专利名称：髋臼铰刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及外科手术的切削刀具和使用该切削刀具的器具系统，特别涉及铰半球形骨空腔所用圆顶状刀具。
背景技术：
髋臼铰刀系统在髋部关节形成术中制备骨组织以容纳半球形植入物是众所周知的。本发明的发明人其中之一所获得的美国专利No.5,658,290公开了这样的一个系统，该发明的整个内容在此特别地引用为参考文献并作为依据。在上述专利中，一种外科手术的驱动器包括一种快速拆卸装置，该装置具有安装半球形切削刀具一对直交杆的夹持器。
非常希望通过旋转刀具进入骨空腔以制成骨空腔的形状，该骨腔与所接受的植入物的半球形状和尺寸精密地符合。本领域的技术人员已经寻求提供一种旋转切削刀具，该刀具使骨腔制成一种精密的半球形空腔。进一步希望使切削刀具沿直线送进进入骨骼以充分地切削骨空腔，而不是必须通过改变方向使切削刀具横斜摆动才实现其全部形状加工。
例如，有一种系统具有一种带圆筒形边沿的刀具，该边沿连续平行地超过切削刀具的半球形赤道，以便允许切削齿的呈现以充分切削。这种现有的半球形刀具称为“高边沿”铰刀。尽管这种高边沿铰刀具有这样的切削齿，该切削齿可以使切削刀具直进(直线的)送进进入骨空腔，但没有引导使用人终止切削的视觉确认装置。切削刀具的外赤道边缘在骨空腔中的实际位置被遮蔽，使用人不能确切地知道什么时候停止推进切削刀具。
在称为“半球形”铰刀系统中发现有另一种形式的刀具。这些刀具不具有通过使切削刀具简单地直线送进进入骨骼就充分切削骨空腔的齿。就是说，不可能进行充分的直进切削，因此切削刀具必须横斜摆动以便呈现齿以切削出最终形状。这样就可能导致骨腔的过切。
因此，存在着改进铰刀系统的必要性，其中，使用人可以在切削刀具在骨腔中到达最低点时精确确定正在切削的轨迹(swath)，以完全地制出半球形骨腔而没有过切的风险。特别地，需要一种在骨腔充分切削时，由使用人对切削刀具赤道边缘位置的视觉确认。
还需要改进铰刀系统，其中，切削刀具作直线送进以达到充分切削，不再必须通过改变切削送进方向实现切削刀具的“横斜摆动”。
还需要旋转切削刀具具有这样的齿部设计，该齿部设计在采用由使用人精确的视觉确认作为引导的直进切削时，能够精密地切削出具有其所接受的植入物所需要的尺寸和形状的骨空腔。
本发明及其优点的简要说明根据本发明的一个实施例，提供了一种在骨骼中切削半球形空腔的刀具。推荐此刀具为铰刀系统的一部分，该铰刀系统使用具有快速拆卸夹持器的驱动器，该夹持器接受刀具上的安装杆。此刀具具有空心体，该空心体限定一个具有旋转轴线的圆顶形；顶点，与轴线对准；和半球形壁，从顶点延伸到赤道边沿，该赤道边沿与轴线的间隔角度为90度。边沿具有使用人可以看见的边缘，该边缘指示刀具相对于骨骼的位置。第一组切削部沿空心体设置，而至少一个赤道切削部沿边缘设置。推荐第一组切削部是开式的而赤道切削部是闭式的。
在一个推荐实施例中，第一组切削部呈现为凸出的第一齿，该齿具有从方形、圆形、舌形轮廓中选定的齿廓。
在另一个推荐实施例中，刀具的赤道切削部呈现为凸出的第二齿，该齿具有从方形、圆形、舌形和刀片形轮廓中选定的齿廓。
根据本发明的另一个推荐实施例，此刀具具有空心体，该空心体限定一个具有旋转轴线的圆顶形；顶点，与轴线对准；和半球形壁，从顶点延伸到赤道边沿，该赤道边沿离开轴线的角度为90度。边沿具有使用人可以看见的边缘，该边缘指示刀具相对于骨骼的位置。第一组切削部沿空心体设置，而第二组切削部沿边缘的圆周设置。推荐第一组切削部呈现为凸出的第一齿，该齿具有从方形、圆形、舌形轮廓中选定的齿廓。同样推荐第二组切削部呈现为凸出的第二齿，该齿具有从方形、圆形、舌形和刀片形轮廓中选定的齿廓。
根据本发明的又一个推荐实施例，此刀具具有空心体，该空心体限定一个具有旋转轴线的圆顶形；顶点，与轴线对准；和半球形壁，从顶点延伸到赤道边沿，该赤道边沿与轴线的间隔角度为90度。边沿具有使用人可以看见的边缘，该边缘指示刀具相对于骨骼的位置。第一组切削部沿空心体设置，而第二组切削部沿边缘的圆周，设置在向下悬伸的突齿上，推荐该突齿以与刀具超过赤道部分本质上相同的曲率半径延伸。推荐第一组切削部呈现为凸出的第一齿，该齿具有从方形、圆形、舌形轮廓中选定的齿廓。同样推荐第二组切削部呈现为凸出的第二齿，该齿具有从方形、圆形、舌形轮廓中选定的齿廓。
根据本发明的又一个推荐实施例，此刀具具有空心体，该空心体限定一个具有旋转轴线的圆顶形；顶点，与轴线对准；和半球形壁，从顶点延伸到赤道边沿，该赤道边沿与轴线的间隔角度为90度。边沿具有使用人可以看见的边缘，该边缘指示刀具相对于骨骼的位置。至少一个，推荐为一对安装杆，设置在空心体之下，在边沿直径上相反两端部之间交叉延伸。第一组切削部沿空心体设置，而第二组切削部在边缘处直径上相反的部位向外设置。推荐第二组切削部是闭式的。同样推荐第二组切削部呈现为刀片形齿，本质上从安装杆向外延伸。
本发明的优点之一在于其能够进行本质上为完整的半球形切削，其中，在切削过程中加工的深度可以清楚地判定。
本发明的另一个优点在于其在使用人将刀具以直线送进方式进入骨骼的过程中，允许进行清晰视觉确认的充分切削，不需要改变外科手术驱动器的方向，从而不需要“摆动”刀具。
本发明的又一个优点在于，在一个实施例中，赤道齿包括在闭式的切削部，这就避免组织夹住的风险。
其它的目的与优点，对于本领域的技术人员而言，在参阅附图及详细说明后，将变得一目了然，文字说明中的字符与附图中的字符相对应。
对附图的简要说明
图1为本发明刀具的正视图，示出了一种具有推荐方形齿廓的赤道齿；
图1A为图1所示齿外形的示意图；图2为图1所示刀具的正视图，示出了一种具有推荐圆形齿廓的赤道齿；图2A为图2所示齿外形的示意图；图3为图1的透视图，示出了一种具有推荐舌形齿廓的赤道齿；图3A为图3所示齿外形的示意图；图4为本发明推荐刀具的透视图，示出了包括方形齿廓的闭式赤道切削部；图5为本发明推荐刀具的透视图，示出了包括刀片形齿的闭式赤道切削部，该刀齿从安装杆向外侧延伸；图6为本发明推荐刀具的透视图，示出了设置在向下悬伸突齿上的赤道切削部，该切削部包括圆形齿；图6A表述赤道切削部的示意图，该切削部设置在图6所示刀体边沿的边缘的一个推荐向下悬伸的突齿上；图7为图6的透视图；图7A为图7所示赤道齿外形的示意图；和图8为本发明铰刀系统的透视图，示出了刀具和与之连接并准备使用的驱动器。
详细说明根据本发明，提供了一种在骨骼中切削半球形空腔的铰刀系统。参看图1-7，该系统包括使用驱动器11的刀具10，如图8所示，该驱动器具有接受所用刀具10的快速拆卸装置。驱动器11及其快速拆卸装置的结构与操作，在上述美国专利No.5,658,290中做了详细说明，该装置本质上与图8所示驱动器-刀具装置相同。当然，也可以采用其它的连接装置，例如采用本发明的发明人之一的专利WO 99/47051中所述设置在刀具上的一种中央夹持器。正如在WO 99/47051中所示，可以采用一种具有一对直径上相反两端部的单独安装杆，而不是上述美国专利No.5,658,290中所示的一对相交安装杆。
参看图1-3，刀具10具有空心体12，该空心体限定一个具有旋转轴线14的圆顶形；顶点16，与轴线14对准；和半球形壁18，从顶点16延伸到赤道边沿(equatorial rim)20，该赤道边沿与轴线14的间隔角度为90度。边沿20具有使用人可以看见的边缘22，该边缘指示刀具10相对于骨骼的位置。第一组切削部24沿空心体12排列，而至少一个赤道切削部28沿边缘22设置。
参看图1-7，第一组切削部24具有凸出的第一齿30、130、230，推荐其具有从方形30(图4-5)、圆形130(图7-8)和舌形232轮廓中选择的齿廓。一种合适的舌形轮廓齿232在美国专利No.5,968,049作了介绍，该专利所公开的全部内容在此引用为参考文献并作为依据。舌形齿232既可以如美国专利No.5,968,049所示制成锯齿形，也可以制成非锯齿形。与此类似，如美国专利No.5,968,049所示，其赤道齿232具有舌形齿廓(图3)。
在图1A中，齿32是制成或者将齿32向外弯曲而形成，留下没有侧后角的方形齿和圆形的边缘。在图2中，圆形齿132是通常所知的“奶酪擦子”齿，这种齿制成具有高边沿，随后将边沿去除(图2A)以展现为一种在边缘具有奶酪擦子齿式的半球形。
参看图1-3和图5-7，赤道切削部28具有凸出的第二齿32、132、232、332，该齿是从方形32(图1)、圆形132(图2，6-7)舌形232(图3)和刀片形332(图5)轮廓中选择的齿廓。
参看图1-7，刀具10具有空心体12，该空心体限定一个具有旋转轴线14的圆顶形；顶点16，与轴线14对准；和半球形壁18，从顶点16延伸到赤道边沿20，该赤道边沿与轴线14的间隔角度为90度。边沿20具有使用人可以看见的边缘22，该边缘指示刀具10相对于骨骼的位置。第一组切削部24沿空心体12排列，而第二组削部28沿边缘22圆周设置。推荐第一组切削部24具有凸出的第一齿30、130、230，330，该齿具有从方形30、圆形130、方形230和舌形330轮廓中选择的齿廓。同样推荐第二组切削部28具有凸出的第二齿32、132、232、332，该齿具有从方形32、圆形132、舌形232和刀片形332中选择的齿廓。在图1-3中，空心体12是用具有延伸超出90度的赤道的壁18(如虚线所示)的空心半球形开始制造，并随后将其切除而制成。赤道齿32、132、232先制出，然后在90度赤道处切除壁18，这样，齿的下侧是开式的。
参看图6-7，刀具10具有空心体12，该空心体限定一个具有旋转轴线14的半球形；顶点16，与轴线14对准；和半球形壁18，从顶点16延伸到赤道边沿20，该赤道边沿与轴线14的间隔角度为90度。边沿20具有使用人可以看见的边缘22，该边缘指示刀具10相对于骨骼的位置。第一组切削部24沿空心体12排列，而第二组削部28沿边缘22圆周设置在向下悬伸的突齿上。壁18以与壁18其它部分相同的曲率半径连续延伸通过刀具10的赤道，而不是在赤道处制成圆柱形。这种连续的曲率半径保证了所切削的正确形状，即使刀具10不是全部以直线送进的方式进入所切削的骨骼。推荐第一组切削部24具有凸出的第一齿30、130、230，330，该齿具有从方形30、圆形130和方形230和舌形330轮廓中选择的齿廓。同样推荐第二组切削部28具有凸出的第二齿32、132，该齿具有从方形32或圆形132轮廓中选择的齿廓。突齿36向下并向内弯曲，具有与壁18的上部相同的曲率半径而不是圆柱形状。
参看图4-5，空心体12具有至少一个安装杆34，该杆在轴线14与边沿20之间延伸，具有齿32、332，该齿在图5中是一种本质上接近半径方向的突出物或者刀片，从安装杆34沿边缘22由边沿20向外制成。第一组切削部24推荐包括开口25以容许切屑碎片通过，而第二组切削部28既可以是开式的(图1-2和图6-7)也可以是闭式的(图4-5)。
推荐第二组齿32、132、232是不连续的，即对于图1-3所示的刀具10而言，其齿的一侧是分离的。将齿32、132、232制成不连续的，是在齿一旦制成后，通过切除如图1-3中虚线所示空心体12的材料完成的。齿32、132、232在空心体12上的加工，分别在图1A、2A和3A中示出。相反，在图6-7中，齿132是连续的。
尽管对本发明的一个或更多个推荐实施例已经给予了说明，应当理解，只要不超出本发明的精神和所附权利要求的范围，可以进行各种改变、适配和修改。
权利要求
1.一种在骨骼中切削半球形空腔的刀具(10)，该切削刀具包括a)空心体(12)，该空心体限定一个具有旋转轴线(14)的圆顶形；顶点(16)，其与轴线(14)对准；和半球形壁(18)，其从顶点(16)延伸到赤道边沿(20)，该赤道边沿与轴线(14)的间隔角度为90度，边沿(20)具有使用人可以看见的边缘(22)，该边缘指示刀具(10)相对于骨骼的位置；b)第一组切削部(24)，其沿空心体(12)设置；和c)至少一个切削部(28)，其沿边缘(22)设置。
2.如权利要求1所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为凸出的第一齿(30，130)，该齿具有从一组包括方形(30)、圆形(130)和舌形轮廓中选定的齿廓。
3.如权利要求1所述的刀具(10)，其中，c)的切削部呈现为凸出的第二齿(32，132，232，332)，该齿具有从一组包括方形(32)、圆形(132)、舌形(232)和刀片形(332)轮廓中选定的齿廓。
4.如权利要求2所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)呈现为具有方形齿廓的凸出齿(32)。
5.如权利要求2所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)呈现为具有圆形齿廓的凸出齿(132)。
6.如权利要求2所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)是闭式的。
7.如权利要求2所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)呈现为具有舌形齿廓的凸出齿(232)。
8.如权利要求2所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)呈现为具有刀片形齿廓的凸出齿(332)。
9.如权利要求3所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有方形齿廓的凸出第一齿(28)。
10.如权利要求3所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有圆形齿廓的凸出第一齿(28)。
11.如权利要求3所述的刀具(10)，其中，赤道切削部(28)是闭式的。
12.如权利要求3所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有舌形齿廓的凸出第一齿。
13.如权利要求3所述的刀具(10)，其中，空心体(12)具有至少一个安装杆(34)，该安装杆在轴线(14)与边沿(20)之间延伸。
14.如权利要求13所述的刀具(10)，其中，c)的凸出齿具有刀片形齿廓。
15.如权利要求14所述的刀具(10)，其中，刀片形齿本质上是从安装杆(34)邻近半径方向由边沿(20)向外突出。
16.如权利要求15所述的刀具(10)，其中，c)的切削部(28)是闭式的。
17.一种在骨骼中切削半球形空腔的刀具(10)，该切削刀具包括a)空心体(12)，该空心体限定一个具有旋转轴线(14)的圆顶形；顶点(16)，其与轴线(14)对准；和半球形壁(18)，其从顶点(16)延伸到赤道边沿(20)，该赤道边沿与轴线(14)相间隔的角度为90度，边沿(20)具有使用人可以看见的边缘(22)，该边缘指示刀具(10)相对于骨骼的位置；b)第一组切削部(24)，其沿空心体(12)分布，并呈现为凸出的第一齿(30，130)；和c)第二组切削部(28)，其沿边缘(22)周向分布，并呈现为凸出的第二齿(32，132，232，332)。
18.如权利要求17所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为凸出的第一齿(30，130)，该齿具有从一组包括方形(30)、圆形(130)、舌形轮廓中选定的齿廓。
19.如权利要求17所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为凸出的第二齿(32，132，232，332)，该齿具有从一组包括方形(32)、圆形(132)、舌形和刀片形(332)轮廓中选定的齿廓。
20.如权利要求18所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有方形齿廓的凸出第二齿(32)。
21.如权利要求18所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有圆形齿廓的凸出第二齿(132)。
22.如权利要求18所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有舌形齿廓的凸出第二齿(232)。
23.如权利要求18所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有刀片形齿廓的凸出第二齿(332)。
24.如权利要求19所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有方形齿廓的凸出第一齿(28)。
25.如权利要求19所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有圆形齿廓的凸出第一齿(130)。
26.如权利要求19所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有方形齿廓的凸出第一齿(30)。
27.如权利要求19所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为具有舌形齿廓的凸出第一齿(232)。
28.如权利要求23所述的刀具(10)，其中，空心体具有至少一个在轴线与边沿之间延伸的安装杆，刀片形齿(332)进一步包括从安装杆(34)本质上邻接半径方向由边缘(22)向外的突出部。
29.如权利要求18所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)具有使切屑通过的开口。
30.如权利要求19所述的刀具(10)，其中，第二组切削部是闭式的。
31.一种在骨骼中切削半球形空腔的刀具(10)，该切削刀具包括a)空心体(12)，该空心体限定一个具有旋转轴线(14)的圆顶形；顶点(16)，其与轴线(14)对准；和半球形壁(18)，其从顶点(16)延伸到不连续的赤道边沿(20)，该赤道边沿与轴线(14)相间隔的角度为90度，边沿(20)具有使用人可以看见的边缘(22)，其指示刀具(10)相对于骨骼的位置，边缘上具有向下悬伸的突齿(36)；b)第一组切削部(24)，其沿空心体(12)分布，并呈现为凸出的第一齿(30，130)；和c)第二切削部(28)，其设置在向下悬伸的突齿(36)上，并呈现为凸出的第二齿(132)。
32.如权利要求31所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)呈现为凸出的第一齿(30，130)，该齿具有从一组包括方形(30)、圆形(130)、舌形轮廓中选定的齿廓。
33.如权利要求31所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有圆形(132)轮廓的凸出第二齿(132)。
34.如权利要求32所述的刀具(10)，其中，第二组切削部呈现为具有连续圆形轮廓的凸出第二齿(132)。
35.如权利要求33所述的刀具(10)，其中，第一组切削部(24)具有使切屑通过的开口。
36.如权利要求33所述的刀具(10)，其中，第二组切削部是闭式的。
37.如权利要求31所述的刀具(10)，其中，向下悬伸的突齿(36)具有本质上与壁(18)类似的曲率。
38.一种外科手术铰刀系统，其包括a)驱动器，其与旋转动力源连接，并具有夹持部；b)刀具，该刀具具有i)空心体(12)，该空心体限定一个具有旋转轴线(14)的圆顶形；顶点(16)，其与轴线(14)对准；和半球形壁(18)，其从顶点(16)延伸到赤道边沿(20)，该赤道边沿与轴线(14)相间隔的角度为90度，边沿(20)具有使用人可以看见的边缘(22)，其指示刀具(10)相对于骨骼的位置，边缘上具有向下悬伸的突齿(36)，ii)第一组切削部(24)，其沿空心体(12)分布，并呈现为凸出的第一齿(30，130)；和iii)第二组切削部(28)，其位于边缘(22)上，并呈现为凸出的第二齿(32，132，232，332)。
39.如权利要求38所述的铰刀系统，其中，第二齿(32，132，232，332)是不连续的。
全文摘要
铰刀(10)具有空心体(12)，该空心体限定一个具有旋转轴线(14)的圆顶形；顶点(16)，与轴线(14)对准；和半球形壁(18)，从顶点(16)延伸到赤道边沿(20)，该赤道边沿与轴线(14)的间隔角度为90度。边沿(20)具有使用人可以看见的边缘(22)，该边缘指示刀具(10)相对于骨骼的位置。第一组切削部(24)沿空心体(12)设置，而第二组切削部(28)，沿边缘(22)的圆周设置。
文档编号A61B17/16GK1568161SQ02820062
公开日2005年1月19日 申请日期2002年10月9日 优先权日2001年10月9日
发明者安德烈·勒寿, 伊夫·德萨尔曾, 帕特里克·M·怀特 申请人:普雷西梅德公司