具有高对比度标记的手术仪器和标记手术仪器的方法
【专利摘要】一种手术仪器，包括记号，记号形成于包围记号的平滑表面中或平滑表面上，其中，记号在记号的区域的至少一部分上包括多个成角度表面，其中，成角度表面在记号中限定多个平行凸脊和凹槽。通过入射光相对于周围表面的不同的镜面反射和由凸脊和凹槽形成的阴影的组合，这些凸脊和凹槽相对于周围表面为记号产生改进的对比度。还描述一种用形成于平滑表面中或平滑表面上的记号来标记手术仪器的方法。方法包括在手术仪器的平滑表面中或平滑表面上形成记号；以及在记号的区域的至少一部分上形成多个成角度表面，其中，成角度表面在记号中限定多个平行凸脊和凹槽。
【专利说明】具有高对比度标记的手术仪器和标记手术仪器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及手术仪器，其包括形成在表面上的凹陷或隆起记号，以提供与表面的改进的对比度。本发明还涉及用凹陷或隆起记号标记手术仪器的方法。
【背景技术】
[0002]通常期望以某些方式标记手术仪器。典型地，标记将涉及记号，包括字母数字字符或其它印刷记号、制造牌号、标识和其它有用信息。
[0003]为了获得手术仪器的管理性核准，需要显示任何标记的性质是生物相容的。这在使用墨水或染料标记手术仪器时特别重要；必须显示墨水或染料的生物相容性。这也适用于备选方法，诸如激光蚀刻。激光蚀刻可在标记附近改变仪器的化学属性，并且必须显示这些是生物相容的。
[0004]已知用凹陷或隆起来在手术仪器上标记记号。凹陷记号是这样的记号，即，其冲压或以其它方式形成在手术仪器的表面中，使得凹陷记号在手术仪器的表面之下限定凹部。隆起记号为形成或以其它方式凸起在手术仪器的表面之上的记号。
[0005]凹陷或隆起记号典型地由与其形成于其中的手术仪器的部分相同的材料制成。因此避免了任何与生物相容性有关的问题。但是，外科医生可能难以在手术室阅读传统凹陷或隆起记号。凹陷或隆起记号由与包围它的表面相同的材料制成，并且因此与周围表面基本相同颜色和色调。这可使得难以在手术过程期间识别记号。使用者可清楚地阅读传递对于手术过程重要的信息(诸如仪器的尺寸)的记号是重要的。因此，本发明的目标在于改进手术仪器上的记号的清晰 度。
[0006]根据本发明，提供具有多个成角度表面的记号，成角度表面在记号内限定凸脊和凹槽。通过入射光相对于周围表面的不同的镜面反射和由凸脊和凹槽所形成的阴影的组合，这些凸脊和凹槽相对于周围表面为记号产生改进的对比度。
[0007]虽然已经在手术仪器以外的领域提出使用凸脊和凹槽的标记系统，但是这些标记系统未改进记号相对于平滑的周围表面的对比度。它们而是试图改变表面取决于观察角度的外观。这与本发明不同，在本发明中，对比度得到改进，而不管观察角度如何，并且记号保持基本相同的外观，而不管观察角度如何。
[0008]例如，US-A-2007/0291320 (Chen)论述了楔形表面结构。可在一个或两个长度方向的上部边缘处切出一些凸脊，以在不同的位置处产生倾斜表面。倾斜表面产生至少一个雕刻图案，并且可在带凸脊表面上提供多个交迭的雕刻图案。观察到哪个雕刻图案取决于使用者的观察角度。
[0009]在EP-A-0358495 (Daly)中，形成具有多个伸长的表面凸起或凹陷的装饰性元件。凸起或凹陷的外部面的一部分以不同的颜色形成，使得它们取决于使用者的观察角度而看起来具有不同的颜色。
[0010]Chen和Daly都没有提出如何改进字符在所有观察角度上的对比度。
【发明内容】
[0011]根据本发明，提供一种包括记号的手术仪器，记号形成于包围记号的平滑表面中或平滑表面上，其中，记号在记号的区域的至少一部分上包括多个成角度表面，其中，棱面在记号中限定多个平行凸脊和凹槽。
[0012]凹槽比凸脊处于更大的深度。成角度表面可为基本平坦或弯曲的。对“平滑表面”的引用指的是没有凸脊和凹槽；可保留一些粗糙度元素。平滑表面可为基本平坦或不平坦的，因为平滑表面可为基本平的或弯曲的或圆形的。记号可为任何字母数字字符、印刷字符、标识或其它图案。
[0013]成角度表面优选在记号的整个区域上延伸，但是这对于本发明不是实质性的。成角度表面优选相对于平滑表面成角度。
[0014]在一些实施例中，如果平滑表面延伸经过记号的区域，则凸脊和凹槽可平行于平滑表面。例如，当平滑表面为基本平坦或平的时，可通过基本平的棱面提供成角度表面。备选地，当平滑表面弯曲时，成角度表面也可为弯曲的。
[0015]不像将凸脊和凹槽应用于元件以取决于观察角度而呈现不同的图案或颜色的现有技术(诸如Chen和Daly上面论述的)，本发明增强与周围表面相比的对比度，而不管观察角度如何。
[0016]限定凸脊和凹槽的成角度表面的成角度性质意味着，与周围表面相比，入射角以不同的方式从棱面反射。另外，凸脊的峰形成阴影，这进一步用来提高对比度。取决于棱面的精确尺寸，增加的对比度可显现为单个大体均匀的色调差异，因为眼睛将使不同的反射和阴影区域混合成单个色调。备选地，如果棱面较大，则由于反射和阴影作用，可通过显现凹陷字符内的交替的色调的不同的带而增强对比度。
`[0017]优选地，相邻的成角度表面在尖的边缘处相交。尖的边缘最大程度地增大改进的对比作用。典型地，尖的边缘将具有小于0.2mm，更优选地小于或等于大约0.12mm的曲率半径。大体优选的是，曲率半径尽可能地小，可实现的实际值可能取决于所使用的制造过程。
[0018]优选地，在垂直于凸脊和凹槽的表面中通过记号的横截面中，交替的成角度表面分别从凹槽的谷延伸到凸脊的峰和从凸脊的峰延伸到凹槽的谷。这产生大体三角波图案。可简单地制造成角度表面的这种图案。其它实施例可在凸脊和凹槽之间具有多个棱面。
[0019]优选地，在垂直于凸脊的峰和凹槽的谷的方向的平面上通过记号的横截面中，各对相邻的成角度表面限定等腰三角形的两条相等的边。优选地，成角度表面相对于彼此以大约90°成角度，并且相对于凹陷记号的平面以大约45°成角度。这平衡了凹陷记号内的反射和阴影区域之间的对比作用。在其它实施例中，相邻的成角度表面对可限定等腰三角形以外的三角形的两条边，并且可使用其它角度。
[0020]优选地，与平滑表面相比，多个成角度表面具有不同的表面粗糙度。在一个实施例中，多个成角度表面可比平滑表面具有更小的表面粗糙度。在另一个实施例中，多个成角度表面可比平滑表面具有更大的表面粗糙度。例如，在一些实施例中，可对成角度表面或平滑表面抛光，以降低表面粗糙度。可通过在形成之后或在形成期间的抛光来实现抛光。例如，可使用模具，其中模具的形成成角度表面的元件或模具的形成平滑表面的元件被抛光。
[0021]在这样的实施例中，经抛光元件的表面粗糙度可具有小于1.8 μ m，更优选地介于大约1.12 μ m和大约1.65 μ m之间的Ra。这与赋予未抛光兀件大约6.3 μ m的Ra的典型表面粗糙度相对比。
[0022]凹陷记号可为印刷记号，并且然后多个凸脊可基本平行于印刷记号的水平元素。对水平元素的引用指的是印刷记号的水平笔画，例如是水平元素。
[0023]优选地，凹槽的谷相对于平滑表面的深度为至少0.5mm。这个深度提供足够尺寸的棱面，使得阴影和反射作用对凹陷字符的对比度提供有用的增强作用。在其它实施例中，凹槽可完全延伸通过手术仪器。在那个情况下，在其中相邻的成角度表面在横截面中限定三角形的实施例中，将在各对成角度表面之间存在间隙。
[0024]优选地，相邻的凸脊的峰之间的间隔介于0.5mm和2mm之间，更优选地为大约1mm。
[0025]有利地，在凹陷记号的区域内，多个成角度表面限定至少三个凸脊。取决于记号的尺寸，可限定更多的凸脊。但是，优选的是具有至少三个凸脊，以确保对比度增强作用是有用的。
[0026]优选地，凹陷记号不包括任何印刷标记。更优选地，整个手术仪器不包括任何印刷标记，以避免任何关于标记材料的生物相容性的困难。
[0027]在一些实施例中，记号可为形成在平滑表面中的凹陷记号。如果记号为凹陷记号，则凸脊的峰可与平滑表面处于相同高度，或比平滑表面处于更低的高度。在其它不那么优选的实施例中，凸脊的峰可延伸在平滑表面之上。
[0028]在其它实施例中，记号可为形成在平滑表面上的隆起记号。
[0029]在本发明的另一个方面，提供了一种用形成于平滑表面中或平滑表面上的记号来标记手术仪器的方法。该方法包括在手术仪器的平滑表面中或平滑表面上形成记号；以及在记号的区域的至少一部分上形成多个成角度表面，其中，成角度表面在记号中限定多个平行凸脊和凹槽。记号可为凹陷的或隆起的。
[0030]如果通过模制形成记号，那么形成记号和形成多个成角度表面的步骤可基本同时在单个模制步骤中进行。例如，模具可在记号中包括成角度表面。
[0031]优选地，选择性地对模具抛光或使其变粗糙，以与平滑表面相比，在多个棱面中产生不同的表面粗糙度。可对模具中的成角度表面或周围表面抛光，以在周围表面和成角度表面之间产生不同的表面粗糙度。备选地，可使模具中的周围表面或成角度表面变粗糙，以在周围表面和成角度表面之间产生不同的表面粗糙度。在另一个实施例中，可使模具中的周围表面和成角度表面中的一个变粗糙，并且可对模具中的形成记号的周围表面和成角度表面中的另一个抛光，以在周围表面和成角度表面之间产生不同的表面粗糙度。
[0032]如果通过机械加工形成记号，那么形成凹陷记号和形成多个成角度表面的步骤可基本同时在单个机械加工步骤中进行。换句话说，凹陷记号的机械加工可同时将成角度表面加工到凹陷记号中。方法可进一步包括在形成记号之后选择性地对多个成角度表面或平滑表面抛光或使多个成角度表面或平滑表面变粗糙，以在平滑表面与多个成角度表面之间产生不同的表面粗糙度。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]现在将参照附图，仅以示例的方式描述本发明的实施例:其中:
图1描绘根据本发明的第一实施例的胫骨定尺寸引导件的俯视图；
图2描绘图1的胫骨定尺寸引导件的仰视图；图3描绘通过标记在图1的胫骨定尺寸引导件上的记号“4”的竖向笔画的横截面；
图4A-4G是处于各种观察角度的具有根据本发明的包含凸脊和凹槽的凹陷记号和现有技术的普通凹陷记号的示例胫骨定尺寸引导件的一系列照片；
图5-9给出具有根据本发明的备选实施例而形成的凸脊和凹槽的数字凹陷字符的示例；以及
图10描绘根据本发明的另一个实施例的胫骨龙骨冲头的透视图。
【具体实施方式】
[0034]图1描绘根据本发明的第一实施例的胫骨定尺寸引导件2。图2从底部描绘图1的胫骨定尺寸引导件。胫骨定尺寸引导件2包括六个单独的胫骨定尺寸引导件4、6、8、10、
12、14。各个胫骨定尺寸引导件包含从轴18延伸的平的定尺寸元件16。胫骨定尺寸引导件沿着垂直于定尺寸元件16的平面的轴线20连结。在使用中，平的定尺寸元件16用来在膝部手术期间测量胫骨的尺寸。各个胫骨定尺寸引导件4、6、8、10、12、14用凹陷记号标记，凹陷记号指示它代表的尺寸。在这个情况下，记号为数字字符。
[0035]凹陷记号设有多个凸脊和凹槽，这在下面参照图3更详细地描述。为了图1和2的清晰性，胫骨定尺寸引导件上的包括多个凸脊和凹槽的凹陷 记号以黑色进行标记。
[0036]图3是通过图1和2的实施例中的“4”字符竖向笔画的局部横截面的示意图(未按比例绘制)。图3描绘凹陷记号如何包含在凹陷记号的区域上延伸的多个凸脊22和凹槽24。在这个实施例中，凹槽24的谷的深度相对于平滑表面为0.6mm，而凸脊22的峰的高度超过凹槽24的谷大约0.1mm0在这个实施例中，凸脊22的峰因此低于凹陷记号形成于其中的周围表面26的高度。在其它实施例中，可在适当时使用不同的尺寸。
[0037]单个成角度表面从各个凸脊22的峰延伸到各个凹槽24的谷。在这个实施例中，成角度表面为基本平的棱面25。相邻的棱面25之间的角度为大约90°。如可在图3中看到的那样，在这个实施例中，凹陷记号和凹槽的谷不延伸通过它们形成于其中的手术仪器的部分的整个深度。这意味着不能从下侧看到凹陷字符。
[0038]优选对形成凸脊22和凹槽24的棱面25抛光。
[0039]在使用中，棱面25相对于周围表面26的角度产生入射光所导致的不同的镜面反射和阴影的组合。在手术室中，入射光大体来自上方，设计成均匀地照亮手术区域。这对手术照明赋予定向质量，这改进本发明在手术照明状况下的增强的对比度。在使用中，棱面25产生反射和阴影的图案，这改变凹陷记号相对于周围表面被感觉到的色调。
[0040]图4A-4G是一系列照片，它们显示根据本发明的具有凸脊和凹槽的凹陷记号与现有技术的普通凹陷记号对比的改进的对比度。在仪器上，在照片的右手边，描绘了本发明的具有凸脊和凹槽的凹陷记号。在左手边，描绘了在其凹陷记号中不具有凸脊和凹槽的传统手术仪器。可看到本发明的在仪器的右手边包括凸脊和凹槽的凹陷记号在实际上相对于观察者的所有角度下与现有技术的记号相比具有改进的对比度。
[0041]虽然已经在胫骨定尺寸引导件的方面描述了这个实施例，但是将理解，当应用于任何手术仪器(而不仅仅是胫骨定尺寸引导件)时，本发明的改进的对比度是有利的。
[0042]图5-9描绘根据本发明的另外的实施例的凹陷数字字符的示例。为了理解使凹陷字符延伸通过要标记的构件的整个深度的作用，图5-9在底部描绘观察者可看到的侧面上凹陷的数字字符。在顶部，描绘了在与观察者相对的侧上形成的凹陷记号。
[0043]在图5中，形成在凹陷的数字字符28内的棱面的凹槽不延伸通过材料的整个深度。因此，看不到图5中的示例表面的下侧上标记的对应的凹陷字符的迹象。
[0044]在图6-9的实施例中，凹槽延伸通过其中标记了凹陷数字字符的构件的整个深度。延伸通过衬底的整个深度的凹槽的任一侧上的交替的棱面对之间的间隔在图7中的实施例中与图6相比增加，在图8中的实施例中与图7相比进一步增加，并且在图9的实施例中与图8相比又进一步增加。
[0045]图6-9显示即使在凹槽的谷延伸通过构件的整个深度且占据数字字符的大部分区域时，如何存在较低的混淆在相反的表面上标记的字符与观察者看到的表面上标记的字符的风险。
[0046]在图5-9的实施例中，没有显示应用了凹陷记号的手术仪器的细节。例如，在这些实施例中描绘的数字字符可适用于在图1和2的胫骨定尺寸引导件上以及任何其它手术仪器上的数字标记。还将要理解，图5-9的概念可适用于任何记号，并且不限于数字字符。
[0047]本发明优选由注射模制塑料材料制造。在那种情况下，可在单个注射模制步骤中限定凹陷字符和棱面。还可使用其它模制工艺。备选地，可通过机械加工形成凹陷字符。当手术仪器由塑料材料以外的其它材料(例如，金属合金)制造时，这可为有用的。本发明还可适用于陶瓷材料。还可使用其它生产工艺，包括铸造、金属注射模制、冲压或浮雕。
[0048]在图10中描绘本发明的另一个实施例。这描绘了胫骨龙骨冲头具有设置在弯曲表面32上的凹陷记号30。这个实施例的结构与上面描述的相同，只是凹陷记号30设置在弯曲表面上而非平坦表面上。凹陷记号30的成角度表面34所限定的凸脊和凹槽也弯曲，大体遵从弯曲表面32的形状，如果弯曲表面32延伸经过凹陷记号的话。成角度表面所限定的凸脊和凹槽保持彼此平行。
[0049]为了改进本发明的对 比作用，优选使用较亮的材料而非较暗的材料，使得棱面产生的阴影和亮区产生更大的对比度差异。但是，本发明仍然对于所有颜色和色调有作用。
[0050]虽然上面描述的实施例论述了凹陷记号，但是将理解，论述的构造和技术可同等地适用于隆起记号，并且将改进隆起记号相对于周围表面的对比度。
【权利要求】
1.一种手术仪器:包括记号，所述记号形成于包围所述记号的平滑表面中或平滑表面上，其中，所述记号在所述记号的区域的至少一部分上包括多个成角度表面，其中，所述成角度表面在所述记号中限定多个平行凸脊和凹槽。
2.根据权利要求1所述的手术仪器，其特征在于，在垂直于所述凸脊和凹槽的平面上通过所述记号的横截面中，交替的成角度表面分别从凹槽的谷延伸到凸脊的峰和从凸脊的峰延伸到凹槽的谷。
3.根据权利要求1或2所述的手术仪器，其特征在于，在垂直于所述凸脊和凹槽的平面上通过所述记号的横截面中，各对相邻的成角度表面限定等腰三角形的两条相等的边。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，与所述平滑表面相比，所述多个成角度表面具有不同的表面粗糙度。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，凹槽的谷的深度为至少 0.5mm。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，相邻的凸脊的峰之间的间隔介于0.5mm和2mm之间，优选为大约1mm。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，所述多个成角度表面限定至少三个凸脊。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，所述记号不包括任何印刷标记。
9.根据前述权利 要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，所述记号为凹陷记号。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的手术仪器，其特征在于，所述记号为隆起记号。
11.一种用形成于平滑表面中或平滑表面上的记号来标记手术仪器的方法，所述方法包括: 在所述手术仪器的平滑表面中或平滑表面上形成记号；以及， 在所述记号的区域的至少一部分上形成多个成角度表面，其中，所述成角度表面在所述记号中限定多个平行凸脊和凹槽。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过模制形成所述记号，并且形成记号和形成多个成角度表面的步骤基本同时在单个模制步骤中进行。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，选择性地对模具抛光或使所述模具变粗糙，以与所述平滑表面相比，在所述多个成角度表面中产生不同的表面粗糙度。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过机械加工形成所述记号，并且形成记号和形成多个成角度表面的步骤基本同时在单个机械加工步骤中进行。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在形成所述记号之后选择性地对所述多个成角度表面或所述平滑表面抛光或使所述多个成角度表面或所述平滑表面变粗糙，以与所述多个成角度表面相比，在所述平滑表面中产生不同的表面粗糙度。
【文档编号】A61B17/00GK103458802SQ201280005117
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年1月4日 优先权日:2011年1月11日
【发明者】O.库尔特鲁普, D.扬 申请人:德普伊(爱尔兰)有限公司