專利名稱：柔性切削刀具及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性切削刀具及使用此類刀具進(jìn)行外科手術(shù)鉆孔和其它切割操作的方法。
背景技術(shù)：
由于多種原因，現(xiàn)代外科手術(shù)常常要求在骨頭、牙齒或軟組織中鉆孔或切出通道。在骨頭中鉆成的孔可用于安放螺絲、縫線或骨頭錨定器以便能錨定植入物或能對(duì)韌帶或腱進(jìn)行復(fù)置。通常，現(xiàn)有外科手術(shù)鉆應(yīng)用一臺(tái)馬達(dá)(常為一臺(tái)空氣馬達(dá))和一個(gè)具有要求長(zhǎng)度和直徑的鉆頭。但是，由于緊鄰處有其它組織或假肢物質(zhì)，因而常常難于對(duì)手術(shù)鉆及鉆頭進(jìn)行適當(dāng)定向，以便在組織中能形成要求的孔。當(dāng)然，可使用牙科鉆，但它們的鉆頭長(zhǎng)度一般太短。
美國(guó)專利5330468(布克哈脫)提出了一種關(guān)節(jié)顯示鏡手術(shù)用的鉆孔機(jī)構(gòu)，在此機(jī)構(gòu)中，一根鎳鈦諾旋轉(zhuǎn)針頭從柔軟彎曲的瞄準(zhǔn)管中引出，鉆通骨頭的一個(gè)厚度，然后安放在一條適當(dāng)定位的收受管中。此裝置本身就有些笨重。在美國(guó)專利4926860(斯梯司等)中展示了另一種應(yīng)用鎳鈦諾針頭或探頭的裝置。這里，一根鎳鈦諾的針或其它探頭可安放在一根曲線的套管中，用以將探頭的端部運(yùn)送至要求的位置。然后，探頭通過套管向前移動(dòng)，并以直線定向從套管端部伸出。
假如，如前述美國(guó)專利5330468所示，鎳鈦諾針頭通過銳角彎曲，并以高速旋轉(zhuǎn)，則針頭會(huì)由于其在旋轉(zhuǎn)期間的長(zhǎng)時(shí)期彎曲而在彎曲區(qū)域受到加工硬化。這樣，針頭的超彈性特征降低，且針頭容易破裂。因而，具有在銳角彎曲下、快速旋轉(zhuǎn)的鎳鈦諾針頭的鎳鈦諾鋼絲鉆在商業(yè)上未獲成功。
發(fā)明概述我們已發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用一件細(xì)長(zhǎng)的柔性切削部件可獲得一件恰當(dāng)?shù)娜嵝郧邢髌餍?，切削部件具有一根切削部件圍繞其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的縱向軸線，它包括一根纜繩或一束平行纜繩束，每根纜繩包括成螺旋形纏繞纖維的外層。在切削部件的遠(yuǎn)端設(shè)置了切削裝置，用于在切削部件旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行切削。較好的纜繩由金屬制成，最好是由鎳鈦諾或其它超彈性合金制成。這種類型的纜繩能經(jīng)受高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)圍繞密封的曲頭前進(jìn)，而沒有顯著的加工硬化?？蓱?yīng)用單根成螺旋形纏繞的纜繩，或可采用一束大致平行的纜繩以獲得直徑較大的孔。
由于纜繩要比直徑相同的實(shí)心針柔軟得多，因而設(shè)想，纜繩或纜繩束的遠(yuǎn)自由端(即切削端)相對(duì)講未受支承，當(dāng)快速旋轉(zhuǎn)達(dá)時(shí)，將趨于圍繞一個(gè)失控狀態(tài)而抖動(dòng)。也即，設(shè)想應(yīng)用柔軟得多的超彈性合金纜繩或纜繩束的替換方案會(huì)對(duì)其鉆孔端缺乏控制。但我們已發(fā)現(xiàn)，由纜繩或纜繩束組成的柔軟性切削部件被滑移地支承在一件不動(dòng)的管狀支承中，柔性切削部件的切削端可由其伸出，當(dāng)柔性切削部件用作鉆具時(shí)，由于它是向前移動(dòng)的，因此，即使從管中伸出的切削部件段上被需鉆孔的組織所支承，切削端部產(chǎn)生的孔也仍是較直、較精確的。只要不動(dòng)的管狀支承緊貼于要鉆孔的組織，組織本身就能對(duì)未用其它方法加以支承的切削端提供足夠的支承和導(dǎo)向，并將其保持于一條基本為直線的路徑中。
此處應(yīng)用的“組織”既涉及軟組織，也涉及硬組織，諸如骨頭和牙齒。
這樣，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及諸如鉆具的切削器械，此器械包括一件細(xì)長(zhǎng)的、柔性的切削部件，它具有一條切削部件圍繞著進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的縱向軸線，并包括一條纜繩或一束平行纜繩。每條纜繩包括一層螺旋纏繞纖維的外層。切削裝置放置在切削部件的遠(yuǎn)端，以便在切削部件旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)切削功能。一臺(tái)馬達(dá)在與切削部件遠(yuǎn)端相隔甚遠(yuǎn)處與切削部件相連接，用以使切削部件圍繞其縱向軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此器械包括一件細(xì)長(zhǎng)的夾持器，該夾持器具有一個(gè)支承切削部件的孔，切削部件可通過它們被軸向送進(jìn)，夾持器具有一個(gè)遠(yuǎn)端，用于在鉆孔手術(shù)期間支承切削部件，切削部件的遠(yuǎn)端也通過它而伸出。夾持器包括一件切削部件支承，該支承成形成在切削部件遠(yuǎn)端附近對(duì)其縱向軸線進(jìn)行定向。纜繩的纖維最好由諸如鎳鈦諾的超彈性金屬制成。
在一個(gè)實(shí)施例中，夾持器包括一件切削部件支承，該支承成形為在緊鄰切削部件的遠(yuǎn)端處，將切削部件彎曲成預(yù)定的角度，并在切削手術(shù)中，當(dāng)切削部件旋轉(zhuǎn)并送進(jìn)時(shí)，保持此彎曲度。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，螺旋繞纏纖維本身在遠(yuǎn)端被切割，從而它們本身就形成了所述切削裝置。
當(dāng)柔性切削部件是由單根螺旋纏繞的纜繩制成時(shí)，纜繩最好制作成能使纜繩遠(yuǎn)端處的纖維在纜繩通過夾持器被送進(jìn)并旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力或軸向壓力或兩者的作用下，略微相互分開。結(jié)果，所鉆孔的直徑略大于纜繩緊鄰其遠(yuǎn)端但與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的纜繩的直徑。纜繩端抵靠孔底的軸向壓縮引起纜繩的多個(gè)單根纖維向外成弓形彎曲，從而增加了纜繩在此位置的直徑。當(dāng)柔性切削部件包括由若干條相互平行布置的纜繩組成的束時(shí)，也可獲得相同的效果。這里，當(dāng)纜繩束通過夾持器送進(jìn)并旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力或軸向壓縮或兩者的作用下，纜繩的遠(yuǎn)端可相互略微分開。完成的孔的直徑略大于纜繩束緊鄰其遠(yuǎn)端、但與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的纜繩束的直徑。
本發(fā)明還包括組織中直線通孔的鉆孔方法，此方法包括裝備以上推薦的鉆具，在至少將部分切削裝置持續(xù)保持于所鉆的孔中，并通過夾持器送進(jìn)切削部件的同時(shí)，圍繞切削部件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)柔性、細(xì)長(zhǎng)的切削部件，從而所鉆孔的孔壁起著支承切削裝置的作用，這樣使后者沿著基本為直線的路徑通過組織而送進(jìn)。
一個(gè)特別推薦的方法包括一種將中空內(nèi)骨髓桿與諸如股骨的骨頭緊固的方法，在骨頭中安放了桿。此類桿可用于在內(nèi)部穩(wěn)定長(zhǎng)骨，諸如股骨、脛骨和肱骨的骨折。此方法包括的步驟有裝備一種鉆具，該鉆具包括在其遠(yuǎn)端的由一段細(xì)長(zhǎng)、柔性的超彈性合金段支承的切削裝置和一件安放在中空內(nèi)骨髓桿中的細(xì)長(zhǎng)夾持器。在此實(shí)施例中，超彈性合金段的形狀最好為上述的纜繩或纜繩束。夾持器具有一個(gè)在鉆孔手術(shù)期間支承超彈性合金段用的遠(yuǎn)端和一個(gè)孔，超彈性合金段落的遠(yuǎn)端通過此孔伸出。夾持器包括一件支承，其形狀成形為將超合金段在其遠(yuǎn)端緊鄰處彎曲成基本為一個(gè)直角，并在鉆孔手續(xù)期間，保持此彎曲度。在此方法中，將夾持器具放置在內(nèi)骨髓桿中，將超彈性合金纜繩段遠(yuǎn)端由此通過伸出的孔與內(nèi)骨髓桿中加工的孔對(duì)準(zhǔn)，并以其為基準(zhǔn)。然后在鉆孔手術(shù)中，將超彈性合金段通過夾持器和桿中對(duì)準(zhǔn)的孔徑向向外送進(jìn)，在至少將部分切削裝置持續(xù)保持在所鉆孔內(nèi)的同時(shí)，抵靠和通過骨頭，抵靠和通過覆蓋著的肌肉組織和表皮。定位鉆頭從表皮出口的位置，將一根套管插入在纜繩上以嚙合通過骨頭的孔。套管相對(duì)聯(lián)骨頭而穩(wěn)定，抽回纜繩，然后使用一種鉆具以擴(kuò)大孔，此鉆具伸展通過骨頭的相對(duì)壁。通過在骨頭中如此鉆得的橫向孔及內(nèi)骨髓桿中加工的孔插入螺絲緊固件以便將這些部件夾持在一起。
本發(fā)明器械的其它外科手術(shù)用途還包括諸如齒根溝槽手術(shù)的牙科手術(shù)、骨空穴中假體緊鄰處骨質(zhì)溶解損害的清除、前十字節(jié)韌帶損壞的修復(fù)、脊骨梗節(jié)中的鉆孔以準(zhǔn)備為脊骨熔合放置梗節(jié)螺絲等。


圖1是本發(fā)明的鉆具的立體截面圖；圖1A是圖1中鉆具遠(yuǎn)端的詳細(xì)視圖；圖2是本發(fā)明的鉆具的切削頂端的截面示意圖，它表示正在骨頭中形成一個(gè)孔；圖3是一條股骨骨折腿的截面示意圖，后者通過放置內(nèi)骨髓桿而在內(nèi)部加以進(jìn)行穩(wěn)定；和圖4是本發(fā)明的裝置的截面示意圖，其用于與圖3所示的內(nèi)骨髓桿有關(guān)的情況；圖5是一種與圖1和2中的裝置相似的裝置的斷開的截面圖，此裝置適用于與圖3所示的內(nèi)骨髓桿有關(guān)的場(chǎng)合；圖6A和6B是圖5所示的裝置的一部分的斷開截面圖；圖7是一種裝置的局部截面的分解圖，此裝置用于將一件連接器插入至圖3所示類型的內(nèi)骨髓桿中；圖8是發(fā)明的裝置的簡(jiǎn)化、斷開的截面圖，用于表示具體細(xì)節(jié)，而圖8A表示一個(gè)特定的切削端；圖9A、9B和9C是本發(fā)明一個(gè)裝置的端部部分的斷開的截面圖，表示對(duì)切削部件的縱向軸線進(jìn)行定向的方法；圖10A、10B和10C表示本發(fā)明的一個(gè)修正實(shí)施例的斷開的截面圖；圖11是圖10A、10B和10C所示類型的本發(fā)明一種裝置的正面圖，它表示裝置的一種修正方案；圖12是與圖1和1A所示裝置相類似的鉆孔裝置的側(cè)視圖，此鉆孔裝置適用于與在脊骨梗節(jié)中鉆孔有關(guān)的手術(shù)；圖13是圖12中裝置的示意圖，表示在脊骨梗節(jié)中制備一個(gè)鉆孔以安放梗節(jié)螺絲；圖14是圖12中的裝置的圓圈部分的放大、斷開、截面圖；圖15是沿圖14中15-15線的截面圖；而圖16是圖13中圓圈部分的放大、斷開、截面圖。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的柔性切削刀具由纖維品制成，較受推崇的是由金屬纖維品，而最好由超彈性金屬合金的纖維品制成，這種纖維品的形狀為螺旋型纏繞纖維纜繩，或?yàn)檫@種纜繩的相互平行的纜繩束。請(qǐng)參考圖1，這里，本發(fā)明的柔性切削刀具被舉例成一種鉆具，并以10表示。一根柔性的、螺旋型纏繞的纜繩總體用12表示，纜繩通過一根細(xì)長(zhǎng)管狀支承13的內(nèi)部而伸展，而支承13本身則由一件細(xì)長(zhǎng)管狀?yuàn)A持器14所支承。支承13緊緊地安裝著纜繩，并支承纜繩，以便甚至在纜繩快速旋轉(zhuǎn)或受扭力或軸向負(fù)載時(shí)，防止其過度的橫向移動(dòng)或彎折。管狀支承13的內(nèi)徑最好不大于纜繩直徑的兩倍，一般，管狀支承的內(nèi)徑只需比纜繩直徑約大0.001至0.005寸。在其遠(yuǎn)端16，管狀支承13彎成一個(gè)角度，從而其內(nèi)表面18起支承表面的作用，用以支承纜繩，使其按預(yù)定方向從夾持器14的側(cè)面伸出。在圖1中，纜繩12定向成與纜繩的軸線成90°角。纜繩的遠(yuǎn)端20從管狀支承13的遠(yuǎn)端22伸出。應(yīng)理解，在圖1中舉例的纜繩也可用一束平行纜繩加以替代，在下文將對(duì)其進(jìn)行更多的說(shuō)明。
圖1中展示了一臺(tái)馬達(dá)26，用于圍繞纜繩軸線旋轉(zhuǎn)纜繩12。馬達(dá)可以是任何一種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，其形式可以是電動(dòng)馬達(dá)或是空氣馬達(dá)，后者由通過輸入管28進(jìn)入馬達(dá)的壓縮空氣所驅(qū)動(dòng)。雖然馬達(dá)可在要求的任何速度下旋轉(zhuǎn)，但約為5000轉(zhuǎn)/分的速度較為適宜。對(duì)某些用途，要求速度慢一些。旋轉(zhuǎn)速度可從每分鐘幾轉(zhuǎn)一直變化至每分鐘150000轉(zhuǎn)或更高。馬達(dá)26可采用通常應(yīng)用的卡盤設(shè)備、夾緊技術(shù)、或粘接結(jié)合安裝至纜繩12(或有時(shí)可是纜繩束)的近端。馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)部分可以嚙合纜繩的外壁，并使旋轉(zhuǎn)纜繩能相對(duì)馬達(dá)軸向前進(jìn)，從而纜繩12可移動(dòng)通過馬達(dá)26。但是，最好應(yīng)用一種卡盤設(shè)備，在此種設(shè)備中，纜繩12的近端按已知的方法安放在馬達(dá)的卡盤中，也即，應(yīng)用通常驅(qū)動(dòng)鉆具和鉆頭的卡緊機(jī)構(gòu)。在此最佳實(shí)施例中，馬達(dá)26緊固至纜繩12上，這樣，馬達(dá)和纜繩向遠(yuǎn)端向著夾持器遠(yuǎn)端的軸向運(yùn)動(dòng)將引起纜繩的端部20從孔22至少向外伸出一個(gè)與要求孔的深度相等的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，馬達(dá)26可安裝在夾持器的近端30，而夾持器本身不是如圖1所示的由單根管狀構(gòu)件組成，而是可由兩根或多根管狀構(gòu)件組成，它們可一起伸縮，從而夾持器14的長(zhǎng)度可伸長(zhǎng)或縮短。在此實(shí)施例中，縮短夾持器14的長(zhǎng)度使纜繩12遠(yuǎn)端向前移出孔22。事實(shí)上，夾持器14的伸縮部分具有配合的周邊螺紋，從而夾持器的一部分相對(duì)另一部分轉(zhuǎn)過給定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)造成纜繩遠(yuǎn)端20從孔22向外移動(dòng)預(yù)定距離。
在圖1至11中，柔性、細(xì)長(zhǎng)的切削部件以單根纜繩表示，其遠(yuǎn)端20清楚地示于圖2中。單根纜繩最好由鎳鈦諾或其它超彈性合金制成，并希望如圖所示地由中央芯線32及若干股圍繞它纏繞的股繩組成。任何一種所描述的纏繞纜繩，諸如具有若干層依次相對(duì)纏繞纖維的纜繩，應(yīng)這樣地運(yùn)行，即外層纖維的纏繞方向能使纖維在纜繩旋轉(zhuǎn)時(shí)，使纖維能纏繞得更緊。最好纜繩只包含單層纏繞纖維，對(duì)每一纖維，其纏繞方向相同。如先前指出的，柔性、細(xì)長(zhǎng)的切削導(dǎo)向器可是一束包含若干根平行纜繩的纜繩束，在下文將對(duì)此更詳盡地說(shuō)明。
由圖2可看到，假如纜繩按箭頭A所示方向旋轉(zhuǎn)，螺旋纏繞的股繩將趨于一股纏緊在另一股上，這樣，扭矩就能容易地從馬達(dá)傳送至纜繩的遠(yuǎn)端20。還應(yīng)理解，假如纜繩由馬達(dá)26在反方向旋轉(zhuǎn)，則纜繩將趨于解纏，并變得相當(dāng)松散。因而按箭頭A的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)圖2所示的纏繞方向?qū)τ谶m當(dāng)運(yùn)行鉆具是很重要的。還應(yīng)注意，圖2中省略了管狀支承的遠(yuǎn)端部分以便能更好地展示纜繩的纏繞本質(zhì)。在實(shí)際中，除纜繩的遠(yuǎn)端部分外，幾乎整條纜繩段都是由管狀支承加以支承的，而其遠(yuǎn)端部分則安放和支承在要鉆孔的組織中。當(dāng)采用纜繩束時(shí)，同樣也要求每根纜繩具有相同的纏繞方向，并要求纜繩束在切削運(yùn)行中的旋轉(zhuǎn)要擰緊纜繩束中的纖維。也即，假如每一束纖維逆時(shí)針地向著束的遠(yuǎn)端纏繞，則馬達(dá)應(yīng)提供從近端觀看時(shí)為順時(shí)針的扭矩。
構(gòu)成纜繩的纏繞纖維在其遠(yuǎn)端在馬達(dá)26產(chǎn)生的顯象離心力的作用下，或由于是纖維抵靠孔的底面形成的軸向壓縮，或由于這兩者的共同作用，會(huì)驅(qū)于相互略微分開。圖2表示當(dāng)鉆具用于在骨質(zhì)B中形成孔34時(shí)，纏繞股繩略微分開。注意，孔34的直徑稍大于與纜繩遠(yuǎn)端20相隔一段距離的纜繩12的直徑。這是因?yàn)槔|繩的股繩33在這里已分開，并略微向外伸展，因此孔34稍大于纜繩的直徑。這樣，在孔的內(nèi)表面和纜繩本身之間出現(xiàn)了間隙，認(rèn)為這有助于防止纜繩粘結(jié)在孔內(nèi)，并使鉆孔手術(shù)中產(chǎn)生的碎屑得以排出。當(dāng)纜繩的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)，在離心力的作用下，纜繩遠(yuǎn)端處股繩的分離也增大；因此，人們可通過調(diào)節(jié)纜繩的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制孔的直徑。此概念也同樣適用于纜繩束；纜繩束圍繞束的縱向軸線的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)的離心力足以使束的各條纜繩略微分開，從而產(chǎn)生一個(gè)略大于與其運(yùn)端分隔一段距離的纜繩束的孔。
應(yīng)指出的是，在纏繞纖維的遠(yuǎn)端切削邊緣，纖維保持在孔的原先直徑內(nèi)，并被它們所切削的該直經(jīng)支承。這樣，孔或內(nèi)孔34本身起支承或?qū)蚱鞯淖饔茫柚估|繩或纜繩束失控地移動(dòng)，并使內(nèi)孔34保持直線。諸如肌肉的軟組織提供相似的支承。
圖1所示實(shí)施例的支承13是一件管狀體，它具有一個(gè)中心間隙15，用于安放纜繩，并如上所述地僅略大于纜繩，從而使纜繩可在夾持器中相當(dāng)自由地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)又防止纜繩在其旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生扭曲，或在其本身上折疊。圖1所示夾持器的遠(yuǎn)端本身按預(yù)定角度進(jìn)行定向，在實(shí)施例中為一個(gè)90度的角，間隙在彎道處的表面為纜繩在其旋轉(zhuǎn)并通過夾持器前進(jìn)時(shí)，提供了用以保持纜繩90°彎曲的支承。在纜繩的彎曲處，還可應(yīng)用各種其它形狀的支承。例如，夾持器可在其遠(yuǎn)端，或在遠(yuǎn)端附近簡(jiǎn)單地設(shè)置一個(gè)孔，纜繩可通過它而前進(jìn)，夾持器的內(nèi)表面平滑地曲彎用以支承和保持纜繩的彎曲。如需要，夾持器可包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的凹槽，該凹槽形成于夾持器中的一個(gè)嵌入物上，用以至少安放和支承纜繩的部分長(zhǎng)度。如需要，間隙15沿其長(zhǎng)度間隔地設(shè)置若干縮頸，用于在沿纜繩長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)上為纜繩提供接觸和支承的支承表面。
在附圖中展示的管狀支承13和夾持器14是一個(gè)機(jī)械分離的裝置，它可安放在一根中空內(nèi)骨髓桿或類似物之內(nèi)。在一個(gè)替代性實(shí)施例中，一根內(nèi)骨髓桿或類似物本身就限定了支承。例如，現(xiàn)有技術(shù)中已知的通常為實(shí)心的內(nèi)骨髓桿。在這樣一根實(shí)心桿中可設(shè)置一條內(nèi)通道，其尺才和形狀非常相似于上述的支承13。在這樣一個(gè)實(shí)施例中(附圖中未表示)，內(nèi)骨髓桿起本發(fā)明的夾持器的作用，而桿中的通道基本起著上述支承的相同作用。
在纜繩或纜繩束的端部可使用任何一種會(huì)運(yùn)的切削尖端。在一個(gè)實(shí)施例中，纜繩或纜繩束的一根或多根纖維可成形成如圖8A所示的標(biāo)號(hào)為190的圈。當(dāng)細(xì)長(zhǎng)的切削部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，圈擴(kuò)脹，從而在圈的附近形成一個(gè)大于纜繩或纜繩束直徑的內(nèi)孔。此外，假如應(yīng)用圈形切削端部，當(dāng)纜繩從骨中抽回時(shí)，圈可用于將縫線拉過已成形的孔，從而簡(jiǎn)化了包含將韌帶或腱或軟骨固定至骨上在內(nèi)的外科手術(shù)過程。
如以上指出的，纜繩或纜繩束的端部可垂直橫越其長(zhǎng)度筆直地加以切割，或可切割成錐形、圓形、對(duì)角形或斜角形或其它形狀。各單根纖維的最終成型端部合并在一起形成鉆頭。如需要，纜繩遠(yuǎn)端的纖維可焊接在一起，以防止它們?cè)陔x心力作用下分離。此外，也可使用與目前外科手術(shù)過程中使用的鉆頭相似的單獨(dú)鉆頭，鉆頭被焊接、夾緊、粘接或用其它方法固定至纜繩的遠(yuǎn)端。在一個(gè)實(shí)施例中，鉆頭可在其遠(yuǎn)端具有切削邊緣，但也可包含一個(gè)成形于其近端中的軸向內(nèi)孔，其尺寸可安放纜繩的遠(yuǎn)端，然后將纜繩焊接進(jìn)入鉆頭內(nèi)孔中。當(dāng)然，只要有單獨(dú)的鉆頭安裝在纜繩的端部，在鉆孔手術(shù)期間，總會(huì)有鉆頭變松的風(fēng)險(xiǎn)。因而鉆頭最好如圖2所示地由構(gòu)成纜繩或纜繩束的股繩端部構(gòu)成。
在鉆孔手術(shù)中應(yīng)用上述類型的高度柔性纜繩還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即纜繩將沿著被切削物質(zhì)中較軟的部分前進(jìn)。便如，牙根開槽外科手術(shù)常常要求所鉆的孔跟隨神經(jīng)溝槽而通過牙根。牙齒的神經(jīng)溝槽是略微彎曲的。但目前使用的牙科鉆相對(duì)較硬，因而不容易追隨牙根溝槽中常有的與直線的偏離。不過，本發(fā)明的切削刀具，因應(yīng)用十分柔性的纜繩或纜繩束，因而能插入至齒根溝槽中，并通過沿著由得溝槽周圍硬琺瑯質(zhì)引導(dǎo)的正常溝槽曲率緩慢地前進(jìn)，進(jìn)行清理和去除神經(jīng)。此外，所鉆的孔的深度決定于纜繩或纜繩束通過把手開口前進(jìn)的距離，由于把手端部能依靠在正被鉆孔的牙齒表面上，因而牙齒中內(nèi)孔的深度可十分精確地加以控制。另外，由于切削部件的端部處的纖維會(huì)向外擴(kuò)脹(見圖2)，在手術(shù)過程中，擴(kuò)張的纖維可用于切割、取出和置換牙根端部之外的物質(zhì)，而這一過程在應(yīng)用現(xiàn)有的牙科器械時(shí)是很困難的。
柔性切削部件能借助與骨頭表面附近的皮層骨頭接觸所提供的引導(dǎo)，沿著彎曲骨頭的正常彎曲部分前進(jìn)，這一能力，可用于各種外科手術(shù)過程。在涉及脊骨的后熔合手術(shù)過程中，梗節(jié)螺絲與內(nèi)桿及夾子的組合是一種提供脊骨穩(wěn)定性的方案。放置梗節(jié)螺絲由于要對(duì)梗節(jié)壁進(jìn)行穿透的螺絲孔鉆鑿而相當(dāng)危險(xiǎn)，因?yàn)檫@會(huì)有損害脊髓，或損害從脊髓向外延伸的神經(jīng)束，從而造成瞬時(shí)或永久癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)。梗節(jié)螺絲可從后手術(shù)進(jìn)路插入至梗節(jié)的髓質(zhì)溝槽中。梗節(jié)的后側(cè)橫向形狀可外露以進(jìn)行直接肉眼檢驗(yàn)。
本發(fā)明得以在直接肉眼檢驗(yàn)下向梗節(jié)進(jìn)行經(jīng)皮的進(jìn)路，從而減少對(duì)軟組織的外露和創(chuàng)傷。脊骨的后側(cè)形狀按標(biāo)準(zhǔn)外科手術(shù)進(jìn)路加以外露。梗節(jié)鉆放置在梗節(jié)上，位于難弄過程的橫向，旋轉(zhuǎn)的纜繩束向前移動(dòng)進(jìn)入梗節(jié)的髓質(zhì)溝槽。梗節(jié)髓質(zhì)溝槽由海綿狀骨構(gòu)成，它要比構(gòu)成脊椎和梗節(jié)外表面的皮質(zhì)骨軟得多。纜繩組的柔軟特性使纜繩組得以跟蹤較軟的海綿狀骨的路經(jīng)前進(jìn)。即使外科大夫傾斜梗節(jié)鉆的纜繩導(dǎo)向管，纜繩組也會(huì)跟蹤這條路經(jīng)徑前進(jìn)，而標(biāo)準(zhǔn)的麻花鉆則會(huì)在外科大夫設(shè)置的方向鉆出一個(gè)直線的孔。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，本發(fā)明提出了一種能精確放置內(nèi)骨髓桿并將其固定至骨上的方法。請(qǐng)參看圖3，所示的病人股骨F示意地具有若干處斷裂，骨頭塊借助一根插入的內(nèi)骨髓桿40進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定，內(nèi)骨髓桿40具有中空的內(nèi)側(cè)42，以及一系列穿過其壁而成形的手術(shù)孔44、46。這些孔的目的是安放骨螺絲，它們從腿的外側(cè)驅(qū)動(dòng)向內(nèi)，通過骨壁以便將骨頭固定至桿上。
在內(nèi)骨髓桿上適當(dāng)定位這些孔是一個(gè)難題。一種方法是應(yīng)用熒光鏡查出桿中的孔，然后放置史梯曼(Stimen)針或類似物經(jīng)皮地通過股骨及桿中的相應(yīng)孔，并應(yīng)用這些針作為隨后進(jìn)行的放置螺絲的導(dǎo)向器。此過程的內(nèi)在危險(xiǎn)是要將病人和醫(yī)務(wù)人員暴露于伽瑪線的輻射中。不應(yīng)用熒光鏡，而代之以參考桿的近(外露)端、了解孔的位置的外部瞄準(zhǔn)法是很困難的，因?yàn)樵趯U打擊進(jìn)入骨頭的內(nèi)部骨髓溝槽時(shí)，桿常常會(huì)彎曲和纏繞。不適當(dāng)放置的螺絲必須移走、置換，從而使骨中有更多的孔，并要求有額外的手術(shù)時(shí)間。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，此難題從不同的方向著手解決。如圖4所示，一旦中空的內(nèi)骨髓桿被打擊進(jìn)入骨頭中的位置后，本發(fā)明的具有適當(dāng)細(xì)長(zhǎng)形狀的鉆具50從桿的近端插入至桿中，并向前移動(dòng)直至如圖所示的、呈90°彎曲的纜繩的遠(yuǎn)端52，能通過桿中的孔44而伸出。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸向向前移動(dòng)纜繩，以使所鉆的孔徑向向外通過般骨。鉆孔手術(shù)可持續(xù)至通過股骨外側(cè)的軟經(jīng)且織，如需要，可進(jìn)行至表皮之外，所有這一切將在下文結(jié)合圖5-7進(jìn)行更詳盡的說(shuō)明。
上述發(fā)明主要針對(duì)超彈性鎳鈦諾合金，但其它的超彈性材料，以及諸如不銹鋼的其它材料和金屬也可應(yīng)用。鎳鈦諾是一種超彈性(有時(shí)稱為贗彈性)材料，即它是一種經(jīng)加工和處理，從而能在要求的溫度下，諸如在體溫下顯示超彈性的材料。已知若干形狀記憶合金能顯示超彈性/贗彈性恢復(fù)特征，它們的特征通常是能在室溫或體溫下從奧氏體晶體結(jié)構(gòu)變形至應(yīng)力感生的馬氏體結(jié)構(gòu)，當(dāng)應(yīng)力去除時(shí)又恢復(fù)至奧氏體狀態(tài)。替換的晶體結(jié)構(gòu)給予合金以超彈性或膺彈性性能。
在圖5和6中顯示了本發(fā)明的一種改型裝置60。把手手柄62設(shè)置有一個(gè)內(nèi)孔64，在其中伸縮地安放著一個(gè)管狀殼體66。如圖所示，彈性壓縮螺旋彈簧68放置于把手手柄和管狀殼體的相對(duì)臺(tái)肩之間。設(shè)置了指狀手柄70，使裝置能方便地抓緊在手中，從而當(dāng)指狀手柄70和把手手柄62相互擠壓時(shí)，管狀殼體66能更深地進(jìn)入孔64中，使纜繩從器械中伸出。在管狀殼體的近端具有一個(gè)擴(kuò)張部分74，它安放著一個(gè)簡(jiǎn)單空氣馬達(dá)的葉輪76，此空氣馬達(dá)由空氣源(未表示)加以驅(qū)動(dòng)，并能發(fā)展相當(dāng)高的旋轉(zhuǎn)速度。對(duì)許多鉆孔功能而言，雖然旋轉(zhuǎn)速度可按需要加以改變，但量級(jí)為40000-50000轉(zhuǎn)/分的速度是適當(dāng)?shù)摹?br> 在管狀殼體66孔內(nèi)延伸的是一件細(xì)長(zhǎng)管狀支承78，它具有一個(gè)彎曲的遠(yuǎn)端80。通過管狀支承延伸的是一根上述類型的纜繩82，它被封裝和夾緊在驅(qū)動(dòng)管79中，而其近端則如圖所示地被軸向安放和壓緊在葉輪76中。纜繩的遠(yuǎn)端延伸至驅(qū)動(dòng)管的遠(yuǎn)端之外，并通過管狀支承的彎頭80。應(yīng)看到，當(dāng)指狀孔70和把手手柄62擠壓在一起時(shí)，驅(qū)動(dòng)管79伸縮地向遠(yuǎn)端進(jìn)入管狀支承中，使纜繩82進(jìn)一步從彎曲部分80伸出。但是，最好驅(qū)動(dòng)管79具有較大的內(nèi)徑，伸縮地將管狀支承78安放于其中。這樣，管狀支承78能更緊密地安放和支承著纜繩82。
把手手柄62及其遠(yuǎn)端包括一條細(xì)長(zhǎng)管84，該細(xì)長(zhǎng)管84終止于相對(duì)地向外伸展的凸臺(tái)86、88，凸臺(tái)成形為能進(jìn)入圖3和4中所示的那類成形于內(nèi)骨髓桿中的孔44。如圖6B最清楚地所示，凸臺(tái)具有一個(gè)成形的孔，通過它安放管狀支承78的彎曲端80。凸臺(tái)86成形在向遠(yuǎn)端伸展的、通常為平均數(shù)行的臂上，臂具有成形于它們之上的豎直的針90。一件用凸輪帶動(dòng)的模塊92設(shè)置有傾斜的狹縫94，針90安放于其中，狹縫的結(jié)構(gòu)制作成，當(dāng)用凸輪帶動(dòng)的模塊移向遠(yuǎn)端時(shí)，針90，因而也就是凸臺(tái)86、88就移動(dòng)至一起，使裝置能從內(nèi)骨髓桿中取走。另一方面，當(dāng)用凸輪帶動(dòng)的模塊92向近端方向移動(dòng)時(shí)，凸臺(tái)被迫使相互分開，進(jìn)入形成在內(nèi)骨髓桿的相對(duì)的孔中，用以將刀具端部適當(dāng)?shù)劐^定在桿中。一根鋼絲91從用凸輪帶動(dòng)的模塊伸展至指狀手柄72，在93處滑移地安裝至把手手柄上。當(dāng)指狀手柄72移向指狀手柄70時(shí)，使凸臺(tái)86、88分開至圖5所示位置。指狀手柄72在反方向的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起凸臺(tái)相互相向地縮回。
請(qǐng)?jiān)賲⒖磮D5，把手手柄62包含一條傾斜的通道96，用于輸出流體進(jìn)行潤(rùn)滑、沖洗或冷卻，通道具有一件諸如盧爾(Luer)配件98的適當(dāng)?shù)耐鈧?cè)配件。
接著，請(qǐng)結(jié)合圖3和4參閱上述的過程，應(yīng)明白，把手手柄62的管84足夠長(zhǎng)，從而可延伸至內(nèi)骨髓桿的長(zhǎng)度上。當(dāng)凸臺(tái)被凸輪模塊92夾持于它們的縮回位置時(shí)，管84插入至內(nèi)骨髓桿中，直至凸臺(tái)86、88鄰近桿中的孔44。一旦凸臺(tái)進(jìn)入孔中(外科大夫可容易地感覺到)，凸輪模塊92移向近端用以把凸臺(tái)鎖緊在內(nèi)骨髓桿中的相對(duì)孔中。驅(qū)動(dòng)空氣馬達(dá)，如先前說(shuō)明的那樣，向前移動(dòng)纜繩進(jìn)行鉆孔手術(shù)。
圖7描述了一種裝置，它能如圖3所示地用于安放通過骨和內(nèi)骨髓桿的骨螺絲或其它連接器。如以上指出的，纜繩82在鉆進(jìn)穿過股骨壁后，將沿一條基本為直線的路徑繼續(xù)鉆孔，通過股的軟組織，并將從表皮下露出。在圖7中所示的是一根中空導(dǎo)向桿100，在其內(nèi)部安入了一個(gè)纜繩夾子，后者包括一根安放在管狀殼體104之內(nèi)的桿102。在管狀殼體104的底端有一件膠橡內(nèi)密封件108，用以安放纜繩的端部，并在桿102于管104內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，夾緊在纜繩上。從病人表皮處伸出的纜繩端部被抓緊在橡膠密封體108內(nèi)，因而纜繩能被牢固地支承住。然后導(dǎo)向桿100在纜繩受拉力夾持的同時(shí)，沿纜繩夾子和纜繩軸向向下滑移，直至導(dǎo)向桿的錐形端106安放在纜繩要由此通過而伸出的股骨孔的邊緣中。導(dǎo)向桿緊緊地倚靠著孔的邊緣而固定，然后移去纜繩夾子。纜繩本身能從導(dǎo)向桿內(nèi)抽走，并將圖5所示的整個(gè)裝置置于一旁。然后在導(dǎo)向桿上向前移動(dòng)一根導(dǎo)向管110，在其內(nèi)部安裝有鉆孔套筒109。導(dǎo)向管110具有一個(gè)普通把手112，用以幫助外科大夫支承器械。在鉆孔套筒109的遠(yuǎn)端有若干骨頭固定銷釘114，它們被打入至股骨中已鉆的孔周圍的表面中，此后，移走導(dǎo)向桿。這時(shí)，將一根長(zhǎng)的外科手術(shù)鉆通過鉆孔套筒的中空中心插入，鉆出一個(gè)穿過股骨的、直經(jīng)更大的孔，鉆頭通過內(nèi)骨髓桿，由此通過股骨的相對(duì)側(cè)。然后移去鉆和鉆孔套筒，可通過導(dǎo)向管110向前移動(dòng)固定螺絲(未表示)，并通過股骨中已鉆的孔和內(nèi)骨髓桿中完成的孔將其固定，以便牢固地將股骨和內(nèi)骨髓桿裝配在一起。
圖8是一個(gè)大部分為示意的截面圖，它表示本發(fā)明裝置遠(yuǎn)端的細(xì)節(jié)。上述纜繩段以120表示，纜繩和驅(qū)動(dòng)管125(下文將說(shuō)明)滑移地安放在管狀支承122中。而管狀支承又軸向被約束在一個(gè)管狀殼體124內(nèi)。如圖所示，纜繩被封裝在驅(qū)動(dòng)管125中，它從一個(gè)與纜繩遠(yuǎn)端間隔一段距離的位置127附近伸展進(jìn)入與葉輪安裝嚙合。借助粘結(jié)劑或其它類似裝置，驅(qū)動(dòng)管通過在任一端或兩端的夾緊而緊固至纜繩上。假如管狀支承被安放在驅(qū)動(dòng)管內(nèi)，則驅(qū)動(dòng)管和細(xì)長(zhǎng)的切削部件在它們的近端連接。當(dāng)空氣馬達(dá)移向遠(yuǎn)端時(shí)，也即移向圖8中的左方時(shí)，纜繩120從管狀支承122向外移出。
請(qǐng)注意，管狀殼體124的遠(yuǎn)端包括一個(gè)支承部件130，它具有一個(gè)安放在管狀殼體124端部和鼻狀物134內(nèi)的近側(cè)部分132，鼻狀物134與殼體124大致成直角地伸出。支承部件130成形有一個(gè)曲線的孔，在其中安放著管狀支承122的遠(yuǎn)端136，支承部件130牢固地夾持著管狀支承122和遠(yuǎn)端136，從而當(dāng)纜繩從管狀支承伸出時(shí)，對(duì)纜繩120進(jìn)行恰當(dāng)?shù)亩ㄏ?。鼻狀?34可按要求制成狹窄和錐形的，使其能例如精確地倚靠在牙根之上的牙齒表面上，此處的器械適宜于進(jìn)行牙根溝槽外科手術(shù)。
纜繩或纜繩束的軸線在其遠(yuǎn)端附近可在從0°至180°范圍內(nèi)的任一預(yù)定角度下定向。此外，纜繩通過并按預(yù)定角度定向的細(xì)長(zhǎng)的管狀支承夾持器本身還可在使用之前或在使用期間進(jìn)行調(diào)整。圖9A、9B和9C表示一根被管狀支承142攜帶而安裝在彈性可彎曲的管狀殼體144內(nèi)的纜繩140，如需要，后者可由鎳鈦諾或其它超彈性合金制成。在管狀支承142遠(yuǎn)端附近設(shè)置有一系列切入一側(cè)側(cè)壁的間隔的切口146。控制鋼絲148在管狀殼體144內(nèi)延伸于管狀支承142附近，鋼絲在切口146形成的管狀支承的相同側(cè)的150處連接至管狀支承上。從圖9A、9B和9C可看到，當(dāng)從近端拉動(dòng)鋼絲148時(shí)，切口146的壁趨于擠壓在一起，從而使管狀支承142彎曲。而這又轉(zhuǎn)而趨于彎曲管狀殼體144，這一切都展示圖中。
圖10A、10B和10C展示了纜繩或纜繩束在本發(fā)明的裝置的遠(yuǎn)端按預(yù)定角度進(jìn)行定向的另一種方法。在圖10A、10B、和10C中，所示的細(xì)長(zhǎng)的管狀支承夾持器160正從管狀殼體162中伸出。如圖10B所示，管狀支承可接要求進(jìn)行彎曲，而可滑移地安放在管狀支承160中的纜繩164則隨后可由管狀支承的端部伸出。如需要，管狀支承160可由外科大夫手動(dòng)彎曲，以使支承的遠(yuǎn)端166恰當(dāng)?shù)胤胖迷谝@孔的骨頭或其它組織的緊鄰處?？商娲氖?，管狀支承可由超彈性合金制成，且具有圖10C所示的加工形狀，但支承160的柔軟本質(zhì)使其能以一般為直線的形狀如圖10A所示地安放在管狀殼體162內(nèi)，并在殼體162內(nèi)向遠(yuǎn)端移動(dòng)時(shí)，能以曲線形狀伸出，支承160的彎曲本性使其能按要求定向前進(jìn)。
由前述說(shuō)明可知，本發(fā)明的設(shè)備可用于各種目的。一種應(yīng)用涉及前十字韌帶重建。在此過程中，一件韌帶移植物，或是一根單獨(dú)的韌帶，或是一段髕骨韌帶，要通過制備于脛骨平臺(tái)中的一個(gè)孔。在脛骨平臺(tái)中恰當(dāng)放置，該孔的出口位置對(duì)韌帶和膝蓋的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行是關(guān)鍵性的。如果孔放得太靠前，移植物將撞擊股骨切口，造成過早的失效。如果孔放置得太靠后，則移植物不能為膝蓋提供必要的穩(wěn)定性。
采用常規(guī)技術(shù)時(shí)，脛骨中接受移植物的遠(yuǎn)端孔是按外側(cè)前方遠(yuǎn)端進(jìn)路鉆孔的。但是，采用本發(fā)明時(shí)，外科大夫能從關(guān)節(jié)空間內(nèi)部開始鉆孔過程，用鉆具直接瞄準(zhǔn)要求的孔位置。纜繩向遠(yuǎn)端前移，從脛骨前部皮層遠(yuǎn)端出發(fā)至關(guān)節(jié)。然后在纜繩上移動(dòng)一件插套管的鉆具，進(jìn)入關(guān)節(jié)空間，并在脛骨平臺(tái)上的一個(gè)恰當(dāng)位置離開。同一技術(shù)還用于從內(nèi)髁骨切口制備股骨鉆孔。這樣，借助從關(guān)節(jié)空間內(nèi)側(cè)開始鉆孔手術(shù)，可使孔能精確定位。
骨質(zhì)溶解是在植入物周圍的骨頭中形成一種損害，它可導(dǎo)至骨頭的嚴(yán)重?fù)p傷。骨質(zhì)溶解損害通常是漸近的，導(dǎo)致植入物變松和疼痛、支承骨的骨折、或植入物的失效。修正外科手術(shù)常常是處理這種損害的唯一可使用的選擇。但是，本發(fā)明的切削器械能提供的手術(shù)的柔軟性可使損害在不進(jìn)行大面積外科手術(shù)的情況下加以清除和充填。一旦通過損害周圍的皮層骨頭鉆出一個(gè)入口，圖10A、10B和10C所示的此類型的切削器械就可移動(dòng)進(jìn)入損害空穴。當(dāng)纜繩移入損害部分時(shí)，可對(duì)它進(jìn)行小心的控制以便鉆出小部分通常要軟得多的損害物質(zhì)。但是，假如從細(xì)長(zhǎng)的纜繩夾持器的管狀支承中能伸出相當(dāng)長(zhǎng)的一段纜繩，則可使纜繩端部環(huán)繞損害空穴隨機(jī)滾動(dòng)，有選擇地清除出軟的損害物質(zhì)。
現(xiàn)請(qǐng)參考圖11，如圖10A、10B和10C所示的本發(fā)明的切削器械可裝備各種其它的細(xì)長(zhǎng)器械以實(shí)現(xiàn)不同的功能。圖11表示本發(fā)明的一種器械的端部。這里，一件外管狀殼體以170表示，在殼體中放了纜繩172和管狀纜繩支承174。在殼體170內(nèi)還安裝了一束光纖束176和小管178、180，它們可用于以水或其它清洗液體沖洗切削位置。此結(jié)構(gòu)有助于清除上述的骨質(zhì)溶解損害。光纖束176能使纜繩的位置在進(jìn)行空穴清除時(shí)得以進(jìn)行不間斷的肉眼檢驗(yàn)。而管178、180可用于將游離的損害物質(zhì)沖出。特別當(dāng)纜繩端部得以隨機(jī)移動(dòng)時(shí)，纜繩端部處的股繩可略微解纏，使股繩得以打開，或使其鋼絲用于切除損害物質(zhì)。一旦損害清除，損害空穴可用骨膠泥或其它骨移植物材料加以充填。應(yīng)用骨移植物材料會(huì)支持骨在損害空穴內(nèi)的重新形成，而骨膠泥會(huì)防止碎屑漏入空間，阻止引發(fā)另一種骨損害。對(duì)上述骨質(zhì)溶解手術(shù)過程來(lái)講，由于纜繩端部能在被清除的骨空穴中隨機(jī)地?cái)噭?dòng)，當(dāng)然其旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)遠(yuǎn)小于器械用作鉆具時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。
雖然以上對(duì)發(fā)明主要結(jié)合單根纜繩用作細(xì)長(zhǎng)柔性切削部件進(jìn)行了說(shuō)明，但切削部件也可呈現(xiàn)相互平行、鄰接布置的纜繩束形式。通常，單根切削部件較適宜用于通過軟組織成形孔，而纜繩束較適宜用于在諸如骨頭或牙齒的硬組織中成形孔。
在圖12-16中，由纜繩束制成的切削部件以200表示。在圖15中表示了纜繩在束中的一種布置，其中六根纜繩202圍繞著一根中央纜繩204。應(yīng)理解到，纜繩數(shù)將確定于它們各單根纜繩的直徑及要求的直徑。通常纜繩束使用的纜繩不少于三根，但不多于約17根。一種七根纜繩的纜繩束能獲得良好的結(jié)果，它布置成六根纜繩圍繞著第七根中央纜繩，而每根纜繩包括六股纖維圍繞著第七膠中央纖維。每根纜繩由若干纖維構(gòu)成，在最佳實(shí)施例中即為金屬絲，它們?nèi)缟纤龅匕葱菥€形式進(jìn)行纏繞。一切如圖15所示的，一種七根纜繩的纜繩束，它布置成六根纜繩圍繞著第七根中央纜繩，而每根纜繩包括六股纖維圍繞著第七股中央纖維，具有良好的效果。一般，纜繩相互緊挨在一起，其形式取決于纜繩數(shù)、傳送給每根纜繩中各股纖維的捻矩、施加的扭矩、施加的拉力、每根纜繩中的纖維數(shù)。
由于纜繩束中的各根纜繩都是柔性的，因而當(dāng)由馬達(dá)施加扭矩時(shí)，它們將趨于如圖14和16最清楚表示的按繩索形式相互圍繞著纏繞。在實(shí)際中，纜繩束能夠以纏繞結(jié)構(gòu)提供，這樣，當(dāng)扭矩不作用時(shí)，此結(jié)構(gòu)仍然保持。然而，纜繩束的各根纜繩在靜止時(shí)最好一般是直線的，相互間沒有顯著的纏繞。這時(shí)，纜繩束可在任一方向旋轉(zhuǎn)，而作用的扭矩將強(qiáng)行形成一個(gè)如圖14和16展示的束的纏繞結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)引起纜繩在扭矩負(fù)荷作用下相互繞緊，從而容易地將扭矩從馬達(dá)傳送至切削部件。
圖12-16描述了本發(fā)明的器械在一種外科手術(shù)中的應(yīng)用，它涉及梗節(jié)螺絲放置在脊椎中的鉆孔。在圖12中，器械以210表示，此器械210包括一臺(tái)空氣馬達(dá)212，它由壓縮空氣源(未表示)驅(qū)動(dòng)，并安放在殼體213中，此空氣馬達(dá)按上述與圖1有關(guān)的方式與纜繩束200相連接，并將其驅(qū)動(dòng)。纜繩束通過由空氣馬達(dá)殼體支承的管214伸出，管214在一根外管216內(nèi)伸縮地移動(dòng)，外管216具有直徑縮小的遠(yuǎn)端導(dǎo)向管部分218，纜繩束通過其中滑移地移動(dòng)。導(dǎo)向管218在遠(yuǎn)端終止于一個(gè)導(dǎo)向套筒220，它環(huán)繞著纜繩束，從而將其定向和指向于給定的方向。在離心力作用下，纜繩束徑向擴(kuò)張，與套筒220接觸，可對(duì)靜止時(shí)套筒和纜繩束之間的間隙加以調(diào)節(jié)以改變欲鉆孔的直徑。導(dǎo)向管218可如以上結(jié)合圖1指出的那樣的彎曲，或可如圖12-16中所示的是直線，當(dāng)管214伸縮地進(jìn)入外管216內(nèi)時(shí)，纜繩束就沿著纜繩束的縱向軸線從管218中排出。指狀手柄222可設(shè)置在外管216的外表面上以利器械的操縱。在一個(gè)受推薦的鉆孔手術(shù)中，外管216保持不動(dòng)，而導(dǎo)向套筒220則緊鄰或接觸要鉆孔的骨頭的表面。纜繩束由空氣馬達(dá)212快速轉(zhuǎn)動(dòng)，管214和纜繩束向遠(yuǎn)端移動(dòng)通過外管216和導(dǎo)向管218，然后纜繩束向遠(yuǎn)端從管218的端部排出。
圖13展示了如何在脊椎“V”中鉆孔以安放梗節(jié)螺絲。所示脊椎體以230表示，它具有一層皮層骨232外層，皮層骨232圍繞著內(nèi)海綿狀-即多孔的-骨質(zhì)234。脊椎孔以236表示，而梗節(jié)以238表示。導(dǎo)向管218的尖端倚靠梗節(jié)而放置，由空氣馬達(dá)快速旋轉(zhuǎn)的纜繩束220穿過梗節(jié)的破層骨，進(jìn)入海綿狀區(qū)域234。然后旋轉(zhuǎn)著的纜繩束20穿過被皮層骨定界的漲綿狀骨的溝槽。此溝槽由較軟的海綿狀骨構(gòu)成，纜繩束的柔軟本性使束能沿著較軟的海綿狀骨的路徑前進(jìn)。即使處科大夫誤將纜繩導(dǎo)向管218傾斜，使其略微偏離梗節(jié)骨髓溝槽，也仍能沿此路徑前進(jìn)。
由向前移動(dòng)著的纜繩束200形成的孔的直徑要略大于與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的纜繩束的直徑。圖16正表示了這一點(diǎn)，在圖中，各條纜繩202的端部242在離心力作用下，或由于纜繩端部抵靠正在鉆的孔的底部，或由于這兩個(gè)原因，而略微擴(kuò)張。結(jié)果，孔244的直徑要略大于與端部242相隔甚近的纜繩束200的直徑，從而為碎屑從孔中排出提供了間隙。與上文論及的單根纜繩切削部件相同，孔244的直徑也可通過調(diào)節(jié)若干變量加以控制，這些變量包括束的旋轉(zhuǎn)速度、鉆孔手術(shù)期間傳送至束端的軸向力、柔軟度、單條纜繩的數(shù)和直徑、套筒與纜繩束之間的間隙等。
雖然對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)清楚，在不偏離本發(fā)明精神及所附權(quán)利要求的范圍的情況，還可進(jìn)行各種改變、變型和修正。
權(quán)利要求
1．一種切削刀具，該切削刀具包括一件細(xì)長(zhǎng)的、柔性切削部件，它具有一條切削部件圍繞著進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的縱向軸線，并包括一條纜繩或一束平行纜繩，每條纜繩包括一層螺旋纏繞纖維的外層，而切削裝置放置在切削部件的遠(yuǎn)端，以便在切削部件旋轉(zhuǎn)時(shí)執(zhí)行切削功能；一臺(tái)馬達(dá)，它在與切削部件遠(yuǎn)端相隔甚遠(yuǎn)處與所述切削部件相連接，用以使切削部件圍繞其縱向軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；和一件細(xì)長(zhǎng)的夾持器，該夾持器具有一個(gè)支承切削部件的孔，切削部件可通過它被軸向送進(jìn)，夾持器具有一個(gè)遠(yuǎn)端，用于在鉆孔手術(shù)期間支承切削部件，切削部件的遠(yuǎn)端也通過它而伸出，夾持器包括一件切削部件支承，該支承成形為在切削部件遠(yuǎn)端附近對(duì)其縱向軸線進(jìn)行定向，并在切削手術(shù)中，當(dāng)切削部件旋轉(zhuǎn)并送進(jìn)時(shí)，保持這樣的定向。
2．如權(quán)利要求1的切削刀具，其特征在于，所述纜繩是由超彈性合金纖維制成的。
3．如權(quán)利要求1的切削刀具，其特征在于，切削部件包括一條單根纜繩，其中纖維向著所述遠(yuǎn)端按順時(shí)針或逆時(shí)針方向進(jìn)行螺旋纏繞，而其中所述馬達(dá)則沿另一方向旋轉(zhuǎn)纜繩。
4．如權(quán)利要求1的切削刀具，其特征在于，所述纖維成形在切削部件的遠(yuǎn)端，因而它們本身就形成所述切削裝置。
5．如權(quán)利要求3的切削刀具，其特征在于，一根或多根所述纖維在纜繩遠(yuǎn)端緊鄰處限定一個(gè)圈，該圈在離心力和軸向壓縮作用下趨于擴(kuò)張。
6．如權(quán)利要求3的切削刀具，其特征在于，纜繩的遠(yuǎn)端編織成限定一個(gè)開口筐的形狀。
7．如權(quán)利要求4的切削刀具，其特征在于，所述纖維橫越它們的寬度，在與切削部件的縱向軸線垂直的角度下加以切割。
8．如權(quán)利要求3的切削刀具，其特征在于，所述纜繩制作成使纜繩遠(yuǎn)端緊鄰處的纖維能相互略微分開，從而在鉆孔手術(shù)期間，所鉆的孔的直徑要略大于纜繩在其遠(yuǎn)端附近、但與遠(yuǎn)端相隔一段距離的纜繩的直徑。
9．如權(quán)利要求8的切削刀具，其特征在于，纜繩和馬達(dá)是這樣選擇的，即，使得纜繩遠(yuǎn)端處的纖維能于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)纜繩時(shí)，在離心力的作用下相互分開。
10．如權(quán)利要求8的切削刀具，其特征在于，纜繩被制作成能使纜繩遠(yuǎn)端緊鄰處的纖維在纜繩抵靠孔的底面軸向受壓時(shí)向外成弓形彎曲。
11．如權(quán)利要求1的切削刀具，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)夾持器包含一個(gè)支承表面，它被設(shè)置成沿其長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)位置上接觸和支承所述纜繩。
12．如權(quán)利要求11的切削刀具，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)夾持器具有中空的內(nèi)側(cè)，其內(nèi)側(cè)壁形成所述支承表面。
13．如權(quán)利要求11的切削刀具，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)夾持器包括一個(gè)管狀支承殼體，并在基本為纜繩的整個(gè)長(zhǎng)度上支承所述纜繩。
14．如權(quán)利要求1的切削刀具，此切削刀具包括一個(gè)單獨(dú)的、固定至纜繩遠(yuǎn)端上的鉆頭。
15．如權(quán)利要求4的切削刀具，其特征在于，所述柔性切削部件包括一束纜繩，此纜繩束制作成使切削部件遠(yuǎn)端緊鄰處的各單根纜繩能相互略微分開，從而在鉆孔手術(shù)期間，所鉆孔的直徑要略大于纜繩束緊鄰其遠(yuǎn)端但與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的纜繩束的直徑。
16．如權(quán)利要求15的切削刀具，其特征在于，柔性切削部件和馬達(dá)是這樣選擇的，即，當(dāng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)切削部件時(shí)，在離心力的作用下，使得切削部件遠(yuǎn)端處的纜繩能相互分開。
17．如權(quán)利要求15的切削刀具，其特征在于，切削部件是制作成能使纜繩在它們遠(yuǎn)端的緊鄰處、在纜繩束抵靠孔的底面軸向受壓時(shí)向外成弓形彎曲。
18．如權(quán)利要求1的切削刀具，此切削刀具包含一根驅(qū)動(dòng)管，它緊夾所述切削部件并被所述馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)管可相對(duì)所述細(xì)長(zhǎng)夾持器伸縮地移動(dòng)，這樣，驅(qū)動(dòng)管相對(duì)細(xì)長(zhǎng)夾持器的向遠(yuǎn)端的移動(dòng)將引起所述切削部件從切削部件支承中伸出。
19．在動(dòng)物組織中鉆孔的方法，該方法包括裝備一種鉆具，該鉆具包括一件細(xì)長(zhǎng)的、柔性切削部件，此切削部件具有一條切削部件圍繞著可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的縱向軸線，并包括一根纜繩或一束平行纜繩，每根纜繩包括一層螺旋纏繞纖維的外層，切削裝置安置在切削部件的遠(yuǎn)端上，用以在切削部件圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)施切削功能；和一件細(xì)長(zhǎng)的夾持器，它具有一個(gè)孔，切削部件可通過此孔加以軸向送進(jìn)，夾持器具有一個(gè)遠(yuǎn)端用于在鉆孔手術(shù)期間支承切削部件，且切削部件的遠(yuǎn)端也通過它而伸出，夾持器包含一件切削部件支承，該支承成形成在切削部件遠(yuǎn)端附近，對(duì)其縱向軸線進(jìn)行定向，且在切削部件旋轉(zhuǎn)并向遠(yuǎn)端送進(jìn)時(shí)，保持這樣的定向；在至少將部分切削裝置持續(xù)地保持于被鉆的孔內(nèi)的同時(shí)，圍繞切削部件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)所述切削部件，從而被鉆的孔的孔壁起支承切削裝置的作用，這樣，后者就通過組織而送進(jìn)。
20．如權(quán)利要求19的方法，其特征在于，組織為骨頭。
21．如權(quán)利要求19的方法，其特征在于，組織為軟組織。
22．如權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述纖維成形在切削部件的遠(yuǎn)端，因而它們本身就形成所述切削裝置，而其中所述切削部件旋轉(zhuǎn)，這樣，切削部件遠(yuǎn)端處的纖維相互分開，從而在所述骨頭中所鉆的孔的直徑大于切削部件緊鄰其遠(yuǎn)端、但與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的切削部件的直徑。
23．一種在外科手術(shù)過程中將內(nèi)骨髓桿與桿安放于其中的骨頭相緊固的方法，此方法包括裝備一種鉆具，該鉆具包括一件細(xì)長(zhǎng)的、柔性切削部件，此切削部件具有一條切削部件圍繞著可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的縱向軸線，并包括一根纜繩或一束平行的纜繩，每根纜繩包括一層螺旋纏繞纖維的外層，切削裝置安置在切削部件的遠(yuǎn)端上，用以在切削部件圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)施切削功能；一臺(tái)馬達(dá)，它在與切削部件遠(yuǎn)端相隔甚遠(yuǎn)處與所述切削部件相連接，用以使切削部件圍繞其縱向軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，和一件細(xì)長(zhǎng)的夾持器，此夾持器安放在內(nèi)骨髓桿中，夾持器具有一個(gè)遠(yuǎn)端，用于在鉆孔手術(shù)期間支承切削部件，并具有一個(gè)孔，切削部件的遠(yuǎn)端通過此孔伸出，夾持器包括一件切削部件支承，該支承成形成在切削部件遠(yuǎn)端附近對(duì)切削部件進(jìn)行基本為直角的定向，并在切削部件旋轉(zhuǎn)和向遠(yuǎn)端送進(jìn)時(shí)保持這樣的定向；將夾持器放置在內(nèi)骨髓桿中，并將夾持器中的孔與桿中加工的孔對(duì)準(zhǔn)，在旋轉(zhuǎn)所述切削部件的同時(shí)，向遠(yuǎn)端送進(jìn)所述切削裝置，切削裝置通過夾持器和桿中已對(duì)準(zhǔn)的孔、抵靠和通過所述骨頭，并至少將部分裝置持續(xù)保持于所鉆的孔中，確定鉆具從骨頭中出來(lái)的位置，和將螺絲緊固件向內(nèi)插入以穿過骨頭和骨髓桿。
24．如權(quán)利要求23的方法，該方法包括的步驟有送進(jìn)所述切削部件，使其穿過緊貼所述骨頭的軟組織和表皮。
25．如權(quán)利要求23的方法，其特征在于，所述纖維成形在切削部件的遠(yuǎn)端，從而這些纖維本身就形成所述切削裝置，且其中所述切削部件旋轉(zhuǎn)，使切削部件遠(yuǎn)端處的纖維相互分開，從而在所述骨頭中所鉆的孔的直徑大于切削部件鄰近其遠(yuǎn)端但與其遠(yuǎn)端相隔一段距離的切削部件的直徑。
全文摘要
一根纜繩,它具有螺旋纏繞的超彈性纖維及一個(gè)設(shè)置于其遠(yuǎn)端的鉆頭,該纜繩安放在一件細(xì)長(zhǎng)的夾持器中,纜繩可通過此夾持器加以送進(jìn),夾持器具有一個(gè)遠(yuǎn)端,用于鉆孔手術(shù)期間支承纜繩,纜繩的遠(yuǎn)端可通過此遠(yuǎn)端而伸出。夾持器包括一件纜繩支承,其形狀成形為在其遠(yuǎn)端緊鄰處將纜繩彎曲成預(yù)定的角度,并在纜繩被旋轉(zhuǎn)和送進(jìn)期間支承纜繩。一臺(tái)馬達(dá)在遠(yuǎn)離纜繩遠(yuǎn)端處與纜繩相連接,以便在趨于纏緊纜繩纖維的方向旋轉(zhuǎn)纜繩。
文檔編號(hào)A61B17/32GK1215317SQ97193498
公開日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月1日
發(fā)明者威斯利·D·約翰遜, 格利格·S·蘇頓, 布魯斯·威恩·斯杜爾薩, 弗郎西斯·C·彼得森 申請(qǐng)人:梅塔根公司