TWI797619B - 手術電鑽及骨科手術系統 - Google Patents

Abstract

本公開公開一種手術電鑽及骨科手術系統，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼中，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接，所述驅動單元能夠在遠端位置與近端位置之間相對於所述外殼移動。 在所述遠端位置，所述驅動單元遠離所述外殼的前端，在所述近端位置，所述驅動單元接近所述外殼的所述前端；保持構件，其與所述驅動軸的第一端部固定連接；以及螺紋構件，其與所述驅動軸的第二端部連接。本公開能夠有效地簡化手術電鑽的內部結構，以及減輕手術電鑽的重量以及減小手術電鑽的體積。

Description

手術電鑽及骨科手術系統

本申請涉及一種醫療器械，尤其涉及一種手術電鑽及骨科手術系統。

在骨科手術中，手術電鑽起著舉足輕重的作用。傳統的手術電鑽包括鑽頭殼體、內置於鑽頭殼體內的驅動單元以及與驅動單元的馬達的保持構件。當需要在患者的骨頭中形成孔時，將鑽孔刀的柄部固定到保持構件中，並將鑽頭工具的前端抵靠到骨頭的相應位置，隨後驅動單元的馬達被啟動，即可在骨頭上研磨或鑽孔。

醫生在使用手術電鑽對病人進行鑽孔類手術時，對醫生的手部穩定性要求特別高，若手術電鑽的重量過重或者體積過大，則不便於醫生操作，且對穩定性的影響較大。另外，為了在手術中減少更換工具，減少手術時間，通常手術電鑽會同時具備研磨功能和鑽孔功能，但是目前同時具備研磨功能和鑽孔功能的手術電鑽通常需要兩個馬達來控制，這使得手術電鑽的內部結構較為複雜，且手術電鑽的重量大、體積也大。

鑑於上述情況，有必要提供一種重量小、體積小且同時具備研磨功能和鑽孔功能的手術電鑽。

為了解決上述技術問題，本公開提供一種手術電鑽，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼中，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接，所述驅動單元能夠在遠端位置與近端位置之間相對於所述外殼移動，在所述遠端位置，所述驅動單元遠離所述外殼的前端，在所述近端位置，所述驅動單元接近所述外殼的所述前端；保持構件，其與所述驅動軸的第一端部固定連接；以及螺紋構件，其與所述驅動軸的第二端部連接。

作為本公開一實施方式，所述驅動軸能圍繞軸線旋轉，並且所述保持構件和所述螺紋構件沿著所述軸線延伸設置。

作為本公開一實施方式，所述驅動軸、所述保持構件和所述螺紋構件是管狀的並且彼此流體連通。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括能移動地安裝在所述外殼上並且形成有螺紋的嚙合組件，所述嚙合組件能相對於所述外殼移動，以便嚙合或脫離所述螺紋構件。

作為本公開一實施方式，所述嚙合組件包括：嚙合構件，其形成有所述螺紋；頭部構件；頸部構件，其延伸穿過所述外殼，所述頸部構件的兩端分別與所述嚙合構件和所述頭部構件連接；以及偏置構件，其被套設在所述頸部構件上，被配置成偏置所述嚙合構件以脫離所述螺紋構件。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括第一嚙合組件，所述接合構件開關耦接至所述馬達並且構造成由所述接合構件接通和斷開。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括控制開關，所述控制開關與所述馬達連接，且所述控制開關與所述第一嚙合組件並聯連接。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括驅動單元開關，所述驅動單元開關與所述馬達連接，所述驅動單元開關構成為斷開或接通所述驅動單元。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括第一致動件，所述第一致動件形成在所述驅動單元上，且被配置為當所述驅動單元移動至所述遠端位置時接通所述驅動單元。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括第二致動件，所述第二致動件形成在所述驅動單元上並且被配置為當所述驅動單元移動超過所述近端位置時斷開所述驅動單元。

為解決上述技術問題，本公開還提供一種手術電鑽，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼內，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接；保持構件，其與所述驅動軸的第一端部連接；以及驅動單元開關，其與所述馬達連接，並且被配置為通過所述驅動單元來接通或斷開。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括：第一嚙合組件開關，所述第一嚙合組件開關與所述馬達連接，且所述第一嚙合組件開關與所述驅動單元開關串聯連接。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括控制開關，所述控制開關與所述馬達連接，且與所述驅動單元開關串聯連接。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽進一步包括第二嚙合組件開關，所述第二嚙合組件開關與所述馬達連接，且與所述控制開關並聯連接。

為解決上述技術問題，本公開還提供一種手術電鑽，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼中，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接，所述驅動單元能夠相對於所 述外殼在遠端位置與近端位置之間移動，在所述遠端位置，所述驅動單元遠離所述外殼的前端，在所述近端位置，所述驅動單元靠近所述外殼的所述前端；保持構件，所述保持構件與所述驅動軸的第一端部連接；以及嚙合組件，所述嚙合組件延伸到所述外殼中，構成為嚙合所述驅動軸以推動所述驅動單元從所述遠端位置移動到所述近端位置。

作為本公開一實施方式，所述外殼包括鑽頭殼體以及與所述鑽頭殼體的後端連接的延伸殼體，所述驅動單元位於所述鑽頭殼體內，所述嚙合組件安裝在所述延伸殼體上。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括偏置構件，所述偏置構件構成為將所述驅動單元偏置到所述遠端位置。

作為本公開一實施方式，所述外殼具有磁性。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括標記物，所述標記物被配置為發射信號並且設置在所述驅動單元上以便可與所述驅動單元共同移動。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括：第一標記物，所述第一標記物構成為吸收輻射並且固定地安裝在所述保持構件上；第二標記物，所述第二標記物構成為吸收輻射並且可移動地安裝在所述保持構件上；以及設置於所述保持構件上的一組角度標記。

作為本公開一實施方式，所述手術電鑽還包括安裝在所述驅動單元、所述驅動軸和所述保持構件中的至少一個上的一個或多個標記物。

為解決上述技術問題，本公開還提供一種骨科手術系統，所述骨科手術系統包括：上述所述的手術電鑽；以及控制器，其用於控制所述手術電鑽。

相較於現有技術，本發明提供的手術電鑽，通過在驅動單元上設置第一驅動軸和第二驅動軸，且第二驅動軸與螺紋構件固定連接，並在驅動單元導通且嚙合組件被觸發的狀態下推動驅動單元在鑽頭殼體內移動。如此，只需設置一個驅動單元即可，能夠有效地簡化手術電鑽的內部結構，以及減輕手術電鑽的重量以及減小手術電鑽的體積。

100/800/1000/1400/1600/1700:手術電鑽

110:鑽頭殼體

110a:第一側壁

110b:第二側壁

120:保持構件

130:延伸殼體

131:第一通孔

132:第二通孔

140:螺紋構件

150:嚙合組件

260:嚙合構件

260’:螺紋

270:頭部構件

280:頸部構件

281:桿部

282:連接部

290:偏置構件

160:控制開關

161:第一開關端子

162:第二開關端子

170:外殼

190:鑽頭工具

190a:磨削部

190b:鑽削部

200:驅動單元

210:馬達殼體

210’:轉子

220:驅動軸

220a:第一驅動軸

220b:第二驅動軸

230:固定構件

240:支承構件

250:偏置構件

720/920/1320/1520:正極端子

750:馬達

751:第一馬達端子

752:第二馬達端子

770/970/1390/1590:負極端子

810:嚙合組件開關

811:第一開關端子

812:第二開關端子

1610/1710/1720:標記物

1620:窗口

1730:角度標記

圖1是本發明第一實施方式的手術電鑽的立體結構圖。

圖2是圖1所示的手術電鑽的驅動單元位於遠端位置的截面示意圖。

圖3是圖1所示的手術電鑽的分解示意圖。

圖4是圖1所示的手術電鑽的驅動單元位於近端位置的截面示意圖。

圖5是圖2所示的手術電鑽的嚙合組件位於脫離位置的狀態嚙合組件的局部截面示意圖。

圖6是圖4所示的手術電鑽的嚙合組件位於嚙合位置的狀態的局部截面示意圖。

圖7是本發明第一實施方式的手術電鑽的控制開關的連接示意圖。

圖8是本發明第二實施方式的手術電鑽的立體結構示意圖。

圖9是本發明第二實施方式的手術電鑽的控制開關和第一開關的連接示意圖。

圖10是本公開第三實施方式的手術電鑽的局部截面示意圖。

圖11是圖10所示的手術電鑽的驅動單元位於遠端位置的局部截面示意圖。

圖12是圖10所示的手術電鑽的驅動單元的移動超過近端位置的截面示意圖。

圖13是本公開第三實施方式的手術電鑽的控制開關和驅動單元開關的連接示意圖。

圖14是本發明第四實施方式的手術電鑽的立體結構示意圖。

圖15是本公開第四實施方式的手術電鑽的控制開關、驅動單元開關以及第二嚙合組件開關的連接示意圖。

圖16是本發明第五實施方式的手術電鑽的局部主視圖。

圖17是本發明第六實施方式的手術電鑽的局部主視圖。

圖18是本發明第七實施方式的手術電鑽的局部主視圖。

圖19是本公開的骨科手術系統的框圖。

本發明以下將參考實施例所示之圖式，更全面的描述本發明。本發明可以許多不同形式實施，並且不應被此處之實施例限制本發明。反而，這些實施例是讓本領域技術人員可以完整的了解本發明。對應元件之標號可對應至相似之元件。

其中在所有附圖中相同的附圖標記用於表示相同的元件。將理解的是，附圖不一定按比例繪製。

本發明中的各詞彙僅用於描述特定實施例，且並非限制本發明之內容。除非內文有特別指明，在此所使用的單數形式「一」以及「該」也包含複數形式。本文使用之術語「包含」或「包括」或「具有」，係指明存在一特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、及/或組件，但不排除存在或添加更多其他特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組。

術語「及/或」包含一或多個相關列出的項目的任何及所有組合是可以理解的。雖然本發明中會出現「第一」、「第二」和「第三」一類的詞彙可能於此描述不同元件、構件、區域、部件及/或截面，這些元件、構件、區域、部件及/或截面不應被這些術語所限制。這些術語僅用來區別一元件、構件、區域、部件及/或截面，與另一元件、構件、區域、層或截面。因此，以不偏離本發明之教示做前提，以下敘述的一第一元件、構件、區域、部件或截面，也可以被命名為一第二元件、構件、區域、層或截面。

需要說明的是，當組件被稱為“固定於”另一個組件，它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是“連接”另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。當一個組件被認為是“設置於”另一個組件，它可以是直接設置在另一個組件上或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

圖1是本公開第一實施方式的手術電鑽100的立體結構圖。如圖1所示，本公開提供一種手術電鑽100，用於外科手術的研磨或鑽孔動作，例如矯形外科手術和整形外科手術，或任何非外科手術研磨/鑽孔動作在此不作限定。本實施方式的手術電鑽100包括鑽頭殼體110、保持構件120、延伸殼體130、螺紋構件140、嚙合組件150以及控制開關160。鑽頭殼體110與延伸殼體130構成外殼170，鑽頭殼體110用於收容驅動單元(參照後述圖2的驅動單元200)。在本實施方式中，鑽頭殼體110大致呈圓柱形。當然，在其它實施方式中，鑽頭殼體110還可以是其它多邊形，例如矩形。

鑽頭殼體110包括相背設置的第一側壁110a及第二側壁110b，第一側壁110a及第二側壁110b固定設置在鑽頭殼體110的兩側，可以通過一體成型、卡扣、焊接等方式，在此不作限定。

保持構件120(例如，卡盤)與驅動單元200連接，並從鑽頭殼體110內部延伸穿過鑽頭殼體110的第一側壁110a。保持構件120用於保持鑽孔或研磨的鑽頭工具190，該鑽頭工具190可以為毛刺螺釘。在本實施方式中，鑽頭工具190包括在位於鑽頭工具190前端的磨削部190a和從磨削部190a延伸的細長的鑽削部190b，這樣，鑽頭工具190可以用於研磨和鑽削物體，在本實施方式中，物體是指患者的骨頭。

延伸殼體130可拆卸地設置在鑽頭殼體110的第二側壁110b，延伸殼體130用於收容螺紋構件140，且用於安裝嚙合組件150。在本實施方式中，延伸殼體130與鑽頭殼體110是獨立的，以便於安裝，當然，在其它實施方式中，延伸殼體130和鑽頭殼體110也可以是一體成型形成的，在此不作限定。另外，螺紋構件140可以是導螺桿或滾珠螺桿，在此不作限定。

嚙合組件150可移動地安裝在延伸殼體130上。關於嚙合組件150的具體結構將後述。

控制開關160安裝在鑽頭殼體110上，且控制開關160與驅動單元200連接，以對驅動單元200進行控制。在某些實施例中，機器人臂等器械(未圖示)可以連接至手術電鑽100的延伸殼體130上。在其他實施例中，器械可以被配置成控製手術電鑽100的移動和操作。

圖2是圖1所示的手術電鑽100的驅動單元200位於遠端位置的截面示意圖，圖3是圖1所示的手術電鑽100的分解示意圖，圖4是圖1所示的手術電鑽的驅動單元200位於近端位置的截面示意圖。

如圖2及圖3所示，手術電鑽100進一步包括驅動單元200、固定構件230、支承構件240以及偏置構件250。

驅動單元200包括馬達750(參照圖7)及馬達殼體210，馬達750收容於馬達殼體210內。馬達殼體210可移動地設置在鑽頭殼體110內，即， 驅動單元200能夠在鑽頭殼體110內移動。在本實施方式中，馬達殼體210具有與鑽頭殼體110相匹配的形狀，大致呈圓柱形。當然，在其它實施方式中，馬達殼體210也可以是矩形等，在此不作限定。

在本實施方式中，馬達750包括轉子210’、定子(未圖示)以及驅動軸220。轉子210’可旋轉地設置在馬達殼體210內。定子固定地安裝於馬達殼體210中，且圍繞轉子210’設置。驅動軸220可旋轉地連接至轉子210’，並且與轉子210’圍繞軸線A同步旋轉。在本實施方式中，驅動軸220包括第一驅動軸220a和第二驅動軸220b，第一驅動軸220a和第二驅動軸220b同軸，且第一驅動軸220a和第二驅動軸220b同步旋轉。其中，第一驅動軸220a從馬達殼體210的內部延伸穿過馬達殼體210的第一端210a並且與保持構件120固定連接。第二驅動軸220b從馬達殼體210的內部延伸穿過馬達殼體210的第二端210b並且與螺紋構件140固定連接。可以理解，當馬達750導通即通電時，保持構件120、第一驅動軸220a、第二驅動軸220b以及螺紋構件140同步旋轉。

固定構件230用於將驅動軸220的第二驅動軸220b與螺紋構件140固定連接，並且使得螺紋構件140沿著軸線A延伸並且可與驅動軸220圍繞軸線A同步旋轉。在本實施方式中，固定構件230均為套筒，並設置在驅動軸220的第二驅動軸220b的至少一部分以及螺紋構件140的至少一部分上，以避免螺紋構件140與第二驅動軸220b之間因安裝而無法同軸。固定構件230選用光滑的低摩擦係數的材料構成，例如塑料等。

進一步地，手術電鑽100還包括固定件231，固定件231設置於鑽頭殼體110上，用於供保持構件120穿過，以防止保持構件120與鑽頭殼體110直接接觸引起的摩擦而導致磨損，以避免保持構件120、鑽頭工具190以及第 一驅動軸220a之前因磨損導致的誤差而無法同軸。在本實施方式中，固定件231也為套筒，優選使用光滑的即低摩擦係數的材料構成，例如塑料等。

在本實施方式中，驅動軸220的第二驅動軸220b與螺紋構件140是通過固定構件230來連接，但在其它實施方式中，驅動軸220與螺紋構件140也可以一體成型。換而言之，驅動軸220和螺紋構件140固定形成為一體件，這樣，可以省略固定構件230，在此不作限定。

支承構件240用於保持螺紋構件140能夠在軸線A上平穩地移動。本實施方式中，支承構件240固定設置在延伸殼體130上，並設置在螺紋構件140的遠離第二端210b的端部。

偏置構件250構成為將所述驅動單元200恢復至遠端位置(將後述)，且防止驅動單元200因重力在鑽頭殼體110內晃動。在本實施方式中，偏置構件250可以為彈簧，並套設在保持構件120上且收容於鑽頭殼體110內。即偏置構件250的兩端分別彈性抵接於鑽頭殼體110的第一側壁110a和馬達殼體210的第一端210a。在一實施方式中，偏置構件250具有彈簧常數k，而k大於或等於驅動單元200的重量。可以理解，通過設置偏置構件250，能夠有效防止驅動單元200在鑽頭殼體110中晃動，從而允許驅動單元200在所述遠端位置與近端位置間穩定移動。當然，在其它實施方式中，偏置構件250可以通過採用鑽頭殼體110和馬達殼體210中的一方由磁性的材料來構成，另一方由可被磁力吸引的材料來構成。鑽頭殼體110或者馬達殼體210可以例如通過電流或者外部磁場被磁化，在此不作限定。

在本實施方式中，驅動單元200可相對於鑽頭殼體110在遠端位置和近端位置之間移動，如圖2所示，在遠端位置，即驅動單元200位於鑽孔位置的起點時，馬達殼體210遠離鑽殼110的第一側壁110a；如圖4所示，在近 端位置，即驅動單元200位於鑽孔位置的終點時，馬達殼體210接近鑽殼110的第一側壁110a。

另外，如圖2所示，當驅動單元200位於遠端位置時，保持構件120的尖端靠近鑽頭殼體110的第一側壁110a。如圖4所示，當驅動單元200處於近端位置時，保持構件120的尖端遠離鑽頭殼體110的第一側壁110a。

此外，如圖2所示，當驅動單元200位於遠端位置時，固定構件230位於延伸殼體130內，馬達殼體210的第二端210b抵接鑽頭殼體110的第二側壁110b。如圖4所示，當驅動單元200位於近端位置時，固定構件230位於鑽頭殼體110內，且馬達殼體210的第二端210b與鑽頭殼體110的第二側壁110b分離。

保持構件120連接至驅動軸220的第一驅動軸220a，使得保持構件120沿著軸線A延伸設置並且與驅動軸220圍繞軸線A同步旋轉。

另外，在本實施方式中，保持構件120、螺紋構件140和驅動軸220均是管狀的並且彼此連通。這樣的構成允許器械通過螺紋構件140、驅動軸220和保持構件120將合成材料(例如，骨水泥)注射到物體(例如，患者的骨頭)中。

圖5是本實施方式的手術電鑽100中的嚙合組件150位於初始位置的局部截面示意圖。圖6是本實施方式的手術電鑽100的嚙合組件150位於嚙合位置的狀態的局部截面示意圖。

在本實施方式中，嚙合組件150可相對於延伸殼體130在初始位置和嚙合位置之間移動。在本實施方式中，嚙合組件150以鑽孔器扳機為例進行說明。具體地，請參閱圖5，嚙合組件150包括依次連接的嚙合構件260、頭部構件270、頸部構件280以及偏置構件290。

嚙合構件260配置在延伸殼體130的內部，用於在嚙合組件150被觸發的狀態下與螺紋構件140連接以推動驅動單元200在鑽頭殼體110內移動。本實施方式中，嚙合構件260的底表面形成有螺紋260’，以與螺紋構件140螺紋連接。當然，在其它實施方式中，嚙合構件260只要有部位形成有螺紋260’，以與螺紋構件140螺紋連接即可，具體位置不作限定。

頭部構件270位於外殼170的外部，用於供使用者觸發嚙合組件150。在本實施方式中，是通過使用者按壓頭部構件270以觸發嚙合組件150。

頸部構件280穿過延伸殼體130的頂表面，頸部構件280的兩端分別與嚙合構件260和頭部構件270連接。在本實施方式中，頸部構件280的外徑小於嚙合構件260、頭部構件270的外徑。延伸殼體130上貫通開設有第一通孔131及第二通孔132，第一通孔131及第二通孔132連通且形成台階孔，即第一通孔131的內徑大於第二通孔132的內徑。頸部構件280包括桿部281和連接部282，桿部281可移動地收容在台階孔131內，連接部282收容於延伸殼體130內，連接部282的外徑大於第二通孔132的內徑，如此，能夠防止嚙合組件150整體移出延伸殼體130。

偏置構件290套設在桿部281，且部分收容於第一通孔131內，如此，偏置構件290的兩端分別抵接於頭部構件270及第一通孔131的底壁。如此，在嚙合組件150由觸發狀態變為非觸發狀態時，在偏置構件290的彈性作用下，嚙合組件150能恢復至初始位置。在本實施方式中，偏置構件290可以是彈簧，但在其它實施方式中，偏置構件290可以是其它具有彈性的構件，在此不作限定。

如圖5所示，嚙合組件150位於初始位置時，嚙合構件260的底表面的螺紋260'脫離螺紋構件140，如圖6所示，嚙合組件150位於嚙合位置時，嚙合構件260的底表面的螺紋260'與螺紋構件140嚙合。

詳細地，請結合參閱圖2、圖5及圖6，當嚙合組件150為非觸發狀態，即未被按壓時，嚙合構件260位於初始位置，與螺紋構件140不嚙合，驅動單元200位於遠端位置；當嚙合組件150被觸發(按壓)，即由非觸發狀態切換為觸發狀態時，嚙合構件260從初始位置向螺紋構件140移動，直至與螺紋構件140嚙合，此時，由於螺紋構件140在驅動單元200的帶動下處於轉動的狀態，通過螺紋構件140與螺紋260'嚙合，驅動單元200在鑽頭殼體110內從遠端位置向靠近第一側壁110a的方向移動；當嚙合組件150取消觸發(取消按壓)，即由觸發狀態切換為非觸發狀態時，嚙合構件260向遠離螺紋構件140的方向移動，直至恢復至初始位置，此時，由於螺紋構件140與螺紋260'不嚙合，且由於偏置構件250的作用，驅動單元200在鑽頭殼體110向靠近第二側壁110b的方向移動，直至恢復至初始位置。

可以理解，在本實施方式中，當僅控制開關160接通時，馬達750的輸入電壓為第一電壓，馬達750具有第一轉速，第一轉速例如為6000rpm以上；當嚙合組件150也被觸發，即控制開關160接通，且嚙合組件150位於嚙合位置時，馬達750的輸入電壓為第二電壓，此時，馬達750具有小於第一轉速的第二轉速，第二轉速例如為300rpm以下。

此外，當接通控制開關160且嚙合組件150位於初始位置時，馬達750具有第一扭矩，第一扭矩例如為10mNm以上；當接通控制開關160且嚙合組件150位於嚙合位置時，馬達750具有大於第一扭矩的第二扭矩，第二扭矩例如為100mNm以上。

圖7是本實施方式的手術電鑽100的示意圖。如圖7所示，控制開關160包括第一開關端子161及第二開關端子162，第一開關端子161與手術電鑽100的正極端子720電連接，第二開關端子162與馬達750的第一馬達端子751電連接。另外，馬達750還包括第二馬達端子752，該第二馬達端子與手 術電鑽100的負極端子770電連接。正極端子720和負極端子770被配置為分別電連接到電源(例如，電池)的正極端子和負極端子。

在操作中，當期望在生物體中研磨並鑽孔時，例如，患者的骨頭，進一步參照圖2和圖4，鑽頭工具190的柄部被固定到保持構件120中。然後，鑽頭工具190的前端與對像上的標記位置對準並且壓靠對像上的標記位置。接著，按下控制開關160的開關按鈕，由此接通馬達750。此時，驅動軸220旋轉，使得保持構件120以及鑽頭工具190同步旋轉，從而對生物體進行研磨。

之後，使嚙合組件150從圖5所示的初始位置移動至圖6所示的嚙合位置，使得驅動單元200從遠端位置(如圖2所示)移動到近端位置(如圖4所示)，從而在物體中鑽孔。

本實施方式提供的手術電鑽100，通過在驅動單元200上設置第一驅動軸220a和第二驅動軸220b，第二驅動軸220b與螺紋構件140固定連接，且第一驅動軸220a和第二驅動軸220b、螺紋構件140同軸，並在嚙合組件150被觸發的狀態下推動驅動單元200在鑽頭殼體110內移動。如此，只需設置一個驅動單元200即可，能夠有效地簡化手術電鑽100的內部結構，以及減輕手術電鑽100的重量以及減小手術電鑽100的體積。

圖8是本發明第二實施方式的手術電鑽800的立體結構示意圖。如圖8所示，本實施方式的手術電鑽800與第一實施方式的手術電鑽100的不同之處在於，手術電鑽800還包括嚙合組件開關810(第一開關)。

該第一嚙合組件開關810配置為接通或斷開手術電鑽800的馬達750。第一嚙合組件開關810安裝在延伸殼體130上，並構成為在嚙合組件150在初始位置和嚙合位置之間移動時被導通或斷開，以接通或斷開馬達750(參圖9)。具體地，該第一嚙合組件開關810包括開關按鈕，該開關按鈕從延伸殼體130突出並且配置與頸部構件(例如，頸部構件280)相鄰並位於頭部 構件270下方，使得當嚙合組件150在初始位置和嚙合位置之間移動時也能夠接通或斷開第一嚙合組件開關810。

當然，其它實施方式中，嚙合組件開關810也可以是其他的結構，只要能夠實現其預期功能即可，在此不作限定。例如，在某些實施方式中，嚙合組件開關810被嵌入在嚙合組件150以便與嚙合組件150同步移動，當嚙合組件150對應地在初始位置和嚙合位置之間移動時，該嚙合組件開關810被接通或斷開。

圖9是本發明第二實施方式的手術電鑽800的控制開關160和嚙合組件開關810的示意圖。

如圖9所示，控制開關160包括第一開關端子161和第二開關端子162，第一開關端子161與手術電鑽800的正極端子920電連接，第二開關端子162與手術電鑽800的馬達750的第一馬達端子751電連接，馬達750還包括與手術電鑽800的負極端子970電連接的第二馬達端子752。手術電鑽800的正極端子920和負極端子970被構成分別連接到電源(例如，電池)的正極端子和負極端子。

在本實施方式中，第一嚙合組件開關810與控制開關160並聯連接。具體地，第一嚙合組件開關810包括與控制開關160的第一開關端子161電連接的第一開關端子811和與控制開關160的第二開關端子162電連接的第二開關端子812。

請結合參閱圖8，在操作該手術電鑽800的過程中，當期望使用手術電鑽800研磨物體並在物體上鑽孔時，鑽頭工具190的柄部被固定到保持構件120中。然後，鑽頭工具190的尖端與物體上的標記位置對準並且抵靠物體上的標記位置。接著，按下控制開關160的開關按鈕，由此接通馬達750，馬達750處於運轉狀態。此時，保持構件120旋轉，同時帶動鑽頭工具190共 同旋轉，從而研磨物體。之後，使嚙合組件150從圖5所示的初始位置移動至圖6所示的嚙合位置，使得驅動單元200從遠端位置移動到近端位置，從而在物體中鑽孔。

通過上述方式，在需要鑽孔時，只需觸發嚙合組件150，即，使嚙合組件150在初始位置和嚙合位置之間移動時，就可以導通或斷開嚙合組件開關810，無需觸發控制開關160後再觸發嚙合組件150，操作更為簡便。

圖10是表示本公開的第三實施方式的手術電鑽1000的局部截面示意圖。圖11是表示本公開的第三實施例的手術電鑽1000的驅動單元200位於遠端位置的狀態的局部截面示意圖。圖12是表示本公開的第三實施方式的手術電鑽1000的驅動單元200的移動超過近端位置的狀態的截面示意圖。

如圖10所示，手術電鑽1000與手術電鑽100的不同之處在於手術電鑽1000還包括驅動單元開關1010(第二開關)，該驅動單元開關1010安裝在鑽頭殼體110上並且電連接至手術電鑽1000的驅動單元200的馬達750。在這個示例性實施方式中，驅動單元開關1010包括設置在鑽頭殼體110中的開關按鈕1030。偏置構件250構成為將驅動單元200偏置到遠端位置和近側位置之間的初始位置。

在本實施方式中，一個第一致動件1020從馬達殼體210突出，例如，從馬達殼體210的頂表面突出，並靠近馬達殼體210的第一端210a。如圖11所示，第一致動件1020被配置為當驅動單元200移動到遠端位置時接通驅動單元開關1010的開關按鈕1030。第二致動件1040從馬達殼體210突出，例如，從馬達殼體210的頂表面突出，並介於馬達殼體210的第一端210a與第二端210b之間。如圖12所示，第二致動件1040被配置為當驅動單元200移動超過近端位置時斷開驅動單元開關1010的開關按鈕1030。在本實施方式中，第一致動件1020和第二致動件1040之間的距離是例如從約30mm至約70mm。

另外，在閱讀本公開之後，驅動單元開關1010的其他配置被視為在本公開的範圍內，只要實現其預期功能即可。例如，在一些實施例中，手術電鑽1000包括單個致動件，該單個致動件從馬達殼體210突出並且被配置為當驅動單元200分別移動到遠端位置和超過近端位置時接通和斷開驅動單元開關1010。在其他實施例中，手術電鑽1000省略了第一致動件1020和第二致動件1040。在其他實施方式中，驅動單元開關1010在驅動單元200移動到遠端位置時由馬達殼體210的第二端210b接通，並且在驅動單元200移動超過近端位置時由馬達殼體210的第一端210a斷開。

圖13是本實施方式的手術電鑽1000的控制開關160和驅動單元開關1010的示意圖。

如圖13所示，驅動單元開關1010與控制開關160串聯連接。具體地，驅動單元開關1010具有第一開關端子1011以及第二開關端子1012，第一開關端子1011與手術電鑽1000的正極端子1320電連接，第二開關端子1012與控制開關160的第一開關端子161電連接。控制開關160還包括與馬達750的第一馬達端子751電連接的第二開關端子162。馬達750還包括與手術電鑽1000的負極端子1390電連接的第二馬達端子752。手術電鑽1000的正極端子1320和負極端子1390被構造成分別連接到電源(例如，電池)的正極端子和負極端子。

請結合參照圖10，在操作該手術電鑽1000中，當需要使用手術電鑽1000研磨物體並在物體上打孔時，鑽頭工具190的柄部被固定到保持構件120中。然後，鑽頭工具190的尖端與物體上的標記位置對準並且抵靠物體上的標記位置，此時，第一致動件1020觸發驅動單元開關1010，此時，驅動單元200位於遠端位置。接著，觸發控制開關160的開關按鈕，由此接通馬 達750，馬達750處於運轉狀態。此時，保持構件120旋轉，同時帶動鑽頭工具190旋轉，從而研磨物體。

接著，觸發鑽孔器扳機150，驅動單元200在鑽頭殼體110內移動，進而使得鑽頭190進行鑽孔動作。之後，當驅動單元200移動至規定位置，即近端位置時，第二致動件1040觸發驅動單元開關1010，從而斷開馬達750。

通過上述方式，能夠有效地控制孔的深度。

圖14是本發明第四實施方式的手術電鑽1400的立體結構示意圖。如圖14所示，手術電鑽1400與手術電鑽1000的不同之處在於，手術電鑽1400還包括嚙合組件開關1410(第三開關)。該嚙合組件開關1410的構成與第二實施方式中的嚙合組件開關810的構成相同，在此不再贅述。

圖15是本實施方式的手術電鑽1400的控制開關160、驅動單元開關1010(第二開關)和嚙合組件開關1410(第三開關)的示意圖。如圖15所示，驅動單元開關1010與控制開關160串聯連接。具體地，驅動單元開關1010具有第一開關端子1011和第二開關端子1012，該第二開關端子1012與控制開關160的第一開關端子161電連接，控制開關160的第二開關端子162與馬達750的第一馬達端子751電連接。此外，馬達750進一步包括電連接至手術電鑽1400的負極端子1590的第二馬達端子752。手術電鑽1400的正極端子1520和負極端子1590被配置為分別連接到電源(例如，電池)的正極端子和負極端子。

嚙合組件開關1410與控制開關160並聯連接。具體地，嚙合組件開關1410包括第一開關端子1411和第二開關端子1412，該第一開關端子1411與控制開關160的第一開關端子161電連接，第二開關端子1412與控制開關160的第二開關端子162電連接。

請結合參閱圖14，在操作該手術電鑽1400的過程中，當需要使用手術電鑽1400研磨物體和在物體上鑽孔時，鑽頭工具190的柄部被固定到保持構件120中。然後，鑽頭工具190的尖端與物體上的標記位置對準並且抵靠物體上的標記位置。此時，由於鑽頭工具190抵靠在物體上，第一致動件1020致動驅動單元開關1010的開關按扭1030。接著，觸發控制開關160，由此接通馬達750(參圖15)。此時，保持構件120旋轉，同時帶動鑽頭190旋轉，從而可以研磨物體。接著，使嚙合組件150從例如圖5所示的脫離位置移動到例如圖6所示的卡合位置。由此，嚙合組件150的頭部構件270將嚙合組件開關1410接通，進而馬達750接通，此時，驅動軸220旋轉，從而導致保持構件120旋轉。此時，驅動單元200從遠端位置(例如，如圖11所示)移動到近端位置，由此在物體中鑽出孔。

之後，當驅動單元200移動至近端位置時，如圖12所示，第二致動件1040關閉驅動單元開關1010的開關按鈕1030。此時，關閉馬達750，停止鑽孔動作。

可以理解的是，能實現驅動單元開關1010預期功能的其他配置皆屬於本公開的範圍內。例如，在一些實施例中，外科手鑽1000具有單一個自馬達殼體210突出的致動件，並且當驅動單元200移動至近端位置或超過遠端位置時，該致動件被配置為可對應地接通或斷開驅動單元開關1010。在其他實施例中，外科手鑽1000不需具有第一致動件1020及第二致動件1040。

在這些其他實施例中，當驅動單元200移動至遠端位置時，驅動單元開關1010被馬達殼體210的第二端210b接通，並且而驅動單元200移動至超過近端位置時，驅動單元開關1010被馬達殼體210的第一端210a斷開。儘管外科手鑽800、1000被例示為具有開關致動器(例如，開關致動器1030)的開關810、1010、1410，但是開關810、1010、1410的其他配置被認為在本 公開的範圍內，只要實現它們的預期功能即可。例如，在某些實施例中，開關810、1010、1410中的至少一個可以包括檢測嚙合組件150/驅動單元200的位置的感測器，例如，運動感測器，紅外線、聲學、磁性等。

通過上述方式，能夠有效地控制孔的深度，即有效地防止手術電鑽1400在不期望形成孔的位置形成孔，且在需要鑽孔時，只需觸發嚙合組件150就可以觸發第二嚙合組件開關1410，無需觸發控制開關160後再觸發嚙合組件150，操作更為簡便。

圖16是本公開第五實施方式的手術電鑽1600的俯視圖。如圖16所示，手術電鑽1600與上述第一實施方式的手術電鑽至第四實施方式的手術電鑽的不同之處在於，手術電鑽1600還包括標記物1610，該標記物1610位於馬達殼體210上，以便於可與馬達殼體210同步移動並且通過鑽頭殼體110中的窗口1620暴露，以通過計算機系統經由空間感測器(例如，照相機)跟踪驅動單元200的位置。

在其它實施例中，多個標記(例如，標記1610)被設置在馬達殼體210、保持構件120和螺紋構件140中的至少一者上。

在其它實施方式中，標記物1610也可以是主動標記。在這樣的一些實施例中，由標記物1610發射的信號由標記物1610本身產生。例如：該標記物1610可以通過發射電磁信號、聲波、熱量、任何可感知的信號、或它們的組合來實現。在其他實施例中，標記物1610是被動標記。在這樣的其他實施例中，標記物1610被反射材料覆蓋，並且自標記物1610發射的信號是被標記物1610所反射。

在特定實施例中，標記物1610是主動兼被動標記。在這樣的實施例中，標記物1610被設置為可發射信號並且被反射材料覆蓋。

圖17是本公開第六實施方式的手術電鑽1700的局部主視圖。如圖17所示，手術電鑽1700與手術電鑽1600的不同之處在於，手術電鑽1700還包括構成為吸收輻射(諸如X射線)的一對標記物1710、1720。用於標記物1710、1720的材料的實例包括但不限於金屬和陶瓷。在本實施方式中，標記物1710、1720配置在手術電鑽1700的保持構件120上，從而允許通過例如X射線成像系統，來跟踪保持構件120的位置。

在其它實施方式中，標記物1710、1720的其中之一或兩者是主動標記。在這樣的一些實施例中，由標記物1710、1720至少其中之一發射的信號由標記物1710、1720至少其中之一本身產生。在一些實施方式中，標記物1710、1720的其中之一或兩者是可以發射電磁信號、聲波、熱能、任意可被感知的信號或前述任意的組合。在其他實施例中，標記物1710、1720至少其中之一是被動標記。在這樣的其他實施例中，標記物1710、1720至少其中之一被反射材料覆蓋，並且自標記物1710、1720至少其中之一發射的信號是被標記物1710、1720至少其中之一所反射。

在特定實施例中，標記物1710、1720是主動兼被動標記。在這樣的實施例中，標記物1710、1720被設置為可發射信號並且被反射材料覆蓋。

在一些實施方式中，如圖17所示，標記1710、1720沿著手術電鑽1700的保持構件120的軸線對準。

圖18是本公開第七實施方式的手術電鑽1800上的標記的局部主視圖。如圖18所示，手術電鑽1800包括分別配置在保持構件120的相對側上的標記物1810、1820，其中，標記物1810、1820中的至少一個是可沿著保持構件120的長度方向移動的標記，例如，在一些實施方式中，標記物1810、1820中的一個固定安裝在保持構件120上，標記物1810、1820中的另一個可 沿著保持構件120的長度方向移動。在其它實施方式中，兩個標記物1810、1820均可移動地安裝在保持構件120上。

在其它實施方式中，標記物1810、1820的其中之一或兩者是主動標記。在這樣的一些實施例中，由標記物1810、1820至少其中之一發射的信號由標記物1810、1820至少其中之一本身產生。在一些實施方式中，標記物1810、1820的其中之一或兩者是可以發射電磁信號、聲波、熱能、任意可被感知的信號或前述任意的組合。在其他實施例中，標記物1810、1820至少其中之一是被動標記。在這樣的其他實施例中，標記物1810、1820至少其中之一被反射材料覆蓋，並且自標記物1810、1820至少其中之一發射的信號是被標記物1810、1820至少其中之一所反射。在特定實施例中，標記物1810、1820是主動兼被動標記。在這樣的實施例中，標記物1810、1820被設置為可發射信號並且被反射材料覆蓋。

手術電鑽1800進一步包括一組角度標記1830，該組角度標記設置在保持構件120上並且用於測量軸桿軸線A與標記1810、1820相交的線B之間的角度α。在使用中，能夠參考角度標記1830來調整標記物1810、1820中的一個或兩個，使得在標記物1810、1820之間形成標記角度。接著，使手術電鑽1800與物體(例如，患者的骨頭)接觸，使得在它們之間形成接觸角度。此後，拍攝手術電鑽1800和對象的圖像(例如，X射線圖像)以確認接觸角是否對應於標記角度。

圖19是本公開的骨科手術系統1900的框圖，該骨科手術系統1900包括控制器1910及手術電鑽1920，手術電鑽1920與上述手術電鑽100、800、1000、1400、1600、1700、1800中的任意一個的構成的相同，在此不再贅述。

以上敘述僅為本發明之實施例且並不限制本發明之範疇。根據本發明之申請專利範圍和說明書的許多種變化依然在本發明之範圍內。另外， 該些實施例和申請專利範圍並不一定需要達成所有已揭露的技術優點或技術特徵。更進一步地，該摘要和該標題僅為便利專利文件檢索之用，且不在任何方面旨於限制本發明之範疇。

100:手術電鑽

110:鑽頭殼體

110a:第一側壁

110b:及第二側壁

120:保持構件

130:延伸殼體

140:螺紋構件

150:嚙合組件

160:控制開關

170:外殼

190:鑽頭工具

Claims (22)

1. 一種手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼中，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接，所述驅動單元能夠在遠端位置與近端位置之間相對於所述外殼移動，在所述遠端位置，所述驅動單元遠離所述外殼的前端，在所述近端位置，所述驅動單元接近所述外殼的所述前端；保持構件，其與所述驅動軸的第一端部固定連接；以及螺紋構件，其與所述驅動軸的第二端部連接。
2. 根據請求項1所述的手術電鑽，其特徵在於，所述驅動軸能圍繞軸線旋轉，並且所述保持構件和所述螺紋構件中的每一個沿著所述軸線延伸設置。
3. 根據請求項1所述的手術電鑽，其特徵在於，所述驅動軸、所述保持構件和所述螺紋構件是管狀的並且彼此流體連通。
4. 根據請求項1所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括能移動地安裝在所述外殼上並且形成有螺紋的嚙合組件，所述嚙合組件能相對於所述外殼移動，以便嚙合或脫離所述螺紋構件。
5. 根據請求項4所述的手術電鑽，其特徵在於，所述嚙合組件包括：嚙合構件，其形成有所述螺紋； 頭部構件；頸部構件，其延伸穿過所述外殼，所述頸部構件的兩端分別與所述嚙合構件和所述頭部構件連接；以及偏置構件，其被套設在所述頸部構件上，被配置成偏置所述嚙合構件以脫離所述螺紋構件。
6. 根據請求項4所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括第一嚙合組件，一接合構件開關耦接至所述馬達並且構造成由所述接合構件接通和斷開。
7. 根據請求項6所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括控制開關，所述控制開關與所述馬達連接，且所述控制開關與所述第一嚙合組件並聯連接。
8. 根據請求項1所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括驅動單元開關，所述驅動單元開關與所述馬達連接，所述驅動單元開關構成為斷開或接通所述驅動單元。
9. 根據請求項8所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括第一致動件，所述第一致動件形成在所述驅動單元上，且被配置為當所述驅動單元移動至所述遠端位置時接通所述驅動單元。
10. 根據請求項9所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括第二致動件，所述第二致動件形成在所述驅動單元上並且被配置為當所述驅動單元移動超過所述近端位置時斷開所述驅動單元。
11. 一種手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼內，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接；保持構件，其與所述驅動軸的第一端部連接；以及驅動單元開關，其與所述馬達連接，並且被配置為通過所述驅動單元來接通或斷開。
12. 根據請求項11所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括：第一嚙合組件開關，所述第一嚙合組件開關與所述馬達連接，且所述第一嚙合組件開關與所述驅動單元開關串聯連接。
13. 根據請求項11所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括控制開關，所述控制開關與所述馬達連接，且與所述驅動單元開關串聯連接。
14. 根據請求項13所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽進一步包括第二嚙合組件開關，所述第二嚙合組件開關與所述馬達連接，且與所述控制開關並聯連接。
15. 一種手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽包括：外殼；驅動單元，其可移動地安裝在所述外殼中，所述驅動單元包括馬達及驅動軸，所述驅動軸與所述馬達連接，所述驅動單元能夠相對於所述外殼在遠端位置與近端位置之間移動，在所述遠端位置，所述驅動單元遠離所述外殼的前端，在所述近端位置，所述驅動單元靠近所述外殼的所述前端；保持構件，所述保持構件與所述驅動軸的第一端部連接；以及嚙合組件，所述嚙合組件延伸到所述外殼中，構成為嚙合所述驅動軸以推動所述驅動單元從所述遠端位置移動到所述近端位置。
16. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述外殼包括鑽頭殼體以及與所述鑽頭殼體的後端連接的延伸殼體，所述驅動單元位於所述鑽頭殼體內，所述嚙合組件安裝在所述延伸殼體上。
17. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括偏置構件，所述偏置構件構成為將所述驅動單元偏置到所述遠端位置。
18. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述外殼具有磁性。
19. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括標記物，所述標記物被配置為發射信號並且設置在所述驅動單元上以便可與所述驅動單元共同移動。
20. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括：第一標記物，所述第一標記物構成為吸收輻射並且固定地安裝在所述保持構件上；第二標記物，所述第二標記物構成為吸收輻射並且可移動地安裝在所述保持構件上；以及設置於所述保持構件上的一組角度標記。
21. 根據請求項15所述的手術電鑽，其特徵在於，所述手術電鑽還包括安裝在所述驅動單元、所述驅動軸和所述保持構件中的至少一個上的一個或多個標記物。
22. 一種骨科手術系統，其特徵在於，所述骨科手術系統包括：請求項1~21中任一項所述手術電鑽；以及控制器，其用於控制所述手術電鑽。

Images