專利名稱：深度可控且可測的醫(yī)療驅(qū)動設(shè)備及使用方法
深度可控且可測的醫(yī)療驅(qū)動設(shè)備及使用方法優(yōu)先權(quán)文獻(xiàn)的引用本申請要求序列號為61/076，105、名稱為“深度受控的醫(yī)療鉆孔設(shè)備(Controlled Depth Medical Drilling Device) ”、申請人為 Wayne Anderson、申請日為 2008 年 6 月洸 日的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，特此要求2008年6月觀日的申請日作為優(yōu)先權(quán)日，并且 該臨時專利申請的內(nèi)容特此并入作為參考。
背景技術(shù)：
矯形外科可能需要給骨頭鉆孔以便修復(fù)骨折或插入植入物或其他設(shè)備。所得到的 孔需要接收螺釘、植入物和其他設(shè)備以施加壓力，固定或復(fù)位骨頭。在用鉆或其他驅(qū)動器使 工具前進(jìn)進(jìn)入和穿過骨頭的任何程序期間，操作者必須有意識地且小心地將穿透限制到所 需深度。如果操作者使工具穿透得更遠(yuǎn)，則病人的遠(yuǎn)側(cè)結(jié)構(gòu)可能遭受傷害，如神經(jīng)、大腦、脊 髓、動脈、靜脈、肌肉、筋膜、骨頭或關(guān)節(jié)間隙結(jié)構(gòu)。這些類型的傷害可能導(dǎo)致嚴(yán)重的病人病 狀甚至死亡。插入到被鉆的孔的設(shè)備常常必須適應(yīng)窄的長度范圍，該窄的長度范圍有時可 能變化最多一毫米或更少。一旦骨頭的鉆孔安全完成，常常謹(jǐn)慎地獲得通過鉆孔工具形成的孔的深度。許多 程序需要工具穿透深度的知識，例如在內(nèi)部固定裝置、螺釘或其他可植入零件的放置方面。 選擇所述程序所需的螺釘或其他植入物的合適長度依賴這種孔深度的知識。本領(lǐng)域中使用 的傳統(tǒng)技術(shù)常常是不方便的、耗時的且不可靠的，在獲得合適的植入物插入之前，常常需要 反復(fù)試驗且多次暴露于射線照片。得到鉆孔工具形成的孔深度的一般方式是使用深度計。外科醫(yī)生常常必須中斷鉆 孔程序以便觸摸或用深度計測量是否已經(jīng)獲得所需深度。在許多情況下，外科醫(yī)生會在鉆 孔程序期間拍攝射線照片以確認(rèn)已經(jīng)獲得合適的穿透深度或在深度計就位時拍攝射線照 片以確保深度計提供的信息是準(zhǔn)確的。本領(lǐng)域中使用的深度計可能是不準(zhǔn)確的，導(dǎo)致在拍 攝了確認(rèn)的射線照片以前，外科醫(yī)生放置的長度不合適的螺釘常常未被識別出來。所照的 每個射線照片都增加了外科手術(shù)套房中的外科醫(yī)生、工作人員和病人的放射暴露。本領(lǐng)域 中已知的深度計也可能損壞并且需要外科醫(yī)生將它從孔中收回。本領(lǐng)域中已知的不方便和 不準(zhǔn)確的深度測量設(shè)備和方法可能導(dǎo)致尺寸不合適的螺釘，尺寸不合適的螺釘必須被移除 并用新的尺寸合適的螺釘替換。矯形程序中浪費(fèi)的零件、增加的中斷和延誤最終增加了程 序的費(fèi)用以及外科醫(yī)生、工作人員和病人對不必要放射的暴露。額外的時間成本、浪費(fèi)的零 件和放射暴露是非常值得注意的。
發(fā)明內(nèi)容
在骨頭中鉆孔的領(lǐng)域中已知的所有技術(shù)在技術(shù)上具有要求并且需要單獨(dú)的測量 步驟，該單獨(dú)的測量步驟中斷了實際的骨頭鉆孔，增加了時間、成本并需要額外的確認(rèn)的射 線照片來完成這些程序。仍需要更安全、受控的鉆孔方法和設(shè)備。還需要一種器械，其在 例如放置內(nèi)部固定裝置、螺釘和其他可植入零件的程序期間同時控制和測量器械的穿透深
在一實施例中，披露了一種醫(yī)療鉆孔設(shè)備，其具有外殼，外殼包括外殼的近端附近 的手持部；外殼的遠(yuǎn)端附近的接合部；和致動器。設(shè)備還包括在近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過 外殼的一區(qū)域的軸向驅(qū)動軸；連接到軸向驅(qū)動軸的一區(qū)域的第一驅(qū)動元件；在近端和遠(yuǎn)端 之間延伸穿過外殼的一區(qū)域的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸；連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一區(qū)域的第二驅(qū)動元件； 可替換地連接到工作工具和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的聯(lián)接器，聯(lián)接器延伸到外殼的接合部之外；傳感 器；和電子器件包。在另一個實施例中，醫(yī)療鉆孔設(shè)備還包括鉆引導(dǎo)器組件，鉆引導(dǎo)器組件 包括鉆引導(dǎo)器；前表面引導(dǎo)件和后表面引導(dǎo)件。鉆引導(dǎo)器包圍工作工具并且前表面引導(dǎo)件 的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域連接到鉆引導(dǎo)器，前表面引導(dǎo)件的近側(cè)區(qū)域連接到后表面引導(dǎo)件，且后表面引 導(dǎo)件連接到軸向驅(qū)動軸。還披露了用于在骨頭中產(chǎn)生孔的方法。在一實施例中，方法包括提供一設(shè)備，設(shè)備 包括外殼，外殼具有近端附近的手持部和遠(yuǎn)端附近的接合部；在近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過 外殼的一區(qū)域的軸向驅(qū)動軸；連接到軸向驅(qū)動軸的一區(qū)域的第一驅(qū)動元件；在近端和遠(yuǎn)端 之間延伸穿過外殼的一區(qū)域的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸；連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一區(qū)域的第二驅(qū)動元件； 傳感器和電子器件包。方法還包括將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的遠(yuǎn)端連接到工作工具，工作工具經(jīng)由聯(lián) 接器可替換地連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，聯(lián)接器能延伸到外殼的接合部之外。方法還包括剖開組 織以產(chǎn)生暴露的骨頭表面；使設(shè)備的接合部接觸到暴露的骨頭表面；使傳感器歸零；致動 第二驅(qū)動元件以接合和轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸；致動第一驅(qū)動元件以接合軸向驅(qū)動軸來軸向移 動；用工作工具在骨頭中產(chǎn)生孔；讀取從傳感器即時提供的計量信息的顯示，計量信息包 括工作工具進(jìn)入孔的深度的測量結(jié)果；和將工作工具從孔移除。從下面對不同實施例的描述，其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，不同實施例作為 例子闡明了所披露設(shè)備和方法的原理。
圖1是鉆孔設(shè)備的一個實施例的透視圖；圖2是圖1中所示設(shè)備的實施例的遠(yuǎn)端的透視圖，其展示了聯(lián)接器的伸出；圖3是設(shè)備的一實施例的遠(yuǎn)端的透視圖，其具有帶沖洗噴嘴的可連接/可分離引 導(dǎo)件；圖4是圖2中所示設(shè)備的遠(yuǎn)端的透視圖，其中聯(lián)接器延伸到主體管的外面；圖5是圖1中所示的旋轉(zhuǎn)編碼器的實施例的透視圖；圖6是鉆孔設(shè)備的另一個實施例的分解透視圖；圖7A-7B是圖6的鉆孔設(shè)備的透視圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于在動物組織中制備孔的外科器械。具體地說，本發(fā)明涉及驅(qū)動旋 轉(zhuǎn)工具的外科器械，其中旋轉(zhuǎn)和直線的軸向運(yùn)動都是受控且可測的。器械具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和 軸向驅(qū)動，它們每個都可由外科醫(yī)生控制。器械用于使外科醫(yī)生能控制且同時測量工具的 移動，并防止對周圍結(jié)構(gòu)的傷害?？刂乞?qū)動的旋轉(zhuǎn)速度對于減小使周圍的組織和骨頭變熱 到例如引起局部灼傷的程度的危險能夠是重要的。在防止例如對目標(biāo)遠(yuǎn)側(cè)的結(jié)構(gòu)，如神經(jīng)、大腦、脊髓、動脈、靜脈、肌肉、筋膜、骨頭或關(guān)節(jié)間隙結(jié)構(gòu)的穿透傷害上，控制軸向運(yùn)動也能 夠是重要的。圖1表示器械10的一個實施例的透視圖。器械10可以包括容納驅(qū)動軸40和兩 個驅(qū)動馬達(dá)30、60的主體20。驅(qū)動馬達(dá)30可以是固定的軸向驅(qū)動馬達(dá)。驅(qū)動馬達(dá)30給驅(qū) 動軸40提供動力，驅(qū)動軸40又使第二馬達(dá)60軸向移動。第二驅(qū)動馬達(dá)60可以是可滑動 的、旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)。驅(qū)動軸40可以包括起重螺絲、滾珠絲杠或?qū)輻U等等。第二驅(qū)動馬 達(dá)60可以是克服旋轉(zhuǎn)運(yùn)動固定的并提供位于主體20遠(yuǎn)端附近的工作工具110的最終旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動，其在下面更詳細(xì)地描述。雖然在此所示的實施例使用由電池160供電的馬達(dá)，但應(yīng)該 理解，可以想到其他動力系統(tǒng)，例如由氮?dú)庠刺峁﹦恿Φ臍鈩玉R達(dá)、電動機(jī)等等。工作工具110例如可以是鉆頭、克氏針、套管針、磨石、根管擴(kuò)孔鉆、改錐或其他工 具。工具110可以由例如鈦金屬或不銹鋼的材料制成。由金屬材料制成的工具可以被消毒 并重新使用。作為選擇，工具110可以由能在每次使用后丟棄的聚合材料制成，材料可以選 擇成提供必需強(qiáng)度以允許合適的工具動作。器械10的主體20被表示為具有手槍式握把的中空管，盡管在此也想到了其他構(gòu) 形，例如直體式器械。如圖1中所示，主體20包括主體20遠(yuǎn)端附近的接合端120。主體20 在近側(cè)包括尾端件150。尾端件150可以被移除以可以通向主體20的近側(cè)區(qū)域，以便清洗 或移除近側(cè)部分附近的器械10的模塊化部分，如驅(qū)動軸40和驅(qū)動馬達(dá)30。聯(lián)接器90可以容納在器械10的主體20內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)的接合端120附近。聯(lián)接器90 能被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動并構(gòu)形成將工作工具110連接到器械10。聯(lián)接器90可以是卡盤裝置，如 普通的三爪卡盤，其中爪抓緊工具110的上部部分并將其穩(wěn)固地保持在適當(dāng)位置中。可以 通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或鑰匙或本領(lǐng)域中已知的其他技術(shù)致動聯(lián)接器90以使爪打開或閉合。聯(lián)接 器90也可以是快速釋放類型的卡盤或聯(lián)接器。聯(lián)接器90可以容納在主體20中或它可以延伸到主體20的遠(yuǎn)側(cè)的接合端120之外 以從器械10的主體20外面接近它(看圖2和4)。聯(lián)接器90的可從器械10的主體20外 面接近的這個可接近性使操作者能在工作工具110和聯(lián)接器90之間進(jìn)行可靠的連接。與 聯(lián)接器90在器械主體20內(nèi)部相比，外部接近還可以允許更短、更安全的從動工具。另外， 外部接近可以使清洗器械10的這個部分變得容易。驅(qū)動馬達(dá)30可以容納在主體20之內(nèi)并且通過驅(qū)動馬達(dá)致動器32打開。在一個 實施例中，驅(qū)動馬達(dá)致動器32可以是主體20把手上的可壓下式觸發(fā)器。在一實施例中，驅(qū) 動馬達(dá)30的轉(zhuǎn)速可以與觸發(fā)器32的致動(例如觸發(fā)器的壓下)的程度成比例。驅(qū)動軸40可以是起重螺絲、滾珠絲杠、導(dǎo)螺桿等等，并且由驅(qū)動馬達(dá)30控制。驅(qū) 動軸40將驅(qū)動馬達(dá)30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動?？梢允跪?qū)動軸40沿與器械10或工具 110的軸線基本上平行的前進(jìn)方向或倒退方向移動。能例如通過從前進(jìn)或倒退方向改變的 開關(guān)34的位置來確定驅(qū)動軸40移動的方向。驅(qū)動軸40可以將驅(qū)動馬達(dá)30的扭矩轉(zhuǎn)變成驅(qū)動軸40的推力。操作者例如可以 通過放松或壓下在觸發(fā)器32上來改變驅(qū)動馬達(dá)30的推力。操作者還可以通過按住或放松 施加到器械的軸向壓力來改變器械的推力。在一實施例中，當(dāng)工具從器械軸向伸出時，與操 作者施加的器械上的軸向壓力相比，組織阻力能使/讓器械把手的相對位置仿佛它正退出 工作。這可能要求操作者施加額外的軸向壓力驅(qū)動工具穿過組織。與旋轉(zhuǎn)的工具110有關(guān)的扭矩在器械的使用過程中也可以改變。該改變向操作者提供反饋，操作者接著可以按照 需要對軸向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行合適的調(diào)節(jié)。在一實施例中，扭矩可以是可改變的、可編程的和 可測量的。除了控制旋轉(zhuǎn)速度之外，能控制和測量驅(qū)動軸40的軸向運(yùn)動。驅(qū)動軸40的運(yùn)動 和位置能例如通過傳感器39測量和顯示，傳感器39例如通過可移除的電子器件包36(在 下面更詳細(xì)地描述)提供用于顯示的信息。操作者在使用之前例如通過壓下軸向測量結(jié)果 選擇器/重置按鈕38將測量結(jié)果歸零。這允許操作者根據(jù)所選工具110的長度將測量結(jié) 果歸零。當(dāng)工具110穿過組織時，器械10給外科醫(yī)生提供即時計量的軸向運(yùn)動。能用傳感 器39計量軸向運(yùn)動，如增量式旋轉(zhuǎn)編碼器或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器(例如看BEI光學(xué)編碼器； www. motion-control-info, com/encoder—design—guide, html)。會邑狽Ij量起重螺絲、滾珠絲 杠或?qū)輻U的旋轉(zhuǎn)并執(zhí)行乘法以確定移動的距離。能將該距離與設(shè)定點(diǎn)或零點(diǎn)相比較。然 后，能計算工具離器械遠(yuǎn)端的位置。該計算與通過器械遠(yuǎn)端相對于目標(biāo)組織(例如，骨頭) 的位置確定的深度有關(guān)。在一個實施例中，工具110的遠(yuǎn)端與主體20的遠(yuǎn)端對齊且器械被歸零。這能由外 科醫(yī)生手動地執(zhí)行或用設(shè)定點(diǎn)和反饋系統(tǒng)(即，與聯(lián)接器的接口)電子地執(zhí)行。工具110 遠(yuǎn)端和主體20遠(yuǎn)端的對齊可以是如下方式兩者彼此齊平或工具110的遠(yuǎn)端可以超出主體 20的遠(yuǎn)端某一距離，例如3-7mm。在鉆孔之前，工具110可以與骨頭齊平地地定位。當(dāng)工具 110前進(jìn)到骨頭中時，可以推動器械10使其與骨頭齊平。作為選擇，可以使用鉆引導(dǎo)器170 以使得器械的體積集中到較小的接觸面積中，例如看圖3。鉆引導(dǎo)器170也可以裝配到固 定板中以便外科醫(yī)生使用。通過將鉆引導(dǎo)器直接壓入或擰入固定板上的一個或多個孔中， 鉆引導(dǎo)器170可以裝配到固定板中。然后，能將深度受控的醫(yī)療鉆孔設(shè)備連接到鉆引導(dǎo)器 170和工具110，工具110與鉆引導(dǎo)器170和固定板的集合體的遠(yuǎn)端對齊，且器械被歸零。一 旦開始切割且工具110與骨頭齊平，外科醫(yī)生就可以用軸向驅(qū)動使工具進(jìn)一步前進(jìn)穿過骨 頭。當(dāng)選擇用于插入的植入物時，在工具110穿透組織時對孔的即時計量提供了優(yōu) 點(diǎn)。例如，鉆孔的長度和隨后所需的植入物長度在產(chǎn)生孔時被同時計量。這消除了對于用 單獨(dú)設(shè)備測量所產(chǎn)生的孔的深度的額外步驟的需要。例如，本領(lǐng)域中已知的深度計可能經(jīng) 常提供錯誤的測量結(jié)果。因此，外科醫(yī)生可能選擇尺寸錯誤的用于插入的植入物，這要求他 們將其移除并重新插入尺寸不同的植入物。本領(lǐng)域中已知的深度計還有破損的傾向，這可 能導(dǎo)致額外的時間消耗和病人病狀。在產(chǎn)生孔時控制并計量孔的深度防止了植入物固定的 重復(fù)試驗并消除了選擇用于程序的正確植入物的反復(fù)試驗過程且改善了病人安全性。器械 10還節(jié)省了手術(shù)時間和對額外程序如在確定植入物尺寸時重復(fù)射線照片的需求。因為用于 全體人員的手術(shù)室成本預(yù)算可能單獨(dú)高達(dá)每分鐘25美元，所以即使在手術(shù)室中節(jié)省少量 時間也能導(dǎo)致節(jié)省大量金錢。使用在此描述的設(shè)備和方法提供了減少手術(shù)室中所需的射線照片數(shù)量的額外好 處。術(shù)中射線照片和放射暴露是外科醫(yī)生和手術(shù)室工作人員的主要職業(yè)風(fēng)險之一。這個類 型的放射暴露已經(jīng)顯示會導(dǎo)致放射性皮炎、白內(nèi)障、皮膚癌、白血病和其他癌癥。通過使用 如在此描述的設(shè)備和方法，減少了每個程序所需的射線照片的數(shù)量，射線照片使外科醫(yī)生和工作人員終生暴露于X射線。該減少的放射暴露最終降低了長期的放射暴露和在外科醫(yī) 生及其工作人員中與放射相關(guān)的疾病的風(fēng)險。如上所述，驅(qū)動馬達(dá)60可以是可滑動的、旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)。驅(qū)動馬達(dá)60可以容納 在主體20內(nèi)并經(jīng)由可分離的聯(lián)接器50連接到驅(qū)動軸40。如圖4中最好地示出的，驅(qū)動馬 達(dá)60可以延伸到主體20的遠(yuǎn)端并允許聯(lián)接器50上的釋放裝置52的致動。當(dāng)釋放裝置52 被壓下時，操作者可以使驅(qū)動馬達(dá)60與驅(qū)動軸40分開并將其從器械10的主體20移除。驅(qū) 動馬達(dá)60、驅(qū)動軸80、聯(lián)接器90和工具110可以是模塊化的并且可以與器械10的主體20 完全分開。這使得能替換零件以及清洗器械10的元件并將其消毒。驅(qū)動馬達(dá)60可以通過致動器62打開。在一個實施例中，致動器62可以是主體20 把手上的可壓下式觸發(fā)器。在一實施例中，驅(qū)動馬達(dá)60的速度可以與觸發(fā)器62的致動(例 如觸發(fā)器的壓下)的程度成比例。驅(qū)動軸60可以是可滑動的、旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)，其被做成 沿著由前進(jìn)/倒退開關(guān)34的位置所確定的順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，如上所述。在一實施例中，器械可以包括測量旋轉(zhuǎn)速度(例如看美國專利4，723，911中描述 的速度設(shè)備)、加速度、減速度或扭矩的儀表。該儀表可以給外科醫(yī)生提供關(guān)于通過不同的 組織層的信息。例如，鉆頭穿過皮質(zhì)骨進(jìn)入髓骨、髓骨到皮質(zhì)骨、或從皮質(zhì)骨到軟組織的移 動。設(shè)備提供了旋轉(zhuǎn)和漸進(jìn)的前進(jìn)，旋轉(zhuǎn)和漸進(jìn)的前進(jìn)給外科醫(yī)生提供正在被穿過的組織 類型的感覺，它是致密的皮質(zhì)骨還是較像海綿的髓骨。在一個實施例中，利用傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器39測量軸向運(yùn)動。編碼器30可以測 量旋轉(zhuǎn)并將該信息轉(zhuǎn)換成軸向運(yùn)動。在一實施例中，旋轉(zhuǎn)編碼器39包括軸承殼組件201、光 源202、碼盤203、遮光板204、光電探測器組件205、電子器件板206，它們繞軸208旋轉(zhuǎn)(看 圖5)。在一實施例中，旋轉(zhuǎn)編碼器是帶有與另外的數(shù)據(jù)磁道正交的雙通道的增量式旋轉(zhuǎn)編 碼器，以提供用于設(shè)置“零點(diǎn)”的內(nèi)部位置基準(zhǔn)。旋轉(zhuǎn)編碼器39能與驅(qū)動馬達(dá)30和驅(qū)動軸 40連接。旋轉(zhuǎn)編碼器39可以提供關(guān)于驅(qū)動軸40的位置的即時信息，該位置與工作工具軸 向移動到孔中的深度有關(guān)。可以將該信息供應(yīng)到可移除的電子器件包36，電子器件包36可 以執(zhí)行乘法計算以確定工具位置。可以從主體20移除該旋轉(zhuǎn)編碼器39以便清洗和/或修 理。旋轉(zhuǎn)編碼器39可以是機(jī)械的、磁性的、電的或光學(xué)的。在另一個實施例中，可以將時間加到由旋轉(zhuǎn)編碼器測量的值。測量時間可以允許 通過可移除的電子器件包36計算速度和加速度。測量的信息可以由可移除的電子器件包 36顯示并給外科醫(yī)生提供關(guān)于工具通過不同組織層的信息。例如，鉆頭穿過皮質(zhì)骨進(jìn)入髓 骨、髓骨到皮質(zhì)骨、或從皮質(zhì)骨到軟組織的移動。在另一個實施例中，可以將扭矩感測器應(yīng) 用到驅(qū)動馬達(dá)60，扭矩感測器給外科醫(yī)生提供關(guān)于工具通過各種組織層的信息。除了在使用過程中自動測量穿透深度之外，外科醫(yī)生還可以控制設(shè)備的穿透深 度。在一實施例中，設(shè)備的穿透深度可以涉及電子器件，所述電子器件適合控制工具110軸 向移動到孔中的深度。在一實施例中，可以在鉆孔之前用電子器件給通過設(shè)備形成的孔的 最大深度編程。在一實施例中，外科醫(yī)生可以遠(yuǎn)側(cè)地進(jìn)給工作工具110的一部分，例如如果 對脛骨或股骨進(jìn)行操作則為30mm，或如果對撓骨進(jìn)行操作則為12mm。然后，外科醫(yī)生將像 用軸向靜止的鉆一樣鉆通骨頭。在達(dá)到該預(yù)編程序的深度時，如果遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)仍未被突破， 則可以用軸向驅(qū)動進(jìn)一步穿透骨頭。在另一個實施例中，電子器件可以包含預(yù)定最大距離， 其將限制工具110的遠(yuǎn)側(cè)行程。例如，停和走信號(即，觸發(fā)器的單擊)或雙重停和走(即，觸發(fā)器的雙擊)可以使深度停止和允許更遠(yuǎn)的行程?？梢詫⒍喾N程序表中的任一種編程到 電子器件中以控制工具的遠(yuǎn)側(cè)的前進(jìn)。例如，使用與典型的時鐘收音機(jī)的催醒鬧鐘系統(tǒng)相 似的程序表可能是有用的。在最初的停止之后，工具110每次前進(jìn)，都可以給電子器件編程 以僅僅允許例如3mm或6mm或其他增量距離的更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)側(cè)行程。對于預(yù)編程序的實施例的所需穿透深度的識別可以如本領(lǐng)域中已知的那樣確定。 例如，從術(shù)前射線照片和CT掃描中了解病人的年齡和尺寸或目標(biāo)組織的典型尺寸能為了 解所需穿透深度提供有用的信息。取決于骨頭，外科醫(yī)生也可以估計到大約70-80%，這將 導(dǎo)致穿過近側(cè)的皮質(zhì)、髓骨并靠近或進(jìn)入遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)。一旦處于遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)內(nèi)，在該情況下 需要大量的控制，器械的軸向驅(qū)動就可以被用來慢慢地進(jìn)行直到感到砰的一下或能在鉆中 聽到速度的變化為止。這可以通過加速度或扭矩測量來增大。例如，當(dāng)鉆頭穿透到非常末 尾的遠(yuǎn)側(cè)皮質(zhì)層時，由于它完全碰到遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)，所以它可以利用加速度的突發(fā)開始加速， 這也可以被感測為扭矩的變化。器械可以提供其本身的聽覺輸出以使由鉆頭引起的有時微 妙的聽覺變化更明顯。在達(dá)到預(yù)定目標(biāo)深度時，軸向運(yùn)動可以減慢或停止，而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以 繼續(xù)。在不改變手的位置以便繼續(xù)的情況下，通過設(shè)備上的致動裝置/觸發(fā)器，外科醫(yī)生可 以不顧任何預(yù)編程序的限制。仍可以通過防旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)法蘭70來旋轉(zhuǎn)地保持驅(qū)動馬達(dá)60。在一實施例中，法蘭 70在主體20中的溝槽內(nèi)滑動。在一實施例中，每個溝槽可以具有相反的極性以使得它們將 電從電源，如主體20的把手中的可充電電池160，傳導(dǎo)到驅(qū)動馬達(dá)60。在另一個實施例中， 電源可以與傳導(dǎo)法蘭分開。防旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)法蘭也可以是螺旋形的并通過螺旋槽移動以增加穩(wěn) 定性。也可以將防旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)法蘭從設(shè)備和固定到軸向驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)排除。這將導(dǎo) 致驅(qū)動馬達(dá)隨著軸向驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動。驅(qū)動軸80可以連接到驅(qū)動馬達(dá)60并由其驅(qū)動。驅(qū)動軸80還可以連接到固定工 具110的聯(lián)接器90。聯(lián)接器90通過軸承100穩(wěn)固在主體20內(nèi)。軸承100可以是可軸向滑 動的且穩(wěn)定的。在一實施例中，器械可以包括沖洗系統(tǒng)。沖洗系統(tǒng)可以包括一個或多個沖洗噴嘴 130、沖洗口 140和沖洗致動器142。沖洗致動器142可以是主體20把手上的可壓下式觸發(fā) 器。致動器142可以使沖洗流通過噴嘴130被輸送到手術(shù)部位。沖洗噴嘴130可以位于主 體20的接合端120處或其附近。沖洗噴嘴130可以通過沖洗口 140連接到無菌流體袋和無 菌管道(未示出)。沖洗流體可以通過無菌流體袋和無菌管道輸送到?jīng)_洗口 140?？梢杂?外部的流體泵或重力給沖洗系統(tǒng)增壓。例如除了連接到器械的無菌管道之外，沖洗系統(tǒng)可 以保留在無菌手術(shù)部位之外。這種安排能有助于接合端120和工具110相對不受體積或其 他難使用設(shè)備的約束，使器械10能更準(zhǔn)確地放置在手術(shù)部位中且容易在手術(shù)部位中使用。當(dāng)器械在使用中時，沖洗噴嘴130使得手術(shù)部位保持冷卻。在一個實施例中，沖洗 噴嘴130從器械的末端噴射流體。在另一個實施例中，沖洗噴嘴130可以在內(nèi)部迂回通過 工具110并從工具遠(yuǎn)端附近的通道噴射。沖洗噴嘴130減少了在使用位置的組織損傷的風(fēng) 險，如骨頭燒壞和骨頭壞死。沖洗噴嘴130還可以減少零件故障、對再次手術(shù)的需要、傳染、 肢缺損和死亡的風(fēng)險。器械還可以包括用于在手術(shù)部位或其附近抽吸的裝置。可以通過沖 洗系統(tǒng)的噴嘴130應(yīng)用抽吸裝置或可以通過另外的通道應(yīng)用抽吸裝置。參考圖3，器械10的一個實施例可以包括帶或不帶沖洗噴嘴130的可連接/可分離引導(dǎo)件170。引導(dǎo)件170可以在其遠(yuǎn)端提供與主體的遠(yuǎn)端相比較小的直徑，引導(dǎo)件通過其 遠(yuǎn)端接合手術(shù)部位?？梢匀缟纤龅貙㈦娮悠骷?6歸零以包括引導(dǎo)件170的額外的軸 向長度。在使用中，驅(qū)動軸40軸向地驅(qū)動驅(qū)動馬達(dá)60，驅(qū)動馬達(dá)60使驅(qū)動軸80旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動 軸80使那個聯(lián)接器90旋轉(zhuǎn)，聯(lián)接器90使工具110旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動馬達(dá)30沿軸向方向驅(qū)動驅(qū) 動軸40。依次地，工具110旋轉(zhuǎn)并且也沿著工具的縱軸軸向地平移。能以漸進(jìn)的且穩(wěn)定的 方式控制工具110的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和軸向移位。圖6表示器械200的另一個實施例，其允許外科醫(yī)生即時控制和測量孔的深度。如 同在前的實施例一樣，設(shè)備的這個實施例在有或沒有確定的射線照片的情況下除去了額外 的、不可靠的、耗時的和危險的使用深度計的步驟。器械200包括容納兩個驅(qū)動馬達(dá)230、 260的主體210、后表面和前表面引導(dǎo)件300、302和鉆引導(dǎo)器370。雖然在此所示的實施例 使用馬達(dá)，但應(yīng)該理解，可以想到其他動力系統(tǒng)，例如由氮?dú)庠刺峁﹦恿Φ臍鈩玉R達(dá)、電動 機(jī)等等。驅(qū)動馬達(dá)230可以是軸向驅(qū)動馬達(dá)和心軸。驅(qū)動馬達(dá)和心軸230位于主體210的 后部并且連接到驅(qū)動突起對0。驅(qū)動馬達(dá)心軸230可以象起重螺絲、滾珠絲杠或?qū)輻U等等 那樣起作用。軸向驅(qū)動馬達(dá)230沿軸向方向給驅(qū)動突起240提供動力，驅(qū)動突起240又全 部沿軸向方向驅(qū)動后表面引導(dǎo)件300、前表面引導(dǎo)件302和鉆引導(dǎo)器370。第二驅(qū)動馬達(dá)沈0可以是旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)和心軸。第二驅(qū)動馬達(dá)沈0位于主體210 前部。第二驅(qū)動馬達(dá)260旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動聯(lián)接器或卡盤290并最終驅(qū)動工具310。聯(lián)接器或卡 盤290可以是卡盤裝置，如普通的三爪卡盤，其中爪抓緊工具110的上部部分并將其穩(wěn)固地 保持在適當(dāng)位置中。可以通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或鑰匙或本領(lǐng)域中已知的其他技術(shù)致動聯(lián)接器或卡 盤四0以使爪打開或閉合。聯(lián)接器或卡盤290也可以是快速釋放類型的卡盤或聯(lián)接器。聯(lián) 接器或卡盤290可以連接到工作工具310。也可以包括聯(lián)接器或卡盤附加部分觀0。工作工具310例如可以是鉆頭、克氏針、套管針、磨石、根管擴(kuò)孔鉆、改錐或其他工 具。工作工具310可以由例如鈦金屬或不銹鋼的材料制成。由金屬材料制成的工具310可 以被消毒并重新使用或在每次使用后丟棄。作為選擇，工具310可以由能被消毒并重新使 用或在每次使用后丟棄的聚合材料制成。材料可以選擇成提供必需的強(qiáng)度以允許合適的工 具動作。工作工具310適合穿過前表面引導(dǎo)件302的遠(yuǎn)端，延伸穿過鉆引導(dǎo)器370以接合 工作對象。工具310移動到工作對象中的深度可以通過機(jī)械的、磁性的、電的或光學(xué)的旋轉(zhuǎn) 編碼器等等測量。旋轉(zhuǎn)編碼器可以是增量式旋轉(zhuǎn)編碼器或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器。工具310移 動到工作對象中的深度也可以通過同步機(jī)、分解器、旋轉(zhuǎn)可變差動變壓器(RVDT)或旋轉(zhuǎn)電 位計等等測量。如上所述，關(guān)于器械使用的信息可以實時傳輸?shù)綆в锌梢瞥娮悠骷?顯示器236，其可以在器械200的主體210中找到，在鉆孔過程中提供即時信息，如孔深度。 顯示器236可以包括LED或例如使用電絲極、等離子體、氣體等等的其他顯示器。后表面引導(dǎo)件300在其近端連接到驅(qū)動突起240并在其遠(yuǎn)端連接到前表面引導(dǎo)件 302。在兩個表面引導(dǎo)件300、302之間可以有一個或多個0形環(huán)250。在另一個實施例中， 表面引導(dǎo)件300、302可以是單個單元。圖中所示的表面引導(dǎo)件300、302具有軸向延伸的兩 個“臂”或支撐部。但應(yīng)該懂得，表面引導(dǎo)件300、302可以具有一個、兩個、三個或更多臂，其提供額外支撐以支承負(fù)載。前表面引導(dǎo)件302可以接合聯(lián)接器或卡盤290的外側(cè)。在一 實施例中，聯(lián)接器或卡盤290包括套管和/或穩(wěn)定法蘭。在另一個實施例中，聯(lián)接器或卡盤 290可以在沒有套管或穩(wěn)定法蘭的情況下工作。在該實施例中，前表面引導(dǎo)件302可以具有 襯套或其他裝置以直接接合聯(lián)接器或卡盤290并且仍然允許聯(lián)接器或卡盤四0自由旋轉(zhuǎn)。鉆引導(dǎo)器370連接到前表面引導(dǎo)件302的遠(yuǎn)端。鉆引導(dǎo)器370可以接合骨頭、骨折 板或其他植入物。擰入骨折板的鉆引導(dǎo)器可以為鉆頭提供方向引導(dǎo)。可以將鉆引導(dǎo)器370 擰入骨折板以使得鉆引導(dǎo)器370可以接收鉆頭并可以通過鉆引導(dǎo)器連接到器械200。骨折 板可以連接到鉆引導(dǎo)器370，鉆引導(dǎo)器370可以連接到器械200，導(dǎo)致一個用于鉆孔的互連 的集合體。在一個實施例中，鉆引導(dǎo)器370擰入骨折板中，然后可以通過將前表面引導(dǎo)件 302連接到鉆引導(dǎo)器370，將器械200連接到鉆引導(dǎo)器370。主體插入件220可以裝配在主體210的頂部之內(nèi)以使得它覆蓋驅(qū)動馬達(dá)230和 2600驅(qū)動突起240和后表面引導(dǎo)件300位于主體210內(nèi)在主體插入件220上方。主體210 的頂部還可以接收主體罩214。后表面引導(dǎo)件300裝配在主體210和主體罩214之間，以使 得它能在主體210內(nèi)自由移動并延伸到主體210和主體罩214之外。軸向驅(qū)動馬達(dá)和心軸 230以及驅(qū)動突起240確定后表面引導(dǎo)件300的運(yùn)動。主體210還可以包括觸發(fā)器外殼212， 其例如具有前進(jìn)兩級觸發(fā)器(forward two-stage trigger) 232和反轉(zhuǎn)觸發(fā)器(reverse trigger)234。在一實施例中，前進(jìn)兩級觸發(fā)器232可以致動驅(qū)動馬達(dá)230 J60。第一級可以接合 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)260。第二級可以接合軸向驅(qū)動馬達(dá)230。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)沈0的速度可以與 觸發(fā)器232第一級的致動(例如觸發(fā)器的壓下)的程度成比例。軸向驅(qū)動馬達(dá)230的速度 可以與觸發(fā)器232第二級的致動程度成比例。在一實施例中，當(dāng)處于第一級中且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 馬達(dá)260被接合時，觸發(fā)器被扳動得越多，工具就轉(zhuǎn)動得越快直到它處于全速為止。工具正 好在其進(jìn)入第二級之前以全速轉(zhuǎn)動，并且軸向驅(qū)動馬達(dá)230被接合且表面引導(dǎo)件開始軸向 移動。當(dāng)兩級觸發(fā)器232的第一級被致動時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)和心軸沈0、聯(lián)接器或卡盤 290和工具310沿前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩級觸發(fā)器232的第二級被致動時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)和心 軸沈0、聯(lián)接器或卡盤290和工具310沿前進(jìn)方向以最大速度旋轉(zhuǎn)并且軸向驅(qū)動馬達(dá)和心 軸230開始與兩級觸發(fā)器232第二級的致動程度成比例地旋轉(zhuǎn)。軸向驅(qū)動馬達(dá)和心軸230 的動作使驅(qū)動突起對0、后表面引導(dǎo)件300、前表面引導(dǎo)件302和鉆引導(dǎo)器370沿軸向的、近 側(cè)的方向或朝著器械200的主體210且遠(yuǎn)離目標(biāo)組織地移動。當(dāng)操作者對器械200施加壓 力并保持它與工作對象接合時，沿近側(cè)方向朝著器械200的主體210的軸向運(yùn)動表示工具 310允許器械與工作對象接合并鉆孔到工作對象中。反轉(zhuǎn)觸發(fā)器234可以使驅(qū)動馬達(dá)230、260都顛倒它們的方向。當(dāng)反轉(zhuǎn)觸發(fā)器234 接合且同時兩級觸發(fā)器232在第一級期間被致動時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)和心軸沈0、聯(lián)接器或卡 盤290和工具310沿倒退方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩級觸發(fā)器232的第二級被致動、且反轉(zhuǎn)觸發(fā)器234 仍然接合時，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)和心軸沈0、聯(lián)接器或卡盤290和工具310沿倒退方向以最大速 度旋轉(zhuǎn)并且軸向驅(qū)動馬達(dá)和心軸230開始與兩級觸發(fā)器232第二級的致動程度成比例地旋 轉(zhuǎn)。軸向驅(qū)動馬達(dá)和心軸230的動作使驅(qū)動突起M0、后表面引導(dǎo)件300、前表面引導(dǎo)件302 和鉆引導(dǎo)器370沿軸向方向遠(yuǎn)離器械200的主體210移動。遠(yuǎn)離器械200的主體210的軸向運(yùn)動推動器械主體210遠(yuǎn)離工作對象并將工具310從工作對象拔出。在另一個實施例中， 馬達(dá)230、260可以具有獨(dú)立的反轉(zhuǎn)功能并且可以通過獨(dú)立的致動器或觸發(fā)器獨(dú)立控制。觸發(fā)器外殼212的遠(yuǎn)側(cè)可以有振蕩選擇開關(guān)沈2。當(dāng)振蕩選擇開關(guān)262處于斷開 位置中時，器械200可以如上所述地起作用。當(dāng)振蕩選擇開關(guān)262處于接通位置中時，旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動馬達(dá)260可以在觸發(fā)器被致動時沿合適的方向振蕩且軸向驅(qū)動馬達(dá)230的功能不被影 響。如果前進(jìn)觸發(fā)器被致動，則器械200沿前進(jìn)方向振蕩，即旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)向前振蕩但軸向 驅(qū)動馬達(dá)如前所述沿前進(jìn)方向平穩(wěn)地移動。如果反轉(zhuǎn)和前進(jìn)觸發(fā)器被致動，則器械200沿 倒退方向振蕩，即，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)向后振蕩但軸向驅(qū)動馬達(dá)如前所述沿倒退方向平穩(wěn)地移 動。振蕩選擇開關(guān)影響旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的功能而不影響軸向驅(qū)動馬達(dá)的功能。當(dāng)被選擇時，它使 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)振蕩。在一實施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達(dá)260可以具有應(yīng)用的扭矩感測器(未示出)。當(dāng)工 具通過皮質(zhì)骨進(jìn)入髓骨或從皮質(zhì)骨進(jìn)入軟組織時，測量的扭矩將顯著降低。信息可以傳輸 到顯示器236并與馬達(dá)驅(qū)動器和它們的致動器的功能結(jié)合起來。例如，在一實施例中，當(dāng)工 具310正沿前進(jìn)方向軸向移動并從皮質(zhì)骨前進(jìn)到髓骨或從髓骨前進(jìn)到軟組織時，減小的扭 矩將中斷軸向運(yùn)動。然后，可以通過釋放前進(jìn)兩級觸發(fā)器上的壓力并重新施加壓力使軸向 驅(qū)動重新接合。主體210可以接收沖洗管340。自動沖洗一般是外科醫(yī)生所希望的選擇，因為它 有效地降低鉆頭溫度、骨頭溫度和骨頭燒壞的風(fēng)險。前表面引導(dǎo)件302可以具有一個或多 個沖洗噴嘴330。主體210可以接收沖洗致動器(未示出)，例如主體210把手上的可壓下 式觸發(fā)器。沖洗致動器可以是包含在顯示器236中的電子器件包的一部分。致動器可以打 開沖洗流使其從沖洗管340通過噴嘴330輸送到手術(shù)部位。沖洗噴嘴330可以通過沖洗管 340連接到無菌流體袋和無菌管道(未示出)。沖洗流體可以通過無菌流體袋和無菌管道 輸送到?jīng)_洗口 340。可以用外部的流體泵或重力給沖洗系統(tǒng)增壓。例如除了連接到器械的 無菌管道之外，沖洗系統(tǒng)可以保留在無菌手術(shù)部位之外。這種安排能有助于接合端和工具 310相對不受體積或其他難使用設(shè)備的約束，使器械200能更準(zhǔn)確地放置在手術(shù)部位中且 容易在手術(shù)部位中使用。在另一個實施例中，沖洗系統(tǒng)可以適合于向工作工具310供應(yīng)流 體，然而沖洗劑可以進(jìn)入工具310并通過工具310中的遠(yuǎn)側(cè)口離開并進(jìn)入工作對象。在另 一個實施例中，沖洗系統(tǒng)、或另一個管系統(tǒng)可以適合于向工作區(qū)域提供吸力。主體210可以接收電池罩362，電池罩362包圍電池360并且在底部上被電池箱罩 364蓋住。主體210可以接收電池釋放按鈕366。器械200的主體210連同電池罩362、電 池箱罩364、主體罩214和觸發(fā)器外殼212 —起被表示為手槍式握把，盡管在此也想到了其 他構(gòu)形。例如，可以使用直體式器械或其他構(gòu)形。下面是在此描述的一個或多個設(shè)備的示例性使用方法。在一個實施例中，外科醫(yī) 生可以向下剖開組織直到骨頭并產(chǎn)生足夠大的手術(shù)部位以緊靠骨頭地放置鉆頭或鉆引導(dǎo) 器或可連接的鉆引導(dǎo)器。可以在沒有任何其他植入物的情況下橫穿骨折處地放置螺釘或板 可以被接骨螺釘橫穿骨折處地固定，。螺釘可以鎖定到板和骨頭中。當(dāng)使用板時，外科醫(yī)生 可以產(chǎn)生足夠大的手術(shù)部位以放置板。作為選擇，可以通過小的切口插入板以使得外科醫(yī) 生在沿著路線(即，皮下板)鈍器解剖組織的同時使板沿著骨頭表面滑動。例如可以利用射 線照片找到板中的孔，通過向下剖開到骨頭所形成的貫穿皮膚的小切口來放置螺釘?？梢杂脿块_器、鉆頭插過其中的鉆引導(dǎo)器、置于器械上的可連接的引導(dǎo)器等等保護(hù)周圍的組織。 如果使用鉆引導(dǎo)器，則用深度測量結(jié)果解決引導(dǎo)件的長度。如果使用可連接的引導(dǎo)件，則自 動或手動地將深度歸零。如果使用板，則可以在歸零中自動或手動地解決板的厚度。在有或沒有引導(dǎo)件的情況下，可以放置器械的工作端使其鄰接暴露的和解剖的骨 頭并使器械歸零。作為選擇，在將設(shè)備歸零之前，外科醫(yī)生可以使鉆頭伸出幾毫米以接合骨 頭并鉆出埋頭孔或?qū)蚩住Ｔ谑褂霉潭ò宓那闆r下，可以放置板使其鄰接骨頭并且使鉆端 部被緊貼板地放置。作為選擇，一些板具有擰入到它們之中的鉆引導(dǎo)器以使得以合適的角 度引導(dǎo)鉆。在此披露的器械可以被制造成使得它連接到或自由接合這些類型的鉆引導(dǎo)器。 另外，鉆頭引導(dǎo)件可以具有小釘以將鉆頭引導(dǎo)件的位置保持在骨頭上。引導(dǎo)件可以具有大 釘以履行該功能。然后，外科醫(yī)生可以軸向施加壓力并首先使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器達(dá)到所需速度。取決于骨 密度和使用者的偏好，外科醫(yī)生著手使軸向驅(qū)動器連續(xù)地或遞增地工作。鉆孔可以連續(xù)通 過皮質(zhì)骨、通過髓骨、進(jìn)入并通過遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)骨。一旦如通過預(yù)定深度控制裝置、軸向阻力、 來自鉆的轉(zhuǎn)速的聽覺反饋和/或來自加速度或扭矩感測器的聽覺反饋所確定的那樣通過 遠(yuǎn)側(cè)的皮質(zhì)骨，軸向運(yùn)動就停止。然后，外科醫(yī)生可以通過使軸向驅(qū)動器反轉(zhuǎn)或通過向后拉 器械來將鉆移除?？梢宰屝D(zhuǎn)驅(qū)動器工作并處于前進(jìn)向以便于清洗產(chǎn)生的孔。然后，外科 醫(yī)生可以讀取顯示器上的深度并選擇用于植入的合適螺釘?？梢杂檬謩勇葆旘?qū)動器等等植 入螺釘。現(xiàn)在參考圖7A-7B，在使用中，可以緊靠暴露的骨頭放置器械200，或如果使用骨 折固定板的話，緊靠骨折固定板放置器械200?？梢宰詣哟_定合適的零深度位置。一旦操 作者觸發(fā)觸發(fā)器232，鉆引導(dǎo)器370就沿近側(cè)方向(箭頭P)縮回并且工作工具310延伸穿 過鉆引導(dǎo)器370。當(dāng)操作者對器械200施加壓力并保持它與工作對象接合時，工作工具310 接合工作對象并鉆孔到工作對象中。工作工具310可以鉆入到骨頭中的量為鉆引導(dǎo)器370 縮回的量。鉆引導(dǎo)器370的縮回可以即時測量并顯示在器械200后部的顯示器236上。零 位置是否緊靠骨頭或緊靠骨折固定板設(shè)置的自動確定將取決于專有算法，該專有算法與鉆 引導(dǎo)器370緊靠骨頭或板放置的方式以及板厚度有關(guān)。這些變量對于每個骨折鑲片系統(tǒng)和 每套鉆引導(dǎo)器可能都是唯一的。當(dāng)工作工具310沿遠(yuǎn)側(cè)方向軸向移動并穿透工作對象時， 工作工具310移動到工作對象中的深度被測量并同時且即時地顯示在顯示器236上。一旦達(dá)到所需穿透深度，就可以致動反轉(zhuǎn)觸發(fā)器234以使驅(qū)動馬達(dá)230、260顛倒 它們的方向。軸向驅(qū)動馬達(dá)230的動作使驅(qū)動突起M0、后表面引導(dǎo)件300、前表面引導(dǎo)件 302和鉆引導(dǎo)器370在軸向方向上沿遠(yuǎn)側(cè)方向遠(yuǎn)離器械的主體210移動，以使得軸向運(yùn)動推 動器械主體210遠(yuǎn)離工作對象并將工具310從工作對象拔出。盡管本說明書包含許多細(xì)節(jié)，但這些不應(yīng)該被解釋為對權(quán)利要求的范圍或可以被 要求保護(hù)的內(nèi)容的限制，而是作為對特定實施例的特征細(xì)節(jié)的說明。在本說明書中在多個 單獨(dú)實施例的情況下描述的某些特征也可以聯(lián)合實施在單個實施例中。相反，在單個實施 例的情況下描述的不同特征也可以單獨(dú)實施在多個實施例中或以任意合適的子組合方式 實施。此外，雖然特征在上面可以被描述為在某些組合中起作用甚至最初像這樣主張，但被 要求保護(hù)的組合中的一個或多個特征在某些情況下可以從組合中刪除，并且要求保護(hù)的組 合可以針對子組合或子組合的變型。相似地，盡管操作在圖中被以特定順序示出，但這不應(yīng)被理解為為了實現(xiàn)所需結(jié)果，要求這些操作以所示的特定順序或以連續(xù)的順序執(zhí)行，或要 求執(zhí)行所有說明的操作。 雖然在此參考某些方案詳細(xì)描述了各種方法和設(shè)備的實施例，但應(yīng)該懂得，其他 方案、實施例、使用方法及其組合也是可能的。因而，所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)局限 于在此包含的實施例的描述。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療鉆孔設(shè)備，包括 外殼，所述外殼包括所述外殼的近端附近的手持部； 所述外殼的遠(yuǎn)端附近的接合部；和 致動器；在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的軸向驅(qū)動軸； 連接到所述軸向驅(qū)動軸的一區(qū)域的第一驅(qū)動元件； 在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸； 連接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一區(qū)域的第二驅(qū)動元件；可替換地連接到工作工具和所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的聯(lián)接器，其中所述聯(lián)接器延伸到所述外 殼的所述接合部之外； 傳感器；和 電子器件包。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一驅(qū)動元件包括固定的軸向驅(qū)動馬達(dá)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述固定的軸向驅(qū)動馬達(dá)給所述軸向驅(qū)動軸提供動力。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸沿軸向方向移動一段距離。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸相對于所述外殼從近側(cè)方向至遠(yuǎn)側(cè) 方向或從遠(yuǎn)側(cè)方向至近側(cè)方向軸向移動。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸移動的距離通過所述傳感器即時測量。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述電子器件包將所述軸向驅(qū)動軸在所述外殼內(nèi)移 動的距離轉(zhuǎn)變成所述工作工具軸向移動到骨頭中的深度測量結(jié)果。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中操作者對所述工作工具穿透骨頭的深度預(yù)編程序。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸選自由起重螺絲、滾珠絲杠和導(dǎo)螺 桿構(gòu)成的組。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二驅(qū)動元件包括可滑動的、旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬達(dá)。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸使所述可滑動的、旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動馬 達(dá)沿軸向方向移動。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中連接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的所述第二驅(qū)動元件使所 述工作工具旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述工作工具選自由鉆頭、克氏針、套管針、磨石、 根管擴(kuò)孔鉆和改錐構(gòu)成的組。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括鉆引導(dǎo)器組件，其包括包圍所述工作工具的鉆引 導(dǎo)器、前表面引導(dǎo)件和后表面引導(dǎo)件。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述前表面引導(dǎo)件的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域連接到所述鉆引導(dǎo) 器，所述前表面引導(dǎo)件的近側(cè)區(qū)域連接到所述后表面引導(dǎo)件，和其中所述后表面引導(dǎo)件連 接到所述軸向驅(qū)動軸。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中當(dāng)驅(qū)動所述軸向驅(qū)動軸時，所述鉆引導(dǎo)器組件朝 著所述外殼的所述近側(cè)區(qū)域軸向移動到縮回狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中處于所述縮回狀態(tài)的所述鉆引導(dǎo)器組件展現(xiàn)出延 伸到所述鉆引導(dǎo)器組件的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域之外的所述工作工具的長度。
18.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述傳感器包括旋轉(zhuǎn)編碼器。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述旋轉(zhuǎn)編碼器是增量式旋轉(zhuǎn)編碼器或絕對式旋 轉(zhuǎn)編碼器。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述旋轉(zhuǎn)編碼器是電的、光學(xué)的、磁性的或機(jī)械的。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述傳感器選自由同步機(jī)、分解器、旋轉(zhuǎn)可變差動 變壓器(RVDT)和旋轉(zhuǎn)電位計構(gòu)成的組。
22.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括扭矩感測器。
23.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括將流體供應(yīng)到所述工作工具的沖洗系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述手持部包括手槍式握把。
25.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述致動器包括觸發(fā)器。
26.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述致動器包括第一致動位置和第二致動位置。
27.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述致動器致動所述第一驅(qū)動元件和所述第二驅(qū) 動元件。
28.如權(quán)利要求沈所述的設(shè)備，其中所述致動器的第一致動位置致動所述第二驅(qū)動元 件旋轉(zhuǎn)。
29.如權(quán)利要求沈所述的設(shè)備，其中所述致動器的第二致動位置致動所述第一驅(qū)動元件。
30.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中致動程度與所述觸發(fā)器的壓下程度成比例。
31.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述外殼具有外部接入口。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述軸向驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸、第一驅(qū)動元件和 第二驅(qū)動元件、聯(lián)接器、傳感器和電子器件包是模塊化的。
33.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中可以從所述設(shè)備移除所述軸向驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 軸、第一驅(qū)動元件和第二驅(qū)動元件、聯(lián)接器、傳感器和電子器件包。
34.一種醫(yī)療鉆孔設(shè)備，包括 外殼，所述外殼包括所述外殼的近端附近的手持部； 所述外殼的遠(yuǎn)端附近的接合部；和 致動器；在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的軸向驅(qū)動軸； 連接到所述軸向驅(qū)動軸的一區(qū)域的第一驅(qū)動元件； 在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸； 連接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一區(qū)域的第二驅(qū)動元件；可替換地連接到工作工具和所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的聯(lián)接器，其中所述聯(lián)接器可以延伸到所 述外殼的所述接合部之外；和鉆引導(dǎo)器組件，其包括鉆引導(dǎo)器；前表面引導(dǎo)件和后表面引導(dǎo)件，其中所述鉆引導(dǎo)器 包圍所述工作工具并且所述前表面引導(dǎo)件的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域連接到所述鉆引導(dǎo)器，所述前表面引 導(dǎo)件的近側(cè)區(qū)域連接到所述后表面引導(dǎo)件，和其中所述后表面引導(dǎo)件連接到所述軸向驅(qū)動軸ο
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中當(dāng)驅(qū)動所述軸向驅(qū)動軸時，所述鉆引導(dǎo)器組件朝 著所述外殼的所述近側(cè)區(qū)域軸向移動到縮回狀態(tài)。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中處于所述縮回狀態(tài)的所述鉆引導(dǎo)器組件展現(xiàn)出延 伸到所述鉆引導(dǎo)器組件的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)域之外的所述工作工具的長度。
37.一種用于在骨頭中產(chǎn)生孔的方法，包括提供一設(shè)備，其中所述設(shè)備包括外殼，所述外殼具有近端附近的手持部和遠(yuǎn)端附近的 接合部；在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的軸向驅(qū)動軸；連接到所述軸 向驅(qū)動軸的一區(qū)域的第一驅(qū)動元件；在所述近端和遠(yuǎn)端之間延伸穿過所述外殼的一區(qū)域的 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸；連接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的一區(qū)域的第二驅(qū)動元件；傳感器和電子器件包；將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的遠(yuǎn)端連接到工作工具，其中所述工作工具經(jīng)由聯(lián)接器可替換地連 接到所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，所述聯(lián)接器能延伸到所述外殼的接合部之外； 剖開組織以產(chǎn)生暴露的骨頭表面； 使所述設(shè)備的接合部接觸到所述暴露的骨頭表面； 使所述傳感器歸零；致動所述第二驅(qū)動元件以接合和轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸； 致動所述第一驅(qū)動元件以接合所述軸向驅(qū)動軸來軸向移動； 用所述工作工具在所述骨頭中產(chǎn)生孔；讀取從所述傳感器即時提供的計量信息的顯示，所述計量信息包括所述工作工具進(jìn)入 所述孔的深度的測量結(jié)果；和將所述工作工具從所述孔移除。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中致動所述第一驅(qū)動元件以接合所述軸向驅(qū)動軸來 軸向移動包括使所述第二驅(qū)動元件沿遠(yuǎn)側(cè)方向軸向地移動遠(yuǎn)離所述外殼的近側(cè)手持部。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述外殼還包括連接到所述接合部的遠(yuǎn)端的鉆引 導(dǎo)器組件，其中所述鉆引導(dǎo)器組件的一部分包圍所述工作工具。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中使所述設(shè)備的接合部接觸到所述暴露的骨頭表面 包括使所述鉆引導(dǎo)器組件的遠(yuǎn)側(cè)部分接觸到所述暴露的骨頭表面。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中致動所述第一驅(qū)動元件以軸向移動包括所述鉆引 導(dǎo)器組件沿近側(cè)方向軸向移動遠(yuǎn)離所述外殼的遠(yuǎn)側(cè)接合部。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述鉆引導(dǎo)器組件沿近側(cè)方向軸向移動遠(yuǎn)離所述 外殼的遠(yuǎn)側(cè)接合部包括通過所述鉆引導(dǎo)器組件暴露所述工作工具的長度。
43.如權(quán)利要求37所述的方法，還包括給所述電子器件包編程以控制所述工作工具鉆 孔到所述骨頭中的深度。
44.如權(quán)利要求37所述的方法，還包括用提供給所述工作工具的流體沖洗系統(tǒng)沖洗所 述工作工具。
45.如權(quán)利要求37所述的方法，其中致動所述設(shè)備的所述第一和第二驅(qū)動元件包括按壓所述設(shè)備的所述手持部上的觸發(fā)器。
46.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述軸向驅(qū)動軸選自由起重螺絲、滾珠絲杠和導(dǎo) 螺桿構(gòu)成的組。
47.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述工作工具選自由鉆頭、克氏針、套管針、磨石、 根管擴(kuò)孔鉆和改錐構(gòu)成的組。
48.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述傳感器包括旋轉(zhuǎn)編碼器。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)編碼器包括增量式旋轉(zhuǎn)編碼器或絕對式 旋轉(zhuǎn)編碼器。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)編碼器是電的、光學(xué)的、磁性的或機(jī)械的。
51.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述傳感器選自由同步機(jī)、分解器、旋轉(zhuǎn)可變差動 變壓器(RVDT)和旋轉(zhuǎn)電位計構(gòu)成的組。
52.如權(quán)利要求37所述的方法，還包括利用所述計量信息選擇用于插入到所述孔中的 尺寸合適的植入物。
全文摘要
所述設(shè)備和方法涉及沿軸向方向驅(qū)動工作工具以使得直線運(yùn)動受控且可測并能避免對包圍待鉆骨頭的結(jié)構(gòu)的傷害。設(shè)備包括延伸穿過外殼(20，210)的區(qū)域的軸向驅(qū)動軸(40)，連接到軸向驅(qū)動軸的區(qū)域的第一驅(qū)動元件(30，230)，延伸穿過外殼的區(qū)域的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸(80)，連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的區(qū)域的第二驅(qū)動元件(60，260)，連接到工作工具(110，310)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的聯(lián)接器(90，290)，并可選地包括包圍工作工具的鉆引導(dǎo)器(370)組件。軸向驅(qū)動軸連接到第二驅(qū)動元件或鉆引導(dǎo)器組件，以使得當(dāng)致動第一驅(qū)動元件時，獲得工作工具遠(yuǎn)離外殼或鉆引導(dǎo)器組件朝著外殼的軸向移動。傳感器(39)測量該運(yùn)動。
文檔編號A61B17/16GK102131469SQ200980133258
公開日2011年7月20日 申請日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者W·安德森 申請人:W·安德森