CN102805656A - 医疗用电钻 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种医疗用电钻，包含钻头、微处理器、压力感测单元、扭力感测单元及重力感测单元。钻头用以对骨骼钻孔。微处理器与钻头信号连接，用以计算钻头的位移距离。压力感测单元用以感测钻头的压力变化量，并提供压力变化信号予微处理器。扭力感测单元用以感测钻头的扭力变化量，并提供扭力变化信号予微处理器。重力感测单元用以感测钻头的加速度变化量，并提供加速度电压信号予微处理器。其中，微处理器根据压力变化信号及扭力变化信号，决定钻头对骨骼钻孔的工作时段，微处理器再依据工作时段内的加速度电压信号来计算钻头的位移距离。

Description

医疗用电钻
技术领域
本发明是有关于手工具装置，且特别是有关于一种医疗用的手工具装置。
背景技术
随着经济发展及物质条件的改善，国人越来越重视医疗的品质，除了相关医疗技术的研究发展外，医疗设备的设计开发，也是一项非常重要的课题。特别是在进行外科手术时，许多医疗行为需要利用机械器材的辅助，而为求手术的安全与精确，机械的自动化、精密定位等技术，已广泛被应用在医疗设备的开发上。
在众多的医疗设备中，电动钻是非常普遍的医疗手工具。以骨科医生打骨钉为例，目前所使用的电动钻，多由人工进给的方式进行钻孔，全凭医生经验来控制钻头前进或停止，且若欲知所钻孔洞的深度，需退出电动钻，再用仪器量测试是否达到预定深度。由于人的骨头硬度不一，不仅存在不确定的手术风险，亦会增加医生进行手术的时间。此外，若不慎控制不当使得钻孔过深，又没有及时停止的话，将导致病人身体组织极大的伤害。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种医疗用电钻，除了克服上述难以掌握的手术风险及手术的时间外，亦可克服钻孔深度难以控制的问题。
依据本发明一实施方式，提出一种医疗用电钻，其包含一钻头、一微处理器、一压力感测单元、一扭力感测单元及一重力感测单元。钻头用以对一骨骼钻孔。微处理器与钻头信号连接，用以计算钻头的位移距离。压力感测单元用以感测钻头的压力变化量，并提供一压力变化信号予微处理器。扭力感测单元用以感测钻头的扭力变化量，并提供一扭力变化信号予微处理器。重力感测单元用以感测钻头的加速度变化量，并提供一加速度电压信号予微处理器。其中，微处理器根据压力变化信号及扭力变化信号，决定钻头对骨骼钻孔的一工作时段，微处理器再依据工作时段内的加速度电压信号来计算钻头的位移距离。
在本发明其他实施方式中，可包含一跳脱开关，用以于压力感测单元侦测到钻头的压力达到一预设压力值时，停止钻头的转动。接着，可包含一跳脱开关，用以于扭力感测单元侦测到钻头之扭力达到一预设扭力值时，停止钻头的转动。另外，可包含一跳脱开关，用以于重力感测单元侦测到钻头之位移达到一预设位移值时，停止钻头的转动。此外，亦可包含一警示单元，用以于前述跳脱开关作动时，发出一警示信号。更进一步的说，在本发明其他实施方式中，重力感测单元可为一三轴重力感测单元，用以监控钻头的位移方向。
依据本发明另一实施方式，提出一种医疗用电钻，其包含一钻头、一微处理器、一力量感测单元及一重力感测单元。钻头用以对一骨骼钻孔。微处理器与钻头信号连接，用以计算钻头的一位移距离。力量感测单元用以感测钻头的力量变化量，并提供一力量变化信号予微处理器。重力感测单元用以感测钻头的加速度变化量，并提供一加速度电压信号予微处理器。其中，微处理器是根据力量变化信号，决定钻头对骨骼钻孔的一工作时段，微处理器再依据工作时段内的加速度电压信号来计算钻头的位移距离。
在本发明其他实施方式中，可包含一跳脱开关，用以于重力感测单元侦测到钻头的压力达到一预设位移值时，停止钻头的转动。其中，力量感测单元可为一压力感测单元，亦可为一扭力感测单元。
因此，上述诸实施方式通过压力感测单元、扭力感测单元及重力感测单元来达到控制钻孔深度的目的，除了克服难以掌握的手术风险及于术的时间，亦可克服钻孔深度难以控制的问题。
附图说明
图1绘示本发明一实施方式的医疗用电钻的功能方块图；
图2绘示本发明另一实施方式的医疗用电钻的功能方块图。
【主要组件符号说明】
100：医疗用电钻
110：钻头
120：微处理器
121：力量感测单元
121a：压力感测单元
121b：扭力感测单元
122：重力感测单元
200：医疗用电钻
210：钻头
220：微处理器
221：压力感测单元
222：扭力感测单元
223：重力感测单元
230：跳脱开关
240：警示单元
241：蜂鸣器
242：LED灯
250：键盘
260：输出装置
261：显示器
262：USB转接单元
具体实施方式
图1绘示本发明一实施方式的医疗用电钻的功能方块图。如图1所示，医疗用电钻100包含一钻头110、一微处理器120、一力量感测单元121及一重力感测单元122。本实施方式以特殊设计后的微处理器120，来控制钻头110钻孔的深度。
钻头110用以对骨骼钻孔。微处理器120与钻头110信号连接，用以计算钻头110的位移量。
力量感测单元121可有多种选择，在本实施方式中，使用压力感测单元121a及扭力感测单元121b。压力感测单元121a用以感测钻头110的压力变化量，并提供一压力变化信号予微处理器120。扭力感测单元121b用以感测钻头110的扭力变化量，并提供一扭力变化信号予微处理器120。重力感测单元122用以感测钻头110的加速度变化量，并提供一加速度电压信号予微处理器120。
值得一提的是，微处理器120根据压力变化信号及扭力变化信号，决定钻头110对骨骼钻孔的一工作时段，即决定钻头110对骨骼钻孔的起始时间及终止时间。接下来，微处理器120依据起始时间及中止时间的间隔时间，定出所谓的工作时段，完成工作时段的产出后，微处理器120再根据工作时段内的加速度电压信号，来计算钻头110的位移距离。
此外，本实施方式的重力感测单元122为三轴重力感测单元，用以监控钻头的位移方向。换言之，重力感测单元122于钻头110位移的同时，可兼具监控钻头110位移方向及角度的功能，避免钻头110因使用者手部握持，而于钻孔过程中发生偏离原订钻孔方向及角度的问题。
图2绘示本发明另一实施方式的医疗用电钻的功能方块图。如图2所示，本实施方式的医疗用电钻200与上述实施方式的医疗用电钻100大略相同，两实施方式的相异处在于本实施方式除了上述的组件外，另包含一跳脱开关230及一警示单元240。
跳脱开关230可设置与压力感测单元221、与扭力感测单元222或与重力感测单元223相连。在本实施方式中，跳脱开关230与压力感测单元221相连，用以于压力感测单元221侦测到钻头210的压力达到一预设压力值时，停止钻头210的转动。以钻人体骨骼为例，由于人体骨骼外层密度较高较坚硬，内层密度较低也较柔软，当钻头第一次钻过外侧骨骼时，会因钻入内层而使钻头所受压力变小，此时压力感测单元221亦会侦测到钻头210的压力达到一预设压力值，为避免钻头第二次钻过外侧骨骼，即将骨骼钻穿，应立即停止钻头210的转动。
若跳脱开关230与扭力感测单元222相连，则跳脱开关230于扭力感测单元222侦测到钻头210的扭力达到一预设扭力值时，停止钻头210的转动。另一方面，若跳脱开关230与重力感测单元223，则跳脱开关230于重力感测单元223侦测到钻头210的位移达到一预设位移值时，停止钻头210的转动；这部份可设置输入装置，如键盘250等，将预设位移值输入微处理器220，再通过输出装置260，如将目前位移值显示于显示器261上，或通过USB转接单元262连接电脑等方式，让使用者随时了解目前钻头的位移值，进而降低钻孔失误的机率。
警示单元240用以于跳脱开关230作动时，发出一警示信号。举例来说，在本实施方式中跳脱开关230与压力感测单元221相连，因此，当跳脱开关230因压力感测单元221侦测到钻头210的压力达到预设压力值而作动时，警示单元240会发出声响或光源，来提醒使用者。其中，警示单元可为蜂鸣器241、LED灯242...等。
具体来说，本实施方式的医疗用电钻200先利用压力感测单元221侦测钻头210的压力，当压力感测单元221侦测到钻头210的压力达到预设压力值时，跳脱开关230则作动，使压力感测单元221发出压力变化信号予微处理器220，并记为起始时间。再者，持续钻孔的动作，一方面以三轴重力感测单元来监控钻孔的位置及角度，另一方面以扭力感测单元222持续侦测钻头210的扭力，当扭力感测单元222侦测到钻头210的扭力达到预设扭力值时，则停止钻头210的转动，并记为终止时间。接着，微处理器220依据起始时间及终止时间产出工作时段，重力感测单元223再将工作时段内的加速度电压信号传递至微处理器220。最后，微处理器220根据重力感测单元223所提供的加速度电压信号计算出钻头210的位移值。
由上述实施方式可知，应用本发明的医疗用电钻除了通过压力感测单元、扭力感测单元及重力感测单元来达到充分控制钻孔深度的目的外，三轴重力感测单元更能提升钻孔位置及方向的精确度。此外，跳脱开关及警示单元等装置，亦可有效掌握手术的进度及时间，实为目前的钻孔手术提供了一个简易又精确的装置。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种医疗用电钻，其特征在于，包含：
一钻头，用以对一骨骼钻孔；
一微处理器，与该钻头信号连接，用以计算该钻头的位移距离；
一压力感测单元，用以感测该钻头的压力变化量，并提供一压力变化信号予该微处理器；
一扭力感测单元，用以感测该钻头的扭力变化量，并提供一扭力变化信号予该微处理器；以及
一重力感测单元，用以感测该钻头的加速度变化量，并提供一加速度电压信号予该微处理器；
其中，该微处理器是根据该压力变化信号及该扭力变化信号，决定该钻头对该骨骼钻孔的一工作时段，该微处理器再依据该工作时段内的该加速度电压信号来计算该钻头的一位移距离。
2.根据权利要求1所述的医疗用电钻，其特征在于，还包含：
一跳脱开关，用以于该压力感测单元侦测到该钻头的压力达到一预设压力值时，停止该钻头的转动。
3.根据权利要求1所述的医疗用电钻，其特征在于，还包含：
一跳脱开关，用以于该扭力感测单元侦测到该钻头的扭力达到一预设扭力值时，停止该钻头的转动。
4.根据权利要求1所述的医疗用电钻，其特征在于，还包含：
一跳脱开关，用以于该重力感测单元侦测到该钻头的位移达到一预设位移值时，停止该钻头的转动。
5.根据权利要求2、3或4所述的医疗用电钻，其特征在于，还包含：
一警示单元，用以于该跳脱开关作动时，发出一警示信号。
6.根据权利要求1所述的医疗用电钻，其特征在于，该重力感测单元为一三轴重力感测单元，用以监控该钻头的位移方向。
7.一种医疗用电钻，其特征在于，包含：
一钻头，用以对一骨骼钻孔；
一微处理器，与该钻头信号连接，用以计算该钻头的位移距离；
一力量感测单元，用以感测该钻头的力量变化量，并提供一力量变化信号予该微处理器；以及
一重力感测单元，用以感测该钻头的加速度变化量，并提供一加速度电压信号予该微处理器；
其中，该微处理器是根据该力量变化信号，决定该钻头对该骨骼钻孔的一工作时段，该微处理器再依据该工作时段内的该加速度电压信号来计算该钻头的一位移距离。
8.根据权利要求7所述的医疗用电钻，其特征在于，还包含：
一跳脱开关，用以于该重力感测单元侦测到该钻头的位移达到一预设位移值时，停止该钻头的转动。
9.根据权利要求7所述的医疗用电钻，其特征在于，该力量感测单元为一压力感测单元。
10.根据权利要求7所述的医疗用电钻，其特征在于，该力量感测单元为一扭力感测单元。
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