[发明专利]外科手术深度仪器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2005年3月16日提交的未审定的美国专利申请No.11/081,147的部分继续申请，其全部内容被结合到本申请中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于确定孔的深度的仪器，特别的，涉及一种用于提供对骨头中孔的深度进行数字测量的深度计。

背景技术

许多外科手术过程需要外科医生将设备确切地固定到病人的骨头中。在一些过程中，外科医生使用骨板、螺钉或其它紧固件跨过并且紧固一个或多个骨头，或者数片骨头。在其它过程中，外科医生使用螺钉或其它紧固件而无需额外的设备，例如用来紧固移植腱。在许多过程中，外科医生在将紧固件固定至骨头之前在骨头上钻孔。随着孔的就位，外科医生可更容易地选择适当长度的紧固件。选择适当长度的紧固件是非常重要的。如果紧固件太长，紧固件将从骨头中突出。通常，如果紧固件太长的话，骨头邻接软组织，软组织可能受到损害。尽管对掌骨的过度钻孔仅会对手指内的脂肪层产生轻微的损害，但是如果在钻孔后所使用的紧固件过长的话，病人可能遭受更严重的并发症。例如，突出的紧固件可能会被病人感觉到，从而阻止软组织(例如腱、韧带或肌肉)移动到骨头表面之上，甚至刺穿皮肤。一个不同的例子是，由于安装在人体脊柱的肉茎部分内的紧固件突出到紧固件与脊髓接触的地方，有可能会产生并发症，例如麻痹。

在钻孔时，外科医生通常能够根据钻头抵抗骨头的落下而感觉到钻头已经刺透了骨头。由于钻孔的简单动作不会提供对骨头深度的精确测量，外科医生有时使用模拟深度计来测量孔的深度。

模拟深度计通常包括在远端具有倒钩的中央探测部件和环绕中央探测部件近端的往复套管。为了测量骨头中孔的深度，外科医生将套管紧靠孔的近端，并且将探测部件延伸至孔内。在探测部件延伸至孔的远端之外以后，外科医生缩回探测部件，试图使孔的远端与倒钩束紧。通常，在中央探测部件上紧固标记，并且往复套管沿着它的长度部分具有分度标(英寸或毫米)。外科医生通过检查由固定至中央探测部件的标记指示的分度标位置来读取测量的深度。

模拟深度计存在许多问题。模拟深度计的部件通常由外科手术等级的不锈钢制成，其中分度标沿着往复部件的长度部分凸出来，从而产生了高反射的表面。在明亮的手术室灯光下，外科医生很难看到毫米宽长度增量的分度标。使用模拟深度计来精确测量深度需要外科医生仔细检查分度标，同时稳定地握持模拟深度计。如果倒钩失去与孔的远端的束紧，那么将降低测量的精度，或者外科手术需要的时间必须被延长以允许倒钩复位。在外科手术过程中，需要许多深度测量，这些困难增加。

模拟深度计还存在其它问题。精确读取分度标需要外科医生的眼睛与分度标适当地对准。当从一个角度看去时，标记相对于分度标的位置可能变形。当外科医生竖直站立时，外科医生的眼睛可能不会与分度标适当地对准。外科医生在使用模拟深度计来精确读数时需要弯腰，这是因为如果为了读数使深度计倾斜，套管将相对于探针偏移，从而使得测量不那么精确，并且有可能导致倒钩失去在孔的远端的束紧，从而产生上述相同的缺点。

因此，需要一种改进的外科手术深度计。

发明内容

本发明提供了一种用于在外科手术过程中更快速和更精确测量深度的系统和方法。在一个实施例中，本发明的系统包括可通过齿状钩子插入到骨头中的孔内的探针，其用于将该探针的远端定位在骨头的第一面上，和可滑动地连接至探针和可定位在骨头的第二面上的往复部件。传感器产生可根据第一面和第二面之间的距离变化的电信号。在各种实施例中，传感器包括电容器、感应器或同时包括这两者。

本发明提供了被设计成用于在外科手术环境中进行深度测量的第一电子仪器。外科手术仪器通常被暴露在过氧化氢气体中而被消毒以防止感染。此外，外科手术仪器需要一致地操作，即使是在暴露在污染物例如水、血、或硬组织以及软组织之后。因此，外科手术环境的需要对电子深度测量仪器的设计带来了障碍。本发明的各个实施例提供了耐消毒环境并对污染物具有抵抗作用的电子外科手术深度计。本发明的各个实施例还提供了一种容易把持和读数、并对深度测量具有一致精确性的外科手术深度仪器。

各种电子传感器或转换器可用来实施本发明。在一些实施例中，本发明使用电感元件，因为它们具有更耐固体或液体污染物或消毒液体的特性。电感元件可以组成图案化的传导线圈形式来使用，它与传送和接收线圈的读数头组件结合使用。本领域技术人员将可以理解，其它传感器设备，包括以前已经存在的或者将来要开发的，都可以与本发明一起使用，只要它们能提供精确表示设置在探针端部上的钩子的远端和仪器的参考面，例如组织防护部的端部之间的距离信号即可。