RU2077275C1

RU2077275C1 - Surgical drill

Info

Publication number: RU2077275C1
Application number: RU95101462A
Authority: RU
Inventors: А.А. Мелай; А.М. Мелай; В.Б. Жарков; Ю.Л. Агеев
Original assignee: Жарков Владимир Борисович
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1997-04-20
Also published as: RU95101462A

Abstract

FIELD: surgery and traumatology. SUBSTANCE: surgical drill has body 1 with handle 31, drive 2, hollow spindle 6 and a clamping device, with detachable movable bush 11 positioned on the spindle; the clamping device is made in the form of a flat spring and furnished with thrust ring 12; the outer surface of spindle 6 has lateral groove 14, communicating with cavity 9, and blind hole 15 connected to longitudinal duct 16 for flat spring 17, having fixing lug 17 positioned in the blind hole and key 19 is installed for movement in lateral groove 14; lugs 21 are provided at the ends of spring 17, they are positioned for engagement with ends 23 and 24 of bush 11 having internal receiving surfaces; bush 11 is installed for longitudinal slip and engagement with thrust ring 12 by the end oriented to body 1. Besides, handle 31 may be connected to body 1 for angular fixation, it is installed on axle 30. EFFECT: enhanced reliability of instrument fixation simplified design and reduced time of operation due to quick replacement of this instrument. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для хирургии и травматологии. Преимущественная область использования в ринологии и отиатрии. The invention relates to medical equipment and is intended for surgery and traumatology. Primary area of use in rhinology and otiatrics.

Известна хирургическая дрель, содержащая корпус с установленным в нем шпинделем, зажимной механизм, выполненный в виде вкладыша с симметрично расположенными относительно полости шпинделя цилиндрическими роликами с углублениями на боковых сторонах, рукоятку, привод, причем вкладыш установлен с возможностью взаимодействия с пружиной, размещенной между вкладышем и крышкой, причем рабочая поверхность прижимной полости шпинделя выполнена в виде конического отверстия (А. с. СССР N 1648402, кл. А 61 В 17/16, 1991). Known surgical drill comprising a housing with a spindle installed in it, a clamping mechanism made in the form of an insert with cylindrical rollers symmetrically positioned relative to the spindle cavity with recesses on the sides, a handle, a drive, the insert being installed to interact with a spring placed between the insert and cover, and the working surface of the clamping cavity of the spindle is made in the form of a conical hole (A. S. of the USSR N 1648402, class A 61 B 17/16, 1991).

Недостатком указанной конструкции является невозможность проведения полной дезинфекции и стерилизации зажимного механизма вследствие того, что зажимной механизм расположен внутри дрели. Другим не менее существенным недостатком является невысокая надежность фиксации инструмента в зажимном цанговом механизме, что, в свою очередь, при больших частотах вращения шпинделя может привести к раскреплению инструмента, его проворачиванию в посадочном отверстии, выпадению, следствием чего является травмирование близлежащих к операционному полю тканей. The disadvantage of this design is the impossibility of a complete disinfection and sterilization of the clamping mechanism due to the fact that the clamping mechanism is located inside the drill. Another no less significant drawback is the low reliability of fixing the tool in the clamping collet mechanism, which, in turn, at high spindle speeds can cause the tool to loose, rotate it in the landing hole, and fall out, resulting in injury to tissues adjacent to the surgical field.

Прототипом заявляемого устройства является хирургическая дрель, содержащая корпус с рукояткой, приводом, полым шпинделем и с зажимным механизмом с размещенной на шпинделе съемной подвижной втулкой с симметрично расположенными относительно полости шпинделя цилиндрическими роликами и дополнительным зажимом в виде выполненной на вкладыше торцевой цанги (Патент России, N 2007136, кл. А 61 В 17/16 от 15.02.94). The prototype of the claimed device is a surgical drill containing a housing with a handle, a drive, a hollow spindle and with a clamping mechanism with a removable movable sleeve placed on the spindle with cylindrical rollers symmetrically positioned relative to the spindle cavity and an additional clamp in the form of an end collet made on an insert (Russian Patent, N 2007136, class A 61 17/16 dated 02.15.94).

Недостатки устройства-прототипа:
не обеспечивается надежная передача крутящего момента от привода к инструменту;
не обеспечивается надежный зажим инструмента, который может привести к раскреплению инструмента, его выпадению и к травмированию тканей, близлежащих к операционному полю;
невозможность сокращения времени оперативного вмешательства при необходимости использования во время операции последовательно нескольких хирургических инструментов, большая доля вспомогательного времени, связанного с закреплением-раскреплением механизма зажима инструмента;
отсутствие удобства во время эксплуатации дрели при ориентировании инструмента под различными углами в операционном поле и из-за достаточно больших габаритных размеров рукоятки, связанных с размерами встроенного в нее привода, что также является косвенной причиной, приводящей к травмированию тканей, близлежащих к операционному полю.The disadvantages of the prototype device:
reliable transmission of torque from the drive to the tool is not ensured;
a reliable clamping of the instrument is not ensured, which can lead to the unfastening of the instrument, its loss and injury to tissues adjacent to the operative field;
the impossibility of reducing the time of surgical intervention if it is necessary to use several surgical instruments consecutively during the operation, a large proportion of the auxiliary time associated with fixing and unfastening the clamping mechanism of the instrument;
lack of convenience during the operation of the drill when orienting the tool at various angles in the surgical field and due to the sufficiently large overall dimensions of the handle associated with the dimensions of the drive built into it, which is also an indirect reason leading to injury to tissues adjacent to the surgical field.

Задачей настоящего изобретения является упрощение зажимного механизма, доступность его дезинфекции и стерилизации, удобство эксплуатации, быстрота смены инструмента, а также повышение надежности закрепления инструмента и исключение травмирования близлежащих к операционному полю тканей. The objective of the present invention is to simplify the clamping mechanism, the availability of disinfection and sterilization, ease of use, quick change of the tool, as well as improving the reliability of fixing the tool and avoiding injury to tissues adjacent to the operative field.

Выполнение поставленной задачи достигается тем, что у хирургической дрели, содержащей корпус с рукояткой, приводом, полым шпинделем и с зажимным механизмом с размещенной на шпинделе съемной подвижной втулкой, зажимной механизм выполнен в виде плоской пружины и снабжен упорным кольцом, причем на наружной поверхности шпинделя выполнены сообщающийся с полостью поперечный паз и глухое отверстие, соединенное с поперечным пазом продольным каналом под пластинчатую пружину, имеющую расположенный в глухом отверстии фиксирующий выступ и выполненную под стопор инструментального хвостовика шпонку, установленную с возможностью перемещения в поперечном пазу, при этом на концах пружины выполнены выступы, расположенные с возможностью взаимодействия с имеющими внутренние заходные поверхности торцами втулки, установленной с возможностью продольного скольжения и взаимодействия с упорным кольцом, торцом, ориентированным к корпусу. При этом рукоятка соединена с корпусом с возможностью угловой фиксации и установлена на оси. The fulfillment of this task is achieved by the fact that in a surgical drill containing a housing with a handle, a drive, a hollow spindle and with a clamping mechanism with a removable movable sleeve located on the spindle, the clamping mechanism is made in the form of a flat spring and equipped with a thrust ring, and on the outer surface of the spindle a transverse groove communicating with the cavity and a blind hole connected to the transverse groove by a longitudinal channel for a leaf spring having a fixing protrusion located in the blind hole and a key located under the stopper of the tool shank, mounted with the possibility of movement in the transverse groove, and at the ends of the spring there are protrusions arranged to interact with the ends of the sleeve having internal leading surfaces, mounted with the possibility of longitudinal sliding and interaction with the thrust ring, the face oriented to case. In this case, the handle is connected to the housing with the possibility of angular fixation and mounted on the axis.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид хирургической дрели, штриховой линией показано одно из возможных положений рукоятки, на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1 при раскрытом зажимном механизме, на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1 при закрытом зажимном механизме, на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 5 инструмент, на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 3, на фиг. 7 сечение Г-Г на фиг. 3 вариант с плоской пружиной, на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 3 вариант с пружиной, центральная часть которой выполнена П-образной формы, а на фиг. 9 разрез вдоль продольной оси. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a surgical drill; a dashed line shows one of the possible positions of the handle; FIG. 2, section AA in FIG. 1 with the clamping mechanism open, FIG. 3, section AA in FIG. 1 with the clamping mechanism closed, in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1, in FIG. 5 tool, in FIG. 6, section BB in FIG. 3, in FIG. 7 section GG in FIG. 3 a variant with a flat spring, in FIG. 8 is a section GG in FIG. 3 is a variant with a spring, the central part of which is made in a U-shape, and in FIG. 9 section along the longitudinal axis.

Хирургическая дрель содержит корпус 1 с установленным в нем приводом 2 и закрепленными на корпусе 1 задней крышкой 3 и передней крышкой 4 с установленным в ней на подшипниках 5 полым шпинделем 6. Шпиндель 6 и выходной вал привода 2 соединены между собой муфтой 7. Шпиндель 6 со стороны консольного конца 8 выполнен полым 9 для установки инструмента 10. На консольном конце 8 шпинделя 6 размещен зажимной механизм, выполненный в виде съемной подвижной втулки 11 с возможностью продольного перемещения в заднем положении до упорного кольца 12. На наружной поверхности 13 шпинделя 6 выполнен поперечный паз 14 с выходом его во внутреннюю полость 9. Кроме этого, на наружной поверхности 13 выполнено глухое отверстие 15. Поперечный паз 14 и глухое отверстие 15 по наружной поверхности 13 шпинделя 6 соединены продольным каналом 16 под пластинчатую пружину 17. Пластинчатая пружина 17 может быть выполнена фигурной и имеет фиксирующий выступ 18, размещенный в глухом отверстии 15 шпинделя 6. Пружина 17 несет на себе шпонку 19 под стопор 20 инструментального хвостовика, установленную с возможностью перемещения в поперечном пазу 14. На обоих концах пружины 17 выполнены выступы 21 и 22 с возможностью взаимодействия с соответствующими торцами 23 и 24 втулки 11. С обеих сторон втулки 11 выполнены внутренние заходные поверхности 25 и 26, например, конические. Кроме того, на торце 23 втулки 11 выполнен радиальный паз 27 с возможностью взаимодействия с выступом 21 пластинчатой пружины 17 для предотвращения проворачивания втулки 11 на шпинделе 6 (фиг. 8) предусматривает выполнение на внутренней поверхности втулки 11 продольного паза 28 под размещение пружины 17, центральная часть которой выполнена П-образной формы. В этом случае пружина 17 дополнительно играет роль призматической шпонки. The surgical drill comprises a housing 1 with a drive 2 installed in it and a rear cover 3 mounted on the housing 1 and a front cover 4 with a hollow spindle 6 mounted thereon on bearings 5. The spindle 6 and the output shaft of the drive 2 are connected by a coupling 7. The spindle 6 with the side of the cantilever end 8 is made hollow 9 for mounting the tool 10. On the cantilever end 8 of the spindle 6 there is a clamping mechanism made in the form of a removable movable sleeve 11 with the possibility of longitudinal movement in the rear position to the thrust ring 12. On the outer pivot The surface 13 of the spindle 6 has a transverse groove 14 with its exit into the internal cavity 9. In addition, a blind hole 15 is made on the outer surface 13. The transverse groove 14 and the blind hole 15 on the outer surface 13 of the spindle 6 are connected by a longitudinal channel 16 for the leaf spring 17. The leaf spring 17 can be made curly and has a locking protrusion 18 located in the blind hole 15 of the spindle 6. The spring 17 carries a key 19 under the stopper 20 of the tool shank, mounted with the possibility of movement transversely groove 14. At both ends of the spring 17, the protrusions 21 and 22 to cooperate with respective ends 23 and 24 of the sleeve 11. On both sides of the sleeve 11 are formed zahodnye inner surface 25 and 26, e.g., conical. In addition, at the end 23 of the sleeve 11, a radial groove 27 is made with the possibility of interaction with the protrusion 21 of the leaf spring 17 to prevent turning the sleeve 11 on the spindle 6 (Fig. 8) provides for the execution on the inner surface of the sleeve 11 of the longitudinal groove 28 for the placement of the spring 17, the central part of which is made in a U-shape. In this case, the spring 17 additionally plays the role of a key.

На выступе 29 корпуса 1 на оси 30 установлена рукоятка 31 с возможностью изменения и фиксации ее углового положения относительно оси шпинделя 6. Механизм угловой фиксации рукоятки 31 может быть выполнен любым, например, на выступе 29 выполнен ряд отверстий 32, расположенных по окружности с центром, совпадающим с осью 30, на таком же радиусном расстоянии от оси 30 на рукоятке 31 выполнено отверстие 33, в котором расположен фиксирующий штифт 34 с возможностью взаимодействия с отверстиями 32. На выступе 29 корпуса 1 установлена кнопка 35 управления приводом 2, соединяющая подводящий кабель 36 с кабелем 37 привода 2. A handle 31 is mounted on the protrusion 29 of the housing 1 on the axis 30 with the ability to change and fix its angular position relative to the axis of the spindle 6. The angular fixation mechanism of the handle 31 can be any, for example, on the protrusion 29 there are a number of holes 32 arranged in a circle with a center, coinciding with the axis 30, at the same radial distance from the axis 30, a hole 33 is made on the handle 31, in which a fixing pin 34 is located so that it can interact with the holes 32. On the protrusion 29 of the housing 1, a drive control button 35 is installed 2, connecting the supply cable 36 to the cable 37 of the actuator 2.

Хирургическая дрель работает следующим образом. После дезинфекции инструмента и зажимного механизма предварительно на консольном конце шпинделя 8 устанавливают зажимной механизм. Для этого при снятом упорном кольце 12 втулку 11 перемещают в заднее положение, выступ 18 пружины 17 размещают в глухом отверстии 15. Втулку 11 перемещают в переднее положение, ее передний конец заходит в пружину 17, фиксируя ее выступ 18 в отверстии 15, после чего устанавливают фиксирующее кольцо 12. За счет того, что расстояние между глухим отверстием и установленным в проточке шпинделя 6 кольцом 12 меньше длины втулки, дальнейшее любое положение втулки 11 на консольной части шпинделя 8 сохраняет фиксацию положения пружины 17 на шпинделе 6. Зажимной механизм готов к работе. Surgical drill works as follows. After disinfection of the tool and the clamping mechanism, a clamping mechanism is preliminarily installed on the cantilever end of the spindle 8. To do this, with the thrust ring 12 removed, the sleeve 11 is moved to the rear position, the protrusion 18 of the spring 17 is placed in the blind hole 15. The sleeve 11 is moved to the front position, its front end enters the spring 17, fixing its protrusion 18 in the hole 15, and then set the fixing ring 12. Due to the fact that the distance between the blind hole and the ring 12 installed in the bore of the spindle 6 is less than the length of the sleeve, any further position of the sleeve 11 on the cantilever part of the spindle 8 retains the fixation of the position of the spring 17 on the spindle 6. Clamping fur nizm ready to go.

При заднем положении втулки пружина 17 занимает положение, при котором шпонка 19 выведена из поперечного паза 14 шпинделя 6. In the rear position of the sleeve, the spring 17 occupies a position in which the key 19 is removed from the transverse groove 14 of the spindle 6.

Хвостовик инструмента 10 устанавливают в полость 9 консольного конца шпинделя 6 и совмещают стопор 20 инструментального хвостовика с поперечным пазом 14 шпинделя 6. После чего втулку 11 перемещают в левое крайнее положение, при этом втулка 11 внутренней заходной поверхностью 25 воздействует на пружину 17, утапливая ее в продольный канал 16, выполненный на наружной поверхности 13 шпинделя 6. Шпонка 19 вводится в поперечный паз 14 шпинделя 6 и стопор 20 инструментального хвостовика, объединяя их, а выступ 21 пружины 17 входит в паз 27 на торце 23 втулки 11 и фиксирует ее от проворачивания относительно наружной поверхности 13 шпинделя 6. При этом освобождается выступ 22 пружины 17 и взаимодействует с торцом 24 втулки 11, предотвращая выход выступа 21 пружины 17 из паза 27 втулки 11. Инструмент 10 надежно закреплен в шпинделе 6. The shank of the tool 10 is installed in the cavity 9 of the cantilever end of the spindle 6 and combine the stopper 20 of the tool shank with the transverse groove 14 of the spindle 6. After that, the sleeve 11 is moved to the left extreme position, while the sleeve 11 acts on the spring 17 with its inner engaging surface 25, sinking it into a longitudinal channel 16, made on the outer surface 13 of the spindle 6. The key 19 is inserted into the transverse groove 14 of the spindle 6 and the stopper 20 of the tool shank, combining them, and the protrusion 21 of the spring 17 enters the groove 27 at the end face 23 of the sleeve 11 and fix It prevents it from turning relative to the outer surface 13 of the spindle 6. In this case, the protrusion 22 of the spring 17 is released and interacts with the end face 24 of the sleeve 11, preventing the protrusion 21 of the spring 17 from coming out of the groove 27 of the sleeve 11. The tool 10 is securely fixed to the spindle 6.

Затем для задания необходимого углового положения оси инструмента 10 относительно рукоятки 31 последнюю поворачивают вокруг оси 30, установленной на выступе 29 корпуса 1 до заданного углового положения, после чего рукоятку 31 фиксируют установкой штифта 34 в отверстии рукоятки 31 и в одном из отверстий 32 на выступе 29 корпуса 1. Then, to set the required angular position of the axis of the tool 10 relative to the handle 31, the latter is rotated around the axis 30 mounted on the protrusion 29 of the housing 1 to a predetermined angular position, after which the handle 31 is fixed by installing a pin 34 in the hole of the handle 31 and in one of the holes 32 on the protrusion 29 housing 1.

После выполнения вышеприведенных операций дрель подготовлена к работе и хирург, воздействуя на кнопку 35, соединяет подводящий кабель 36 с кабелем 37 привода 2, который фиксируется от проворота в корпусе 1 крышкой 3. Вращение выходного вала привода 2 через муфту 7 передается шпинделю 6, установленному на подшипниках 5 в передней крышке 4. При этом вместе со шпинделем 6 вращается инструмент 10. After performing the above operations, the drill is ready for operation and the surgeon, acting on the button 35, connects the supply cable 36 to the cable 37 of the actuator 2, which is fixed from rotation in the housing 1 by the cover 3. The rotation of the output shaft of the actuator 2 through the clutch 7 is transmitted to the spindle 6 mounted on bearings 5 in the front cover 4. At the same time, the tool 10 rotates with the spindle 6.

Для извлечения инструмента втулку 11 по цилиндрической поверхности 13 шпинделя 6 перемещают в заднее положение до упорного кольца 12. При своем перемещении втулка 11 внутренней заходной поверхностью 26 взаимодействует с выступом 22 пластинчатой пружины 17, отгибая его в продольный канал 16, при этом выступ 21 пружины 17 выходит из паза 27, выполненного на торце 23 втулки 11, и освобождается центральная часть пластинчатой пружины 17, которая, разворачиваясь в глухом отверстии 15 на фиксирующем выступе 18, выводит шпонку 19 из поперечного паза 14 шпинделя 6 и освобождает инструмент 10. Причем во время всего перемещения втулки 11 вдоль наружной поверхности 13 шпинделя 6 не изменяется угловое положение втулки 11 и пружины 17, что обеспечивается за счет постоянного контакта центральной части пружины с пазом 27, выполненным на торце 23 втулки 11, а при выполнении втулки 11 с пазом 28 П-образная часть пружины 17 выполняет роль призматической шпонки и связывает между собой паз 28 втулки 11 и канал 16, выполненный на наружной поверхности 13 шпинделя 6. To remove the tool, the sleeve 11 along the cylindrical surface 13 of the spindle 6 is moved to the rear position until the thrust ring 12. When moving, the sleeve 11 with the inner engagement surface 26 interacts with the protrusion 22 of the leaf spring 17, bending it into the longitudinal channel 16, while the protrusion 21 of the spring 17 leaves the groove 27 made at the end face 23 of the sleeve 11, and the central part of the leaf spring 17 is released, which, turning in the blind hole 15 on the locking protrusion 18, leads the key 19 from the transverse groove 14 of the spindle 6 and about free tool 10. Moreover, during the entire movement of the sleeve 11 along the outer surface 13 of the spindle 6 does not change the angular position of the sleeve 11 and the spring 17, which is achieved due to the constant contact of the Central part of the spring with a groove 27 made on the end face 23 of the sleeve 11, and when performing sleeve 11 with a groove 28 The U-shaped part of the spring 17 acts as a key and connects the groove 28 of the sleeve 11 and the channel 16, made on the outer surface 13 of the spindle 6.

Использование предлагаемой конструкции хирургической дрели позволяет устранить возможность травмирования близлежащих к операционному полю тканей вследствие регулировки положения оси инструмента относительно рукоятки и использования зажимного механизма, обеспечивающего надежную фиксацию инструмента в шпинделе дрели и передачу крутящего момента от привода к инструменту. Кроме того, уменьшается время оперативного вмешательства за счет сокращения вспомогательного времени, необходимого на смену инструмента, так как при переустанове зажимного механизма в конечные положения втулка, с помощью которой осуществляется переключение, совершает возвратно-поступательное движение. Вследствие этого возможно использование различных инструментов для выполнения широкого спектра операций в отиатрии и ринологии. Using the proposed design of a surgical drill eliminates the possibility of injury to tissues adjacent to the surgical field due to the adjustment of the position of the tool axis relative to the handle and the use of a clamping mechanism that provides reliable fixation of the tool in the drill spindle and transmission of torque from the drive to the tool. In addition, the time of surgical intervention is reduced by reducing the auxiliary time required to change the tool, since when the clamping mechanism is reinstalled to the final positions, the sleeve with which the switching is performed makes a reciprocating movement. As a result, it is possible to use various tools to perform a wide range of operations in otiatrics and rhinology.

Claims

1 1. Хирургическая дрель, содержащая корпус с рукояткой, приводом, полым шпинделем и зажимным механизмом с размещенной на шпинделе съемной подвижной втулкой, отличающаяся тем, то зажимной механизм выполнен в виде плоской пружины и снабжен упорным кольцом, причем на наружной поверхности шпинделя выполнены сообщающийся с полостью поперечный паз и глухое отверстие, соединенное с поперечным пазом продольным каналом под пластинчатую пружину, имеющую расположенный в глухом отверстии фиксирующий выступ и выполненную под стопор инструментального хвостовика шпонку, установленную с возможностью перемещения в поперечном пазу, при этом на концах пружины выполнены выступы, расположенные с возможностью взаимодействия с имеющими внутренние заходные поверхности торцами втулки, установленной с возможностью продольного скольжения и взаимодействия с упорным кольцом, торцем, ориентированным к корпусу. 2 2. Дрель по п.1, отличающаяся тем, что рукоятка соединена с корпусом с возможностью угловой фиксации и установлена на оси. 1 1. A surgical drill containing a housing with a handle, a drive, a hollow spindle and a clamping mechanism with a removable movable sleeve located on the spindle, characterized in that the clamping mechanism is made in the form of a flat spring and is equipped with a thrust ring, and communicating with a cavity, a transverse groove and a blind hole, connected to a transverse groove by a longitudinal channel for a leaf spring, having a locking protrusion located in the blind hole and made under the tool stopper of the shank of the key, mounted with the possibility of movement in the transverse groove, while at the ends of the spring there are protrusions arranged to interact with the ends of the sleeve having internal contact surfaces, mounted with the possibility of longitudinal sliding and interaction with the thrust ring, the end oriented to the body. 2 2. The drill according to claim 1, characterized in that the handle is connected to the housing with the possibility of angular fixation and mounted on the axis.