[发明专利]外科器械

说明书

本发明公开了一种外科器械(25)，特别地，一种外科切削或钻孔器械，该外科器械(25)包括：驱动单元；切削工具或钻头(5)，该切削工具或钻头能够与驱动单元接合；测量设备(1)，该测量设备被配置为测量由切削工具或钻头(5)沿切削或钻孔路径相对于时间和相对于参考位置所覆盖的距离[x(t)]；处理单元和数字数据存储装置，其中在数字数据存储装置中存储有参考数据，该参考数据包括至少一个数据集，该至少一个数据集指定过渡范围内的时间窗口(11)内的参考图形G_Ref并且限定过渡的参考点(21')，其中时间窗口(11)包括过渡的参考点(21')之前的第一时间段和过渡的参考点(21')之后的第二时间段，并且其中处理单元(14)被适当地编程用于将所记录的图形G与至少一个参考图形G_Ref进行比较并且在所记录的图形G中找到过渡(21)的位置。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的前序的外科器械，并且涉及根据权利要求55的前序的由钻孔特性估计骨螺钉长度的方法。

根据临床观察，整形外科和创伤外科中的一个问题是在将螺钉插入骨节段中之前确定用于例如双皮质螺钉放置所需的螺钉长度。当前的机械深度计相当不准确、不可靠并且难以操作，从而导致：

-手术时间延长；

-插入过长的螺钉，导致软组织刺激、疼痛和再次手术；

-插入过短的螺钉，导致骨接合失败、再次手术；

-需要更换螺钉，导致螺钉报废、硬件成本增加。

2.相关技术的描述

从US 2016/036756 MCGINGLEY等人已知一种包括集成测量系统的外科电钻，该集成测量系统用于确定外科工具的前缘何时从第一介质到达第二介质。这种已知的电钻包括：位移传感器，该位移传感器输出位移信号，该位移信号表示工具的前缘相对于参考点的位移；计算模块，该计算模块与位移传感器可操作地通信，用于基于位移信号生成速度信号和加速度信号；以及处理模块，该处理模块与计算模块可操作地通信，该处理模块被配置为仅基于位移信号、速度信号和加速度信号来确定工具的前缘从第一介质到达第二介质的发生率。这种已知的外科电钻的缺点是，用于确定工具前缘从第一介质过渡到第二介质的参考数据仅包括在工具从第一介质过渡到第二介质的瞬间，该工具的位移、速度和加速度的标定阈值。

发明内容

本发明的目的是提供外科切削或钻孔设备，该外科切削或钻孔设备具有用于在切削或钻孔过程期间确定切削工具或钻头从具有第一密度的第一介质过渡到具有不同的第二密度的第二介质的装置，该切削或钻孔过程包括仅使用位移特性的稳健性显著更高的数值规程。

本发明利用包括权利要求1的特征的外科器械和包括权利要求55的特征的由钻孔特性估计骨螺钉长度的方法解决了所提出的问题。

该外科器械的优点基本上可以从以下各项中看出：

-确定切削工具或钻头的过渡基于切削工具或钻头所覆盖的距离的多个参考图形，其中每个参考图形在包括过渡的参考点之前的第一时间段和过渡的参考点之后的第二时间段的时间窗口内延伸，使得就外科钻孔设备而言，可以提高检测钻头离开骨皮层的点的重要性；

-处理单元可以报告钻头从第一介质到第二介质的过渡的位置的两个值，这两个值出现在钻头的切削刀头离开骨的近皮层、相应地远皮层的位置处。然后，外科医生可以决定是要施用单皮质骨螺钉还是双皮质骨螺钉；并且

-由于使用了唯一的位置传感器，所以测量单元具有简单的构造，因此可以被构造为可以暂时附接到标准外科切削或钻孔设备的独立单元。

本发明的另外的有利实施方案可以评述如下：