技术领域
[0001] 本
发明一般涉及动
力式外科切割装置，并且更具体地，涉及包括锯刀片的装置，所述锯刀片通过旋转摆动而被驱动。
背景技术
[0002] 在外科手术期间，外科医生可使用电动锯用于切割骨和其它组织。此类系统通常包括安装于驱动机构的可更换的刀片。为了防止对患者造成创伤并且试图减少对周围组织的损坏，外科医生在切割操作期间以特定
角度将锯刀片定向在患者体内。当前的系统并不提供固定于驱动机构的锯刀片并且不提供刀片在患者体内的高效定向。因此，本领域中存在对于提供锯刀片相对于驱动机构的取向的需求，所述取向是高效的并且减少患者创伤。
发明内容
[0003] 提出了用于外科切割装置的系统和方法，该外科切割装置包括通过旋转摆动而被驱动的锯刀片。本公开的一个方面涉及外科锯设备，该外科锯设备包括保持构件、夹紧构件和释放销。该保持构件可包括外表面和在第一端部处开口的细长狭槽，其中该细长狭槽包括间隔开的细长侧、在细长侧之间延伸的保持表面、以及在第二端部处的端部表面，该第二端部与狭槽的第一端部相对。该夹紧构件可包括夹紧表面，该夹紧表面设置成邻近细长狭槽并且能够在该细长狭槽内移动。该释放销可包括第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的轴线，该第一端部刚性地附接到夹紧构件并且可滑动地附接到保持构件，第二端部设置成远离夹紧构件和保持构件。在释放方向上相对于保持构件移动释放销可以使夹紧表面移动远离保持表面，所述释放方向平行于释放销的轴线。
[0004] 本公开的另一个方面涉及外科锯设备，该外科锯设备包括
外壳、驱动板、保持构件、夹紧构件和释放销。该保持构件可安装成围绕旋
转轴线旋转，其中该保持构件可保持在接合
位置内以与驱动板一起旋转。该保持构件还可移动到释放位置中以独立于驱动板旋转。该夹紧构件可安装成围绕
旋转轴线与保持构件一起旋转并且还可在夹紧位置中保持在保持构件上。该夹紧构件可远离保持构件移动到打开位置中，其中处于夹紧位置的保持构件和夹紧构件形成具有开口端的细长狭槽，用于保持具有刀片部分的外科锯刀片的刀柄，该刀片部分从细长狭槽的开口端向
外延伸。处于夹紧位置的保持构件和夹紧构件可形成细长狭槽，用于释放外科锯刀片的刀柄，以便通过细长狭槽的开口端移除。该释放销可将保持构件保持在接合位置中，同时还将夹紧构件保持在接合位置中。该释放销可移动到释放位置中，其中处于释放位置的释放销将保持构件保持在释放位置中并且将夹紧构件保持在打开位置中。
[0005] 本公开的另一个方面涉及外科锯设备，该外科锯设备包括外科锯刀片、外壳、驱动板和保持构件。该驱动板可安装于外壳中以围绕旋转轴线旋转并且以摆动旋转被驱动。该驱动板可具有从旋转轴线径向移位的沟槽。该保持构件可释放地保持外科锯刀片。该保持构件可包括朝向驱动板延伸的齿。该保持构件可安装于外壳中以围绕旋转轴线旋转并且可在释放方向上沿旋转轴线从接合位置滑动至释放位置，在接合位置中，齿保持在沟槽内，在释放位置中，齿保持成远离沟槽并且与释放方向相反。
[0006] 在
附图和下述的具体实施方式中示出了本发明的一个或多个
实施例的具体细节。本发明的其它特征、目标和优点在具体实施方式和附图以及
权利要求中将是显而易见的。
附图说明
[0007] 以下附图对该装置进行了更详细的解释。附图仅仅是例子，以示出优选装置的结构以及可单独使用或者结合其它特征使用的某些特征。本发明不应当被限于所示出的例子。
[0008] 图1为根据本发明构造的外科切割装置的右侧正视图；
[0009] 图2为图1的外科切割装置内的驱动头的平面图；
[0010] 图3为沿由图1中所示的剖面线3-3截取的图2的驱动头的横截面平面图；
[0011] 图4为沿图2中的剖面线4-4截取的图2的驱动头的第一横截面右侧正视图，以示出处于打开位置的刀片保持机构，其中的
锁紧机构处于释放位置；
[0012] 图5为另外沿剖面线4-4截取的图2的驱动头的第二横截面右侧正视图，以示出处于的夹紧位置的刀片保持机构，其中的锁紧机构处于接合位置；
[0013] 图6为图2的驱动头的透视图，示出了其中彼此处于分解关系的元件；
[0014] 图7为示出为从上方观察到的图2的驱动头内的保持构件的透视图；
[0015] 图8为示出为从下方观察到的图2的驱动头内的夹紧构件的透视图；
[0016] 图9为图1的外科切割装置内的外科锯刀片的平面图；
[0017] 图10为图9的外科锯刀片的侧正视图；
[0018] 图11为图9的外科锯刀片的端部正视图；
[0019] 图12为用于图1的外科切割装置的第一可供选择的外科锯刀片；并且
[0020] 图13为用于图1的外科切割装置的第二可供选择的外科锯刀片。
具体实施方式
[0021] 下列描述中所使用的某些术语仅为了方便起见且并非限制性的。词汇“右”、“左”、“下”和“上”
指定附图中的方向，以此作为参照。词汇“内”、“外”是指分别朝向和远离所描述的特征或装置的几何中心的方向。考虑到所描述的物件并且参照本文中所描述的器械，词汇“远侧”和“近侧”是指通常基于使用此类器械的外科医生的视角的方向。词汇“前”、“后”、“上”、“下”、“内侧”、“外侧”、以及相关的词汇和/或短语指定人体中的优选位置和取向，以此作为参照。所述术语包括以上列举的词汇、它们的派生词以及具有类似含义的词汇。
[0022] 此外，本文中的各个组件可被描述成沿纵向和侧向
水平地延伸、以及沿横向竖直地延伸。除非本文中另外指明，否则术语“侧向”、“纵向”和“横向”用于描述各个物件的垂直定向的组件。应当理解，尽管纵向和侧向示出为沿水平平面延伸，并且横向示出为沿竖直平面延伸，但是包含各个方向的平面可能在使用期间有所不同。因此，方向术语“竖直”和“水平”用于仅仅为了清楚和举例说明的目的来描述组件并且不意味着构成限制。
[0023] 现在将参考附图来描述本发明的某些例子。一般来讲，此类实施例涉及外科切割装置100，该装置包括通过旋转摆动而被驱动的锯刀片。首先将参考图1和图2来讨论示例性外科切割装置100的外部特征。图1是示例性外科切割装置100的右侧正视图并且图2是与外科切割装置100相关联的示例性驱动头102的平面图。
[0024] 外科切割装置100包括驱动头102和
手柄部分104。外科锯刀片106保持并且以摆动运动可旋转地驱动通过围绕旋转轴线110的角度108。角度108可包括由围绕轴线110的旋转外科锯刀片106限定的半径的任何部分。例如，角度108可等于45度区段，使得外科锯刀片106在图2中的实线所示的位置与由虚线112所示的位置之间被驱动通过45度角。作为另外一种选择，驱动头102内的驱动机构130可配置成使外科锯刀片106以45度增量摆动，使得外科锯刀片106例如在由虚线114所示的位置与由虚线116所示的位置之间被驱动。
[0025] 角度108可包括围绕轴线110形成的半圆形122。角度108和/或半圆形122能够被分为多个区段。所述区段可包括由围绕轴线110的旋转外科锯刀片106所限定的角度108的任何部分。例如，如图2中所示，半圆形122可包括四个相应的45度区段120。驱动头102可配置成驱动外科锯刀片106通过围绕旋转轴线110的四个区段120中的每一个区段。在其它例子中，角度108和/或半圆形122可包括围绕轴线110的任何数量的区段120并且驱动头102可配置成驱动外科锯刀片106通过区段120中的每一个区段。在另一个例子中，驱动头102可配置成驱动外科锯刀片106连续通过由围绕轴线110的旋转外科锯刀片106限定的整个角度108和/或半圆形122。在其它例子(未示出)中，驱动头102可配置成驱动外科锯刀片通过由外科锯刀片106围绕轴线110的360度旋转限定的任何角度。
[0026] 如图1中所示，手柄部分104可沿箭头123的方向从轴线110向外延伸。示例性手柄部分104垂直于轴线110延伸。因此，区段120中的每一个区段可具有相对于手柄部分104围绕轴线110的不同的角关系。将驱动头102配置成使得外科锯刀片106在区段120中的任何一个区段内进行操作的能力可用于有利于在将手柄部分104保持在固
定位置的同时使用外科锯刀片106到达患者体内的不同区域。手柄部分104还可包括与电
开关126
接触的控制杆124，该控制杆配置成控制驱动机构130的操作。例如，开关126可用于打开和关闭驱动机构
130。例如，控制杆124可用于控制锯刀片106的驱动速度。
[0027] 现在将参考图3和图4来讨论用于产生外科锯刀片106围绕轴线110的摆动旋转的驱动机构130。图3为沿图1中所示的剖面线3-3截取的外科切割装置100内的驱动头102的横截面平面图。图4为沿图2中所示的剖面线4-4截取的驱动头102的横截面右侧平面图。
[0028] 在驱动机构130内，
驱动轴132围绕驱动轴线133的连续旋转被转
化成驱动板137围绕旋转轴线110的摆动旋转，该旋转轴线垂直于驱动轴线133。驱动轴132由电源驱动。示例性电源可包括从驱动头102延伸到手柄部分104中的电动
马达134(示出于图1中)，其中动力由同样位于手柄部分104内的
电池组135提供。驱动轴132被可旋转地安装在驱动头102的外壳136内。例如，可使用
滚珠轴承138来安装驱动轴132。通过
密封件142来防止驱动机构130的远端与外壳136内的空间140之间的污染。密封件142可包括
弹簧加载的唇缘和O形环，以与外壳136保持接触。驱动板137包括
套管144，该套管通过一对
滚珠轴承146安装成围绕轴线110在外壳136内旋转，所述一对滚珠轴承通过固定夹具147而保持就位。驱动板137包括一对间隔开的接触表面148，辊150设置在所述一对间隔开的接触表面之间，其中辊150被可旋转地安装在偏
心轴152上，所述偏心轴继而在离开驱动轴线133径向距离154的位置处附接到驱动轴132，使得驱动板137随着驱动轴132被驱动而在旋转中摆动。驱动轴132可以以可变的旋转速度被驱动。例如，驱动轴132的旋转速度可基于控制杆124的角度而变化。
[0029] 现在将通过继续参考图3和图4并且附加地参照图5和图6来讨论锁紧机构170，该锁紧机构用于在多个位置处将保持构件172接合到驱动板137以确定锯刀片106将被驱动通过的特定角度和/或区段120，如上文参照图2讨论的。图5是驱动头102的横截面正视图，该横截面正视图与图4类似，不同的是在图4中，锯刀片保持机构174示出为处于打开位置，从而允许将外科锯刀片106插入该锯刀片保持机构174中或者从其移除。图6为驱动头102的透视图，示出了其中彼此处于分解关系的元件。
[0030] 保持构件172通过释放销176可滑动地且可旋转地附接到驱动板137，其中保持构件172与释放销176之间的滑动连接由十字销177形成，该十字销从释放销176的第一端部178延伸穿过释放销176中的通孔180和保持构件172中的通槽182。在释放销176与延伸穿过套管144的中心孔184之间形成滑动和旋转连接。驱动板137包括围绕轴线110布置成圆形图案的多个沟槽186，而保持构件172包括多个齿188，所述多个齿以另一种圆形图案布置并且配置成当驱动板137和保持构件172保持在一起时与沟槽186接合，如图5中所示。在另一个例子中，当驱动板137和保持构件172保持间隔开时，如图4中所示，齿188保持成不与沟槽
186接合，从而允许保持构件围绕轴线110旋转。
[0031] 随着保持构件172通过
压缩弹簧190推动向外延伸的凸缘192而与驱动板137接合、在箭头196的释放方向上面向、形成释放销176的一部分，锁紧机构170保持在图5的接合位置中。压缩弹簧190保持在套筒144的中心孔184内的凸缘192与向内延伸的凸缘193之间。当使用者沿箭头196的释放方向推动形成于释放销176的第二端部194处的按钮表面时，锁紧机构170移动到图4的释放位置。在锁紧机构170处于释放位置的情况下，使用者可使保持构件172围绕轴线110旋转，以确定外科锯刀片106被驱动通过的角度和/或区段120(示出于图2中)。当第二端部194随后被释放时，压缩弹簧190推动保持构件172以与驱动板137接合。沟槽186和齿188可为渐缩的以使开始将保持构件172与驱动板137接合的过程所需的保持构件172的旋转扭动的量最小化。
[0032] 现在将继续参考图4-6并且还参考图7和图8来讨论锯刀片保持机构210。图7是从上方观察到的保持构件172的透视图并且图8是从下方观察到的夹紧构件212的透视图。保持构件172包括用于保持锯刀片106的细长刀柄216的细长狭槽214、释放销176延伸到其中的中心孔218、以及横向狭槽182，该横向狭槽沿箭头196的释放方向是细长的，十字销177延伸穿过该横向狭槽182。细长刀柄216的刚性附接由一对突出部223
支撑，所述一对突出部作为保持构件172的部分向外延伸。
[0033] 夹紧构件212包括一对孔222和一对渐缩的
耳状物221，十字销177被压入所述一对孔222中，所述一对渐缩的耳状物221用于将锯刀片106的细长刀柄216接合和保持在其孔口227、228中。通过该方式，夹紧构件212和释放销176保持于彼此以一起移动，而保持构件172可沿释放销176移动穿过由狭槽182中的伸长率所允许的距离。
[0034] 当锯刀片保持机构210如图4和图5中所示地被组装时，保持构件172的上部224设置在夹紧构件212中的腔体226内，其中突出部223沿箭头234的方向向外延伸穿过夹紧构件212中的狭槽225。锯刀片保持机构210随后通过压缩弹簧190保持在图5的夹紧位置中，从而额外地使保持构件172与驱动板137保持接合。例如，压缩弹簧190向释放销176的凸缘192施加与箭头196的释放方向相反地起作用的力，该力被传递穿过释放销176、十字销177和夹紧构件212，以向外科锯刀片106的细长刀柄216施力口力。
[0035] 为了将锯刀片106从锯刀片保持机构210移除，使用者沿箭头196的释放方向在释放销176的端部处推动第二端部194，从而使夹紧构件212移动到图4中所示的打开位置中。由于夹紧构件212通过延伸穿过圆孔222的十字销177附接到释放销176，因此夹紧构件212随着使用者推动第二端部194而与释放销176一起移动。在另一个例子中，由于保持构件172通过延伸穿过开
槽孔182的十字销177附接到释放销176，因此保持构件172可在其沿箭头
196的释放方向整个移动过程中与夹紧构件212一起移动。否则，保持构件172可在夹紧构件
212沿箭头196的释放方向移动的第一部分期间与驱动板137保持接合，其中保持构件172随后开始在移动的十字销177与每一个开槽孔182的端部236相接触时沿箭头196的释放方向移动。在任一种情况下，保持构件172均移动到与驱动板137完全分开，其中齿188与凹槽186保持间隔开。随后，当保持作用在释放销176的第二端部194上的压力以将夹紧构件212保持在图4的打开位置中的同时，使用者使锯刀片106与箭头196的释放方向相反地移动，使得锯刀片刀柄216内的孔口227、228移动远离夹紧构件212内的耳状物221，从而允许随后通过沿箭头234的方向牵拉将锯刀片106移除。
[0036] 为了将外科锯刀片106插入到锯刀片保持机构210内，使用者再次沿箭头196的释放方向推动释放销176的第二端部194。例如，锯刀片保持机构210配置成使得即使在夹紧构件212和保持构件172保持在一起时，仍然具有狭槽开口240，从而允许插入细长刀柄216就开始插入锯刀片106。随着锯刀片106随后与箭头234的方向相反地向内移动，细长刀柄216的近端242以及细长刀柄216内的孔口227、228之间的带244沿耳状物221的倾斜表面246移动，细长刀柄216通过与这些倾斜表面246接触而沿与箭头196的释放方向被相反地推动，从而在必要
时移开保持构件172。细长刀柄216随后与箭头234的方向相反地向内移动尽可能远，其中近端242相对于夹紧构件212的内部表面248移动，孔口226、227随后与耳状物221对齐。当使用者随后释放作用在释放销176的第二端部194上的压力时，压缩弹簧190使夹紧构件212和保持构件172与箭头196的释放方向相反地移动，其中细长刀柄216被夹紧在夹紧构件212与保持构件172之间，并且耳状物221保持在孔口227、228内。保持构件172的与箭头196的释放方向相反的这种移动使得保持构件172中的齿188接合到驱动板137内的沟槽186中。使用者可能需要在围绕轴线110的旋转过程中扭动保持构件172，以实现正确接合。保持构件172围绕轴线110的旋转可用于确定角度和/或区段120(示出于图2中)的哪一个限定了锯刀片106将被驱动通过的角度。
[0037] 现在将参考图9-13来解释外科锯刀片106和可供选择的锯刀片的多种特性。图9-11示出了外科锯刀片106。图9是示例性锯形刀片106的平面图，图10是侧正视图，并且图11是端部正视图。图12是另一个示例性锯刀片260的平面图。图13是另一个示例性锯刀片262的平面图。
[0038] 根据本发明，锯刀片106、260、262中的每一个包括刀片部分264和细长刀柄216，该细长刀柄具有近端242、直细长侧266、远侧孔口227和近侧孔口228。这些特征围绕对称直线263对称。优选地，远侧孔口227包括最靠近刀片部分264的凸形曲面268。凸形曲面268的
曲率可降低在外科切割装置100操作期间出现的挠性
应力的集中水平。
[0039] 可提供多个外科锯刀片(例如锯刀片106、260、262)用于在外科切割装置100内替代使用。锯刀片106、260、262之间的不同在于其相应的刀片部分264。锯刀片106、260、262的细长刀柄216可相同，各自配置成紧密地配合在如上文所描述的锯刀片保持机构210内。刀片部分264中的每一个刀片部分的远端267包括沿弧270布置的多个锯齿269，所述弧具有长度272，所述长度围绕细长刀柄216内的弓形轴线276设置在半径274处。当细长刀柄216插入到锯刀片锁紧机构170中时，弓形轴线276与旋转110对齐。例如，锯刀片106、260和262彼此的不同之处在于具有不同的弓形长度272和/或半径274。
[0040] 使用外科切割装置100使得在外科手术期间改变锯刀片106的过程得以大大简化。通过外科切割装置100，使用者仅需将细长刀柄216插入到细长狭槽214中。此外，锯刀片106相比先前设计更窄，从而使的材料使用更少、处理时间更少、并且储存更少，并且最终使得使用者的成本节约。尽管前述
说明书和附图代表本发明的例子，但是应当理解，可在不脱离如所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下对本发明进行各种加成、
修改、组合和/或取代。具体地，本领域的技术人员应该明白在不脱离本发明的实质或本质特性的情况下，可以其它特定的形式、结构、布置、比例，并连同其它元件、材料和组件来实施本发明。本领域的技术人员将会知道，在不脱离本发明的原理的情况下，本发明在使用时可进行结构、布置、比例、材料和组件的多种修改，或者在实施本发明时使用所述多种修改，所述多种修改特别适于特定环境和操作要求。此外，本文中所描述的特征可单独地使用或者与其它特征组合使用。因此，当前公开的例子在各方面被认为是示例性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书指出，并不受上述具体实施方式的限制。
[0041] 此外，本文中所公开的各个例子都可以实际上适用于为了
治疗或诊断目的而需要组织内腔体的形成和/或扩大的任何体内区域中。尽管本文中关于处理骨描述了多个例子，但是其它的例子也可用于其它的体内区域中。此外，还预期某些例子可用于除了医疗之外的目的，例如构造、制造和挖除(excavation)等等；因此，本文中不期望将各种例子的应用限于纯粹的医疗使用。
[0042] 本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的广义的发明构思的情况下，可对上述例子作出修改。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定例子，而是期望
覆盖如以下权利要求所限定的本发明的实质和范围内的修改。
