可实时电信号检测的开颅装置制造方法及图纸

一种可实时电信号检测的开颅装置，包括：保护外壳组件以及依次设置于其内部的电机驱动模块、主轴及其支承模块、颅钻末端模块、传感信号传输模块以及主控制器，本发明专利技术能够实现自动化动物开颅手术，采用超高速过孔电滑环作为中间传输部件，将铜片直接贴附于颅钻末端，能在颅钻高速旋转进行手术的情况下，实时将颅钻钻头与大鼠之间测量的阻抗信息传输给信号采集板，进而作出闭环反馈控制，可编程实现稳定的万转以上的颅钻转速和足够的钻削扭矩，无需医生术中手动调节或把持颅钻。医生术中手动调节或把持颅钻。医生术中手动调节或把持颅钻。

【技术实现步骤摘要】
可实时电信号检测的开颅装置


[0001]本专利技术涉及的是一种医疗工具领域的技术，具体是一种可实时电信号检测的开颅装置。

技术介绍

[0002]开颅手术是神经外科手术中占比最高的手术之一，是电极植入脑部的前提，这也意味着开颅手术是脑科学研究、脑部疾病诊疗等领域的技术前提与基础。随着脑机接口逐步往微型化、高通量数发展，且基于脑机接口的脑科学研究往往在大鼠等小动物上率先实施，如何安全地、微创地在动物脑部实现微孔开颅是目前动物开颅手术的技术难点之一。以大鼠为例，大鼠颅骨厚度约1mm左右，且颅骨表面不同位置对应的颅骨厚度也不相同。目前医生所用的大鼠颅钻钻头直径为0.5mm，手术方式为通过使用手持式颅钻(例如瑞沃德微型手持式颅钻)手动进行开颅，颅钻转速控制方式为手动或者脚踏的开环控制。由于大鼠颅骨厚度薄且厚度不均，以及医生手动执行开颅手术中可能的抖动，术中往往会出现出血现象，且钻出来的颅孔会偏大，造成更大的创伤。研究表明，大鼠颅骨下表面几乎紧贴着脑膜，脑膜下面就是脑组织，缓冲距离大约只有0.1mm，因此，这样手动开颅的操作方式容易导致颅骨过钻，造成脑组织本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实时电信号检测的开颅装置，其特征在于，包括：保护外壳组件以及依次设置于其内部的电机驱动模块、主轴及其支承模块、颅钻末端模块、传感信号传输模块以及主控制器，其中：电机驱动模块、主轴及其支承模块和颅钻末端模块依次相连，主轴及其支承模块将高速旋转运动传递到高速主轴的末端，且结构上刚度足够，能承受轴向力和径向力，还能避免工作时温度上升带来的不良影响。颅钻末端模块实现高速旋转进行开颅作业并实时采集信号以便闭环反馈控制；电机驱动模块和传感信号传输模块分别与主控制器相连以接收控制指令并输出实时采集的电信号。2.根据权利要求1所述的可实时电信号检测的开颅装置，其特征是，所述的主控制器包括：STM32控制板、电压信号发生板以及电压信号采集板，其中：STM32控制板根据电机转速反馈脉冲信息，进行闭环的PWM调速处理，可以输出稳定的万转转速，还根据计算得到的阻抗信息，控制颅钻的转动和进给运动；电压信号发生板根据信号发生器，输出正弦电压信号；电压信号采集板根据测到的电压信息，进行阻抗信息计算，得到颅钻钻头与大鼠之间测量的阻抗值，如果颅骨被钻穿，该数值会发生骤减。3.根据权利要求1所述的可实时电信号检测的开颅装置，其特征是，所述的电机驱动模块包括：固定设置于电机安装座上的内置速度闭环驱动器的无刷电机、胀紧套转接件和胀紧套，其中：无刷电机的电机转轴通过胀紧套抱紧与胀紧套转接件连接，胀紧套转接件与主轴及其支承模块相连。4.根据权利要求1所述的可实时电信号检测的开颅装置，其特征是，所述的主轴及其支承模块包括：轴承座以及设置于其内部的高速主轴、深沟球陶瓷轴承、轴用卡簧、角接触陶瓷轴承、轴承内圈固定螺母和轴承外圈限位挡圈，其中：作为大跨度高速旋转运动传动部件的高速主轴与电机驱动模块的胀紧套转接件相连，接受传递过来的旋转驱动力；为适应大跨度、高转速的严苛工况，深沟球陶瓷轴承和角接触陶瓷轴承作为高速主轴两端的支撑；深沟球陶瓷轴承内圈的一端靠在高速主轴的轴肩、另一端由轴用卡簧限位，外圈的两端不固定，避免开颅手术中零部件高速运动带来的温度上升造成轴承卡死；角接触陶瓷轴承采用背对背成对装配的形式，用来承受开颅手术中钻孔带来的轴向力和径...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛鑫军，陈汉威，赵彦超，韩博，刘超，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：