基于所附接的機(jī)頭類型進(jìn)入特定操作狀態(tài)的動(dòng)力模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及電動(dòng)外科工具，包括可消毒的機(jī)頭和不可消毒的無菌的動(dòng)力模塊。本發(fā)明的工具構(gòu)造成使得動(dòng)力模塊檢測(cè)與該模塊附接的機(jī)頭的類型并根據(jù)機(jī)頭類型提供動(dòng)力。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代外科學(xué)中，醫(yī)務(wù)人員可用的一個(gè)最重要的器械是電動(dòng)外科工具。電動(dòng)外科工具的一個(gè)形式是容納有馬達(dá)的機(jī)頭。設(shè)計(jì)應(yīng)用于外科部位以執(zhí)行特定醫(yī)療手術(shù)的切割附接件固定到機(jī)頭。一些電動(dòng)外科工具設(shè)置有用于向組織中切孔或用于選擇性去除組織例如骨頭的鉆頭、圓頭銼或鉸刀。其它機(jī)動(dòng)化的電動(dòng)外科工具設(shè)置有鋸削頭。這些工具使硬質(zhì)和軟質(zhì)組織的大部分分離。如其名字所表明，線材驅(qū)動(dòng)器是驅(qū)動(dòng)線材進(jìn)入患者、更具體地進(jìn)入骨頭的動(dòng)力工具。動(dòng)力工具在手術(shù)室也用于執(zhí)行其它功能。例如，已知使用動(dòng)力工具混合形成外科粘固粉團(tuán)的成分。其它電動(dòng)外科工具包括動(dòng)力產(chǎn)生單元例如超聲波驅(qū)動(dòng)器或發(fā)射光子(光)能量的裝置。
[0003]當(dāng)對(duì)患者進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)時(shí)，對(duì)患者使用電動(dòng)外科工具的能力減少了外科醫(yī)生的身體勞損。此外，利用電動(dòng)外科工具可以比利用在電動(dòng)外科工具之前出現(xiàn)的手動(dòng)對(duì)應(yīng)物更快更精確地執(zhí)行大多數(shù)外科手術(shù)。
[0004]特別受一些醫(yī)生歡迎的一類電動(dòng)外科工具是無電線的、電池操作的電動(dòng)外科工具。顧名思義，該工具具有電池，該電池用作用于工具動(dòng)力產(chǎn)生單元的動(dòng)力源。這使得不需要為工具提供連接到外部電源的電線。不使用電線提供了超越有電線的電動(dòng)外科工具的好處。使用這種類型的工具的外科人員自己不需要關(guān)心對(duì)電線消毒使得可將電線引入無菌外科場(chǎng)所、或確保在手術(shù)中電線的未消毒部分不會(huì)無意地引入外科場(chǎng)所。不使用電線還導(dǎo)致類似地消除了電線帶給外科手術(shù)的物質(zhì)雜亂和視野堵塞。
[0005]傳統(tǒng)的動(dòng)力工具與設(shè)計(jì)用于執(zhí)行外科手術(shù)的動(dòng)力工具之間存在差異。設(shè)計(jì)用于執(zhí)行外科手術(shù)的動(dòng)力工具必須能夠承受嚴(yán)酷的高壓滅菌器消毒。在高壓滅菌器消毒過程中，所述工具安置在空氣中充滿水汽(蒸汽)、溫度可超過110°C、壓力超過290托的腔室中。所述工具的包括任何電路的電力構(gòu)件的內(nèi)部構(gòu)件如果不受保護(hù)地留在并反復(fù)暴露于該環(huán)境則會(huì)腐蝕。
[0006]防止這種類型的腐蝕的一個(gè)解決方案是將所述工具的盡可能多的導(dǎo)電構(gòu)件容納在密封模塊或密封殼體中。內(nèi)容明確地引用在此作為參考的本申請(qǐng)人的美國(guó)專利N0.7，638，958/PCT公開N0.WO 2007/002180A2公開了多少與機(jī)動(dòng)化的電動(dòng)外科工具相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件可以并入單個(gè)密封模塊。
[0007]上述公開的組件做了保護(hù)電動(dòng)外科工具的許多電力構(gòu)件免受消毒的不利影響的非常適當(dāng)?shù)墓ぷ?。但是，隨著時(shí)間的消逝，密封模塊的接頭會(huì)損壞。另外，所述工具的馬達(dá)、轉(zhuǎn)子和線圈沒有被保護(hù)到密封模塊中的構(gòu)件被保護(hù)的程度。此外，提供由該密封模塊保護(hù)的工具是昂貴的。
[0008]該問題的另一個(gè)解決方案是將所述工具的構(gòu)件分成兩部分，一部分是消毒的，另一部分是不消毒的。更具體地，該類型的工具包括動(dòng)力模塊和機(jī)頭。動(dòng)力模塊包括動(dòng)力產(chǎn)生單元例如馬達(dá)。存儲(chǔ)用于啟動(dòng)動(dòng)力產(chǎn)生單元的電荷的電池也布置在動(dòng)力模塊內(nèi)。動(dòng)力產(chǎn)生單元包括控制電路?？刂齐娐氛{(diào)節(jié)動(dòng)力產(chǎn)生單元的啟動(dòng)。動(dòng)力產(chǎn)生單元的主體、殼體以及主體內(nèi)部的構(gòu)件不是設(shè)計(jì)用于承受消毒過程。
[0009]所述工具的第二部分是機(jī)頭。該機(jī)頭包括主體或殼體。機(jī)頭主體內(nèi)部是用于接納動(dòng)力產(chǎn)生單元的空腔。機(jī)頭還包括某種傳動(dòng)裝置。該傳動(dòng)裝置能夠?qū)⒂蓜?dòng)力產(chǎn)生單元輸出的動(dòng)力傳送到應(yīng)用于患者以執(zhí)行所期望的手術(shù)的所附接的器械。通常機(jī)頭包括某種連接構(gòu)件。連接構(gòu)件便于器械與傳動(dòng)裝置的可釋放附接。機(jī)頭主體和所附接的構(gòu)件設(shè)計(jì)成可承受嚴(yán)酷的消毒過程。
[0010]當(dāng)準(zhǔn)備使用具有無菌動(dòng)力模塊的工具時(shí)，對(duì)機(jī)頭進(jìn)行消毒。將動(dòng)力模塊安置在機(jī)頭內(nèi)部的封閉空腔中。這將未消毒的動(dòng)力模塊密封成與患者周圍的環(huán)境隔離開。然后以與使用可消毒的工具相同的方式使用所述工具。致動(dòng)動(dòng)力產(chǎn)生單元以使器械對(duì)患者執(zhí)行所期望的手術(shù)。
[0011]上述類型的工具的好處是只有機(jī)頭及其內(nèi)部構(gòu)件需要設(shè)計(jì)成可承受消毒。這使得與提供整個(gè)工具都經(jīng)受消毒的工具相比，提供這種類型的工具更便宜。此外，由于該工具的無菌動(dòng)力模塊不經(jīng)受消毒，所以該模塊不可能由于暴露于消毒過程而發(fā)生故障。
[0012]雖然上述類型的工具是有用的，但存在與該工具相關(guān)的限制。這些限制中的一些是由于這樣的事實(shí):許多動(dòng)力外科工具雖然形狀類似但難以操作。例如，外科醫(yī)生會(huì)使用的兩個(gè)機(jī)動(dòng)化的電動(dòng)外科工具是線材驅(qū)動(dòng)器和矢狀鋸。兩個(gè)工具都包括馬達(dá)。所述工具設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)不同的器械。線材驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于使線材或銷旋轉(zhuǎn)。矢狀鋸設(shè)計(jì)成使刀片繞延伸穿過刀片運(yùn)動(dòng)的平面的軸線在平面中來回?cái)[動(dòng)。如果有人無意地將設(shè)計(jì)用于這些工具中一個(gè)的機(jī)頭的動(dòng)力模塊安置到其它工具的機(jī)頭中，會(huì)出現(xiàn)麻煩。
[0013]對(duì)于該問題，一個(gè)建議的解決方案是在動(dòng)力模塊上設(shè)置開關(guān)。在組裝工具以使用的過程中，在某一時(shí)刻將開關(guān)手動(dòng)設(shè)置成指示與動(dòng)力模塊連接的機(jī)頭的類型。該解決方案的缺點(diǎn)是，需要準(zhǔn)備工具進(jìn)行使用的人正確地設(shè)置開關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明涉及新穎和有用的外科動(dòng)力工具。本發(fā)明的動(dòng)力工具包括可消毒的機(jī)頭和無菌動(dòng)力模塊。本發(fā)明的工具設(shè)計(jì)成使得根據(jù)各機(jī)頭的特定動(dòng)力需求，動(dòng)力模塊自動(dòng)地為不同的機(jī)頭提供動(dòng)力。
[0015]本發(fā)明的工具的機(jī)頭包括數(shù)據(jù)標(biāo)簽。該數(shù)據(jù)標(biāo)簽存儲(chǔ)用于從多個(gè)不同類型的機(jī)頭中識(shí)別特定類型的機(jī)頭的數(shù)據(jù)。動(dòng)力模塊包括讀取器和控制器。讀取器從機(jī)頭數(shù)據(jù)標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)?？刂破鲝淖x取器接收識(shí)別機(jī)頭類型的信號(hào)?；跈C(jī)頭的類型，控制器控制動(dòng)力模塊內(nèi)部的動(dòng)力產(chǎn)生單元，以提供適合于動(dòng)力模塊附接的機(jī)頭類型的動(dòng)力。
[0016]在本發(fā)明的一些優(yōu)選形式中，機(jī)頭數(shù)據(jù)標(biāo)簽與用于將動(dòng)力模塊保持到機(jī)頭的鎖閉件一體。來自數(shù)據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信號(hào)的有/無被控制電路進(jìn)一步用作動(dòng)力模塊是否適當(dāng)?shù)剡B接到機(jī)頭并且工具準(zhǔn)備好使用的標(biāo)記。只有在控制電路確定蓋處于鎖閉狀態(tài)后，控制電路才致動(dòng)工具動(dòng)力產(chǎn)生單元。
[0017]在本發(fā)明的一些優(yōu)選形式中，機(jī)頭數(shù)據(jù)標(biāo)簽包括一組一個(gè)或多個(gè)特別安置的磁體。動(dòng)力模塊數(shù)據(jù)讀取器包括一個(gè)或多個(gè)傳感器。各傳感器選擇性地輸出取決于磁體的有/無的信號(hào)。在本發(fā)明的一些形式中，傳感器輸出取決于感測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度的信號(hào)。
[0018]在本發(fā)明的一些形式中，動(dòng)力模塊動(dòng)力產(chǎn)生單元是馬達(dá)。在本發(fā)明的這些形式中，機(jī)頭傳動(dòng)裝置是將馬達(dá)的機(jī)械能傳輸?shù)剿浇拥哪芰渴┘悠骰蚱餍档凝X輪系。
【附圖說明】
[0019]在權(quán)利要求中指出了本發(fā)明的特性。從下面結(jié)合附圖的具體描述中可以理解本發(fā)明的上述和其它特點(diǎn)和好處，其中:
[0020]圖1是本發(fā)明的外科工具的透視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的構(gòu)件的分解視圖，包括對(duì)動(dòng)力模塊如何安裝到機(jī)頭的描繪；
[0022]圖3是本發(fā)明的工具的剖視圖；
[0023]圖4是機(jī)頭的剖視圖；
[0024]圖5是機(jī)頭蓋的分解視圖；
[0025]圖6是動(dòng)力模塊的透視圖；
[0026]圖7是動(dòng)力模塊的前部平面圖；
[0027]圖8是動(dòng)力模塊的后部平面圖；
[0028]圖9是動(dòng)力模塊的左側(cè)平面圖；
[0029]圖10是動(dòng)力模塊的右側(cè)平面圖；
[0030]圖11是動(dòng)力模塊的頂部平面圖；
[0031]圖12是動(dòng)力模塊的底部平面圖；
[0032]圖13是動(dòng)力模塊的內(nèi)部構(gòu)件的分解視圖；
[0033]圖14是動(dòng)力模塊的剖視圖；
[0034]圖15是傳感器如何安裝到動(dòng)力模塊基部的透視圖；
[0035]圖16是動(dòng)力模塊的電路框圖；
[0036]圖17A和17B形成本發(fā)明的工具的操作的流程圖；
[0037]圖18是形成本發(fā)明的工具的替代機(jī)頭的透視圖；
[0038]圖19是鑰匙件如何能夠安裝到動(dòng)力模塊以將模塊置于維護(hù)模式的分解視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]1.概述
[0040]現(xiàn)在結(jié)合圖1-3總體描述本發(fā)明的電動(dòng)外科工具30。工具30包括機(jī)頭40，動(dòng)力模塊180可拆下地坐靠在該機(jī)頭中。動(dòng)力模塊180內(nèi)部是動(dòng)力產(chǎn)生單元。在本發(fā)明所描述的形式中，動(dòng)力產(chǎn)生單元是馬達(dá)290。電池270和控制器320也布置在動(dòng)力模塊180中。電池270提供用于給馬達(dá)290供電的電荷。控制器320選擇性地給馬達(dá)290施加電流以調(diào)節(jié)馬達(dá)的致動(dòng)。
[0041]機(jī)頭40包括構(gòu)件，由機(jī)頭馬達(dá)290輸出的動(dòng)力施加到所述構(gòu)件。這些構(gòu)件中的一個(gè)是驅(qū)動(dòng)心軸136。由于所述外科工具30是機(jī)動(dòng)化的外科工具，該工具包括總體由環(huán)狀件表示的連接組件170。連接組件170可釋放地將能量施加器或前端附接件保持到機(jī)頭40。為了本發(fā)明的目的，能量施加器是施加到患者以完成外科手術(shù)任務(wù)的裝置。附接到機(jī)動(dòng)化的外科機(jī)頭的能量施加器包括鉆頭、刀片、鉸刀和圓頭銼。用于本發(fā)明的能量施加器也可理解成是被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入患者以永久或臨時(shí)植入的醫(yī)療裝置。這些類型的裝置包括線材、銷和螺釘。在本發(fā)明的一些形式中，連接組件構(gòu)造成可拆下地接納前端附接件。前端附接件是接合并驅(qū)動(dòng)能量施加器的現(xiàn)有裝置。這允許使用單個(gè)工具驅(qū)動(dòng)不同類型的能量施加器。
[0042]機(jī)頭40還包括至少一個(gè)控制構(gòu)件。在本發(fā)明的所示形式中，有兩個(gè)控制構(gòu)件:觸發(fā)器152和154。
[0043]當(dāng)希望使用工具30時(shí)，選擇性地壓下一個(gè)或兩個(gè)觸發(fā)器152和154。動(dòng)力模塊180內(nèi)部的傳感器302和304(圖13)監(jiān)控觸發(fā)器152和154是否被壓下。當(dāng)壓下觸發(fā)器152或154時(shí)，相關(guān)聯(lián)的傳感器302或304分別輸出代表對(duì)控制器320的觸發(fā)狀態(tài)的信號(hào)。響應(yīng)接收的該信號(hào)，控制器320調(diào)節(jié)對(duì)馬達(dá)的電流施加，以產(chǎn)生馬達(dá)270的所期望致動(dòng)。更具體地，給馬達(dá)施加電流以產(chǎn)生馬達(dá)致動(dòng)，馬達(dá)致動(dòng)導(dǎo)致外科醫(yī)生所期望的能量施加器致動(dòng)。
[0044]I1.機(jī)頭
[0045]首先應(yīng)該理解，形成機(jī)頭40的構(gòu)件能夠承受機(jī)頭會(huì)暴露的嚴(yán)酷的高壓滅菌器消毒或其它消毒過程。為使構(gòu)件能夠承受嚴(yán)酷的高壓滅菌器消毒，該構(gòu)件應(yīng)該能夠承受暴露于溫度超過105°C、2巴壓力下的過飽和蒸汽(水汽)的環(huán)境。
[0046]現(xiàn)在通過圖1-4描述的機(jī)頭40包括殼體42。殼體42是機(jī)頭40的本體或外殼。所示殼體42被成形為具有基部44。在與圖3的平面垂直的平面中，基部44形狀大體為矩形?；?4的底端是敞開的?；?4被形成為具有在近側(cè)并從基部的近端略微向下延伸的兩個(gè)鉸接連接部47 (標(biāo)識(shí)出一個(gè))。雖然看不到，但機(jī)頭40被形成使得基部44的底端具有限定進(jìn)入基部44的開口的外周邊的邊緣。該邊緣從基部44的外表面向內(nèi)形成臺(tái)階。基部44形成為具有在圖4中標(biāo)識(shí)出的槽口 45。槽口 45從基部44的指向遠(yuǎn)側(cè)的壁板的內(nèi)表面向內(nèi)延伸。殼體被形成使得槽口 45位于基部44的開口端上方小于0.5cm的較短距離內(nèi)。槽口 45不延伸穿過形成槽口的壁板的全部。
[0047]也是殼體42的一部分的握持部46從基部44向上延伸。在本發(fā)明所示的形式中，握持部46不從基部44的中心上升。相反，握持部46沿從基部44的頂部的中心沿遠(yuǎn)側(cè)向前的