带有包括在钻头上滑动的探针的一体化深度计的动力手术钻机制造技术

一种用于在诸如骨的固体物体中驱动钻头的钻机。钻机包括有孔的转子，该转子将旋转运动传递给钻头。钻头延伸穿过转子的孔。探针从钻机向前延伸以测量孔深度。探针可移动地安装在钻机上便延伸到转子的孔中。当钻机和钻头向前行进时，探针保持静止。由于钻机的行进，转子延伸超过探针的近端。延伸超过探针的近端。延伸超过探针的近端。

【技术实现步骤摘要】
带有包括在钻头上滑动的探针的一体化深度计的动力手术钻机
[0001]本申请是申请日为2016年9月1日、申请号为201680062325.X、名称为“带有包括在钻头上滑动的探针的一体化深度计的动力手术钻机”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术总体上涉及一种动力手术钻机。本专利技术的动力手术钻机包括深度计，该深度计测量孔深度并且不会明显干扰对相关钻头被驱动进入其中的组织的观察。

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可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组织中钻孔。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。螺钉将板固定到骨的单独区段。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使其中插有螺钉的钉子就位。如果螺钉太长，则螺钉可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组成部分是测量孔的深度。目前，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。然后，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。
[0007]该方案的缺点是，在形成孔之后，外科医生必须花费时间来进行：将深度计插入孔中；适当地放置深度计以确保孔深度被精确地测量；读取深度计以确定孔深度；以及取回深度计。必须执行这些分步骤增加了执行外科手术所需的总时间。因此，必须执行这些分步骤违背了现代外科手术的目标之一：手术应尽可能快地执行，以最小化内部组织暴露于周围环境的时间，从而最小化受到感染的时间，并且减少患者受到的麻醉。
[0008]为了避免必须花费额外的时间来测量孔深度，已经提出了包括内置深度计的手术钻机。这种钻机通常包括可滑动地安装到钻机壳体的棒。该棒被定位成与钻头平行并与钻头隔开。头部位于棒的远端。头部被定位成环绕钻头坐置。当使用该钻机时，钻机被定位成
使得当棒延伸时，头部抵靠着将围绕其形成孔的骨安置。当形成孔时，头部和棒保持静止。钻机朝向头部移动。安装在钻机上的传感器监测钻机相对于棒的移动。来自传感器的钻机移动的测量值被用作孔深度的量度。
[0009]上述类型的钻机可以在组织中形成孔并且同时提供孔深度的量度。这种钻机的问题在于，与钻头间隔0.5cm或更大距离的棒和直径为0.8cm或更大的头部妨碍外科医生对钻头所抵靠的组织的观察。出于这个原因，这种特定类型的钻机未被证明是用于形成孔同时提供孔深度的量度的受欢迎装置。

技术实现思路

[0010]本专利技术涉及能够同时在组织中钻孔并提供孔深度的量度的新型实用钻机。本专利技术的钻机被设计成使得深度测量部件不会明显地阻挡对抵靠其施加钻头的组织的视野。本专利技术的另一个特征是，深度测量部件的存在不需要外科医生为了容纳深度测量部件从而明显地扩大骨附近的切口的尺寸。
[0011]本专利技术的钻机包括从钻机壳体延伸的钻头。钻机还包括深度计。深度计的一个部件是细长的探针，该探针可滑动地安装到壳体上以便紧邻钻头。在本专利技术的许多型式中，探针是在钻头上延伸的管、套管。
[0012]为了便于探针相对于钻头的靠近定位，钻头从筒状转子向前延伸，该筒状转子提供使钻头旋转的旋转力矩。在转子的孔内，存在其尺寸被设计成接收探针的近侧部分的空体(void)空间。在本专利技术的这个型式中，钻头被安装至联接组件，联接组件附接到转子的近端。在本专利技术的一些型式中，转子是马达内的转子。在本专利技术的其它型式中，该转子与马达分离。齿轮组件将马达的旋转轴连接到该转子，使得马达轴的旋转引起转子的旋转，转子转动钻头并且接收探针的近端。
[0013]因此，本专利技术的钻头被设计成使得探针穿过钻机中的开口从钻机向前延伸，钻头也从相同开口延伸。
[0014]深度计包括安装到钻机壳体上的传感器。传感器生成表示探针的远端相对于壳体的位置的信号。实际上，当使用本专利技术的钻机时，壳体相对于探针移动。钻头的远端位于相对于壳体的纵向位置处。因此，由传感器输出的表示壳体移动的信号被用作孔深度的量度。
[0015]本专利技术的钻机的另一个特征是钻机提供孔深度的量度，即使是在孔形成后钻头继续向患者体内行进的情况下。本专利技术的钻机通过监测由钻机的至少一个部件生成的信号来提供孔深度的量度。在本专利技术的一个型式中，通过监测传感器信号来进行孔端确定。更具体地，监测传感器信号以确定信号是否指示钻头的深度已经有了明显的变化。在本专利技术的其它型式中，通过监测由钻机内马达输出的扭矩来进行孔端确定，该马达驱动钻头或改变钻头速度。
[0016]基于钻机状态发生突然改变的信号指示，组成深度计的部件冻结住孔深度的测量值。
附图说明
[0017]本专利技术在权利要求中被特别指出。本专利技术的上述和其它特征及优势将根据下文结合附图的具体实施方式部分而被理解，在附图中：
[0018]图1是本专利技术的手术钻机的透视图；
[0019]图2是钻机的近端的透视图；
[0020]图3是钻机的横截面图；
[0021]图3A是钻机的筒管的近端的放大横截面图；
[0022]图4是钻机内的马达的横截面和局部透视图；
[0023]图5是马达前盖的透视和横截面图；
[0024]图6是马达后盖的透视和横截面图；
[0025]图7是层叠堆套筒和设置在堆中的绕组的透视图；
[0026]图8是马达内的转子的横截面和局部透视图；
[0027]图9是附接到马达转子的输出轴的透视图；
[0028]图10是钻机内的齿轮系和附接的驱动主轴的透视图，其中示出齿轮系的朝向远侧的部件；
[0029]图11是钻机内部的齿轮系的一部分和附接的驱动主轴的透视图，其中示出齿轮系的朝向近侧定向的部件；
[0030]图12是齿轮系的近侧部分和附接到齿轮系的驱动主轴的横截面图；
[0031]图13是钻机内的锁环的透视图；
[0032]图14是驱动主轴和锁环的横截面图；
[0033]图15是锁定致动器和用于使锁定致动器移位的按钮的分解图；
[0034]图16是监测套管相对于钻机本体的位移的变换器组件的局部分解图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变换器组件，其被配置成被联接到具有围绕钻头的钻机壳体的手术钻机的机头，以测量由所述钻头形成的孔的深度，所述变换器组件包括：外壳，其被配置成被联接到所述手术钻机的钻机壳体；探针，其被可滑动地安装到所述外壳上，以便从所述外壳向前延伸和缩回到所述外壳内；齿轮，其被可旋转地联接到所述外壳并且被配置成响应于所述探针的延伸和缩回而旋转；和变换器，其被配置成响应于所述齿轮的旋转而产生信号，所述信号代表当所述钻头被操作性地联接到所述手术钻机的机头并且所述外壳被联接到所述钻机壳体时所述钻机壳体相对于所述探针的远端移动的距离。2.根据权利要求1所述的变换器组件，其中，所述变换器包括电位计。3.根据权利要求1所述的变换器组件，其中，所述变换器组件还包括偏压构件，以向远侧向前推动所述探针。4.根据权利要求3所述的变换器组件，其中，所述偏压构件包括弹簧，所述弹簧在所述齿轮上施加扭矩以使所述齿轮旋转以接合所述探针以向远侧向前推动所述探针。5.根据权利要求1所述的变换器组件，其中，所述变换器组件还包括衬套，所述衬套限定用于在阻止所述探针的侧向移动的同时可滑动地接收所述探针的开口。6.根据权利要求5所述的变换器组件，其中，当所述探针被接收在所述衬套的开口中时，所述齿轮在所述衬套的头端与脚端之间接合所述探针。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的变换器组件，其中，所述探针包括具有管形状的套管。8.根据权利要求7所述的变换器组件，其中，所述套管具有纵向延伸的凹槽。9.根据权利要求7所述的变换器组件，其中，所述套管包括与所述套管的近端向前间隔开的齿，以用于接合所述齿轮。10.根据权利要求9所述的变换器组件，其中，所述齿延伸的距离大于所述套管的长度的30％。11.根据权利要求7所述的变换器组件，其中，所述套管沿所述套管的长度限定管腔，并且所述套管的远端形成有锥形，使得所述套管的最远端处的壁厚小于所述套管的最远端的近侧的壁厚。12.一种用于致动钻头并测量由所述钻头形成的孔的深度的手术钻机，所述手术钻机包括：钻机壳体；马达，其被操作性地联接到所述钻头并被设置在所述钻机壳体中，使得所述马达的转子的旋转导致所述钻头的旋转；和被安装到所述钻机壳体上的变换器组件，其包括：探针，其被可滑动地安装到所述钻机壳体上，以便从所述钻机壳体向前延伸和缩回到所述钻机壳体内；齿轮，其被配置成响应于所述探针的延伸和缩回而旋转；和变换器，其被配置成响应于所述齿轮的旋转而产生信号，所述信号代表当所述钻头被
操作性地联接到所述马达时所述钻机壳体相对于所述探针的远端移动的距离。13.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述变换器组件被可移除地安装到所述钻机壳体上。14.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述变换器包括电位计。15.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述手术钻机还包括偏压构件，以向远侧向前推动所述探针。16.根据权利要求15所述的手术钻机，其中，所述偏压构件包括弹簧，所述弹簧在所述齿轮上施加扭矩以使所述齿轮旋转以接合所述探针以向远侧向前推动所述探针。17.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述手术钻机还包括衬套，所述衬套限定用于在阻止所述探针的侧向移动的同时可滑动地接收所述探针的开口。18.根据权利要求17所述的手术钻机，其中，当所述探针被接收在所述套管的开口中时，所述齿轮在所述套管的头端与脚端之间接合所述探针。19.根据权利要求12至18中的任一项所述的手术钻机，其中，所述探针包括具有管形状的套管。20.根据权利要求19所述的手术钻机，其中，所述套管沿所述套管的长度限定管腔，并且所述套管的远端形成有锥形，使得所述套管的最远端处的壁厚小于所述套管的最远端的近侧的壁厚。21.根据权利要求19所述的手术钻机，其中，所述套管具有纵向延伸的凹槽。22.根据权利要求19所述的手术钻机，其中，所述套管包括与所述套管的近端向前间隔开的齿，以用于接合所述齿轮。23.根据权利要求22所述的手术钻机，其中，所述齿延伸的距离大于所述套管的长度的30％。24.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述手术钻机还包括钻头，其被操作性地联接到所述马达，使得马达转子的旋转导致所述钻头的旋转，其中所述探针周向地围绕所述钻头。25.根据权利要求12所述的手术钻机，其中，所述手术钻机还包括显示器，所述显示器被配置成当所述钻头被联接到所述马达时，呈现由所述钻头形成的孔的深度的指示。26.根据权利要求25所述的手术钻机，其中，所述显示器被可移除地安装到所述钻机壳体。27.一种用于致动钻头并确定孔的穿透深度的手术钻机系统，所述手术钻机系统包括：壳体；马达，其用于被操作性地联接到被设置在所述壳体中的钻头；探针，其被可滑动地安装到所述壳体，以便从所述壳体向前延伸；变换器组件，其被安装到所述壳体，用于产生位移信号，所述位移信号代表当所述钻头被操作性地联接到所述马达并前进时所述壳体相对于所述探针的远端移动的距离；和处理器，其被配置成，从所述变换器组件接收所述位移信号，在所述钻头前进以形成所述孔时，将所述位移信号和与所述位移信号相对应的时间数据存储在存储器中，
基于存储的所述位移信号确定所述钻头的最终穿透深度，确定在确定所述孔已经完全形成之后产生所述钻头的最终穿透深度时的时间数据，基于存储的位移信号和相对应的时间数据以及基于产生所述钻头的最终穿透深度时的时间数据...

【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：