椎弓根钉自动推进装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种椎弓根钉自动推进装置，包括机械臂、丝杠基座、步进电机、丝杠、丝杠运动滑块、旋转电机和控制器；丝杠基座固定在机械臂上，内部安装有丝杠；丝杠基座顶端安装有步进电机，步进电机连接丝；丝杠上安装丝杠运动滑块，步进电机驱动丝杠旋转使丝杠运动滑块沿丝杠上下运动；丝杠运动滑块内安装有旋转电机；旋转电机转轴前端安装适配器，适配器能够固定椎弓根钉；控制器分别连接步进电机、旋转电机，控制步进电机和旋转电机的转速、力矩和前进速度。本发明专利技术推进精度高，具备力反馈功能，可实时反应椎弓根钉在患者体内的位置变化。该装置由医生远程操作，有效地减少外科医师术中射线暴露、减少手术时间，简化外科医师的学习培训周期。

Automatic propelling device for pedicle screw

The invention discloses an automatic propelling device for pedicle screw, which comprises a mechanical arm, a lead screw base, a stepping motor, a lead screw, a moving slider of the lead screw, a rotating motor and a controller; a lead screw base is fixed on a mechanical arm, and a lead screw is installed internally; a step motor is installed on the top of the lead screw base, and a connecting screw of the step motor is arranged on the lead screw; Install the screw motion slider, the step motor drives the screw to rotate so that the slider moves up and down along the screw; the screw motion slider is equipped with a rotating motor; the front end of the rotating shaft of the rotating motor is equipped with an adapter, which can fix the pedicle screw; the controller connects the stepper motor, the rotating motor, and controls the stepper motor and the pedicle screw. Rotating speed, torque and speed of the rotary motor. The invention has the advantages of high propulsion precision, force feedback function and real-time response to the position change of pedicle screw in patients. The device is operated remotely by surgeons, which can effectively reduce intraoperative radiation exposure, reduce operation time and simplify the training cycle of surgeons.

【技术实现步骤摘要】
椎弓根钉自动推进装置
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种椎弓根钉自动推进装置。
技术介绍
椎弓根钉固定术多用于脊椎畸形、受伤或者病变引起的脊椎功能异常情况。比如腰椎、胸椎不稳定性的脱位骨折、截瘫患者、脊柱后凸、脊柱滑脱、椎间盘退行性变化以及脊柱肿瘤引起的椎体切除患者等。其优点为手术切口小、损伤小出血少、治疗效果好而且手术操作方便。进行手术后患者的恢复速度快，可以很快的进行下床锻炼，对于术后功能的恢复和锻炼十分有利，是目前骨外科手术中常用的医疗手段，在各大医院每年都要进行上千例椎弓根钉植入手术。目前椎弓根钉手术实施主要是通过C型臂X射线仪确定病灶位置，由手术操作者徒手将椎弓根钉植入患者体内。在手术过程中需要多次使用C型臂X射线仪反复来确定椎弓根钉的进入角度和位置，以保证椎弓根钉准确入位。从事椎弓根钉手术的医生每天长时间暴露在射线下，身体受影响严重。而且椎弓根钉手术由于徒手操作，手术的准确度和精度需要医生有丰富的经验和细腻的手感，一位成熟的手术医生需要很长的培养时间。现在关于骨外科手术的机械手已经开展研究，目前关于确定好椎弓根钉的植入位置和角度后，如何将椎弓根钉精确无误地自动植入病灶是骨外科智能医疗设备研究的重要技术。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种椎弓根钉自动推进装置。所述技术方案如下：一方面，一种椎弓根钉自动推进装置，包括机械臂、丝杠基座、步进电机、丝杠、丝杠运动滑块、旋转电机和控制器；丝杠基座固定在机械臂上，内部安装有丝杠；丝杠基座顶端安装有步进电机，步进电机连接丝杠；丝杠上安装丝杠运动滑块，步进电机驱动丝杠旋转使丝杠运动滑块沿丝杠上下运动；丝杠运动滑块内安装有旋转电机；旋转电机转轴前端安装适配器，适配器能够固定椎弓根钉；控制器分别连接步进电机和旋转电机，控制步进电机和旋转电机的转速、力矩和前进速度。进一步的，旋转电机转轴两侧对称安装有压力传感器，压力传感器与控制器连接。进一步的，压力传感器为压力变应片。进一步的，丝杠基座长200mm，宽50mm，丝杠导程180mm，丝杠运动精度1μm。进一步的，丝杠直径1.2mm。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的椎弓根钉自动推进装置，推进精度高，具备力反馈功能，可实时反应椎弓根钉在患者体内的位置变化。该装置由医生远程操作，有效地减少外科医师术中射线暴露、减少手术时间，简化外科医师的学习培训周期。附图说明为了更清楚地说明本专利技术施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本专利技术实施例椎弓根钉自动推进装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例如图1所示，本专利技术的椎弓根钉自动推进装置，包括机械臂1、丝杠基座2、步进电机3、丝杠6、丝杠运动滑块7、旋转电机4和控制器5。丝杠基座2固定在机械臂1上，内部安装有丝杠6；丝杠基座2顶端安装有步进电机3，步进电机3连接丝杠6；丝杠6上安装丝杠运动滑块7，步进电机3驱动丝杠6旋转使丝杠运动滑块7沿丝杠6上下运动；丝杠运动滑块7内安装有旋转电机4；旋转电机4转轴8前端安装适配器，适配器能够固定椎弓根钉9；旋转电机4转轴8两侧对称安装有压力传感器10。控制器5分别连接步进电机3、旋转电机4和压力传感器10，控制器5能够在椎弓根钉9进入人体时，接收压力传感器10反馈的压力信号，根据穿透不同人体组织时的压力，调整控制步进电机3的前进速度以及旋转电机4的转速和力矩。在本实施例中，丝杠基座2长200mm，宽50mm，丝杠6直径1.2mm，丝杠6导程180mm，丝杠6运动精度1μm。本实施例中采用压力变应片作为压力传感器10。使用时，首先通过X射线仪确定好椎弓根钉9进入的角度和位置，然后操纵机械臂1，使本专利技术的椎弓根钉自动推进装置对准手术部位，打开电源，步进电机3转动，驱动丝杠6旋转，使丝杠运动滑块7向下移动；当椎弓根钉9即将进入患者体内时，丝杠运动滑块7上的旋转电机4带动椎弓根钉9一起转动。步进电机3继续通过丝杠6推动丝杠运动滑块7向下移动，同时丝杠运动滑块7上的旋转电机4保持旋转，椎弓根钉9穿透皮肤进入体内，人体皮肤、肌肉、骨质、骨腔的密度不同，对椎弓根钉9产生的压力不同，旋转电机4转轴8两侧的压力变应片根据不同形变产生不同反馈电信号，电信号传送到控制器5，控制器5根据不同的反馈信息，调整旋转电机4的转速和力矩，通过调节步进电机3的转速改变丝杠6的旋转速度，进而控制丝杠运动滑块7的前进速度，实现椎弓根钉9自动植入。本专利技术的椎弓根钉自动推进装置，推进精度高，具备力反馈功能，可实时反应椎弓根钉在患者体内的位置变化。该装置由医生远程操作，有效地减少外科医师术中射线暴露、减少手术时间，简化外科医师的学习培训周期。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种椎弓根钉自动推进装置，其特征在于，包括机械臂、丝杠基座、步进电机、丝杠、丝杠运动滑块、旋转电机和控制器；所述丝杠基座固定在所述机械臂上，内部安装有所述丝杠；所述丝杠基座顶端安装有所述步进电机，所述步进电机连接所述丝；所述丝杠上安装所述丝杠运动滑块，所述步进电机驱动所述丝杠旋转使所述丝杠运动滑块沿所述丝杠上下运动；所述丝杠运动滑块内安装有所述旋转电机；所述旋转电机转轴前端安装适配器，所述适配器能够固定椎弓根钉；所述控制器分别连接所述步进电机和所述旋转电机，控制所述步进电机和所述旋转电机的转速、力矩和前进速度。

【技术特征摘要】
1.一种椎弓根钉自动推进装置，其特征在于，包括机械臂、丝杠基座、步进电机、丝杠、丝杠运动滑块、旋转电机和控制器；所述丝杠基座固定在所述机械臂上，内部安装有所述丝杠；所述丝杠基座顶端安装有所述步进电机，所述步进电机连接所述丝；所述丝杠上安装所述丝杠运动滑块，所述步进电机驱动所述丝杠旋转使所述丝杠运动滑块沿所述丝杠上下运动；所述丝杠运动滑块内安装有所述旋转电机；所述旋转电机转轴前端安装适配器，所述适配器能够固定椎弓根钉；所述控制器分别连接所述步进电机和所述旋转电机，控制所述步进...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雁峰，詹伟达，郑璇，郝子强，李洪祚，南春岩，王佳荣，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22