自動停轉(zhuǎn)式骨鉆的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，至少包括鉆頭、驅(qū)動鉆頭工作的電機(jī)以及驅(qū)動電機(jī)工作的電機(jī)驅(qū)動電路，還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機(jī)停轉(zhuǎn)的控制模塊；所述控制模塊包括用于采集電機(jī)電流的電流采集單元、與電流采集單元輸出端電連接的電流比較電路、與所述電流比較電路輸出端電連接的控制單元以及與控制單元輸出端連接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設(shè)置于電源與電機(jī)驅(qū)動電路之間控制電機(jī)驅(qū)動電路的供電通路的通斷，所述控制單元根據(jù)電機(jī)電流的階躍性變化控制開關(guān)電路的開啟與關(guān)閉；能夠在鉆穿骨骼瞬間自動進(jìn)行停轉(zhuǎn)，有效避免對患者造成損傷。
【專利說明】自動停轉(zhuǎn)式骨鉆

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療設(shè)備，尤其涉及一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆。

【背景技術(shù)】
[0002] 骨鉆是骨科中常用的手術(shù)器械，用于斷骨的續(xù)接等手術(shù)中；現(xiàn)有的骨鉆在使用過 程中存在嚴(yán)重的安全隱患，主要體現(xiàn)在鉆入骨頭的深度以及骨鉆停鉆的控制；醫(yī)生在鉆骨 時(shí)一般在人體的相對安全測起鉆，即在待鉆骨頭的血管和神經(jīng)分布較少的一側(cè)開始鉆骨， 由于骨折處神經(jīng)及血管等在骨折時(shí)已經(jīng)受到一定創(chuàng)傷，而現(xiàn)有的骨鉆在鉆穿骨頭時(shí)，往往 僅憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)判斷骨鉆是否鉆穿患者的骨骼以及控制骨鉆停轉(zhuǎn)，極其容易造成位于骨頭 另一側(cè)的血管及神經(jīng)造成二次損傷，甚至造成難以恢復(fù)的傷害，雖然目前通過采用將骨膜 和肌肉從骨骼上剝離之后再進(jìn)行鉆骨，然而又增強(qiáng)加了手術(shù)難度及強(qiáng)度，尤為重要的是增 加了患者的待鉆骨骼的損傷程度，恢復(fù)時(shí)間長，因此，如何在鉆骨時(shí)骨鉆鉆穿骨頭瞬間保證 骨鉆能夠及時(shí)停轉(zhuǎn)成為了技術(shù)難題。
[0003] 因此，需要提出一種新型的骨鉆，能夠在鉆穿骨骼瞬間自動進(jìn)行停轉(zhuǎn)，有效避免對 患者造成損傷，而且無需將骨膜以及肌肉等從骨折處剝離，降低手術(shù)難度。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，能夠在鉆穿骨骼瞬間 自動進(jìn)行停轉(zhuǎn)，有效避免對患者造成損傷，而且無需將骨膜以及肌肉等從骨折處剝離，降低 手術(shù)難度，保證患者的醫(yī)療安全。
[0005] 本實(shí)用新型提供的一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，至少包括鉆頭、驅(qū)動鉆頭工作的電機(jī)以 及驅(qū)動電機(jī)工作的電機(jī)驅(qū)動電路，還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機(jī)停轉(zhuǎn)的控制模 塊；
[0006] 所述控制模塊包括用于采集電機(jī)電流的電流采集單元、與電流采集單元輸出端電 連接的電流比較電路、與所述電流比較電路輸出端電連接的控制單元以及與控制單元輸出 端連接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設(shè)置于電源與電機(jī)驅(qū)動電路之間控制電機(jī)驅(qū)動電路的供 電通路的通斷，所述控制單元根據(jù)電機(jī)電流的階躍性變化控制開關(guān)電路的開啟與關(guān)閉。
[0007] 進(jìn)一步，還包括校驗(yàn)檢測模塊，所述校驗(yàn)檢測模塊包括壓力傳感器和壓力比較電 路，所述壓力傳感器的輸出端與壓力比較電路的輸入端連接，壓力比較電路的輸出端與所 述控制單元電連接。
[0008] 進(jìn)一步，還包括用于檢測鉆頭鉆入深度的超聲換能器，所述超聲換能器的輸出端 與控制電路輸入端連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述骨鉆還包括用于固定安裝鉆頭和電機(jī)的骨鉆殼體以及與骨鉆殼體固 定連接的手柄，所述壓力傳感器設(shè)置于手柄的后側(cè)，所述控制模塊設(shè)置于骨鉆殼體內(nèi)。
[0010] 進(jìn)一步，所述電流采集單元為電流傳感器或者電流檢測電路。
[0011] 進(jìn)一步，所述控制單元為ARM處理器或者單片機(jī)。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，在鉆穿骨骼瞬間能夠立 即停轉(zhuǎn)，有效避免對血管和神經(jīng)造成二次損傷，而且無需將骨膜以及肌肉等從骨折處剝離， 降低手術(shù)難度，從而能夠有效避免醫(yī)療隱患；通過控制模塊和校驗(yàn)檢測模塊的同時(shí)作用，使 得骨鉆在工作過程中能夠平穩(wěn)工作，并能夠保證骨鉆的可靠性，控制精度高，響應(yīng)速度快。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0016] 圖3為本實(shí)用新型骨鉆鉆穿骨骼瞬間電機(jī)電流變化示意圖。
[0017] 圖4為本實(shí)用新型骨鉆即將鉆穿骨骼壓力傳感器的壓力曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的原理框圖，如圖所示，本實(shí) 用新型提供的一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，至少包括鉆頭1、驅(qū)動鉆頭1轉(zhuǎn)動的電機(jī)5以及驅(qū)動電 機(jī)5工作的電機(jī)驅(qū)動電路3,還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機(jī)5停轉(zhuǎn)的控制模塊 4 ；
[0019] 所述控制模塊4包括用于采集電機(jī)5電流的電流采集單元、與電流采集單元輸出 端電連接的電流比較電路、與所述電流比較電路輸出端電連接的控制單元以及與控制單元 輸出端連接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設(shè)置于電源與電機(jī)驅(qū)動電路3之間控制電機(jī)驅(qū)動電 路3的供電通路的通斷，所述控制單元根據(jù)電機(jī)5電流的階躍性變化控制開關(guān)電路的開啟 與關(guān)閉，所述電流采集單元為電流傳感器或者電流檢測電路，所述控制單元為ARM處理器 或者單片機(jī)，比如單片機(jī)89C52系列單片機(jī)，AVR單片機(jī)等，電流采集單元和控制單元均可 采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不加贅述；在骨鉆鉆穿骨骼瞬間，電機(jī)電流會出現(xiàn)明顯的階躍性變 化，如圖3所示，因此，在骨鉆工作過程中，通過電流采集單元采集電機(jī)的電流變化，然后輸 入到電流比較電路進(jìn)行比較，在電流比較電路中設(shè)置有電流比較閾值，電機(jī)電流在該電流 比較閾值范圍內(nèi)，表明骨鉆仍在工作中，而且還沒有鉆穿骨骼，控制單元無輸出，當(dāng)檢測到 電機(jī)電流大于電流比較閾值時(shí)，控制單元立即輸出切斷控制命令，使開關(guān)電路中斷，切斷電 機(jī)的供電通路，從而使骨鉆停轉(zhuǎn)，由于骨骼一般為中空結(jié)構(gòu)，骨鉆會出現(xiàn)兩次鉆穿骨頭，第 一次為從骨骼的起鉆側(cè)鉆入后鉆穿骨骼，使骨鉆伸入到骨骼內(nèi)的空間，雖然此時(shí)電流出現(xiàn) 第一次階躍變化，控制單元扔人不輸出控制命令，當(dāng)骨鉆從骨骼內(nèi)鉆穿到起鉆側(cè)的相對一 側(cè)時(shí)，電機(jī)電流出現(xiàn)第二次階躍變化且大于電流閾值，此時(shí)由控制單元輸出控制命令使開 關(guān)電路動作，斷開電機(jī)驅(qū)動電路的供電通路，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0020] 本實(shí)施例中，所述骨鉆還包括與電流采集單元同時(shí)工作的校驗(yàn)檢測模塊，所述校 驗(yàn)檢測模塊包括壓力傳感器6和壓力比較電路，所述壓力傳感器6的輸出端與壓力比較電 路的輸入端連接，壓力比較電路的輸出端與所述控制單元電連接，校驗(yàn)檢測模塊與控制模 塊同時(shí)工作，壓力傳感器輸出的壓力曲線如圖4所示，當(dāng)骨鉆即將鉆穿骨骼時(shí)，壓力會出現(xiàn) 明顯的階躍變化，壓力傳感器輸出信號傳輸給壓力比較電路，壓力比較電路中設(shè)置有壓力 比較閾值，當(dāng)壓力大于壓力比較閾值時(shí)，則表明骨鉆即將鉆穿骨骼，并且壓力比較電路輸出 比較結(jié)果給控制單元，控制單元根據(jù)電流比較電路輸出的比較結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，即電流 和壓力均出現(xiàn)階躍變化時(shí)，控制單元輸出控制命令給開關(guān)電路，從而控制骨鉆停轉(zhuǎn)，從而保 證骨鉆停轉(zhuǎn)的可靠性，當(dāng)然，由于骨骼的中空結(jié)構(gòu)，壓力傳感器在鉆骨過程中也會出現(xiàn)兩次 階躍變化，因此，當(dāng)壓力和電流均出現(xiàn)第二次階躍變化時(shí)，控制單元才輸出控制命令；所述 校驗(yàn)檢測模塊和電流采集單元互為備用，即當(dāng)校驗(yàn)檢測模塊或者電流采集單元其中之一出 現(xiàn)故障無輸出時(shí)，控制單元則只檢測到其中一路信號，則在電流出現(xiàn)第二次階躍變化或者 壓力出現(xiàn)第二次階躍變化時(shí)控制單元均輸出停轉(zhuǎn)控制命令，能夠有效控制骨鉆停轉(zhuǎn)的可靠 性，所述壓力傳感器為金諾的JHBM型號的壓力傳感器。
[0021] 本實(shí)施例中，所述骨鉆還包括用于檢測鉆頭鉆入深度的超聲換能器8,所述超聲 換能器的輸出端與控制電路輸入端連接，在使用時(shí)，以骨骼的起鉆一側(cè)的骨面或者用于定 位斷骨的鋼板作為參照面，通過超聲換能器與參照面之間的距離變化來判斷骨鉆鉆入的深 度，從而保證手術(shù)的精確性，比如選擇螺釘?shù)拈L度。
[0022] 本實(shí)施例中，所述骨鉆還包括用于固定安裝鉆頭1和電機(jī)5的骨鉆殼體2以及與 骨鉆殼體2固定連接的手柄7,所述壓力傳感器6設(shè)置于手柄7的后側(cè)，使得在使用時(shí)醫(yī)生 的手心位置壓住壓力傳感器，保證在鉆骨時(shí)壓力傳感器具有恒定的輸出值，并且保證只在 骨鉆即將鉆穿骨骼時(shí)壓力才會發(fā)生階躍性變化，從而保證控制的可靠性，超聲換能器8設(shè) 置于骨鉆殼體2的前端，所述控制模塊設(shè)置于骨鉆殼體內(nèi)，本實(shí)施例中的前后是指骨鉆殼 體設(shè)置有鉆頭的一端為前端，則與鉆頭方向相反的一端為后端，因此，手柄與鉆頭朝向相同 的一側(cè)為前側(cè)，另一側(cè)為后側(cè)。
[0023] 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1. 一種自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，至少包括鉆頭、驅(qū)動鉆頭工作的電機(jī)以及驅(qū)動電機(jī)工作的電 機(jī)驅(qū)動電路，其特征在于：還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機(jī)停轉(zhuǎn)的控制模塊； 所述控制模塊包括用于采集電機(jī)電流的電流采集單元、與電流采集單元輸出端電連接 的電流比較電路、與所述電流比較電路輸出端電連接的控制單元以及與控制單元輸出端連 接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設(shè)置于電源與電機(jī)驅(qū)動電路之間控制電機(jī)驅(qū)動電路的供電通 路的通斷，所述控制單元根據(jù)電機(jī)電流的階躍性變化控制開關(guān)電路的開啟與關(guān)閉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，其特征在于：還包括校驗(yàn)檢測模塊，所述校驗(yàn) 檢測模塊包括壓力傳感器和壓力比較電路，所述壓力傳感器的輸出端與壓力比較電路的輸 入端連接，壓力比較電路的輸出端與所述控制單元電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，其特征在于：還包括用于檢測鉆頭鉆入 深度的超聲換能器，所述超聲換能器的輸出端與控制電路輸入端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，其特征在于：所述骨鉆還包括用于固定安裝 鉆頭和電機(jī)的骨鉆殼體以及與骨鉆殼體固定連接的手柄，所述壓力傳感器設(shè)置于手柄的后 側(cè)，所述控制模塊設(shè)置于骨鉆殼體內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，其特征在于：所述電流采集單元為電流傳感 器或者電流檢測電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述自動停轉(zhuǎn)式骨鉆，其特征在于：所述控制單元為ARM處理器或 者單片機(jī)。
【文檔編號】A61B17/16GK203841753SQ201420274988
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】楊利, 馬秋野, 梁紅所 申請人:梁紅所, 馬奔