具有包括用于确定钻孔的孔深度的至少两个旋转传感器装置的换能器组件的动力手术钻机制造方法及图纸

一种用于在工件中钻孔的手术钻机，该手术钻机包括壳体、能够移动地安装到该壳体的探头以及换能器组件。该换能器组件包括被联接到该探头的齿轮以及被联接到该齿轮的至少两个旋转传感器装置，用以确定探头相对于壳体的移动量，从而确定孔的孔深度。齿轮具有参考点，该参考点具有绕着齿轮轴线旋转的旋转角度路径，该旋转角度路径被细分为分开的第一弧形区域和第二弧形区域。第一传感器装置被构造成检测该参考点在第一弧形区域中的旋转位置，第二传感器装置被构造成检测该参考点至少在第二弧形区域中的旋转位置，该第一传感器装置在该参考点在第二弧形区域中时无法进行检测。点在第二弧形区域中时无法进行检测。点在第二弧形区域中时无法进行检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有包括用于确定钻孔的孔深度的至少两个旋转传感器装置的换能器组件的动力手术钻机
[0001]交叉引用申请
[0002]本申请要求于2018年5月1日提交的美国临时专利申请62/665,024号的优先权以及其所有权益，该美国临时专利申请的公开内容特此通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]用于矫形手术的一种动力手术工具是手术钻机。这种工具包括容纳马达的壳体。也是钻机的一部分的联接组件将钻头能够释放地保持在马达上，使得当马达致动时钻头旋转。如其名称所暗示，手术钻机在抵靠其施加钻头的诸如组织的工件中钻孔。一种需要钻孔的外科手术是修复骨折的创伤手术。在这种手术中，有时被称为钉子的细长棒被用于将骨的断裂区段保持在一起。为了保持钉子就位，一个或多个孔被钻进骨中。这些孔被定位成与钉子中形成的互补孔对齐。螺钉被插入每个对齐的孔和钉子的孔中。螺钉将钉子保持在相对于骨的适当位置。
[0004]在另一种手术中，被称为板的植入物或工件被固定到骨的断裂区段的外表面，以将这些区段保持在一起。螺钉将板保持到骨的单独区段。为了安装将板保持到骨上的螺钉，需要首先钻接收螺钉的孔。
[0005]作为用于在骨中钻螺钉接收孔的过程的一部分，期望获知孔的端到端深度。该信息允许外科医生选择安装在钻孔中的螺钉的尺寸。如果螺钉太短，则螺钉可能无法稳固地将其中插有螺钉的钉子保持就位。如果螺钉太长，则螺钉会超过骨伸出过多的距离。如果螺钉超出骨延伸过多的距离，则螺钉的暴露端会摩擦周围的组织。如果发生这种情况，与螺钉摩擦的组织会被损伤。
[0006]因此，许多骨孔形成手术的一个不可缺少部分是测量骨孔的深度。
[0007]通常采用与钻机分离的深度计来进行这种测量。这需要外科医生在从孔中取出钻头之后将深度计插入孔中。随后，基于触觉反馈，外科医生设定深度计使深度计的远端仅延伸到孔的远侧开口。一旦这些过程完成，外科医生读取深度计以确定孔的深度。这种测量是不利的，因为它既耗费人力又耗费时间，依赖于人为因素来确认测量的深度，并且会增加患者感染的风险和增加患者受到的麻醉。
[0008]本公开解决了这些问题中的一些问题。
附图说明
[0009]图1是手术系统的透视图，该手术系统包括手术器械和末端执行器组件，该末端执行器组件被示出为具有根据一种构型的钻头和端头保护器。
[0010]图2是图1的手术系统的局部分解透视图，该手术器械被示出为具有测量模块、驱动组件以及与机头本体间隔开的释放机构，并且该末端执行器组件被从手术器械上拆下，并且被示出为具有钻头的远侧切割端头部分间隔开的端头保护器。
[0011]图3是图1至图2的手术器械的部分的局部分解透视图，该手术器械被示出为驱动
组件和释放机构与机头本体的虚线轮廓间隔开以描绘致动器组件。
[0012]图4是沿着图1中线4-4截取的部分灯具横截面图。
[0013]图5是纵向穿过图1至图5的手术器械截取的横截面图，末端执行器组件被从手术器械中卸下。
[0014]图6是图1至图5的测量模块的局部分解透视图。
[0015]图7A-7C是测量模块齿轮和的一对电位器的局部分解前方透视图，电位器相对于彼此旋转180度，并且示出游标臂的与齿轮上的参考点相关联的各种定位。
[0016]图8是测量模块的齿轮和一对电位器的正视图，其中电位器相对于彼此旋转90度，并且示出电位器游标臂的与齿轮上的参考点相关联的一种定位。
[0017]图9是描述用于确定通过附接到图1至图8的手术钻机的钻头在工件中形成的孔深度的方法的逻辑流程图。
[0018]图10是图9的逻辑流程图的步骤706的逻辑流程图。

技术实现思路

[0019]提供了一种用于致动钻头的手术钻机。所述手术钻机包括：壳体；探头，所述探头被能够移动地安装到所述壳体并且适于抵靠工件放置；以及换能器组件。所述换能器组件包括齿轮，所述齿轮被联接到所述探头并且被构造成在所述探头相对于所述壳体移动时绕着齿轮轴线旋转超过360度。所述齿轮具有参考点，所述参考点具有绕着所述齿轮轴线的旋转角度路径，所述旋转角度路径被分成第一弧形区域和第二弧形区域。所述第一弧形区域与所述第二弧形区域分开。还包括换能器，所述换能器包括至少两个电位器，所述至少两个电位器中的每个被联接到所述齿轮。所述至少两个电位器中的第一电位器被构造成检测所述参考点在所述第一弧形区域中的旋转位置，并且所述至少两个电位器中的第二电位器被构造成检测所述参考点至少在所述第二弧形区域中的旋转位置，所述第一电位器在所述参考点在所述第二弧形区域中时不能进行检测。
[0020]还提供了一种用于确定通过附接到钻机的钻头在工件中形成的孔深度的方法，所述钻机包括壳体、联接到所述壳体的探头以及换能器组件，所述换能器组件包括齿轮以及换能器，所述齿轮被联接到所述探头，所述换能器包括被联接到所述齿轮的至少两个旋转传感器装置。所述方法包括以下步骤：确定所述齿轮的第一旋转位置；根据所确定的所述第一旋转位置确定所述齿轮绕着所述齿轮轴线沿单个旋转方向的整圈旋转的数量，每个所述整圈旋转对应于所述探头相对于所述壳体的预定移动量。所述方法还包括：确定所述齿轮的第二旋转位置，所确定的所述第二旋转位置与所所确定的所述第一旋转位置相同或不同，以及根据所确定的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置以及所确定的所述齿轮的整圈旋转的数量来确定所述探头相对于所述壳体的移动量。
[0021]手术钻机可以包括：壳体；联接组件，所述联接组件被布置在所述壳体内并且适于能够释放地联接所述钻头；探头，所述探头被能够移动地安装到所述壳体并且适于抵靠组织放置。所述钻机还可以包括换能器组件，换能器组件所述包括：齿轮，所述齿轮被联接到所述探头并且被构造成在所述探头相对于所述壳体移动时绕着齿轮轴线旋转超过360度，所述齿轮具有参考点，所述参考点具有绕着所述齿轮轴线的旋转角度路径，所述旋转角度路径被分成第一弧形区域和第二弧形区域，所述第一弧形区域与所述第二弧形区域分开。
所述换能器组件还可以包括换能器，所述换能器包括至少两个旋转传感器装置，所述至少两个旋转传感器装置中的每个相对于所述齿轮不可旋转地固定，所述第一旋转传感器装置被构造成检测所述参考点在所述第一弧形区域中的旋转位置，并且所述第二旋转传感器装置被构造成检测所述参考点在所述第二弧形区域中的旋转位置。所述第一旋转传感器装置在所述参考点在所述第二弧形区域中时不能进行检测，所述至少两个旋转传感器装置各自适于独立地生成对应于所检测到的所述参考点在所述第一弧形区域和所述第二弧形区域中的旋转位置的输出信号。所述钻机还包括控制器，所述控制器被配置成接收所独立生成的所述输出信号中的每个，并且基于所独立生成的所述输出信号中的每个来确定通过所述钻头在所述组织中形成的孔的深度。
具体实施方式
[0022]参考附图，其中在各个视图中使用类似的附图标记来标出类似的结构，在图1至图2中手术系统或手术钻机以60处示出，其用于执行通常与医疗和/或手术程序相关联的操作功能。在本文中说明的代表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于致动钻头的手术钻机，所述手术钻机包括：壳体；探头，所述探头被能够移动地安装到所述壳体并且适于抵靠工件放置；以及换能器组件，所述换能器组件包括：齿轮，所述齿轮被联接到所述探头并且被构造成在所述探头相对于所述壳体移动时绕着齿轮轴线旋转超过360度，所述齿轮具有参考点，所述参考点具有绕着所述齿轮轴线的旋转角度路径，所述旋转角度路径被分成第一弧形区域和第二弧形区域，所述第一弧形区域与所述第二弧形区域分开；以及换能器，所述换能器包括至少两个电位器，所述至少两个电位器中的每个被联接到所述齿轮，所述至少两个电位器中的第一电位器被构造成检测所述参考点在所述第一弧形区域中的旋转位置，并且所述至少两个电位器中的第二电位器被构造成检测所述参考点至少在所述第二弧形区域中的旋转位置，所述第一电位器在所述参考点在所述第二弧形区域中时不能进行检测。2.根据权利要求1所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个电位器适于独立生成对应于检测到的所述参考点在相应的所述第一弧形区域和所述第二弧形区域中的所述旋转位置的输出信号。3.根据权利要求2所述的手术钻机，其特征在于，所述手术钻机还包括控制器，所述控制器被联接到所述电位器中的每个，并且被配置成接收所独立生成的所述输出信号中的每个并基于所独立生成的所述输出信号中的每个来确定所述探头相对于所述壳体的移动量。4.根据权利要求3所述的手术钻机，其特征在于，所述手术钻机还包括显示器，其中，所述控制器被配置成生成对应于所确定的孔的深度的孔深度信号，所述显示器接收所述孔深度信号，所述孔深度信号被呈现在所述显示器上以供使用者察看。5.根据前述权利要求中任一项所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个电位器中的每一个包括：本体部分，所述本体部分具有电连接到电阻元件的一对端子部分，所述一对端子部分中的一个端子部分被构造成接收第一参考信号，并且所述一对端子部分中的另一个端子部分被连接到第二参考信号，所述电阻元件具有弧形形状，所述弧形形状在所述一对端子部分之间限定弧形长度，所述一对端子部分由间隙分开，所述间隙限定另外的弧形长度，以及转子部分，所述转子部分被联接在所述本体部分内并且被联接到所述齿轮，所述转子部分包括被电连接到所述本体部分的第三端子部分的游标臂，其中，所述齿轮绕着所述齿轮轴线沿旋转方向的旋转使所述游标臂中的每个绕着所述齿轮轴线沿所述旋转方向旋转，其中，所述至少两个电位器的所述游标臂中的相应一个游标臂沿着相应的所述电阻元件的所述弧形长度的定位在所述第三端子部分处生成相应的输出信号，相应的所述输出信号对应于所述相应一个游标臂沿着相应的所述电阻元件的所述弧形长度的相对定位，并且被与接收到的所述第一参考信号相关地定标，其中，所述至少两个电位器的所述游标臂中的相应一个游标臂在所述间隙内的定位生成中断信号，以及其中，所述至少两个电位器的所述游标臂中的至少一个游标臂被定位成当所述齿轮绕
着所述齿轮轴线旋转360度时与所述齿轮的所述参考点的所述旋转位置中的每个可能旋转位置相对应地沿着所述弧形长度连接到所述至少一个游标臂的相应电阻元件。6.根据权利要求5所述的手术钻机，其特征在于，所述手术钻机还包括控制器，所述控制器被联接到所述电位器中的每个，并且被配置成接收所独立生成的所述输出信号中的每个并基于所独立生成的所述输出信号中的每个来确定通过钻头在组织中形成的孔的深度。7.根据权利要求5或6所述的手术钻机，其特征在于，所述电阻元件在所述电位器中的每个的本体部分上的所述弧形长度小于或等于11πr/6，其中，r是所述至少两个游标臂中的每个相应游标臂的径向长度。8.根据权利要求5、6和7中任一项所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个电位器中的一个电位计的本体部分相对于所述至少两个电位器中的另一个电位计的本体部分绕着所述齿轮轴线旋转大于0度而小于360度。9.根据权利要求5、6、7和8中任一项所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个电位器中的一个电位计的本体部分相对于所述至少两个电位器中的另一个电位计的本体部分绕着所述齿轮轴线旋转30度到330度。10.根据权利要求5、6、7、8和9中任一项所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个电位器中的一个电位计的本体部分相对于所述至少两个电位器中的另一个电位计的本体部分绕着所述齿轮轴线旋转180度。11.根据权利要求5、6、7、8、9和10中任一项所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个游标臂中的至少两个游标臂被定位成在所述齿轮的所述参考点的所述旋转位置中的至少一个位置处与游标臂的相应电阻元件电连接。12.根据权利要求6所述的手术钻机，其特征在于，所述至少两个游标臂中的至少两个游标臂被定位成在所述齿轮的所述参考点的所述旋转位置中的至少一个处与游标臂的相应电阻元件电连接，其中，处于连接的所述游标臂中的每一个游标臂生成相应输出信号，所述相应输出信号对应于所述游标臂沿着所述相应电阻元件的弧形长度的相对定位，并且被与接收到的所述第一参考信号相关地定标；以及其中，所述控制器被配置成接收所生成的所述相应输出信号并将所生成的所述相应输出信号组合，并且基于接收到并经组合的所生成的所述相应输出信号中的每个来确定所述探头相对于所述壳体的移动量。13.根据权利要求12所述的手术钻机，其特征在于，处于连接的所述游标臂中的每一个游标臂生成相应输出信号，所述相应输出信号对应于所述游标臂沿着所述相应电阻元件的弧形长度的相对定位，并且对应于接收到的所述第一参考信号，以及，其中，所述控制器被配置成接收所生成的所述输出信号并选择所生成的所述输出信号中的一个输出信号，并且基于所生成的所述输出信号中的所述一个输出信号来确定所述探头相对于所述壳体的移动量。14.根据权利要求6所述的手术钻机，其特征在于，当所述至少两个电位器中的单个电位器的所述游标臂被定位成与所述游标臂的相应电阻元件连接时，所述控制器被配置成从所述至少两个电位器中的所述单个电位器接收所生成的相应输出电压信号，并且基于所生成的相应输出信号来确定所述探头相对于所述壳体的移动量。
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【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：史赛克公司，
类型：发明
国别省市：