專利名稱：用于加熱或冷卻形狀記憶手術(shù)裝置的系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種用來加熱或冷卻形狀記憶可形變的手術(shù)鉗 的系統(tǒng)和裝置，該手術(shù)鉗用于植入的手術(shù)應(yīng)用中。更具體地，本發(fā)明 涉及用來加熱或冷卻鎳/鈥合金植入鉗的系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù)：
加熱或冷卻形狀記憶可形變的鉗子最初用在室溫下的開放結(jié)構(gòu) 中。在手術(shù)處置之后，提供一定量的熱量來閉合該鉗子，以便提供組 織的支撐。在其它結(jié)構(gòu)中，該鉗子可以通過冷卻被變回到其原始形狀。 因此，手術(shù)植入物可以被從其所固定的組織脫離下來?？梢詰?yīng)用各種 結(jié)構(gòu)的植入物。實踐中，手術(shù)的限制要求這些手術(shù)裝置(或植入物) 制造成滿足極為嚴(yán)格的指標(biāo)。在手術(shù)環(huán)境中，期望加熱或冷卻裝置能夠使許多不同類型的鉗子變形，不論是單皮層的還是雙皮層的，是雙腳(bipode)的還是四腳 (quadripode )的鉗子，也不論它們的剖面形狀或尺寸，或者設(shè)計中 使用的形狀記憶金屬的數(shù)量。許多已有技術(shù)的設(shè)計在它們所能變形的 鉗子的類型上是有限的。還期望加熱或冷卻裝置包括一個可靠且有效 的安全系統(tǒng)來防止由于該裝置施加的過度加熱或冷卻而意外發(fā)生的 骨壞死。許多已有技術(shù)沒有包括可靠的安全系統(tǒng)。用來使形狀記憶合 金植入物變形的加熱裝置的一個常見的問題是不能看見該植入物的 形變。這些植入物的各條腿嵌入到骨頭或組織中，在某些情況下當(dāng)變 形時不發(fā)生移動，而是開始對組織施加作用力。許多已有技術(shù)的裝置 不能確定何時足夠的能量已經(jīng)被傳送到了該植入物、使得它完全變形 但是不變得過熱而損害周圍組織。還期望該裝置可以在高壓滅菌鍋中殺菌或沖洗盆中消毒。許多已有技術(shù)的裝置必須人工地清洗和殺菌。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個方面是用于加熱可受熱形變的形狀記憶手術(shù)裝置 的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括密封的殺菌外殼、用來加熱該形狀記憶手術(shù)裝置 的溫度探頭和置于該外殼內(nèi)部的印刷電路板，該溫度探頭與該外殼連 接。該印刷電路板包括系統(tǒng)控制器，后者具有電源電路、反饋電路和 控制電路，該電源電路控制加熱能量到溫度探頭的接收和分配，該反 饋電路用來經(jīng)該溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，該控制電探頭的加熱能量的數(shù)量。本發(fā)明的另一方面是一種用來加熱或冷卻隨溫度可形變的形狀 記憶手術(shù)裝置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括密封的殺菌外殼、用來加熱或冷卻 該形狀記憶手術(shù)裝置的溫度探頭和置于該外殼內(nèi)部的印刷電路板，該 溫度探頭與該外殼連接。該印刷電路板包括系統(tǒng)控制器，后者具有電 源電路、反饋電路和控制電路，該電源電路用來控制加熱能量或冷卻 劑到該溫度探頭的接收和分配，該反饋電路用來經(jīng)該溫度探頭測量該 形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，該控制電路用來從該反饋電路接收數(shù)據(jù)并 可調(diào)地控制電源電路分配到該溫度探頭的加熱能量或冷卻劑的數(shù)量。本發(fā)明的又一方面是一種用來加熱可受熱形變的形狀記憶手術(shù) 裝置的裝置。該裝置包括一個密封的殺菌外殼、用來加熱該形狀記憶 手術(shù)裝置的溫度探頭、用來控制加熱能量到該溫度探頭的接收和分配 的機制、用來經(jīng)該溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況的機制和 用來從反饋電路接收數(shù)據(jù)并可調(diào)地控制該電源電路分配到溫度探頭 的加熱能量的數(shù)量的機制，該溫度探頭與該外殼連接。


為了說明本發(fā)明，附圖顯示了目前優(yōu)選的本發(fā)明的一種形式。但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于圖中所示的精確配置和手段，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手持式電池供電的裝置的側(cè)面剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電極端的放大的局部視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電極端的放大的局部視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的AC供電裝置的等距視圖； 圖5是圖2中的手持件裝置的放大的側(cè)面剖視圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖，其中相似的標(biāo)記表示相似的部件，特別地參考圖 1，本發(fā)明的一個方面是系統(tǒng)20，它用來加熱受熱可形變的形狀記憶 手術(shù)裝置(未示出)。如圖1所示，在一個實施例中，系統(tǒng)20被包 含在密封的、殺菌的手持外殼22中。系統(tǒng)20包括印刷電路板24，該 印刷電路板24包括系統(tǒng)控制器26，印刷電路板24和系統(tǒng)控制器26 二者均包括在外殼22中。系統(tǒng)控制器26與一個溫度探頭28連接， 溫度探頭28從外殼22伸出，用來加熱形狀記憶手術(shù)裝置。外殼22總體是密封的，以便它為可殺菌的并且可承受高壓滅菌 鍋的狀況而不損壞其內(nèi)部的任何部件，比如系統(tǒng)控制器26。系統(tǒng)20 的各部件總地形成外殼22形式的一個手持裝置。溫度探頭28用來加熱形狀記憶手術(shù)裝置，它經(jīng)印刷電路板24 與外殼22連接并從外殼的一端30伸出來?，F(xiàn)在參考圖2,在一個實 施例中，溫度探頭28由一對電極32形成，這對電極用來施加電流到 形狀記憶手術(shù)裝置。電極32使得形狀記憶手術(shù)裝置通過其對電流的 電阻而被加熱，而不是通過熱傳導(dǎo)或熱輻射。如下面將更詳細說明的， 溫度探頭28也可以由溫度觸點而不是傳統(tǒng)的例如電極32的電極來定 義。電流感應(yīng)線34可以與電極32中的每個電極接合來測量每個電極 的端36和形狀記憶手術(shù)裝置之間的電流。電極32可以由導(dǎo)電性材料 諸如金、鋁、銀或它們的組合來形成?；蛘撸姌O32可以由電阻性 材料諸如碳、石墨或它們的組合來形成。在一個實施例中，如圖2所示，電極32由兩個石墨棒38形成， 兩個石墨棒都由絕緣材料40包覆，這樣的電極32可以互相緊密接觸 地放置。電流感應(yīng)線34連接到棒38中的每一個。電流感應(yīng)線34互 相絕緣，與石墨棒38也絕緣，只是鄰近每個端42處與棒的接觸點除 外。電流感應(yīng)線34用來測量端42附近的電流。電極32可以利用絕 緣體44形成為圓柱形狀，以方便放置到手術(shù)位置?，F(xiàn)在參考圖3，在一個實施例中， 一個電阻性導(dǎo)線或帶子45可 以與電極32接合并在電極32間延伸。電流流經(jīng)導(dǎo)線或帶子45。導(dǎo)線 或帶子45而不是電極32與形狀記憶手術(shù)裝置接觸來加熱該裝置。再次參考圖1，印刷電路板24通常置于外殼22中來確保在殺菌 期間得到保護。印刷電路板24包括系統(tǒng)控制器26，后者通常由電源 電路(未示出)、反饋電路(未示出)和控制電路(未示出)定義， 該電源電路用來控制加熱能量到每個溫度探頭28的接收和分配，反 饋電路用來經(jīng)該溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，該控制電 路用來從該反饋電路接收數(shù)據(jù)并可調(diào)地控制電源電路分配到該溫度 探頭的加熱能量的數(shù)量。如果該溫度探頭28包括電極32，系統(tǒng)控制 器26將控制流到電極的電流流量。該控制電路典型地包括一個自動切斷電路(未示出)，用來在特 定時間之后或發(fā)生了預(yù)定情況之后終止加熱能量到溫度探頭28的分 配。系統(tǒng)20還可以包括一個或多個數(shù)字式微處理器(未示出)，用 來確定一個恰當(dāng)?shù)臏囟群蜁r間來加熱該形狀記憶手術(shù)裝置，以便在該 形狀記憶手術(shù)裝置中產(chǎn)生的溫度不超過預(yù)定的最大值。該一個或多個 數(shù)字式微處理器與該控制電路共同工作。該形狀記憶手術(shù)裝置典型地 設(shè)計成在特定溫度下發(fā)生形變，通常在攝氏45度和50度之間。該控 制電路確保系統(tǒng)20將該形狀記憶手術(shù)裝置加熱到略高于發(fā)生形變所 需的溫度但不能更高。溫度限制使得植入物發(fā)生形變，但不引起組織 由于過度加熱而發(fā)生壞死。系統(tǒng)20典型地包括一個源46，用來總地提供加熱能量到該電源 電路和系統(tǒng)。在一個實施例中，系統(tǒng)20構(gòu)造成包括傳感器(未示出)或另一機制，用來當(dāng)溫度探頭28與形狀記憶手術(shù)裝置接觸時自動地 提供加熱能量。當(dāng)溫度探頭28由電極32定義時，源46可以包括可 重復(fù)充電或可更換的電池47 (置于外殼22中)或者與外殼22的一端 48接合的電源線(未示出)，用來提供線電流形式的加熱能量。當(dāng)溫 度探頭28是由非傳統(tǒng)的電極或其它溫度觸點定義時，源46可以包括 化學(xué)源、射頻電外科發(fā)電器、超聲發(fā)生器或交變磁場。系統(tǒng)20可以包括手動開關(guān)，諸如瞬間開關(guān)50和多位置開關(guān)52， 這些開關(guān)置于外殼22中。瞬間開關(guān)50允許用戶手動地激活該系統(tǒng)。 多位置開關(guān)52允許用戶手動地設(shè)置時間量或要傳遞到該形狀記憶手 術(shù)裝置的電流量。當(dāng)發(fā)生了特定的情況時，例如達到了形狀記憶手術(shù) 裝置的期望溫度時，或者當(dāng)經(jīng)過了預(yù)定量的操作時間之后，或者該裝 置移動到了期望的形狀，或者預(yù)定量的電流流經(jīng)了該裝置，可視和可 聽的信號特征，比如LED54、蜂鳴器56和數(shù)字的或模擬的讀數(shù)器58向用戶報警。使用中，系統(tǒng)20通過首先選擇適合要變形的形狀記憶手術(shù)裝置 的尺寸的多位置開關(guān)52的位置來操作。移動多位置開關(guān)52到幾個形 狀記憶手術(shù)裝置尺寸位置之一會點亮LED54。 LED54表明該單元可 獲得能量。接下來，溫度探頭28的端36被置于與形狀記憶手術(shù)裝置的一側(cè) 接觸。當(dāng)電極32被置于與形狀記憶手術(shù)裝置接觸時，電流感應(yīng)線34 感應(yīng)電路的完整性。 一旦傳導(dǎo)電路是完整的，用戶按下瞬時開關(guān)50, 于是電流被提供到電極32若干秒直到聽到來自蜂鳴器56的聲音信 號。此時，LED54改變顏色，表明與形狀記憶手術(shù)裝置發(fā)生了接觸并 且電源電路正在傳遞特定電流到端36。 LED54在加熱過程結(jié)束時變 回其原來顏色。提供電流感應(yīng)線34來更精確地測量每個端36的電流。 在經(jīng)過了特定量的時間之后，電源電路停止傳遞電流?，F(xiàn)在參考圖4、 5，本發(fā)明的另一方面是系統(tǒng)120，用來加熱受熱 可形變的形狀記憶手術(shù)裝置(未示出)。系統(tǒng)120基本上類似于系統(tǒng) 20，不同之處在于系統(tǒng)120包括密封的殺菌外殼122,后者與單獨密封的殺菌手持單元124經(jīng)由電纜(cord) 126和插頭128接合。外殼122通常包括一個系統(tǒng)控制器，后者基本上類似于系統(tǒng)控制 器26。在一個實施例中，系統(tǒng)120是AC供電裝置，包括與外殼122 接合的AC電源線130。但是，系統(tǒng)120也可以由能夠為系統(tǒng)20供電 的任何電源來供電。外殼122通常包括ON/OFF開關(guān)132、能量/時間 選擇器134、 LED136和壓電蜂鳴器138。現(xiàn)在參考圖5,手持單元124的第一末端140經(jīng)由電纜126和插 頭128連接到外殼122。溫度探頭142 (例如電極144)從手持單元 124的與第一末端相對的末端146伸出。導(dǎo)線148典型地與電極144 中的每一個接合并將電極經(jīng)由電纜126和插頭128連接到外殼122。 電流經(jīng)由電纜126中的導(dǎo)線148提供到電極144。電流感應(yīng)線150在 每個電極的端152處或附近與每個電極接合。電流感應(yīng)線150還經(jīng)電 纜126和插頭128延伸回到外殼122。電流感應(yīng)線150提供關(guān)于電極 144的狀況的反饋到外殼122中的系統(tǒng)控制器(未示出)。手持單元 124還包括一個激活開關(guān)154，后者經(jīng)一個或多個導(dǎo)線156 (延伸通過 電纜126)電氣地與外殼122中的系統(tǒng)控制器連接。本發(fā)明的另 一實施例是一種系統(tǒng)，用來加熱或冷卻可隨溫度形變 的形狀記憶手術(shù)裝置。再次參考圖l和2，這樣的系統(tǒng)可以基本上類 似于系統(tǒng)20和120。這樣的系統(tǒng)與系統(tǒng)20和120的不同之處在于它 包括一個溫度探頭，用來加熱和冷卻該形狀記憶手術(shù)裝置。再有，這 樣的系統(tǒng)將控制加熱能量或冷卻劑(未示出)到溫度探頭的接收和分 配。加熱能量源可以與系統(tǒng)20和120中提供的相同。冷卻能量源160 以冷卻劑形式出現(xiàn)，可以與電池47相鄰地包括在外殼22中。冷卻劑 的例子包括壓縮氣體或熱電冷卻器。雖然已經(jīng)相對于本發(fā)明的實施例說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以做出前述的 和各種其它的改變、省略和附加。因此其它的實施例均包括在后面的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用來加熱受熱可形變的形狀記憶手術(shù)裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括密封的殺菌外殼；溫度探頭，用來加熱該形狀記憶手術(shù)裝置，所述的溫度探頭與所述外殼連接；以及印刷電路板，置于所述外殼之內(nèi)，所述印刷電路板包括系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器具有電源電路、反饋電路和控制電路，該電源電路用來控制加熱能量到所述溫度探頭的接收和分配，所述反饋電路用來經(jīng)所述溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，所述控制電路用來從所述反饋電路接收數(shù)據(jù)并可調(diào)地控制所述電源電路分配到所述溫度探頭的加熱能量的數(shù)量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述的控制電路還包括自動切 斷電路，用來在特定量的時間之后或者在發(fā)生預(yù)定情況時終止加熱能 量到所述溫度探頭的分配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括一個或多個數(shù)字微處理器， 用來確定加熱該形狀記憶手術(shù)裝置的恰當(dāng)?shù)臏囟群蜁r間，使得該形狀 記憶手術(shù)裝置中產(chǎn)生的溫度不超過預(yù)定的最大值，其中所述的一個或 多個數(shù)字微處理器與所述控制電路共同工作。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述的溫度探頭是一個電極， 用來將電流施加到該形狀記憶手術(shù)裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括與所述溫度探頭接合的電流 感應(yīng)線，其中所述電流感應(yīng)線被配置用來測量所述溫度探頭的一端與 該形狀記憶手術(shù)裝置之間的導(dǎo)電性。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括數(shù)字或模擬讀數(shù)器，用來指 示該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中所述電極由金、鋁、銀或它們 的組合之一來形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中所述電極由碳、石墨或它們的 組合之一來形成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括第二溫度探頭和電阻線或帶 子，該電阻線或帶子與所述溫度探頭和所述第二溫度探頭接合并在其 間延伸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括用來當(dāng)所述溫度探頭被使 得與該形狀記憶手術(shù)裝置接觸時自動提供加熱能量的裝置。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，還包括一個密封的、殺菌的手持 單元，所述的溫度探頭從該單元伸出。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述的手持單元和所述溫 度探頭經(jīng)電纜與所述外殼連接。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述外殼被構(gòu)造成用來手持 并且所述溫度探頭從所述外殼伸出。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括用來提供加熱能量的裝置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述裝置包括放置于所述 外殼內(nèi)并與所述電源電路相接合的電池。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述外殼構(gòu)造成用來手持 并且所述溫度探頭從所述外殼伸出。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所迷裝置包括一個電源電 纜，用來提供線電流形式的加熱能量到所述電源電路。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述裝置包括化學(xué)源，用 來提供加熱能量到所述電源電路。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述裝置包括射頻電外科 發(fā)生器，用來提供加熱能量到所述電源電路。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述裝置包括超聲發(fā)生器， 用來提供加熱能量到所述電源電路。
21、 根據(jù)權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述裝置包括一個交變磁 場，用來提供加熱能量到所述電源電路。
22、 一種用來加熱或冷卻可隨溫度形變的形狀記憶手術(shù)裝置 的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括密封的殺菌外殼；溫度探頭，用來加熱或冷卻該形狀記憶手術(shù)裝置，所述溫度探頭與所述外殼連接；以及置于所述外殼之內(nèi)的印刷電路板，所迷印刷電路板包括系統(tǒng)控制 器，所述系統(tǒng)控制器具有電源電路、反饋電路和控制電路，所迷電源 電路用來控制加熱能量或冷卻劑到所述溫度探頭的接收和分配，所述 反饋電路經(jīng)所述溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，所述控制配到所述溫度探頭的所述加熱能量或者;迷冷卻劑的數(shù)量。二'
23、 根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中所述冷卻劑是壓縮氣體。
24、 根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中所述冷卻劑是從熱電冷卻器 產(chǎn)生的。
25、 根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中所述控制電路還包括自動切 斷電路，用來在一個特定量的時間之后或者在發(fā)生了預(yù)定的情況時終 止加熱能量到所述溫度探頭的分配。
26、 一種用來加熱受熱可形變的形狀記憶手術(shù)裝置的裝置，所迷 裝置包括密封的殺菌外殼；溫度探頭，用來加熱該形狀記憶手術(shù)裝置，所述溫度探頭與所迷 外殼連接；用來控制加熱能量到所述溫度探頭的接收和分配的裝置； 用來經(jīng)所述溫度探頭測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況的裝置；以及到所述溫度探頭的加熱能量的數(shù)量的裝置,
全文摘要
一種用來加熱受熱可形變的形狀記憶手術(shù)裝置的系統(tǒng)(20)。該系統(tǒng)包括密封的殺菌外殼(22)；溫度探頭(28)，用來加熱該形狀記憶手術(shù)裝置，所述的溫度探頭(28)與所述外殼(22)連接；及印刷電路板(24)，置于所述外殼(22)之內(nèi)。所述印刷電路板(24)包括系統(tǒng)控制器(26)，該系統(tǒng)控制器具有電源電路、反饋電路和控制電路，該電源電路用來控制加熱能量到所述溫度探頭(28)的接收和分配，所述反饋電路用來經(jīng)所述溫度探頭(28)測量該形狀記憶手術(shù)裝置的狀況，所述控制電路用來從所述反饋電路接收數(shù)據(jù)并可調(diào)地控制所述電源電路分配到所述溫度探頭(28)的加熱能量的數(shù)量。該控制電路包括自動切斷電路，用來在特定的時間之后或者在發(fā)生預(yù)定情況時終止加熱能量到所述溫度探頭(28)的分配。
文檔編號H05B3/42GK101331795SQ200680046790
公開日2008年12月24日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者C·R·斯特蘭德, R·B·阿施曼, 小E·安東尼 申請人:茵特里福斯公司