包括相关工具的外科、扭矩转移器械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于提供扭矩的外科器械以及从动工具，所述从动工具可旋转地支撑在器械手持件或与器械手持件连接的手持件轴中，并且可将扭矩尽可能高地传送到所述从动工具。
【背景技术】
[0002]在先进(微创)外科手术中，多种器械用于例如骨、软骨等等的碎块移除或材料移除机加工，例如利用关节镜手术、在脊椎外科手术和类似的矫形治疗中的机加工，所述器械包括符合人体工学的成形手持件和任选可更换工具(如铣刀、转刀、抛光头等等)，所述可更换工具可旋转地支撑在手持件中、处于其远端处以便能够从动。取决于指定用途和预期的旋转速度，工具驱动装置是液压、气动或电动驱动装置，所述工具驱动装置通过手持件内的扭矩传送系(如齿轮机构和/或可能彼此联接的许多轴)与工具可操作地连接。驱动装置可被整合到手持件中，或实现为通过能量供应线路或扭矩传送线路(例如柔性和弹性轴)连接到手持件的外部驱动单元；在这种情况下，手持件基本上仅用于容纳齿轮机构或扭矩传送系。
[0003]管状手持件轴通常连接/安装到手持件的远端，即面向身体的末端，并且取决于预期的用途，所述手持件轴具有不同的轴长度和形状，以便行进到患者体内的各个位置。举例来说，存在笔直或弓形的手持件轴，或优选是在它们装配到手持件的区带中为曲柄状(有角度)的那些轴；在所述手持件轴中，扭矩传送杆或轴(以下为:扭力杆)始终受到支撑。所述杆/轴必须是足够刚性(耐扭力)，以便能够将所需扭矩转移到在远端插入所述杆/轴中或形成在所述杆/轴上的工具(即杆需要具有足够高的扭转刚度)，而且必须是足够柔性的，即拥有特定弯曲柔韧性，以便能够同时在旋转运动的存在下遵从(非笔直)手持件轴路线的曲率。
[0004]为将工具连接到支撑在手持件轴中的扭力杆，提供联轴器来可拆卸地接收工具轴。然而在这种布置中，一个问题是利用一种设计来提供用于小直径手持件轴内的可能可更换工具的这种联轴器，这种设计甚至在这种小手持件轴直径和高旋转速度的情况下、尤其同时在利用长手持件轴的情况下，确保外科器械的安全和持久的功能。此外，手持件轴也应可更换地容纳于手持件上，以便能够利用单一手持件来实现不同的轴长度和形状。这里，关键点是容纳在手持件中的齿轮机构/扭矩传送系与支撑在轴中的扭力杆之间的另外可拆卸的基于扭矩的连接；一方面，需要所述连接以容易和简单方式来完成，而另一方面，所述连接应该会转移足够高的扭矩。最后，器械的可操作性(包括更换工具和/或手持件轴的方法)应为简单和安全的。
[0005]现有技术
[0006]例如根据EP I 598 023 A2已知这个种类的外科器械和尤其是这种外科器械的手持件。
[0007]在这种特殊情况中，已知的手持件由套筒状手柄部分(当然，其可具有任何其它手柄形状)组成，所述套筒状手柄部分具有:近端(背向身体)，动力源(压缩空气、电流或液压)的线路封装可连接到所述近端；以及远端(面向身体)，手持件轴借助于联管螺母螺纹连接(任选地以可更换方式)到所述远端。手持件轴具有外轴夹套和内轴夹套，所述内轴夹套也用于可滑动地并可旋转地引导插入其中的扭力杆。在轴向上，内轴夹套再分为数个节段，在所述节段之间，每一个滚珠轴承插入外轴夹套中，所述滚珠轴承将扭力杆支撑在外轴夹套上。工具、优选是铣刀头被固定或形成于扭力杆的远端上。
[0008]可从这篇参考专利得知，工具基本上由彼此一件式连接的接合或切割头与扭力杆形成。因此，工具与手柄部分内的齿轮机构/扭矩传送系之间的联接是唯一地在联管螺母的区域中实现。这意味着工具是定制的物品，所述工具的长度尤其适于所述一个特定的手持件轴，并且不能用于具有另一长度的其它手持件轴。很明显，这种设计原理对于制造以及提供工具来说成本高昂，因为必须为每一种手持件轴提供或存储匹配工具。
[0009]附图1示意地说明这种已知外科器械的纵向截面，其中工具已被插入外科器械中。
[0010]根据此图，已知工具包括工具轴，所述工具轴凸出到器械轴或手持件轴的远端之外以使得成为可旋转的，并且其远端提供有切割头(未进一步详细示出)。图2中以放大图说明的近端工具轴末端提供有呈锐化楔形形状形式的已知工具轴，所述锐化楔形形状形成彼此背向并且用于引入扭矩的两个倾斜表面(对应于所谓的二面体)。在所述楔形形状的远端部分上，工具轴形成有圆周凹槽，所述圆周凹槽如将在以下所述用作轴向锁定装置。
[0011]根据以上工具构造，已知手持件的远端提供有轴向可位移帽套，器械轴或手持件轴可借助于所述轴向可位移帽套以防扭矩方式联接到手持件。在手持件内的帽套的区域中，提供可旋转支撑的容纳管，所述容纳管的近端部分放入旋转心轴中，并且借助于十字销以防扭矩方式紧固在所述旋转心轴中。
[0012]形成于容纳管的远端上的是至少两个沿直径相对的孔，所述孔具有可移动地插入其中的夹紧球。闭合或夹紧套筒受支撑以便围绕容纳管的外部并且以便可轴向地位移；在第一轴向位置中，所述夹紧套筒不阻挡夹紧球以便所述夹紧球可径向向外移动，并且在第二轴向位置中，所述夹紧套筒在径向向内方向上推动夹紧球。对于夹紧套筒的手动操作来说，还提供滑块，所述滑块支撑在手持件的外部并且借助于驱动销连接到夹紧套筒。在这种情形下，应注意的是，用弹簧将滑块推向夹紧套筒的第二轴向位置。
[0013]可从图1进一步得知的，扭矩传送螺栓提供在容纳管内，以便可在轴向上相对地位移；所述螺栓包括远端布置的、轴向延伸的楔形凹口，所述凹口可被制作来接合工具轴的楔形形状以用于扭矩传送。螺栓借助于弹簧在远端方向上偏置，且由十字销以防扭矩方式紧固在容纳管中。
[0014]根据所述构造设计，已知工具一一其中其工具轴向前一一必须在手持件轴的远端尖端处插入所述手持件轴中，并且必须在所述手持件轴中朝向容纳管轴向位移，直到近端工具轴楔形件(二面体)抵靠夹紧球。这时，夹紧套筒通过滑块轴向地位移到其释放位置中，以便夹紧球通过工具轴楔形件在径向向外方向上移位，并且以这种方式能够进一步行进到容纳管中，直到它位于扭矩传送螺栓的凹口中。如果滑块再次被释放，那么夹紧套筒(由预张紧弹簧驱动)自动地回到其夹紧位置中，此处夹紧球受径向向内推动进入工具轴上的圆周凹槽中，并由此将工具轴锁定在轴向位置上。以这种方式，扭矩可从旋转轴通过十字销、容纳管、另一十字销和扭矩传送螺栓(扭矩传送系)而转移到工具轴。
[0015]然而，以上所述的已知构造具有需要改进的一些特定特征:
[0016]所描述的十字销连接导致手持件内的扭矩传送螺栓以及容纳管以及旋转轴中的材料的局部削弱。另外，十字销十分薄，并因此容易破坏。总的来说，可转移的扭矩受到限制。
[0017]此外，工具轴的楔形形状不太适用于转移高的扭矩，因为轴向作用力的量导致工具侧面楔形形状与扭矩传送螺栓的凹口脱离。此外，必须预想到的是，容纳管在凹口的区域中伸展开。利用这种设计，用于将工具轴连接到器械手持件内的齿轮机构/扭矩传送系的整个联接相关机械系统已移位到帽套的区域，在这个区域中，仍存在用于接收联接元件的足够量的径向余隙。因此，工具轴必须跨距器械轴或手持件轴的全长。这意味着每一种手持件轴都需要特殊的工具。
[0018]如果意图由所谓的通用系统(其中数种工具可被插入一个手持件轴中)来替换本身已知的并且由手持件、可连接到所述手持件的手持件轴以及相关工具组成的单独系统，那么必须要采用如下的规定:能够防止使用对特定的手持件轴来说是错误工具的工具。然而，已知的现有技术中并没有建议这些规定。
【发明内容】
[0019]鉴于以上所述现有技术，本发明的目标是提供用于外科扭矩转移器械的工具，以及优选地由器械手持件和根据本发明的至少一个(或更多个)工具组成的系统(外科器械)，所述工具各自允许实现更好的功能。优选地，所述器械应该能够总体上转移高扭矩；更优选地，它应具有简易和安全的操纵。目标之一是通过为不同(可更换)手持件轴使用通用工具来降低系统/器械的生产和维护成本。
[0020]本发明的以上目标以及另一有利目标是通过通用工具器械手持件以及通过由手持件和可更换手持件轴构成的系统/器械来实现，所述通用工具器械手持件以及系统/器械包括权利要求1和8的特征。本发明的有利配置和/或进一步改进是从属权利要求的主题。
[0021]本发明的要旨因此在于提供外科扭矩转移器械的碎块移除工具，其包括由工具轴邻接的远端接合节段(工具头)，所示工具轴的近端部分准备用于向器械的工具安装件中的扭矩转移、轴向紧固式插入。为此，近端部分包括至少一个功能区段“扭矩传送部”和与其轴向间隔的功能区段“轴向锁定部”，所述功能区段独立于彼此实现各自功能。根据本发明，功能区段“轴向锁定部”尤其提供就其几何形状(几何特性)而言的参数(用于改变/个体化的至少一个参数)，所述参数应该根据键/键孔原理仅随包括对应几何相配参数(至少一个相配参数)的一个工具安装件而变化并与其协作，以用于工具的正确安装。这就是以下方面的原因:对特定器械/手持件轴来说为错误或不适合工具的工具无法被插入相应工具安装件中，或在可能的情况下，只能使用减少的功能。即使这种不适合工具被外科医生无意地选中，由于几何或构造原因，它也不能被插入本发明的工具安装件中并被轴向地锁定在工具安装件中的适当位置；如果可能插入，那么组件也将具有减少的功能。
[0022]这里，有利的是以下情况，功能区段“轴