CN102448384A - 切骨组件 - Google Patents

Abstract

一种用于在手术疗法期间切割骨头的组件包括切割工具和引导块。切割工具包括刀片和用于将切割动作给予刀片的驱动单元。引导块可定位成抵靠骨头，且具有用于在切割步骤期间引导刀片的基准表面，引导块具有屏幕表面，该屏幕表面提供基准点用以指示刀片的正确对准。切割工具包括用于当刀片与引导表面相接触时将准直光束沿平行于刀片的方向引至引导块上的屏幕表面上的装置，刀片轴线与光束之间的距离等于基准表面与屏幕表面上的基准点之间的距离。

Description

切骨组件

技术领域

本发明涉及用于在手术疗法期间切割骨头的组件。

背景技术

矫形外科手术疗法(例如，用以更换矫形人工关节的疗法)的效果取决于制备骨头的精度。骨头的制备通常涉及到切割骨头，例如使用诸如锯或钻的工具或毛边切割工具。精度要求应当对切割精确地定位和精确地定向。

常见的是使用切割引导件来精确地定位切口。切割引导件可在制备骨头的步骤中例如借助于销钉而紧固到骨头上以用于随后的切割步骤。切割引导件提供引导表面，该引导表面可在切割步骤期间支承切割工具的刀片。例如，当切割工具为具有往复刀片的锯时，引导表面通常将为平面的，例如为露出的平坦表面或槽口的形式。当切割工具为具有旋转刀头的钻或毛边切割器时，引导表面可为开孔。

期望的是，最大限度地减小因将具有不平行于刀片轴线的分量的力施加到切割工具上而引起的不精确性。此种力可使刀片倾斜，从而将不精确性引入刀片的定位或定向或两者，尤其是在刀片并未紧密地配合在引导槽口或开孔中时。此种力还可能趋于使刀片弯曲。

发明内容

本发明提供了一种组件，其中光束从切割工具沿平行于切割刀片的方向引至切割引导件上的屏幕表面上，该表面提供了用以指示刀片正确对准的基准点。

因此，在一个方面中，本发明提供了一种用于在手术疗法期间切割的组件，其包括：

a.切割工具，其包括刀片和用于将切割动作给予刀片的驱动单元；以及

b.引导块，其能抵靠骨头定位且具有用于在切割步骤期间引导刀片的基准表面，该引导块具有提供基准点用以指示刀片正确对准的屏幕表面，

其中，切割工具包括用于当刀片与引导表面相接触时将准直的光束沿平行于刀片的方向引至引导块上的屏幕表面上的装置，刀片轴线与光束之间的距离等于基准表面与屏幕表面上的基准点之间的距离。

本发明的组件向外科医生提供了在垂直于刀片轴线的方向上具有分量的力施加到切割刀片上的可见指示。在垂直于刀片轴线的方向上具有分量的力施加到刀片上的指示通过屏幕上的光束入射点和参考标记的相对位置而明显。此种力可能趋于使刀片优先抵靠基准表面的一个或多个边缘，或使刀片弯曲，或两者。此种所施加的力可将不精确性引入由刀片产生的切口的定位或定向或两者，尤其是在基准表面敞开(而非以槽口或开孔形式闭合)或刀片松配合在槽口或开孔中时。弯曲力可导致刀片与基准表面之间的附加摩擦，可能引起刀片或基准表面或它们中的各个的磨损以及产生不希望的磨损碎屑。振动可导致引导块在用于将该引导块固定到骨头上的销钉或其它构件上的不希望的运动，或使这些销钉松开。

本发明使用切割引导件上的基准表面来定位切割工具的刀片。结合基准表面，光源提供了关于刀片在相对于基准表面定位时对准的信息。

基准点可为屏幕表面上的参考标记，例如呈表面上凹入或凸出的轮廓的形式，或以与周围表面形成对比的颜色印在屏幕表面上的标记，或凹入或凸出的轮廓和所印标记的组合。

基准点可由屏幕边缘提供。

引导块上的基准表面可大致为平面的，例如由块上的露出表面或由槽口提供。它可用于引导锯片或毛边切割器的旋转刀头。基准点可为平行于基准表面延伸的线的形式。作为优选，该线为连续的。然而，它也可能为间断的，例如由点线或虚线提供。提供基准点的线可由屏幕的边缘限定。

基准表面可由开孔提供。它可用于引导开孔形成工具，例如钻的旋转刀头，其能在开孔中滑动。参考标记可标记定位成与引导块中的开孔有预定距离的点。

组件可包括提供光束源的光源。光源可安装到切割工具上以使该光源为或形成用于引导光束的装置的一部分。光源可为激光器。激光源的选择应当考虑发射光的可见性。对于一些应用，可优选的是激光源发射绿色的光。应当考虑的其它因素包括供电、发热，以及其它安全问题。适合的光源可商购得到。

组件可包括用于将光从光源传送至切割工具的光纤光导管。光纤光导管可具有准直光束自其引出的自由端，且光纤光导管在所述端处紧固到切割工具上以使该光纤光导管为或形成用于引导光束的装置的一部分。光纤光导管具有的优点在于光源可定位成远离切割工具，使得工具可体积更小且不需要将用于光源的电力供给至切割工具。光纤光导管和光源两者都可提供在切割工具上，使得该两个构件为或形成用于引导光束的装置的一部分。该组件可包括远离切割工具的光源，该光源借助于光纤光导管而连接到切割工具上。

用于引导准直光束的装置应当紧固到切割工具上以便在使用刀片时平行于轴线引导该光束。当刀片为锯片时，其可通过驱动单元而在平面中一侧到一侧(或左右)地往复。光束应当平行于该平面来引导。光束源可与刀片一起往复。然而，光束优选为在刀片往复时固定，例如固定到将往复动作给予刀片的驱动本体上。当刀片为围绕轴线旋转的刀头(例如，钻头或毛边切割器的刀头)时，应当平行于该轴线来引导光束。用于引导光束的装置应当足够刚性地紧固到切割工具上，例如借助于夹具，使得其在切割工具使用时不会移动。例如，夹具可环绕切割工具本体，或可用螺纹连接到切割工具本体上。

作为优选，屏幕表面由可拆卸地安装到引导块上的屏幕提供。可拆卸的屏幕表面可在切割步骤之后从引导块上移除。这具有减小阻碍以观察外科手术位置的优点。屏幕表面应当足够刚性地紧固到引导块上，以便防止其在切割步骤期间较大地移动。它可借助于诸如螺钉的紧固件而紧固到引导块上。然而，优选的是，它可利用便于附接和随后移除的弹性卡夹而紧固到引导块上。

屏幕表面可由切割引导件的表面提供，该屏幕表面与切割引导件形成为整体，或与切割引导件分开地形成但紧固到引导件上使得其不会在使用期间与引导件分开。

当屏幕表面由可与切割引导件分离的屏幕提供时，它可由不同于切割引导件的材料形成。屏幕可由聚合材料或金属制成。聚合材料的使用可因便于制造和降低成本而优选，尤其是如果屏幕包括可弹性地变形以帮助固定到切割引导件上的特征。

切割引导件可由通常用于制造手术器械的材料制成。适合的材料实例包括金属，例如不锈钢和聚合物材料。对于一些应用可优选的是，至少基准表面由金属提供，因为其抵抗因磨损造成的破坏。

参考标记应当使得其可在手术疗法期间清楚地观察到。它可提供为轮廓特征，例如凸出或凹入的，这可为模制或机械加工的。它可由具有对比色的标记来提供，例如通过印制。参考标记可由轮廓特征和对比色的组合来提供。

参考标记应当提供为以便其可容易地由使用该组件的外科医生看到。例如，对于参考标记，通常适合的是将具有至少大约0.5mm的横向尺寸。

光束应当容易地由使用该组件的外科医生看到。光束的可见性将取决于该光束中的光频率、光束的强度，以及其尺寸。作为优选，光束的横向尺寸为至少大约0.5mm。光的波长应当使得其通过其与屏幕的颜色对比而在屏幕上可见。

切割引导件中的基准表面可通过诸如槽口或开孔的开口提供。如公知的那样，刀片(其可能为锯片或钻或毛边切割工具的旋转刀头)应当在开口中滑动配合。

基准表面可由切割引导件的露出表面提供。切割引导件应当在切割步骤之前相对于骨头固定。切割引导件可具有形成在其中用于收容诸如销钉或螺钉的紧固件的开孔。切割引导件可紧固到可按要求定位切割引导件的手术器械组(set)的其它构件上，举例来说，如髓外杆。切割引导件可使用常规技术(包括使用对准器械来参照解剖学标志)以及图像引导的外科手术技术相对于骨头定位。

本发明的组件可用于在疗法中将胫骨切割引导件相对于胫骨定位，以便植入膝关节修复术的胫骨构件。它可用于在其它疗法中相对于其它骨头定位切割引导件，例如在植入其它矫形关节如臀、踝、肩和肘的构件的疗法中。

附图说明

本发明的实施例通过参照附图以举例的方式在下文中进行了描述，在附图中：

图1为具有紧固到其上的光源的往复骨锯的等距视图。

图2为可结合图1中所示的骨锯使用的切割引导件的等距视图。

图3为结合可紧固到切割引导件上的屏幕的切割引导件的局部截面前视图。

图4和图5为下肢的侧视图，示出了图1和图2中所示的骨锯和切割引导件的使用。

具体实施方式

参看附图，图1示出了可用于切割骨头的电动骨锯2。它包括驱动本体4和刀片6。刀片固定在两个夹板8之间，经由该两个夹板将左右往复运动给予刀片。刀片由不锈钢片形成。它为平面的，具有两个长的平行边缘10。远离驱动本体的刀片端部处的短边缘12具有形成于其中的切割齿。刀片布置在卡盘中，使得该刀片通过驱动件而在其中运动的平面包含刀片的两个平行边缘。

骨锯具有紧固到其上的激光单元14。激光单元生成沿一定方向的准直可见光束，该方向平行于由刀片6限定的平面。刀片中心线与光束中心之间的距离为20mm。

图2示出了切割引导件20，其包括由诸如在手术器械制造中常用的不锈钢块形成的本体21。它在各侧均具有三个固定孔22。它具有形成在其中的槽口24，骨锯的刀片6在该槽口24中滑动配合。

切割引导件包括屏幕26，该屏幕26从切割引导件本体的上面向上延伸。屏幕具有横过其延伸的线28。线的中心与锯槽口24的中心之间的距离为20mm。该线由屏幕中的凹槽限定。该凹槽可包含涂料，涂料的颜色与屏幕周围材料的颜色成对比。

图3示出了屏幕和切割引导件本体的特征，该特征容许屏幕可拆卸地安装在切割引导件本体上。屏幕通过模制由聚丙烯制成。屏幕在相对的转角处具有一对底脚30。各底脚均具有与其相关的保持卡夹32。

切割引导件本体具有形成在其顶面中的一对插座40。各插座均可收容屏幕上的其中一个底脚30及其相应的保持卡夹。各插座均由在外面向的端壁42和在内面向的端壁限定。在内面向的端壁限定底切口46。将屏幕配合到切割引导件本体上涉及将其中一个底脚及其在开口中的相应保持卡夹定位在其中一个插座中。施加组装力导致保持卡夹变形直到卡夹可回弹到底切口中。然后，卡夹将屏幕保持就位在切割引导件本体上。当屏幕组装就位在切割块本体上时，从锯引导槽口24到屏幕上的线28的距离为20mm。

屏幕可通过施加分离力而与切割引导件本体分离。该力通过插座在内面向的壁而导致保持卡夹变形，使得底脚及其相应保持卡夹可从插座中退出。

图4示出了刀片6与切割引导件中的槽口24的恰当对准。该图示出了朝其近端的紧固到胫骨48前面上的切割引导件20。如公知的那样，它可使用对准仪器定位在胫骨上。来自于激光单元14的光束50平行于刀片延伸，且入射到屏幕26上，处于凹槽28中，以便锯在槽口内的运动导致光束沿凹槽28移动，但不会偏离凹槽。

如图6中所示，如果骨锯为镶刃的而使得刀片不再与切割引导件中的锯槽口平面平行，则来自于激光单元的光便不再与屏幕26中的凹槽28重合。这将对于能够矫正锯的定向的外科医生明显可见。矫正锯的定向将有助于减小锯片和切割引导件的损耗，以及减小切割引导件的振动，该振动可能导致切割引导件松开或以其它方式运动。

附图示出了本发明的实施例，在其中切割工具为锯。

本发明适用于其它器具，如毛边切割工具和骨钻(其中切割引导件提供用于钻头的开孔)。

Claims (8)

1.一种用于在手术疗法期间切割骨头的组件，所述组件包括：

a.切割工具，所述切割工具包括刀片和用于将切割动作给予所述刀片的驱动单元；以及

b.引导块，所述引导块能抵靠所述骨头定位且具有用于在切割步骤期间引导所述刀片的基准表面，所述引导块具有屏幕表面，所述屏幕表面提供基准点用以指示所述刀片的正确对准，

其中，所述切割工具包括用于当所述刀片与所述引导表面相接触时将准直光束沿平行于所述刀片的方向引至所述引导块上的屏幕表面上的装置，所述刀片的轴线与所述光束之间的距离等于所述基准表面与所述屏幕表面上的基准点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述基准点为所述屏幕表面上的参考标记。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述刀片为锯片，且所述基准表面为平面的，以及所述基准点为平行于所述基准表面延伸的线。

4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述刀片为旋转刀头，且所述基准表面为开孔，以及所述基准点标记点。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件包括安装在所述切割工具上的光源。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件包括用于将光从光源传送至所述切割工具的光纤光导管，所述光纤光导管具有准直光束自其引出的自由端且在所述端处紧固到所述切割工具上。

7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述屏幕表面由可拆卸地安装在所述引导块上的屏幕提供。

8.一种切割骨头的方法，所述方法包括：

a.抵靠所述骨头定位引导块，所述引导块具有用于在切割步骤期间引导刀片的基准表面，以及提供基准点用以指示所述刀片正确对准的屏幕表面，

b.定位切割工具，所述切割工具包括刀片和用于将切割动作给予所述刀片的驱动单元使得所述刀片抵靠所述基准表面定位，所述切割工具包括用于当所述刀片与所述引导表面相接触时将准直光束沿平行于所述刀片的方向引至所述引导块上的屏幕表面上的装置，所述刀片的轴线与所述光束之间的距离等于所述基准表面与所述屏幕表面上的所述基准点之间的距离，

c.启动所述驱动单元以使所述刀片运动，使得所述刀片切割所述骨头，以及

d.在所述刀片切割所述骨头的步骤期间，保持所述光束相对于所述基准点的位置。

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