CN109124723A - 可预警的椎弓根开路器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可预警的椎弓根开路器及控制方法，其中可预警的椎弓根开路器包括：开路器本体包括头部和体部；气囊上设置有至少一个应变片，以在椎弓根开路器建立螺钉通道时，气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得至少一个应变片发生应变效应；至少一个声学提醒模块和至少一个光学显示模块分别与至少一个应变片相连，以根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警。该椎弓根开路器可以通过气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，从而根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路器的可靠性。

Description

可预警的椎弓根开路器及控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种可预警的椎弓根开路器及控制方法。

背景技术

目前，椎弓根钉内固定术是脊柱外科手术中常见手术之一，进钉技术是手术成功的关键。因此，在植入前，医生往往使用椎弓根开路器建立螺钉通道，从而保证螺钉安全植入。

然而，椎弓根周围分布着脊髓和神经，此通道的建立目前主要依据手术医生的手感和经验以及影像监测，但是无法实时的检测椎弓根开路器的状态，一旦钻入脊髓或神经，极易造成患者瘫痪或功能障碍，甚至危及生命，从而不仅造成螺钉通道无法正常的建立，而且无法保证手术的安全，可靠性较低，亟待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可预警的椎弓根开路器，该开路器可以方便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路器的可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种可预警的椎弓根开路器控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种可预警的椎弓根开路器，包括：开路器本体，所述开路器本体包括头部和体部；设置于所述开路器本体的头部的预设位置处的气囊，其中，所述气囊上设置有至少一个应变片，以在所述椎弓根开路器建立螺钉通道时，所述气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得所述至少一个应变片发生应变效应；至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块，所述至少一个声学提醒模块和至少一个光学显示模块分别与所述至少一个应变片相连，以根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警。

本发明实施例的可预警的椎弓根开路器，可以通过设置于开路器本体的头部的预设位置处的气囊，以在椎弓根开路装置建立螺钉通道时，气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，并根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，从而可以实时监测椎弓根开路器的状态并在开路器可能进入脊髓或神经时进行报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路装置的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的可预警的椎弓根开路器还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：设置于开路器本体的头部的相反端的手柄。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：设置于所述手柄内的电路板，且所述电路板上设置有所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：设置于所述开路器本体的体部内的导线，所述电路板通过所述导线与所述至少一个应变片相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：设置于所述开路器本体上的电源模块，以为所述可预警的椎弓根开路器供电。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：开关模块，所述开关模块分别与所述电源模块和所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块相连，以控制所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块的开启和关闭。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：控制模块，所述控制模块和所述分别与所述至少一个应变片、所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块相连，以根据所述电流值控制所述至少一个声学提醒模块的提醒方式和所述至少一个光学报警模块的报警方式。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述提醒方式可以包括根据所述气囊的当前膨胀状态控制报警声为低频、中频或高频，所述报警方式可以为根据所述气囊的当前膨胀状态控制显示颜色为绿色、黄色或红色。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种可预警的椎弓根开路器的控制方法，包括以下步骤：在气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变时，获取电路回路中电流值；根据所述电流值确定开路器本体的头部所处的当前环境，并根据所述当前环境控制至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块发出声学提醒和光学报警。

本发明实施例的可预警的椎弓根开路器的控制方法，可以通过设置于开路器本体的头部的预设位置处的气囊，以在椎弓根开路装置建立螺钉通道时，气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，并根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，从而可以实时监测椎弓根开路器的状态并在开路器可能进入脊髓或神经时进行报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路装置的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的可预警的椎弓根开路器的控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述当前环境可以包括松质骨环境、皮质骨环境和骨髓或软组织环境。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是是脊椎骨的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的可预警的椎弓根开路器的结构示意图；以及

图3是根据本发明一个实施例的可预警的椎弓根开路器的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在介绍带可预警的椎弓根开路器之前，先简单介绍一下可预警的椎弓根开路器的原理。

如图1所示，脊椎骨内包裹脊髓神经，脊椎骨外是软组织、肌肉、血管，脊椎骨本身内部是松质骨、外壳是皮质骨。手术需要确保螺钉通道在松质骨中，不可穿出皮质骨到达脊髓或软组织。皮质骨硬度最大，软组织、肌肉、血管及脊髓均比较松软，而松质骨的硬度介于它们之间。在开路器头部安装气囊，在气囊表面粘贴应变片，手术时实时检测开路器头部的气囊的变形情况，可以辅助手术医生判断通道是否正确。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的可预警的椎弓根开路器及控制方法，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的可预警的椎弓根开路器。

图2是本发明一个实施例的可预警的椎弓根开路器的方框示意图。

如图2所示，该可预警的椎弓根开路器包括：开路器本体、气囊1、至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块。

其中，开路器本体包括头部2和体部3。设置于开路器本体的头部2的预设位置处的气囊1，其中，气囊1上设置有至少一个应变片(如图中的应变片4所示)，以在椎弓根开路器建立螺钉通道时，气囊1在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得至少一个应变片发生应变效应。至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块，至少一个声学提醒模块和至少一个光学显示模块分别与至少一个应变片相连，以根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警。该可预警的椎弓根开路器可以通过气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，从而根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路器的可靠性。

可以理解的是，应变效应是指金属导体的电阻值随着它受力所产生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生变化的现象称之为金属的电阻应变效应。本发明实施例可以通过气囊1在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片4发生应变效应，从而根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警。需要说明的是，本发明实施例也可以通过其他可以产生应变效应的结构实现，本领域的技术人员可以根据具体情况进行设置，在此不做具体限定。

可选地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的开路器还包括：手柄5。其中，手柄5设置于开路器本体的头部1的相反端。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的可预警的椎弓根开路器还包括：电路板6。其中，电路板6设置于手柄5内，且电路板6上设置有至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块。

举例而言，至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块可以采用串联的方式设置在电路板6上，电流依次流过声学提醒模块和光学报警模块，从而在触发报警的时候可以同时触发至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块，从而可以有效达到提醒的目的，以便辅助手术医生安全、方便的开展手术。但是，串联的方式存在一定缺陷，如声学提醒模块出现故障，导致光学报警模块也无法正常报警，因此本发明实施例还可以将至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块采用并联的方式设置在电路板6上，从而可以保证报警提醒的可靠性，例如，当其中一个损坏时，不会影响另外一个报警模块的正常运行，从而可以有效达到提醒的目的，以便辅助手术医生安全、方便的开展手术。此外，本发明实施例也可以同时设置串联和并联的方式，本领域的技术人员可以根据具体情况进行设置，在此不做具体限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的开路器还包括：导线7。其中，导线7设置于开路器本体的体部3内，电路板6通过导线7与至少一个应变片相连。

举例而言，如图2所示，设置于开路器本体的头部2和体部3以及设置于开路器本体的头部2的相反端的手柄5实现开路器功能。另外，粘在靠近头部2位置的气囊1、设置在气囊1上应变片4、设置于开路器本体的体部3内的导线7以及设置于手柄5内的电路板6实现实时开路器头部的监测及报警功能。其中，气囊1粘在靠近头部2位置，气囊1上粘贴有多个应变片4。电路板6上有声音报警器，电路板6可以采集应变片4的电阻阻值变化。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的开路器还包括：电源模块。其中，电源模块设置于开路器本体上，以为可预警的椎弓根开路器供电。

可理解的是，通过单独设置电源模块，可以稳定的为带导向预警的椎弓根开路装置供电，从而可以有效的保证带导向预警的椎弓根开路装置的正常运行，进而保证手术的安全进行，也可以通过声学提醒模块或光学报警模块提供电源，在此不做具体限制。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的开路器还包括：开关模块。其中，开关模块分别与电源模块和至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块相连，以控制至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块的开启和关闭。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的开路器还包括：控制模块。其中，控制模块和分别与至少一个应变片、至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块相连，以根据电流值控制至少一个声学提醒模块的提醒方式和至少一个光学报警模块的报警方式。

可选地，在本发明的一个实施例中，提醒方式可以包括根据气囊的当前膨胀状态控制报警声为低频、中频或高频，报警方式可以为根据气囊的当前膨胀状态控制显示颜色为绿色、黄色或红色。

具体而言，电路板6上有声音报警器，电路板6采集应变片4的电阻阻值变化，当开路器头部2处于松质骨时，气囊1处于中等膨胀状态，阻值在中间，报警声为低频，指示灯为绿色。当开路器头部2进入皮质骨时，由于皮质骨硬度大挤压气囊1，使应变片4阻值变小，此时电路板6采集到电阻变化时，将报警声设置为中频，指示灯变黄色。当开路器头部2进入骨髓或软组织时，由于气囊1膨胀导致阻值变大，此时报警声为高频，且变红色。手术医生可通过声音和指示灯的提示及时调整开路器进入的通道，确保螺钉通道建立正确。

根据本发明实施例提出的可预警的椎弓根开路器，可以通过设置于开路器本体的头部的预设位置处的气囊，以在椎弓根开路装置建立螺钉通道时，气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，并根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，从而可以实时监测椎弓根开路器的状态并在开路器可能进入脊髓或神经时进行报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路装置的可靠性。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的可预警的椎弓根开路器的控制方法。

图3是本发明一个实施例的可预警的椎弓根开路器的控制方法的流程图。

如图3所示，该可预警的椎弓根开路器的控制方法包括以下步骤：

在步骤S301中，在气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变时，获取电路回路中电流值。

在步骤S302中，根据电流值确定开路器本体的头部所处的当前环境，并根据当前环境控制至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块发出声学提醒和光学报警

进一步地，在本发明的一个实施例中，当前环境包括松质骨环境、皮质骨环境和骨髓或软组织环境。

需要说明的是，前述对可预警的椎弓根开路器实施例的解释说明也适用于该实施例的可预警的椎弓根开路器的控制方法，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的可预警的椎弓根开路器的控制方法，可以通过设置于开路器本体的头部的预设位置处的气囊，以在椎弓根开路装置建立螺钉通道时，气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得应变片发生应变效应，并根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警，从而可以实时监测椎弓根开路器的状态并在开路器可能进入脊髓或神经时进行报警，以便辅助手术医生安全、方便地开展手术，进而保证手术的安全性，提高椎弓根开路装置的可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种可预警的椎弓根开路器，其特征在于，包括：

开路器本体，所述开路器本体包括头部和体部；

设置于所述开路器本体的头部的预设位置处的气囊，其中，所述气囊上设置有至少一个应变片，以在所述椎弓根开路器建立螺钉通道时，所述气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变，使得所述至少一个应变片发生应变效应；以及

至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块，所述至少一个声学提醒模块和至少一个光学显示模块分别与所述至少一个应变片相连，以根据电路回路中电流值发出声学提醒和光学报警。

2.根据权利要求1所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

设置于开路器本体的头部的相反端的手柄。

3.根据权利要求2所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

设置于所述手柄内的电路板，且所述电路板上设置有所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块。

4.根据权利要求3所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

设置于所述开路器本体的体部内的导线，所述电路板通过所述导线与所述至少一个应变片相连。

5.根据权利要求1所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

设置于所述开路器本体上的电源模块，以为所述可预警的椎弓根开路器供电。

6.根据权利要求5所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

开关模块，所述开关模块分别与所述电源模块和所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块相连，以控制所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块的开启和关闭。

7.根据权利要求1所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，还包括：

控制模块，所述控制模块和所述分别与所述至少一个应变片、所述至少一个声学提醒模块和所述至少一个光学报警模块相连，以根据所述电流值控制所述至少一个声学提醒模块的提醒方式和所述至少一个光学报警模块的报警方式。

8.根据权利要求1所述的可预警的椎弓根开路器，其特征在于，所述提醒方式包括根据所述气囊的当前膨胀状态控制报警声为低频、中频或高频，所述报警方式为根据所述气囊的当前膨胀状态控制显示颜色为绿色、黄色或红色。

9.一种可预警的椎弓根开路器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在气囊在周围人体组织的作用下产生机械形变时，获取电路回路中电流值；

根据所述电流值确定开路器本体的头部所处的当前环境，并根据所述当前环境控制至少一个声学提醒模块和至少一个光学报警模块发出声学提醒和光学报警。

10.根据权利要求9所述的可预警的椎弓根开路器的控制方法，其特征在于，所述当前环境包括松质骨环境、皮质骨环境和骨髓或软组织环境。