入れるサイズを持つ。第１固定プレート１１２６は、第１スロット１１４８の中に収容され、第２固定プレート１１２７は第２スロット１１５０の中に収容される。各固定プレート１１２６、１１２７は、少なくとも１つのプレートピン用開口部１１５２と、ねじ切りプレートボルト用開口部１１５４又は非ねじ切りプレートボルト用開口部１１５５の一方と、を含む。各固定プレート１１２６、１１２７は、細長く、第１延長部１１５６と第２延長部１１５８とを有する。
【００９３】
骨ピン５６０、５６２は、クランプ本体１１２０のピン用開口部１１４２の中に受け入れられる。各骨ピンは、固定プレートのプレートピン用開口部１１５２を通過し、第１スロット１１４８を通過し、ピン孔１１４２を通過し、第２スロット１１５０を通過して、別の固定プレートのプレートピン用開口部１１５２を通り抜けることができる。ピン用開口部は、ピン５６０、５６２がまずアーム１１３８、１１４０に対して軸方向に並進できるようにするために非ねじ切りでかつ／又は平滑とすることができる。並進は、患者の四肢に対してシステム１１００の高さを調節できるようにし、このことは、四肢に組織の腫脹、開放創及び／又は皮膚の擦過傷がある場合有利である。骨ピンはピン用開口部１１４２の１つに又はその任意の組み合わせに配置できることが分かるはずである。
【００９４】
図２５を参照すると、第１固定ボルト１１２２は、第１固定プレート１１２６の非ねじ切りボルト用開口部１１５５を通過して第１スロット１１４８の中へ入り、ボルト用開口部１１４４を通過して、第２スロット１１５０及び第２固定プレート１１２７のねじ切りプレートボルト用開口部１１５４を通り抜ける。ボルト１１２２のねじ山がねじ切りプレートボルト用開口部１１５４に係合するとき、第２固定プレート１１２７の中央部は、スロット１１４８、１１５０の中に在る第１及び第２延長部１１５６、１１５７の抵抗に対抗して第１固定プレート１１２６の中央部へ向かって引き寄せられて、固定プレート１１２７、１１２６の一方又は両方を弾性的又は可塑的に変形させる。弾性又は可塑的変形の結果として、プレートピン用開口部１１５２は、摩擦によってピン５６２を拘束して、ピン５６２がクランプ本体１１２０に対して軸方向にそれ以上並進するのを防止する。プレート１１２６、１１２８が変形するとき、プレートは弓状になって、その長さを減少し、それによって、ピン５６２をピン孔１１４２の側壁に押し付ける。この力は、ピン５６２に対する二次的ロック作用を生じる。他の実施形態において、技術上既知の他のピン捕捉又は固定方法を使用できることが分かるはずである。
【００９５】
図２３〜２４及び２６を見ると、クランプ１１３４は、ロッド組立体を伸長又は短縮するためにロッド組立体の入れ子式移動を許容しながらロッド組立体５０６を保持又は締付けするような形状を持つ。クランプ１１３４は、図示する実施形態においては球形であるクランプ内面１１７０を有する。他の実施形態においては、クランプ面は部分的に球形、円錐形、円筒形、平坦、多角形又は別の形状とすることができる。クランプ内面１１７０は、対向する第１及び第２クランプ面１１７４、１１７６によって画定されたクランプギャップ１１７２によって中断される。図示する実施例において、クランプ内面１１７０は平滑であるが、別の実施形態においては、畝付き又は粗面とすることができる。孔１１９０は、第２軸１１３５に対して平行にクランプ１１３４を通過して延びて、クランプギャップ１１７２と交差する。孔１１９０は、一方の端部に第１凹部１１９２を、又、反対端部に第２凹部１１９４を含む。１つ又はそれ以上のチェンバ１１９６が、ピン用開口部１１４２の間においてクランプ本体１１２０の中へ延びて、クランプ本体の重量を減少することができる。クランプボルト１１３０は、孔１１９０を通過して延びて、ナット１１３２に係合する。クランプボルト１１３０がナット１１３２に係合するとき、ナット１１３２は第２凹部１１９４の中に捕捉される。ボルト１１３０を更に作動すると、ナット１１３２をボルト頭部へ向かって引っ張り、凹部１１９４に係合して、ギャップ１１７２を閉鎖する。ナット１１３３（ウィングナットとすることができる）もボルト１１３０を締めるために作動できる。図２１に示すように、ロッド組立体５０６が図示するようにクランプ組立体１１０２、１１０４と組み立てられ、ボルト１１３０が説明通りに締められると、ロッド組立体は、クランプ１１３４に把握されて、クランプ本体１１２０に対する移動例えば軸方向、回転又は多軸的移動が防止される。
【００９６】
１つの実施形態において、外部固定システム１１００は、図１１に示すのと同様のキットで入手できる。外部固定システム１１００のためのキットは、トレイ、予組立された外部固定システム１１００、複数の骨ピン５６０及び５６２、ドリルガイド７０４、ドリルスリーブ７０６及び／又はレンチ７０８を含むことができる。キットは、ピールパックトレイ（密封できる）に滅菌梱包できる。
【００９７】
外部固定システム１１００の使用方法は、外部固定システム５００について上に説明した方法と同様又は同一である。
【００９８】
図２８は、２つの骨ピンを含む別のクランプ組立体の斜視図である。図２８のクランプ組立体１２００は、主クランプ本体１２０２と、第１ロッド組立体例えば図１のロッド組立体５０６に接続するための内面１２０６を有する第１クランプ１２０４と、第２ロッド組立体例えば図２のロッド組立体５０８に接続するための内面１２１０を有する第２クランプ１２０８と、２つの骨ピン１２１２、１２１４とを含むことができる。
【００９９】
２つのボルト即ち第１及び第２固定ボルト５２２、５２４が骨ピン５６０、５６２をロックする図３〜５のクランプ組立体５０２（上で詳細に説明する）と異なり、図２８のクランプ組立体１２００は、１つ又はそれ以上の骨ピンを同時に例えば骨ピン１２１２、１２１４の両方を同時にロックできる単一の固定ボルト１２１６を含む。更に、図３〜５のように骨ピン５６０、５６２に対して実質的に平行の方向から作動する代わりに、図２８のクランプ組立体１２００の単一の固定ボルト１２１６は、骨ピン１２１２、１２１４に対して実質的に直交する方向から例えば主クランプ本体の長手軸線に沿って、作動できる。例えば、図２８に示すように、固定ボルト１２１６例えばボルト又はスクリューは、主クランプ本体１２０２の中へ延びて、主クランプ本体の側面から作動できる。図２９及び３０に示しかつ下で説明するように、クランプ組立体１２００は、主クランプ本体１２０２又は任意の設置済みブッシングに対して骨ピン１２１２、１２１４をロックできるスライドクランプ１２１８を含むことができる。
【０１００】
図２９は、図２８の主クランプ本体１２０２の一部分の上面図であり、開放位置のスライドクランプ１２１８を示す。図２９において、固定ボルト１２１６を締めることによってスライドクランプ１２１８が右へ移動するとき、スライドクランプ１２１８は、主クランプ本体１２０２に対して図２８の骨ピン１２１２、１２１４をロックできる。
【０１０１】
スライドクランプ１２１８の整列を助け、主クランプ本体１２０２内で回転するのを防止するために、クランプ組立体１２００は、スライドクランプピン１２２０を含むことができる。更に、２つのピン１２２２Ａ、１２２２Ｂは、主クランプ本体１２０２内で固定ホルト１２１６を保持及び／又は整列するのを助けることができる。スライドクランプ１２１８を、図３３に詳細に示す。
【０１０２】
主クランプ本体１２０２は、複数の孔１２２４Ａ〜１２２４Ｄを形成でき、これを通過して骨ピン１２１２、１２１４を挿入できる。いくつかの構成例において、孔１２２４Ａ〜１２２４Ｄは、骨ピン１２１２、１２１４に被せて配置された組織スリーブの使用に対処するサイズを持つことができる（図３２）。
【０１０３】
いくつかの構成例において、主クランプ本体１２０２は、１つ又はそれ以上のブッシング例えばブッシング１２２６Ａ〜１２２６Ｄ（まとめて「ブッシング１２２６」と呼び、図２９に示す）を含むことができる。ブッシング１２２６は、図３の固定（又はロック）プレート５２６、５２８の代わりに使用できる。
【０１０４】
図３０は、図２９に示す主クランプ本体１２０２の部分の上面断面図であり、開放位置のスライドクランプ１２１８を示す。図３０に示すように、スライドクランプ１２１８は、２つの開口１２２８Ａ、１２２８Ｂ（まとめて「開口１２２８」と呼ぶ）を形成する。開口１２２８は、少なくとも部分的に傾斜部（ramp）１２３０Ａ〜１２３０Ｄ（まとめて「傾斜部１２３０」と呼ぶ）によって形成できる。本開示において、傾斜部１２３０は、スライドクランプ１２１８の長さに沿って延びる軸に対して斜面を持つものとして定義できる。いくつかの構成例において、傾斜部１２３０は、曲線部分及び／又は直線部分を含むことができる。スライドクランプ１２１８の傾斜部１２３０は、骨ピン１２１２、１２１４を主クランプ本体１２０２（又は設置される場合にはブッシング）にロックできる締付け力を与えることができる。図３０に示すように、スライドクランプ１２１８が固定ボルト１２１６を介して右へ向かって引っ張られたとき、傾斜部１２３０は、骨ピン１２１２、１２１４に沿って滑動して、開口１２２８の直径が減少するので徐々に骨ピンを主クランプ本体１２０２に固定できる。スライドクランプピン１２２０は、固定ボルト１２１６がスライドクランプ１２１８を図３０において右へ向かって引っ張るとき、スライドクランプ１２１８が側方へ移動するのを助けることができる。
【０１０５】
更に、図２９の主クランプ本体１２０２の設計は、骨ピン１２１２、１２１４に被せた組織スリーブ１２３２、１２３４（図３３）の使用を可能にできる。
【０１０６】
いくつかの別の構成において、干渉体（interference）を開口の壁とすることができ、傾斜部である必要はない。
【０１０７】
図３１は、図２８の主クランプ本体の一部分の上面図であり、閉鎖位置のスライドクランプ１２１８を示す。固定ボルト１２１６は、スライドクランプ１２１８を既に閉鎖位置まで引っ張っている。図３１に示すように、傾斜部１２３０Ａ及び傾斜部１２３０Ｄは、貫通孔サイズを減少して、各孔位置においてスライドクランプ１２１８と主クランプ本体／ブッシングとの間に締付け力を生じている。関連する骨ピン１２１２、１２１４は、撓んで又は曲がって、各位置においてロックを生じることができる。
【０１０８】
図３２は、図２９の主クランプ本体１２０２の部分例の断面図である。組織スリーブ１２３２は、主クランプ本体１２０２及びスライドクランプ１２１８を通過して延びることができる。図３２の実施例において、ブッシング１２２６Ａ、１２２６Ｅは、主クランプ本体によって形成される孔例えば図２９の孔１２２４Ａ内に同軸に配置される。
【０１０９】
図３３は、図２８のクランプ組立体１２００の断面図である。図示するスライドクランプ１２１８は、開放位置にある。固定ボルト１２１６が図３３において右へスライドクランプ１２１８を引っ張ると、スライドクランプ１２１８は、骨ピン例えば図２８の骨ピン１２１２、１２１４を主クランプ本体１２０２に固定できる。孔１２２４Ａ、１２２４Ｄは、組織スリーブ１２３２、１２３４の使用に対処するサイズを持つ。
【０１１０】
図３０に関連して上に説明するように、スライドクランプ１２１８の傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｄは、骨ピン１２１２、１２１４を主クランプ本体１２０３（又は設置される場合にはブッシング１２２６）にロックできる締付け力を与えることができる。図３４〜３７は、主クランプ本体１２０２に使用できる別のスライドクランプ構成の様々な例を示す。
【０１１１】
図３４Ａ及び３４Ｂは、本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の実施例を示す。図３４Ｂは、図３４Ａのスライドクランプ例１２１８の拡大図である。簡潔にするために、図３４Ａ及び３４Ｂについては共に説明する。
【０１１２】
図３４Ａ及び３４Ｂのスライドクランプ１２１８は、複数の歯１２３６を形成する部分を有する１つ又はそれ以上の傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｄを含むことができる。歯１２３６は、スライドクランプ１２１８に対する骨ピンの捩じり回転抵抗を改良できる。図３４Ｂに示すように、傾斜部例えば傾斜部１２３０Ｂの第１部分は、歯１２３６を形成できるが、傾斜部の第２部分１２３８は、実質的に平滑なままである。更に、傾斜部例えば傾斜部１２３０Ｂの第１部分の歯１２３６に隣接するスライドクランプ１２１８の直線部分１２４０も歯１２４０を形成できる。固定ボルト１２１６（図３０）がスライドクランプ１２１８を側方へ引っ張るとき、歯１２３６は骨ピンを把握し、それによってロック力を増大できる。
【０１１３】
図３５Ａ及び３５Ｂは、本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の実施例を示す。図３５Ｂは、図３５Ａのスライドクランプ例１２１８の拡大図である。簡潔にするために、図３５Ａ及び３５Ｂについて共に説明する。
【０１１４】
図３４Ａ及び３４Ｂに示すスライドクランプと同様、図３５Ａ及び３５Ｂのスライドクランプ１２１８は、複数の歯１２３６を形成する部分を有する１つ又はそれ以上の傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｄを含むことができる。歯１２３６は、スライドクランプ１２１８に対する骨ピンの捻じれ回転抵抗を改良できる。図３５Ｂに示すように、傾斜部例えば傾斜部１２３０Ｂの第１部分は歯１２３６を形成できるが、傾斜部の第２部分１２３８は実質的に平滑のままである。更に、傾斜部１２３０Ｂの第１部分の歯１２３６に隣接するスライドクランプ１２１８の直線部分１２４０も、歯１２３６を形成できる。
【０１１５】
傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｄ（及び隣接する直線部分）が形成する歯１２３６に加えて、スライドクランプ１２１８は、複数の歯を形成する他の部分を含むことができる。図３５Ｂに示す構成例において、スライドクランプ１２１８は、捻じれ回転抵抗を増大するために歯１２４２を含むことができる。固定ボルト１２１６（図３０）がスライドクランプ１２１８を側方に引っ張るとき、歯１２３６、１２４２の各セットは骨ピンを把握し、それによってロック力を増大できる。
【０１１６】
図３６は、本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の実施例を示す。非対称的設計を持つ図３０、３４Ａ〜３４Ｂ及び３５Ａ〜３５Ｂに示すスライドクランプの実施例と異なり、図３６のスライドクランプ１２１８は、スライドクランプ１２１８の長さに沿って延びる軸１２４４の周りで対称的な設計を含む。
【０１１７】
図３６の対称的構成例において、スライドクランプ１２１８は、複数対の傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｈを含み、例えば、傾斜部１２３０Ａ、１２３０Ｅは第１対の傾斜部を形成し、傾斜部１２３０Ｂ、１２３０Ｆは第２対の傾斜部を形成する。図３４Ａ及び３４Ｂに関連して説明した構成と同様、傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｈは、複数の歯１２３６を形成する部分を含むことができる。歯１２３６は、スライドクランプ１２１８に対する骨ピンの捻じれ回転抵抗を改良できる。傾斜部例えば傾斜部１２３０Ａの第１部分は歯１２３６を形成できるが、傾斜部の第２部分は実質的に平滑のままである。更に、傾斜部例えば傾斜部１２３０Ａの第１部分の歯１２３６に隣接する傾斜部の直線部分も歯１２３６を形成できる。固定ボルト１２１６（図３０）がスライドクランプを側方に引っ張るとき、歯１２３６は骨ピンを把握し、それによってロック力を増大できる。
【０１１８】
図３７は、本開示の様々な技法に従って使用できるスライドクランプの別の実施例を示す。上述のスライドクランプ例と異なり、図３７のスライドクランプ１２１８は、２つではなく４つの開口（１２２８Ａ〜１２２８Ｄ）を形成する。開口１２２８Ａ〜１２２８Ｄは、複数対の傾斜部１２３０Ａ〜１２３０Ｈを形成できる。図３７の構成は、１つの開口に２つの傾斜部を持つことによって３つの接点（傾斜部により２つ及びブッシングに１つ）を生じるので、回転ロックを改良できる。
【０１１９】
図３６に示すスライドクランプ１２１８の実施例と同様、図３７のスライドクランプ１２１８は、開口１２２８Ａ〜１２２８Ｄがスライドクランプ１２１８の長さに沿って延びる軸１２４４の周りで対称的である設計を含む。但し、図３７のスライドクランプ１２１８は、歯を形成しない。スライドクランプ１２１８によって与えられる捻じれ抵抗は、対の傾斜部の各々例えば傾斜部１２３０Ａ、１２３０Ｅによる骨ピンとの接触及びブッシング（図示せず）との接触の結果である。骨ピンとの間のこの３点接触は、骨ピンを所定の位置にロックするために充分な力を与えることができる。
【０１２０】
図３４Ａ〜３７に示すスライドクランプのいずれも歯なしで構成できることを明記する。
【０１２１】
図３８は、クランプ組立体１２００の別の実施例の断面図である。上述のスライドクランプ１２１８と異なり、クランプ組立体１２００は、可撓性プレート１２４８例えばばね鋼を含むことができる。可撓性プレート１２４８は、その両端において、それぞれの骨ピン１２１２、１２１４に係合するように構成される曲線ノッチを形成できる（ノッチ１２５０Ａ、１２５０Ｂを図３９に示す）。
【０１２２】
非圧縮の時、可撓性プレート１２４８は、図３８に示すように曲線形状を取ることができる。固定ボルト１２１６によって圧縮された時、可撓性プレート１２４８は撓んで（flex）、より線形の形状を取ることができる。可撓性プレート１２４８が撓むとき、骨ピン１２１２、１２１４は、曲線ノッチを形成する可撓性プレート１２４８の部分と摩擦によって係合して、機械的ロックを生じることができる。
【０１２３】
図３９は、図３８の可撓性プレートの上面図である。可撓性プレート１２４８は、それぞれの曲線ノッチ１２５０Ａ、１２５０Ｂを形成する第１及び第２端部１２５２、１２５４を含む。ノッチは、各々骨ピンに係合して機械的ロックを生じるように構成される。
【０１２４】
図４０は、ロッドクランプ組立体１２６０の別の実施例の斜視図である。図４０のロッドクランプ組立体１２６０は、ロッドクランプ組立体６０６の代替物として使用でき、例えば図７〜１０に関連して上に説明したロッド組立体５０６の一部分を形成できる。簡潔にするために、ロッド組立体５０６の構成要素の多くについては重ねて詳しく説明しない。
【０１２５】
図７〜１０のロッドクランプ組立体６０６と同様、図４０のロッドクランプ組立体１２６０も、スプリットカラーロック装置として説明できる。ロッドクランプ組立体１２６０は、スプリットクランプ１２６２（又はロックカラー）と、ばねクランプ１２６２と同軸に整列するように構成された拘束カラー１２６４と、ばねハウジング１２６６とを含むことができる。スプリットクランプ１２６２は、カラーギャップ１２７０によって中断される円形孔１２６８を形成できる。スクリュー１２７１は、スプリットクランプ１２６２のスクリュー孔の中に受け入れられて、カラーギャップ１２７０のサイズを調節できる。下で更に詳細に説明するように、ばねハウジング１２６６例えば成形ハウジングは、ばね（図４１において１２７４で示す）を保持でき、ばねは、スプリットクランプ１２６２に対して下向きに拘束カラー１２６４を付勢する。
【０１２６】
図４１は、第１ロッド１２７２と組み合わせた図４０のロッドクランプ組立体の側面断面図であり、第２ロッドは、第１ロッド１２７２内に滑動可能に配置される（図２及び８）。ロッドクランプ組立体１２６０は、スプリットクランプ１２６２と、拘束カラー１２６４と、ばねハウジング１２６６と、ばね１２７４と、てこ台１２７６と、スプリットクランプ１２６２の外面の周りに配置された１つ又はそれ以上の突出部又はタブ１２７８例えば２つのタブ１２７８とを含むことができる。
【０１２７】
スプリットクランプ１２６２が開放されて、第１ロッド１２７２の周りで滑動するとき、１つ又はそれ以上の突出部又はタブ１２７８は、第１ロッド１２７２の対応する１つ又はそれ以上の孔１２８０と噛み合うことができる。タブ１２７８は、接着剤を使用することなく第１ロッド１２７２上でスプリットクランプ１２６２を保持するのを助ける。
【０１２８】
上述のように、ばねハウジング１２６６は、拘束カラー１２６４を下向きに付勢するばね１２７４を保持できる。てこ台１２７６は、拘束カラー１２６４の端部１２８２を上向きに保持する反動力を与えて、第１ロッド１２７２内に滑動可能に配置された第２ロッドとの間に拘束力を生じることができる。
【０１２９】
図４１のロッドクランプ組立体１２６０の設計は、図７〜１０のロッドクランプ組立体６０６の設計のいくつかの構成要素を有利に排除できる。例えば、拘束カラー６２４をロックカラー６２０に接続できる図８に示すピン６２２は、てこ台１２７２の存在の結果生じるロッド１２７２との間の拘束効果によって図４１の拘束カラー１２６４を束縛できるので、排除できる。この設計の変化は、拘束カラー１２６４を機械加工ではなくウォータージェットカット又は型抜きできるようにする。
【０１３０】
別の実施例として、ばねハウジング１２６６の中に保持されるばね１２７４は、図８のばね６３０に取って代わることができる。ばねハウジング１２６６の使用は、ばね１２７４をスプリットクランプ１２６２（例えば、成形された）内部に保持できるようにし、図８の保持ピン６２８及び保持具６３２を排除できる。
【０１３１】
また、上述のように、１つ又はそれ以上のタブ１２７８を使用すると、スプリットクランプ１２６２をロッド１２７２に保持するために糊付けする必要がない。組立が単純化されかつ構成要素の数が減少するので、図４０および４１の設計は、生産コストを下げることができる。
【０１３２】
図４２は、図４０のロッドクランプ組立体１２６０を含むロッド組立体１２８４の一部分の斜視図である。ロッド組立体１２８４は、ロッドクランプ組立体１２６０を除いて図７のロッド組立体５０６と同様なので、簡潔にするために、これについては重ねて説明しない。図４２に示すように、ロッドクランプ組立体１２６０は、例えば図８に関連して上に説明したタブ部材６７０と同様とすることができるタブ部材１２８６を含むことができる。タブ部材１２８６が在ることによって、スプリットクランプ１２６２のカラーギャップを開放したまま維持できる。これにより、孔１２６８が管状部材の周りを締め付けて暫定的に管状部材を共にロックするのを防止することによって、管状部材１２７２及び内側管状部材（例えば、図８の内側管状部材６０２）が相互に対して両方向に軸方向に移動できるようにする。
【０１３３】
図４３は、トロカール組立体１２９０の分解図である。トロカール組立体１２９０は、ルーメンを形成する組織スリーブ１２９２と、組織スリーブ１２９２の端部１２９６に取り付けられた第１グリップ１２９４と、第１グリップ１２９４の開口部を通過して組織スリーブ１２９２のルーメンの中へ延びることができる閉塞具（obturator）１２９８と、閉塞具の端部１３０２に取り付けられる第２グリップ１３００と、を含むことができる。トロカール組立体１２９０は、図４４Ａ〜４４Ｃに示し下に説明するように、組織スリーブ１２９２の第１グリップ１２９４と閉塞具１２９８の第２グリップ１３００との間に、組立体１２９０を共に保持できる相互ロック特徴部を含むことができる。
【０１３４】
閉塞具１２９８は、臨床医が骨表面にアクセスするために軟組織を通過してトロカール組立体１２９０を挿入できるようにする。標的場所に到達したら、閉塞具１２９８を取り外して、組織スリーブ１２９２を通過して骨ピンを挿入するために骨表面を露出できる。
【０１３５】
図４４Ａ〜４４Ｃは、図４３のトロカール組立体の第１グリップ及び第２グリップの斜視図である。簡潔にするために、図４４Ａ〜４４Ｃについて共に説明する。
【０１３６】
第２グリップ１３００は、握ったとき第２グリップ１３３０を回転するために使用できる１対のグリップウィング１３０４、１３０６を含むことができる。更に、第１グリップ１２９４と第２グリップ１３００は、グリップ１２９４、１３００を相互ロックできるようにするためにキー式に接続できる。例えば、第２グリップ１３００は、第１グリップ１２９４のノッチと噛み合うことができる突出部１３０８を含むことができる。例えば２つのグリップ１２９４、１３００を共にロックできるバイオネットコネクタとすることができる。
【０１３７】
いくつかの構成例（図示せず）において、第１グリップ１２９４と第２グリップ１３００を更に相互ロックするために付加的特徴部を含むことができる。例えば、ばね錠、ボールデテント、締まり嵌め、ねじ式接続部及び／又は他のバイオネットコネクタを使用して、第１グリップ１２９４と第２グリップ１３００を相互ロックできる。
【０１３８】
図４４Ａ〜４４Ｃに示すように、第１グリップ１２９４と第２グリップ１３００は、突出部１３０８がノッチ１３１０内に位置付けされるまでグリップウィング１３０４、１３０６を回転することによって相互ロックできる。係合は、反対方向にグリップウィング１３０４、１３０６を回転することによって解除できる。
【０１３９】
図４５は、相互ロック位置のときの図４３のトロカール組立体１２９０の斜視図である。第１グリップ１２９４は、第２グリップ１３００と相互ロックされている。
【０１４０】
図４６Ａ〜４６Ｃは、トロカール組立体に使用できる第１グリップ及び第２グリップの別の実施例の斜視図である。簡潔にするために、図４６Ａ〜４６Ｃについて共に説明する。
【０１４１】
図４６Ａ〜４６Ｃに示すように、図４４Ａ〜４４Ｃの設計と異なり、第１グリップ１２９４及び第２グリップ１３００の各々が、第１及び第２グリップウィングを含むことができる。第１グリップ１２９４は、第１及び第２グリップウィング１３１２、１３１４を含み、第２グリップ１３００は第１及び第２グリップウィング１３０２、１３０４を含むことができる。更に、第１グリップ１２９４及び第２グリップ１３００は、グリップ１２９４、１３００を相互ロックできるようにするためにキー式に接続できる。例えば、第２グリップ１３００は、第１グリップ１２９４のノッチ１３１０と噛み合うことができる突出部１３０８を含むことができる。例えば、２つのグリップ１２９４、１３００を共にロックできるバイオネットコネクタとすることができる。
【０１４２】
図４７は、トロカール組立体１２９０の斜視図であり、相互ロック位置にある図４６Ａ〜４６Ｃの第１グリップと第２グリップを示す。第１グリップ１２９４は、第２グリップ１３００と相互ロックされる。
【０１４３】
図４８は、外部固定システムのクランプ組立体の別の実施例の上面図である。図４９は、図４８のクランプ組立体の斜視図であり、骨ピン１２３２，１２３４を示す。簡潔にするために、図４８及び４９について共に説明する。図４８のクランプ組立体１４００は、複数の孔例えば４つの孔１４０４Ａ、１４０４Ｂ、１４０４Ｃ、１４０４Ｄ（まとめて、孔１４０４）を形成する主クランプ本体１４０２を含む。孔は、クランプフープ１１３４（又はクランプ）のクランプフープ中心線１４０６（図４８）からオフセットするように位置付けられる。即ち、主クランプ本体がクランプフープ中心線を中心とする２つの孔を形成する図２２のクランプ組立体１１０２と異なり、図４８のクランプ組立体の孔１４０４は、孔１４０４Ａ〜１４０４Ｄが中心線１４０６から順次離れるように中心線１４０６から偏る。
【０１４４】
いくつかの構成例において、主クランプ本体１４０２は、図２８の主クランプ本体１２０２と同様とすることができ、スライドクランプ例えば図２８のスライドクランプ１２１８を含むことができる。いくつかの構成例において、クランプ組立体は、図２８に示すような２つのクランプフープを含むことができる。２つのクランプフープ（又はクランプ）を持つ構成において、主クランプ本体に沿った複数の孔は、第２クランプフープ中心から同様にオフセットする。
【０１４５】
図５０は、外部固定システムの１つの実施例の斜視図であり、システムは、図４８のクランプ組立体２つと、ロッド組立体と、複数の骨ピンとを含む。図５１は、図５０の外部固定システムの側面図である。簡潔にするために、図５０及び５１について共に説明する。図５０のシステム例１４０８は、第１クランプ組立体１４００Ａと、第２クランプ組立体１４００Ｂと、ロッド組立体５０６とを含む。ロッド組立体５０６は、クランプ組立体１４００Ａと１４００Ｂとの間に延び、２つのクランプ組立体を接続して単一のシステム１４０８にする。ロッド組立体５０６は、図４０及び４１に示しかつ図に関して上に説明するようなロッドクランプ組立体１２６０を含むことができる。
【０１４６】
図５０の外部固定システム１４０８において図４８のクランプ組立体１４００を使用することによっていくつかの利点を与えることができる。例えば、骨ピン孔１２３２、１２３４をクランプフープ中心線１４０６から離してロッド組立体５０６の中心へ向かって移動することによって、対向するクランプの骨ピンを、当初、フレームの完全収縮状態においてより接近して位置付けできる。更に、オフセットした骨ピン孔１４０４は、より長い管状要素例えば管状要素６００を使用できるようにし、それによって、フレームの拡張をより大きくできる。
【０１４７】
図５２は、本開示に従ったロッド組立体のロッド組立体の拡張プラグの実施例の断面図である。図８の６０４に示すように実質的に管状要素の長さに延びる長い放射線不透過性の金属ロックスクリューを使用する代わりに、図５３の１４１０で示すようなロッド組立体は、例えばプラスチック製の放射線透過性の拡張プラグ１４１４と組み合わせてずっと短い放射線不透過性金属拡張プラグスクリュー１４１２を含むことができる。突出部１４１６を持つ拡張プラグ１４１４は、内側管状要素６０２の長さに沿って延び、管状要素６０２をその端部で拡張できるようにできる。放射線透過性拡張プラグ１４１４を使用することによって、長い放射線不透過性の金属スクリューを使用するより、目標エリアのより良い画像例えばＸ線画像を臨床医に提供できる。
【０１４８】
図５２に示すように、拡張プラグスクリュー１４１２は、チューブプラグ６１０の球体部分６１４を通過して拡張プラグ１４１４の一端の中へ延びる。拡張プラグスクリュー１４１２は、保持ナット１４２０を使用して拡張プラグ内に固定できる。拡張プラグスクリュー１４１２が回されると、拡張プラグナット１４２２は、スクリュー１４１４が静止したまま拡張プラグ１４１４がナットに沿って並進できるようする。即ち、拡張スクリューを回す時拡張スクリュー１４１２が出入りするのではなく、スクリュー１４１２を回すと、拡張プラグ１４１４が移動する。
【０１４９】
図５３は、図５２の拡張プラグ１４１４を含むロッド組立体１４１０の分解図である。ロッド組立体１４１０の構成要素の多くは、図８に示し図８に関連して上で説明した構成要素と同様なので、重ねて説明しない。図５３に示すように、ロッド組立体１４１０は、図５２の拡張プラグ１４１４と、拡張スクリュー１４１２と、拡張プラグナット１４２２とを含むことができる。拡張プラグ１４１４は、内側管状要素６０２を通過して延びるように構成される。拡張スクリュー１４１２は、内側管状部材６０２が内側管状部材６０２の第１端部１４２３を外側管状部材６００内部にぴったりと嵌めるのに充分に拡張して（拡張プラグ１４１４の突出部１４１６を介して）、外側管状部材６００に対する内側管状部材の位置をロックするまで、回すことができる。
【０１５０】
図５３のロッド組立体１４１０は、ケーブル１４２６例えば可撓性の組編（braided）金属ケーブルを含むこともできる。ケーブル１４２６は、拡張プラグ１４１４の端部１４２８に取り付けることができ、拡張プラグ１４１４の他方の端の球体部分６１４の中へ取付けできる「ランヤードボタン」（図示せず）の中へ嵌まることができる。ケーブル１４２６は、内側及び外側管状要素の行程を制限するストッパ機構として作用でき、外側管状及び内側管状要素６００、６０２がロックアウト前に分離しないように過剰拡張を防止できる。ケーブル１４２６は、フレームが最小長さ構成まで収縮されたとき内側管状要素６０２内部にコイル状に巻くことができ、フレームを拡張するとき伸びることができる。
【０１５１】
図５４は、蝶番式の主クランプ本体１４３０の実施例の斜視図である。図５４に示すように、クランプフープ１４３２は、ピン１５３６及びロックスクリュー１４３８を用いて主クランプ本体１４３４に回動可能に係合される。いくつかの構成例において、主クランプ本体４３４は、図２８の主クランプ本体１２０２と同様とすることができ、スライドクランプ例えば図２８のスライドクランプ１２１８を含むことができる。
【０１５２】
蝶番式設計は、いくつかの利点を与えることができる。例えば、蝶番式設計は、使用者がクランプ本体１４３４から独立してクランプフープ１４３２を回転できるようにする。更に、蝶番式設計は、フレームの管状要素の長手軸線に対して約９０度に骨ピン（図示せず）を配置できるようにする（図５７）。蝶番式ジョイントは、フレーム全体長さにおいてより大きい変動を及び骨ピン配置においてより柔軟性を与えることができる。ラジアルジョインに対して平行の骨ピン配置に対処するために別個のピースを必要とする代わりに、図５４の設計は、クランプフープ１４３２を回転して、別個の部品又は組立体無しで同等のピン配置を可能にできる。
【０１５３】
図５５Ａ及び５５Ｂは、それぞれ図５４のクランプフープ本体１４４０及び主クランプ本体１４３４の斜視図である。簡潔にするために、図５５Ａ及び５５Ｂについて、共に説明する。図５５において、クランプフープ本体１４４０は、クランプフープ１４３２と、第１開口１４４４及び第２開口１４４６を形成する第１係合部分１４４２とを含む。図５５Ｂにおいて、主クランプ本体１４３４は、第３開口１４５０を形成する第２係合部分を含む。整列すると、第１開口１４４４及び第３開口１４５０は、ピン１４３６（図５４）を受け入れるように構成され、ピンは、クランプフープ本体１４４０を主クランプ本体１４３４に蝶番式に固定する。クランプフープ本体１４４０は、第１円筒形支持面１４５２を含み、主クランプ本体１４３４は第２円筒形支持面１４５４を含み、支持面は摩擦により相互に係合する。下で説明するように、締め付けたとき、ロックスクリュー１４３８（図５４）は、第１円筒形支持面１４５２及び第２円筒形支持面１４５４に共に押して、摩擦によってフィットさせる。
【０１５４】
図５６は、図５４の蝶番式主クランプ本体の実施例の断面図である。ピン１４３６は、クランプフープ１４３２が回転できるようにする蝶番１４５８の回転軸１４５６である。ピン１４３６は、その中央に孔１４５７を形成して、ロックスクリュー１４３８がクランプフープ本体を通過しピン１４３６及び第１係合部分１４４２の第２開口１４４６を通過して延びるようにする。ピン１４３６及びロックスクリュー１４３８は、チューブプラグの球体部分の周りでの多軸的回転を可能にできる。更に、図５６の設計は、単一のスクリュー即ちロックスクリュー１４３８で、ピン１４３６の周りでの回転をロックアウトできるようにする。ロックアウトは、スクリュー１４３８が第１円筒形支持面１４５２と第２円筒形支持面１４５４を共に「ピンチ」するとき、得ることができる。いくつかの実施例において、ロックを増大するために円筒形支持面１４５４、１４５４の間に付加的接触が好ましい場合、１つ又はそれ以上の突出部例えば相互ロックする歯を、境界を成す円筒形面の一方又は両方に付加できる。
【０１５５】
図５７は、腕の橈骨１４６２に固定された外部固定システム１４６０の斜視図である。システム１４６０は、第１蝶番式主クランプ本体１４３０Ａと第２蝶番式主クランプ本体１４３０Ｂとの間に延びるロッド組立体５０６を含むことができる。図５７に示すように、第１蝶番式主クランプ本体１４３０Ａの蝶番式設計は、第１蝶番式主クランプ本体１４３０Ａを通過して延びる骨ピンによって形成される線１４６４がロッド組立体の長手軸線１４６６との間に角度（９０度に近くにできる）を成すことができるように、クランプフープ１４３０を回転できるようにする。
【０１５６】
本出願において開示するシステムは、技術上既知の外部固定システムを越える利点を与えることができる。例えば、解剖学的構造固有の予組立システム（５００、８００又は１１００など）を提供することによって、分離した部品の包括的キットとして提供されるシステムに比べて、外部固定処置を実施するために必要な部品又は在庫の数を減らすことができる。また、予組立システムを持つことによって、外部固定処置時及びシステムの締付け及び調節時の予期しない分解を最小限に抑えることができる。従って、予組立システムは、例えば、面倒な術中の組立又は予期せぬ分解を排除することによって、医療従事者にとってストレスの少ない使用体験を提供できる。本出願において開示する予組立システムを使用することによって、技術上既知の他のシステムの場合にはバックテーブルにおいて固定システムの組立に使われる手術室及び処置の時間を減少または排除できる。一方向ロック機構は、外科医が絶えず伸延する必要なくシステムの締付け及び調節の間四肢の長さを維持できる。一方向ロック機構は、骨折の整復を容易にすることに寄与し、暫定ロックは、システムを暫定的にロックしながら整復を容易に調節できるようにするのに充分な確実性を持つ。取外し可能なタブ部材６７０は、アンロック構成とロック構成との間の迅速な切替えを可能にして、迅速かつ効率のよい伸延及び整復を可能にする。本出願において開示するシステムは、１人又は２人の医療従事者によって患者に応用でき、必要な医療従事者の人数及び全体治療費を減少できる。
【０１５７】
膝、足首及び／又は手首関節をスパニングするための本出願において示す実施形態に加えて、本出願において教示する原則は、肘、手首、手根、足根、指骨、股関節、仙骨、肩関節、頭蓋及び／又は脊椎関節を含めて（但し、これに限定されない）他の関節のための外部固定器及び固定方法に応用できることが分かるはずである。本出願において開示するテクノロジーは、関節ではなく骨折の外部固定及び固定方法にも応用できる。
【０１５８】
本出願において開示する装置は、旋盤及びフライス削りなどの低コスト製造法を用いて、アルミニウム及び／又はプラスチックなどの低コスト材料から製造できる。いくつかの実施形態において、システムは、使い捨てできるほど安価にすることができる。この場合、装置の所有者に再処理又は補充の料金がかからない。
【０１５９】
本発明のシステム、キット、装置及び方法は、開示される特定の形式に限定されることを意図せず、特許請求の範囲に属する全ての修正、同等物及び代替物を包括するものである。
【０１６０】
請求項は、それぞれ「のための手段」又は「のためのステップ」という語句を用いて所与の請求項において明確に限定を明示しない限り、ミーンズプラス又はステッププラスファンクションの限定を含むものとして解釈されるべきではない。
【０１６１】
用語「結合する」は、必ずしも直接的ではなくかつ必ずしも機械的ではなく「接続する」と定義される。
【０１６２】
請求項及び／又は明細書において用語「備える（comprising）」と共に使用される場合「単数冠詞（a又はan）」は、「１つ」を意味するが、「１つ又はそれ以上」又は「少なくとも１つ」の意味とも両立する。用語「約（about）」は、概ね明記される値±５％を意味する。請求項における用語「又は（or）」の使用は、明確に代替物のみに言及するために示されるか又は代替物が相互に排他的でない限り「及び／又は（and/or）」を意味するために使用されるが、開示は、代替物のみ及び「及び／又は」に言及する定義を支持する。
【０１６３】
用語「備える（comprise）」（及びその活用形）、「有する（have）（及びその活用形）」、「含む（include）（及びその活用形）」、及び「包含する（contain）」（及びその活用形）は、制限のない連結動詞である。従って、１つ又はそれ以上のステップ又は要素を「備える」、「有する」、「含む」又は「包含する」方法又は装置は、上記の１つ又はそれ以上のステップ又は要素を持つが、これらの１つ又はそれ以上の要素のみを持つことに限定されない。同様に、１つ又はそれ以上の特徴を「備える」、「有する」、「含む」又は「包含する」方法のステップ又は装置の要素は、前記の１つ又はそれ以上の特徴を持つが、前記の１つ又はそれ以上の特徴のみを持つことに限定されない。更に、特定の様式で構成される装置または構造体は、少なくとも前記の様式で構成されるが、明記されない様式でも構成できる。
【０１６４】
本発明は、その主旨又は基本的特徴から逸脱することなく他の固有の形式で実現できる。上述の実施例の様々な特徴は、混合して組み合わせて他の多様な代替物を形成できることが分かるはずである。例えば、１つのシステムについて説明するクランプ本体又は組立体は、別のシステムと共に使用できる。１つの実施例の器具構成（instrumentation）の特徴は、他の実施例の器具構成に応用できる。従って、説明する実施形態は、全ての点で例示的であって、限定的なものと見なすべきではない。従って、本発明の範囲は、以上の説明によってではなく特許請求の範囲によって指示される。請求項の意味及び同等物の範囲内に属する全ての変更は、請求項の範囲に包含されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ−３４Ｂ】
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【図３５Ａ−３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
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【図４６Ｃ】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５Ａ】
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【図５５Ｂ】
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【図５６】
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【図５７】
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