【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗设备，特别是一种骨科脊柱微创手术钻。
技术介绍
1、脊柱微创手术具有手术切口小、组织创伤小、出血少、操作精准度高等优点，对于腰椎间盘突出摘除髓核等具有较好的效果，在我国虽然起步较晚，但是已经取得迅猛发展。骨科脊柱微创手术钻是应用于脊柱微创手术中的医疗器械的一部分，常规的机械钻孔方式存在一系列问题：1)钻孔部位硬度值反复变化，钻孔过程中的不稳定性、热损伤及排屑问题明显；2)高度弯曲或不规则表面的斜孔钻削，医疗钻头很难达到平衡，钻头定位难，易打滑；3)为了防止钻头损伤软组织，需要进行皮肤切割、肌肉分离等操作，手术过程复杂；4)在钻头钻孔时，产生的大量机械热能或把持钻头手柄不稳,易导致钻头在骨内断留。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中机械钻孔不稳定，无法适应骨骼硬度变化的技术问题，本专利技术提出的骨科脊柱微创手术钻包括激光器、控制模块、机械臂、工作部件切换装置、激光辅助装置和机械钻孔装置，所述控制模块设置于所述激光器的上方，所述机械臂设置于所述激光器的侧面，所述工作部件切换装置连接所述机械臂，所述激光辅助装置和所述机械钻孔装置设置于所述工作部件切换装置的相对位置，所述激光辅助打孔装置通过光纤连接所述激光器。
2、优选的，所述激光器为输出波长2um的铥激光器。
3、优选的，所述工作部件切换装置为圆盘结构，可以在电机的驱动下进行旋转，选择激光辅助装置或机械钻孔装置对骨组织进行操作。
4、优选的，所述激光辅助装置包括固定件、步进电机、空
5、优选的，所述光纤依次通过所述固定件、所述空心轴丝杠和所述可移动部件到达所述光纤套管，所述吸收装置的吸气口和所述ccd定位相机均位于所述光纤套管的内部，所述ccd定位相机位于所述光纤套管的中心位置，n根光纤环绕所述ccd定位相机，所述吸气口设置于光纤之间，n≥2。
6、优选的，所述激光辅助装置的工作过程为通过机械臂调整光纤套管的对准位置，使得光纤套管对准目标打孔位置，在ccd定位相机的监督下，通过步进电机移动可移动部件，使得光纤套管的端面距离骨组织外的软组织2mm，开启激光器，在ccd定位相机的监督下通过激光去除骨组织外的软组织，关闭激光器，在ccd定位相机的监督下，通过步进电机再次移动可移动部件，使得光纤套管的端面距离骨组织2mm，开启激光器，在ccd定位相机的监督下通过激光在骨组织表面形成定位孔，关闭激光器，通过步进电机移动可移动部件，使得可移动部件返回初始位置，在激光器的工作过程中，启动吸收装置，将产生的烟雾、残渣和水汽吸收。
7、优选的，所述机械钻孔装置包括外管、内杆、钻孔驱动模块、套管、钻杆和钻头，所述外管内部设置有前后驱动电机，所述内杆设置于所述外管内部，连接所述钻孔驱动模块，所述套管设置于所述钻孔驱动模块的表面，所述套管远离所述钻孔驱动模块的端面均匀设置多个压力传感器，所述钻杆和所述钻头位于所述套管的内部，所述钻头内部设置有电涡流传感器。
8、优选的，所述钻孔驱动模块内部设置有旋转驱动电机、电涡流比对模块、辅助信息获取模块和转速控制单元，所述电涡流比对模块将监测到的电涡流信号与预先设定的标准值进行比较，判断当前钻头的位置，所述辅助信息获取模块用于获取压力传感器的数据，所述转速控制单元根据当前钻头的位置和压力传感器的数据控制前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度。
9、优选的，所述转速控制单元的具体工作过程包括根据当前钻头的位置和手术的钻孔需求判断钻头是否处于预警区间，如果钻头处于非预警区间，根据压力传感器的数据判断当前位置的骨骼组织硬度，对应调整前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度，如果钻头处于预警区间，将前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度降低为最小值，判断当前钻头的位置是否满足手术要求，一旦满足要求，立即控制前后驱动电机和旋转驱动电机停止工作。
10、优选的，所述控制模块包括处理器和显示装置。
11、相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
12、本专利技术通过激光辅助装置去除骨组织外的软组织，形成定位孔，在简化手术过程的同时保证钻头工作的稳定性，防止打滑。
13、附图说明
14、图1是本专利技术骨科脊柱微创手术钻的结构示意图；
15、图2是本专利技术激光辅助装置的结构示意图；
16、图3是本专利技术光纤套管的内部结构剖面图；
17、图4是本专利技术机械钻孔装置的结构示意图。
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1.一种骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述骨科脊柱微创手术钻包括激光器、控制模块、机械臂、工作部件切换装置、激光辅助装置和机械钻孔装置，所述控制模块设置于所述激光器的上方，所述机械臂设置于所述激光器的侧面，所述工作部件切换装置连接所述机械臂，所述激光辅助装置和所述机械钻孔装置设置于所述工作部件切换装置的相对位置，所述激光辅助打孔装置通过光纤连接所述激光器。
2.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光器为输出波长2um的铥激光器。
3.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述工作部件切换装置为圆盘结构，可以在电机的驱动下进行旋转，选择激光辅助装置或机械钻孔装置对骨组织进行操作。
4.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光辅助装置包括固定件、步进电机、空心轴丝杠、可移动部件、CCD定位相机、光纤套管和吸收装置，所述固定件安装于所述工作部件切换装置，所述空心轴丝杠设置于所述固定件的内部，连接所述步进电机和所述可移动部件，所述吸收装置设置于所述可移动部件的内部，所述吸收装置的吸气口、所述CC
5.根据权利要求4所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述光纤依次通过所述固定件、所述空心轴丝杠和所述可移动部件到达所述光纤套管，所述吸收装置的吸气口和所述CCD定位相机均位于所述光纤套管的内部，所述CCD定位相机位于所述光纤套管的中心位置，N根光纤环绕所述CCD定位相机，所述吸气口设置于光纤之间，N≥2。
6.根据权利要求5所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光辅助装置的工作过程为通过机械臂调整光纤套管的对准位置，使得光纤套管对准目标打孔位置，在CCD定位相机的监督下，通过步进电机移动可移动部件，使得光纤套管的端面距离骨组织外的软组织2mm，开启激光器，在CCD定位相机的监督下通过激光去除骨组织外的软组织，关闭激光器，在CCD定位相机的监督下，通过步进电机再次移动可移动部件，使得光纤套管的端面距离骨组织2mm，开启激光器，在CCD定位相机的监督下通过激光在骨组织表面形成定位孔，关闭激光器，通过步进电机移动可移动部件，使得可移动部件返回初始位置，在激光器的工作过程中，启动吸收装置，将产生的烟雾、残渣和水汽吸收。
7.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述机械钻孔装置包括外管、内杆、钻孔驱动模块、套管、钻杆和钻头，所述外管内部设置有前后驱动电机，所述内杆设置于所述外管内部，连接所述钻孔驱动模块，所述套管设置于所述钻孔驱动模块的表面，所述套管远离所述钻孔驱动模块的端面均匀设置多个压力传感器，所述钻杆和所述钻头位于所述套管的内部，所述钻头内部设置有电涡流传感器。
8.根据权利要求7所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述钻孔驱动模块内部设置有旋转驱动电机、电涡流比对模块、辅助信息获取模块和转速控制单元，所述电涡流比对模块将监测到的电涡流信号与预先设定的标准值进行比较，判断当前钻头的位置，所述辅助信息获取模块用于获取压力传感器的数据，所述转速控制单元根据当前钻头的位置和压力传感器的数据控制前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度。
9.根据权利要求8所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述转速控制单元的具体工作过程包括根据当前钻头的位置和手术的钻孔需求判断钻头是否处于预警区间，如果钻头处于非预警区间，根据压力传感器的数据判断当前位置的骨骼组织硬度，对应调整前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度，如果钻头处于预警区间，将前后驱动电机和旋转驱动电机的转动速度降低为最小值，判断当前钻头的位置是否满足手术要求，一旦满足要求，立即控制前后驱动电机和旋转驱动电机停止工作。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述控制模块包括处理器和显示装置。
...【技术特征摘要】
1.一种骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述骨科脊柱微创手术钻包括激光器、控制模块、机械臂、工作部件切换装置、激光辅助装置和机械钻孔装置，所述控制模块设置于所述激光器的上方，所述机械臂设置于所述激光器的侧面，所述工作部件切换装置连接所述机械臂，所述激光辅助装置和所述机械钻孔装置设置于所述工作部件切换装置的相对位置，所述激光辅助打孔装置通过光纤连接所述激光器。
2.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光器为输出波长2um的铥激光器。
3.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述工作部件切换装置为圆盘结构，可以在电机的驱动下进行旋转，选择激光辅助装置或机械钻孔装置对骨组织进行操作。
4.根据权利要求1所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光辅助装置包括固定件、步进电机、空心轴丝杠、可移动部件、ccd定位相机、光纤套管和吸收装置，所述固定件安装于所述工作部件切换装置，所述空心轴丝杠设置于所述固定件的内部，连接所述步进电机和所述可移动部件，所述吸收装置设置于所述可移动部件的内部，所述吸收装置的吸气口、所述ccd定位相机和所述光纤套管均位于所述可移动部件的表面。
5.根据权利要求4所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述光纤依次通过所述固定件、所述空心轴丝杠和所述可移动部件到达所述光纤套管，所述吸收装置的吸气口和所述ccd定位相机均位于所述光纤套管的内部，所述ccd定位相机位于所述光纤套管的中心位置，n根光纤环绕所述ccd定位相机，所述吸气口设置于光纤之间，n≥2。
6.根据权利要求5所述的骨科脊柱微创手术钻，其特征在于，所述激光辅助装置的工作过程为通过机械臂调整光纤套管的对准位置，使得光纤套管对准目标打孔位置，在ccd定位相机的监督下，通过步进电机移动可移动部件，使得光纤套管的端面距离骨组织外的软组织2mm，开启激光器，在ccd定位相机的监督下通...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓奇，王喆，李文科，韩振东，
申请(专利权)人：哈尔滨医科大学，
类型：发明
国别省市：
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