本發(fā)明總體涉及手術(shù)器械的領(lǐng)域，并且更具體而言，涉及用于切除、切割或以其他方式來操縱組織的手術(shù)器械及相關(guān)方法。一些實施例包括能夠感測在使用期間施加于手術(shù)器械的載荷的機(jī)構(gòu)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年8月8日提交的美國臨時專利申請序號62/034,991的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體地結(jié)合于本文中。

背景技術(shù)：

具有驅(qū)動單元和旋轉(zhuǎn)刀片或毛刺的手術(shù)切割或切除裝置在內(nèi)窺鏡手術(shù)中是常見的。許多當(dāng)前的裝置包括可重復(fù)使用的驅(qū)動單元以及構(gòu)造成耦接到可重復(fù)使用的驅(qū)動單元的一次性的旋轉(zhuǎn)刀片、毛刺或其他附件。在內(nèi)窺鏡手術(shù)期間，在使用先前存在的設(shè)計的器械時，外科醫(yī)生可能不知不覺地對器械施加力，該力有可能損壞器械或引起外科手術(shù)并發(fā)癥。

提供能夠監(jiān)測施加于器械的力的用于內(nèi)窺鏡手術(shù)的手術(shù)器械將是有利的?？赡苓M(jìn)一步有利的是，具有提供一種或多種類型的警報的能力，這些警報通知用戶何時已達(dá)到為施加于器械的力設(shè)定的載荷極限。一些改進(jìn)的實施例可以包括利用集成的力傳感器來校準(zhǔn)切割工具以在達(dá)到載荷極限時提供警報的方法，以及計算施加于切割工具的載荷的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個實施例是一種切割工具，其包括：驅(qū)動單元；工作組件，其具有近端、遠(yuǎn)端以及在所述近端和所述遠(yuǎn)端之間通過的縱向軸線，所述工作組件構(gòu)造成與所述驅(qū)動單元耦接，并且至少部分地通過所述驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)；以及位于所述驅(qū)動單元和所述工作組件之間的兩個或更多個傳感器。所述兩個或更多個傳感器可以被定位成在所述工作組件被耦接到所述驅(qū)動單元時，檢測橫向于所述工作組件的縱向軸線施加于所述工作組件的力。

本發(fā)明的另一個實施例是一種切割工具，其包括：驅(qū)動單元；可旋轉(zhuǎn)軸，其安裝在殼體中，并且構(gòu)造成在所述可旋轉(zhuǎn)軸的近端處與所述驅(qū)動單元耦接，并通過所述驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)；處于所述可旋轉(zhuǎn)軸的遠(yuǎn)端處的切割元件；以及多個力傳感器。這些力傳感器可圍繞所述可旋轉(zhuǎn)軸的殼體隔開，使得從任何橫向方向橫向于所述可旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線施加于所述切割元件、所述可旋轉(zhuǎn)軸或所述殼體的力能夠作為施加于所述力傳感器中的一個或多個的力來測量。

本發(fā)明的又一個實施例是一種利用整合（或集成）的力傳感器來校準(zhǔn)切割工具的方法。所述方法可以包括：提供驅(qū)動單元；提供工作組件，所述工作組件具有近端、遠(yuǎn)端以及在所述近端和所述遠(yuǎn)端之間通過的縱向軸線，所述工作組件構(gòu)造成與所述驅(qū)動單元耦接，并且至少部分地通過所述驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)；以及提供傳感器，其配置成測量施加于所述工作組件的載荷；所述方法還可以包括以下動作，即：對所述工作組件施加極限載荷；將由施加所述極限載荷所導(dǎo)致的測量載荷記錄在所述傳感器中的一個或多個上；以及當(dāng)達(dá)到一個或多個傳感器上記錄的測量載荷時，設(shè)置要激活的警報。

本發(fā)明的再一個實施例是一種利用一個或多個旋轉(zhuǎn)部件來確定切割工具上的側(cè)向載荷的方法。所述方法可以包括：提供驅(qū)動單元；提供工作組件，所述工作組件具有近端、遠(yuǎn)端以及在所述近端和所述遠(yuǎn)端之間通過的縱向軸線，所述工作組件包括構(gòu)造成至少部分地通過所述驅(qū)動單元來旋轉(zhuǎn)的軸；以及提供兩個或更多個傳感器，其圍繞所述工作組件的縱向軸線相隔一定距離地定位在所述驅(qū)動單元和所述工作組件之間。所述方法還可以包括以下動作，即：操作所述切割工具，并對所述切割工具施加側(cè)向載荷；以及在操作所述切割工具時測量所述兩個或更多個傳感器處的載荷。如果在工具被操作時僅一個傳感器測量到顯著的載荷，則所述方法可以包括將測量的載荷與極限載荷進(jìn)行比較，以確定是否應(yīng)激活警報。如果在工具被操作時多于一個傳感器測量到顯著的載荷，則所述方法可以包括由測量的載荷來計算合成載荷，并將所述合成載荷與極限載荷進(jìn)行比較，以確定是否應(yīng)激活警報。

附圖說明

圖1是切割工具的一個實施例的部分分解透視圖。

圖2是圖1的切割工具的側(cè)視圖。

圖3是圖1的切割工具的一部分的剖視圖。

圖4是圖1的切割工具的附加透視圖。

圖5是剖切圖4中所示的部段所取的圖1的切割工具的一部分的剖視透視圖。

圖6是圖1的切割工具的一部分的透視圖。

圖7是剖切圖6中所示的部段所取的圖1的切割工具的遠(yuǎn)端的剖視圖。

圖8是驅(qū)動單元、傳感器和相關(guān)設(shè)備的一個實施例的系統(tǒng)圖。

圖9是具有局部剖開部段的切割工具的一個實施例的透視圖，提供該局部剖開部段來說明該切割工具的一些內(nèi)部操作和連接性。

圖10是具有圖9的切割工具的局部剖開部的部分分解透視圖。

圖11是圖9的切割工具的驅(qū)動單元的透視圖。

圖12是剖切圖9中所示的部段所取的圖9的切割工具的一部分的剖視圖。

圖13是圖9的切割工具與用于控制切割工具的使用和管理流體的控制系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)圖。

圖14是切割工具的一個實施例的剖視圖。

具體實施方式

圖1-7中圖示了切割工具100及其組成部件。如本文所用的，術(shù)語“切割工具”不僅可以包括利用刀片來切割的工具，而且可以包括磨削、刮擦、摩擦、移位或以其他方式來操縱組織的工具。圖示的切割工具100包括驅(qū)動單元101和工作組件150。驅(qū)動單元101可以是由電動機(jī)和電池、變壓器、電容器、線材或其他電源供能的機(jī)動驅(qū)動單元，可以通過空氣壓力或其他流體壓力來供能，可以通過手動或自動化的用戶操縱來供能，或者可以通過任何其他有效的機(jī)制來供能。在圖1、圖2、圖4和圖5中圖示了一組控制裝置105。這組控制裝置105可以包括按鈕、開關(guān)、滑塊、指示器以及其他機(jī)構(gòu)或顯示器，以調(diào)整和控制驅(qū)動單元101的功能。例如但不限于，控制裝置105可以被用于以下各項中的一個或多個，即：使驅(qū)動單元101通電和斷電；為驅(qū)動單元的一部分設(shè)置轉(zhuǎn)速；激活驅(qū)動單元的一部分的順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)；指示驅(qū)動單元101的狀態(tài)或功能；設(shè)置或表示與切割工具100或任何其組成部件相關(guān)聯(lián)的報警功能；以及提供與驅(qū)動單元101相關(guān)聯(lián)的任何其他有用的控制或顯示。將結(jié)合下面的圖8更詳細(xì)地描述驅(qū)動單元101結(jié)合切割工具100的其他部件的功能和控制。功能和控制也可以通過使用與驅(qū)動單元101耦接的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，并且還可以包括使用例如腳操作的控制裝置之類的單獨的控制裝置。

圖1-4、圖6和圖7中所示的工作組件150包括近端151、遠(yuǎn)端152和在近端151和遠(yuǎn)端152之間通過的縱向軸線。所示的工作組件150被構(gòu)造成與驅(qū)動單元101耦接，并且至少部分地通過驅(qū)動單元101來旋轉(zhuǎn)。如圖3中最清楚地示出的，工作組件150可以包括殼體170。殼體170可以包括朝向工作組件150的遠(yuǎn)端延伸的管狀軸175?？尚D(zhuǎn)軸160被示出為安裝在殼體170中，并且所示實施例中的可旋轉(zhuǎn)軸160被構(gòu)造成在工作組件150和可旋轉(zhuǎn)軸160的近端151處與驅(qū)動單元101耦接。工作組件150和驅(qū)動單元101通過引導(dǎo)銷153（圖1-4和圖6）和凹口103（圖1、圖4和圖6）的對準(zhǔn)來耦接。工作組件150與驅(qū)動單元101的可釋放鎖定利用閂鎖154來實現(xiàn)。將工作組件150插入到驅(qū)動單元101中導(dǎo)致閂鎖154與驅(qū)動單元101的接合?？梢酝ㄟ^按壓相鄰的引導(dǎo)銷153來釋放閂鎖154。在按壓的同時，可以從驅(qū)動單元101移除工作組件150。工作組件150包括轉(zhuǎn)矩傳遞元件155（圖1-3和圖6），其構(gòu)造成與驅(qū)動單元101接合并通過驅(qū)動單元101來轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)矩傳遞元件155與可旋轉(zhuǎn)軸160（圖3）耦接，以使可旋轉(zhuǎn)軸160能夠通過驅(qū)動單元101來轉(zhuǎn)動。所示的工作組件150還包括如圖1、圖2、圖4和圖6中所示的座墊159，其構(gòu)造成當(dāng)工作組件150與驅(qū)動單元101耦接時與傳感器190接觸。所示的座墊159被構(gòu)造成確保工作組件150和驅(qū)動單元101之間的一致載荷傳遞。在其他實施例中，例如座墊159之類的裝置可以被用于或可以不被用于引導(dǎo)工作組件和驅(qū)動單元之間的載荷傳遞。

圖3、圖6和圖7中示出了在可旋轉(zhuǎn)軸160的遠(yuǎn)端162處耦接的切割元件180。在其他實施例中，切割元件可以是構(gòu)造成通過任何有效的機(jī)制耦接在軸的遠(yuǎn)端處的模塊或部件。切割元件也可與可旋轉(zhuǎn)軸成一體，并且可與可旋轉(zhuǎn)軸由相同的材料形成。各種實施例的切割元件可以包括刀片、毛刺、銼刀、磨料或者有效地切割、磨削、刮擦、摩擦、移位或以其他方式來操縱組織的任何其他裝置。

圖4-6中示出了構(gòu)造成位于驅(qū)動單元101和工作組件150之間的傳感器190。所描繪的傳感器190是力傳感器，其配置成測量施加于傳感器的面的載荷。在所示實施例中，如在圖5中最佳地看到的，當(dāng)工作組件150與驅(qū)動單元101耦接時，存在四個傳感器190圍繞工作組件150的縱向軸線基本上徑向等距離地定位。在其他實施例中，傳感器可位于切割工具內(nèi)的其他有效位置處。例如但不限于，可以使用當(dāng)工作組件與驅(qū)動單元耦接時圍繞工作組件的縱向軸線基本上徑向等距離地定位的三個傳感器。在所示實施例中，傳感器190與驅(qū)動單元101是一體的。在其他實施例中，類似的傳感器可以與工作組件成一體，或者可以是位于驅(qū)動單元和工作組件之間而不與任一者成一體的單獨的部件。在所示的實施例中，當(dāng)工作組件150與驅(qū)動單元101耦接時，傳感器190圍繞可旋轉(zhuǎn)軸160的殼體170的周緣隔開。在這種構(gòu)造中，從任何橫向方向橫向于可旋轉(zhuǎn)軸160的旋轉(zhuǎn)軸線施加于殼體170內(nèi)的切割元件180的力可作為施加于一個或多個傳感器190的力來測量。示出的傳感器190被定位成在工作組件150被耦接到驅(qū)動單元101時檢測橫向于工作組件150的縱向軸線施加于工作組件150的力。載荷還可通過對包括管狀軸175的殼體170的任何部分施加力而被施加于工作組件150，并且可以通過切割元件180和可旋轉(zhuǎn)軸160來施加。

傳感器190、290（圖9-12）、1190（圖14）可以是用于本文描述的應(yīng)用的任何有效類型的傳感器，包括但不限于力傳感器、壓力傳感器、接近傳感器、運動傳感器以及其他類型的觸覺傳感器。例如但不限于，傳感器可以是薄膜稱重傳感器、采用壓電元件的裝置、可變電容檢測器和應(yīng)變儀。對于一些實施例，在具有導(dǎo)電跡線的柔性聚酯電路材料上構(gòu)建的壓阻材料也可以被用作傳感器。各種實施例的傳感器可以是在物理上彼此分離的離散元件，或者可以包括構(gòu)建到共同的結(jié)構(gòu)或背襯上的兩個或更多個傳感器。

在圖8中的系統(tǒng)圖中圖示了驅(qū)動單元101結(jié)合切割工具100的其他部件的功能和控制。傳感器190被示出為與處理器191電耦接。軸向傳感器1190（圖14）也被示出為與處理器191電耦接。在本公開的范圍內(nèi)，軸向傳感器1190可與所示的任何切割工具100、200、300或類似的切割工具一起存在。處理器191被配置成不僅接收和解釋來自傳感器190、1190的信號，而且還控制和顯示驅(qū)動單元101的功能和狀態(tài)。處理器191與功率控制裝置192耦接，該功率控制裝置192與轉(zhuǎn)速選擇器193和轉(zhuǎn)向選擇器194耦接。處理器191還與警報控制裝置195和指示器196耦接。警報控制裝置195可以被用于選擇和指示是否給警報配備發(fā)光的指示、聽覺指示、振動指示或任何其他有效指示中的一者或兩者。指示器196可以與驅(qū)動單元101的其他功能中的一個或多個相關(guān)聯(lián)地使用。例如但不限于，指示器196可被用于設(shè)置或顯示裝置的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)方向，可被用作功率指示器，可被用于指示為切割工具100設(shè)置的可接受的極限載荷，或者可被用于這些或其他目的中的一個或組合?？刂坪惋@示功能可以利用作為驅(qū)動單元101的一部分的硬連線的或所謂的“軟”功能按鈕或鍵來實現(xiàn)，例如所示的一組控制裝置105。所述系統(tǒng)還可以包括各種類型的顯示屏幕。這些和其他功能和控制機(jī)構(gòu)可以替代地或組合地通過外部控制系統(tǒng)來執(zhí)行，如結(jié)合圖13更充分地描述的。

圖9-12中圖示了切割工具200及其組成部件。圖示的切割工具200包括驅(qū)動單元201和工作組件250。圖9-12中圖示了一組控制裝置205。該組控制裝置205可基本上類似于本文所述的控制裝置105。驅(qū)動單元201結(jié)合切割工具200的其他部件的功能和控制可基本上類似于本文針對驅(qū)動單元101結(jié)合圖8所提供的描述。

圖9、圖10和圖12中所示的工作組件250包括近端251、遠(yuǎn)端252和在近端251和遠(yuǎn)端252之間通過的縱向軸線。所示的工作組件250被構(gòu)造成與驅(qū)動單元201耦接，并且至少部分地通過驅(qū)動單元201來旋轉(zhuǎn)。工作組件250可以包括殼體270。殼體270可以包括朝向工作組件250的遠(yuǎn)端延伸的管狀軸275?？尚D(zhuǎn)軸260被示出為安裝在殼體270中，并且在所示實施例中被構(gòu)造成在工作組件250和可旋轉(zhuǎn)軸260的近端251處與驅(qū)動單元201耦接。工作組件250和驅(qū)動單元201通過引導(dǎo)銷253在凹口203（圖10-12）中的對準(zhǔn)和使引導(dǎo)銷253移動通過凹口203的路徑的工作組件250的旋轉(zhuǎn)來耦接。工作組件250與驅(qū)動單元201的可釋放鎖定通過在壓縮時的順時針旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，并且解鎖通過利用初始壓縮的逆時針旋轉(zhuǎn)并隨后使工作組件250與驅(qū)動單元201分離來實現(xiàn)。工作組件250包括轉(zhuǎn)矩傳遞元件255（圖9、圖10和圖12），其構(gòu)造成與驅(qū)動單元201接合并通過驅(qū)動單元201來轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)矩傳遞元件255與可旋轉(zhuǎn)軸260（圖12）耦接，以使可旋轉(zhuǎn)軸260能夠通過驅(qū)動單元201來轉(zhuǎn)動?；旧项愃朴谇懈钤?80的切割元件可以被耦接在可旋轉(zhuǎn)軸260的遠(yuǎn)端處。

傳感器290被示出為構(gòu)造成位于（圖10和11）并且實際上位于（圖12）驅(qū)動單元201和工作組件250之間。所描繪的傳感器290是力傳感器，其配置成測量施加于傳感器的面的載荷。在所示實施例中，當(dāng)工作組件250與驅(qū)動單元201耦接時，存在四個傳感器290圍繞工作組件250的縱向軸線基本上徑向等距離地定位。在其他實施例中，傳感器可位于切割工具內(nèi)的其他有效位置處。例如但不限于，可以使用當(dāng)工作組件與驅(qū)動單元耦接時圍繞工作組件的縱向軸線基本上徑向等距離地定位的三個傳感器。在所示實施例中，傳感器290與驅(qū)動單元201是一體的。在其他實施例中，類似的傳感器可以與工作組件成一體，或者可以是位于驅(qū)動單元和工作組件之間而不與任一者成一體的單獨的部件。在所示的實施例中，當(dāng)工作組件250與驅(qū)動單元201耦接時，傳感器290圍繞殼體270的凸緣259的周緣隔開。在這種構(gòu)造中，從任何橫向方向橫向于可旋轉(zhuǎn)軸260的旋轉(zhuǎn)軸線施加于殼體270內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸260的遠(yuǎn)端處的切割元件的力可作為施加于一個或多個傳感器290的力來測量。示出的傳感器290被定位成在工作組件250被耦接到驅(qū)動單元201時檢測橫向于工作組件250的縱向軸線施加于工作組件250的力。載荷還可通過對包括管狀軸275的殼體270的任何部分施加力而被施加于工作組件250，并且可以通過切割元件和可旋轉(zhuǎn)軸260來施加。傳感器290可以是用于本文所述的應(yīng)用的任何有效類型的傳感器，并且可基本上類似于上述傳感器190、1190。

驅(qū)動單元201結(jié)合切割工具200的其他部件的功能和控制基本上類似于圖8中的系統(tǒng)圖中所示的功能和控制。

圖13中圖示了與切割工具200的驅(qū)動單元201耦接的控制系統(tǒng)，該驅(qū)動單元201與工作組件250耦接。相同或基本上相似的控制系統(tǒng)可以與切割工具100、300一起使用。圖13中所示的控制系統(tǒng)包括通過線纜511與驅(qū)動單元201電耦接的切除控制裝置510。切除控制裝置510可以被用于以下各項中的一個或多個，即：向驅(qū)動單元201提供功率；從驅(qū)動單元201接收操作者輸入；感測驅(qū)動單元201的操作參數(shù)；從例如腳操作的開關(guān)或控制裝置之類的外部開關(guān)或控制裝置接收操作者輸入；基于切割工具200的操作或施加于切割工具200的力來提供、設(shè)置或向用戶顯示警報；以及向泵控制裝置520發(fā)送信號和從泵控制裝置520接收信號。所示的切除控制裝置510還包括切除顯示面板518，其可被用于向用戶傳達(dá)信息，并且可被用于將設(shè)置或其他信息輸入到切除控制裝置510或控制系統(tǒng)的其他連接的部件中。其他旋鈕、開關(guān)、控制裝置等也可被用于控制、設(shè)置或校準(zhǔn)切除控制裝置510。

在所示實施例中，泵控制裝置520被配置成管理在利用切割工具200執(zhí)行手術(shù)期間使用的流體。例如但不限于，在內(nèi)窺鏡手術(shù)過程期間可以使用諸如鹽水之類的流體來提供清潔的操作介質(zhì)，利用該清潔的操作介質(zhì)來進(jìn)行內(nèi)窺鏡手術(shù)任務(wù)。泵控制裝置520可以被用于以下各項中的一個或多個，即：為驅(qū)動單元201提供流體；感測驅(qū)動單元201的操作參數(shù)；管理廢液；從例如腳操作的開關(guān)或控制裝置之類的外部開關(guān)或控制裝置接收操作者輸入；以及向切除控制裝置510發(fā)送信號和從切除控制裝置510接收信號。流體流入管線521被示出為耦接在泵控制裝置520和患者接頭套管522之間?；颊呓宇^套管522可以提供以下兩者中的一者或兩者，即：通道，通過其切割工具200可以被引入到接頭中；以及用于通過流體流入管線521供應(yīng)的流體的進(jìn)入端口。在其他實施例中，可以使用一個或多個附加的流體管線來從不同于所示的位置供應(yīng)流體或從手術(shù)部位移除流體。示出了鹽水袋523，其通過此實施例中的供應(yīng)管線524來給泵控制裝置520提供新的流體供應(yīng)。吸入管線525被示出為耦接在切割工具200和泵控制裝置520之間，當(dāng)激活時，該吸入管線525將廢液抽吸通過切割工具200并抽吸到泵控制裝置520中，在那里，可轉(zhuǎn)移流體用于廢物去除。廢物管線527被示出為耦接在泵控制裝置520和廢物容器529之間。在其他實施例中可以使用任何其他有效的供應(yīng)或廢物處理機(jī)構(gòu)。所示的泵控制裝置520還包括泵控制顯示面板528，其可被用于向用戶傳達(dá)信息，并且可被用于將設(shè)置或其他信息輸入到泵控制裝置520或控制系統(tǒng)的其他連接的部件中。其他旋鈕、開關(guān)、控制裝置等也可被用于控制、設(shè)置或校準(zhǔn)泵控制裝置520。

圖14中圖示了切割工具300及其組成部件。所示的切割工具300基本上類似于切割工具200，其中添加了軸向傳感器1190。所示的軸向傳感器1190被放置在驅(qū)動單元的馬達(dá)之后，以記錄沿切割工具300的縱向軸線施加的載荷。在其他實施例中，軸向傳感器可以具有任何類型，并且可以被定位在能夠記錄施加于切割工具300的工作組件的軸向力的任何位置處。切割工具300的功能和控制在其他方面可基本上類似于本文針對切割工具100、200所提供的描述。

本發(fā)明的另一個實施例是一種校準(zhǔn)具有整合（或集成）的力傳感器的切割工具的方法。例如但不限于，在這樣的實施例中可以使用切割工具100、切割工具200或切割工具300中的任何一種。方法實施例可以包括提供如本文已結(jié)合切割工具100、200、300來描述的驅(qū)動單元、工作組件以及兩個或更多個傳感器。這樣的校準(zhǔn)切割工具的方法可以包括對工作組件施加極限載荷。極限載荷是在操作切割工具時切割工具的設(shè)計者或用戶不希望超過的載荷。極限載荷可以經(jīng)驗性地或通過設(shè)計計算來確立。極限載荷的經(jīng)驗確定的示例可以包括使例如外科醫(yī)生之類的技術(shù)熟練的操作者參與，來以一定的量將載荷施加于操作的切割工具，以外科醫(yī)生的判斷，超過該量則不應(yīng)繼續(xù)切割工具的操作。類似地，可將載荷施加于操作的切割工具，直到判斷不應(yīng)進(jìn)一步操作切割工具以避免損壞切割工具。可以通過設(shè)計計算來確立載荷極限，例如，所述設(shè)計計算通過基于將在切割工具中產(chǎn)生不可接受的偏轉(zhuǎn)或不可接受的應(yīng)力的切割工具的特性來計算載荷。

利用施加于切割工具的極限載荷，校準(zhǔn)切割工具的方法還可以包括將由施加極限載荷導(dǎo)致的測量載荷記錄在傳感器190、290、1190中的一個或多個上的動作。在一些實施例中，將測量的載荷記錄在一個或多個傳感器上的動作包括僅測量傳感器中的一個上的載荷，而不測量任何其他傳感器上的任何顯著載荷。如本文所用的，術(shù)語“顯著載荷”是指根據(jù)通常施加于工作組件的載荷可合理地測量的載荷。例如，在這樣的實施例中，載荷可基本上與測量載荷的傳感器190、290中的僅一個徑向?qū)?zhǔn)、橫向于工作組件的縱向軸線施加。因此，處于遠(yuǎn)離施加載荷的位置的位置的傳感器以及具有橫向于所施加的載荷的方向的面的傳感器將不會記錄到顯著的載荷。在其他實施例中，記錄測量的載荷的動作可以包括在兩個或更多個傳感器上測量載荷，從這些載荷計算合成載荷。例如，當(dāng)在兩個傳感器之間的方向上對工作組件施加載荷時，在每個傳感器處將可測量一些力。也可以在例如軸向傳感器1190之類的軸向傳感器處單獨或組合地測量一些力。可以基于測量的載荷的相對大小和方向來計算合成載荷。因此，可針對在任何特定方向上施加的載荷來計算待與極限載荷比較的測量載荷。在又一個實施例中，可以通過對切割器械施加一定范圍的極限載荷并記錄測量載荷的生成數(shù)據(jù)庫，來創(chuàng)建基于所施加的極限載荷的所有傳感器的測量載荷的數(shù)據(jù)庫。這樣的測量載荷的數(shù)據(jù)庫可以響應(yīng)于操作載荷作為查找表來查詢，以確定何時已達(dá)到極限載荷。

校準(zhǔn)切割工具的方法還可以包括當(dāng)達(dá)到在一個或多個傳感器上記錄的測量載荷時，設(shè)置要激活的警報。可以設(shè)置各種類型的警報。如在描述圖8的系統(tǒng)時所論述的，警報可以包括視覺、音頻、振動、觸覺或任何有效的警報機(jī)制。警報也可采取使驅(qū)動單元的操作減弱、逆轉(zhuǎn)或停止的形式。當(dāng)達(dá)到在一個或多個傳感器上記錄的測量載荷時設(shè)置要激活的警報的動作可以包括設(shè)置對于不同類型的工作組件要達(dá)到的不同測量載荷?？梢詾椴煌叽缁虿煌愋偷墓ぷ鹘M件設(shè)置不同的測量載荷。例如但不限于，與針對具有相對較小的直徑或較長的長度的刀片將設(shè)置的相比，對于具有較大的直徑或較短的長度的刀片，可以設(shè)置較大的測量載荷。一些實施例的驅(qū)動單元可以自動地設(shè)置警報將響應(yīng)的測量載荷。這種自動響應(yīng)可能是工作組件被驅(qū)動單元識別的結(jié)果。識別動作可由用戶識別工作組件引起，或者可由驅(qū)動單元的自動識別引起。測量載荷的自動識別和自動設(shè)置的一個非限制性示例是包括一個或多個工作組件的系統(tǒng)，所述工作組件具有驅(qū)動單元可讀取的磁體的布置結(jié)構(gòu)或特定放置布局。在讀取磁體的布置結(jié)構(gòu)時，這樣的驅(qū)動單元可以自動地設(shè)置測量載荷，超過該測量載荷將激活警報。在其他實施例中，驅(qū)動單元可以通過基于任何有效的識別機(jī)制識別工作組件來自動地設(shè)置測量載荷。例如但不限于，可以通過讀取工作組件的射頻識別（RFID）代碼、光學(xué)代碼或機(jī)械特性來引起識別。

另一方法實施例是利用一個或多個旋轉(zhuǎn)部件來確定切割工具上的側(cè)向載荷的方法。例如但不限于，在這樣的實施例中可以使用切割工具100、200、300中的任何一種。方法實施例可以包括提供如本文已結(jié)合切割工具100、200、300來描述的驅(qū)動單元、工作組件以及兩個或更多個傳感器。確定切割工具上的側(cè)向載荷的方法可以包括操作切割工具并在切割工具上施加側(cè)向載荷。這樣的側(cè)向載荷可被施加于工作組件的殼體、切割元件、可旋轉(zhuǎn)軸和管狀軸中的一個或多個。方法實施例還可以包括在操作切割工具時測量兩個或更多個傳感器處的載荷。例如但不限于，可以監(jiān)測和測量所公開的實施例的傳感器190、290或傳感器的任何其他有效的布置結(jié)構(gòu)。確定側(cè)向載荷的方法依賴于所施加的載荷相對于傳感器的放置的方向。本方法至少設(shè)想了兩種情況。第一，如果僅一個傳感器測量到如本文所限定的顯著載荷，則該方法還包括如下動作，即：將測量的載荷與極限載荷進(jìn)行比較，以確定是否應(yīng)激活警報的。第二，如果多于一個傳感器測量到顯著的載荷，則該方法還包括如下動作，即：由測得的載荷計算合成載荷，并將該合成載荷與極限載荷進(jìn)行比較，以確定是否應(yīng)激活警報。

系統(tǒng)的各種實施例完全地或其部件單獨地可由任何生物相容性材料制成。例如但不限于，生物相容性材料可全部或部分地包括：非增強聚合物、增強聚合物、金屬、陶瓷、粘合劑、增強粘合劑以及這些材料的組合。聚合物的增強可以利用碳、金屬或玻璃或任何其他有效的材料來實現(xiàn)。生物相容性聚合物材料的示例包括聚酰胺基樹脂、聚乙烯、超高分子量（UHMW）聚乙烯、低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚合甲基丙烯酸羥乙酯（PHEMA）以及聚亞安酉旨，其中任何一個都可增強。示例性生物相容性金屬包括不銹鋼和其他鋼合金，鈷鉻合金、鋯、氧化鋯、鉭、鈦、鈦合金、例如鎳鈦諾之類的鈦鎳合金以及其他超彈性或形狀記憶金屬合金。

例如近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)、靠近之類的術(shù)語在本文中被相對地使用。然而，這樣的術(shù)語不限于特定的坐標(biāo)取向、距離或尺寸，而是用于描述參考特定實施例的相對位置。這樣的術(shù)語一般不限制本文所提出的權(quán)利要求的范圍。關(guān)于本文中的相似的部段、部分或部件的各種實施例示出或具體描述的任何部段、部分或任何其他部件的任何實施例或特征可以被可交換地應(yīng)用于本文中示出或描述的任何其他相似的實施例或特征。

雖然本公開中已詳細(xì)地圖示和描述了本發(fā)明的實施例，但本公開應(yīng)被認(rèn)為在特性上是說明性的而非限制性的。落入本發(fā)明的精神內(nèi)的所有改變和修改都應(yīng)被認(rèn)為是屬于本公開的范圍內(nèi)。