[发明专利]股骨头坏死髓芯清除操作臂

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备和机器人技术领域，具体而言涉及一种具有三个自由度的股骨头坏死髓芯清除操作臂。

技术背景

股骨头缺血性坏死 (A Vascular Necrosis of Femeral Head, AVNFH) 是常见的骨科疾病，当出现软骨面塌陷时将导致髋关节病废而不能行走，或不可避免地要接受全髋关节置换手术，是危害大的疾病之一。目前主要采用外科手术进行治疗，如各种髓芯减压植骨法等，而彻底清除死骨则是各种外科手术法关键的第一步。但是坏死区有着多种不同的几何形状和空间分布形式，而由于股骨颈的尺寸限制，这种外科手术操作距离长、通道狭窄，器械较难准确到达股骨坏死区。这些因素使得手术清除死骨时，只能依赖于医生通过勺子凭手感和经验配合磁共振造影 (Magnetic Resonance Imaging, MR) 来挖掘进行，不可避免地存在部分死骨清除困难且不精准、不彻底、费时费力等不足。这将影响后续植骨术对AVNFH的治疗效果。另外，对于软骨面塌陷的修复手术，一般是死骨刮出后顶推复位。目前也是医生凭经验和感觉进行，缺乏精准的复位，影响术后骨愈合和骨支撑，易造成再次塌陷。因此，开发一种操作方便的精准的专门用于清除股骨头坏死区和软骨面塌陷复位的手术仪器设备——股骨头坏死髓芯清除操作臂，是当务之急。

从20世纪90时年代初期至今，外科手术机器人的研制取得了飞跃性的发展，并已成为机器人领域的一个研究热点。机器人辅助外科手术在减轻医生工作强度、减轻患者手术痛苦、提高手术效率、缩短术后痊愈时间、改善手术疗效等等方面有着巨大的发挥空间。然而目前世界上用于治疗AVNFH的股骨头坏死髓芯清除和塌陷软骨面复位的设备尚未见报道。因此，开发一种微创、精准的专门用于彻底清除股骨头坏死区和塌陷软骨面复位的手术设备，进而将外科手术机器人进一步推广至股骨头手术，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于为股骨头缺血性坏死的手术治疗提供一种能彻底地清除股骨头坏死髓芯和精确地对塌陷软骨面进行复位，从而改善手术治疗效果的股骨头坏死髓芯清除操作臂。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种股骨头坏死髓芯清除操作臂，包括磨削头、电机座前部、电机座后部、驱动电机、摆转关节端盖、两个同步带轮、摆动关节基座、同步齿形带、空心套管、带轮基座前部、摆动手轮、滚珠轴承、带轮基座后部、把手、转动轴、套筒、摆动轴、挡块、固定支架和固定螺钉，磨削头通紧固于驱动电机的电机轴上，驱动电机由电机座前部和电机座后部包裹密封；磨削头、驱动电机、电机座前部、电机座后部组成操作臂摆动关节前部；电机座后部为叉耳结构，摆动轴贯穿叉耳两端；摆动轴两端与叉耳连接处各开有用于装入起传动作用的方形挡块的方形孔，方形挡块将摆动轴的转动转化为摆动关节前部的俯仰运动；第一同步带轮与摆动轴固接；摆动轴通过滚珠轴承支承于摆动端盖，而摆动端盖则由螺钉固定于摆动关节基座上；摆动轴两端安装有用于安装防止摆动轴串动的螺母；同步齿形带的一端安装在第一同步带轮上，另一端也装在第二同步带轮上，第二同步带轮固定于转动轴上；转动轴两端装有两个摆动手轮，摆动手轮中心开有孔，转动轴与摆动手轮结合处开有使转动轴与手轮不能相对转动的平面；转动轴通过滚珠轴承支承于带轮基座前部和带轮基座后部形成的安装孔内，带轮基座前部和带轮基座后部直接固定连接；带轮基座前部与摆动关节基座通过空心套管连接；同步齿形带藏于空心套管内部；空心套管套于固定支架的轴套内，且能在轴套内移动及回转。

上述的股骨头坏死髓芯清除操作臂中，固定支架通过螺钉固定于患者的股骨侧面上。

上述的股骨头坏死髓芯清除操作臂中，所述磨削头通过螺钉紧固于电机轴上。

上述的股骨头坏死髓芯清除操作臂中，第一同步带轮及摆动轴二者由紧定螺钉固接；第二同步带轮也通过紧定螺钉固定于转动轴上。

上述的股骨头坏死髓芯清除操作臂中，带轮基座前部和后部则通过螺钉径向固定。

上述的股骨头坏死髓芯清除操作臂中，带轮基座后部末端套有把手。