[發明專利]一種能夠感知待切削組織剛度和結構的智能手術動力工具

有效

• 申請號: 201210070742.2
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102599961A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 代煜;張建勛;雪原
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于醫療設備領域，具體涉及外科骨性組織切除中所用的手術動力工具上。

背景技術

利用手術動力工具開展骨性組織切除手術是目前治療脊柱椎管狹窄癥等骨科疾病的重要方法，但是手術難度較大，癱瘓、大出血等嚴重并發癥的幾率相對較多。導致手術難度較大的原因是現有的手術動力工具僅具有切削骨性組織的功能，如果存在手術動力工具末端安裝的磨頭磨損嚴重需要更換，或者即將被手術動力工具磨削的位置處有脊髓等不可損傷的組織，則完全靠醫生經驗判斷。

發明內容

本發明目的是解決使用手術動力工具實施骨性組織切除手術的過程中如何準確感知即將被手術動力工具切除的組織是骨性組織還是脊髓等軟組織的問題，設計一種能夠感知待切削組織剛度和結構的手術動力工具，以便給醫生提供手術過程中的重要預警信息。

本發明提供的一種能夠感知待切削組織剛度和結構的手術動力工具，該工具的結構是：

第1、包括一個普通的手術磨鉆、兩個激光位移傳感器和一臺工業控制計算機；

第2、第一個激光位移傳感器發出一束激光至磨頭與磨鉆的連接桿上，在連接桿上出現外徑小于1mm的圓形光斑，傳感器的輸出的是圓形光斑處手術動力工具工作過程中的振動信號；

第3、第二個激光位移傳感器發出一束激光至磨頭前進路徑上距磨頭1mm-3mm的一點，在與磨鉆接觸的人體組織上出現外徑小于1mm的圓形光斑，傳感器的輸出的是圓形光斑處在手術動力工具工作過程中的振動信號；

第4、兩個激光位移傳感器的輸出接入工業控制計算機；

第5、工業控制計算機對兩個激光位移傳感器的輸出信號進行處理和分析：

第5.1、通過對比第一個激光位移傳感器在磨頭未接觸和接觸骨性組織時采集的振動信號，判斷磨頭的磨損情況，根據磨損情況提示是否更換磨頭；

第5.2、根據第二個激光位移傳感器的輸出振動信號，判斷該傳感器的測量位置處是骨性組織還是脊髓等軟組織，以及傳感器的測量位置處骨性組織的結構；

第5.3、以上兩點功能由安裝在工業控制計算機上的信號處理和分析軟件實現，并由計算機的屏幕顯示。

所述的第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器與磨鉆固定連接，保持在手術過程中，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器與磨頭的相對位置不發生變化。

第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器量程不小于5mm，分辨力優于0.001mm。

本發明的優點和積極效果：

本發明能夠準確感知待切削組織剛度和結構，保證脊髓組織不會受到損傷，提高手術動力工具的安全性。還能夠判斷磨頭的磨損情況，如果磨損較嚴重，就提示更換磨頭，提高手術動力工具的易用性。

附圖說明

圖1是能夠感知待切削組織剛度和結構的手術動力工具示意圖。

圖中，1是安裝在磨鉆上的球形磨頭，2是第一激光位移傳感器，3是第二激光位移傳感器，4是椎弓根，5是脊髓，6是椎體。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，為本發明提出的能夠感知待切削組織剛度和結構的智能手術動力工具示意圖，本發明的具體結構是：

第1、包括一個普通的手術磨鉆、兩個激光位移傳感器和一臺工業控制計算機；

第2、第一個激光位移傳感器發出一束激光至磨頭與磨鉆的連接桿上，在連接桿上出現外徑小于1mm的圓形光斑，傳感器的輸出的是圓形光斑處手術動力工具工作過程中的振動信號；

第3、第二個激光位移傳感器發出一束激光至磨頭前進路徑上距磨頭1mm-3mm的一點，在與磨鉆接觸的人體組織上出現外徑小于1mm的圓形光斑，傳感器的輸出的是圓形光斑處在手術動力工具工作過程中的振動信號；

第4、兩個激光位移傳感器的輸出接入工業控制計算機；

第5、工業控制計算機對兩個激光位移傳感器的輸出信號進行處理和分析：

所述的第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器與磨鉆固定連接，保持在手術過程中，第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器與磨頭的相對位置不發生變化。這樣不論手術動力工具如何運動，第一激光位移傳感器2始終能夠測量到磨頭的連接桿的橫向振動，第二激光位移傳感器3始終能夠測量到球形磨頭與脊椎骨接觸點附近的那個點的振動。

第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器量程不小于5mm，分辨力優于0.001mm。

具體工作過程