CN107374668A - 一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，位移传感器与骨电钻的钻头连动设置；钻头带动位移传感器沿着长骨上的钻孔方向移动；长骨的一侧面具有接骨板；位移传感器正对接骨板并沿着钻孔方向与钻头连动向着贴近接骨板的方向移动；位移传感器测量位移传感器与接骨板之间的距离L1，钻头与长骨设置接骨板的一侧外壁相抵时，位移传感器与接骨板之间的距离为L0；测距模块将L0与L1相减得到位移传感器在钻孔中移动的位移S；当钻孔贯穿长骨时，钻头停止转动；因此位移S的值在钻头移动的过程中由小变大，当S的值增加到最大值时，该最大值就为长骨的外径；显示模块将该最大值显示于显示屏上；储存模块将该最大值储存。
Description
技术领域
本发明涉及临床骨科手术辅助器械领域，尤其涉及一种测量长骨外径的装置。
背景技术
目前，骨外科医生在进行长骨骨折复位时，一般采用钢板螺钉固定术。这种手术一般需要在长骨上钻穿透的孔，然后选择对应长度的紧固螺钉将接骨板与长骨紧固在一起。螺钉的有效长度需等于长骨的外径加上接骨板的厚度。因此需要准确知道病人长骨的外径，以选择合适长度的螺栓进行紧固。
传统的操作方法如下：以接骨板作为钻模板定位钻孔的位置，医生用手电钻钻通骨前后双层皮质，之后从通孔处插入机械式测深仪，然后用测深仪末端钩住远端骨皮质，同时调节标尺与测深仪，此时读取测深仪把手上的刻度标尺获得长骨外径数据；根据这个数据选择合适长度的螺钉。
这种测骨外径的方法较为复杂，特别是在调节标尺的同时还要保持末端的钩子钩住远端骨皮质，即使是经验丰富的医生也经常在调节过程中脱钩，且每测一个孔耗时1～2分钟，测量精度不高，为避免测量误差有时需要两个医生分别测量确认。一次接骨如果钻八个孔，则在测孔环节上耗费的时间需要二十多分钟。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是，提供一种在骨外科手术的骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，结构简单，只需要一个测量电路盒子便能完成测量。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，包括：测量电路及外壳；测量电路内置有位移传感器及微机系统；微机系统包括单片机、开关、电源模块、显示模块、储存模块和测距模块；所述位移传感器与骨电钻的钻头连动设置；
所述钻头带动位移传感器沿着长骨上的钻孔方向移动；所述长骨的一侧面具有接骨板；所述位移传感器沿着钻孔向着贴近接骨板的方向移动；
所述位移传感器测量位移传感器与接骨板之间的距离L1，所述钻头与长骨设置接骨板的一侧外壁相抵时，位移传感器与接骨板之间的距离为L0；所述测距模块将L0与L1相减得到位移传感器在钻孔中移动的位移S；当所述钻孔贯穿长骨时，钻头停止转动；因此所述位移S的值在钻头移动的过程中由小变大，当S的值增加到最大值时，该最大值就为长骨的外径；所述显示模块将该最大值显示于显示屏上；所述储存模块将该最大值储存。
本发明还提供了一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，包括：测量电路及外壳；测量电路内置有位移传感器及微机系统；微机系统包括单片机、开关、电源模块、显示模块、储存模块和测距模块；所述位移传感器与测量杆连动设置；测量杆的末端设有与皮质骨钩接的钩子；
所述测量杆带动位移传感器沿着长骨上的贯穿钻孔移动；所述长骨的一侧面具有接骨板；所述位移传感器沿着钻孔向着贴近接骨板的方向移动；
所述位移传感器测量位移传感器与接骨板之间的距离L1，所述位移传感器位于钻孔靠近接骨板的一段时，位移传感器与接骨板之间的距离为L0；所述测距模块将L0与L1相减得到位移传感器在钻孔中移动的位移S；当测量杆的末端移出钻孔并与长骨对侧的皮质骨钩接时，测量杆停止移动；因此所述位移S的值在测量杆移动的过程中由小变大，当S的值增加到最大值时，该最大值就为长骨的外径；所述显示模块将该最大值显示于显示屏上；所述储存模块将该最大值储存。
在一较佳实施例中：所述距离传感器为超声波距离传感器。
在一较佳实施例中：所述测距传感器与测量杆之间为可拆卸的连接关系。
在一较佳实施例中：所述测距传感器与钻头之间为可拆卸的连接关系。
在一较佳实施例中：所述测量电路还包括充电模块，所述充电模块与外接电源连接对所述电源模块充电。
在一较佳实施例中：还包括蓝牙模块，通过蓝牙信号将长骨外径的测量值发送至外部电子设备。
与现有技术相比较，本发明提供的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，在医学接骨手术中，用自动距离测量装置取代传统的机械式测深仪，以缩短骨内固定手术所用时间，并提高测量精度，进而可以避免因测深不准确并选用不合适的螺钉进行紧固造成不良后果；利用超声波位移传感器以接骨板作为超声波信号反射器来完成，从人文关怀的角度上达到最大限度地减少病人痛苦的目的，同时降低医生的手术操作的工作量。其具备以下有益效果：
1、直接利用接骨板作为超声波反射装置，结构简单，易于操作；
2、具有自动锁定最终测量结果功能，避免人为测量误差，测量精度高；
3、测量时间比传统的采用测深仪测量大大缩短，提高手术质量；
4、测量装置外形简单，可以附加安置在手术电钻上，也可与简易的测量杆配合设计成便携的电子智能测量装置。
附图说明
图1为本专利发明优选实施例1中测量装置工作原理图；
图2为本专利发明优选实施例1中测量装置电路板示意图；
图3为本专利发明优选实施例1中超声波位移传感器工作原理图；
图4为本专利发明优选实施例1中钻头在初始位置时的等效示意图；
图5为本专利发明优选实施例1中钻头在结束位置时的等效示意图；
图6为本专利发明优选实施例1中测量系统程序流程图；
图7为本专利发明优选实施例2中测量装置的结构图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
根据说明书附图对本发明实施例一做以下详细说明：
参考图2，一种在骨内固定术中快速测量长骨7外径的装置，包括位移传感器2、测量电路及其外壳；测量电路内置有微机系统；微机系统包括单片机4、开关1，电源模块、开关模块、显示模块3、储存模块、测距模块；位移传感器2是超声波位移传感器，但不局限于超声波位移传感器，也可以是激光位移传感器等。
测量系统测量原理图参考图1所示，微机系统通过单片机3控制位移传感器2发送超声波信号到接骨板5，并接受其反射回来的超声波信号，从而获得位移传感器2到接骨板5之间的距离，由于位移传感器2与骨电钻的钻头6连动设置，因此测量系统启动之后的起止位置之间的距离便是长骨7直径。由此实现了通过获得测量装置的位移间接获得所需测量的长骨7直径，并将结果传输给显示模块3。
位移传感器2的工作原理如图3示，位移传感器2发送超声波，再接收由目标物--接骨板5反射回来的超声波，通过测量该声波从发送到接收的时间，来测量距离。将检测距离设为L、从发送到接收的时间设为T、音速设为C，可通过计算公式L＝1/2×T×C求出检测距离。
测量系统的程序流程如图6所示。当钻头6的头端刚接触到接骨板5时按下测量系统的开关1,此时启动测量系统的测距模块检测到位移传感器2距离接骨板5的初始长度为L0，并在系统缓存里记录该数据；同时启动显示模块4程序并将显示器清0，Le＝0。
更进一步，开关1被启动后，位移传感器2在程序控制下不断发送超声波信号并检测反射回来的信号，从而不断获得当前传感器距离接骨板5的距离L1,并把数据传输给系统。测试装置往前移动的距离 S＝L0-L1，测距模块实时计算L0-L1的结果，并将计算结果数据S赋值给屏幕显示存储器Le，Le＝L0-L1，并在在显示器上显示计算结果。当电钻把长骨7钻穿，即图1上的p点时，钻头6停止前进，此时的距离L0-L1就是长骨7的直径D。此时医生可以较快速地根据显示器上显示的数据加上接骨板5的厚度T，按照D+T的值选用对应长度的螺钉进行紧固。
更进一步，测距模块在将计算结果数据S送往显示器上显示前要做一个判断，只有当计算结果S大于原来显示器上显示的Le时，说明钻头6在继续前进，这时显示器上的读数才会更新。否则保持显示上一次的数据。当钻孔完毕，电钻停止前进或后退时，测试系统判断出传感器距离接骨板5的距离在缩小，说明钻孔完毕，钻头6在后退，此时则不再刷新显示器读数，显示器会自动锁定钻头6在钻孔方向上的最大行程，因此屏幕上显示的是最终测量的长骨7直径D，实现了测量结果的锁定。因此不会造成测量失误。整个测量过程的等效图如图4和5所示。
当开关1被关闭时，测量系统退出超声波扫描循环，调用关机子程序并停止运行。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，所不同是测量系统2不安装在电钻上，而是与一专用的测量杆连动设置。如图7所示。测量杆包括手柄1、连接杆4和末端钩子5。测量系统2及其开关3安置在测量杆上。测量杆与传统的测深仪相比，末端钩子结构一样，但是没有套筒也不需要在把手处有刻度。在电钻完成钻骨后，首先用测量杆末端钩子在接骨板5上对刀调零，然后启动测量装置开关启动测量系统，手持测量杆按照传统测深仪的方式插入已钻的贯穿孔内，当测量杆末端钩子5钩住贯穿孔远离接骨板5一侧的对侧皮质骨时，测量系统上显示器的读数便是长骨7的待测外径。测量装置的工作原理与实施例一相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，本实施例意在说明该发明的想法和工作原理，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作任何形状和结构的细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于包括：测量电路及外壳；测量电路内置有位移传感器及微机系统；微机系统包括单片机、开关、电源模块、显示模块、储存模块和测距模块；所述位移传感器与骨电钻的钻头连动设置；
所述钻头带动位移传感器沿着长骨上的钻孔方向移动；所述长骨的一侧面具有接骨板；所述位移传感器垂直正对接骨板并沿着钻孔方向与钻头连动向着贴近接骨板的方向移动；
所述位移传感器测量位移传感器与接骨板之间的距离L1，所述钻头与长骨设置接骨板的一侧外壁相抵时，位移传感器与接骨板之间的距离为L0；所述测距模块将L0与L1相减得到位移传感器在钻孔中移动的位移S；当所述钻孔贯穿长骨时，钻头停止转动；因此所述位移S的值在钻头移动的过程中由小变大，当S的值增加到最大值时，该最大值就为长骨的外径；所述显示模块将该最大值显示于显示屏上；所述储存模块将该最大值储存。
2.一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于包括：测量电路及外壳；测量电路内置有位移传感器及微机系统；微机系统包括单片机、开关、电源模块、显示模块、储存模块和测距模块；所述位移传感器与测量杆动连动设置；测量杆的末端设有与皮质骨钩接的钩子；
所述测量杆带动位移传感器沿着长骨上的贯穿钻孔移动；所述长骨的一侧面具有接骨板；所述位移传感器沿着钻孔向着贴近接骨板的方向移动；
所述位移传感器测量位移传感器与接骨板之间的距离L1，所述位移传感器位于钻孔靠近接骨板的一段时，位移传感器与接骨板之间的距离为L0；所述测距模块将L0与L1相减得到位移传感器在钻孔中移动的位移S；当测量杆的末端移出钻孔并与长骨对侧的皮质骨钩接时，测量杆停止移动；因此所述位移S的值在测量杆移动的过程中由小变大，当S的值增加到最大值时，该最大值就为长骨的外径；所述显示模块将该最大值显示于显示屏上；所述储存模块将该最大值储存。
3.根据权利要求1或2所述的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于：所述距离传感器为超声波距离传感器。
4.根据权利要求2所述的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于：所述测距传感器与测量杆之间为可拆卸的连接关系。
5.根据权利要求1所述的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于：所述测距传感器与钻头之间为可拆卸的连接关系。
6.根据权利要求1或2所述的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于：所述测量电路还包括充电模块，所述充电模块与外接电源连接对所述电源模块充电。
7.根据权利要求1或2所述的一种在骨内固定术中快速测量长骨外径的装置，其特征在于：还包括蓝牙模块，通过蓝牙信号将长骨外径的测量值发送至外部电子设备。
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