[发明专利]用于矫形冲击的电机驱动工具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2013年2月5日提交的待决美国专利申请第13/759,813号的连续案并且根据35U.S.C§120要求其优先权，该申请的公开内容以引用的方式并入本文，该'813申请也是2010年12月29日提交的待决美国专利申请第12/980,329号的部分连续案并且根据35U.S.C§120要求其优先权，并且也是2012年2月26日提交的美国临时专利申请第61/603,320号的部分连续案并且根据35U.S.C§119要求其优先权，这两个申请的公开内容以引用的方式并入本文。本申请也是2010年12月29日提交的待决美国专利申请第12/980,329号和2012年5月8日提交的待决美国专利申请第13/466,870号的部分连续案并且要求其优先权，这两个申请的公开内容通过引用的方式并入本文。此外，本申请根据35U.S.C§119要求2012年12月7日提交的待决美国临时专利申请第61/734,539号和2012年8月14日提交的待决美国临时专利申请第的优先权，这两个申请的公开内容通过引用的方式并入本文。

发明领域

本公开涉及在矫形应用中用于冲击的电动工具，更具体地，涉及一种用于矫形冲击的电机驱动工具，该工具能够向拉刀或其他末端执行器提供可控冲击。

发明背景

在矫形领域中，人造关节等假体装置通常通过将其置于患者骨腔内而植入或置于患者体内。通常，空腔必须在置入或植入假体前形成，传统上，医生移除和/或冲击骨骼以形成该空腔。假体通常包括作为插入空腔内的特定假体部分的假体柄或其他凸起。

医生可以使用拉刀来形成这类空腔，该拉刀与假体柄的形状一致。本领域中已知的解决方案是提供一种具有拉刀的手柄，医生可在将拉刀敲入植入区域的同时握住该手柄。遗憾的是，鉴于特定医生所持技能不同，该方法笨拙且不可预知。该方法几乎不可避免地会导致空腔的位置和结构不准确。此外，在该方法中，由于持续敲打，外科医生会感觉疲惫。最后，该方法存在医生可能会损坏非计划区域中的骨结构的风险。

形成假体空腔的另一种技术是气动驱动拉刀，即，通过压缩空气驱动拉刀。该方法的缺点在于：例如，由于存在系索空气管线、空气从工具排入无菌操作区、以及医生疲于操作该工具，所以不利于发挥冲击工具的可携带性。进一步地，如美国专利第5,057,112号的示例所示，该方法无法精确控制冲击力或频率，相反，在致动时，运行起来更类似于手提钻。其次，由于缺少对精确控制的任何测量，使空腔的准确拉削更加困难。

第三种技术是依靠受计算机控制的机器臂来形成空腔。虽然该方法克服了疲劳和准确的问题，但是其建设成本非常高，此外还消除了外科医生通过手动方法可以获知的触觉反馈。

第四种技术是依靠作者自己的现有公开，使用直线压缩机基于单冲程对空气进行压缩，然后，在形成足够的气压之后，通过阀门将空气释放到撞针上。然后，这使撞针沿着导管往下行进并冲击铁砧，该铁砧保持拉刀和/或其他手术工具。本发明效果非常好，但是，在对其测试的过程中，未提供一种一旦拉刀卡在软组织中时使拉刀换向的简单方法。进一步地，气压在齿轮传动装置和线性运动转换器部件中生成较大的力，该较大力使部件过早磨损。

因此，需要一种克服现有技术中存在的各种缺点的冲击工具。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述缺点，提供了一种配置为包括了现有技术的所有优点并且克服了固有缺陷的电机驱动矫形冲击工具。该工具可以供矫形外科医生对臀部、膝盖和肩部等进行矫形冲击。该工具能够保持拉刀、骨凿或其他末端执行器，并且利用可控的叩诊冲击将拉刀、骨凿或其他末端执行器轻轻敲入空腔内，从而更好地贴合假体或植入体。进一步地，根据患者的特定骨型或其他轮廓，由电操控拉刀、骨凿或其他末端执行器提供的控制能够调节冲击设置。此外，该工具使假体或植入体能够正确放入植入腔内或从植入腔内移除，并且有助于增强外科医生引导仪器的现有技能。

在实施例中，电机驱动矫形冲击工具包括：电源(诸如电池)、电机、控制装置、壳体、用于将电机旋转运动转换为线性运动(后文称为线性运动转换器)的方法、至少一个减速齿轮、撞针、棘爪和能量储存装置，该能量储存装置可以包括压缩空气或真空。该工具可以进一步包括：LED、具有供适当握住该工具的至少一个把手的手柄部分、配置为容纳手术工具的适配器、电池和至少一个传感器。各种部件中的至少一些部件优选地包含在壳体内。该工具能够在拉刀、骨凿、或其他末端执行器、或植入体上施加循环冲击力，并且能够将冲击力微调为多种等级的冲击力。