带有具有螺旋角和前角都改变的前刀面的出屑槽的外科钻的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总的来说涉及外科钻。更具体地说，本发明涉及具有出肩槽的外科钻，所述出肩槽形状不一致且具有变化的出肩槽之间的间隙，以减少钻被应用到外科手术部位时的颤动。
【背景技术】
[0002]用于执行外科手术的一个切割配件是钻。钻通常包括钻头，该钻头由典型地为金属的刚性材料形成，成形为具有若干出肩槽。出肩槽被形成用于限定切削刃。更具体地说，出肩槽典型地被设计成切割硬组织，例如骨或软骨。钻杆从钻头向后延伸。钻杆的近侧端通常具有便于将钻杆锁定到电动机头的特征。机头的致动导致钻的旋转。在外科手术中，钻头抵靠组织的一部分将被去除的外科手术部位放置。旋转的切削刃将组织从外科手术部位切除。不同形状和尺寸的钻被用于例如整形外科手术、神经和脊柱外科手术、耳鼻喉外科手术的手术中和其中子手术要选择性地去除组织的一部分的其它外科手术。
[0003]钻为了其被设计的目的工作良好。然而，与一些钻相关的问题是颤动。颤动是钻头靠着钻头所应用的表面的来回振动。由于钻的个别切削刃重复地被迫抵靠钻头所应用的组织的结果而产生颤动。
[0004]为了最小化颤动，钻已被提出具有不同形状以及钻在出肩槽之间具有不同间隙。本发明人的受让人的2009年2月19日出版的美国专利公开N0.2009/0048602、2012年6月 13 日出版的 N0.US 2012/0150209 和 2012 年 6 月 21 日出版的 N0.US 2012/0158028 公开了具有被成形且布置成使钻振动最小化的出肩槽的钻。这些公开文件的每一个被理解为并入该申请作为参考。
[0005]上述钻不具有在一些情况下起最小化钻振动作用的特征。仍存在一些申请，其中很多钻当应用到软或硬组织上时，可仍明显地振动。
[0006]而且，存在一些手术，其中使用钻的外科医生可能想将钻以向后的方式抵靠组织来应用钻，钻被使用以去除该组织。这里，“向后”被理解为意味着代替施加背离从业者或相对于钻的纵向轴线横向向旁边移动钻的力，外科医生将钻朝他/她自己向后拉。如果待去除的组织通过钻仅在向前方向或旁边的挤压而难以去除，则采用这种类型的操作。使用一些钻执行这种类型的手术的问题在于它们的出肩槽在它们的赤道(钻最大直径的平面)之后不向近侧延伸相当距离。例如，很多已知钻具有从赤道向近侧终止在直径大约等于钻本身的直径一半的圆处的出肩槽。这意味着在该圆近侧，钻无出肩槽。因此，该钻头的近侧部对组织的挤压不能用来去除钻的该部分应用到的任何组织。
[0007]因而，有时为了后向移动抵靠待去除组织的钻头的带出肩槽的近侧部，外科医生总是必需将钻头的无出肩槽部分挤压在需要去除的组织上的。钻头的抵靠组织的该无出肩槽部分的摩擦使该组织摩擦发热。这可能有该摩擦发热导致组织热坏死的情形，理想地不应该由使用钻的手术造成该热坏死。
[0008]已经努力提供具有如下出肩槽的钻，S卩，该出肩槽向近侧向后延伸更靠近钻头从其延伸的钻杆。这导致钻在单一旋转中去除比外科医生想去除的组织多的组织。该类型的钻有时被称为过度侵害的钻。此外，这些钻具有振动到不利地影响外科医生控制这些钻以定位这些钻的能力的程度的趋势。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种新的且有用的外科钻。本发明的钻包括成形为最小化钻头的振动的出肩槽，出肩槽与该钻头是一体的。
[0010]本发明的钻的一个特征在于:出肩槽以螺旋图案绕着出肩槽从其突出的钻头被布置。更具体地，出肩槽被成形为使得每个出肩槽以具有变化的螺旋角的螺旋以及具有变化的前角的前刀面绕钻头延伸。螺旋角和前角沿出肩槽从其径向地向外延伸的钻头的长度改变。在本发明的很多形式中，在钻的中点近侧，出肩槽的前角减小。
[0011]本发明的钻的进一步的特征在于:至少一些出肩槽(如果不是所有出肩槽)被形成有横切口。在本发明的很多形式中，横切口具有基表面，该基表面具有负前角。在本发明的一些形式中，一个以上出肩槽形成有多个横切口。
[0012]本发明的进一步的特征在于:至少一个出肩槽形成有沟槽以便起到断肩器的作用。更具体地，一个或多个断肩沟槽被相对于钻头的远侧末端不对称布置。
[0013]本发明的进一步特征在于:横切口被布置成使得成角度相邻的出肩槽上的横切口沿钻头的纵向轴线彼此间隔开。
[0014]本发明的钻的另外的特征在于:由于出肩槽的成形，钻头的远侧末端在钻头旋转时似乎限定一角度，该角度在钻头旋转经过固定平面时改变。
[0015]本发明的钻可被构造成具有上述特征的一个、两个或更多个或所有特征。
【附图说明】
[0016]本发明特别在权利要求中指出。通过参考以下结合附图的详细描述，可更好地理解本发明的上述和进一步的特征，其中:
[0017]图1是根据本发明构造的外科钻的侧视图。
[0018]图2是本发明的钻的钻头的透视图。
[0019]图2A是形成在图2的出肩槽中的切口的放大透视图；
[0020]图3是钻头的前平面图；
[0021]图4是沿着图1的线4-4截取的在与穿过钻头的纵向轴线垂直的平面中的钻头的剖视图；
[0022]图5是钻头的放大侧视图；
[0023]图5A是图5的钻的末端的剖视图，该图处于图5的页面的平面中；
[0024]图6是钻头的放大侧视图，从图5中示出的方向绕纵向轴线旋转90° ;和
[0025]图6A是图6的钻的末端的剖视图，该图处于图6的页面的平面中。
【具体实施方式】
[0026]图1示出根据本发明构造的外科钻30。钻30具有形成钻的远侧端的钻头32。(“远侧”将被理解，指朝向钻应用的外科手术部位。“近侧”指远离外科手术部位。)钻头32具有作为钻30的最前部的远侧末端34。钻杆36从钻头32向后朝近侧延伸。未标识的是在钻杆30和钻头32之间延伸的呈锥形的颈部。该颈部呈锥形是因为随着从钻杆朝远侧延伸，颈部的外径增加。
[0027]在本发明的很多形式下，钻30被设计成执行神经、耳鼻喉、脊椎或整形外科手术。因此，在本发明的很多形式中，钻头32具有15mm以下的最大外周。在本发明的其它形式中，钻头32的最大外周是1mm以下。
[0028]钻杆36的近侧端设有结合特征38。结合特征38是如下几何特征，即，其便于将钻杆36可移除地接合到与电动外科机头的旋转轴一体的结合组件(机头未示出)，钻30和该电动外科机头一起使用。该机头有时被称为钻机或工具。示出的结合特征38是相对于钻杆36的外径凹入的凹面。在2010年3月11日公开的美国专利公开N0.2010/0635524中讨论了这些面的布置的图案，其内容通过参考在此并入。在1999年3月30日出版的美国专利N0.5，888，200和2003年5月13日出版的美国专利N0.6，562，055中描述且示出了保持特征的替代几何形状和布置，这两个文献均通过参考在此并入。应该理解结合特征的这些几何形状是示例性的，而非限制性的。在本发明的替代形式下，这些结合特征可以是例如螺纹。可替代地，从钻杆36的外表面向外突出的突起可起到结合特征的作用。在本发明的一些形式中，结合特征38可仅是光滑壁的钻杆36的一部分，工具卡盘的指部抵靠在该部分上以将钻30保持到工具上。因而，结合特征的确切几何形状与该本发明的结构无关。
[0029]如在图2和3中最好地看到的，数个弓形地间隔开的出肩槽42-56从钻头32的中心径向地向外延伸。每个出肩槽42-56被成形为具有前刀面62和后刀面66，两者的每一个在图4中标识。在钻头和出肩槽旋转的方向上，即图4的箭头61的方向上，前刀面62是前导表面，后刀面66是出肩槽的跟随前刀面62的表面。出肩槽的前刀