CN105997226B - 一种外科用自动拧钉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外科用自动拧钉装置，主要应用于外科手术中螺丝钉以及骨连接片的固定等，其特征是通过手持式操作该装置可以将螺丝钉及骨连接片同步化固定，实现自动化操作，简化手术流程，提高手术效率。

Description

一种外科用自动拧钉装置

技术领域

本发明涉及一种外科用自动拧钉装置，主要应用于外科手术中螺丝钉以及骨连接片的固定，实现将螺丝钉及骨连接片同步化、快速化固定的作用，属于外科技术领域。

背景技术

涉及骨固定的领域包括神经外科、颌面外科、胸心外科、骨科等，比如神经外科开颅手术，会涉及到术后颅骨的还纳及固定问题。最初颅骨连接主要依靠丝线固定，后来逐渐出现了颅骨锁固定的方式，即应用两枚金属圆片从颅内外将颅骨锁住，起到固定作用，但这种方式存在术后发生硬膜外血肿的风险。随后发展了颅骨固定可以采用骨连接片固定的方式，即在颅骨外面将游离骨瓣与周边骨缘应用骨钉及骨连接片进行固定，主要需要应用手动螺丝刀先将至少三枚连接片用螺丝钉固定在游离骨瓣后，将颅骨还纳，之后再应用手动螺丝刀将连接片另一端固定在周边骨缘上，操作过程较为繁琐。另外颌面外科创伤或手术病人也需要修复颌面骨骼及外形，涉及到骨骼的固定，胸心外科开胸术后胸肋骨还纳需要连接片固定，骨科多数手术均涉及术后骨固定的问题，目前主要方式仍为应用钛合金骨连接片，并应用螺丝钉将其固定于骨组织内部的方式。

目前，国内外的外科骨骼固定及修补企业，比如：美国美敦力公司、德国贝朗蛇牌公司、瑞士辛迪斯公司等的拧钉方式均为手动螺丝刀方式，其操作过程主要是，拿一枚骨连接片，然后再拿一枚螺丝钉，操作时采用手动螺丝刀将螺丝钉通过连接片上的预留孔将螺丝钉固定在骨缘上，每次固定一处后均需要重新安装另一枚螺丝钉，这个过程中需要医生将螺丝刀传递给器械护士，器械护士向螺丝刀头端安装一枚螺丝钉，在传递给医生进行操作，应用完一枚连接片后再取出另外一枚连接片进行固定，操作过程较为繁琐，操作连续性不强，医生护士的工作量较大，且在操作过程中由于螺丝钉体积较小，质地较轻，很容易脱落在术区或其他相对有菌区，同时也容易被吸引器误吸，降低手术效率，影响手术进程。

神经外科部分手术为颅骨钻孔手术，比如：脑室外引流，颅内血肿钻孔引流等，以及在开颅手术时，需要应用电钻钻1到数枚骨孔，再进行分离骨瓣操作，术后由于钻孔位置骨组织缺失，尤其在前额部等手术部位，骨孔会影响患者额面部外观，患者自身存在感觉不适等问题，现在主要的方式以颅骨锁固定在骨孔处，或者应用颅骨封堵钛板解决上述问题，然而现有技术中所述颅骨锁容易导致硬膜外血肿，而封堵钛板的固定需要反复使用多枚螺丝钉固定操作，操作过程较为繁琐，时间较长，且在部分钻孔手术时病人处于局麻状态，较长的手术操作时间会导致患者更加紧张，局麻药物麻醉效果减退，甚至出现心脑血管并发症，剧烈疼痛等可能性。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的一个目的在于提供一种外科用自动拧钉装置，其可将螺丝钉及骨连接片同步化且快速化固定，从而实现外科骨固定快速化、自动化、机械化操作，简化了手术流程，大大提高了手术效率。

为实现这一目的，本发明提供：一种外科用的自动拧钉装置，是一种自动化且机械化的拧钉系统，主要应用于外科手术中螺丝钉及骨连接片的固定，并实现上述两者的同步化、快速化固定操作过程，其包括：

自动化部分，包括：电源开关，电源，电机和减速器组，以及用于连接上述部件的控制电路。

机械化部分，包括：回弹杆，连接杆，连接关节，拧钉杆和连接臂。其中所述电机和减速器组与拧钉杆相连，共同构成电钻组件。

所述装置为手持握式，优选地长度为100-300mm，宽度为100-300mm。

所述装置的电源开关位于装置的最上方，通过按压电源开关控制所述装置的启动或关闭，其可同时控制位于下方电钻组件中的电机与减速器组的工作，并带动相应拧钉杆的旋转。

所述装置的电机和减速器组位于装置的下方，上端通过回弹杆与手柄内的电源连接，下端与拧钉杆相连。每组电机和减速器组均与相应的拧钉杆相连，电机启动后，可以带动相应拧钉杆的旋转。所述装置含有2组或3组电钻组件，每组电钻组件对应1个回弹杆、1个连接杆和1个拧钉杆，当为2组独立电钻组件时，两者成角为180度，当为3组独立电钻组件时，相互成角为120度。

所述装置的电源，可以采用充电式电源，其由电池或电池组组成，或者所述电源可以直接采用交流电源。所述电源位于装置的手柄内部，控制电路位于装置内部，其将电源开关、电源、以及下方的电机和减速器组连接在一起。

所述装置的回弹杆位于手柄和电钻组件之间，具有伸缩和弹力属性，对电钻组件有压力作用，其为中空结构，其内穿行控制电路。当各独立电钻组件因骨面弧度，需要产生适应性弯曲时，位于每组组件后方的回弹杆因自身回弹属性，产生一个反作用力，作用于电钻组件，同时给予电钻组件一定的压力作用，继而通过拧钉杆作用于螺丝钉。

所述装置的连接杆和连接关节用于连接手柄和电钻组件，为适应不同病人骨面弧度的不同，当所述装置的2个或3个拧钉杆携带螺丝钉作用于骨面时，由于骨面的作用，使得连接杆及连接关节产生适应性弯曲，从而保持每枚拧钉杆方向均与骨面保持垂直。所述适应性弯曲指的是，当病人的骨面具有一定的弧度时，所述装置依据骨面弧度，在连接杆、连接关节、回弹杆的联动作用下，使得电钻组件、拧钉杆产生角度变化，以适应骨面弧度。

所述装置的拧钉杆位于装置的最下方，其上端与电机和减速器组相连，工作时拧钉杆的下端作用于螺丝钉。拧钉杆的头部可以为“十字花形”等形状，适用于多种类型的外科用骨钉。

所述装置的接臂位于装置下方中央，上端与手柄通过位于手柄内的弹簧相连。在一个优选方案中，所述装置下端与螺丝钉和连接片及其固定装置相连时，在下方受压时，连接臂向后方回缩一定的距离，在连接臂产生的向后位移，以及回弹杆的回弹力共同作用下，可以使拧钉杆产生的压力更好作用于螺丝钉，并完成拧钉过程。

所述的螺丝钉和连接片及其固定装置是包括螺丝钉、连接片和两者固定装置的组件，且上述三者可以相互分离。

所述装置可以通过按压电源开关的一键式方式，使得2枚或3枚拧钉杆同时转动。

本发明还提供本发明所述的装置在用于固定螺丝钉和骨连接片中的应用以及所述装置在制造用于固定螺丝钉和骨连接片系统中的应用。

本发明的外科用的自动拧钉装置能够完成1枚、2枚或3枚螺丝钉钻入骨组织，并同时将1枚骨连接固定的过程。

优选地，所述自动拧钉装置与螺丝钉和连接片及其固定装置结合使用。在与螺丝钉连接片连接的状态下，如下进行拧钉杆角度的调节：当螺丝钉和连接片及其固定装置通过连接臂与所述装置连接后，2枚或3枚拧钉杆与2枚或3枚螺丝钉帽端相贴，之后将螺丝钉连接片组件向要固定的骨面按压，由于骨面的作用，使得连接臂向后方位移，同时连接杆，连接关节产生适应性弯曲，2组或3组独立电钻组件随着弯曲，回弹杆弯曲产生弹性回缩力，并产生向拧钉杆方向的压力，该压力通过拧钉杆作用于相应的螺丝钉，继而作用于骨面。

所述装置的自动拧钉过程如下：通过按压电源开关,启动控制电路后，同时控制2组或3组电钻组件中的电机及减速器组，电机带动拧钉杆转动后，拧钉杆带动相应螺丝钉的旋转，使其逐步钻入骨组织内，最后将1枚、2枚或3枚螺丝钉钻入骨组织，并同时将1枚骨连接固定，其后与其固定装置分离，继而完成一处骨固定。

所述装置在上述自动拧钉过程完成后，可以将螺丝钉和连接片的固定装置从连接臂处拆卸，之后再次安装另外的螺丝钉和连接片及其固定装置。

通过采用本发明的装置，可将螺丝钉及骨连接片同步化、快速化的固定，从而实现外科骨固定快速化、自动化、机械化操作，以及快速封堵骨孔的作用，从而简化手术流程，大大提高手术效率的装置，同时能够降低及防止术后发生急性硬膜外血肿、急性心脑血管疾病等并发症，本发明采用握持式设计，手术医生术中操作体验性更好。

在本申请中，如果没有特别地说明，则各个组件的位置关系是基于附图所示的位置关系，所采用的装置、仪器、组件、尺寸及其他条件等都为本领域众所周知的，或者是本领域技术人员根据申请的描述结合现有技术可以实现的。

关于本发明中术语的描述，若与本领域之前的描述有所差异，应以本申请中的描述为准。

附图说明

图1是本发明装置的连接螺丝钉连接片及其固定装置示意图；

图2是本发明装置的头端适应性关节联动弯曲示意图；

图3是本发明装置的电钻独立组件示意图；

图4是本发明装置的电钻独立组件适应性弯曲示意图；

图5螺丝钉和连接片及其固定装置示意图。

图中标号名称：(1)电源开关；(2)手柄；(3)电源；(4)连接关节；(5)连接杆；(6)电钻组件；(7)电机和减速器；(8)拧钉杆；(9)连接臂；(10)螺丝钉和连接片及其固定装置；(11)回弹杆；(12)螺丝钉；(13)连接片；(14)螺丝钉和连接片的固定装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明

实施方式1：

所述装置在与螺丝钉和连接片组件连接的状态下的拧钉杆角度的调节：如图1、2或4所示，当螺丝钉和连接片及其固定装置(10)通过连接臂(9)与所述装置连接后，2枚或3枚拧钉杆与2枚或3枚螺丝钉帽端相贴，之后将螺丝钉和连接片及其固定装置(10)向要固定的骨面按压，由于骨面的作用，使得连接臂向后方位移，同时连接杆(5)，连接关节(4)产生适应性弯曲，2组或3组独立电钻组件(6)随着弯曲，回弹杆(11)弯曲产生弹性回缩力，并产生向拧钉杆(8)方向的压力，该压力通过拧钉杆作用于相应的螺丝钉，继而作用于骨面。

所述装置的自动拧钉过程：如图2所示，当上述拧钉杆角度的调节过程完成之后，通过按压电源开关(1),启动控制电路后，同时控制2组或3组电钻组件(6)中的电机和减速器组(7)，电机带动(7)拧钉杆(8)转动后，拧钉杆带动相应螺丝钉(12)的旋转，使其逐步钻入骨组织内，最后将2枚或3枚螺丝钉(12)钻入骨组织，并同时将1枚骨连接片(13)固定，之后螺丝钉和骨连接片与其固定装置(14)分离，继而完成一处骨固定。

实施方式2：

自动拧钉装置的直接拧钉操作，本发明也可以将独立螺丝钉在其拧钉杆作用下进行拧钉操作，即将1枚、2枚或3枚螺丝钉的钉帽端与拧钉杆(8)螺丝刀钻头端贴合后，通过按压电源开关(1)启动控制电路后，同时电钻组件(6)中的电机和减速器组(7)，电机带动(7)拧钉杆(8)转动后，拧钉杆带动相应螺丝钉的旋转，使其逐步钻入骨组织内。

实施方式3：

自动拧钉装置在骨面弧度为零度时的作用方式，如图1所示，当螺丝钉和连接片及其固定装置(10)通过连接臂(9)与所述装置连接后，2枚或3枚拧钉杆与2枚或3枚螺丝钉(12)帽端相贴，之后将螺丝钉和连接片及其固定装置(10)向要固定的骨面按压，由于骨面弧度为零，2组或3组电钻组件(6)及拧钉杆(8)保持相对位置不变，按压电源开关(1),启动控制电路后，同时控制2组或3组电钻组件(6)中的电机和减速器组(7)，电机带动(7)拧钉杆(8)转动后，拧钉杆带动相应螺丝钉(12)的旋转，使其逐步钻入骨组织内，最后将2枚或3枚螺丝钉(12)钻入骨组织，并同时将1枚骨连接片(13)固定，之后螺丝钉和连接片与其固定装置(14)分离，继而完成一处骨固定。

如上所述的实施方式的目的在于对本发明的具体实施方式作进一步的说明，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质所作的任何简单修改、变更及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种外科用的自动拧钉装置，其包括：

(1)自动化部分，包括：

电源开关，电源，电机和减速器组，以及用于连接上述部件的控制电路；

(2)机械化部分，包括：

回弹杆，连接杆，连接关节，拧钉杆和连接臂；

所述的外科用的自动拧钉装置包括2组或3组电机和减速器组，每组电机和减速器组与1个拧钉杆相连，共同构成1组电钻组件；所述的每组电钻组件分别连接1个回弹杆和1个连接杆；所述回弹杆位于电钻组件的侧上方，连接电钻组件与手柄；所述连接杆通过上下的连接关节连接电钻组件与手柄；所述连接臂位于装置下方中央，其下方可连接螺丝钉和连接片及其固定装置的外壳。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述装置为手持握式。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述电源开关位于装置的最上方，通过按压电源开关控制所述装置的启动或关闭和控制位于下方电钻组件中的电机和减速器组的工作。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述电机和减速器组位于装置的下方，电机和减速器组的侧上方通过回弹杆与手柄内的电源连接，下端与拧钉杆相连。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述电源位于装置的手柄内部；所述控制电路位于装置内部，其连接电源开关、电源、以及下方的电机和减速器组。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述回弹杆位于手柄和电钻组件之间，其为中空结构，其内穿行控制电路。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述连接杆和连接关节用于连接手柄和电钻组件。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述拧钉杆位于装置的最下方，其上端与电机和减速器组相连。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述连接臂位于装置下方中央，上端与手柄通过位于手柄内的弹簧相连，下方可连接螺丝钉和连接片及其固定装置的外壳。