CN102309354A - 自动化头骨钻孔机构 - Google Patents

Abstract

一种自动化头骨钻孔机构，其基座上装设有一力量检测单元，该力量检测单元以线路连结一核心控制装置的电脑，而该基座并得以结合至一多轴式机械手臂的前端，据此，电脑控制该多轴式机械手臂将钻头端点移动指向设定座标，并由该多轴式机械手臂前端的自动化头骨钻孔机构开始启动钻孔，进给或切割的座标亦由电脑控制多轴式机械手臂移动，当该力量检测单元测得因钻通而压力变化时，讯号经线路传至核心控制装置，核心控制装置即在第一时间停止该多轴式机械手臂的进给，以确保不会伤到脑膜，而持用其自动化头骨钻孔机构亦相当稳固。

Description

自动化头骨钻孔机构

技术领域

本发明涉及一种头骨钻孔机的技术领域，尤指其技术上提供一种自动化头骨钻孔机构。

背景技术

按，当病患发生柏金森式症、脑部肿瘤或须取出部分脑组织进行病理检查时，通常会先藉由核磁共振(MRI)或电脑断层(CT)确定病兆位置，然后在病患头骨钻出直径约6mm的圆孔，医师将直径约2mm的探针或器械伸入脑组织中进行雷射烧灼治疗或取出部分脑组织进行病理切片检查。其中人体脑部皮肤下层是硬组织的头骨，头骨下方依序为硬脑膜、蜘蛛膜及软脑膜，其间有无数的血管穿梭以供给脑部营养。因此在进行头骨钻孔时，必须要能控制钻孔器械有效穿越硬组织的头骨，当钻穿硬组织时必须立即停止前进以避免伤害脑膜组织。

目前执行头骨钻孔的器械主要可分为人工手摇钻和手持电动钻，其中人工手摇钻的操作方式是医师徒手转动摇柄，机构带动螺杆造成钻头旋转并作上下移动，以达到(1)钻孔圆洞或(2)切割头骨的目的；而手持电动钻的操作方式则如同一般的电钻，由医师徒手扶持电钻来控制钻孔方向与进给量。此外习知一种特殊电钻设计有一组安全装置，当主动件(马达)与类似离合器机构的被动件(钻头)承受压力会紧密配合，带动钻头运转以进行钻头骨行为，当钻头钻穿头骨时，因不再承受头骨的反作用力使得主动件与被动件分离，导致电钻停止运转。

然而这些方法均须凭借医师个人丰富的临床经验与手部感觉来判断钻头骨过程中是否已穿越头骨并手动停止；若是经由缺乏丰富经验的医师执行时，即使有上述特殊安全装置的电钻，稍有不慎也有可能在穿越头骨的同时伤及头骨下方的脑膜及神经组织。此外采用徒手方式钻孔，亦可能因为手臂力量不足导致钻孔过程产生震动，影响钻孔过程的安全性、准确性与舒适性。

欲解决的技术问题点在于：钻孔圆洞或切割头骨如果系一般材料，则无需多注意其钻穿后的情形，但如果系要钻人体的脑部，则因硬组织后就紧接着有脑膜组织与神经组织，不容有丝毫差错，然而现今的钻孔方法都是需要医师手持工具钻孔，其稳定性较不佳，且是否钻穿还要依医师的手感手部停止钻孔，如此过于危险而使病患处于不利地位，也易生医疗纠纷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化头骨钻孔机构，其得以自动钻孔、自动切割，且机械手臂持其自动化头骨钻孔机构相当稳固，而钻通瞬间即可感测到而立即停止进给，以保障病人脑部的安全。

为实现上述目的，本发明公开了一种自动化头骨钻孔机构，其特征在于包含有：

一基座；

一动力马达固定座，该动力马达固定座内设有一动力马达，该基座上固定该动力马达固定座；

一钻头，该动力马达固定座的前端以一锁固器锁固该钻头，该锁固器调松时得以更换不同的其他钻头；

一力量检测单元，该基座上装设该力量检测单元，该动力马达固定座并以一连接器连接该力量检测单元，以该力量检测单元得以量测该钻头钻通头骨瞬间的压力变化；及

一核心控制装置，该力量检测单元以一线路连结该核心控制装置，该核心控制装置接收该力量检测单元测得的压力变化，得在第一时间停止钻头进给。

其中，该动力马达为一气动马达。

其中，该基座并得以一连接板结合至一多轴式机械手臂的前端。

其中，该核心控制装置为一电脑。

其中，该动力马达为一电动马达。

其中，该基座并得以一连接板结合至一多轴式机械手臂的前端。

其中，该核心控制装置为一电脑。

通过上述结构，本发明对照先前技术的功效在于：先前技术以手持控制，但手持容易疲劳且不稳定，而其钻通与否也是凭手感，如此容易有失误情形，尤其对一个新手医师更可能发生，而本发明利用一自动化头骨钻孔机构，配合一多轴式机械手臂，如此得以相当稳固的持用该自动化头骨钻孔机构，亦不会有疲劳的问题，而其自动化头骨钻孔机构设有力量检测单元，得在钻通瞬间测得讯号，经电脑在第一时间停止进给，可确保病人的安全，而让危险降至最低。

附图说明

图1：本发明其一实施例的立体示意图。

图2：本发明自动化头骨钻孔机构的立体示意图。

图3：本发明的其一钻孔定位实施状态示意图。

图4：本发明的其一钻通状态示意图。

图5：本发明的其一切割实施状态示意图。

具体实施方式

参阅图1至图5所示，本发明提供一种自动化头骨钻孔机构10，包括：

一基座11；

一动力马达17；

一动力马达固定座13，该基座11上固定该动力马达固定座13及一力量检测单元12，该动力马达固定座13并以一连接器14连接该力量检测单元12；

一钻头15，该动力马达固定座13的前端以一锁固器16锁固一钻头15，该锁固器16调松时得以更换不同的其他钻头15；

一力量检测单元12，该基座11上并可装设该力量检测单元12，以该力量检测单元12得以检测该钻头15钻通头骨瞬间的压力变化；

一核心控制装置20，该力量检测单元12以一线路18连结一核心控制装置20，该核心控制装置20可为一电脑21，该电脑21接收该力量检测单元12测得的压力变化，得在第一时间停止钻头15进给，而该基座11并得以一连接板30结合至一多轴式机械手臂40的前端。

据此，该核心控制装置20控制该多轴式机械手臂40将钻头15端点移动指向设定座标，并由该多轴式机械手臂40前端的自动化头骨钻孔机构10开始启动钻孔，进给或切割的座标亦由核心控制装置20的电脑21控制多轴式机械手臂40移动，当该力量检测单元12测得因钻通而压力变化时，讯号经线路18传至核心控制装置20，核心控制装置20即在第一时间停止该多轴式机械手臂40的进给，以确保不会伤到脑膜，而持用其自动化头骨钻孔机构10亦相当稳固。

本发明的作动原理，该钻头15在钻骨时，会产生一后座力，而将该动力马达17往后推至力量检测单元12，该力量检测单元12可检测出数值而将讯号传输至核心控制装置20。

本发明利用该自动化头骨钻孔机构10，配合一多轴式机械手臂40，如此得以相当稳固的持用该自动化头骨钻孔机构10，亦不会有疲劳的问题，而其自动化头骨钻孔机构10设有力量检测单元12，得在钻通瞬间测得讯号，经电脑21在第一时间停止进给，可确保病人的安全，而让危险降至最低。

该自动化头骨钻孔机构10得利用一连接板30连接至一多轴式机械手臂40的前端，以该多轴式机械手臂40将该自动化头骨钻孔机构10送到所欲钻孔的位置进行座标定位，其后的钻孔动作即可由该自动化头骨钻孔机构10及该多轴式机械手臂40配合，而如果欲进行切割动作时，亦可由该自动化头骨钻孔机构10及该多轴式机械手臂40配合，就可进行切割头骨行程与动作。

前述该自动化头骨钻孔机构10，其在钻孔时，动力马达17产生旋转动力及前后的震动力，得以顺利进行钻孔的动作。而在进行切割头骨时，该前后的震动力关闭的，此时只要动力马达17动力带动该钻头15旋转即可切割。

Claims (7)

1.一种自动化头骨钻孔机构，其特征在于包含有：

一基座；

一动力马达固定座，该动力马达固定座内设有一动力马达，该基座上固定该动力马达固定座；

一钻头，该动力马达固定座的前端以一锁固器锁固该钻头，该锁固器调松时得以更换不同的其他钻头；

一力量检测单元，该基座上装设该力量检测单元，该动力马达固定座并以一连接器连接该力量检测单元，以该力量检测单元得以量测该钻头钻通头骨瞬间的压力变化；及

一核心控制装置，该力量检测单元以一线路连结该核心控制装置，该核心控制装置接收该力量检测单元测得的压力变化，得在第一时间停止钻头进给。

2.如权利要求1所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该动力马达为一气动马达。

3.如权利要求2所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该基座并得以一连接板结合至一多轴式机械手臂的前端。

4.如权利要求3所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该核心控制装置为一电脑。

5.如权利要求1所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该动力马达为一电动马达。

6.如权利要求5所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该基座并得以一连接板结合至一多轴式机械手臂的前端。

7.如权利要求6所述的自动化头骨钻孔机构，其特征在于，该核心控制装置为一电脑。

Images