夜雨聆风
一文了解手术动力工具系列之大骨动力三剑客
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图1 ConMed的大骨动力Hall 50中的摆锯和骨钻
01
大骨动力都用来干什么用？
大骨动力，是一种俗称，指用来处理人体中较为粗大的骨头的手术动力工具，以区别于处理手足、颅颌面的小骨动力。通常来说大骨动力本身的尺寸也较大，一般都是枪式造型。
在手术实践中：
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创伤骨科多用骨钻，也用往复锯；
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关节外科主要用骨钻和骨锯（摆锯），少用往复锯；
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胸外科主要用往复锯的变种：胸骨锯；
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脊柱外科主要用骨钻；
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神经外科做颅脑手术多用骨钻的延伸款：开颅钻。
一般来说，大骨动力最常用的就是骨钻和骨锯，其次是往复锯。医生主要使用这些工具进行钻孔、攻丝、置针、铰孔、磨锉、切割、截断等骨组织的操作。
图2 摆锯在膝关节置换术的应用（图源[1]）
02
什么是骨钻、骨锯和往复锯？
我们来分别介绍下这三种主要的大骨动力工具。
骨钻
是指旋转输出的动力工具。它的主要作用是在旋转的同时提供一个足够大的扭矩，从而通过刀具实现钻孔、攻丝、拧螺钉、铰孔和磨髋臼等手术动作。因为手术中使用到旋转切割的场景很多，为了满足不同的使用需要，以及适配多种类型的刀具，骨钻往往搭配很多的功能性接头来使用。在业界，这些配件往往被称为：夹头、转接头、动力头等名称，但是归根结底，这些配件的目的在于把骨钻本体的输出转移到特定的刀具上。
图3 一款适配ConMed系列骨钻的功能性接头，从左到右分成三个部分，依次为：哈德森接口的适配插口、齿轮箱、适配骨钻的插口
事实上，一部分厂家把骨钻的功能性接头做得比较单一，几乎仅有旋转输出的功能性夹头。但是，也有的厂家直接在这种形态的基础上，发展出来了“一机多头”的形式，这种形式的好处在于能够在手术中用比较少的配件数量实现更加多的功能。
图4 Zimmer的X Series Power System，这套系统，最小配置模式可以只用一个手柄外加全部的功能性接头实现大部分大骨动力的功能
摆锯
图5 使用Stryker摆锯进行模拟骨切割[2]
摆锯可以适配多种规格的锯片（形状、刃形、长度、厚度等）以满足手术中的截骨需求，摆锯主要用于全膝关节置换（TKA）中，单髁膝关节置换（UKA）也可以用摆锯，但是因为实际空间位置的关系，稍有局限，往往还需要配合一些手动器械。
因为摆锯自身技术特性的关系，振动较大是其固有的缺点，所以，区分振动的大小往往是判定品牌实力的主要手段。
往复锯
是指以前后伸缩为输出方式的动力工具。它的主要作用是使锯片前后运动，并提供足够的推拉力以实现骨组织的切割和截断。
和摆锯不同，往复锯往往可以和摆锯形成互补，实现更多的切割操作。典型的，通过配合不同长度的往复锯片和锯片防护罩，往复锯用于心胸手术中的肋骨截断操作。
图6 ConMed的胸骨锯
同样的，因为往复运动的关系，往复锯往往具备较大的振动，这对手术的精度和可靠性都有影响，所以振动的大小也是评价往复锯是否优秀的特征之一。
03
什么术式使用什么工具？
一般来说，使用大骨动力的术式或者科室较多，我们以典型的几个为例说明一下。
创伤骨科
因为其科室特性，多面临的是骨折等创伤情况，常见的应用有：
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使用骨钻+功能接头（克氏针钻）完成各种导针的置入；
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使用骨钻+功能接头（钻夹头）完成钻孔或者螺钉旋入的操作
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少数情况下使用摆锯或者往复锯截肢
关节外科
主要完成全膝关节置换（TKA）或者全髋关节置换（THA）等手术，常见的应用有：
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使用骨钻+功能接头完成各种导针的置入以及固定导引器；
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使用骨钻+功能接头（铰孔头）完成膝关节胫骨平台的深孔；
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使用摆锯完成膝关节的截骨；
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使用摆锯完成髋关节的截骨；
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使用骨钻+功能接头（低速髋臼头）完成髋臼窝的磨锉；
脊柱外科
主要使用骨钻在椎弓根钉置入的手术中进行导针置入、钻孔等工作。由于普通的单扳机骨钻操作功能有限，所以很多公司都推出了双扳机电钻，增加了诸如往复铰孔、攻丝和螺钉旋入等功能。
神经外科
在手术中，主要使用骨钻进行开颅部分的钻孔。一般均使用骨钻+颅骨钻头的形式，少数公司开发了独立的动力颅骨钻，可以不用组合的形式实现开颅钻孔
上述这些术式的描述，仅针对大骨动力的用途，手术中还配合使用其他的小骨动力等器械未予列明。
大骨动力的特性特色和主要参数
在骨科手术中，因为所应用的科室术式的不同，从而对大骨动力产生了不同的需求，这也对应着表明好的大骨动力产品应该具有一些特性，并要在某些参数上达到一定的效果才能满足临床的需求。
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首先是法规上的几项，例如表面温度、振动和噪声等[3]。
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其次是品质，也就是单纯的质量问题；
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共性的问题是“力量大”。普遍的反馈是，对于磨髋臼、膝关节截骨等操作，感觉动力工具的力量不大。这些参数体现在Max. Output Torque这项参数上。
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对于骨钻来说，旋转输出的跳动精度至关重要；
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对于摆锯来说，锯片摆动时的对称性和上下偏移会严重影响截骨精度；
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最后一个，即寿命。在普遍的降本控费的环境下，单次手术使用工具的成本是重要的考虑指标，实质上，这就是指在合理的成本下，达成最长的手术次数。
大骨动力的产品和厂家
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史塞克Stryker Instrument，市面上有5系到9系的产品线；
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康美ConMed Linvatech的Hall 50系列；
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捷迈Zimmer的X series power system系列；
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强生Depuy Synthes的Battery Power Line II等系列；
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上海博进、芜湖锐进等国产厂家；
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[1] 引用自网址：https://blog.sciencenet.cn/blog-394169-786855.html
[2] 图源自：news.feinberg.northwestern.edu
[3] 关于这些问题的详细描述，参看我们之前的文章。