能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统技术方案

能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，包括两个固定导轨，固定导轨上安装的N个滑动导轨组件，各滑动导轨组件上各安装有M个滑动麦克风组件，各滑动麦克风组件上的麦克风分别通过通讯总线与处理器连接，处理器通过控制器和控制总线对各滑动导轨组件和各滑动麦克风组件进行位置控制；相邻麦克风之间的间距根据实际铣削声由处理器通过控制器进行自动调节，并可以在铣削实验校准后监控骨铣削深度。本发明专利技术能够实时采集骨组织铣削过程中的铣削声信号，根据信号自动调整麦克风阵列间距，可在手术视野受限时使用，实现骨铣削深度监控，从而提高骨铣削时的安全性。

【技术实现步骤摘要】
能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统
本专利技术属于手术辅助器械
，具体涉及一种能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统。
技术介绍
骨外科手术中，医生常需要手持刀具，使用其高速旋转的表面毛刺，对骨组织进行铣削操作。医生手持刀具实施骨铣削时存在一定风险。例如，在椎板铣削减压手术中：(1)铣刀的旋转频率高，铣削位置和深度不易控制，高速旋转时容易卷刮硬脊膜或其他软组织；(2)铣刀在铣削时，需要被施加轴向应力，而很多老年患者的骨组织往往有硬化和增生，使得铣削时需要的应力较大，若铣刀在铣削骨面时发生打滑现象，容易伤害到患者的神经根、血管或其他软组织。机器人的进步和发展，使得其被广泛运用于各种行业。在医疗方面，机器人能够提高众多手术的可行性、成功率以及安全性。使用安装手术铣刀的机器人实施骨铣削为降低人工手术的风险提供了可能。手术机器人实施骨铣削时，不会发生铣削打滑现象，但要求刀具始终能保持在一个较为稳定、安全的铣削深度。刀具接触骨骼时，肌肉韧带对骨骼的牵引作用可能导致骨骼位移，使得沿规划轨迹运动的刀具切入或切出骨骼。铣削本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：系统包括两个固定导轨，固定导轨上安装的N个滑动导轨组件，各滑动导轨组件上各安装有M个滑动麦克风组件，各滑动麦克风组件上的麦克风分别通过通讯总线与处理器连接，处理器通过控制器和控制总线对各滑动导轨组件和各滑动麦克风组件进行位置控制；相邻麦克风之间的间距均为等间距d，并可根据实际铣削声由处理器计算d值，通过控制器进行自动调节；系统在铣削实验校准后监控骨铣削深度。/n

【技术特征摘要】
1.能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：系统包括两个固定导轨，固定导轨上安装的N个滑动导轨组件，各滑动导轨组件上各安装有M个滑动麦克风组件，各滑动麦克风组件上的麦克风分别通过通讯总线与处理器连接，处理器通过控制器和控制总线对各滑动导轨组件和各滑动麦克风组件进行位置控制；相邻麦克风之间的间距均为等间距d，并可根据实际铣削声由处理器计算d值，通过控制器进行自动调节；系统在铣削实验校准后监控骨铣削深度。


2.根据权利要求1所述的能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：各麦克风采集的铣削声信号送入处理器，由处理器对声信号进行快速傅里叶变换处理得到骨铣削时的实际手术工具主轴旋转频率，并计算出期望的间距后送入控制器，控制器根据期望的间距调整滑动导轨组件之间的间距和滑动麦克风组件之间的间距，完成以后将调节成功信号返回处理器，处理器收到调节成功信号后根据铣削声的相应频率合适频带宽度范围内的能量，在人工骨材料的铣削实验校准后，输出当前的骨铣削深度值。


3.根据权利要求1所述的能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：所述的固定导轨是一个长方体结构，固定导轨的上表面中间开有一个供滑动导轨组件移动的滑槽，左右两侧各开有一个与滑动导轨组件进行装配的凹槽。


4.根据权利要求3所述的能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：所述的滑动导轨组件包括两端的第一滑座和第一滑座之间固定的滑动导轨，第一滑座底部与固定导轨同向开有一个凹槽，凹槽下端两侧呈L型并分别与固定导轨两侧的一个凹槽进行装配，第一滑座底部的凹槽内安装有第一电机和第一滑轮，第一滑轮置于固定导轨上表面中间开设的滑槽内，第一滑座的侧壁开有供与第一电机连接的线缆通过的通孔，所述第一电机通过线缆与控制器连接；所述滑动导轨的结构形状与固定导轨的结构形状相同，且在导轨上表面中间的滑槽一侧增开一个供麦克风通讯线穿过的通道。


5.根据权利要求4所述的能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，其特征在于：所述的滑动麦克风组件包括安装在滑动导轨组件上并与其中的滑动导轨装配的第二滑座，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建勋，夏光明，代煜，李睿，姚斌，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12