[发明专利]一种能够感知待切削组织刚度和结构的智能手术动力工具

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备领域，具体涉及外科骨性组织切除中所用的手术动力工具上。

背景技术

利用手术动力工具开展骨性组织切除手术是目前治疗脊柱椎管狭窄症等骨科疾病的重要方法，但是手术难度较大，瘫痪、大出血等严重并发症的几率相对较多。导致手术难度较大的原因是现有的手术动力工具仅具有切削骨性组织的功能，如果存在手术动力工具末端安装的磨头磨损严重需要更换，或者即将被手术动力工具磨削的位置处有脊髓等不可损伤的组织，则完全靠医生经验判断。

发明内容

本发明目的是解决使用手术动力工具实施骨性组织切除手术的过程中如何准确感知即将被手术动力工具切除的组织是骨性组织还是脊髓等软组织的问题，设计一种能够感知待切削组织刚度和结构的手术动力工具，以便给医生提供手术过程中的重要预警信息。

本发明提供的一种能够感知待切削组织刚度和结构的手术动力工具，该工具的结构是：

第1、包括一个普通的手术磨钻、两个激光位移传感器和一台工业控制计算机；

第2、第一个激光位移传感器发出一束激光至磨头与磨钻的连接杆上，在连接杆上出现外径小于1mm的圆形光斑，传感器的输出的是圆形光斑处手术动力工具工作过程中的振动信号；

第3、第二个激光位移传感器发出一束激光至磨头前进路径上距磨头1mm-3mm的一点，在与磨钻接触的人体组织上出现外径小于1mm的圆形光斑，传感器的输出的是圆形光斑处在手术动力工具工作过程中的振动信号；

第4、两个激光位移传感器的输出接入工业控制计算机；

第5、工业控制计算机对两个激光位移传感器的输出信号进行处理和分析：

第5.1、通过对比第一个激光位移传感器在磨头未接触和接触骨性组织时采集的振动信号，判断磨头的磨损情况，根据磨损情况提示是否更换磨头；

第5.2、根据第二个激光位移传感器的输出振动信号，判断该传感器的测量位置处是骨性组织还是脊髓等软组织，以及传感器的测量位置处骨性组织的结构；

第5.3、以上两点功能由安装在工业控制计算机上的信号处理和分析软件实现，并由计算机的屏幕显示。

所述的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器与磨钻固定连接，保持在手术过程中，第一激光位移传感器和第二激光位移传感器与磨头的相对位置不发生变化。

第一激光位移传感器和第二激光位移传感器量程不小于5mm，分辨力优于0.001mm。

本发明的优点和积极效果：

本发明能够准确感知待切削组织刚度和结构，保证脊髓组织不会受到损伤，提高手术动力工具的安全性。还能够判断磨头的磨损情况，如果磨损较严重，就提示更换磨头，提高手术动力工具的易用性。

附图说明

图1是能够感知待切削组织刚度和结构的手术动力工具示意图。

图中，1是安装在磨钻上的球形磨头，2是第一激光位移传感器，3是第二激光位移传感器，4是椎弓根，5是脊髓，6是椎体。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，为本发明提出的能够感知待切削组织刚度和结构的智能手术动力工具示意图，本发明的具体结构是：

第1、包括一个普通的手术磨钻、两个激光位移传感器和一台工业控制计算机；

第2、第一个激光位移传感器发出一束激光至磨头与磨钻的连接杆上，在连接杆上出现外径小于1mm的圆形光斑，传感器的输出的是圆形光斑处手术动力工具工作过程中的振动信号；

第3、第二个激光位移传感器发出一束激光至磨头前进路径上距磨头1mm-3mm的一点，在与磨钻接触的人体组织上出现外径小于1mm的圆形光斑，传感器的输出的是圆形光斑处在手术动力工具工作过程中的振动信号；

第4、两个激光位移传感器的输出接入工业控制计算机；

第5、工业控制计算机对两个激光位移传感器的输出信号进行处理和分析：

所述的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器与磨钻固定连接，保持在手术过程中，第一激光位移传感器和第二激光位移传感器与磨头的相对位置不发生变化。这样不论手术动力工具如何运动，第一激光位移传感器2始终能够测量到磨头的连接杆的横向振动，第二激光位移传感器3始终能够测量到球形磨头与脊椎骨接触点附近的那个点的振动。

第一激光位移传感器和第二激光位移传感器量程不小于5mm，分辨力优于0.001mm。

具体工作过程