CN110711023A - 全自动定向骨水泥注入器及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全自动定向骨水泥注入器，包括空心管和活塞杆，所述活塞杆从所述空心管的上端的开口插入并滑动连接于空心管内，从而将空心管内的骨水泥挤出；还包括自动推进器，自动推进器包括底板、壳体、距离传感器、传动机构和驱动机构；传动机构包括滑套和导杆；所述驱动机构包括驱动器、齿轮和齿条；距离传感器安装于所述壳体内并且距离传感器的测量端与所述底板相对；空心管外侧壁设有把手，所述空心管卡入所述底板的开口中，通过壳体带动活塞杆下移进而将空心管内的骨水泥挤出。本发明使骨水泥的弥漫性达到最佳状态，减小骨水泥侧漏的风险，提高患者康复的概率，同时实现骨水泥注入量的精确控制，降低手术人员的操作难度。

Description

全自动定向骨水泥注入器及其方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种全自动定向骨水泥注入器及其方法。
背景技术
骨水泥椎体成形术(PKP/PVP)是目前治疗老年骨质疏松性胸腰椎骨折的有效方法之一。其操作方法相对简单，局麻手术、创伤小、术后即刻恢复下床活动，为老年胸腰椎骨质疏松患者的康复提供了很大的便利。椎体的后方有锥孔，也叫锥管，脊髓和神经根则位于椎管内。椎体的周围有大量的神经和血管。任何手术都有风险，这种手术也不例外。其最大的风险就是骨水泥漏：漏到椎管内造成神经压迫，引起腰腿痛；甚至漏到椎旁静脉，有造成肺动脉栓塞，引起生命危险的可能。为了最大避免骨水泥漏的风险，目前的椎体内骨水泥注射方法要求，在骨水泥混合后，等到骨水泥稍微硬化后(即拉丝期，约混合后2分钟左右)才能注射。甚至有些人为了预防骨水泥漏，直到骨水泥更硬了(牙膏期，约混合后5～10分钟左右)才进行手术注射。这样虽然一定程度上减少了骨水泥漏的可能性，但是因为骨水泥较硬，注射后骨水泥在椎体内的弥散性就会变差，造成椎体内应力相对集中，使椎体“再骨折”即手术椎体二次骨折的风险增加。
目前的骨水泥注入器包括空心管和活塞杆，为了解决上述问题，在空心管的侧壁设有注入孔，以实现定向注入防止骨水泥，防止骨水泥漏到椎管内或血管内。
但是这种骨水泥注入器仍然存在不足之处：骨水泥采用手动推进的方式将骨水泥挤出，无法精确的控制注入量，并且手动推动活塞杆需要较大的力度，手术人员使劲的同时有可能使空心管晃动而发生偏移注入点，不仅无法实现精确的定向注入，而且还有可能将骨水泥注入到其他部位，导致手术失败而直接影响患者的健康。授权号为CN201361097的骨水泥注入装置，虽然采用了电动控制的方法实现自动注入，但是其也存在诸多不足：1、无法实现定量注入，只是起到了省力的作用，不能精确控制骨水泥的注入量。2、骨水泥注入器是一次性用品，整个骨水泥注入装置结构复杂，使用一次后便扔掉回收处理，由于结构复杂必然造成生产制造成本高，从而增加了销售价格，加重了患者的经济负担。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种全自动定向骨水泥注入器及其方法，以使骨水泥的弥漫性达到最佳状态，减小骨水泥侧漏的风险，提高患者康复的概率，同时实现骨水泥注入量的精确控制，降低手术人员的操作难度。
本发明提供了一种全自动定向骨水泥注入器，包括空心管和活塞杆，所述活塞杆从所述空心管的上端的开口插入并滑动连接于空心管内，从而将空心管内的骨水泥挤出；
还包括自动推进器，所述自动推进器包括底板、壳体、距离传感器、传动机构和驱动机构；
所述传动机构包括滑套和导杆，所述导杆通过滑套与所述壳体滑动连接，并且导杆的下端与所述底板固定连接；所述驱动机构包括驱动器、齿轮和齿条；所述驱动器安装于所述壳体内，所述齿条贯穿所述壳体并且通过所述齿轮与驱动器传动连接，齿条的下端与所述底板固定连接；通过驱动器工作进而使壳体沿着所述导杆上下移动；所述距离传感器安装于所述壳体内并且距离传感器的测量端与所述底板相对；
所述空心管外侧壁设有把手，所述空心管卡入所述底板的开口中，并且底板将所述把手托住，以及所述活塞杆的上端与所述壳体的下端贴紧，通过壳体带动活塞杆下移进而将空心管内的骨水泥挤出。
优选地，所述空心管的下端开口并且空心管的侧壁设有挤出孔，或者所述空心管的下端封闭并且空心管的侧壁设有挤出孔。
空心管一共有四种，一是单孔下端开口，二是双孔下端开口，三是单孔下端封闭，四种是双孔下端封闭。利用这四种空心管，实现定向注射，针对椎体内的各个方向进行准确定位注射，大大减小了骨水泥侧漏的风险。
优选地，所述挤出孔设有一个或者两个并且两个挤出孔相对；所述挤出孔与空心管下端的距离a均为1-3mm。
优选地，所述传动机构设有两个，两个传动机构分布于外壳的两边，所述驱动机构位于两个传动机构之间。
两个传动机构使自动推进器在推进过程中对活塞杆施加的推力均匀，有利于提高对推进位移的检测，防止底板倾斜而使推进位移的检测出错。
优选地，两个所述传动机构的滑套均固定于壳体内。
优选地，所述驱动器为伺服电机。伺服电机转动精度高，可以实现精确的位移，提高了注射位移的精确性。此外，伺服电机启动转矩大，控制容易，为推动活塞杆提供足够的动力。
优选地，所述自动推进器还包括控制器，所述控制器的输入端和输入端分别与所述距离传感器和驱动器一一对应无线电连接。控制器内设有PLC主控板，控制驱动器的启停。
优选地，所述控制器设有显示器和第一蓝牙模块，所述壳体内设有与所述第一蓝牙模块配对的第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块分别与所述距离传感器和驱动器电连接，通过第一蓝牙模块和第二蓝牙模块进而使控制器与距离传感器和驱动器无线电连接。通过蓝牙实控制器与距离传感器和驱动器的信息传输，避免有线连接，阻挡手术操作。
优选地，所述控制器设有设定注射位移的“+”按钮和“-”按钮，调零按钮，以及启停按钮。
控制器还可以将距离传感器检测到的距离变化在显示器上显示出来，变化的距离在乘以空心管的面积边得到注射量，此运算在控制器完成并将运算得到结果通过显示器显示出来。此外，设定的注射位移也会通过显示器显示出来。
一种骨水泥的自动注射方法，具体包括以下步骤：
步骤一：将空心管卡入底板的开口中，并且底板将所述把手托住，以及所述活塞杆的上端与所述壳体的下端贴紧；
步骤二：按动控制器上的调零按钮；
步骤三：按动控制器上的“+”按钮和“-”按钮，设定注射位移；
步骤四：按动控制器上的启停按钮，使自动推进器推进活塞杆挤出骨水泥，同时观察显示器上的注入量；
步骤五：控制器通过距离传感器检测推进距离，当推进距离达到设定的注射位移时，控制器使自动推进器停止，完成骨水泥的自动注射。
通过本方法可以选择骨水泥的注射量，同时能直观的观察到骨水泥的注射量，实现骨水泥注入量的精确控制，大大减小了手术人员造成的人工误差。
本发明的有益效果体现在：
本发明包括空心管、活塞杆和自动推进器，空心管和活塞杆形成骨水泥注入器，利用自动推进器实现自动注入骨水泥，避免了空心管晃动而发生偏移注入点，有利于实现精确的定向注入，提高患者的康复概率。骨水泥注入器卡在自动推进器上，两者可以轻松的拆装。由于骨水泥注入器为一次性用品，使用后将骨水泥注入器从自动推进器上取下来，但自动推进器可以重复使用。与现有的骨水泥注入器相比，本设备在没有增加设备的生产制造成本的前提下，实现骨水泥的自动注射，降低了手术人员的操作难度，同时也有利于减轻患者的经济负担。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为图1的内部结构示意图；
图4为本发明中空心管的为单孔下端开口的结构示意图；
图5为本发明中空心管的为双孔下端开口的结构示意图；
图6为本发明中空心管的为单孔下端封闭的结构示意图；
图7为本发明中空心管的为双孔下端封闭的结构示意图。
附图中，1-空心管，2-活塞杆，3-挤出孔，4-底板，5-壳体，6-距离传感器，7-导杆，8-滑套，9-驱动器，10-齿轮，11-齿条，12-开口，13-把手，14-控制器，15-显示器,16-第二蓝牙模块
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1和2所示，本发明提供了一种全自动定向骨水泥注入器，包括空心管1和活塞杆2，所述活塞杆2从所述空心管1的上端的开口12插入并滑动连接于空心管1内，从而将空心管1内的骨水泥挤出。所述空心管1的下端开口12并且空心管1的侧壁设有挤出孔3，或者所述空心管1的下端封闭并且空心管1的侧壁设有挤出孔3。所述挤出孔3设有一个或者两个并且两个挤出孔3相对；所述挤出孔3与空心管1下端的距离均a为1-3mm。如图4至图7所示，空心管1一共有四种，一是单孔下端开口12，二是双孔下端开口12，三是单孔下端封闭，四种是双孔下端封闭。利用这四种空心管1，实现定向注射，比如椎体的左部或者右部需要注入骨水泥，则选用单孔下端封闭的空心管1，有效防止骨水泥往前侧侧漏。比如椎体的中部需要注入骨水泥，则选用双孔下端开口12的空心管1，可以将骨水泥均匀的分布在椎体的中部，防止了往四周侧漏。由于本设备中的空心管1设有挤出孔3，实现定向注射，骨水泥刚混合、非常稀的时候就可以开始注射，使骨水泥的弥散性达到最佳状态。
如图3所示，本实施例还包括自动推进器，所述自动推进器包括底板4、壳体5、距离传感器6、传动机构和驱动机构。
所述传动机构包括滑套8和导杆7，所述导杆7通过滑套8与所述壳体5滑动连接，并且导杆7的下端与所述底板4固定连接；所述传动机构设有两个，两个传动机构分布于外壳的两边，所述驱动机构位于两个传动机构之间。两个所述传动机构的滑套8均固定于壳体5内。两个传动机构使自动推进器在推进过程中对活塞杆2施加的推力均匀，有利于提高对推进位移的检测，防止底板4倾斜而使推进位移的检测出错。所述驱动机构包括驱动器9、齿轮10和齿条11，所述驱动器9为伺服电机。伺服电机转动精度高，可以实现精确的位移，提高了注射位移的精确性。此外，伺服电机启动转矩大，控制容易，为推动活塞杆2提供足够的动力。所述驱动器9安装于所述壳体5内，所述齿条11贯穿所述壳体5并且通过所述齿轮10与驱动器9传动连接，齿条11的下端与所述底板4固定连接；通过驱动器9工作进而使壳体5沿着所述导杆7上下移动；所述距离传感器6安装于所述壳体5内并且距离传感器6的测量端与所述底板4相对。
为了实现可以拆分的功能，本实施例中的底板4设有开口12，所述空心管1外侧壁设有把手13，所述空心管1卡入所述底板4的开口12中，并且底板4将所述把手13托住，以及所述活塞杆2的上端与所述壳体5的下端贴紧，通过壳体5带动活塞杆2下移进而将空心管1内的骨水泥挤出。两者可以轻松的拆装。由于骨水泥注入器为一次性用品，使用后将骨水泥注入器从自动推进器上取下来，但自动推进器可以重复使用。与现有的骨水泥注入器相比，本设备在没有增加设备的生产制造成本的前提下，实现骨水泥的自动注射，降低了手术人员的操作难度，同时也有利于减轻患者的经济负担。
为了实现自动注射功能，本实施例中的自动推进器还包括控制器14，所述控制器的输入端和输入端分别与所述距离传感器和驱动器一一对应无线电连接。控制器内设有PLC主控板，控制驱动器的启停。由于PLC主控板属于现有技术，并且也不在本申请的保护范围之内，此处不再赘述。
所述控制器设有显示器15和第一蓝牙模块，所述壳体5内设有与所述第一蓝牙模块配对的第二蓝牙模块16，所述第二蓝牙模块16分别与所述距离传感器6和驱动器9电连接，通过第一蓝牙模块和第二蓝牙模16块进而使控制器与距离传感器6和驱动器9无线电连接。通过蓝牙实控制器14与距离传感器6和驱动器9的信息传输，避免有线连接，阻挡手术操作。所述控制器14设有还设有设定注射位移的“+”按钮和“-”按钮，调零按钮，以及启停按钮。控制器14还可以将距离传感器6检测到的距离变化在显示器15上显示出来，变化的距离在乘以空心管1的面积边得到注射量，此运算在控制器14完成并将运算得到结果通过显示器15显示出来。此外，设定的注射位移也会通过显示器15显示出来。
本实施例还提供了一种骨水泥的自动注射方法，具体包括以下步骤：步骤一：将空心管1卡入底板4的开口12中，并且底板4将所述把手13托住，以及所述活塞杆2的上端与所述壳体5的下端贴紧；步骤二：按动控制器14上的调零按钮；步骤三：按动控制器14上的“+”按钮和“-”按钮，设定注射位移；步骤四：按动控制器14上的启停按钮，使自动推进器推进活塞杆2挤出骨水泥，同时观察显示器15上的注入量；步骤五：控制器14通过距离传感器6检测推进距离，当推进距离达到设定的注射位移时，控制器14使自动推进器停止，完成骨水泥的自动注射。通过本方法可以选择骨水泥的注射量，同时能直观的观察到骨水泥的注射量，实现骨水泥注入量的精确控制，大大减小了手术人员造成的人工误差。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种全自动定向骨水泥注入器，包括空心管和活塞杆，所述活塞杆从所述空心管的上端的开口插入并滑动连接于空心管内，从而将空心管内的骨水泥挤出；
其特征在于：还包括自动推进器，所述自动推进器包括底板、壳体、距离传感器、传动机构和驱动机构；
所述传动机构包括滑套和导杆，所述导杆通过滑套与所述壳体滑动连接，并且导杆的下端与所述底板固定连接；所述驱动机构包括驱动器、齿轮和齿条；所述驱动器安装于所述壳体内，所述齿条贯穿所述壳体并且通过所述齿轮与驱动器传动连接，齿条的下端与所述底板固定连接；通过驱动器工作进而使壳体沿着所述导杆上下移动；所述距离传感器安装于所述壳体内并且距离传感器的测量端与所述底板相对；
所述空心管外侧壁设有把手，所述空心管卡入所述底板的开口中，并且底板将所述把手托住，以及所述活塞杆的上端与所述壳体的下端贴紧，通过壳体带动活塞杆下移进而将空心管内的骨水泥挤出。
2.根据权利要求1所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述空心管的下端开口并且空心管的侧壁设有挤出孔，或者所述空心管的下端封闭并且空心管的侧壁设有挤出孔。
3.根据权利要求2所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述挤出孔设有一个或者两个并且两个挤出孔相对；所述挤出孔与空心管下端的距离a均为1-3mm。
4.根据权利要求1所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述传动机构设有两个，两个传动机构分布于外壳的两边，所述驱动机构位于两个传动机构之间。
5.根据权利要求4所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：两个所述传动机构的滑套均固定于壳体内。
6.根据权利要求1所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述驱动器为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述自动推进器还包括控制器，所述控制器的输入端和输入端分别与所述距离传感器和驱动器一一对应无线电连接。
8.根据权利要求7所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述控制器设有显示器和第一蓝牙模块，所述壳体内设有与所述第一蓝牙模块配对的第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块分别与所述距离传感器和驱动器电连接，通过第一蓝牙模块和第二蓝牙模块进而使控制器与距离传感器和驱动器无线电连接。
9.根据权利要求7所述的全自动定向骨水泥注入器，其特征在于：所述控制器设有设定注射位移的“+”按钮和“-”按钮，调零按钮，以及启停按钮。
10.一种骨水泥的自动注射方法，其特征在于：应用于权利要求1至9的任一项所述的全自动定向骨水泥注入器，具体包括以下步骤：
步骤一：将空心管卡入底板的开口中，并且底板将所述把手托住，以及所述活塞杆的上端与所述壳体的下端贴紧；
步骤二：按动控制器上的调零按钮；
步骤三：按动控制器上的“+”按钮和“-”按钮，设定注射位移；
步骤四：按动控制器上的启停按钮，使自动推进器推进活塞杆挤出骨水泥，同时观察显示器上的注入量；
步骤五：控制器通过距离传感器检测推进距离，当推进距离达到设定的注射位移时，控制器使自动推进器停止，完成骨水泥的自动注射。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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