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一種骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆的制作方法

文檔序號:12499643閱讀:629來源:國知局
一種骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆的制作方法與工藝

本實(shí)用新型屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆。



背景技術(shù):

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展,交通事故的發(fā)生也不斷攀升,創(chuàng)傷已經(jīng)成為全球的主要死因。所以,發(fā)展新的骨科手術(shù)技術(shù)具有非常重大的意義。

目前的手術(shù)骨鉆,只是普通的手持鉆,用于骨科手術(shù)機(jī)器人的骨鉆也只是在原有的手持鉆基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的改進(jìn),增加了壓力傳感功能,醫(yī)生在遠(yuǎn)端操作骨科手術(shù)機(jī)器人的時(shí)候,不能直觀地看到手術(shù)操作過程,只能根據(jù)骨鉆上的壓力變化和現(xiàn)場醫(yī)生的反饋來判斷實(shí)際操作的效果。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的在于提供一種骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆,旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的骨鉆,醫(yī)生在遠(yuǎn)端操作骨科手術(shù)機(jī)器人的時(shí)候,不能直觀地看到手術(shù)操作過程的問題。

本實(shí)用新型提供了一種骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆,所述智能骨鉆包括手術(shù)電鉆、套接在手術(shù)電鉆的電鉆頭的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、雙目視覺識別系統(tǒng)、固定在手術(shù)電鉆上的壓力傳感器和骨鉆控制器,所述手術(shù)電鉆、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)、雙目視覺識別系統(tǒng)和壓力傳感器均安裝在推進(jìn)機(jī)構(gòu)上,骨鉆控制器分別與手術(shù)電鉆、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、雙目視覺識別系統(tǒng)和壓力傳感器電連接。

進(jìn)一步地,所述手術(shù)電鉆包括電鉆頭和驅(qū)動(dòng)電鉆頭運(yùn)行的電鉆電機(jī),骨鉆控制器與手術(shù)電鉆的電鉆電機(jī)電連接。

進(jìn)一步地,所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括骨鉆底座、直線導(dǎo)軌、載物平臺、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、 聯(lián)軸器和滾珠絲杠,直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠安裝在骨鉆底座上,載物平臺固定在直線導(dǎo)軌上,載物平臺通過連接件與滾珠絲杠上的螺母連接,驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在骨鉆底座的后端,載物平臺由驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過聯(lián)軸器聯(lián)接驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步地,所述載物平臺上安裝有手術(shù)電鉆固定板,手術(shù)電鉆通過壓力傳感器安裝在手術(shù)電鉆固定板上。

進(jìn)一步地,所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)是安裝在骨鉆底座前端的套接在手術(shù)電鉆的電鉆頭的套筒。

進(jìn)一步地,所述雙目視覺識別系統(tǒng)包括兩個(gè)相機(jī)和固定兩個(gè)相機(jī)的固定座,兩個(gè)相機(jī)通過固定座安裝在骨鉆底座的前端下部。

進(jìn)一步地,所述骨鉆控制器外置于智能骨鉆,骨鉆控制器通過骨鉆底座的控制接口與智能骨鉆相連。

在本實(shí)用新型中,由于骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆包括雙目視覺識別系統(tǒng),骨鉆控制器與雙目視覺識別系統(tǒng)電連接。因此不僅可以讓遠(yuǎn)端醫(yī)生通過雙目視覺識別系統(tǒng)觀看到手術(shù)操作的實(shí)時(shí)圖像,還可以通過雙目視覺識別系統(tǒng)在手術(shù)機(jī)器人動(dòng)作之前進(jìn)行坐標(biāo)定位用,具體為通過雙目視覺識別系統(tǒng)識別安裝在患者或者是手術(shù)床上的手術(shù)定位標(biāo)識裝置上的圖標(biāo),建立手術(shù)定位標(biāo)識裝置的立體坐標(biāo),并將骨科手術(shù)機(jī)器人和智能骨鉆的坐標(biāo)統(tǒng)一到通過手術(shù)定位標(biāo)識裝置確定的立體坐標(biāo)中,指引手術(shù)機(jī)器人的機(jī)器臂到達(dá)相應(yīng)的坐標(biāo)位置和位姿狀態(tài)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆的分解圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆的立體圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的 具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。

為了說明本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案,下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。

請參閱圖1和圖2,本實(shí)用新型實(shí)施例提供的骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆包括手術(shù)電鉆11、套接在手術(shù)電鉆11的電鉆頭的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)12、推進(jìn)機(jī)構(gòu)13、雙目視覺識別系統(tǒng)14、固定在手術(shù)電鉆11上的壓力傳感器15和骨鉆控制器16。手術(shù)電鉆11、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)12、雙目視覺識別系統(tǒng)14和壓力傳感器15均安裝在推進(jìn)機(jī)構(gòu)13上,骨鉆控制器16分別與手術(shù)電鉆11、推進(jìn)機(jī)構(gòu)13、雙目視覺識別系統(tǒng)14和壓力傳感器15電連接。

手術(shù)電鉆11包括電鉆頭111和驅(qū)動(dòng)電鉆頭111運(yùn)行的電鉆電機(jī)112。骨鉆控制器16與手術(shù)電鉆11的電鉆電機(jī)112電連接。

推進(jìn)機(jī)構(gòu)13包括骨鉆底座131、直線導(dǎo)軌132、載物平臺133、驅(qū)動(dòng)電機(jī)134、聯(lián)軸器135和滾珠絲杠136。直線導(dǎo)軌132和滾珠絲杠136安裝在骨鉆底座131上,載物平臺133固定在直線導(dǎo)軌132上,載物平臺133通過連接件與滾珠絲杠136上的螺母連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)134安裝在骨鉆底座131的后端,載物平臺133由驅(qū)動(dòng)電機(jī)134通過聯(lián)軸器135聯(lián)接驅(qū)動(dòng),做前后直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。載物平臺133上安裝有手術(shù)電鉆固定板137,手術(shù)電鉆11通過壓力傳感器15安裝在手術(shù)電鉆固定板137上。這樣,手術(shù)電鉆11在手術(shù)中所受到的力即可通過壓力傳感器15接收到。通過受力變化,結(jié)合手術(shù)電鉆11的推進(jìn)速度,可以判斷出手術(shù)電鉆11的手術(shù)部位的結(jié)構(gòu)密度及其變化,并通過與系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫參數(shù)進(jìn)行比對推測出骨鉆到達(dá)人體的哪一層(皮膚、肌肉、脂肪、骨膜、骨質(zhì)、骨髓),避免手術(shù)事故的發(fā)生,從而為手術(shù)醫(yī)生提供手術(shù)依據(jù)。

手術(shù)電鉆11由驅(qū)動(dòng)電機(jī)134控制其行進(jìn)和后退。驅(qū)動(dòng)電機(jī)134采用直流無刷減速電機(jī),由骨鉆控制器16控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)134的驅(qū)動(dòng)電源的頻率來控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)134的轉(zhuǎn)速,達(dá)到控制手術(shù)電鉆11的推進(jìn)或后退的速度。驅(qū)動(dòng)電源的相序可以控制手術(shù)電鉆是前進(jìn)或后退。同時(shí)通過測量驅(qū)動(dòng)電機(jī)134的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù),可以測量推進(jìn)或后退的距離。

引導(dǎo)機(jī)構(gòu)12是安裝在骨鉆底座131前端的套接在手術(shù)電鉆11的電鉆頭的套筒,用于引導(dǎo)電鉆頭的推進(jìn),并且阻隔電鉆頭與患者的肌肉接觸,防止患者手術(shù)周圍的肌肉跟隨電鉆頭的旋轉(zhuǎn)而一起運(yùn)動(dòng)。

雙目視覺識別系統(tǒng)14包括兩個(gè)相機(jī)141和固定兩個(gè)相機(jī)141的固定座142,兩個(gè)相機(jī)141通過固定座142安裝在骨鉆底座131的前端下部。相機(jī)141由網(wǎng)線經(jīng)交換機(jī)與手術(shù)系統(tǒng)相連。操作者和被授權(quán)人員可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)觀看兩個(gè)相機(jī)141的實(shí)時(shí)圖像,并可通過3D成像系統(tǒng)直觀看到立體影像。同時(shí),雙目視覺識別系統(tǒng)14還可在手術(shù)機(jī)器人動(dòng)作之前進(jìn)行坐標(biāo)定位用。由于本實(shí)用新型的智能骨鉆具有雙目視覺識別系統(tǒng),因此不僅可以讓遠(yuǎn)端醫(yī)生通過雙目視覺識別系統(tǒng)觀看到手術(shù)操作的實(shí)時(shí)圖像,還可以通過雙目視覺識別系統(tǒng)識別安裝在患者或者是手術(shù)床上的手術(shù)定位標(biāo)識裝置上的圖標(biāo),建立手術(shù)定位標(biāo)識裝置的立體坐標(biāo),并將骨科手術(shù)機(jī)器人和智能骨鉆的坐標(biāo)統(tǒng)一到通過手術(shù)定位標(biāo)識裝置確定的立體坐標(biāo)中,指引手術(shù)機(jī)器人的機(jī)器臂到達(dá)相應(yīng)的坐標(biāo)位置和位姿狀態(tài)。

智能骨鉆通過安裝在骨鉆底座下部的安裝法蘭17可固定在骨科手術(shù)機(jī)器人的機(jī)器臂上,可以按照術(shù)前手術(shù)規(guī)劃對鉆入速度和深度進(jìn)行精確控制,減少了人工操作帶來的偏差,使得手術(shù)精度得到保證,同時(shí)減輕了醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的骨科手術(shù)機(jī)器人的智能骨鉆由骨鉆控制器16和PC機(jī)軟件進(jìn)行控制,骨鉆控制器16外置于智能骨鉆,骨鉆控制器16通過骨鉆底座131的控制接口18與智能骨鉆相連。骨鉆控制器16主要用于對手術(shù)電鉆、11推進(jìn)電鉆的控制和測量,以及對壓力傳感器15的測量。手術(shù)電鉆11的電鉆電機(jī)112和驅(qū)動(dòng)電機(jī)134均采用無刷直流電機(jī)并內(nèi)置霍爾傳感器,通過控制電機(jī)輸入電源的頻率可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,控制電機(jī)輸入電源的相序控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),并通過霍爾傳感器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。骨鉆控制器16通過網(wǎng)絡(luò)接口與PC機(jī)相連。PC機(jī)通過專用軟件可以方便地對智能骨鉆進(jìn)行控制,并可以通過網(wǎng)絡(luò)與雙目視覺識別系統(tǒng)相連。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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