CN111067631A - 一种用于骨科手术的手机头及智能变速微动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于骨科手术的手机头及智能变速微动力系统，手机头包括外壳(3)、驱动头、安装在外壳(3)内的电机(5)和至少两种分布在外壳(3)上条码(4)，每一个条码分别代表一种最高转速；系统包括主机(1)、上述所述手机头、和扫码枪(8)，主机(1)与电机(5)连接，转动手机头到所需转速对应的条码(4)，将条码(4)对准扫码枪(8)，扫码枪(8)扫描条码(4)后传送信号给主机(1)，主机(1)控制电机(5)驱动手机头转动，得到所需转速。用智能化选择手机头转速，可以自由选择多种最高转速，简单、可靠，无论在术前还是术中都能随时快速改变手机头的转速，确保手术的顺利进行。

Description

一种用于骨科手术的手机头及智能变速微动力系统

■技术领域

本发明涉及手术设备领域，更具体的说是一种用于骨科手术的手机头及智能变速微动力系统。

■技术背景

现有国际上用于骨手术的微动力系统，主要是采用通过微电机驱动的手术设备。根据实际的手术工具的不同和骨骼硬度的不同对微电机的转速的要求也不同，现有的微动力系统，通过动力控制台控制输出的动力转速，有些微动力系统在输出最高转速后可以通过脚控无级调速达到速度的微调，但是这些微动力系统都只有一个最高转速，对不同硬度的骨骼没有选择。

如中国发明专利申请公开说明书CN1931103A中公开了一种用于骨科的多功能手术设备，该设备包括主机、电机机芯、工具手柄和工具头，主机的控制系统上预设多组不同转速电机机芯驱动参数，当不同的工具手柄安装在电机机芯上时，电机机芯上的霍尔线性传感器获取不同工具手柄上由磁圈和磁铁构成的识别器的识别信号，并将识别信号通过信号传送线传送至主机，主机自动根据不同的识别信号产生自动确定具体的驱动参数来驱动电机机芯产生不同的转速。该设备的优点在于在手术的过程中，操作本发明工具的医师只需要根据手术的需要将相应的功能的工具手柄插接到电机机芯上，并安装上相应的工具头即可，无需对主机进行任何调节，主机自动识别所插入的工具手柄并提供相应的驱动电源，操作十分简单。但是，该设备每种工作手柄只有一种最高转速，当工作手柄安装到电机机芯上后，其最高转速直接被选定，中间过程医师和设备都无法改变最高转速，只能通过脚控无级调速进行细调速度，这样对不同硬度的骨骼就不能进行最高转速的选择和调整了。此外，根据实际的操作习惯和操作经验，在保证安全性的情况下，不同的医师对不同工具头有不同转速的要求，最高转速直接被选定，使得工具头也无法适配不同的医师，这也直接影响到手术的进行和手术的效果。

■发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中只有一种最高转速的问题，提供一种用于骨科手术设备的手机头，手机头外壳上印有至少两个代表不同最高转速的条码，条码用于控制手机头的转速，可以自由选择多种最高转速，提高驱动头最高转速选择的灵活性。

本发明另一个要解决的问题是不同硬度的骨骼对工具头的最高转速要求不同，不同医师对不同工具头也有不同的转速要求，融合现有技术中不同手术工具的优点，提供一种用于骨科手术的智能变速微动力系统，通过转动手机头将条码对准扫码枪，扫码枪扫描后传送给主机，由主机控制电机转动，能自由变换最高转速，提高工具头最高转速选择的灵活性和适用性。

本发明通过以下方案实现其目的。

本发明提供一种用于骨科手术设备的手机头，包括电机、外壳和驱动头，电机安装在外壳内，电机的转速可调，驱动头安装在外壳的前端，与电机连接，电机用于控制驱动头转动，外壳印有至少两个用于被扫码枪扫描的条码，每个条码分别代表一种最高电机转速，每个条码分别用于控制电机的一种最高转速。其他最高转速的条码存放在转速数据库内，随时可用扫码枪提取使用。通过转动手机头将条码对准扫描枪，扫码枪扫描条码后将条码代表的最高转速传送给主机，由主机控制电机转动到所需转速。该手机头有多种最高转速供医师自由选择，提高选择的灵活性。

优选的，所述外壳呈圆柱状，相邻至少两个条码沿外壳的轴向呈错位阶梯状分布。

优选的，所述外壳为四方体或三棱柱体，不同的条码分布在不同的棱柱面上。

优选的，所述外壳为五棱柱或多于五条棱的柱体，不同的条码间隔分布在不同的棱柱面上。

优选的，当所述条码的数目大于所述棱柱面时，分布在同一个棱柱面上的条码之间的距离大于或等于4厘米。

采用上述的结构分布的条码后，在用扫码枪扫描条码时，可以避免误扫的问题。

优选的，所述条码为激光条码，由宽度不一的刻痕构成，刻痕可填充颜料。

本发明还提供一种用于骨科手术的智能变速的微动力系统，其结构包括：

用于控制电机的主机、和主机连接的扫码枪、安装有电机的手机头，手机头与主机连接。

采用上述结构后的微动力系统，医师转动手机头选择所需要的条码后，将条码对准扫描枪，扫码枪扫描手机头上的条码后，扫码枪给主机传送信号，主机接收信号后控制手机头内的电机转动到对应条码代表的最高转速。该系统有多种最高转速供医师选择，提高了工具头最高转速选择的灵活性，且操作简单。另外，医师只需要转动手机头选择条码，通过扫描枪扫描就可以实现转速的调节，医生无需操作除手机头外的其他任何设备，而手机头可以消毒，扫码枪等实际应用中难以整体消毒，保证了手术过程中的安全性。

优选的，所述手机头内有与电机连接的控制器，控制器用于控制电机的转速，手机头通过控制器与主机无线连接。

优选的，所述手机头与主机为有线连接，手机头内的电机通过动力线与主机连接，主机通过动力线控制电机的转速。

优选的，还包括与所述主机连接的脚控调速装置，医师在选定最高转速后可开启脚控调速装置对发动机转速进行微调。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：在手术前或者是手术过程中，如果医生根据自身实际操作的习惯和操作经验或是面对不同硬度的骨骼时，需要改变手机头的转速，操作本发明的系统医生只需通过转动手机头将所需转速对应的激光条码对准扫码枪，扫码枪扫描条码后，主机自动根据接收的信号后控制电机转到所需的最高转速，再用脚控调速装置进行微调，得到理想的工作转速，操作简单、可靠，最高转速可自由选择，并能配适医师习惯的工具头转速，提高手术的安全性，再者，医生在调速过程中只需转动手机头即可完成调速，无需操作其他设备，手机头可以消毒，扫码枪等实际应用中难以整体消毒，保证了手术过程中的安全性。

■附图说明

图1为本发明手机头的平面图。

图2为本发明微动力系统模块图。

图3为本发明无线扫码枪的平面图。

图4为本发明固定扫码枪的平面图。

图5为转速数据库的示意图。

■具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。

■实施例1

如图1所示，本发明设计了一种用于骨科手术设备的手机头，包括外壳、安装在手机头内部的电机5、安装在外壳前端的驱动头和印在外壳上用于被扫码枪扫描的至少两个条码4，条码4分布在外壳上，每一个激光条码分别代表一种最高转速，每个激光条码分别控制电机的一种最高转速。其他最高转速的条码4存放在条码数据库内，可随时供扫码枪提取使用。

在本实施例具体实施过程中，安装在手机头外壳上的条码4为激光条码，由宽度不一的刻痕构成，刻痕可填充颜料，比如黑色的颜料，所述外壳的大小为1.5-4厘米直径的圆柱体，所述激光条码一共有五种，五种激光条码围绕着外壳呈错位阶梯状分布，这种分布方式可以避免误扫的情况，这五种激光条码所代表的最高转速分别为15000rpm、20000rpm、25000rpm、30000rpm和35000rpm。

在手术前或手术过程中，只需转动手机头将代表所需最高转速的条码对准扫码枪，扫码枪扫描后传送给主机，主机控制电机转动到所需最高转速。

■实施例2

本发明设计了一种用于骨科手术设备的手机头，包括外壳、安装在手机头内部的电机5和印在外壳上用于被扫码枪扫描的至少两个条码4，条码4分布在外壳上，每一个激光条码分别代表一种最高转速，每个激光条码分别控制电机的一种最高转速。

在本实施例具体实施过程中，安装在手机头外壳上的条码4为激光条码，由宽度不一的刻痕构成，刻痕可填充颜料，比如黑色的颜料，所述外壳为五棱柱，所述激光条码一共有五种，五种激光条码分别分布在五个棱柱面上，相邻面上的条码的距离大于或等于4厘米。

在手术前或手术过程中，只需转动手机头将代表所需最高转速的条码对准扫码枪，扫码枪扫描后传送给主机，主机控制电机转动到所需最高转速。

■实施例3

如图2所示，本发明设计了一种用于骨科手术的智能变速系统，包括主机1、实施例1所述的手机头、动力线2和与主机1连接的扫码枪8，主机1用于控制电机5，电机5用于驱动上述手机头前端的驱动头转动，主机1通过动力线2与电机5连接。

在本实施例中，系统还包括与主机1连接的脚控调速装置7，当手术工具的最高转速选定后或在转速更换后，按下脚速调控装置的开关71开启脚控调速装置7，脚控调速装置7发送信号给主机1，主机1对手机头的转速进行微调，手机头上的安装的工具头即可开始做功，得到理想的工作转速。

在本实施例具体实施过程中，如图3所示为无线扫码枪的平面图，所述扫码枪8为无线蓝牙扫码枪8，有耐高温可消毒的外壳。当医师在手术前需要确定手机头的转速时，医师打开主机1的电源总开关11，主机1自动向扫码枪发出电波，扫码枪8里的控制板83接收主机1发出的电波后充电池84启动，扫码枪8闪红光和发出声音代表扫码枪已启动。随后按下手机头开关31打开手机头，将手术工具，比如锯、钻、锉、磨和雕刻，安装在手机头前端的驱动头上并转动手机头到所需转速的对应的激光条码4，将激光条码对准扫码枪8，按下扫码开关10后扫描器81扫描得到的转速信息通过发射器82无线传递到主机1的控制板，主机1接收信号后按下识别开关9识别所述信号并通过动力线2控制电机5转动到所需转速，手机头即可达到选择的最高转速。同时触屏上显示出条码的最高转速和工具的图像，可供医师检查确认。或在手术过程中需要改变手机头的转速时，将所需转速对应的激光条码4对准扫码枪8或者移动扫码枪8对准所需转速对应的条码，扫码枪8内的扫码器81扫码，控制板83确认后通过发射器82将转速信息传送到主机1的控制板上，同时触屏显示条码的最高转速，医师检查无误后，手机头即可达到选择的最高转速。在每次更换新的转速时，之前的转速会自动消除，只保留当次的最高转速，关闭主机1后，转速全部消失变回0。

■实施例4

本发明设计了一种用于骨科手术的智能变速系统，包括主机1、实施例1所述的手机头和与主机1连接的扫码枪8，主机1用于控制电机5，电机5用于驱动上述手机头前端的驱动头转动，外壳3内有与电机5连接的控制器，所述手机头通过控制器与主机1无线连接。

在本实施例中，系统还包括与主机1连接的脚控调速装置7，当手术工具的最高转速选定后或在转速更换后，按下脚速调控装置的开关71开启脚控调速装置7，脚控调速装置7发送信号给主机1，主机1对手机头的转速进行微调，手机头上的安装的工具头即可开始做功，得到理想的工作转速。

在本实施例具体实施过程中，如图4所示为固定扫码枪的平面图，当医师在手术前需要确定手机头的转速时，医师打开主机1的电源总开关11，主机1自动向扫码枪发出电波，扫码枪8接收主机1发出的电波后启动充电池84，扫码枪8闪红光和发出声音代表扫码枪已启动。随后按下手机头开关31打开手机头，将手术工具，比如锯、钻、锉、磨和雕刻，安装在手机头前端的驱动头上并转动手机头到所需转速的对应的激光条码4，将激光条码对准扫码枪8，按下扫码开关10后扫描器81扫描得到的转速信息通过发射器82和天线85传递到主机1的控制板，主机1接收信号后按下识别开关9识别所述信号，并将所述信号发送到手机头内的控制器上，控制器接收信号后控制电机5转动到所需转速，手机头即可达到选择的最高转速。同时触屏上显示出条码的最高转速和工具的图像，可供医师检查确认。或在手术过程中需要改变手机头的转速时，将所需转速对应的激光条码4对准扫码枪8，扫码枪8内的扫码器81扫码确认后通过发射器82和天线85将转速信息传送到主机1的控制板上，同时触屏显示条码的最高转速，医师检查无误后，启动脚控调速装置7的开关进行工作，手机头即可达到选择的最高转速。在每次更换新的转速时，之前的转速会自动消除，只保留当次的最高转速，关闭主机1后，转速全部消失变回0。每种手术工具都可选择5种不同的最高转速，但不同的手术工具有不同的最佳的最高转速，例如，往复锯的最佳的最高转速为25000rpm，当使用往复锯时，医师只需将手机头转动到对应25000rpm的条码，即可快速得到所需的转速。另外，不同医师对不同工具头有不同的转速要求，对于不同硬度的骨骼需要的转速也不相同。

如图5所示为转速数据库的示意图，转速数据库中存放了其他最高转速的激光条码4，可随时供扫码枪提取使用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，包括电机(5)、外壳(3)和驱动头，电机(5)安装在外壳(3)内，电机(5)的转速可调，驱动头安装在外壳的前端，与电机(5)连接，电机(5)用于控制驱动头转动，外壳印有至少两个常用于被扫码枪扫描的条码(4)，每个条码(4)分别代表一种最高电机转速，每个条码(4)分别用于控制电机(5)的一种最高转速。

2.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，所述外壳(3)为圆柱体，相邻至少两个条码(4)沿外壳(3)的轴向呈错位阶梯状分布。

3.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，所述外壳(3)为四方体或三棱柱体，不同的条码(4)分布在不同的棱柱面上。

4.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，所述外壳(3)为五棱柱或多于五条棱的柱体，不同的条码(4)间隔分布在不同的棱柱面上。

5.根据权利要求3或4所述的一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，当所述条码(4)多于棱柱体的棱柱面时，分布在同一个棱柱面的条码(4)之间的距离大于或等于4厘米。

6.根据权利要求1所述的一种用于骨科手术设备的手机头，其特征在于，所述条码(4)为激光条码，由宽度不一的刻痕构成，刻痕可填充颜料。

7.一种用于骨科手术的智能变速微动力系统，其特征在于，包括主机(1)、权利要求1-6任一项所述的手机头、与主机(1)连接的扫码枪(8)，扫码枪(8)用于扫描外壳(3)上的条码(4)并传送信号给主机(1)，手机头与主机(1)连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于骨科手术的智能变速微动力系统，其特征在于，手机头内有与电机(5)连接的控制器，控制器用于控制电机(5)的转速，所述手机头通过控制器与主机(1)无线连接。

9.根据权利要求7所述的一种用于骨科手术的智能变速微动力系统，其特征在于，所述手机头与主机(1)为有线连接，手机头内的电机(5)通过动力线(2)与主机(1)连接，主机(1)通过动力线(2)控制电机(5)的转速。

10.根据权利要求7所述的一种用于骨科手术的智能变速微动力系统，其特征在于，还包括与所述主机(1)连接的脚控调速装置(7)。

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