包括电动旋转型手持件的外科手术系统的制作方法

包括电动旋转型手持件的外科手术系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种外科手术系统，其可包括控制器、数据输入装置、电动外科手术手持件和适于联接到外科手术手持件的外科手术工具。外科手术手持件可以包括马达方向控制和反馈、安全停止特征、刺激和神经完整性监视，被配置成固持多种外科手术工具的工具连接器组件和可选的导航和/或电棘齿特征部。
【专利说明】包括电动旋转型手持件的外科手术系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求保护在2012年3月13日提交的美国临时申请No. 61/610, 204的权益， 该申请以其全文引用的方式并入到本文中。

【技术领域】
[0003] 本发明公开大体而言涉及一种用于驱动外科手术器械或工具的电动手持件。更特 定而言，其涉及一种电动旋转型外科手术手持件和用于与其进行界面结合并且控制其操作 的相对应的控制系统。

【背景技术】
[0004] 电动外科手术手持件常用于许多医疗专业中以驱动外科手术工具。例如，电动外 科手术手持件用于驱动外科手术钻孔机、刀片或切割器械，以执行各种各样的切割型功能， 包括对解剖组织进行钻孔、开孔、切除、解剖、清除、削剃、研磨和整形。在ENT/头部/颈部和 脊柱外科手术的领域中，手持件通常被配置成选择性地联接到并且驱动多种不同旋转型外 科手术器械，这些不同的旋转型外科手术器械各自被设计成执行具体程序。在使用期间，基 于具体外科手术程序，外科医生选择适当的外科手术工具并且将其安装到电动手持件上。 然后操作电动手持件以使执行外科手术程序所需的工具的一个或多个部件运动（例如，旋 转、振荡）。然后可以通过将不同风格的工具安装到相同的电动手持件上来随后执行额外程 序步骤。作为参考，用于脊柱或其它硬骨骼外科手术程序的电动外科手术手持件通常所需 的旋转速度在约l〇_250rpm的范围。ENT/头部/颈部手术为从对于喉部铲削（laryngeal skimming)操作的约500rpm至对于高速钻孔操作的超过60, OOOrpm的范围。
[0005] 除了诸如使用无刷直流马达等对马达改进之外，发展了用于电动旋转型外科手术 手持件和相关外科手术工具的总系统。除了电动手持件和一个或多个旋转型外科手术工具 或器械之外，典型系统包括控制台和将手持件连接到控制台的电缆。控制台被配置成启用 和/或控制对原本与电动外科手术手持件相关联的马达的激励。例如，手或脚部开关可以 设置为系统的一部分。取决于外科医生对于手或脚部开关的操纵，相对应的信号被递送到 控制台，控制台则将手持件激励到相对应的速度。
[0006] 电动外科手术手持件的改进的能力以及现在可以购买到的大量的外科手术工具 无疑显著地增加了外科医生利用单个外科手术系统能执行的脊柱和ENT/头部/颈部手术 的数量。然而，利用这些改进，外科医生现在希望利用单个电动手持件的甚至更好的性能、 操作能力和安全性。例如，外科医生希望仅使用外科医生的手指来控制旋转速度和方向，在 低速度/高扭矩条件下旋转选定的外科手术工具的能力。经由原本操作外科手术器械的相 同电动手持件进行的神经完整性监视、安全超驰、恒定操作反馈等也是强烈吸引许多外科 医生的特征。虽然常规的工程设计能向现有的电动手持件和/或相对应的控制台添加这些 特征之一，已知的电动手持件配置不能适应所有希望的特征。作为参考，电动外科手术手持 件必须不仅提供对外科手术器械操作的必要控制，而且必须具有符合人体工学的大小和形 状，以便由外科医生在延长的时间舒适地保持和操纵。
[0007] 鉴于上文的描述，存在对于如下旋转型外科手术手持件的需要，其在符合人体工 学大小的外壳中提供增强性能的能力，以及控制台允许的反馈和控制。


【发明内容】

[0008] 在一个实施例中，一种外科手术手持件包括：外壳，其形成握把；驱动轴，其由外 壳可旋转地保持；触发器组件，其适于生成指示使用者所希望的速度的信号，触发器组件包 括由握把保持的触发器；模式选择组件，其适于生成指示使用者所希望的旋转方向的信号， 模式选择组件包括由外壳邻近握把而保持的套环，手持件被配置成使得当握把被抓握于 使用者的手掌中时，使用者手掌的食指可以与触发器和套环选择性地相互作用。套环可绕 所述驱动轴的轴线旋转。
[0009] 在另一实施例中，一种外科手术系统包括带马达的外科手术手持件、控制器，该控 制器连接到外科手术手持件并且被编程为与外科手术手持件接口，控制器包括数据输入装 置和显示屏，其中控制器可被编程为在显示屏上显示由外科手术手持件施加的扭矩，并且 所显示的扭矩是基于马达电流反馈。
[0010] 在另一实施例中，一种用于脊柱外科手术的外科手术系统包括：外科手术手持件； 控制器，其连接到外科手术手持件并且被编程为与外科手术手持件接口，其中控制器被配 置成检测与手持件相关联的外科手术工具或者外科手术工具所用于的骨骼的损毁，并且作 为响应，被编程为如果检测到损毁，停止马达或者控制递送到马达的电流；刺激器组件，其 适于向驱动轴提供电流刺激以提供神经完整性监视（NIM);导航适配器，其联接到外科手 术手持件。
[0011] 根据本发明公开的外科手术工具可包括多种工作端，并且可包括接口端（被配置 成与外科手术手持件的一部分接口），接口端具有裸的工具轴，其中，在接口端处或者沿着 整个外科手术工具，该裸轴不包括锁销、凹槽或凹陷。外科手术工具还可以包括平坦表面并 且可用于本公开的外科手术工具可以包括常规接口端。
[0012] 本发明公开的外科手术手持件可包括工具连接器组件，工具连接器组件适于附连 到外科手术手持件并且被配置成固持多种外科手术工具。工具连接器组件可以包括锁定状 态和解锁状态，其中该组件将外科手术工具固持在锁定状态。工具连接器组件可以包括一 个或多个球，工具连接器组件被配置成在工具轴与球初始接合时固定外科手术工具的工具 轴。。
[0013] 本发明公开的外科手术手持件可包括：马达组件，其被配置成经由齿轮系来旋转 该驱动轴，该齿轮系包括齿轮减速系统，齿轮减速系统被配置成增加马达的输出扭矩，同时 减小驱动轴的输出速度。
[0014] 本发明公开的外科手术手持件可包括：触发器子组件，其被配置成感测触发器的 位置并且向控制器生成指示所感测到的位置的信号；并且还可被配置成向控制器生成指示 使用者的手指是否与触发器接触的信号。由触发器组件生成的信号可以彼此相反。
[0015] 外科手术手持件的部分可选地或者有利地被液密封于外科手术手持件内。
[0016] 用于本发明公开的外科手术系统的控制器可以被配置成基于外科手术手持件马 达的马达电流反馈来限制由外科手术手持件所施加的扭矩随着时间的变化率。本发明公开 的控制器也可以监视扭矩随着时间的变化率，并且检测附连到外科手术手持件的外科手术 工具或者被施加了外科手术工具的骨骼（即，正患病或正被治疗）的损毁。控制器可以被 编程为在检测到外科手术工具或骨骼损毁的情况下停止马达或者控制递送到马达的电流。
[0017] 本发明公开的外科手术系统或者外科手术手持件可以包括刺激器组件，刺激器组 件与外科手术手持件相关联并且适于提供到外科手术手持件并由此到与外科手术手持件 相关联的外科手术工具的电流刺激路径。刺激能量可能提供神经完整性监视。驱动轴可以 包括第一静止状态和第二旋转状态，其中外科手术手持件被配置成，当驱动轴处于任一状 态时向外科手术工具提供刺激能量。
[0018] 本发明公开的外科手术系统和手持件可选地被配置成与图像引导系统相互作用， 并且因此外科手术手持件可以被配置成接收可选的导航适配器。本发明公开的外科手术手 持件也可以包括电棘齿特征部。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图1为根据本发明公开原理的包括旋转型电动外科手术手持件的外科手术系统 的框图；
[0020] 图2A和图2B为根据本公开原理的旋转型电动外科手术手持件的立体图；
[0021] 图3A为图2A的手持件的横向侧视截面图；
[0022] 图3B为图2A的手持件的纵向截面图，其沿着穿过手持件的主驱动轴部件的平面 截取；
[0023] 图3C为图3A的手持件的横侧向截面图，其沿着穿过其马达部件的平面所截取；
[0024] 图3D为图3A的手持件的一部分的放大视图，并且示出了手持件的工具连接器组 件；
[0025] 图4A为图3D的工具连接器组件的柱塞部件的前视立体图；
[0026] 图4B为图4A的柱塞的后视立体图；
[0027] 图4C为图4A的柱塞的侧视图；
[0028] 图4D为图4A的柱塞的纵向截面图；
[0029] 图4E为图4A的柱塞的横向截面图；
[0030] 图4F为图4A的柱塞的前端视图；
[0031] 图5A为根据本发明公开原理并且可以用于图1的系统的外科手术工具的一部分 的立体图；
[0032] 图5B为图5A的工具的侧视图；
[0033] 图5C为图5A的工具的端视图；
[0034] 图为根据本发明公开原理并且可以用于图1的系统的另一外科手术工具的一 部分的立体图；
[0035] 图6为示出图5A的工具与图3D的工具连接器组件安装在一起的放大立体图；
[0036] 图7为图3A的手持件的一部分的放大视图，其示出了手持件的触发器组件；
[0037] 图8为图2A的手持件的一部分的放大俯视图；
[0038] 图9为图3A的手持件的模式选择组件部分的示意图；
[0039] 图10为图3A的手持件的齿轮系部分的示意图；
[0040] 图11为图3A的手持件的刺激器组件部分的示意图；
[0041] 图12为图3A的手持件的示意图，并且描绘了其部件的电隔离。

【具体实施方式】
[0042] 在图1中示出了根据本发明公开原理的旋转型电动外科手术手持件20的一个实 施例。在某些实施例中，手持件20被设置和/或操作为系统22的部分，系统22还包括控 制器24。在设置的情况下，控制器24具有微处理器并且可以包括（或者电连接到）一个或 多个部件，诸如数据输入装置26和显示屏28。不管怎样并且一般而言，手持件20被配置成 选择性地接纳如上文所描述的外科手术器械或工具30。一旦连接到控制器24,系统22、特 别是手持件20由使用者操作，以旋转驱动器械30来执行所希望的外科手术程序，其中控制 器24基于从手持件20自动发出信息的信号来提供所希望的反馈和对于手持件20的可选 超驰控制。各种特征可以总体上并入到手持件20和/或系统22内，包括马达控制和反馈、 刺激能量或神经完整性监视、在手持件20与工具30之间的快速连接/断连、基于使用者手 指感测的安全性超驰、在手持件20处的模式-功能-方向的控制、在很低速度和很高速度 下的高扭矩操作等，如下文所描述那样。
[0043] 在图2A和图2B中更详细地示出了电动手持件20的一个实施例。一般而言，手持 件20包括外壳40,外壳40容纳下文所描述的各种内部部件（例如，马达、齿轮系等），并且 形成握把或把手50、头部51和前端52。工具连接器组件54联接到前端52并且大体上被配 置成便于与工具30 (图1)选择性联接。触发器组件56 (总体上标记）联接到外壳40并且 包括沿着握把50安置的促动器或触发器58。触发器58的促动或运动促使手持件20使所 附连的工具30以与触发器58的运动范围相对应的速度旋转。就此而言，触发器58相对于 握把50被布置成使得当握把50保持在使用者的手中时，使用者的手指（例如，食指）可以 易于与触发器58接合。这种布置，以及将工具20定位于触发器58上方和前方的头部51/ 前端52,提供具有类似手枪握把形状的电动手持件20。模式选择组件60(总体上标记）包 括第一套环，第一套环包括由前端52承载的促动器或可旋转模式选择组件套环62。手动促 动或旋转套环62促使电动手持件20以选定方向或模式（例如，向前、向后或振荡）旋转工 具30。电缆布线64从外壳40的下端66延伸并且承载连接到电动手持件20的各个内部部 件的一个或多个线或电缆。例如，布线64可以承载向手持件马达（隐藏）递送电力的电源 电缆或线、连接到具备触发器组件56和/或模式选择组件60的各个传感器（未图示）的 信号电缆或线等。另外，刺激器组件68(总体上标记）包括安装到下端66的部件，并且总 体上被配置成电连接到用于向神经完整性监视操作模式提供刺激能量的布线（未图示）。
[0044] 电动手持件20的内部部件在图3A至图3C中更详细地示出，并且总体上包括工具 连接器组件54、触发器组件56、模式选择组件60、马达80、齿轮系82和主驱动轴84。这些 部件中的每一个在下文中更详细描述。一般而言，工具连接器组件54将选定工具30 (图1) 与驱动轴84选择性地安装或连接在一起。当使用者操作触发器组件56来进行促动时，马 达80被操作以经由齿轮系82旋转驱动轴84 (和因此连接到它的工具30。在此方面，模式 选择组件60可以由使用者操作以促使所希望的方向或模式的旋转。最后，各种电信号经由 布线64传送到电动手持件20和从电动手持件20传出。手持件20还可包括一个或多个额 外的部件或组件，例如由外壳40承载并且可旋转地支承驱动轴84的部件。
[0045] 如在图3A和图3B中最佳地示出，驱动轴84限定远端区域90并且形成中央管腔 92。管腔92可以延伸驱动轴84的整个长度，如图所示，或者替代地可以仅形成于远端区域 90处。对于管腔92沿着驱动轴84的整个长度伸展的实施例，手持件20提供插管特征，其 中套管、导丝等可以穿过驱动轴84(和工具连接器组件54)而插入。无论如何，远端区域90 形成内部接合表面94,内部接合表面94被配置成接合外科手术工具（未图示）的适配器或 接口端。接合表面94可以呈现常规地用于电动外科手术手持件的多种形式，诸如，图示的 方形驱动件。
[0046] 工具连接器纟目件
[0047] 驱动轴84的远端区域90从前端52突出并且提供外表面，外表面被配置成接纳工 具连接器组件54。考虑到这点，在某些实施例中，工具连接器组件54包括柱塞110、一个或 多个球112、第二或工具连接器组件套环114、套筒116、弹簧118、一个或多个销120和覆盖 物122,如在图3D中更详细地示出。一般而言，柱塞110被配置成接纳旋转型外科手术工具 (例如，图1的工具30)的接口端（未图示）。球112由柱塞110承载并且由套环114相对 于柱塞110选择性地径向向内偏压，以相对于柱塞110锁定工具接口端。套筒116可滑动 地安置于套环114上，以选择性地对套环114的区域（原本与球112对准）径向向内施力。 弹簧118将套筒116偏压到附图所示的前向或锁定布置（相对于套环114)，其中销120将 套环114和套筒116俘获到彼此。最后，覆盖物122相对于套环114俘获销120。
[0048] 在图4A至图4F中更详细地示出了柱塞110的一个实施例。柱塞110是由硬化材 料（例如，不锈钢）形成的大致圆柱形主体并且限定在前端132和后端134之间延伸并且 在前端132和后端134敞开的中心内孔130。内孔130可以大致为圆锥形式，在某些配置中 具有大约10度的夹角。无论如何，内孔130可以具有曲线形状的横截面（在图4E中最佳 地示出），其与如下文所描述的工具接口端（未图示）的表面特征或形状相对应。例如，相 对于图4E的截面，原本限定内孔130的柱塞110的内表面136可以包括相对的平坦化的表 面138a、138b和相对的弯曲或弓形面140a、140b。虽然示出了两个平坦表面中138a、138b 和两个弓形面140a、140b，任何或多或少的其它数量也是可接受的。如在下文中变得清楚 的，由内表面136限定的曲线形状与由工具接口端所提供的外形相对应。如在图4A中最佳 地示出，引导槽141可选地形成于前端132与平坦面138a、138b对准的位置，向使用者提供 关于平坦面138a、138b的位置的视觉引导。
[0049] 图4E最佳地示出了在径向上穿过柱塞110的厚度而延伸并且向内孔130敞开的 孔142a-142d。孔142a-142的大小和形状适于可滑动地接纳球112中相对应的一个（其中 之一在图4E中以阴影线示出）。孔142a-142d可纵向对准并且优选地靠近前端132定位。 孔142a-142d的大小和形状允许相对应于球112的部分突伸到内孔130内，而又防止球112 完全穿过相应的孔142a-142d。虽然示出了四个孔142a-142d,任何或多或少的其它数量也 是可以接受的，并且与球112的数量相对应。对于图4E的一个实施例，孔142a-142d沿着 弓形面140a、140b定位，其中每个孔142a-142b紧邻限定于平坦面138a、138b之一与弓形 面140a、140b中相对应的一个之间的拐角定位。
[0050] 柱塞110形成邻近后端134的周向槽150。槽150向柱塞110的外部敞开并且由 相对侧壁152a、152b限定。由于在下文变得清楚的原因，槽150的大小和形状适于可滑动 地接纳销120 (图3A)。
[0051] 转至图3D，球112被配置成接纳于柱塞孔140a-140d中的对应柱塞孔内并且由硬 化材料形成。在某些构造中，球112可以由不导电的材料（例如，陶瓷）形成，以使柱塞110 与工具连接器组件54的其它部件电隔离。替代地，其它硬化材料、诸如钢也是可接受的。
[0052] 套环114大体上为管状主体，形成大小适于接纳于柱塞110上的中央通路160。套 环114可以被视作限定后区域162、中间区域164和前区域166。后区域162形成径向延伸 的凸缘138。另外，后区域被配置成安装到驱动轴84上，且特别地在驱动轴84的远端区域 90上。例如，套环后区域162和驱动轴远端区域90可以形成互补螺纹，如图所示。也设想 到用于将套环114安装到驱动轴84上的其它配置，其可以或可不需要螺纹连接并且可以或 可不包括额外部件。
[0053] 中间区域164从后区域162延伸并且限定接纳表面170。接纳表面170从凸缘168 径向偏移并且被配置成接纳弹簧118,如下文所描述。另外，一个或多个沟172穿过中间区 域的厚度而形成，每个大小适于可滑动地接纳销120中相对应的销。
[0054] 前区域166从中间区域164延伸并且终止于前端174。套环114的内面176 (原本 限定通路160)的直径向着前端174而逐渐缩小。至少前区域166在径向上是弹性的，能反 复地被径向压缩（即，压缩至图3D中所反映的直径），并且在某些实施例中表现为径向向外 偏压。例如，当移除了施加到前区域166上的压缩力（例如由套筒116)时，前区域166自 行径向向外扩展。在某些构造中，这种弹性偏压是通过将前区域166形成为对准的弹簧臂 系列而形成。内面176被配置成与球112接合。另外，由于下文变得清楚的原因，凹槽178 沿着前区域166的外面形成并且被配置成选择性地接纳套筒116的相对应的特征部。
[0055] 套筒116被配置成可滑动地接纳于套环114上，并且限定后部180和前部182以 及中央通道184。通道184沿着后部180的直径大于沿着前部182的直径，并且大致与凸缘 168的外径相当。最终组装时，在后部180与套环接纳表面170之间形成间隙，该间隙的大 小适于保持弹簧116。抵接表面186限定于通往前部182的过渡部。
[0056] 前部182从后部180延伸并且终止于端部190。通道184可以沿着前部182具有 均一的直径，以与套环114可滑动地接合。一个或多个孔192穿过前部182的厚度而形成， 孔的大小和形状适于接纳销120中的相对应销。
[0057] 弹簧118可以是螺旋压缩型弹簧，并且大小适于接纳在套环114上。如下文所解 释那样，最终组装时，弹簧118相对于套环114在套筒116上形成偏压力。替代地，可以采 用其它部件或机构来生成所希望的偏压力，其可包括或可不包括弹簧。
[0058] 覆盖物122被配置成接纳于套筒116上并且可以呈现多种形状和构造。在某些实 施例中，覆盖物122和套筒116具有图示的互补配置，使得当最终组装时，覆盖物122摩擦 锁定到套筒116上（例如，搭扣配合）。
[0059] 对工具连接器组件54的构建包括将套环114安装到驱动轴84上。球112放置 于柱塞孔142a-142d中的相应柱塞孔内（图4E)，并且柱塞110安置于套环通路160内，其 中槽150与套环沟172纵向对准。弹簧118安置于套环114上，承靠在凸缘168上。套筒 116组装于套环114上，将弹簧俘获于凸缘168与抵接表面186之间。另外，套筒孔192与 套环沟172对准。在这个对准位置中，销120中的相应销插入孔192的相对应孔内，穿过相 对应的沟172,并且进入柱塞槽150内。在插入后，销120中每一个的柄部200突出到柱塞 槽150内，而头部202安放于套筒孔192内。利用这种布置，销120可相对于套环114可滑 动地连接或俘获套筒116,并且可相对于柱塞110可滑动地连接或俘获套环114。最终，覆 盖物122组装于套筒116上以俘获销120。
[0060] 弹簧118将工具连接器组件54偏压到图3D中反映出的锁定状态。特别地，因为 套环114在纵向上固定到驱动轴84上并且弹簧118承靠在套环凸缘168和套筒抵接表面 186上，弹簧118相对于套环114在远端偏压套筒116。销120相对于套环114和柱塞110 限制套筒116的向前的位置或远端位置，在锁定状态承靠在柱塞侧壁152b上。在套筒116 的向前的位置中，套筒前部182承靠在套环前区域166上，将套筒内面76径向压缩在球112 上。而球112被迫入柱塞内孔130,以摩擦接合插入于其中的物体（例如，工具接口端）。
[0061] 球112可以通过将工具连接器组件54转变为释放状态而从柱塞内孔130释放，包 括相对于套环114手动缩回套筒116。足以克服弹簧118力的推力被施加到套筒116上，造 成套筒116沿着套环114向近端滑动。利用这种近侧运动，套筒前部182从套环前区域166 上收回，允许套环前区域166径向扩展而脱离与球112的刚性接合。套环前区域166的径 向向外扩展可以由接纳于套环凹槽178内的套筒端部190增强。在移除了球112上的向内 偏压之后，在先前由球112所接合的物体可以容易地从工具连接器组件54移除。
[0062] 外科手术工具
[0063] 手持件20(图1)可以用于驱动多种目前可购得或者将在未来开发出的外科手术 工具30,或者与之接合。共同待决的申请设想到的工具30的非限制性示例包括钻孔机、丝 锥、驱动器、压下螺母驱动器、固定螺钉断裂工具、切除器、清创器、钻孔锥等。
[0064] 如上文所提到的那样，在某些实施例中，柱塞内孔130的大小和形状（例如，图4E 的平坦表面138a、138b)与将用于手持件20的工具的接口端的大小和形状相对应。例如， 图5A至图5C示出了用于本发明公开的手持件的旋转型外科手术工具210、210'的一部分。 工具210通常包括形成或限定手持件接口端或端部段214的工具轴212。接口端部段214 包括或限定柱220、接合部222和肩部224。柱220被配置成连接到驱动轴接合表面94 (图 3A)，并且因此可以形成两个或更多个平坦表面226。柱220具有至少沿着接口端部段214 小于工具轴212的其余部分的外径/外尺寸的外径/外尺寸。接合部222的大小和形状是 根据柱塞内孔130,并且因此形成或者限定由弯曲面230在周向上分开的外平坦部228。虽 然工具210可以包括常规接口端214,其中平坦部228终止于肩部224,然而，工具210可 以与本发明公开的柱塞110相互作用，如参考图6在下文描述的。图示出了具有手持 件接口端部段214'的另一工具210'的替代实施例。工具210'包括两个或更多个平坦表 面226、228。平坦部226、228可以由弯曲表面230在周向上分开，如同工具210。然而，不 同于210,工具210'可以有利地不包括锁销、凹槽、凹陷或其它几何形状，诸如肩部224,大 致形成从工具210'或工具接口端214'的表面向内突出的一部分。如通常已知那样，这种 锁销、凹槽、凹陷等可以被配置成与手持件或者电动外科手术器械相互作用，以将工具联接 到器械。相比而言，对于这种手持件20和特别地对于工具210'的构造而言，工具210'或 工具接口端214'可以被认为是"裸"轴。利用这种配置，工具210'可以有益地与柱塞110 相互作用，由此，在与球112初始接合时，柱塞110能将工具轴212固定于平坦表面（例如 226、228)处，如下文详细地描述。提供诸如上文所描述的裸轴（和/或接口端214'）也可 以有利地导致工具（例如210'）的更经济的设计和更好的可制造性。在某些非限制性实施 例中，工具轴212、212'具有大约5/16英寸的直径并且平坦部228经测量为跨平坦部228 大约7_。虽然工具210'被图示为具有四个平坦部228,更少或更多的数量也是可接受的 (例如，两个平坦部228)。应了解接口端214'可包括于如本文所描述或提及的任何类型的 工具上。
[0065] 图6描绘了工具接口端部段214与柱塞110之间的关系。在该视图中，工具接口 端部段214被配置成具有两个平坦部228并且准备插入于柱塞内孔130内。额外地参考图 4E和图5B，平坦部228与平坦面138a、138b中相应的一个相对准。在柱塞110上的引导槽 141在视觉上辅助使用者识别平坦面138a、138b的位置。在工具接口端部段214插入于柱 塞内孔130内时，平坦部228沿着平坦面138a、138b滑动（并且弯曲表面沿着弓形面140a、 140b滑动）。在柱220由驱动轴84(图3A)接合后，完成了插入并且允许工具连接器组件 54转变为上文所描述的锁定状态。在锁定状态，球112向接合部222施加径向向内的力， 将工具轴212摩擦固定到柱塞110上，其中球112有效地楔入于套环114 (图3D)与工具轴 212之间。对于这种方案，工具连接器组件54有益地能固持"裸"工具轴（即，在工具轴12 上无需锁销或其它几何形状）。由于在与球112初始接合时固定工具轴212的能力，这提供 了独特的安全特征。
[0066] 触发器纟目件
[0067] 返回至图3A和图3B，触发器组件56大致被配置成提示马达80以使用者所希望的 可变速度操作（和因此驱动轴84和组装到其上的工具以使用者所希望的可变速度旋转）。 作为参考，在某些实施例中，触发器组件56并不直接连接到马达80,而是替代地向控制器 24(图1)生成指示原本与触发器组件56接合的使用者所希望的动作的信息或者发出这种 信息的信号，而控制器24响应于所接收的信息而提示马达80操作或者向马达80的操作提 供动力。
[0068] 如在图7中更详细地示出，触发器组件56包括触发器58、触发器位置子组件 250 (总体上标注）和电容开关子组件252 (总体上标注）。一般而言，由触发器位置子组件 250感测触发器58相对于握把50的位置，其中触发器位置子组件250向控制器24 (图1) 生成指示感测位置的信号。在使触发器58相对于握把50运动时，例如由使用者的手指按 压触发器58时，控制器24使来自触发器位置子组件252的变化位置信息与相对应的马达 驱动速度或速率相关，并且促使马达80 (图3A)或者向马达80提供动力而以这个确定的速 率操作。电容开关子组件252向控制器24发出指示使用者的手指与触发器58接触（或者 不接触）的信息的信号。电容开关子组件252因此用作安全停止装置，其中控制器24被编 程为，当电容开关子组件252指示使用者的手指并不与触发器58接触时，自动停止马达24 操作。
[0069] 触发器58可以呈现有益于与使用者的手指进行符合人体工学正确配合的多种形 式，并且由于下文而变得清楚的原因，可以由聚合材料制成。在某些实施例中，触发器58由 触发器组件58的隔壁254部件承载，而隔壁254部件安装于握把50上。替代地，触发器58 可以直接组装到握把50上。无论如何，触发器58由铰链销256相对于握把50枢转地保持， 并且可以绕由铰链销256限定的轴线旋转。可选地，低摩擦、耐用、高温热塑性塑料套筒258 包围铰链销256,以在手持件20的整个使用寿命期间提供触发器58可靠的操作，即使在被 组织和碎片污染时也是如此。
[0070] 触发器58可以由弹簧260偏压到相对于握把50的图示正常旋转位置。弹簧260 安置于触发器58与隔壁254之间，并且将触发器58迫入图示的"停止"位置。由弹簧260 生成的反作用力在可适用的使用者群体的生物计量限度内（即，弹簧偏压可以由原本抓握 该握把50的使用者手的食指施加到触发器58上的挤压力克服）。
[0071] 触发器位置子组件250可以呈现有益于生成触发器58相对于握把50的旋转位 置的信号的多种形式，并且在某些实施例中包括磁体262、霍尔传感器264和印刷电路板 (PCB) 266。磁体262由稀土材料制成并且固定到触发器58上。磁体262提供静态磁通量 阵列。霍尔传感器264被保持在相对于触发器58的固定位置，并且适于感测磁体262的通 量密度并且生成与感测的通量密度成比例的电信号。因此，随着触发器58移动，由霍尔传 感器264所感测的磁通量密度变化。PCB 266承载或者连接到霍尔传感器264并且提供电 路（未图示），电路从霍尔传感器264向由布线64 (图2A)所承载的其它线路（未图示）递 送信号或者最终向控制器24(图1)递送信号。霍尔传感器264和PCB 266可以位于隔壁 254 "后方"或者隔壁254内部（或者以其它方式在握把50内），提供液密封。触发器58、 铰链销256、弹簧260和磁体262位于密封的握把50外侧并且易于清洁（例如，暴露于高压 灭菌蒸气和清洁剂）。
[0072] 在某些实施例中，结合有额外的环境霍尔传感器268 (图3A)，以减小对触发器位 置霍尔传感器264的马达磁场干扰。对于这种可选的构造，控制器24 (图1)被编程为从触 发器位置霍尔传感器264的输出减去环境霍尔传感器268的电压输出，显著地减小了位置 子组件电路266的马达磁场干扰并且允许更平稳的速度控制。环境霍尔传感器268位于离 触发器位置霍尔传感器2064-定距离的固定位置，以使来自触发器磁体262的信号干扰最 小。
[0073] 电容开关子组件252可以呈现能够感测使用者手指在触发器58上的存在的多种 形式，并且在某些实施例中包括触发器接触板270、弹簧260、外隔壁接触板272、内隔壁接 触板274 (总体上标记）和PCB 266。
[0074] 触发器接触板270是安装于触发器58内的导电电容衬垫。如图所示，当使用者以 不同方式故意促动或触摸触发器58时，触发器接触板270靠近触发器58的外面276并且 因此靠近使用者手指的预期位置定位。
[0075] 外隔壁板272和内隔壁板274也是导电的电容衬垫并且安装到隔壁254的相反 侦k隔壁254可以是聚合材料，其中隔壁板272、274跨越聚合隔壁254。因此，内隔壁板274 在液密封的握把50内。另外，内隔壁板274电连接到由PCB 266所承载的电路（未图示）， PCB 266从内隔壁板274向由布线64 (图2A)所承载的其它线路（未图示）并最终向控制 器24(图1)递送信号。
[0076] 通过将三个接触板270、272、274形成为导电电容衬垫，形成两个串联的电容器。 弹簧260用于在触发器接触板270与外隔壁接触板272之间传导电容变化，并且跨越隔壁 254的隔壁272、274而有效地提供在弹簧260与PCB 266之间的直接连续性。
[0077] 利用上文所描述的构造，如由使用者的手指与触发器58接触所造成的触发器外 面276处的电荷（或者电荷不存在）被"感测"为板270、272和弹簧260的电容变化。电 容开关子组件252根据这种变化的电容向控制器24 (图1)发送信号并且因此指示使用者 手指与触发器58接触或者不与触发器58接触。控制器24可以被编程为将所确定的使用 者手指在触发器58上不存在的情形指定为使用者并不希望马达80 (图3A)操作的指示，并 且因此立即关掉马达80。换言之，控制器24可以被编程为当电容开关子组件252信号等效 于使用者的手指从触发器58移除时停止马达80。因此，电容开关子组件252用作安全停止 件。触发器电容经由导电部件和单个或多个导电和/或电容板而被传送到PCB 266(并因 此传动到控制器24)，并且可选地包括弹簧260。（多个）电容板（例如，板270-274)可以 跨越密封压力容器，排除了对于直通密封件的需要（即，排除了可能的泄漏路径）。
[0078] 在某些实施例中，并且为了额外的安全性，控制器24(图1)可以被编程为使得来 自触发器位置子组件250和电容开关子组件252的信号反向。例如，控制器24可以被编程 为使得有效"运行"条件（例如，启用马达80)需要两个信号之一具有增加的电压，而另一 个信号具有减小的电压。如果并未在规定的时间满足这些条件，控制器24排除了马达80 的操作。替代地，控制器24可以被编程为以多种其它方式来解释和作用于来自触发器位置 子组件250和电容开关子组件252的信号，这些方式可能包括或可能不包括使来自一个信 号的信息与来自另一信号的信息相关。
[0079] 樽式诜择纟目件
[0080] 返回至图3A和图3B，模式选择组件60大致被配置成便于使用者选择所希望的操 作模式或旋转方向，并且向控制器24 (图1)发出选定模式/方向的信号。而控制器24则被 编程为根据选定模式/方向来促使马达80操作。考虑到这点，在某些实施例中，模式选择组 件60包括套环62、环300、磁体302、一个或多个霍尔传感器304和印刷电路板（PCB) 306。 一般而言，环300承载磁体302并且安装到套环62上。而套环62则在前端52处或者沿着 前端52可旋转地联接到外壳40上，并且可以绕轴84的轴线旋转。（多个）霍尔传感器304 随着套环62的旋转来检测磁体302的位置变化，并且经由PCB 306向控制器24发出相对 应信息的信号。
[0081] 套环62可以呈现多种构造，并且在某些实施例中被配置成便于原本抓握握把50 的使用者手指与之进行符合人体工学的接合。例如，套环62可以被构造为紧邻触发器58或 者在触发器58 "上方"组装到外壳40上。在这个位置，原本用于操纵触发器58的使用者 的手指（例如，食指）也可以与套环62相接合。如在图2A和图2B中进一步示出的，套环 62可以承载或形成从基部314以大体上径向方式突出的翼形件310、312。在最终组装时， 翼形件310、312可以方便地定位成接纳使用者的手指，便于使用者造成套环62在所希望的 方向上旋转（例如，使用者的手指压在第一翼形件310上以使套环62在第一方向上旋转， 以及压在第二翼形件312上以使套环62在相反方向上旋转）。
[0082] 如在图8中所进一步反映的，外壳40可以显示标记，这种标记可以在视觉上使套 环62相对于外壳40的旋转位置与特定操作模式或旋转方向相关。例如，标记可以包括"向 前"标记320 (例如，顺时针旋转方向）、"向后"标记322 (例如，逆时针旋转方向）和"振荡" 标记324 (例如，振荡操作模式）。而套环62承载或显示选择符标记326。如从下文中变得 清楚的，控制器24(图1)被编程为，当发出指示选择符标记326与向前标记320对准的信 息的信号时，以向前旋转方向模式操作马达80 (图3A);当发出指示选择符标记326与向后 标记322对准的信息的信号时，以向后旋转方向模式来操作马达80 ;以及当发出指示选择 符标记326与振荡标记324对准的信息的信号时，以振荡模式操作马达80。模式选择组件 60可以包括额外部件，这些额外部件对于套环62相对于外壳40的旋转移动提供机械控制， 例如关于环300所描述的那样。
[0083] 具体地参考图3A和图3B，环300安装到套环62上并且可滑动地接纳于外壳40上。 (多个）磁体302相对于环300固定（例如，（多个）磁体302可以嵌入于环300内）。那 么，在最终组装时，（多个）磁体302经由环300相对于套环62静态地固定。
[0084] 如上文所提到的那样，模式选择组件60可以包括额外部件，额外部件与环300接 合，并且为套环62的运动提供机械控制。举例而言并且如在图3A中最佳地示出，环300可 以形成槽330,槽330被配置成可滑动地接纳安装到外壳40上的销332。销332在其接触 槽330的端部时限制环300的行进，并因此限制套环62的行进。另外，环300可以形成凹 陷334(其中之一在图3A中看出），凹陷334被配置成选择性地接纳组装到外壳40上的柱 塞装置336。柱塞装置336可以包括弹簧338、座340和球342。球342由座340承载并且 大小适于接纳于凹陷334中每一个内。弹簧338将座340、且由此将球342朝向环300偏 压。最后，凹陷334中每一个的位置与操作模式中相应的一个操作模式相对应。例如，当套 环62被布置成使得套环选择符标记326 (图8)与向前标记320 (图8)对准时，凹陷334中 的第一个将与球342对准，并且球342将被偏压成与凹陷334接合。因此，柱塞装置336与 凹陷334的组合以在每个选定模式或操作方向提供套环62的可靠接合，并且可以由金属制 成，以提供听觉和触觉反馈。此外，尽管在附图中并未明确地示出，模式选择组件60可以包 括螺旋压缩弹簧，当手指的力从套环62移除时，螺旋压缩弹簧向环300或套环62上施力， 将套环62偏压到向前的位置。
[0085] (多个）磁体302由稀土材料制成并且提供静态磁通量阵列。这种阵列相对于磁 体302是静态的，并且磁体302经由环30相对于套环62固定。在套环62旋转时,磁通量 阵列随着磁体302旋转。
[0086] (多个）霍尔传感器304安装到PCB 306上相对于外壳40固定的位置处，并且被 配置成感测（多个）磁体302的通量密度。由霍尔传感器304所生成的电信号与感测到的 通量密度成比例。PCB 306承载或者连接到霍尔传感器304,并且提供从霍尔传感器304向 由布线64所承载的线路（未图示）并最终向控制器24 (图1)递送信号的电路（未图示）。 [0087] 图9示意性地示出了模式选择组件60。经由使用者食指或其它手指350的促动而 使套环62相对于外壳40在三种模式位置之间旋转。从使用者的食指350完全弯曲移动到 该手指350完全延伸的三种模式为：向前、振荡和向后。套环62经由适于可适用的使用者 生物计量的食指的力而旋转。霍尔传感器304各生成与磁体302的所感测到的通量密度成 比例的电信号，而该电信号是套环62的旋转位置的函数。控制器24(图1)被编程将这样 生成的信号转化为使用者所希望的模式或操作方向，并且然后促使马达80(图3A)根据这 个选择操作。
[0088] 更一般而言，模式选择组件60被配置成将可旋转的套环62设置为原本抓握该握 把50 (图2A)的使用者手的食指的触及范围内的机电开关。该组件60向控制器24 (图1) 提供反馈，诸如马达/工具方向（例如，向前、反向或振荡）、马达安全停止、使控制器24内 的值复位和/或启用、停用手持件或者在由单个控制器24电连接的多个手持件之中循环。 磁体302的布置（或者相对于彼此固定的磁体302的阵列）和多个霍尔传感器304相对于 彼此固定，其中，通过手动操纵，磁体/磁体阵列相对于传感器/传感器阵列运动。相对位 移被转变为电压信号，电压信号控制控制器24内的功能。相对运动可以是单次旋转或者平 移，或者更复杂，包括绕三个正交轴线旋转和沿着三个正交轴线平移。
[0089] 可选地，并且为了额外安全性，来自霍尔传感器304的信号可以个别地反向，以作 为向前和向后方向。例如，在向前状态或模式，霍尔传感器304中的第一霍尔传感器必须表 现出高电压，而霍尔传感器304中的第二霍尔传感器必须表现出低电压；在向后状态，第一 霍尔传感器304必须表现出低电压而第二霍尔传感器304必须表现出高电压。利用这种方 案，单次短路事件不太可能造成向前"命令"被不正确地向控制器24(图1)发出向后"命 令"（并且反之亦然）。
[0090] 马汰鉬件
[0091] 返回至图3A至图3C，马达80被设置为马达组件380的部分，组件380还可包括输 出轴382,端帽384a、384b和线386a-386c。马达80是无刷电动马达，无刷电动马达被配置 成向输出轴382提供足够的机械功率。霍尔传感器可选地存在于马达80中。马达80可选 地连接到线386a-386c中的仅三个上，每个相位一个。
[0092] 输出轴382由马达80可旋转地驱动。齿轮齿388可以直接形成到输出轴382内， 以与齿轮系82相接合并且用作小齿轮，如下文所描述那样。
[0093] 端帽384a、384b与机械轴密封件390和可注射的聚合物密封剂392组合，以密封 马达80避免蒸汽和蒸汽冷凝液。可以提供平坦的聚合物垫圈394,其防止密封剂392污染 马达38的滚珠轴承并且密封端帽384a、384b中的马达安装螺旋孔。端帽384a、384b因此 有助于密封马达80并且向轴密封件390、密封剂392和垫圈394提供定位特征。
[0094] 齿轮系
[0095] 齿轮系82可以呈现适于将马达输出轴382的旋转传递到驱动轴84的很多种形 式。在待决的申请所设想到的一个实施例中，齿轮系82为齿轮减速系统，齿轮减速系统包 括第一级行星组400、第二级锥齿轮组402和第三级行星组404。额外地参考图10所示的 简化示意图，齿轮级400-404将马达80扭矩增加到所需的输出轴扭矩，同时满足最小的输 出轴84速度要求。
[0096] 由马达输出轴382提供的小齿轮388用作第一级行星组400的太阳齿轮。小齿轮 /太阳齿轮388与原本保持在内齿圈412内的行星齿轮410形成螺纹接合，内齿圈412用作 第一级400的载架。第一级400的齿轮的齿距、减速比和材料被选择为递送高减速并且具 有较小尺寸，同时保持齿应力在可接受的水平内。
[0097] 第二级402的小锥齿轮430与第一级400的载架直接啮合。作为参考，小锥齿轮 430并不以与马达输出轴382相同的速度旋转。锥齿轮432的齿与小锥齿轮430的齿接合， 锥齿轮432用作到第三级404的输出。第二级402的间距和减速比以及材料被选择为递 送高减速，具有较小尺寸，同时保持齿应力在可接受的水平内。另外，锥齿轮430、432中的 每一个由轴承支承，轴承能够对由锥齿轮430、432所经历的径向和推力负荷做出充分反作 用。
[0098] 第三级404包括太阳齿轮440,太阳齿轮440形成充当直接接合锥齿轮432的花键 驱动器的齿。太阳齿轮440还形成具有载架444的行星齿轮组件442的部分，载架444直 接接合驱动轴84。
[0099] 刺激器纟目件
[0100] 具体地参考图3A，刺激器组件68通常被构造为向驱动轴84、且因此向安装到驱动 轴84上的外科手术工具（未图示）提供电流刺激路径。在某些实施例中，并且额外参考图 11，刺激器组件68包括护罩或端口 460、引脚462、线路464(在图3A中隐藏）和接触子组 件466。护罩460被配置成安装到外壳40上（例如，经由螺纹468)并且保持引脚462。引 脚462由导电金属、诸如黄铜制成。相反，护罩460由耐用、高温绝缘材料构成，其保护金属 引脚462并且使金属引脚462与外壳40绝缘。护罩460和引脚462的形状和大小适于接 纳来自单独刺激功率源的常规输入插塞（未图示），并且与这种常规输入插塞形成电接合。
[0101] 线路464包括绝缘线，其将刺激能量从引脚462传输到接触子组件466。线路可以 直接钎焊到引脚462和接触子组件466。
[0102] 接触子组件466可以呈现各种形式，被配置成将来自线路464的刺激能量传输到 驱动轴84。在一个实施例中，接触子组件466包括接触外壳470和滑环472。滑环472由 导电、耐腐蚀和耐磨损金属材料（例如，青铜）构成，并且大小适于安置于驱动轴84上。接 触外壳470固持滑环472,并且提供用于与线路464连接的钎焊杯。
[0103] 利用上述构造，刺激器组件68能够向驱动轴84递送充足的刺激能量。这样提供 的刺激能量从驱动轴84被传导到安装于轴84上的导电工具上，以执行各种外科手术协议， 诸如神经完整性监视（NM)。刺激能量可以提供给工具，无论轴84是旋转的还是静止的。 虽然手持件20被描述为采用滑环472来向驱动轴84递送刺激能量，但也可以与其它构造、 诸如斜盘簧或刷建立电接触。无论如何，并且如附图所示，驱动轴84由聚合物或陶瓷护套、 管或轴承与手持件20的其它部件（除了接触子组件466之外）电隔离。根据某些实施例 的各种其它电隔离特征在图12中进一步示出。
[0104] 如在图12中示意性地示出，手持件20可包括各种绝缘体，诸如电缆绝缘体502,触 发器绝缘体508、用于使PCB 306绝缘的绝缘体510、轴绝缘体514、轴承隔圈绝缘体516、齿 轮绝缘体518和端帽绝缘体520。上文所描述的绝缘体中的每一个可以由各种合适材料形 成，一个非限制性示例为聚醚醚酮（PEEK)。
[0105] 额外可诜的手持件特征
[0106] 参考图3A，手持件20可以被配置成用于高压灭菌/蒸汽灭菌（例如，所有暴露的 部件足够结实以耐受重复的高压蒸汽灭菌）。止回阀组件480可选地安装到外壳40上，被 配置成在外壳40内部与周围空气之间提供流体连通。止回阀组件480被配置成，当经受灭 菌条件时呈现打开状态，由此外壳40的内部压力超过作用于外壳40上的外部压力，以允 许从外壳40排出空气。适用于本手持件20的止回阀组件的示例可以见于例如名称为"止 回阀通风可消毒电动手术手持件（Check Valve Vented Sterilizable Powered Surgical Handpiece) "的美国专利申请序列号No. 13/419, 129中，该美国专利申请以其全文引用的 方式并入到本文中。
[0107] 手持件20可选地被配置成与图像引导系统相互作用。因此，手持件20可选地被 配置成接纳可选的导航适配器。例如，前端52的大小和形状适于提供与包含于导航适配器 (例如，可购自Medtronic，Inc.)内的部件（例如，0形环）干涉配合，生成充分的摩擦以防 止导航适配器旋转
[0108] 手持件20也可选地被配置成包括电棘齿特征部。例如，描述于名称为"用于电动 螺丝起子的电棘齿（Electric Ratchet for a Powered Screwdriver)"的美国专利申请公 告No. 2012-0274253(其以全文引用的方式并入到本文中）中的电棘齿特征部可用于本公 开。
[0109] 控制器
[0110] 控制器24是基于微处理器的计算机，其包括相关联的存储器和相关联的输入/输 出电路。输入装置26和显示屏28可以与控制器24容纳在一起或者可以是单独的部件。另 夕卜，输入装置26和显示屏28可以组合，诸如与图形用户界面或者触摸屏组合。在某些实施 例中，控制器24是集成功率控制台，其可以以商标名称丨PC?购自位于明尼苏达州的明尼 阿波利斯的美敦力公司（Medtronic, Inc.of Minneapolis, MN),并且被编程（例如，软件） 为与手持件20形成接口，如上文所描述。
[0111] 如通过上文的解释所指示，控制器24可以被编程为与手持件20形成接口，以用于 各种操作，可以从使用者接收输入并且可以向使用者提供实时反馈。例如，在某些实施例 中，控制器24被编程为基于马达电流反馈而在图形用户界面上显示采用的矩阵。控制器 24可以基于马达电流反馈来限制扭矩随着时间的变化率，并且可以通过监视扭矩随着时间 的变化率来检测螺钉、工具和/或骨骼的损毁。除了上述内容，控制器24可以被编程为通 过停止马达80 (图3A)和/或控制递送到马达80的电流来对于螺钉、工具和/或骨骼的损 毁做出反应。控制器24可以被编程为基于马达位置反馈和螺纹导程（螺距）而在图形用 户界面上显示螺钉的前移/移位。当启用安全停止（经由电容开关子组件252 (图3A))时 (例如，用户手指从触发器58移除（图3A))，控制器24通过停止向马达80递送功率而提 供主动制动。与从刺激组件68 (图3A)接收的信息相结合，当供应的刺激能量到达阈值时， 控制器24可以停止马达80。而且，控制器24可以被编程为经由以下算法来提供马达超温 保护；该算法通过随着时间求马达电流平方的积分来估计马达绕组温度。而且，该算法可以 使用温度估计来补偿由于绕组电阻变化造成的电流损失。
[0112] 旋转型电动手持件和相对应的系统和使用方法提供了优于先前设计的显著改进。 使用仅单个手/手指，外科医生能快速选择所希望的操作方向和/或模式，以及直接控制旋 转速率。上文所描述的这些和其它特征并入到原本能以超过7Nm的最大扭矩以0-250rpm 的可变速率操作的手持件内。
[0113] 尽管参考优选实施例描述了本公开，本领域技术人员应认识到在不偏离本公开内 容的精神和范围的情况下可做出形式和细节的变化。
【权利要求】
1. 一种外科手术手持件，包括： 外壳，所述外壳形成握把； 驱动轴，所述驱动轴由所述外壳可旋转地保持； 触发器组件，所述触发器组件适于生成指示使用者所希望的速度的信号，所述触发器 组件包括由所述握把保持的触发器； 模式选择组件，所述模式选择组件适于生成指示使用者所希望的旋转方向的信号，所 述模式选择组件包括由所述外壳邻近所述握把所保持的套环； 其中，所述手持件被配置成，当所述握把被抓握于使用者的手掌中时，所述使用者手掌 的食指能够与所述触发器和所述套环选择性地相互作用。
2. 根据权利要求1所述的外科手术手持件，其特征在于，还包括工具连接器组件，所述 工具连接器组件安装到所述驱动轴的远端，所述工具连接器组件被配置成接纳外科手术工 具的接口端。
3. 根据权利要求2所述的外科手术手持件，其特征在于，所述工具连接器组件包括锁 定状态，其中，在所述锁定状态，所述工具连接器组件被配置成固持具有裸工具轴的工具。
4. 根据权利要求3所述的外科手术手持件，其特征在于，所述工具连接器组件包括： 柱塞； 由所述柱塞承载的一个或多个球， 安置于所述柱塞上的第二套环； 套筒，所述套筒可滑动地安置于所述第二套环上，以选择性地向与所述球对准的所述 第二套环的区域径向向内地施力； 其中，所述一个或多个球由所述第二套环相对于所述柱塞选择性地径向向内偏压，以 相对于所述柱塞锁定所述工具的工具接口端。
5. 根据权利要求4所述的外科手术手持件，其特征在于，所述工具连接器组件被配置 成，在所述工具轴与所述球初始接合时固定所述工具轴。
6. 根据权利要求5所述的外科手术手持件，其特征在于，所述第二套环包括后区域，所 述后区域被配置成将所述工具连接器组件安装到所述驱动轴上。
7. 根据权利要求1所述的外科手术手持件，其特征在于，还包括马达组件，所述马达组 件被配置成经由齿轮系来旋转所述驱动轴，所述齿轮系包括齿轮减速系统，所述齿轮减速 系统被配置成增加所述马达的输出扭矩，同时减小所述驱动轴的输出速度。
8. 根据权利要求1所述的外科手术手持件，其特征在于，所述触发器组件包括： 触发器位置子组件，所述触发器位置子组件被配置成感测所述触发器的位置，并且向 控制器生成指示所感测到的位置的信号；以及 电容开关子组件，所述电容开关子组件被配置成向所述控制器生成指示使用者的手指 是否与所述触发器接触的信号。
9. 根据权利要求8所述的外科手术手持件，其特征在于，所述触发器位置子组件包括 磁体、霍尔传感器和连接到所述霍尔传感器的印刷电路板（PCB); 其中，所述霍尔传感器保持在相对于所述触发器的一定位置处，并且适于感测所述磁 体的通量密度，并且生成与所述感测的通量密度成比例的电信号； 其中，所述PCB被配置成从所述霍尔传感器向所述控制器递送信号。
10. 根据权利要求9所述的外科手术手持件，其特征在于，所述霍尔传感器和PCB被液 密封于所述握把内。
11. 根据权利要求8所述的外科手术手持件，其特征在于，由所述触发器位置子组件生 成的信号和由所述电容开关子组件生成的信号是反向的。
12. 根据权利要求1所述的外科手术手持件，其特征在于，所述套环可绕所述驱动轴的 轴线旋转。
13. -种用于外科手术手持件的外科手术工具，所述外科手术工具包括： 具有接口端的轴，其中，所述接口端包括两个平坦表面，且其中所述接口端不包括锁 销、凹槽或凹陷。
14. 根据权利要求12所述的外科手术工具，其特征在于，所述轴为裸轴。
15. -种外科手术系统，包括： 外科手术手持件，所述外科手术手持件包括马达； 连接到所述外科手术手持件的外科手术工具； 控制器，所述控制器连接到所述外科手术手持件并且被编程为与所述外科手术手持件 形成接口，所述控制器包括数据输入装置和显示屏，其中，所述控制器被编程为在所述显示 屏上显示由所述外科手术手持件施加的扭矩，其中，所显示的扭矩基于马达电流反馈。
16. 根据权利要求15所述的外科手术系统，其特征在于，所述控制器被配置成基于所 述马达电流反馈来限制由所述外科手术手持件施加的扭矩随着时间的变化率。
17. 根据权利要求16所述的外科手术系统，其特征在于，所述控制器被配置成监视所 述扭矩随着时间的变化率，并且检测外科手术工具或者被施加了所述外科手术工具的骨骼 的损毁；以及 其中，所述控制器被编程为，如果检测到损毁，停止所述马达或者控制递送到所述马达 的电流。
18. 根据权利要求15所述的外科手术系统，其特征在于，还包括刺激器组件，所述刺激 器组件适于向所述驱动轴并由此向所述外科手术工具提供电流刺激路径。
19. 根据权利要求18所述的外科手术系统，其特征在于，还包括接触子组件，所述接触 子组件被配置成将刺激能量传输到所述驱动轴，以提供神经完整性监视（NIM)。
20. 根据权利要求19所述的外科手术系统，其特征在于，所述驱动轴包括第一静止状 态和第二旋转状态，且其中，所述外科手术手持件被配置成，当所述驱动轴处于所述第一状 态和第二状态之一时，向所述外科手术工具提供刺激能量。
21. -种用于脊柱外科手术中的外科手术系统，包括： 外科手术手持件，所述外科手术手持件包括马达； 控制器，所述控制器连接到所述外科手术手持件，并且被编程为与所述外科手术手持 件形成接口，其中，所述控制器被配置成检测与所述手持件相关联的外科手术工具或者被 施加了所述外科手术工具的骨骼的损毁，并且作为响应，被编程为如果检测到损毁，停止所 述马达或者控制递送到所述马达的电流； 刺激器组件，所述刺激器组件适于向所述驱动轴提供电流刺激，以提供神经完整性监 视_); 导航适配器，所述导航适配器联接到所述外科手术手持件。
【文档编号】A61B17/16GK104271052SQ201380022881
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月13日
【发明者】M·L·克尔兹, C·L·费尔, M·S·法瑞尔, A·克莱玛兹瓦斯基, D·J·利特尔, M·K·鲁尔迪, G·诺曼, R·K·瓦卡洛 申请人:美敦力施美德公司