依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能醫(yī)療器械領(lǐng)域。具體地說是為骨科手術(shù)專用鉆頭和專用螺絲釘在單片機控制下精準(zhǔn)運動而構(gòu)建的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)X方向、Y方向、Z方向均有相應(yīng)的平臺、導(dǎo)軌，鉆頭可依托三維導(dǎo)軌精準(zhǔn)地、自動地運動、定位、鉆孔，專用螺絲釘可精準(zhǔn)地自動地旋進(jìn)預(yù)設(shè)位置。醫(yī)務(wù)人員可免受射線傷害。
【背景技術(shù)】
[0002]救治骨折病人通常用上石膏或手術(shù)。手術(shù)采用開刀后在骨頭上鉆孔、上鋼釘，病人康復(fù)后還需第二次開刀取出鋼釘，患者多次受痛苦。目前國內(nèi)外正在采用較先進(jìn)的“骨科體外固定支架”對患者實施救治，即無須開刀在體外選定位置鉆孔(直至將骨頭鉆穿)，再將螺釘從體外旋入骨中，再在體外用支架固定，康復(fù)后無須開刀從體外直接將螺釘旋出，減少患者痛苦。骨科無論用何種方式救治，醫(yī)務(wù)人員難免受到C型X射線機的射線輻射。鉆孔所用的鉆頭目前采用的是最簡陋的手槍鉆，極易造成誤差；由于工具簡陋引起醫(yī)生操作難度極大，孔的位置、孔的深度、鉆頭的豎直程度、所用的力度、螺絲旋入的操作等均憑醫(yī)生的感覺，極易產(chǎn)生操作誤差。骨科手術(shù)三大難題:射線輻射、鉆孔工具簡陋、操作憑感覺需要盡快解決。但是至今未見相關(guān)醫(yī)療器械和相關(guān)專利問世。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型正是為了克服上述不足而發(fā)明的一種骨科手術(shù)鉆頭能依托三維導(dǎo)軌精準(zhǔn)運動、定位、鉆孔的抗輻射骨科手術(shù)機器人，當(dāng)用專用螺釘替換鉆頭時能將專用螺釘精準(zhǔn)地旋入打好的孔中。
[0004]1、本實用新型是一種依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人，X方向的主導(dǎo)軌AB固定在長方體箱式結(jié)構(gòu)上表面較高平臺上，X方向的副導(dǎo)軌CD固定在較低大平臺上，長方體箱式結(jié)構(gòu)的下面固定在較低的大平臺上，Y方向的導(dǎo)軌GH固定在平臺SI上，Z方向的導(dǎo)軌固定在豎直小平臺S3上，Ml、M2、M3為電動機并分別與各自的絲桿、滑塊相連，電動機M4通過鉆夾頭與手術(shù)鉆頭R相連。電動機Ml、M2、M3、M4均由控制器(機器人主機)實行智能控制，實現(xiàn)X方向、Y方向、Z方向絲桿在電動機帶動下精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)平臺SI精淮左右移動、平臺S2精準(zhǔn)前后移動、電動機M4及鉆頭精準(zhǔn)上下移動，實現(xiàn)鉆頭R依托三維導(dǎo)軌精準(zhǔn)移動、定位、鉆孔。較低大平臺為患者手術(shù)床位，患者頭部放置在床位左邊還是右邊視骨折位置而定，為確保手術(shù)方便。主導(dǎo)軌AB與副導(dǎo)軌CD有高度差從而實現(xiàn)平臺S1、S2和鉆頭R左右前后移動定位時與臥在低平臺(手術(shù)臺)上的患者不碰撞，并且能實現(xiàn)患者很方便地上下手術(shù)臺。
[0005]2、X方向的主導(dǎo)軌AB固定在長方體箱式結(jié)構(gòu)上表面較高平臺上，長方體箱式結(jié)構(gòu)是由金屬板彎折而成的長方體箱或澆鑄、焊接而成的一體化長方體箱式金屬框架。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是極為穩(wěn)固，確保手術(shù)精準(zhǔn)。
[0006]3、X方向的導(dǎo)軌分為主導(dǎo)軌AB和副導(dǎo)軌⑶，主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌均采用橫截面為工字形的直線導(dǎo)軌，主導(dǎo)軌固定在高位，副導(dǎo)軌固定在低位置，主導(dǎo)軌采用一根較大的直線導(dǎo)軌，副導(dǎo)軌采用一根較小的直線導(dǎo)軌，一根較大的主導(dǎo)軌也可以由兩根較小平行的直線導(dǎo)軌代替。以上結(jié)構(gòu)優(yōu)點使整個裝置穩(wěn)定，從而實現(xiàn)手術(shù)精準(zhǔn)。
[0007]4、副導(dǎo)軌CD固定在較低大平臺上，較低大平臺是矩形雙層結(jié)構(gòu)，下層比上層略大，上下層間由墊條加固和限厚，副導(dǎo)軌CD固定在略大的下層，有一定厚度的副導(dǎo)軌CD的上表面恰好與雙層結(jié)構(gòu)的大平臺的上層相平。
[0008]5、電動機M3與M4間有壓力傳感器，控制鉆頭進(jìn)入骨頭的壓力。
[0009]6、手術(shù)臺(本實用新型較低的大平臺)采用能穿透過X線的材料制成，如選用碳纖維制成，從而實現(xiàn)本實用新型與C形臂X射線機整合使用。
[0010]7、電動機Ml、M2、M3、M4均由控制器(機器人主機)智能控制，也可由電腦遠(yuǎn)距離控制(上位機控制)。醫(yī)生不必在手術(shù)臺前，只需在安全距外的另一房間通過電腦監(jiān)控，從而使長期從事手術(shù)的骨科醫(yī)生有效避免核輻射。
【附圖說明】
[0011 ] 附圖，依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人整體結(jié)構(gòu)圖
[0012]1、AB為X方向主導(dǎo)軌，⑶為X方向副導(dǎo)軌，P為支架(下有滑塊)。
[0013]2、GH為固定在平臺SI上的Y方向的導(dǎo)軌。
[0014]3、豎直小平臺S3上有Z方向的豎直導(dǎo)軌。
[0015]4、M1、M2、M3為電動機，均連有各自的絲桿，Ml和絲桿帶動平臺SI左右移動，M2和絲桿帶動平臺S2沿Y方向前后移動。
[0016]5、M4為電動機，帶動鉆頭R轉(zhuǎn)動，M3和絲桿產(chǎn)生壓力，使M4帶動鉆頭向下鉆孔，F(xiàn)為壓力傳感器控制對M4的壓力。
【具體實施方式】
[0017]如圖所示是本實用新型整體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]1、按圖將主導(dǎo)軌AB固定在較高平臺上，將副導(dǎo)軌CD固定在較低的大平臺上。較高平臺為長方體箱式結(jié)構(gòu)的上表面，長方體箱式結(jié)構(gòu)的下面固定在較低大平臺上。較低大平臺大部分是手術(shù)臺，較低大平臺為雙層結(jié)構(gòu)，下層比上層略大，夾層中有墊條加固和限厚，副導(dǎo)軌固定在雙層結(jié)構(gòu)略大的下層，有厚度的副導(dǎo)軌上表面恰好與雙層大平臺上層相平。
[0019]2、主導(dǎo)軌和副導(dǎo)軌均采用橫截面為工字形的直線導(dǎo)軌，較高平臺上的主導(dǎo)軌用一根較大的直線導(dǎo)軌或兩根平行的較小直線導(dǎo)軌，副導(dǎo)軌采用一根直線導(dǎo)軌。
[0020]3、較高平臺為長方體箱式結(jié)構(gòu)的上表面，長方體箱可以用金屬板彎折、焊接，長方體箱式結(jié)構(gòu)也可以是澆鑄、焊接的一體化長方體金屬框架。
[0021]4、副導(dǎo)軌CD固定在較低大平臺上，較低大平臺是矩形雙層結(jié)構(gòu)，下層比上層略大，上下層間由墊條加固和限厚，副導(dǎo)軌CD固定在略大的下層，有一定厚度的副導(dǎo)軌CD的上表面恰好與雙層結(jié)構(gòu)的大平臺的上層相平。
[0022]5、Y方向?qū)к塆H固定在平臺SI上，Z方向的導(dǎo)軌固定在豎直小平臺S3上。
[0023]6、電動機Ml、M2、M3、M4分別在如圖位置并通過連軸器分別與各自的絲桿、滑塊相連，電動機Ml轉(zhuǎn)動通過絲桿、滑塊帶動平臺SI左右移動；電動機M2轉(zhuǎn)動通過絲桿、滑塊帶動平臺S2沿Y方向前后移動；電動機M3轉(zhuǎn)動通過絲桿、滑塊帶動轉(zhuǎn)動著的電動機M4和鉆頭R上下移動實現(xiàn)從體外在骨頭上精準(zhǔn)鉆孔。
[0024]7、電動機M3和M4間有壓力傳感器，以控制鉆孔壓力。
[0025]8、電動機M1、M2、M3、M4由控制器(機器人主機)智能控制，也可讓長期從事骨科手術(shù)的醫(yī)務(wù)人員不必在手術(shù)臺現(xiàn)場，只要通過網(wǎng)絡(luò)用電腦在免受輻射的安全處實現(xiàn)遠(yuǎn)距離上位監(jiān)控。
[0026]9、較低大平臺采用能讓X射線穿透的材料制成，選用碳纖維較佳。
[0027]10、本實用新型與C形臂X射線機整合使用。
【主權(quán)項】
1.一種依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人，其特征在于:x方向的主導(dǎo)軌(AB)固定在長方體箱式結(jié)構(gòu)上表面較高平臺上，X方向的副導(dǎo)軌(CD)固定在較低大平臺上，長方體箱式結(jié)構(gòu)的下面固定在較低大平臺上，Y方向的導(dǎo)軌(GH)固定在平臺(SI)上，Z方向的導(dǎo)軌固定在豎直小平臺(S3)上，M1、M2、M3為電動機并分別與各自的絲桿、滑塊相連，電動機M4通過鉆夾頭與手術(shù)鉆頭R相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人，其特征是:所述的長方體箱式結(jié)構(gòu)是由金屬板彎折而成的長方體箱或澆鑄、焊接而成的一體化長方體箱式金屬框架。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人，其特征是:所述的主導(dǎo)軌(AB)和副導(dǎo)軌(CD)，均是橫截面為工字型的直線導(dǎo)軌，主導(dǎo)軌(AB)的技術(shù)特征是采用一根較大的直線導(dǎo)軌或兩根平行的較小的直線導(dǎo)軌，副導(dǎo)軌(CD)是一根較小的直線導(dǎo)軌。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人，其特征是:所述的固定副導(dǎo)軌(CD)的較大平臺是矩形雙層結(jié)構(gòu)，下層比上層略大，上下層間由墊條加固和限厚，副導(dǎo)軌(CD)固定在略大的下層，有一定厚度的副導(dǎo)軌(CD)的上表面恰好與雙層結(jié)構(gòu)的大平臺的上層相平。
【專利摘要】本實用新型是一種依托三維導(dǎo)軌運動的抗輻射骨科手術(shù)機器人。X方向較高平臺上固定有主導(dǎo)軌AB，較高平臺為長方體箱式結(jié)構(gòu)的上表面，X方向較低平臺上固定有副導(dǎo)軌CD，丫方向?qū)к壒潭ㄔ谄脚_S1上，Z方向?qū)к壒潭ㄔ谪Q直小平臺S3上。M1、M2、M3為電動機并分別與各自的絲桿、滑塊相連，M1通過絲桿、滑塊帶動平臺S1左右移動，M2通過絲桿、滑塊帶動平臺S2沿丫方向前后移動，M3通過絲桿、滑塊帶動電動機M4和轉(zhuǎn)動著的鉆頭R上下運動實現(xiàn)在骨頭上精準(zhǔn)手術(shù)鉆孔。電動機M1、M2、M3、M4在控制器(機器人主機)智能控制下轉(zhuǎn)動。
【IPC分類】A61B19/00
【公開號】CN204797999
【申請?zhí)枴緾N201520248486
【發(fā)明人】孫麗萍
【申請人】孫麗萍
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年4月23日