[發明專利]一種能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具

有效

• 申請號: 201410205596.9
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103948412A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 代煜;雪原;張建勛
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A61B17/16
• 分類號: A61B17/16;A61B5/053
• 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

?本發明屬于醫療輔助器械技術領域，具體涉及一種能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具。

背景技術

骨外科手術中醫生常用手術動力工具暴露或切除病變部位。傳統的手術動力工具通過輸出可控的機械動能，驅動磨頭、鉆頭等器械完成手術，在手術動力工具的使用過程中磨削骨質的技術參數（包括進給量、切削深度和切削速度等）完全由手術醫生自行掌握，因此工具的靈活運用必須依靠醫生長期體會和經驗積累。很多骨外科手術的工作空間都比較狹小，個體之間又有一定的病理變異和解剖變異，正常組織受到病變影響導致很難識別，手術過程中高速旋轉的磨頭或鉆頭很容易碰到正常組織而造成無法修復的損傷。

電阻抗參數是區別組織的重要指標，利用各種組織、器官不同的電阻抗參數能夠提取相關的生物醫學信息，識別不同組織和器官。這種技術具有無創、廉價、安全、無毒害、操作簡單和信息豐富的特點，具有廣泛的應用前景。

己經開發出了基于生物電阻抗技術的無創、實時的測量手段：發明專利《生物電阻抗測定方法及測定裝置、以及使用該測定裝置的健康管理方針指導裝置》（01815900.1）能夠簡便且高精度測定生物表面正下方的深度方向組織層的信息(脂肪層、肌肉層、骨組織層等)。在該發明中，接觸生物組織表面的是一對通電用電極和一對測定用電極，在通電用電極之間，從高頻電源流過一定電流的狀態下，采集測定用電極之間的電壓。該發明采用的是片狀電極，要求電極和組織可靠接觸不能有相對運動，在骨外科手術中需要檢測高速旋轉的手術動力工具與組織的相互作用狀態，組織受切削力的影響而振動，因此這種形式的生物電阻抗測定方法不適用。目前還未見到能夠實時采集生物電阻抗并用于骨外科手術的發明出現。

發明內容

本發明目的是解決現有生物電阻抗測定裝置不適用于采用高速旋轉的手術動力工具進行骨外科手術中的測量以及解決骨外科手術安全性的問題，提供一種能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具。本發明根據測量的電阻抗值檢測骨質被磨穿前的臨界狀態，并在出現危險狀態時及時停止鉆進，避免損傷重要器官。

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本發明技術方案

一種能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具，是在現有外科手術動力工具的基礎上增加生物電阻抗采集單元構成，所述的生物電阻抗采集單元包括夾持在高速旋轉的手術動力工具的切削刀具上的銅絲刷夾緊機構，貼在手術區域附近皮膚上的電極片，銅絲刷夾緊機構和電極片分別用同軸電纜連接阻抗分析儀表。

所述的銅絲刷夾緊機構包括由銷軸固定連接的呈角狀的兩個鋁桿，兩個鋁桿上分別通過轉動軸各與一個銅絲刷的一端鉸接，各銅絲刷與鋁桿之間安裝有一個壓緊彈簧，兩個銅絲刷夾持在高速旋轉的手術動力工具的切削刀具上。

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本發明的優點和積極效果：

本發明能夠實時測量組織的生物電阻抗，從而提高手術動力工具的操作安全性，靈敏度較高。

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附圖說明

圖1是能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具示意圖，

圖2是銅絲刷夾結構示意圖，

圖3是在切削骨組織的過程中測量的電阻抗值。

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具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，能夠實時采集生物電阻抗的外科手術動力工具，是在現有外科手術動力工具的基礎上增加生物電阻抗采集單元構成，所述的生物電阻抗采集單元包括夾持在高速旋轉的手術動力工具1的切削刀具上的銅絲刷夾緊機構2，貼在手術區域附近皮膚上的電極片5，銅絲刷夾緊機構和電極片分別用同軸電纜3連接阻抗分析儀表8。本發明采用雙電極法測量阻抗（一次性電極片5和銅絲刷夾緊機構2），電阻抗測量的頻率范圍為200?KHz-1?MHz。

圖中，1是手術動力工具，2是銅絲刷夾緊機構，3是同軸電纜，4是生理鹽水噴管，5是一次性電極片，6是待切削的骨骼，7是手術床，8是阻抗分析儀表。

銅絲刷夾緊機構與手術動力工具1中切削刀具的連接方式如圖2所示，圖中9是切削刀具，10和14是銅絲刷，11和13是彈簧，12和15是鋁桿，16、17和18是轉軸。

兩個鋁桿12和15由轉軸16連接，鋁桿12和15的夾角固定；銅絲刷14和鋁桿15由轉軸17連接，銅絲刷14可繞轉軸17轉動；銅絲刷10和鋁桿12由轉軸18連接，銅絲刷10可繞轉軸18轉動。手術動力工具工作過程中，銅絲刷10和14分別被彈簧11和13緊緊壓在高速旋轉的切削刀具上，保證可靠的電氣連接。

工作原理