自動停轉式骨鉆的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種自動停轉式骨鉆，至少包括鉆頭、驅動鉆頭工作的電機以及驅動電機工作的電機驅動電路，還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機停轉的控制模塊；所述控制模塊包括用于采集電機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電路，所述開關電路設置于電源與電機驅動電路之間控制電機驅動電路的供電通路的通斷，所述控制單元根據電機電流的階躍性變化控制開關電路的開啟與關閉；能夠在鉆穿骨骼瞬間自動進行停轉，有效避免對患者造成損傷。
【專利說明】自動停轉式骨鉆

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種醫療設備，尤其涉及一種自動停轉式骨鉆。

【背景技術】
[0002] 骨鉆是骨科中常用的手術器械，用于斷骨的續接等手術中；現有的骨鉆在使用過 程中存在嚴重的安全隱患，主要體現在鉆入骨頭的深度以及骨鉆停鉆的控制；醫生在鉆骨 時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分布較少的一側開始鉆骨， 由于骨折處神經及血管等在骨折時已經受到一定創傷，而現有的骨鉆在鉆穿骨頭時，往往 僅憑醫生的經驗判斷骨鉆是否鉆穿患者的骨骼以及控制骨鉆停轉，極其容易造成位于骨頭 另一側的血管及神經造成二次損傷，甚至造成難以恢復的傷害，雖然目前通過采用將骨膜 和肌肉從骨骼上剝離之后再進行鉆骨，然而又增強加了手術難度及強度，尤為重要的是增 加了患者的待鉆骨骼的損傷程度，恢復時間長，因此，如何在鉆骨時骨鉆鉆穿骨頭瞬間保證 骨鉆能夠及時停轉成為了技術難題。
[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行停轉，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，降低手術難度。 實用新型內容
[0004] 有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種自動停轉式骨鉆，能夠在鉆穿骨骼瞬間 自動進行停轉，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 手術難度，保證患者的醫療安全。
[0005] 本實用新型提供的一種自動停轉式骨鉆，至少包括鉆頭、驅動鉆頭工作的電機以 及驅動電機工作的電機驅動電路，還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機停轉的控制模 塊；
[0006] 所述控制模塊包括用于采集電機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 端連接的開關電路，所述開關電路設置于電源與電機驅動電路之間控制電機驅動電路的供 電通路的通斷，所述控制單元根據電機電流的階躍性變化控制開關電路的開啟與關閉。
[0007] 進一步，還包括校驗檢測模塊，所述校驗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] 進一步，所述骨鉆還包括用于固定安裝鉆頭和電機的骨鉆殼體以及與骨鉆殼體固 定連接的手柄，所述壓力傳感器設置于手柄的后側，所述控制模塊設置于骨鉆殼體內。
[0010] 進一步，所述電流采集單元為電流傳感器或者電流檢測電路。
[0011] 進一步，所述控制單元為ARM處理器或者單片機。
[0012] 本實用新型的有益效果：本實用新型的自動停轉式骨鉆，在鉆穿骨骼瞬間能夠立 即停轉，有效避免對血管和神經造成二次損傷，而且無需將骨膜以及肌肉等從骨折處剝離， 降低手術難度，從而能夠有效避免醫療隱患；通過控制模塊和校驗檢測模塊的同時作用，使 得骨鉆在工作過程中能夠平穩工作，并能夠保證骨鉆的可靠性，控制精度高，響應速度快。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：
[0014] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0015] 圖2為本實用新型的原理框圖。
[0016] 圖3為本實用新型骨鉆鉆穿骨骼瞬間電機電流變化示意圖。
[0017] 圖4為本實用新型骨鉆即將鉆穿骨骼壓力傳感器的壓力曲線圖。

【具體實施方式】
[0018] 圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型的原理框圖，如圖所示，本實 用新型提供的一種自動停轉式骨鉆，至少包括鉆頭1、驅動鉆頭1轉動的電機5以及驅動電 機5工作的電機驅動電路3,還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機5停轉的控制模塊 4 ；
[0019] 所述控制模塊4包括用于采集電機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 輸出端連接的開關電路，所述開關電路設置于電源與電機驅動電路3之間控制電機驅動電 路3的供電通路的通斷，所述控制單元根據電機5電流的階躍性變化控制開關電路的開啟 與關閉，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，比如單片機89C52系列單片機，AVR單片機等，電流采集單元和控制單元均可 采用現有技術實現，在此不加贅述；在骨鉆鉆穿骨骼瞬間，電機電流會出現明顯的階躍性變 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的電流變化，然后輸 入到電流比較電路進行比較，在電流比較電路中設置有電流比較閾值，電機電流在該電流 比較閾值范圍內，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，當檢測到 電機電流大于電流比較閾值時，控制單元立即輸出切斷控制命令，使開關電路中斷，切斷電 機的供電通路，從而使骨鉆停轉，由于骨骼一般為中空結構，骨鉆會出現兩次鉆穿骨頭，第 一次為從骨骼的起鉆側鉆入后鉆穿骨骼，使骨鉆伸入到骨骼內的空間，雖然此時電流出現 第一次階躍變化，控制單元扔人不輸出控制命令，當骨鉆從骨骼內鉆穿到起鉆側的相對一 側時，電機電流出現第二次階躍變化且大于電流閾值，此時由控制單元輸出控制命令使開 關電路動作，斷開電機驅動電路的供電通路，使電機停轉。
[0020] 本實施例中，所述骨鉆還包括與電流采集單元同時工作的校驗檢測模塊，所述校 驗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，校驗檢測模塊與控制模 塊同時工作，壓力傳感器輸出的壓力曲線如圖4所示，當骨鉆即將鉆穿骨骼時，壓力會出現 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，壓力比較電路中設置有壓力 比較閾值，當壓力大于壓力比較閾值時，則表明骨鉆即將鉆穿骨骼，并且壓力比較電路輸出 比較結果給控制單元，控制單元根據電流比較電路輸出的比較結果進行綜合判斷，即電流 和壓力均出現階躍變化時，控制單元輸出控制命令給開關電路，從而控制骨鉆停轉，從而保 證骨鉆停轉的可靠性，當然，由于骨骼的中空結構，壓力傳感器在鉆骨過程中也會出現兩次 階躍變化，因此，當壓力和電流均出現第二次階躍變化時，控制單元才輸出控制命令；所述 校驗檢測模塊和電流采集單元互為備用，即當校驗檢測模塊或者電流采集單元其中之一出 現故障無輸出時，控制單元則只檢測到其中一路信號，則在電流出現第二次階躍變化或者 壓力出現第二次階躍變化時控制單元均輸出停轉控制命令，能夠有效控制骨鉆停轉的可靠 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，以骨骼的起鉆一側的骨面或者用于定 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，從而保證手術的精確性，比如選擇螺釘的長度。
[0022] 本實施例中，所述骨鉆還包括用于固定安裝鉆頭1和電機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設置于手柄7的后側，使得在使用時醫生 的手心位置壓住壓力傳感器，保證在鉆骨時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壓力才會發生階躍性變化，從而保證控制的可靠性，超聲換能器8設 置于骨鉆殼體2的前端，所述控制模塊設置于骨鉆殼體內，本實施例中的前后是指骨鉆殼 體設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 的一側為前側，另一側為后側。
[0023] 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本 實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范 圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1. 一種自動停轉式骨鉆，至少包括鉆頭、驅動鉆頭工作的電機以及驅動電機工作的電 機驅動電路，其特征在于：還包括用于在骨鉆鉆穿骨頭瞬間控制電機停轉的控制模塊； 所述控制模塊包括用于采集電機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 接的開關電路，所述開關電路設置于電源與電機驅動電路之間控制電機驅動電路的供電通 路的通斷，所述控制單元根據電機電流的階躍性變化控制開關電路的開啟與關閉。
2. 根據權利要求1所述自動停轉式骨鉆，其特征在于：還包括校驗檢測模塊，所述校驗 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. 根據權利要求1或2所述自動停轉式骨鉆，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. 根據權利要求3所述自動停轉式骨鉆，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，所述壓力傳感器設置于手柄的后 側，所述控制模塊設置于骨鉆殼體內。
5. 根據權利要求4所述自動停轉式骨鉆，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. 根據權利要求5所述自動停轉式骨鉆，其特征在于：所述控制單元為ARM處理器或 者單片機。
【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 優先權日:2014年5月27日
【發明者】楊利, 馬秋野, 梁紅所 申請人:梁紅所, 馬奔