專(zhuān)利名稱(chēng)：外科手術(shù)切割裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及撓性切割工具，更特別地，涉及用于外科手術(shù)的切
割工具和方法。
背景技術(shù)：
外科手術(shù)常常要求在骨骼、牙齒或軟組織中切割或鉆出孔或通 道，如能夠用于將金屬或其它材料制成的部件固定于病人的骨骼。 例如，這些孔可用于接收螺釘、縫合線(xiàn)或骨錨，從而允許植入物或 其它裝置固定于骨骼，或允許韌帶或腱重新附接于骨骼。有多種不 同外科手術(shù)鉆孔裝置用于此目的，其中許多包括電動(dòng)才幾和鉆頭，可 提供所需深度和直徑的孔。Johnson等人的美國(guó)專(zhuān)利第5,695,513號(hào) 和Johnson等人的國(guó)際7>開(kāi)第W097/32577號(hào)中描述了該裝置的示 例，上述7>開(kāi)通過(guò)引用方式結(jié)合于此，用于所有目的。Johnson等 人的參考文件說(shuō)明了一種撓性切割器械，通過(guò)使用鎳鈦諾或另一超 彈性合金等金屬制成的螺旋纏繞纜線(xiàn)而形成該撓性切割器械。在該
纏繞纖維的方向而旋轉(zhuǎn)。在執(zhí)行使用該裝置的鉆孔的同時(shí)，持續(xù)保
6持切割裝置至少局部位于正在被鉆的孔內(nèi)并前移纜線(xiàn)通過(guò)其支撐 架。該類(lèi)型的裝置可在多種情況下提供充分鉆孔能力。但仍持續(xù)需 要用于特定外科手術(shù)和特定情況的附加外科手術(shù)鉆孔工具和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了外科手術(shù)鉆孔裝置，該裝置具有撓性纜線(xiàn)鉆子和 可縮回弓形導(dǎo)引管。用于撓性纜線(xiàn)鉆子的可縮回弓形導(dǎo)引管允許纜 線(xiàn)鉆子使用大彎曲半徑，且允許纜線(xiàn)鉆子在外科手術(shù)中部署于髓內(nèi) ^"內(nèi)腔的有限空間內(nèi)。纜線(xiàn)鉆子的大彎曲半徑有助于最大化纜線(xiàn)鉆 子的壽命。有利地，撓性纜線(xiàn)鉆子具有可縮回導(dǎo)引管有助于減少外 科手術(shù)中纜線(xiàn)鉆子在骨骼內(nèi)折斷的機(jī)率。
縮回弓形導(dǎo)引管前移的撓性纜線(xiàn)鉆子。在整個(gè)過(guò)程中，纜線(xiàn)鉆子的 多個(gè)部分有利地暴露于弓形導(dǎo)引管。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中， 纜線(xiàn)鉆子優(yōu)選以如下速率前移，即在該速率下，纜線(xiàn)鉆子在弓形導(dǎo) 引管內(nèi)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)少于特定彎曲半徑的纜線(xiàn)鉆子的壽命(壽命是按 旋轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算的)。如果需要，纜線(xiàn)鉆子上各點(diǎn)在弓形導(dǎo)引管中能 夠停留的時(shí)間少于特定彎曲半徑的纜線(xiàn)鉆子的壽命(壽命按給定
rpm時(shí)的時(shí)間i十算)。
本發(fā)明的 一 方面提供了 一種外科手術(shù)鉆孔裝置。該外科手術(shù)鉆 孔裝置包括外殼、可縮回導(dǎo)引管組件和撓性纜線(xiàn)鉆子?？煽s回導(dǎo)引 管組件包括滑動(dòng)定位于外殼的第 一 弓形通道內(nèi)的弓形導(dǎo)引管。弓形 導(dǎo)引管可操作地連接于滑動(dòng)定位于外殼的第二通道內(nèi)的致動(dòng)桿，其 中，致動(dòng)桿可控制地前移并縮回弓形導(dǎo)引管。撓性纜線(xiàn)鉆子包括滑
動(dòng)定位于弓形導(dǎo)引管內(nèi)的第一部分和滑動(dòng)定位于外殼的第三通道 內(nèi)的第二部分。本發(fā)明的另 一方面提供了另 一種外科手術(shù)鉆孔裝置。外科手術(shù)
鉆孔裝置包括外殼、可縮回導(dǎo)引管組件和撓性纜線(xiàn)鉆子。外殼包括
具有第一弓形部分和第二線(xiàn)性部分的內(nèi)通道。可縮回導(dǎo)引管組件包
括滑動(dòng)定位于外殼通道弓形部分內(nèi)的弓形導(dǎo)引管。弓形導(dǎo)引管的端 部可操作地連接于滑動(dòng)定位于外殼通道線(xiàn)性部分內(nèi)的致動(dòng)管一端。
撓性纜線(xiàn)鉆子包括滑動(dòng)定位于弓形導(dǎo)引管內(nèi)的第一部分和滑動(dòng)定 ^立于至丈動(dòng)管內(nèi)的第二部分。
本發(fā)明的另 一方面提供了 一種用于外科手術(shù)鉆孔裝置的驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括外殼、第一和第二電動(dòng)才幾、 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器 和測(cè)力傳感器。第 一 電動(dòng)機(jī)包括可操作耦合于導(dǎo)螺桿的驅(qū)動(dòng)軸桿。 第 一 電動(dòng)才幾和導(dǎo)螺桿安裝于外殼中。第二電動(dòng)才幾包4舌主體部分和驅(qū) 動(dòng)軸桿，其中主體部分附接于導(dǎo)螺桿，因此第二電動(dòng)機(jī)可隨導(dǎo)螺桿 驅(qū)動(dòng)而沿線(xiàn)性路徑平移。 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器可釋放地與第二電動(dòng)機(jī) 的主體部分接合。 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器包括驅(qū)動(dòng)軸桿，該驅(qū)動(dòng)軸桿可 釋放地與第二電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸桿耦合。測(cè)力傳感器可操作地相對(duì)于 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器而定位，以感測(cè)作用于一次性驅(qū)動(dòng)耦合器的驅(qū)動(dòng) 軸桿上的軸向力。
本發(fā)明的又一方面提供了一種骨骼鉆^L方法。該方法包4舌以下
步驟提供一種包括外殼和滑動(dòng)定位于弓形可縮回導(dǎo)引管內(nèi)的纜線(xiàn) 鉆子的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中該纜線(xiàn)鉆子包括切割端；滑動(dòng)前移 弓形可縮回導(dǎo)引管；相對(duì)于骨骼而定位纜線(xiàn)鉆子的切割端；旋轉(zhuǎn)纜 線(xiàn)鉆子；以及滑動(dòng)前移纜線(xiàn)鉆子穿過(guò)弓形可縮回導(dǎo)引管。


將參照附圖進(jìn)一步i兌明本發(fā)明，在所有的幾幅附圖中，相同結(jié) 構(gòu)用相同標(biāo)號(hào)表示，附圖中圖1是^4居本發(fā)明的示例性外科手術(shù)鉆孔裝置的透^L圖，該示 例性外科手術(shù)鉆孔裝置具有弓形可縮回導(dǎo)引管；
圖2是圖1的外科手術(shù)鉆孔裝置的側(cè)-〖見(jiàn)圖3是圖1的外科手術(shù)鉆孔裝置的橫剖透視圖4是圖1的外科手術(shù)鉆孔裝置的外殼的橫剖透視圖5是圖1的外科手術(shù)鉆孔裝置的橫剖透視圖，其具體地示出 了處于縮回位置的弓形導(dǎo)引管；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性外科手術(shù)鉆孔裝置的橫剖透視 圖，該外科手術(shù)鉆孔裝置具有弓形可縮回導(dǎo)引管；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一示例性外科手術(shù)鉆孔裝置的橫剖視 圖，該外科手術(shù)鉆孔裝置具有弓形可縮回導(dǎo)引管；
圖8是圖7的外科手術(shù)鉆孔裝置的局部橫剖透視圖，其具體地 示出了處于伸展位置的弓形導(dǎo)引管和從弓形導(dǎo)引管伸出的纜線(xiàn)鉆 子；
圖9是圖7的外科手術(shù)鉆孔裝置的局部橫剖透視圖，其具體地 示出了處于縮回位置的弓形導(dǎo)引管；
圖10a-10d是根據(jù)本發(fā)明的可用于撓性纜線(xiàn)鉆子的遠(yuǎn)端或鉆孔 端的示例性切割刃(edge)的側(cè)一見(jiàn)圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器的透視圖；圖12是圖11的根據(jù)本發(fā)明的纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器的另一透視圖， 其具體示出了一次性驅(qū)動(dòng)耦合器；
圖13是圖11和12的纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器的透視圖，其具體示出 了定位于鉆子驅(qū)動(dòng)器外殼內(nèi)的導(dǎo)螺桿和第一、第二電動(dòng)機(jī)；
圖14是圖11和12的纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器的側(cè)視圖，其示出了從 鉆子驅(qū)動(dòng)器移除的一次性驅(qū)動(dòng)耦合器；
圖15圖11和圖12所示的纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器的橫剖側(cè)視圖16是根據(jù)本發(fā)明的示例性一次性驅(qū)動(dòng)耦合器的橫剖透視圖， 該一次性驅(qū)動(dòng)耦合器用于耦合撓性鉆子與鉆子驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器電 動(dòng)機(jī)；
圖17是圖11和12的鉆頭驅(qū)動(dòng)器的端部的透^L圖，其具體示 出了用于一次性驅(qū)動(dòng)耦合器的接收器；
圖18是圖11和12的鉆子驅(qū)動(dòng)器的側(cè)視圖，其示出了與一次 性驅(qū)動(dòng)耦合器耦合且處于伸展位置的主驅(qū)動(dòng)器；
圖19-20分別是圖11和12的鉆子驅(qū)動(dòng)器的側(cè)視圖和透視圖， 其示出了與一次性驅(qū)動(dòng)耦合器耦合且處于縮回位置的主驅(qū)動(dòng)器；
圖21是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性外科手術(shù)鉆孔裝置的示意以及
圖22是示例性整體弓形導(dǎo)引管和致動(dòng)管結(jié)構(gòu)的示意圖，該整 體弓形導(dǎo)引管和致動(dòng)管結(jié)構(gòu)之間具有撓性區(qū)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照附圖，在所有的幾幅附圖中，相同部件用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)記，
首先參照?qǐng)D1-3,示出了根據(jù)本發(fā)明的外科手術(shù)鉆孔裝置30的優(yōu)選 構(gòu)造，其包括可縮回纜線(xiàn)導(dǎo)引組件。如圖所示，該裝置30總體包 括外殼l、可縮回導(dǎo)引管2、撓性耦合器3、推桿4、纜線(xiàn)鉆子5和 纜線(xiàn)托架6。如圖所示，外殼l基本為圓柱形，且包括內(nèi)腔7、 8、 9和10,圖4所示剖視圖可見(jiàn)。內(nèi)腔7可定形為例如基板具有圓環(huán) 面(toms)截面，且用于滑動(dòng)導(dǎo)引可縮回導(dǎo)引管2。圓環(huán)面用于滑 動(dòng)導(dǎo)引可縮回導(dǎo)引管2 (也可類(lèi)似地定形為具有圓環(huán)面的截面)，無(wú) 需提供銷(xiāo)接(pin joint)作為樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。即，該樞轉(zhuǎn)點(diǎn)一般需要定位于 外殼l外部，以使較大半徑導(dǎo)引管2裝配到外殼1的界限內(nèi)。外殼 1外部的銷(xiāo)4妄是不凈皮希望的，因?yàn)樵摻M件將不裝配到髓內(nèi)4丁內(nèi)腔內(nèi)。 但使用基本圓環(huán)形內(nèi)腔7，可使樞轉(zhuǎn)點(diǎn)有利地位于外殼1外部，而 無(wú)需為此而提供外殼1外部的物理點(diǎn)。
外殼l進(jìn)一步包括細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔8，其尺寸適于可滑動(dòng)導(dǎo)引并支承 纜線(xiàn)鉆子5。而軸向靠近內(nèi)腔8的另一內(nèi)腔9用于滑動(dòng)導(dǎo)引纜線(xiàn)托 架6，且內(nèi)腔10尺寸適于滑動(dòng)導(dǎo)引推桿4。
為將裝置30插入髓內(nèi)4丁內(nèi)腔，沿參考標(biāo)號(hào)100所指方向4立動(dòng) 推桿4，使得撓性耦合器3將可縮回導(dǎo)引管2拉入外殼1,如圖5 所示。 一旦裝置30正確定位于髓內(nèi)釘內(nèi)后，沿相反方向推動(dòng)推桿4, 使得撓性耦合器3將可縮回導(dǎo)引管2推出外殼1，如圖3所示。在 此位置，可縮回導(dǎo)引管2的端部11與外殼1的內(nèi)腔8對(duì)齊，乂人而 允許纜線(xiàn)鉆子5從內(nèi)腔8前移進(jìn)入可縮回導(dǎo)引管2，如圖3所示。
撓性耦合器3設(shè)計(jì)為具充分撓性，允許可縮回導(dǎo)引管2在內(nèi)腔 7內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或滑動(dòng)。在一示例性實(shí)施例中，撓性耦合器包括「4交《連耦 合器12,如圖6所示。鉸鏈耦合器12分別包括第一和第二隔開(kāi)的4交鏈13、 14,其可包括4交鏈耦合器12的4交細(xì)部分，如所示，或例 如用作銷(xiāo)接鉸鏈等鉸鏈的任何其它所需裝置或結(jié)構(gòu)?？墒褂萌魏螖?shù) 量的鉸鏈區(qū)。
圖7、 8和9示出了^4居本發(fā)明的外科手術(shù)鉆孔裝置33的另一 示例性實(shí)施例，其包括可縮回纜線(xiàn)導(dǎo)引組件。在本實(shí)施例中，可縮 回導(dǎo)引管15具有增大端部16。致動(dòng)管17也具有增大端部18。增 大端部16和18在導(dǎo)引管15與致動(dòng)管17之間提供了較大鄰接表面 接觸，其使得即使在導(dǎo)引管15和致動(dòng)管17之間錯(cuò)位(如導(dǎo)引管15 處于縮回位置)時(shí)也允許4妻觸。增大端部16也用作通道，如果導(dǎo) 引管15和致動(dòng)管17之間錯(cuò)位，則該通道導(dǎo)引纜線(xiàn)鉆子32。致動(dòng)管 17用于將導(dǎo)引管15推至伸展位置，且同時(shí)也用作纜線(xiàn)導(dǎo)引器。這 樣，當(dāng)處于圖8所示伸展位置時(shí)，纜線(xiàn)鉆子32穿過(guò)致動(dòng)管17進(jìn)入 導(dǎo)引管15。
當(dāng)處于圖7所示伸展位置時(shí)，致動(dòng)管17的增大端部18鄰4妄或 抵住導(dǎo)引管15的增大端部16。在導(dǎo)引管15縮回時(shí)，纜線(xiàn)鉆子32 首先沿圖8所示參考標(biāo)號(hào)31所指方向從裝置4立出，之后沿相同方 向拉動(dòng)致動(dòng)管17。這使得巻簧19與致動(dòng)管17 —起被拉動(dòng)。巻簧 19又拉動(dòng)導(dǎo)引管15,使其縮回，如圖9所示。巻簧19的撓性允許 在縮回期間導(dǎo)引管15和致動(dòng)管17各端之間的錯(cuò)位，該錯(cuò)位是因?yàn)?導(dǎo)引管15和致動(dòng)管17在縮回時(shí)沿不同4九跡運(yùn)動(dòng)而可能發(fā)生的。
在導(dǎo)引管15伸展期間，沿方向31的相反方向推動(dòng)致動(dòng)管17。 來(lái)自致動(dòng)管17的作用力主要通過(guò)增大部分16且其次通過(guò)巻簧19 傳送至導(dǎo)引管15。在沿方向31的相反方向推動(dòng)致動(dòng)管17時(shí)，導(dǎo)引 管15的增大部分16逐漸變得與致動(dòng)管17的增大部分18對(duì)齊。在 可選構(gòu)造中，巻簧19可替換為可吸收張力負(fù)載同時(shí)也可提供橫向 移動(dòng)能力的適當(dāng)撓性元件或部分。其示例之一是由布或其它材料制 成的套筒。
12導(dǎo)引管15末梢優(yōu)選包括尖緣20，可有助于切入+>質(zhì)骨。在導(dǎo)引管15伸展期間突出髓內(nèi)釘時(shí)，該構(gòu)造特別有利。這允許導(dǎo)引管15充分伸展，且將導(dǎo)引管15穩(wěn)定在松質(zhì)骨內(nèi)。
在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，導(dǎo)引管15和致動(dòng)管17通過(guò)緊密纏繞的拉伸彈簧19a連接，該拉伸彈簧可吸收壓縮負(fù)載(即其不會(huì)壓縮)，但仍具撓性以橫向變形，從而允許導(dǎo)引管15和致動(dòng)管17的不同4九跡，如圖21所示。同時(shí)，4立伸彈簧19a可吸收一些張力負(fù)載，以能在縮回時(shí)拉動(dòng)導(dǎo)引管15。
在本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例中，導(dǎo)引管15、拉伸彈簧19a和致動(dòng)管17可組合于一個(gè)單一整體主體39內(nèi)，如圖22所示。主體39,如圖所示，包括弓形部分41、撓性區(qū)43和線(xiàn)性區(qū)47。主體39可包括如不銹鋼或超彈性材料等的撓性材料制成的管。管的一端可彎曲或成形，^f吏得整個(gè)管^皮基本定形為類(lèi)似于元件15、 19a和17的組合形狀。在本實(shí)施例中，可通過(guò)在拉伸彈簧19a的相應(yīng)位置加工出元件15、 19a和17組合形狀的狹縫來(lái)制成撓性區(qū)43。狹縫可由如激光加工或放電加工(EDM)提供。這樣，該結(jié)構(gòu)的這部分可具相對(duì)撓性，乂人而以與上述^立伸彈簧19a相同的方式作用。
另外，纜線(xiàn)的切割端優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)切割刃，該切割刃祐:構(gòu)造成通過(guò)減少纜線(xiàn)上的切割力而改進(jìn)切割作用，從而允許纜線(xiàn)更直地進(jìn)行切割。圖10a-10d示出了可用作纜線(xiàn)鉆子5 (圖1 )和纜線(xiàn)鉆子32 (圖8)等的根據(jù)本發(fā)明的纜線(xiàn)鉆子的末梢的示例性構(gòu)造。具體地，圖10a示出了套管針末梢34，其包括相互傾斜的多個(gè)(諸如三個(gè)或更多個(gè))切割面或刃；圖10b示出了方形末梢36;圖10c示出了楔形末梢38;圖10d示出了鏟形末梢40。在套管針末梢的一實(shí)施例中，三邊末梢具有定向?yàn)榕c纜線(xiàn)軸線(xiàn)成13至15度的磨削表面，4旦本發(fā)明也可4吏用更大或更小的角度。當(dāng)穿過(guò)具有不同機(jī)械屬性的復(fù)合材料(如由軟松質(zhì)骨和硬皮質(zhì)骨組成的人類(lèi)或動(dòng)物骨骼)鉆孔時(shí)，纜線(xiàn)鉆子在纜線(xiàn)穿過(guò)較軟材料至較硬材料的分界處時(shí)能夠易于變形。纜線(xiàn)鉆子的易變形性受纜線(xiàn)鉆子遇到的來(lái)自纜線(xiàn)鉆子正在鉆孔的材料的軸向阻力(切割力)大小的影響。因此，根據(jù)本發(fā)明，使用特定進(jìn)給速率(如沿長(zhǎng)度前移纜線(xiàn)鉆子的速率)時(shí)，纜線(xiàn)鉆子上的切割力隨纜線(xiàn)鉆子的旋轉(zhuǎn)速度增大而減小。為了在纜線(xiàn)鉆子穿過(guò)較軟材料至較硬材料的分界處時(shí)纜線(xiàn)鉆子不變形，纜線(xiàn)鉆子必須以足夠高的速度旋轉(zhuǎn)，使得纜線(xiàn)鉆子在較硬材料中所受切割力充分低，以使較軟材料支承切割端后的纜線(xiàn)鉆子長(zhǎng)度。這使得鉆孔方向相對(duì)較直。如果切割力過(guò)高，則較軟材料不能夠支承纜線(xiàn)鉆子并保持其筆直。
盡管根據(jù)使用的裝置，鉆孔參數(shù)變化較大(如速度、纜線(xiàn)鉆子尺寸和材料屬性等)，但是在使用特定裝置鉆通松質(zhì)和皮質(zhì)牛骨的示例性手術(shù)中，優(yōu)選地，對(duì)于纜線(xiàn)鉆子上的切割力相對(duì)專(zhuān)交低的情況，
如約0.2 lb (0.9N),或至少小于0.5 lb ( 2.2 N ), ^走轉(zhuǎn)速度是足夠的，以便最小化當(dāng)纜線(xiàn)鉆子穿過(guò)松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨的分界處時(shí)纜線(xiàn)鉆子從所需路徑(如，線(xiàn)性路徑)的偏離。在高切割力等特定條件下，纜線(xiàn)鉆子可能不能沿所需路徑鉆通骨骼?？捎糜诟鶕?jù)本發(fā)明的鉆孔的示例性參數(shù)包括介于約120,000 rpm至140,000 rpm之間旋轉(zhuǎn)速度，這是對(duì)于牛股骨且進(jìn)給速率1.3 mm/s而言的。對(duì)于人體脛骨遠(yuǎn)端骨，當(dāng)進(jìn)^會(huì)速率是1.3 mm/s時(shí)，速度可介于70,000 rpm至IOO，OOOrpm之間。對(duì)于不同類(lèi)型骨骼或不同物種和不同解剖位置的骨骼，所需速度和進(jìn)給速率可有變化。纜線(xiàn)鉆子的尺寸以及纜線(xiàn)鉆子絞線(xiàn)構(gòu)造和其它屬性對(duì)于最佳切割速度和進(jìn)給速率也有影響。
為使纜線(xiàn)鉆子沿引導(dǎo)纜線(xiàn)鉆子的所需軌跡(如垂直于髓內(nèi)釘)移動(dòng)，纜線(xiàn)鉆子鉆孔的材料和弓形導(dǎo)引管之間優(yōu)選沒(méi)有間隙。優(yōu)選最小化弓形導(dǎo)引管和正在被鉆孔的材料之間的間隙(如小于約
142mm )。纜線(xiàn)鉆子和弓形導(dǎo)引管端部?jī)?nèi)徑之間的游隙優(yōu)選最小化(距 纜線(xiàn)鉆子退出的端部約2mm )。
圖11和12示出了本發(fā)明的示例性纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器44。纜線(xiàn)鉆 子驅(qū)動(dòng)器44可用作上述鉆孔裝置的旋轉(zhuǎn)力源。纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器44 也用于沿所需鉆孔路徑前移(和縮回)纜線(xiàn)鉆子。圖13和14示出 了鉆頭驅(qū)動(dòng)器44內(nèi)的部件，其總體包括外殼45、主驅(qū)動(dòng)器46、進(jìn) 給電動(dòng)才幾48、導(dǎo)螺桿50和一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52。
圖15更具體地示出了主驅(qū)動(dòng)器46內(nèi)的部件。主驅(qū)動(dòng)器46包 4舌高速無(wú)刷DC電動(dòng)才幾54,該電動(dòng)才幾驅(qū)動(dòng)一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52內(nèi) 的軸桿56。主驅(qū)動(dòng)器46也包括用于感測(cè)過(guò)載條件的測(cè)力傳感器58。 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52耦合于測(cè)力傳感器58，使得軸桿56所受的基 本所有軸向力傳送至測(cè)力傳感器58。 一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52包括軸 承60和將管64耦合至電動(dòng)機(jī)的軸桿56 (見(jiàn)圖16 )。纜線(xiàn)(未示出) 附于(如經(jīng)粘合劑或其它手段)附于管64內(nèi)腔內(nèi)，使得纜線(xiàn)長(zhǎng)度 伸出管64。管64疊入可縮回彎曲導(dǎo)引管組件的較大管內(nèi)。為將一 次性驅(qū)動(dòng)耦合器52耦合于主驅(qū)動(dòng)器46，朝向一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52 縱軸線(xiàn)按壓一次性驅(qū)動(dòng)耦合器的彈性爪指66，之后將一次性驅(qū)動(dòng)耦 合器52插入主驅(qū)動(dòng)器46，釋放爪指以將一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52鎖定 于主馬區(qū)動(dòng)器46內(nèi)。
進(jìn)給電動(dòng)4幾48驅(qū)動(dòng)導(dǎo)螺桿50,以預(yù)定進(jìn)給速率前后平移主驅(qū) 動(dòng)器46?？刂茊卧?未示出)基于用戶(hù)輸入和來(lái)自測(cè)力傳感器58 的輸入控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)?？刂茊卧屠|線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器44可為不同 單元，或可整合成鉆子驅(qū)動(dòng)器44?？蛇x地，纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器44包 括限位開(kāi)關(guān)(未示出)，該限位開(kāi)關(guān)可用于向控制單元提供指示沖 程終點(diǎn)的信號(hào)。示例性手術(shù)開(kāi)始時(shí)，如圖18所示前移主驅(qū)動(dòng)器46 并插入一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52。之后如圖19所示縮回主驅(qū)動(dòng)器46和 —次性驅(qū)動(dòng)耦合器52。圖20示出了主驅(qū)動(dòng)器46縮回位置的另一示例性視圖。之后纜線(xiàn)鉆子(未示出)插入髓內(nèi)釘內(nèi)的導(dǎo)引管組件(如 果未預(yù)先插入)。其后當(dāng)用戶(hù)激活啟動(dòng)按鈕或其它機(jī)構(gòu)時(shí)，控制單 元優(yōu)選啟動(dòng)鉆孔順序。鉆孔過(guò)程結(jié)束時(shí)，電動(dòng)機(jī)優(yōu)選根據(jù)控制單元
的控制而自動(dòng)停止。在手術(shù)程序中，電動(dòng)才幾也優(yōu)選在測(cè)力傳感器58 探測(cè)到可能折斷纜線(xiàn)鉆子的過(guò)載條件期間的任何時(shí)間停止?？蛇x 地，前后手控開(kāi)關(guān)也可結(jié)合于纜線(xiàn)鉆子驅(qū)動(dòng)器44和/或控制單元內(nèi)， 用于附接一次性驅(qū)動(dòng)耦合器52。
參照?qǐng)D19說(shuō)明了使用本發(fā)明的鉆子驅(qū)動(dòng)器可依照的本發(fā)明一 示例性鉆孔順序。在主驅(qū)動(dòng)器46的縮回位置，主驅(qū)動(dòng)器46可以預(yù) i殳rpm (如約90,000 rpm ) S走轉(zhuǎn)。之后主驅(qū)動(dòng)器46可以恒定速率前 移，如1.3mm/s。以此速率前移主驅(qū)動(dòng)器46，直至限位開(kāi)關(guān)(未示 出)啟動(dòng)，發(fā)出預(yù)定長(zhǎng)度(如2英寸)沖程終止的信號(hào)。如果在手 術(shù)期間的任何時(shí)間測(cè)力傳感器58纟笨測(cè)到負(fù)載高于預(yù)定水平(如0.5 lb),則主驅(qū)動(dòng)器54和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)48均自動(dòng)停止，且發(fā)光二極管 (LED)優(yōu)選閃爍，指示錯(cuò)誤出現(xiàn)。如果發(fā)生這種情況時(shí)，使用者 一般需要更換纜線(xiàn)和導(dǎo)引管組件，并嘗試再次鉆孔。該子順序可作 為預(yù)防措施進(jìn)行，以避免當(dāng)纜線(xiàn)穿過(guò)骨骼的前移最小或不前移時(shí)發(fā) 生纜線(xiàn)折斷。纟皮描述的所有這些步驟可通過(guò)控制單元而電子控制， 該控制單元纟皮編程以遵循這些步驟。
一理念同樣適用于其它組織和身體結(jié)構(gòu)，如軟骨、皮膚、肌肉、月旨 肪等。另外，本文提供的說(shuō)明應(yīng)包括這些不同結(jié)構(gòu)中的任意的相互 組合和/或與骨骼結(jié)構(gòu)的組合。
現(xiàn)已參照幾個(gè)實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明。本文所引任何專(zhuān)利或?qū)＠?申請(qǐng)全文公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。前述詳細(xì)說(shuō)明和示例僅是為 清晰理解而給出。不應(yīng)將它們理解成具有任何非必要的限制性。對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員，^艮明顯可對(duì)所述實(shí)施例做出許多改變而不背離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)受限為本文所述結(jié)構(gòu)，而 僅由權(quán)利要求的語(yǔ)言所限定的結(jié)構(gòu)及這些結(jié)構(gòu)的等同物所限定。
權(quán)利要求
1. 一種外科手術(shù)鉆孔裝置，包括外殼；可縮回導(dǎo)引管組件，包括滑動(dòng)定位于所述外殼的第一弓形通道中的弓形導(dǎo)引管，所述弓形導(dǎo)引管可操作地連接于致動(dòng)桿，所述致動(dòng)桿滑動(dòng)定位于所述外殼的第二通道內(nèi)，其中，所述致動(dòng)桿可控制地前移和縮回所述弓形導(dǎo)引管；以及撓性纜線(xiàn)鉆子，具有滑動(dòng)定位于所述弓形導(dǎo)引管內(nèi)的第一部分和滑動(dòng)定位于所述外殼的第三通道內(nèi)的第二部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述弓形導(dǎo) 引管與所述致動(dòng)桿之間的連接包括撓性連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述撓性連 接包括纜線(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述撓性連 接包括一個(gè)或多個(gè)鉸鏈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述弓形導(dǎo) 引管的前緣包括尖銳區(qū)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，進(jìn)一步包括可操作 地連4妻于所述纜線(xiàn)鉆子的電動(dòng)才幾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，進(jìn)一步包括用于沿 鉆孔方向可控制地前移所述纜線(xiàn)鉆子的前移裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)。
9. 一種外科手術(shù)鉆孔裝置，包括外殼，包括具有第一弓形部分和第二線(xiàn)性部分的內(nèi)通道；可縮回導(dǎo)引管組件，包括滑動(dòng)定位于所述外殼的通道的 弓形部分內(nèi)的弓形導(dǎo)引管，所述弓形導(dǎo)引管的端部可操作地連 4妄于滑動(dòng)定位于所述外殼的通道的線(xiàn)性部分內(nèi)的致動(dòng)管的端 部；以及撓性纜線(xiàn)鉆子，具有切割端并具有滑動(dòng)定位于所述弓形 導(dǎo)引管內(nèi)的第一部分和滑動(dòng)定位于所述致動(dòng)管內(nèi)的第二部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述纜線(xiàn)鉆 子的切割端包括套管針。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述纜線(xiàn)鉆 子的切割端包括鑿子。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述弓形導(dǎo) 引管與所述致動(dòng)管之間的連接包括撓性連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述撓性 連接包括彈簧、編織套筒、橡膠套筒和塑料套筒中的一個(gè)或多 個(gè)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的外科手術(shù)鉆孔裝置，其中，所述弓形 導(dǎo)引管和所述致動(dòng)管包括整體結(jié)構(gòu)，且所述弓形導(dǎo)引管與所述 致動(dòng)管之間的連接包括與所述整體結(jié)構(gòu)整體形成的撓性區(qū)。
15. —種用于外科手術(shù)鉆孔裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包4舌外殼；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可相對(duì)于所述外殼沿線(xiàn)性路徑平移；一次性驅(qū)動(dòng)耦合器，具有驅(qū)動(dòng)軸纟f，所述驅(qū)動(dòng)軸桿可釋 放地與所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸桿耦合；以及測(cè)力傳感器，可操作地相對(duì)于所述一次性驅(qū)動(dòng)耦合器定 位，以感測(cè)作用在所述一次性驅(qū)動(dòng)耦合器的驅(qū)動(dòng)軸桿上的軸向 力。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以 受控速率前移，以便前移所述外科手術(shù)鉆孔裝置內(nèi)的鉆子。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其與鉆孔裝置組合。
18. —種用于鉆孔骨駱的方法，所述方法包括以下步驟提供外科手術(shù)鉆孔裝置，所述外科手術(shù)鉆孔裝置包括外 殼和滑動(dòng)定位于弓形可縮回導(dǎo)引管內(nèi)的纜線(xiàn)鉆子，所述纜線(xiàn)鉆 子包括切割端；相對(duì)于骨骼定位所述纜線(xiàn)鉆子的切割端；旋轉(zhuǎn)所述纜線(xiàn)鉆子；滑動(dòng)前移所述纜線(xiàn)鉆子穿過(guò)所述弓形可縮回導(dǎo)引管；以及滑動(dòng)前移所述弓形可縮回導(dǎo)引管。
19. 才艮據(jù)片又利要求18所述的方法，包括以恒定速率前移所述纜線(xiàn) 鉆子。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括鉆通包括松質(zhì)骨和 皮質(zhì)骨的骨骼材料的步驟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括保持被鉆的通道的 底部與所述弓形導(dǎo)引管的端部之間的間隙最小的步驟。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括將所述外殼的至少 一部分定位于髓內(nèi)桿內(nèi)且相對(duì)于所述髓內(nèi)桿的孔而定位所述 纜線(xiàn)鉆子的切割端。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述鉆孔裝置包括根據(jù) 權(quán)利要求1所述的鉆孔裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了外科手術(shù)鉆孔裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的示例性外科手術(shù)鉆孔裝置包括外殼、可縮回導(dǎo)引管組件和撓性纜線(xiàn)鉆子。可縮回導(dǎo)引管組件包括滑動(dòng)定位于外殼第一弓形通道內(nèi)的弓形導(dǎo)引管。弓形導(dǎo)引管可操作地連接于滑動(dòng)定位于外殼第二通道內(nèi)的致動(dòng)桿，其中致動(dòng)桿可控制地前移并縮回弓形導(dǎo)引管。撓性纜線(xiàn)鉆子包括滑動(dòng)定位于弓形導(dǎo)引管內(nèi)的第一部分和滑動(dòng)定位于外殼第三通道內(nèi)的第二部分。
文檔編號(hào)A61B17/58GK101534731SQ200780040448
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者拉蒙·B·古斯蒂洛, 祖德·L·薩辛戈, 約瑟夫·A·加西亞, 羅伯托·R·弗雷斯尼多 申請(qǐng)人:迪基米德奧索公司