CN102088917B - 具有双表面的手术切割器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了利用具有多个在其中形成的孔口(198)的手术微型锯片(104)切割骨物质的手持手术切割器械(102)。该手术切割器械包括用于操作该切割器械的可手握主体(106)和连接到主体的锯片耦合机构(116)，其配置成连接到手术微型锯片。锯片耦合机构包括包含第一锯片接触表面(130)的第一耦合元件(120)。第一锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片上的第一孔口的至少一个第一突出体(134)。锯片耦合机构包括第二耦合元件(138)，其包括面向第一耦合元件的第一锯片接触表面的第二锯片接触表面(144)。第二锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片上的第二孔口的至少一个第二突出体(154)。

Description

具有双表面的手术切割器械

技术领域

本公开涉及手术切割器械，而且更特别地，涉及具有双表面联锁耦合装置的手术切割器械。

背景技术

骨切割手术锯(Bone-cutting surgical saws)，例如矢形(sagittal)锯或摆型(oscillating)手术锯，在很高速度下最有效切割，例如每分钟10000-40000转。这些高速度导致高水平的振动，并可在切割过程中引起锯片偏离。因此，实际的锯片切割经常具有比实际锯片厚度大相当多的厚度。例如，具有0.015英寸厚度的切割锯片不可切割宽度低于0.030英寸的凹槽。

有些振动可归于低效率的耦合系统。传统微型锯上的耦合系统夹住锯片的每一端，从而牢固地把锯片固定在适当位置。典型系统包括在穿透锯片上孔口的底部夹钳上的突出体，并且包括反方向平滑顶部夹钳。因此，只有底部夹钳夹住锯片，而顶部夹钳只是作为锯片设置的光滑导轨。随着时间的推移，夹紧力可减小，而且因为只有一个夹钳固定锯片，系统变得越来越不稳定，导致锯片上的额外振动，并且可能导致切割效力较小。

在此公开的装置克服现有技术中的一个或更多缺点。

发明内容

一方面，本公开涉及用具有多个在其中形成的孔口的手术微型锯片切割骨物质的手持手术切割器械。该手术切割器械包括用于操作该切割器械的可手握主体和连接到主体的锯片耦合机构，其经配置成连接到手术微型锯片。锯片耦合机构包括含第一锯片接触表面的第一耦合元件。第一锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片上的第一孔口的至少一个第一突出体。锯片耦合机构包括第二耦合元件，其包括面向第一耦合元件的第一锯片接触表面的第二锯片接触表面。第二锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片上的第二孔口的至少一个第二突出体。

另一例示方面，本公开涉及用于切割骨物质的手持手术切割系统。该系统包括具有远端和近端的手术微型锯片。远端具有形成其上的锯齿，而近端具有形成于其中的通孔。该系统也包括手术切割锯，其包括可手握主体和连接到主体并配置成连接到手术微型锯片的锯片耦合机构。锯片耦合机构包括含第一锯片接触表面的第一耦合元件。第一锯片接触表面具有从其延伸并配置成啮合手术锯片中的孔口的第一多个突出体。第一多个突出体在第一锯片接触表面上对称设置。锯片耦合机构也包括面向第一耦合元件的第一锯片接触表面的第二耦合元件。该第二锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片中的孔口的第二多个突出体。第二多个突出体可在第二锯片接触表面上对称设置，并与第一多个突出体偏移。

在另一例示方面，本公开涉及用具有形成其中的孔口的手术微型锯片切割骨组织的手持手术切割器械。该手术切割器械包括用于操作该切割器械的可手握主体，以及连接到主体、用于连接到手术微型锯片的套爪组件。套爪组件包括含头部分和轴部分的传动轴。所述头部分可拆卸地连接到轴部分的第一端部，所述头部分包括面对轴部分的第一锯片接触表面。锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片中的孔口的第一多个突出体。套爪组件也包括围绕驱动轴设置的套筒，并相对于驱动轴可轴向移动。套筒包括面对第一锯片接触表面的第二锯片接触表面。第二锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合手术锯片的孔口的第二多个突出体。第一多个突出体从第二多个突出体偏移。第一和第二锯片接触表面中至少一个包括多个在其中形成的接收凹部，该接收凹部的尺寸和形状适于接收第一和第二锯片接触表面中至少一个的另一个的各自突出体。

这些和其它特点将从以下说明明显看出。

附图说明

图1是摆型骨切割手术系统的例图。

图2是图1中手术系统的具有微型锯片的示例性套爪组件的一部分的的例图。

图3是图2中具有微型锯片的示例性套爪组件的横截面的的例图。

图4是图2中套爪组件的例图，其中移除驱动轴头部分从而显示在套筒上的锯片接触表面。

图5是图2中套爪组件的示例性驱动轴头部分的例图，显示锯片接触表面。

图6是图2中套爪组件的示例性传动轴杆的例图。

图7是图1中骨切割手术系统的示例性微型锯片的例图。

图8是可用在套爪组件内的驱动轴的替换实施方式的例图。

图9是示例性矢形骨切割手术系统的的例图。

具体实施方式

为促进对本发明原理的理解的目的，将参考附图中的实施方式或例子，并用特定语言对其描述。然而应该理解，本发明的范围不限于此。在描述的实施方式中的任何改变或者进一步更改，以及在此描述的本发明原理的任何进一步应用都可考虑，这通常可被本公开所涉及领域的技术人员想到。

主要地，本公开涉及骨切割手术系统，其包括手持的、高速骨切割手术锯，如矢形锯和摆锯，以及切割微型锯片。该锯包括具有突出体如插销或凸块的套爪组件，该突出物啮合或延伸入切割锯片上的孔口，从而在套爪组件中在适当位置固定锯片。为了提高锯片的稳定性，在此公开的套爪组件包括突出体，其从上和下两侧突入微型锯片的孔口中。这些偏置突出体可补偿锯片连接，可减少振动，并可提高锯片的总体稳定性。进而可提高切割精度，其能够减少病人的创伤并加快康复时间。

现在参考图1，本公开涉及包括手术锯102和可选择性拆卸的微型锯片104的骨切割手术系统100。手术锯102包括手持件106、绳索(cord)108和连接器110，其配置成可拆卸地耦合电源。连接器110仅为例示性的，本领域专业人员应明白，可使用任何一种合适的连接器，而在一些实施方式中，绳索108本身可耦合到电源而不使用连接器。另外考虑的实施方式包括电源，其作为手持件106的一部分，例如电池供电的手持件。

手持件106包括马达组件112、把手114以及套爪组件116。在一些实施方式中，马达组件112置于把手114中，而在其它的实施方式中，其被设置到邻近把手114的位置。考虑可使用控制手术锯102的任何合适系统。例如，一些实施方式包括触发系统，其设置在手持件106上从而提供切割速度的手动控制，或可选地，通过电源与手持件106联接的脚踏板，从而提供控制输入。也可考虑其它控制系统。

图2和3示出例示性套爪组件116的一部分，而图4-6示出套爪组件的部件。参考图2和图3，套爪组件116固定锯片104到手术锯102上，并从马达传输驱动力到锯片上。在该实施方式中，其包括驱动轴118和限定纵向套爪轴122的套筒120。套筒120接收并围绕驱动轴118延伸，并且可相对于驱动轴118沿套爪轴122移动，使得能够选择性地耦合锯片104。也考虑了所有的合适材料都可用于套爪组件116。在一个实施方式中，使用了生物相容性不锈钢材料，例如不锈钢17-4。

参考图3和图4，套筒120包括头部分124和杆部126，而中心孔128从其中延伸。图4中，驱动轴118的一部分设置在中心孔128中。中心孔128允许套筒120沿驱动轴118轴向运动，使得能够选择性地锁住或释放锯片104。头部分124包括基本平坦的锯片接触表面130和邻近锯片接触表面130的周边132。

锯片接触表面130包括在其上形成的多个突出体134。这些都绕着套爪轴122对称设置，并配置成连接锯片104。这里，套筒120包括四个从其中延伸的突出体134，其绕套爪轴122以90度间隔隔开。考虑可提供更多或更少突出体134。突出体134可与套筒120整体形成，或者为了制造方便，可以是单独部件配合，例如以干涉配合，配合到在锯片接触表面130中形成的接收端口(未示出)中。在该实施方式中，突出体134是矩形凸出物，其具有与相应锯片104厚度相等或更高的高度。然而在其它例子中，突出体134具有圆形、三角形或菱形横截面。也考虑其它形状的突出体。

除了突出体，锯片接触表面130还包括多个接收凹部136。图4中，它们每个都设置在相邻突出体134之间，围绕套爪轴122对称隔开。类似于突出体134，接收凹部136也以90度间隔隔开。这些凹部具有比邻近的突出体高度较小的深度，如下面所述，其尺寸适于接收在驱动轴118上的突出体。

驱动轴118在图3、图5和图6中更清晰示出。这里，驱动轴118包括可拆卸地耦合到轴140远端139的头部分138。轴140限定纵向延伸轴的轴142(图6)。

参考图3和图5，头部分138包括锯片接触表面144和外周边146。这里，锯片接触表面144包括用于连接轴140的远端139的中心凹部148。在该实施方式中，中心凹部148以正方形形成。轴140的远端139形成正方形凹槽，以便驱动轴118被装配后，头部分138不能相对轴140转动。中心凹部148中的通孔150接收紧固件例如螺钉150(如图2所示)，其延伸到轴140的远端139端部的对应孔152中，从而将头部分138紧固至轴140。

锯片接触表面138也包括形成其上的突出体154。如套筒上的那些一样，这些突出体围绕套爪轴122对称设置，并配置成连接锯片104。这里，头部分138包括四个从其中延伸的突出体154，其以90度间隔隔开。考虑可存在更多或更少突出体154。突出体154可与头部分138整体形成，或作为独立部件配合到接收端口中。如套筒120上的那些一样，突出体154是矩形凸出体，其具有与相应的锯片104厚度相等或更高的高度。也可考虑其它形状的突出体。如下面所述，这些突出体的尺寸和形状适于配合到套筒120中形成的接收凹部中。

轴140包括连接到头部分138或与头部分138形成整体的远端139，并且包括近端156。在该实施方式中，近端156包括示为插销接收穿过通道的马达耦合部件158，其直接或配合地连接到马达，从而提供所需的切割摆动。

现在参考图3，如图中可见，套筒锯片接触表面130和驱动轴锯片接触表面144互相面对。头部分138的外周边146尺寸适于基本具有与套筒外周边132相同的直径。套筒120和驱动轴118可轴向移动分开从而接收锯片104，然后集合从而在锯片接触表面130和144之间夹住锯片104。虽然未示出，但可使用弹性力从而将套筒120偏置到夹紧位置从而在适当位置固定任何锯片。

图7示出可与图1中手术锯102一起使用，并可与图2-6中的套爪组件116固定的例示性微型锯片104。微型锯片104可以是厚度例如在0.007-0.022范围内的单一材料的压制和/或加工形式。其包括促进与套爪组件116的互连的近端180，和具有包括多个在其上形成的锯齿184的切割刃的远端182。

在该例子中，近端180由相对球形的头部分186限定，该相对球形头部分包括从锯片104的近端沿纵轴190向内延伸的槽(slot)188。槽188以由面向纵轴190的基本平直边缘194限定的漏斗状孔口192形成。平直边缘194可帮助引导锯片104进入套爪组件116上的位置。部分圆形的外周边196限定球形头部分186的外边缘。在一些实施例中，外周边196具有与驱动轴头部分138和套筒头部分124的直径基本相同或略小的直径。

在近端180中形成的孔口198允许锯片104固定至手术锯套爪组件116。在示出的实施方式中，孔口198围绕中心点200对称设置。这里，至少两个孔口198直接位于中心点200的对侧并在纵轴190的横向侧。中心设置的孔口198位于沿纵轴190的位置。在示出的例子中，孔口198彼此45度角偏移，并按尺寸适于匹配驱动轴118和套筒上的突出体134、154。然而，也考虑了匹配期望套爪组件的其它偏移角度。

这里，每个孔口198都是矩形以便匹配套爪组件116的突出体形状。在示出的例子中，球形头部分186包括五个孔口204、206。然而，在其它实施方式中，可提供更多或更少的孔口。当漏斗状孔口192的角度比示出的小时，可包括另外的孔口，同时保持示出的45度间隔。

重新参考图3，套爪组件突出体与锯片104相互连接从而将其固定在适当位置。图3中，套筒突出体134向上延伸通过孔口198并邻接锯片接触表面144。同样地，虽然在图3中不可见，驱动轴突出体154向下延伸通过孔口198并进入套筒120中的接收凹部136。因此，在具有如图7所示的五个孔口198的锯片实施方式中，两个或三个突出体从底部通过锯片孔口198，并且两个或三个突出体从顶部通过锯片孔口198。因为套筒突出体134以90度间隔隔开，并且驱动轴突出体154以90度间隔隔开，但偏移套筒突出体45度，锯片104可在八个不同位置在套爪组件内被移除或固定。在一些实施方式中，例如，套爪组件包括总数为只有四个突出体或六个突出体，而且选择锯片104上的孔口从而与这些突出体一致。也考虑了其它数量的突出体。

除了用突出体134、154将锯片104固定到适当的位置之外，锯片接触表面130、134也摩擦地啮合并减少振动和摇动。因此，在锯片和锯片接触表面之间提供尽量多接触面积是有益的，且是可行的。因此，在示出的实施方式中，突出体134、154以矩形横截面而不是圆形横截面形成。为了稳定性，矩形突出体可具有与相应的圆柱形突出体一样的最大宽度，但是允许与锯片接触表面130、144连接的锯片表面面积总体增加。这也可帮助更稳固地在套爪组件116的合适位置固定锯片104。

图8示出可替换的驱动轴250。这里，驱动轴包括轴140，但也包括可替换的头部分252。因为头部分252的很多特征都与前面所述的相似，只详细讨论其差异。这里，除了具有矩形突出体254外，头部分252还包括多个接收凹部256。其每个都设置在邻近突出体254之间，并且围绕驱动轴线258对称间隔。突出体254以90度间隔隔开，并且接收凹部也以90度间隔隔开。然而，这些接收凹部256与套筒120上的相应突出体形状不同。这些接收凹部256以弯曲的内端和完全延伸到外周边260的平行侧边成形。因此，在该实施方式使用中，套筒突出体134可完全延伸通过锯片孔口198，而非直接紧靠驱动轴的锯片接触表面，套筒突出体突入接收凹部256。

应当注意，在一些实施方式中，头部分上的接收凹部的形状和尺寸可类似相对于套筒120所描述的，但可使用任何合适的尺寸和形状。

图9示出驱动锯片104的矢形锯300。在该实施方式中，安排套爪组件102从而相对锯柄304的轴向固定锯片104。因此，在该实施方式中，套爪组件302包括并排的锯片接触表面。然而，如同图1-6公开的摆锯102，矢形锯300包括设置在邻近套爪结构外边缘的两个锯片接触表面上的突出体，并确定锯片104尺寸以便锯片头部分的外周边基本与套爪组件的边缘一致。

虽然以上仅详细描述了少数例示性实施方式，本领域技术人员应当容易明白，在不实质偏离本公开的新颖教导和优点的情况下，在例示性实施方式中可有很多更改。因此，所有这样的更改和替换意欲包括在如权利要求限定的本发明的范围中。本领域专业人员也应明白，这样的更改和等同结构或方法不偏离本发明公开的精神和范围，并且他们可不偏离本发明公开的精神和范围的情况下，做各种改变、替代及变更。

Claims (21)

1.一种利用具有多个在其中形成的孔口的手术微型锯片切割骨物质的手持手术切割器械，所述手术切割器械包括：

用于操作所述切割器械的可手握主体；

连接到所述主体并配置成连接到所述手术微型锯片的锯片耦合机构，所述锯片耦合机构包括：

包括第一锯片接触表面的第一耦合元件，所述第一锯片接触表面具有第一多个从其延伸并配置成啮合所述手术锯片中的孔口的突出体；以及

包括面向所述第一耦合元件的所述第一锯片接触表面的第二锯片接触表面的第二耦合元件，所述第二锯片接触表面具有第二多个从其延伸并配置成啮合所述手术锯片中的孔口的突出体，其中所述第二多个突出体相对于所述第一多个突出体沿周向偏移45度。

2.根据权利要求1所述的手术切割器械，其中，所述第二耦合元件包括至少一个在其中形成的接收凹部，所述接收凹部定位并成形为接收所述第一耦合元件的所述第一多个突出体中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的手术切割器械，其中，所述第一多个突出体包括对称间隔90度的四个突出体，并且所述第二多个突出体包括对称间隔90度的四个突出体。

4.根据权利要求1所述的手术切割器械，其中，所述第一多个突出体是矩形突出体。

5.根据权利要求4所述的手术切割器械，其中，所述第二耦合元件包括多个在其中形成的矩形接收凹部，所述接收凹部被定位成接收所述第一多个突出体。

6.根据权利要求1所述的手术切割器械，其中，轴部分垂直于所述第一锯片接触表面延伸并且通过所述第二锯片接触表面，所述第一多个突出体围绕所述轴部分对称设置，并且所述第二多个突出体围绕所述轴部分对称设置。

7.根据权利要求1所述的手术切割器械，其中，所述第一耦合元件包括头部分和轴，所述第一锯片接触表面形成在所述头部分上，所述头部分可拆卸地连接到所述轴。

8.根据权利要求7所述的手术切割器械，其中，所述第一锯片接触表面包括中心凹部，并且所述轴延伸进入所述中心凹部。

9.根据权利要求7所述的手术切割器械，其中，所述第一耦合元件包括在其中形成的多个第一接收凹部，所述接收凹部被定位和成形为接收所述第二多个突出体；并且其中，所述第二耦合元件包括在其中形成的多个第二接收凹部，所述第二接收凹部被定位和成形为接收所述第一多个突出体。

10.一种用于切割骨物质的手持手术切割系统，其包括：具有远端和近端的手术微型锯片，所述远端具有形成其上的锯齿，所述近端具有形成其中的通孔；以及

手术切割锯，其包括：

可手握主体；

锯片耦合机构，其连接到所述主体并配置成连接到所述手术微型锯片，所述锯片耦合机构包括：

第一耦合元件，其包括第一锯片接触表面，所述第一锯片接触表面具有第一多个从其延伸的突出体，并配置成啮合手术锯片中的孔口，所述第一多个突出体在所述第一锯片接触表面上对称设置；以及

第二耦合元件，其包括面对所述第一耦合元件的所述第一锯片接触表面的第二锯片接触表面，所述第二锯片接触表面具有第二多个从其延伸的突出体，并配置成啮合手术锯片中的孔口，所述第二多个突出体在所述第二锯片接触表面上对称设置，并且沿周向偏移所述第一多个突出体45度。

11.根据权利要求10所述的手术切割系统，其中，所述第二耦合元件包括在其中形成的多个接收凹部，所述接收凹部被定位和成形为分别接收相应的所述第一多个突出体。

12.根据权利要求11所述的手术切割系统，其中，所述第一多个突出体具有比所述锯片厚度大的高度。

13.根据权利要求11所述的手术切割系统，其中，所述接收凹部具有与所述第一多个突出体的突出体形状类似的形状。

14.根据权利要求11所述的手术切割系统，其中，所述第二耦合元件包括外周边，并且所述接收凹部延伸到所述外周边并与所述外周边相交。

15.根据权利要求10所述的手术切割系统，其中，所述第一多个突出物包括四个对称间隔90度的突出体，并且所述第二多个突出体包括四个对称间隔90度的突出体。

16.根据权利要求11所述的手术切割系统，其中，所述锯片通孔以矩形成形，并且在其中，所述第一多个突出体和所述第二多个突出体是以矩形成形的突出体。

17.根据权利要求16所述的手术切割系统，其中，所述第二耦合元件包括至少一个在其中形成的矩形形状的接收凹部，所述接收凹部被定位为接收所述第一多个突出体的至少一个突出体。

18.根据权利要求10所述的手术切割系统，其中，轴部分垂直于所述第一锯片接触表面延伸并通过所述第二锯片接触表面，所述第一和第二多个突出物围绕所述轴部分对称设置。

19.根据权利要求10所述的手术切割系统，其中，所述第一锯片接触表面包括中心凹部和延伸进入所述中心凹部的轴。

20.一种用具有形成其中的孔口的手术微型锯片切割骨组织的手持手术切割器械，包括：

可手握主体，用于操作所述切割器械；

套爪组件，其连接到所述主体以便连接到所述手术微型锯片，所述套爪组件包括：

包括头部分和轴部分的驱动轴，所述头部分可拆卸地连接到轴部分的第一端部，所述头部分包括面对轴部分的第一锯片接触表面，所述锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合在所述手术锯片上的孔口的第一多个突出体；以及

围绕所述驱动轴设置并且相对于所述驱动轴可轴向运动的套筒，所述套筒包括面对所述第一锯片接触表面的第二锯片接触表面，所述第二锯片接触表面具有从其中延伸并配置成啮合在所述手术锯片上的孔口的第二多个突出体，所述第一多个突出体与所述第二多个突出体沿周向偏移45度，其中，所述第一和第二锯片接触表面中的至少一个包括在其中形成的多个接收凹部，所述接收凹部尺寸和形状适于接收所述第一或第二锯片接触表面中至少一个的另一个的各自突出体。

21.根据权利要求20所述的手持手术切割器械，其中，所述第一多个突出体和所述第二多个突出体是矩形形状突出体。

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