CN116801840A - 线性电动手术锤撞击工具 - Google Patents
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Abstract
本文公开的是线性电动手术锤撞击工具及其使用方法。线性电动手术锤撞击工具可包括壳体、滑动件、穿梭件和马达。壳体可以限定沿着壳体的纵向轴线延伸的腔体。滑动件可被定位在腔体内并且被沿着壳体的纵向轴线布置。穿梭件可被定位在腔体内并且被沿着壳体的纵向轴线布置。穿梭件可包括第一组环圈和第二组环圈。马达可被配置成沿着纵向轴线在第一方向和第二方向上驱动滑动件。滑动件在第一方向和第二方向上的运动可以致使滑动件接触第一组环圈和第二组环圈。
Description
优先权要求
本申请要求于2021年1月21日提交的标题为“线性电锤撞击工具(LinearElectric Hammer Impact Tool)”的第63/140,071号美国临时申请的优先权;该申请的内容被通过引用全部结合到本文中。
技术领域
本公开主要涉及手术器械及其用途。更具体地,本公开涉及一种电动手术撞击工具及其使用方法。
背景技术
整形外科医生通常使用工具切割或雕刻骨,这些工具需要锤子或木槌将撞击力传递到该工具。一种示例是用于准备股骨的近端以接收髋关节植入物的柄的扩孔工具。这种扩孔器可以与由医生挥舞的锤子一起使用,或者与类似于气动“手提钻”的工具一起使用。然而,利用锤子敲击扩孔工具可能会是令人厌烦的,并可能对医生自己的关节(例如肩关节)造成高应力。此外,气动撞击工具需要连接到空气软管,这可能是不方便的,并且可能限制医生以期望的方式定向工具的能力。
发明内容
以下非限制性示例详细说明了本主题的某些方面,以解决上述问题并提供本文中所讨论的益处等。
示例1是一种线性电动手术锤撞击工具,包括:壳体,其限定沿着壳体的纵向轴线延伸的腔体;滑动件,其定位在腔体内并且被沿着壳体的纵向轴线布置;穿梭件,其被定位在腔体内并且被沿着壳体的纵向轴线布置,该穿梭件包括第一组环圈和第二组环圈;马达,其被配置成沿着纵向轴线在第一方向和第二方向上驱动滑动件;以及被连接到穿梭件的工具保持器,其中,滑动件在第一方向上的运动致使滑动件接触第一组环圈,并且滑动件在第二方向上的运动致使滑动件接触第二组环圈。
在示例2中,如示例1所述的主题可选择地包括,其中滑动件包括滑动件凸缘,该滑动件凸缘在滑动件的运动期间接触第一组环圈和第二组环圈。
在示例3中,如示例1-2中的任一个或多个所述的主题可选择地包括,其中马达为管状马达,并且滑动件轴至少部分地穿过管状马达。
在示例4中,如示例1-3中的任一个或多个所述的主题可选择地包括,其中穿梭件包括:穿梭件凸缘;从穿梭件凸缘延伸的第一杆,该第一杆附接有来自第一组环圈和第二组环圈的第一环圈;以及从穿梭件凸缘延伸的第二杆,该第二杆附接有来自第一组环圈和第二组环圈的第二环圈。
在示例5中,如示例1-4中的任一个或多个所述的主题可选择地包括,其中穿梭件包括偏置元件,该偏置元件被配置成在第一方向上偏置穿梭件。
在示例6中,如示例1-5中的任一个或多个所述的主题可选择地包括传感器,该传感器被布置成检测滑动件在腔体内的位置。
在示例7中,如示例1-6中的任一个或多个所述的主题可选择地包括控制器,该控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:确定对于骨质的评估;以及基于对于骨质的评估来增大或减小由线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
在示例8中,如示例1-7中的任一个或多个所述的主题可选择地包括控制器,该控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:确定被附接到工具保持器的工具的位移;以及基于工具的位移增大或减小由线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
在示例9中,如示例1-8中的任一个或多个所述的主题可选择地包括手柄,该手柄限定被确定尺寸以接收电子器件和马达的腔体。
在示例10中,如示例9所述的主题可选择地包括,其中手柄包括:第一触发器,其是操作性的,以用于使滑动件在第一方向上移动;以及第二触发器,其是操作性的,以用于使滑动件在第二方向上移动。
示例11是一种线性电动手术锤撞击工具,包括:壳体,其限定沿着壳体的纵向轴线延伸的腔体;滑动件,其包括被定位在腔体内并被沿着壳体的纵向轴线布置的滑动件轴;穿梭件,其被定位在腔体内并被沿着壳体的纵向轴线布置,该穿梭件包括:穿梭件凸缘、从穿梭件凸缘延伸的第一杆、被附接到第一杆的第一环圈和第二环圈以及从穿梭件凸缘延伸的第二杆、被附接到第二杆的第三环圈和第四环圈,第一环圈、第二环圈、第三环圈和第四环圈限定滑动件的行程;管状马达,其限定通孔,该通孔被确定尺寸以接收滑动件轴,该管状马达被配置成沿着纵向轴线在第一方向和第二方向上驱动滑动件;以及被连接到穿梭件的工具保持器,其中滑动件在第一方向上的运动致使滑动件接触第一环圈和第三环圈,并且滑动件在第二方向上的运动致使滑动件接触第二环圈和第四环圈。
在示例12中,如示例11所述的主题可选择地包括,其中穿梭件包括偏置元件,该偏置元件被配置成在第一方向上偏置穿梭件。
在示例13中,如示例11-12中的任一个或多个所述的主题可选择地包括传感器,该传感器被布置成检测滑动件在壳体内的位置。
在示例14中,如示例11-13中的任一个或多个所述的主题可选择地包括控制器,该控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:确定对于骨质的评估;以及基于对于骨质的评估来增大或减小由线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
在示例15中,如示例11-14中的任一个或多个所述的主题可选择地包括控制器,该控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:确定被附接到工具保持器的工具的位移;以及基于工具的位移增大或减小由线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
在示例16中,如示例11-15中的任一个或多个所述的主题可选择地包括手柄,该手柄限定腔体,该腔体被确定尺寸以接收电子器件和马达;第一触发器,其是操作性的,以用于使滑动件在第一方向上移动;以及第二触发器,其是操作性的,以用于使滑动件在第二方向上移动。
示例17是一种线性电动手术锤撞击工具,包括:处理器;以及存储指令的存储器,这些指令在由处理器执行时致使处理器执行包括以下项的操作:接收对于骨质的评估,在外科手术期间接收反馈,确定对于骨质的更新评估,以及基于对于骨质的更新评估来增大或减小由线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
在示例18中,如示例17所述的主题可选择地包括,其中确定对于骨质的更新评估包括确定被附接到线性电动手术锤撞击工具的工具保持器的工具的位移。
在示例19中,如示例17-18中的任一个或多个所述的主题可选择地包括,其中接收对于骨质的评估包括接收与待锉削的骨相关的患者数据。
在示例20中,如示例17-19中的任一个或多个所述的主题可选择地包括霍尔效应传感器,其中这些操作还包括基于从霍尔效应传感器接收到的信号确定被定位在线性电动手术锤撞击工具的壳体内的滑动件的位置。
在示例21中,如示例1-20中的任一个或任一组合所述的手术撞击工具、系统和/或方法可以可选择地被配置成使得所述的所有元件或选项都可供使用或选择。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似的附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图作为示例但不作为限制概括性地示出了本文献中讨论的多种实施例。
图1示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的等距视图;
图2示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面图;
图3示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧向截面剖视图;
图4A示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面详图;
图4B示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面详图;
图4C示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面详图;
图4D示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面详图;
图5示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的侧视截面详图;
图6A示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的手柄的安装件和壳体的部分横截面;
图6B示出了根据本公开的至少一个示例的图6A的手柄和壳体的安装件的详细局部横截面;
图7示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的横截面;
图8A示出了根据本公开的至少一个示例的用于在线性电动手术锤撞击工具使用的管状马达;
图8B示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的横截面;
图8C示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的近侧区域的详细横截面;
图9A和图9B示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具。
图10A、图10B和图10C示出了根据本公开的至少一个示例的用于骨质评估的选项;
图11示出了可用于控制根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具的逻辑的流程图;
图12示出了根据本公开的至少一个示例的控制器的示意图。
对应的附图标记遍及若干视图指代对应的部件。本文中列出的示例说明了本公开的示例性实施例,并且这种示例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
作为气动活塞驱动系统的替代方案,本文公开了电气驱动系统。具体地,本文公开的线性电动手术锤撞击工具可包括撞击元件(有时被称为滑动件),这些撞击元件可以撞击穿梭件、工具保持元件等以产生撞击力。
电动马达可被配置成驱动撞击元件以产生撞击力。例如,滑动件在第一方向上的运动可使滑动件接触第一组环圈,并且滑动件在第二方向上的运动可使滑动件接触第二组环圈。环圈与滑动件之间的接触可产生撞击力,以将锉刀和/或扩孔器驱动到骨的管中并从该管中取出锉刀和/或扩孔器。
如本文所公开的那样,一个或更多个传感器(例如霍尔效应传感器)可被用于确定撞击元件在线性电动手术锤撞击工具内的位置。基于该位置,可以确定所产生的撞击力。此外,控制器可以是操作性的,以用于确定对于骨质的评估,并基于对于骨质的评估来增大或减少由该线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
上述讨论旨在提供对于本专利申请的主题的概述。其并非旨在提供对本发明的排他性的或详尽的解释。包括以下描述以提供关于本专利申请的其他信息。
现在转向附图,图1示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具100的示例。如本文所公开的那样,线性电动手术锤撞击工具100可以提供一种用于在外科手术中使用的简单、高效且耐用的电池供电的手持式线性电动手术锤撞击工具。该线性电动手术锤撞击工具100可以包括位于工具主体106的相反两端上的远侧端盖102和近侧端盖104。如图2所示,具有工具保持器108的工具保持元件202从工具主体106的近端伸出。继续参考图1,手柄110被固定到工具主体106并且具有握持部112,该握持部112在内部容纳电池组204和控制器206,控制器206有时被称为控制电子器件,由触发器114控制。作为替代或另外,通过使用扬声器/麦克风116来实现语音控制和回应。
图2、图3、图4A、图4B、图4C、图4D和图5示出了线性电动手术锤撞击工具100的内部细节,其中,工具主体106容纳管状电磁线性马达,其中,线圈结构208被固定在工具主体106内。线圈结构208致动磁性或铁磁性机械撞击运动元件210。该撞击运动元件210可由位于居中定位的杆状工具保持元件202上的低摩擦轴承502A和502B(其被统称为图5中所示的轴承502)支撑,该居中定位的杆状工具保持元件202由分别位于工具主体106的端部处的近侧端盖104和远侧端盖102中的低摩擦轴承212A和212B(其被统称为图2中所示的轴承212)支撑。这些轴承212和502可以是由诸如Rulon之类的材料制成的简单的滑动衬套式轴承,该材料对轴214的抛光不锈钢具有低摩擦系数,并且由于径向负载(基本上是来自马达的径向寄生磁力)非常低,因此由于摩擦所造成的能量损失将小于被传递到撞击表面的能量的百分之几。然而,如果需要更长的寿命、更少的颗粒和更低的摩擦,则由于速度很高(每秒几米),导致可以在轴承的内径中形成沿着任一运动方向作用的自动空气动力学轴承特征。此外,由于用户在对某些类型的患者并因此对工具保持器施加作用时可在工具上施加大的径向载荷,因此轴承212A可以是滚动元件型的,例如滚珠轴承罐笼衬套(即,模具衬套)轴承或循环球式衬套,或如下面在图4B、图4C和图4D的上下文中所讨论的膜片挠曲型轴承。
线圈结构208可容纳感测元件216,以确定撞击运动元件210的位置。被设置在区域218中的控制器206可以使用感测到的位置来控制从电池组204到线圈结构208的电流,以由此控制撞击运动元件210的位置、速度和加速度。撞击运动元件210可因此被控制成以所需的周期时间将所需的撞击能量传递到工具保持元件202的凸缘220。因此,撞击运动元件210可以致使由工具保持元件202和工具保持器108保持的工具上的力能够做有用功(例如切割骨),其中,撞击运动元件210的质量可以是在下限上为工具保持元件202和所附接的工具(例如,卡盘、工具适配器、工具保持器108等)的质量的约1/4,并且高达工具保持元件202和所附接的工具的质量的约二倍至四倍。
图2示出了处于准备启动位置的线性电动手术锤撞击工具100的侧视截面图,在该位置中,线圈结构208已导致撞击运动元件210移动,直到它几乎触及用于缩回该工具的后撞击凸缘222(有时被称为远侧凸缘)。这里,后撞击凸缘222是螺栓连接环圈型的,以能够组装该系统,但是一旦撞击运动元件210被放置在轴214上,它就也可被收缩装配到其上。用户可以将工具(未示出)(例如被附接到工具保持器108的扩孔器)向前推动到待切割的物体中,这可将工具保持元件202向后推动到工具主体106中。工具保持元件202的凸缘220现在被定位于适当的撞击位置处,并且其位置由传感器224A感测。后撞击凸缘222的位置由传感器224B感测。传感器224A和传感器224B被统称为传感器224。
也可以例如利用线圈结构208中的感测元件216(例如磁传感器)感测撞击运动元件210的位置。基于待传递的能量,控制器206可以控制到达线圈结构208的电流(和电压),从而使该撞击运动元件210向前加速,以在已经对其进行感测的空间中达到所需的速度,以便传递具有所需能量的撞击。图3示出了线性电动手术锤撞击工具100的处于撞击运动元件210与凸缘220之间发生撞击的时刻的侧视截面剖视图。
通过使零件和移动界面的数量最少,可以实现设计的简单性。如本文所公开的那样,同心元件能够使移动元件的能量损失和磨损降低到最小程度。工具保持元件202可以搁置在线性轴承212中,该线性轴承212在近端和远端处分别为滑动轴承或滚动元件轴承或挠性轴承。Rulon(基于PTFE的轴承)是一种示例性的滑动接触轴承材料,因为可对它进行蒸汽消毒,并且即使在没有额外润滑的情况下它也具有非常低的摩擦。轴承212中的每一个都可被压配合到它们相应的端盖102和104中,但是这里示出了卡环226(其被分别标记为卡环226A、226B和226C),以提供用于将轴承212保持在该撞击装置中的适当位置的额外可靠性。此外,唇形密封件228可被通过卡环230保持就位。作为选择,唇形密封件228和卡环230可被唇形密封件228存在于其中的凹槽中的简单的O形环或方形环所代替。唇形密封件228可具有较低的摩擦,但是其清洁可能更为复杂。仍然根据本文公开的实施例,可以使用波纹管密封件,其可以允许有效地进行无限制的轴向运动,或者金属波纹管可以提供轻微的弹簧偏置,同时提供气密密封。有利地出于消毒目的使用的波纹管可以允许工具内的气体膨胀,并通过使该波纹管偏转而根据需要推出工具保持元件202。远侧轴承和配合的轴段可以是六角形的,以防止工具保持元件202的旋转,并且工具的封闭远端中的六角形轴承无需被密封住。
图4B示出了近侧轴承212A可被膜片挠性轴承402所替代,该膜片挠性轴承402可通过近端处的膜片以及气体的内部膨胀而提供密封。其他元件可以保持成与结合图4A、图4C和图4D所描述的情形相同。膜片挠性轴承402可由例如电铸镍合金制成,因此它也可以向工具保持元件202提供标称弹簧返回力以保持其居中。远侧轴承212B可以保持为滑动轴承,或者它也可以由类似的挠性轴承制成。
撞击凸缘220和222可以被线圈结构208所围绕,并且它们的位置可由传感器224感测,使得可以控制撞击运动元件210的适当运动轮廓撞击工具保持元件202,从而驱动或缩回该工具。如所示,工具保持器108可以装配在膜片挠性轴承402的前圆柱形部分404上。这可以是收缩装配,或者它可被使用诸如Loctite之类的粘合剂粘合。挠性元件406可以是实际的挠性膜片,其还可以提供径向刚度以支撑该工具保持元件202和轴214。膜片挠性轴承402的锥形部分408可以装配在近侧端盖104的前锥形部分410上,并且可以用于使轴214相对于近侧端盖104和线圈居中。
图4B示出了简单的膜片挠性件412,但所理解的是,也可以使用基于波纹(或褶皱)膜片的近侧端盖,如图4C所示。例如,波纹膜片挠性件412可被例如通过电铸来制造,并且因为这些特征是围绕中心轴线成圆形的,可以具有良好的径向承载能力和刚度,而且也可以具有更大的运动范围,并且可以是轴向非常顺应的,尽管它们的制造成本可能更高。该系统中的波纹膜片可以提供更大的运动范围,高达10毫米与2毫米,以使该装置能够“空击”,在挠性件是简单的类似鼓头的膜片的情况下,挠性件过度挠曲的可能性较小。这里,膜片挠性件412可以被制成为是大致平面状的,然后在其内径(ID)和外径(OD)处被夹置在元件之间。在外径处,它可被保持在结构414中,该结构414可被钎焊、粘合、压配合乃至螺纹连接到工具主体106中,在那里可以看到,环416也可装配在结构414内,并且将该膜片挠性件412的外凸缘推靠在结构414的台阶上。在其内径处,膜片挠性件412可以接合轴214以使轴214在近侧端盖104中径向居中,并且被夹置在凸缘418与工具保持器108之间,该凸缘418可以具有如本文结合图8所讨论的香槟锤(deadblow hammer)式特征,该工具保持器108可被延伸以产生强大的轴向夹持效果并且可被接合、收缩装配或夹持就位。
在图4D中,近侧端盖420可以具有两个波纹膜片422(其被分别标记为膜片422A和422B),这两个波纹膜片被间隔开约四个杆径,其中,环形间隔件424(其被分别标记为环形间隔件424A和424B)位于它们之间。这可为由挠性件保持的杆提供良好的力矩支撑。环426可在外径处将挠性件轴向地锁定就位。环形间隔件424可以是相同的并且具有伸出的内部环形凸缘428(其被分别标记为凸缘428A和428B)。在内径处,当将杆插入穿过其中时,间隔件430会被压缩,并且与图4C的单个挠性件一样,间隔件430可被夹置在杆凸缘220与工具保持器108之间。在图4D中,间隔件430可以具有径向伸出的凸缘432,该凸缘432可以通过撞击凸缘428中的任一个来限制挠性件的远侧和近侧行进,从而防止对该挠性件造成损坏。在使用挠性件的所有情况下,远侧端盖102可以与近侧端盖104相同,因此工具保持元件202可完全由挠性件支撑。
用于与滑动轴承212A一起使用的近侧端盖104被示出为被装配到工具主体106中的滑动件,但这可以是具有配合锥度的螺纹连接件,以确保同心度。它也可以通过收缩装配、软焊、钎焊、粘合乃至焊接而被永久地附接,因为它最为靠近外科手术,承受最大的应力,并且应该没有生物材料可能渗入到其中的空间。在将近侧端盖104有效地永久附接到工具主体106的情况下,远侧端盖102可以是可移除的,并且这可以通过远侧端盖102和工具主体106之间的螺纹连接来实现。在远侧端盖102中,如本文所公开的那样,可以通过压配合将后滑动轴承212B或卡环226C保持就位。工具保持元件202的轴214可以在每个端部处得到支撑,并且由于该系统的同心性质,导致它可以仅施加来自切割操作的径向寄生载荷,该切割操作需要来自保持住该工具100的外科医生的引导。远侧端盖102可以是封闭的。换言之,可以不需要使轴214能够从远侧端盖102伸出。
如图5所示,撞击运动元件210可以在用于支撑轴214的具有相同尺寸和类型的Rulon轴承上沿着光滑轴214滑动。光滑孔轴承或具有凹槽的轴承在速度上升(通常为约0.5米/秒)时促进形成动态支撑空气膜,以减少摩擦和磨损并进一步提高效率。撞击运动元件210的中心铁磁芯结构504的近端和远端中的轴承502由卡环506(其被分别标记为卡环506A和506B)保持。这里示出了磁性构件以与作为洛伦兹力致动器的线圈结构208相互作用。磁体510(其被分别标记为磁体510A、510B、510C、510D、510E、510F、510G、510H和510I)可以被径向极化,并且被示出为被利用间隔件512(其被分别标记为间隔件512A、512B、512C、512D、512E、512F、512G和512H)间隔开,使得磁场可从一个磁体的北极径向投射穿过载流线圈并返回到相邻磁体的南极。随着磁场穿过周向缠绕的载流线圈,通过右手定则轴向地产生力以移动该撞击运动元件210。洛伦兹力可使质量块移动,以产生撞击惯性和长行程。作为替代,磁体510中的每隔一个其它磁体可被轴向极化,使得磁体510可被布置成形成N-S:S-N:N-S…阵列或海尔贝克(Halbach)阵列,以便以略为精细的潜在的制造代价提供略为更强的场效应。
如本文所公开的那样,撞击运动元件210可由线性轴承支撑在线圈结构208内,这些线性轴承可以是自动空气静压轴承。这将撞击运动元件210与工具保持元件202径向分离。这可为电动马达提供高水平的同心度和效率。
本文公开的线性电动马达可以是洛伦兹力马达,但也可以使用可变磁阻马达和磁滞马达,尽管更难控制并且可能更大,但机械结构更为简单,且因此可能具有成本优势。对于可变磁阻马达,撞击运动元件210的磁性材料可以由具有用作磁极的多个突起的诸如层压硅钢之类的软磁性材料组成。对于磁滞马达,撞击运动元件210的磁性材料可以是由具有大磁滞回线特性的硬铬钢或钴钢构成的光滑圆筒。
撞击运动元件210可具有芯结构504,该芯结构504的一端如所示为实心的,另一端具有被利用卡环516固定就位的垫圈514。撞击运动元件210的整个磁体组件可被利用环氧树脂连接在一起。厚度约为1/2至1毫米的非磁性不锈钢管可以封装整个组件,以确保在发生断裂时不会有磁体碎片使马达短路。如本文所公开的那样,该元件可由弹性材料制成,在这种情况下,该元件也可以伸出为撞击表面,从而类似于使用香槟锤一样产生较低峰值但持续时间较长的撞击力。尽管为了快速、坚硬、清脆的打击,可以使用硬钢对硬钢。撞击运动元件210的相反端可被用于缩回。
为了向前驱动工具进行切割,用户向前推动线性电动手术锤撞击工具100,工具保持器108的表面232可置靠在近侧端盖104的前卡环(或表面)230上。控制器206可以控制该线圈缩回该撞击运动元件210,然后向前驱动它以达到产生预期撞击能量所需的速度。工具保持元件202的凸缘220可因此由撞击运动元件210的近端予以撞击。为了缩回工具,用户将线性电动手术锤撞击工具100拉回,这可使凸缘220抵靠在端盖104的内表面236上,并使后撞击凸缘222进入撞击运动元件210的范围中,该撞击运动元件210待从位于线性电动手术锤撞击工具100的近端附近的准备位置从线圈结构208的近端加速到其远端。撞击的速度控制能量,并由此控制撞击时所传递的力。
麦克风116可被连接到控制器206,该控制器206可以是微处理器控制器,用于控制到线圈结构208的电流,以在用户使用线性电动手术锤撞击工具100时听到用户说出的命令。例如,当外科医生观察撞击时,他或她可以说出“更小的力”、“更大的力”、“更快”、“更慢”等,并且将会理解的是,线性电动手术锤撞击工具100可以由用户使用他或她的声音来控制,以满足他们的需要和使用风格。控制器206可以学习对特定用户做出回应。
对于控制器206而言,为了获得更小的力,它可以控制加速的距离和到线圈结构208的电流,以改变力并由此改变该撞击运动元件210的加速度。撞击力可以与能量成比例,能量是撞击运动元件210的质量的一半与其速度的平方的乘积。“更快”可意味着控制器206在撞击之后将会将质量块更快地带回到下一次撞击的起点,并且随后使该撞击运动元件210加速。控制器206可以在电流控制模式下操作,以产生所需的力,并且随着该撞击运动元件210加速,电压随着速度而变化。该洛伦兹力致动器使移动元件行进得比磁体之间的间距更远,并且因此诸如霍尔效应传感器之类的感测元件216可被分布在线圈结构209中,以感测其下方的磁体的极性,并且将电流方向切换到线圈208,以确保当该撞击运动元件210加速时,力总是处于正确的方向上。这类远程运动线性电致动器可以具有三个可单独控制的线圈,这些线圈被以正弦方式切换,以使该移动的磁体构件(例如,撞击运动元件210)平滑运动。
当使该撞击运动元件210加速时,在线圈结构208上具有用户可以感觉到的相等且反向的力,尽管它会被系统的质量块略微吸收。图6A示出了手柄602的安装件的局部横截面,该安装件可以具有顶部604,使得它可以包含周向内部凹槽606(其被分别标记为凹槽606A和606B),用于接收阻尼元件608(其被分别标记为阻尼元件608A和608B),例如“方形环”,以固定壳体118。壳体118可具有如图6B所示的相应的外部凹槽612(其被分别标记为凹槽612A和612B),其中,阻尼元件608B的内径凸部接合凹槽606B的侧面,而阻尼元件608B的外径凸部接合壳体118中的凹槽612的侧面。虽然图6A和图6B示出了方形阻尼元件,但是可使用圆形O形环。
图7示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具700的横截面。该线性电动手术锤撞击工具700可以包括工具保持元件702,该工具保持元件702可以具有用于驱动被固定到工具保持器108的工具的近侧撞击凸缘704和用于缩回该工具的远侧撞击凸缘706。近侧撞击凸缘704和远侧撞击凸缘706可以是被螺纹连接到杆708上的分离元件。撞击凸缘704和706可以具有用于弹性聚合物元件710(其被分别标记为弹性聚合物元件710A和710B)的腔体,以便为线性电动手术锤撞击工具700提供更多的香槟锤性能,如本文所公开的那样。杆708的远端712中可加工成六角形形状,以滑动到六角形衬套714中。如果使用膜片型轴承,则杆708和膜片轴承可被设计成彼此适当地接合。
如本文所公开的那样,为了传递持续时间更长的较低力,可以将弹性低损耗聚合物(例如硬铸造聚氨酯)结合到撞击运动元件210的接触表面中,或者在凸缘220和222的撞击表面处作为垫圈围绕工具保持元件702的轴214(至少如图2所示)放置。
图8A、图8B和图8C示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具800。该线性电动手术锤撞击工具800可以包括管状马达802。如本文所讨论的那样,管状马达802可被安装在壳体804内,并且芯806可在马达定子808内往复移动。呈管状形式示出的杆撞击器810可通过被旋入到移动芯806的端部中的双头螺栓812和杆撞击器810的远侧凸缘814附接到该芯806的端部。杆撞击器810内的圆柱形空间816可接收工具保持元件820的扩展端818,并且该扩展端818可以是被撞击以在近侧或远侧方向上驱动工具保持元件820以向前驱动工具或缩回工具的端部。所理解的是,尽管在这里被示出为管状结构,但是杆撞击器810也可以是平面状的,如在套筒螺母的主体中一样,使得其侧面是开放的且因此是一个零件,并且插入该工具保持元件820,从而消除了对于端部822是可单独附接的元件的需要。
杆撞击器的内腔体中的轴向运动空间(例如圆柱形空间816)可以等于产生预期最大撞击能量所需的移动芯的行程。该行程距离可以由管状马达802的最大可达到的力和速度以及移动芯806和管状杆撞击器810的组合质量来确定。马达力-速度曲线可以与总移动质量一起使用,以根据速度确定加速度,并因此确定所行进的距离以计算所需的行程,并且该行程加上扩展端818的厚度给出腔体816的总长度。图9B示出了处于缩回模式的线性电动手术锤撞击工具800,其中用户可以向前推动该线性电动手术锤撞击工具800以使操作工具(例如,未示出但被保持在工具保持器108中的扩孔器)与待由该工具作用其上的物体(例如,股骨)接合。因此,工具保持器108的远端可以接触近侧端盖824的近侧表面,并且工具保持元件820的运动限制凸缘826可以与端盖824在远侧上在后方间隔开。移动芯806可以准备好向前加速,直到凸缘814的近侧表面撞击扩展端818的远侧表面为止,从而将芯806和杆撞击器810的动能传递到工具保持元件820。这可以沿着轴828发送应力波,然后在轴828处将应力波传递到工具保持器108并传递到操作工具中以对物体进行操作,例如将铰刀驱动到骨中。
为了缩回该操作工具,用户向后拉动该线性电动手术锤撞击工具800,工具保持元件820的运动限制凸缘826可接触端盖824(或卡环830),同时通过系统控制器(例如控制器206)使芯806一直向前移动。然后它向远侧加速,并且撞击器端盖822的远侧内表面撞击扩展端818的近侧表面,从而给予能量以缩回该操作工具。
工具保持元件820可由轴承系统支撑,该轴承系统可承受径向载荷和力矩载荷,并确保有效而准确的轴向运动,从而使扩展端818并不接触孔816。孔816并未被加压,因为在相对移动元件之间可以存在间隙(例如径向1mm),以允许基本上不受限制的气流,从而确保能量不会损失而将空气泵送通过限制部。例如,两个轴承832(其被分别标记为轴承832A和832B)可被间隔开轴828的至少3个或更多个(例如5个)直径。此外,凸缘818与轴承832A相距的距离可以约等于轴承之间的间距。以这种方式,扩展端818的径向运动可以约为轴承与轴828之间的径向间隙(该径向间隙可以为约0.1mm),并且因此确保扩展端818并不接触孔816的内侧。如本文所公开的那样,线性运动轴承832可以是滑动或滚动元件或挠性元件轴承,其被选择用于所需的应用类型和性能。
线性电动手术锤撞击工具800可包括带有握持部836和触发器838的手柄834。位于手柄838和基座840内的可以是控制电路(例如控制器206)以及滑动就位的可移除且可再充电的电池842。手柄834的顶部可被连接到安装块810。如本文所公开的那样,也可以使用两者之间的阻尼界面。扬声器/麦克风844可以实现对线性电动手术锤撞击工具800的语音控制,以使它响应于用户命令并向用户回应该装置的状态,如本文所公开的那样。
本文公开的任何实施例都可以实现高级控制,其中,对于所使用的工具以及手术和患者的状态,线性电动手术锤撞击工具可以自动地调节撞击能量和频率。为了在手术进行时实现对工具的智能控制,可以使用诸如传感器224之类的传感器来监控诸如工具保持元件202、702和820之类的工具保持元件相对于工具位置的位置,或者可以使用被包括在商用管状马达中的位置传感器。此外,工具中的加速度计(或使其能够相对于工具保持器108正确定位的适配器元件)也可以提供额外的反馈,以能够确定工具进入到骨中的进度。根据本文公开的实施例,摄像头可以观察该操作,以同样监控工具在每次撞击时进入到骨中的进度,并且可以通过无线链路将来自摄像头和加速度计的信息发送到控制电子设备(例如控制器206)。
图9A和图9B示出了根据本公开的至少一个示例的线性电动手术锤撞击工具900。线性电动手术锤撞击工具900可以包括具有后盖904和前盖906的壳体902。可以使用螺栓912将后凸缘908和前凸缘910分别在后盖904和前盖906的附近固定到壳体902。壳体902可以限定沿着壳体902的纵向轴线延伸的腔体903。
穿梭件914可被至少部分地定位在壳体902的内侧并包括杆916(其被分别标记为杆916A和916B)。在操作期间,穿梭件914可以沿着壳体902的纵向轴线平移。环圈918(其被分别标记为环圈918A、918B、918C和918D)可被连接到杆916并限定行进空间920。换言之,环圈918可以将穿梭件914的运动限制于预定的行程范围。可对环圈918的位置进行调节以增长或缩短穿梭件914的行程长度。
穿梭件914可包括质量块922(其被分别标记为质量块922A和922B)和弹簧924(其被分别标记为弹簧924A和924B)。质量块922和弹簧924可以压靠在后凸缘908上,以朝向线性电动手术锤撞击工具900的前端(有时被称为近端)偏置穿梭件914。环圈918A和918B的位置可被改变,以调节由弹簧924产生的偏置力的大小。因此,质量块922和弹簧924可以起到偏置元件的作用。
线性电动手术锤撞击工具900可包括滑动件926,该滑动件926沿着由壳体902限定的腔体903的纵向轴线并在该腔体903内往复平移。滑动件926可以包括滑动件凸缘928,该滑动件凸缘928限定孔930(其被分别标记为孔930A和930B)。杆916可以穿过孔930,并且滑动件凸缘928可被定位在环圈918之间以限制滑动件926相对于穿梭件914的运动范围。滑动件凸缘928也可被定位在环圈918C和918D与穿梭件凸缘932之间。
在撞击行程期间,滑动件凸缘928可以撞击环圈918C和918D,以向前驱动穿梭件914和被附接到穿梭件914的工具(例如,扩孔器)。在缩回行程期间,滑动件凸缘928可以撞击环圈918A和918B以向后驱动穿梭件914和被附接到穿梭件914的工具。
滑动件926的移动可由控制器934控制,该控制器934可控制马达936。如本文所公开的那样,滑动件轴938可以穿过由马达936限定的通孔940。滑动件轴938还可以包括如本文所公开的一个或多个磁体,以与马达936协作,从而使滑动件926往复振荡以产生撞击力。控制器934可以是可编程控制器或本文所公开的其它电路。马达936可以是管状马达或本文所公开的其它马达。本文所公开的传感器(例如霍尔效应传感器)可被用于监控本文所公开的滑动件926相对于撞击运动元件210的位置。为了清楚起见,传感器和磁体并未在图9中示出,但可以具有本文所公开的任何配置。
控制器934和马达936可被容纳在由手柄944限定的腔体942中。手柄944可以包括触发器946(其被分别标记为触发器946A和946B)。在使用过程中,外科医生可以按压触发器中的一个(例如,触发器946A)以使线性电动手术锤撞击工具900产生向前驱动工具所需的撞击力(有时被称为驱动力)。按压另一触发器(例如,触发器946B)可以使该线性电动手术锤撞击工具900产生撞击力(有时被称为回缩力)以将工具从骨中缩回。
图10A、图10B和图10C示出了根据本发明的至少一个实施例的用于骨质评估的选项。由外科医生输入到进行骨质的初始评估的控制器中的输入(例如,外科医生将骨质输入到工具或某些用户界面中,或经由X射线或CT对骨质进行的某个外部评估)接收音信,外科医生可以对工具和麦克风说出这些输入。通过使用无线链路,该工具的控制器可以访问外部计算机,该外部计算机可以处理信息,并且可以将控制计划下载到该工具,并用于更好地控制该工具以进行手头的操作。
如图10A所示,本文公开的多种线性电动手术锤撞击工具可以提供关于工具位移的反馈(1002)。基于该位移,可以确定骨质。例如,大位移可能意味着劣质,因为该工具很容易使骨移位。小位移可能是较优骨质,因为对于给定设置,该工具不能使同样多的骨移位。一旦对骨质进行了评估,就可以向外科医生显示该值(1004)。
如图10B所示,断层扫描、x射线或其他扫描数据可被用于形成对于骨质的评估(1006)。例如,如果x射线很微弱,则骨密度可能很低,并且低骨密度可等同于骨质较差。深色和/或清楚的x射线可以指示骨质较高的致密骨。一旦对骨质进行了评估,就可以向外科医生显示该值(1008)。
如图10C所示,外科医生可以输入患者的多种因素,如年龄、性别、种族、术前扫描数据等(1010)。通过使用多种数据,计算系统可以使用查找表、精算表、来自其他患者的匿名数据等规划对于骨质的评估。基于这多种因素,可以确定所评估的骨质并将其显示给外科医生(1012)。
图11示出了根据本公开的至少一个示例的一种用于控制线性电动手术锤撞击工具的方法。一旦对骨质进行评估并将其输入到控制器中(1102),操作就可以开始(1104)。例如,骨质分数的范围从1(劣质骨)到5(优质骨)。根据骨质,该工具可被设置为传递预定的撞击力。例如,对于低骨质,可以设置低撞击力。对于较优的骨质,可以设置较高的撞击力。
在操作过程中,可以使用该工具/位置传感器进行感测,根据该工具正在最初几个扩孔器上移动到骨中的速度来更新(1106)该骨质。例如,如果由于脆弱的松质骨(例如,骨质疏松症)导致扩孔器以比预期速度快的速度滑动,则可以更新该骨质。初始骨质评估的目标可以是调节起始力(初始撞击),并随着该工具进入到骨中而调节后续撞击调节的量(1108)。例如,随着工具在扩孔器尺寸增大时不断撞击,能量会受到监控,并且例如在沿着股骨管存在“最大”扩孔移动(通过该位置传感器测量到)时,能量会保持不变。
更新骨质可以是连续的过程。例如,当位置传感器注意到扩孔器或植入物并未向前推进同样多(“向前中等程度的移动”)时,这可表明行程结束。继续更为用力地撞击该骨会损坏该骨,因此工具可以自动地将力向下调节特定的百分比(例如,对于较弱的骨,更为显著地减小,对于较强的骨,减小得不那么显著,等等)。
图12示出了根据本公开的至少一个示例的控制器1200(例如控制器206和934)的示例性示意图。如图12所示,控制器1200可以包括处理器1202和存储器1204。存储单元1204可以包括软件模块1206和骨数据1208。当在处理器1202上执行时,软件模块1206可以执行接收位移数据、确定骨质、调节工具的撞击力等过程,其包括被包括在例如下文结合图10和图11描述的方法中的一个或多个阶段。如本文所公开的那样,骨数据1208可包括公式、查找表、精算表、患者数据等,其可被用于确定骨质,如本文所公开的那样。骨数据1208还可包括用于关联用于给定骨质的数据和用于诸如锉刀和/或扩孔器之类的具有多种尺寸的工具所需的撞击力的数据。控制器1200还可包括用户界面1210、通信端口1212和输入/输出(I/O)装置1214。
用户界面1210可包括允许用户与控制器1200交互的任何数量的装置。用户界面1210的非限制性示例可包括小键盘,例如位于线性电动手术锤撞击工具的壳体上的按钮、麦克风、显示器(触摸屏或其他方式并被经由有线或无线连接连接到控制器)等。
通信端口1212可允许控制器1200与各种信息源和装置通信,这些装置例如但不限于为远程计算装置(例如服务器或其他远程计算机)。例如,远程计算装置可以维护可以由控制器1200使用通信端口1212获取的数据,例如患者扫描数据。通信端口1212的非限制性示例可以包括以太网卡(无线或有线)、发射器和接收器、近场通信模块等。
I/O装置1214可以允许控制器1200接收和输出信息。I/O装置1214的非限制性示例可以包括传感器(例如霍尔效应传感器)、摄像头(静态或视频)、麦克风等。例如,I/O装置1214可以允许控制器1200直接从CT扫描装置、x光机等接收患者数据。作为另一示例,I/O装置1214可以包括霍尔效应传感器,该霍尔效应传感器发送由处理器1202接收的一个或多个信号。处理器1202可随后基于滑动件的位置来确定滑动件的位置和/或由滑动件产生的撞击力。
注释
以上详细描述包括对附图的引用,这些附图形成详细描述的一部分。附图以图示说明的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这些示例可以包括除了所示或所描述的那些元件之外的元件。然而,本发明人还考虑了仅提供所示或所描述的那些元件的示例。此外,本发明人还考虑使用结合本文所示或所述的具体示例(或其一个或更多个方面)或结合本文所示或所述的其它示例(或其一个或更多个方面)所示或所描述的那些元件(或其一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例。
如果本文献与通过引用结合的任何文献之间的用法不一致,则以本文献中的用法为准。
在本文献中,术语“一种”或“一”如同在专利文献中的惯例一样用于包括一个或不止一个,这与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文献中,除非另有说明,否则“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”和“A和B”。在本文献中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的简明英语等效物。此外,在所附权利要求书中,术语“包括”和“包含”是开放式的,即,包括除了在权利要求中的这种术语之后列出的那些元件之外的元件的系统、装置、物品、组合物、配方仍然被视为落入到该权利要求的范围内。此外,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签,且并不旨在对其对象施加数字要求。
以上描述旨在是说明性的,而非限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可被彼此组合使用。可以使用其他实施例,例如由本领域技术人员在回顾以上描述时使用。提供摘要是为了符合《美国联邦法规》第37卷第1.72(b)节的规定,使读者能够快速确定技术公开的性质。所应理解为的是,本文献不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外,在以上详细描述中,可以将多种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意在使未要求保护的公开特征对任何权利要求都是必不可少的。相反,本发明的主题可以在于少于具体公开的实施例的所有特征。因此,以下权利要求在此被作为示例或实施例结合到该详细描述中,其中,每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且可以设想到这种实施例可以多种组合或排列彼此组合。本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等效方案的全部范围予以确定。
Claims (20)
1.一种线性电动手术锤撞击工具,包括:
壳体,所述壳体限定沿着所述壳体的纵向轴线延伸的腔体;
滑动件,所述滑动件被定位在所述腔体内并且被沿着所述壳体的所述纵向轴线布置;
穿梭件,所述穿梭件被定位在所述腔体内并且被沿着所述壳体的所述纵向轴线布置,所述穿梭件包括第一组环圈和第二组环圈;
马达,所述马达被配置成沿着所述纵向轴线在第一方向和第二方向上驱动所述滑动件;和
工具保持器,所述工具保持器被连接到所述穿梭件,
其中,所述滑动件在所述第一方向上的运动致使所述滑动件接触所述第一组环圈,并且所述滑动件在所述第二方向上的运动致使所述滑动件接触所述第二组环圈。
2.如权利要求1所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述滑动件包括滑动件凸缘,所述滑动件凸缘在所述滑动件的运动期间接触所述第一组环圈和所述第二组环圈。
3.如权利要求1-2中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述马达是管状马达,并且滑动件轴至少部分地穿过所述管状马达。
4.如权利要求1-3中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述穿梭件包括:
穿梭件凸缘;
从所述穿梭件凸缘延伸的第一杆,所述第一杆附接有来自所述第一组环圈和所述第二组环圈的第一环圈;和
从所述穿梭件凸缘延伸的第二杆,所述第二杆附接有来自所述第一组环圈和所述第二组环圈的第二环圈。
5.如权利要求1-4中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述穿梭件包括偏置元件,所述偏置元件被配置成沿着所述第一方向偏置所述穿梭件。
6.如权利要求1-5中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括传感器,所述传感器被布置成检测所述滑动件在所述腔体内的位置。
7.如权利要求1-6中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括控制器,所述控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:
确定对于骨质的评估;以及
基于对于所述骨质的评估来增大或减小由所述线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
8.如权利要求1-7中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括控制器,所述控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:
确定被附接到所述工具保持器的工具的位移;以及
基于所述工具的位移增大或减小由所述线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
9.如权利要求1-8中的任一项或其任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括手柄,所述手柄限定腔体,所述腔体被确定尺寸以接收电子器件和所述马达。
10.如权利要求9所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述手柄包括:
第一触发器,所述第一触发器是操作性的,以用于致使所述滑动件在所述第一方向上移动;和
第二触发器,所述第二触发器是操作性的,以用于致使所述滑动件在所述第二方向上移动。
11.一种线性电动手术锤撞击工具,包括:
壳体,所述壳体限定沿着所述壳体的纵向轴线延伸的腔体;
滑动件,所述滑动件包括被定位在所述腔体内并被沿着所述壳体的所述纵向轴线布置的滑动件轴;
穿梭件,所述穿梭件被定位在所述腔体内并且被沿着所述壳体的所述纵向轴线布置,所述穿梭件包括:
穿梭件凸缘,
从所述穿梭件凸缘延伸的第一杆、被附接到所述第一杆的第一环圈和第二环圈,以及
从所述穿梭件凸缘延伸的第二杆、被附接到所述第二杆的第三环圈和第四环圈,所述第一环圈、所述第二环圈、所述第三环圈和所述第四环圈限定所述滑动件的行程;
管状马达,所述管状马达限定通孔,所述通孔被确定尺寸以接收所述滑动件轴,所述管状马达被配置成沿着所述纵向轴线在第一方向和第二方向上驱动所述滑动件;和
工具保持器,所述工具保持器被连接到所述穿梭件,
其中,所述滑动件在所述第一方向上的运动致使所述滑动件接触所述第一环圈和所述第三环圈,并且所述滑动件在所述第二方向上的运动致使所述滑动件接触所述第二环圈和所述第四环圈。
12.如权利要求11所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述穿梭件包括偏置元件,所述偏置元件被配置成在所述第一方向上偏置所述穿梭件。
13.如权利要求11-12中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括传感器,所述传感器被布置成检测所述滑动件在所述壳体内的位置。
14.如权利要求11-13中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括控制器,所述控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:
确定对于骨质的评估;以及
基于对于所述骨质的评估来增大或减小由所述线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
15.如权利要求11-14中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括控制器,所述控制器是操作性的,以用于执行包括以下项的操作:
确定被附接到所述工具保持器的工具的位移;以及
基于所述工具的位移增大或减小由所述线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
16.如权利要求11-15中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括:
手柄,所述手柄限定腔体,所述腔体被确定尺寸以接收电子器件和所述马达;
第一触发器,所述第一触发器是操作性的,以用于使所述滑动件在所述第一方向上移动;和
第二触发器,所述第二触发器是操作性的,以用于使所述滑动件在所述第二方向上移动。
17.一种线性电动手术锤撞击工具,包括:
处理器;和
存储器,所述存储器存储指令,所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行包括以下项的操作:
接收对于骨质的评估,
在外科手术过程中接收反馈,
确定对于所述骨质的更新评估,以及
基于所述骨质的所述更新评估来增大或减小由所述线性电动手术锤撞击工具产生的撞击力。
18.如权利要求17所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,确定对于所述骨质的所述更新评估包括确定被附接到所述线性电动手术锤撞击工具的工具保持器的工具的位移。
19.如权利要求17-18中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,接收对于所述骨质的所述评估包括接收与待锉削的骨相关的患者数据。
20.如权利要求17-19中的任一项或任一组合所述的线性电动手术锤撞击工具,其中,所述线性电动手术锤撞击工具还包括霍尔效应传感器,所述操作还包括基于从所述霍尔效应传感器接收到的信号来确定被定位在所述线性电动手术锤撞击工具的壳体内的滑动件的位置。
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Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2542695A (en) * | 1948-02-17 | 1951-02-20 | Joseph J Neff | Surgical mallet |
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| AT508453B1 (de) * | 2009-07-06 | 2011-08-15 | Implantech Medizintechnik Ges M B H | Magnetraspelmaschine |
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| US8936106B2 (en) * | 2010-12-29 | 2015-01-20 | Medical Enterprises LLC | Electric motor driven tool for orthopedic impacting |
| US10149711B2 (en) * | 2012-03-30 | 2018-12-11 | Depuy Mitek, Llc | Surgical impact tool |
| US20190350725A1 (en) * | 2013-12-29 | 2019-11-21 | Kambiz Behzadi | Prosthesis installation systems and methods |
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| US10028754B2 (en) * | 2015-07-22 | 2018-07-24 | Tti (Macao Commercial Offshore) Limited | Medical impactor tool |
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| US11013503B2 (en) * | 2017-05-26 | 2021-05-25 | DePuy Synthes Products, Inc. | Orthopedic device delivering a controlled, repeatable impact |
| GB2599706B (en) * | 2020-10-09 | 2022-12-07 | Additive Instruments Ltd | Impactor |
| WO2023173022A1 (en) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | Pro-Dex, Inc. | Surgical impactor |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12070256B2 (en) | 2020-11-10 | 2024-08-27 | Zimmer, Inc. | Bi-spring surgical impact tool |
| US11925359B2 (en) | 2021-01-29 | 2024-03-12 | Zimmer, Inc. | Rotary electric surgical hammer impact tool |
| US12064158B2 (en) | 2021-01-29 | 2024-08-20 | Zimmer, Inc. | Orthopedic impactor tool |
| US12251148B2 (en) | 2021-02-01 | 2025-03-18 | Zimmer, Inc. | Tri-roll thread electric surgical impact tool |
| US12004793B2 (en) | 2021-02-26 | 2024-06-11 | Zimmer, Inc. | Bi-Spring surgical hammer impact tools |
| US12390259B2 (en) | 2022-07-19 | 2025-08-19 | Zimmer, Inc. | Linear electric surgical hammer impact tool |
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