CN111743600A - 手术用微动动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手术用微动动力系统，涉及外科手术设备技术领域，解决了手术中使用榔头提供锤击力，费时费力、不易把控的技术问题。该手术用微动动力系统包括枪形或柱状壳体、主轴、动力组件和夹持组件，主轴活动设置在壳体内，能相对于壳体伸出或缩进，夹持组件与主轴伸出壳体外的一端连接；动力组件活动设置在壳体内，与主轴间歇性接触连接，能在每次接触时向主轴施加正向锤击力或反向锤击力。本发明用于为外科手术提供了一整套骨结构的切割、磨削，植骨面处理，试模及融合器、髓内钉等的置入、取出，植骨材料的填塞、夯打等一系列手术操作的工具系统，能实现上述的一系列手术操作，具有快速、高效、稳定、安全的特点。

Description

手术用微动动力系统

技术领域

本发明涉及外科手术设备技术领域，尤其是涉及一种手术用微动动力系统。

背景技术

在手术中，经常会进行骨结构的切割、磨削，植骨面处理，试模及融合器、髓内钉等的置入、取出，植骨材料的填塞、夯打等手术操作过程，在上述操作过程中常用到骨凿、骨铲或骨刀等器械。

现有手术和脊柱外科手术过程中医生使用榔头或锤子捶击骨凿/骨铲/骨刀等器械，以进行夯打、锤击等动作，这种操作方式不仅费时，费力，效率低；还因为需要手持器械和锤子或榔头，器械不易把控，一旦器械掉入人体腹腔内，易造成腹腔内重要脏器损伤；而且榔头或锤子体积大，需求手术操作空间大，术中更换器械多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术用微动动力系统，以解决现有技术中存在的手术中使用榔头提供锤击力，费时费力、不易把控的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种手术用微动动力系统，包括枪形或柱形壳体、主轴、动力组件和夹持组件，所述主轴活动设置在所述壳体内，能相对于所述壳体伸出或缩进，所述夹持组件与所述主轴伸出所述壳体外的一端连接；所述动力组件活动设置在所述壳体内，与所述主轴间歇性接触连接，能在每次接触时向所述主轴施加正向锤击力或反向锤击力。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的进一步改进，所述主轴上间隔设置有第一挡圈和第二挡圈，且所述第一挡圈和所述第二挡圈之间的距离大于所述动力组件的可移动距离，当所述夹持组件处于受压或受拉时，所述主轴缩进或伸出所述壳体，以使所述第一挡圈或所述第二挡圈位于所述动力组件移动路线内。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在所述第一挡圈与所述壳体之间、所述第二挡圈和所述壳体之间能带动所述主轴复位的复位组件。

作为本发明的进一步改进，所述动力组件包括依次传动连接的电机、曲轴、连杆和活塞，所述活塞套设在位于所述第一挡圈和所述第二挡圈之间的所述主轴外侧，且能相对于所述主轴自由移动。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在所述主轴另一端的配重组件。

作为本发明的进一步改进，所述复位组件为弹簧，位于所述第一挡圈左侧和所述第二挡圈右侧的所述弹簧最大压缩量相同或不同，且两个所述弹簧的最大压缩量均小于所述曲轴半径。

作为本发明的进一步改进，当所述夹持组件未受力时，所述第一挡圈和所述第二挡圈与所述活塞行程的左右极限位置之间具有第一间隙和第二间隙，所述第一间隙和所述第二间隙规格相同或不同，且所述第一间隙和所述第二间隙规格均小于所述弹簧的最大压缩量。

作为本发明的进一步改进，当所述主轴受压时回缩行程大于或小于所述主轴受拉伸出行程时，所述第一间隙小于所述第二间隙，和/或，位于所述第一挡圈左侧的所述弹簧最大压缩量大于位于所述第二挡圈右侧的所述弹簧最大压缩量。

作为本发明的进一步改进，所述活塞移动时与所述第一挡圈或所述第二挡圈撞击时，其撞击力大于所述弹簧的拉力或压力。

作为本发明的进一步改进，所述壳体内设置有隔板，能将所述壳体的内腔分隔成独立的两个空间，所述动力组件设置在左侧空间中，所述配重组件设置在右侧空间中，所述配重组件包括第三挡圈和两段弹簧，所述第三挡圈设置在右侧空间中部，两段所述弹簧分别位于所述隔板和所述第三挡圈、所述壳体和所述第三挡圈之间。

作为本发明的进一步改进，所述第一挡圈和所述第二挡圈在锤击力作用下的行程为1-8mm。

作为本发明的进一步改进，所述活塞与所述第一挡圈或所述第二挡圈击打频率为200-8000次/分。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的手术用微动动力系统，为外科手术提供了一整套骨结构的切割、磨削，植骨面处理，试模及融合器、髓内钉等的置入、取出，植骨材料的填塞、夯打等一系列手术操作的工具系统，能实现上述的一系列手术操作，具有快速、高效、稳定、安全的特点，本发明的微动动力系统有别于目前手术中使用的超声骨刀和磨钻，本发明的手术用微动动力系统在使用过程中产热量低，不会对人体组织产生热损伤，有利于术区组织修复、愈合；本发明手术用微动动力系统所使用的振幅(第一挡圈和第二挡圈在锤击力作用下的行程)为1到8毫米，即使工具延长，工作部位的工作效能也不会明显衰减，不会影响工作效率，可用于直视下操作，也可适用于内镜和通道等操作系统的长距离工作；本发明手术用微动动力系统采用工作频率范围在200-18000次/分钟也就是电机运转频率为200-18000转/分，该频段产热少，软组织损伤可以忽略不计，操作过程中几乎不需要冲水冷却，大大降低了系统操作的复杂程度，操作视野清洁度大大提高；本发明手术用微动动力系统包括一部可调频率及功率的主机(频率和功率的调节是通过调节电机的功率和频率)，通过球阀快装头与多个不同的手术器械连接，即可满足手术中的多种操作，实现真正的一机多用，系统稳定，振幅、频率及功率调节方便顺畅。

本发明提供的手术用微动动力系统，通过电机马达驱动曲轴连杆的特有结构，具有省力、快速、精准、节省操作空间的特点，只需将安装在夹持组件上的头端进行更换，就可以实现一机多用，且可以取髓内钉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明手术用微动动力系统的立体结构示意图；

图2是本发明手术用微动动力系统沿轴线剖分后的立体结构示意图；

图3是本发明手术用微动动力系统沿轴线剖分后的主视图。

图中1、壳体；2、主轴；21、第一挡圈；22、第二挡圈；23、第一弹簧；24、第二弹簧；25、第三挡圈；26、第三弹簧；27、第四弹簧；3、动力组件；31、电机；32、曲轴；33、连杆；34、活塞；4、夹持组件；5、隔板；6、开关；100、平刃骨刀铲头；200、弧刃骨刀铲头；300、骨刀勾刀；400、锤击头端；500、取融合器或髓内钉连接器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种手术用微动动力系统，包括枪形或柱形壳体1、主轴2、动力组件3和夹持组件4；夹持组件4为球阀快装头，为现有技术产品经外部市场购得，夹持组件4上夹持手术用的头端器械，头端器械种类有多种，分别用于不同的手术处理过程，如图1-图3所示的，平刃骨刀铲头100、弧刃骨刀铲头200、骨刀勾刀300、锤击头端400和取融合器或髓内钉连接器；壳体1包括横部和竖部，主轴2活动设置在壳体1内，具体的设置在横部内，能相对于壳体1伸出或缩进，夹持组件4与主轴2伸出壳体1外的一端连接；动力组件3活动设置在壳体1内，具体的，设置在竖部内，与主轴1间歇性接触连接，能在每次接触时向主轴2施加正向锤击力或反向锤击力。

如图2和图3所示，此处需要说明的是，横部两端均具有开口，能供主轴2伸出，竖部连接在横部靠右位置，夹持组件4连接在横部远离竖部一端的主轴2上；横部和竖部均为中空圆柱体形结构。当动力组件3施加主轴2以正向锤击力时，微动动力系统作为头端器械锤击力的动力来源，以带动头端器械对骨部进行不断锤击；当动力组件3施加主轴2以反向锤击力时，微动动力系统作为头端器械拉拔力的动力来源，以带动头端器械对需拉拔出的髓内钉或融合器进行拔出操作，本发明中的，正向是指由壳体1右端指向左端一侧的方向，反向是指由壳体1左端指向右端一侧的方向。

动力组件3的动作特点决定了主轴2的被锤击或被拉拔动作特点，可根据实际需要选择使用，在本发明的一种实施例中，动力组件3以固定的周期间隔方式正向捶打或反向捶打主轴2。

作为一种可选的实施方式，主轴2上间隔设置有第一挡圈21和第二挡圈22，且第一挡圈21和第二挡圈22之间的距离大于动力组件3的可移动距离，也就是处于原始状态时，第一挡圈21和第二挡圈22位于动力组件3移动的路线范围之外；第一挡圈21和第二挡圈22固定在主轴2上，为圆片状，且直径小于壳体1内腔直径，当夹持组件3未受力时，也就是微动动力系统处于空载状态下时，动力组件3能在第一挡圈21和第二挡圈22之间移动，且并不触碰任何一个挡圈；当夹持组件4处于受压或受拉时，主轴2缩进或伸出壳体1，以使第一挡圈21或第二挡圈22位于动力组件3移动路线内，此处，动力组件3移动时会与其中一个挡圈发生接触并施加锤击力，而另一个挡圈与动力组件3始终不接触，动力组件3能在壳体1内进行往复移动，以对其中的一个挡圈进行周期性的锤击动作。

如图3所示，还包括设置在第一挡圈21与壳体1之间、第二挡圈22和壳体1之间能带动主轴2复位的复位组件。

具体的，复位组件为套设在主轴2上的弹簧，更进一步的，套设在第一挡圈21和壳体1内壁之间的弹簧为第一弹簧23，套设在第二挡圈22和壳体1内壁之间的弹簧为第二弹簧24。当第一挡圈21向壳体1左端移动时，第一弹簧23被压缩，第二弹簧24被拉伸；当第二挡圈22向壳体1右端移动时，第二弹簧24被压缩，第一弹簧23被拉伸。

需要说明的是，第一弹簧23和第二弹簧24的最大压缩量可以相同也可以不同，在本实施例中，采用的是最大压缩量相同的两根弹簧；此处还需要说明的是，第一弹簧23和第二弹簧24的弹性系数可以相同也可以不同，规格可以相同也可以不同，在本实施例中采用完全相同的两根弹簧，第一弹簧23和第二弹簧24的最大压缩量均小于曲轴32半径。

如图3所示，动力组件3包括依次传动连接的减速电机31、曲轴32、连杆33和活塞34，活塞34套设在位于第一挡圈21和第二挡圈22之间的主轴2外侧，且能相对于主轴2自由移动，也就是说，主轴2和活塞34未接触时，当主轴2运动时活塞34不会跟随运动，当活塞34运动时，主轴2不会跟随运动。活塞34为圆柱体形结构。在壳体1的竖部顶部还设置有开关6，通过按压开关6能控制电机31的启动。

如图2和图3所示，还包括设置在主轴2另一端的配重组件。

壳体1内设置有隔板5，能将壳体1的内腔分隔成独立的两个空间，隔板5上设置有通孔，便于主轴2穿过；更进一步的，隔板5靠近壳体1右端；动力组件3设置在左侧空间中，配重组件设置在右侧空间中，配重组件包括第三挡圈25和两段弹簧，第三挡圈25设置在右侧空间中部，两段弹簧分别为第三弹簧26和第四弹簧27，第三弹簧26设置在隔板5和第三挡圈25之间，第四弹簧27设置在第三挡圈25和壳体1内壁之间。

第三弹簧26和第四弹簧27的规格、最大压缩量以及弹性系数等参数可与第一弹簧23的参数相同或不同，当然为了简化结构，方便设计，本实施例中，采用完全相同的四段弹簧。

当夹持组件4未受力时，第一挡圈21和第二挡圈22与活塞34行程的左右极限位置之间具有第一间隙和第二间隙，第一间隙和第二间隙规格相同或不同，且第一间隙和第二间隙规格均小于弹簧的最大压缩量。在本实施例中，第一间隙和第二间隙均选择为2mm；弹簧的最大压缩量为8mm，曲轴32半径为11mm。

当主轴2受压时回缩行程大于或小于主轴2受拉伸出行程时，第一间隙小于第二间隙，和/或，位于第一挡圈21左侧的弹簧最大压缩量大于位于第二挡圈22右侧的弹簧最大压缩量。

在本实施例中，受压时的回缩行程与受拉时的伸出行程完全相同。

活塞34移动时与第一挡圈21或第二挡圈22撞击时，其撞击力大于弹簧的拉力或压力。通过以上结构设计，能够使主轴2在活塞34锤击下进行微小幅度的位移，该幅度为1-8mm。

进一步的，第一挡,21和第二挡圈22在锤击力作用下的行程为1-8mm。

活塞34与第一挡圈21或第二挡圈22击打频率为200-8000次/分。

具体操作方法为：

当本套微动动力系统作为正向锤击动力源时，也就是安装在夹持组件4上的手术器械为骨凿、骨铲或骨刀时，首先，将手术用的器械安装到夹持组件4上，然后手持微动动力系统的竖部，将手术器械按压在需要处理的骨位置，由于按压力，主轴2向内回缩，第一挡圈21向活塞34一侧移动并与活塞34，启动减速电机31，设备在初始状态时，曲轴32位于最左侧，电机31运转后带动曲轴32向右侧旋转，连杆33跟随向右侧移动，从而带动活塞34向右侧移动，在活塞34移动的同时，由于按压力作用，主轴2仍会回缩一点，并进入到活塞34的往复移动行程内，当活塞34移动到最右端之后会折返向左移动，并与位于其移动行程内的第一挡圈21接触并由于惯性力作用对第一挡圈21形成锤击力，活塞34对第一挡圈21施加的锤击力会传递到手术器械上，活塞34折返并产生短暂停留后向右循环移动，由此，不断地循环并对第一挡圈21施加锤击力；手术完毕，关闭电机31，提起微动动力系统，由于弹簧的弹力，使得主轴2复位，恢复到原始位置，拆下手术器械，更换新的手术器械以进行下一步手术步骤或者将手术器械收纳。等待下一次手术过程。

当本套微动动力系统作为反向锤击动力源时，也就是安装在夹持组件4上的手术器械为拉拔髓内钉的器械时，首先，将拉拔髓内钉的器械安装到夹持组件4上，然后手持微动动力系统的竖部，将器械抓住髓内钉，并用力提拉微动动力系统，由于提拉力，主轴2向外伸出，第二挡圈22向活塞34一侧移动，由于第一挡圈21和第二挡圈22之间距离大于活塞34移动行程并位于移动路线之外，且设备在初始状态时，曲轴32位于最左侧，也就是活塞34位于移动路线的最左端极限点，所以当提拉微动动力系统时，第二挡圈22向左移动能移动到活塞34的移动路线内；启动减速电机31，设备在初始状态时，曲轴32位于最左侧，电机31运转后带动曲轴32向右侧旋转，连杆33跟随向右侧移动，从而带动活塞34向右侧移动，当活塞34移动到右端与第二挡圈22接触时，由于惯性力作用会施加于第二挡圈22一个锤击力，活塞34对第二挡圈22施加的锤击力会传递到手术器械上，活塞34折返并产生短暂停留后向左循环移动，由此，不断地循环并对第二挡圈22施加锤击力，以拔出髓内钉；关闭电机31，提起微动动力系统，由于弹簧的弹力，使得主轴2复位，恢复到原始位置，拆下手术器械，更换新的手术器械以进行下一步手术步骤或者将手术器械收纳。等待下一次手术过程。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

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1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”可以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。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种手术用微动动力系统，其特征在于，包括枪形或柱形壳体、主轴、动力组件和夹持组件，所述主轴活动设置在所述壳体内，能相对于所述壳体伸出或缩进，所述夹持组件与所述主轴伸出所述壳体外的一端连接；所述动力组件活动设置在所述壳体内，与所述主轴间歇性接触连接，能在每次接触时向所述主轴施加正向锤击力或反向锤击力。

2.根据权利要求1所述的手术用微动动力系统，其特征在于，所述主轴上间隔设置有第一挡圈和第二挡圈，且所述第一挡圈和所述第二挡圈之间的距离大于所述动力组件的可移动距离，当所述夹持组件处于受压或受拉时，所述主轴缩进或伸出所述壳体，以使所述第一挡圈或所述第二挡圈位于所述动力组件移动路线内。

3.根据权利要求2所述的手术用微动动力系统，其特征在于，还包括设置在所述第一挡圈与所述壳体之间、所述第二挡圈和所述壳体之间能带动所述主轴复位的复位组件。

4.根据权利要求3所述的手术用微动动力系统，其特征在于，所述动力组件包括依次传动连接的电机、曲轴、连杆和活塞，所述活塞套设在位于所述第一挡圈和所述第二挡圈之间的所述主轴外侧，且能相对于所述主轴自由移动。

5.根据权利要求1所述的手术用微动动力系统，其特征在于，还包括设置在所述主轴另一端的配重组件。

6.根据权利要求4所述的手术用微动动力系统，其特征在于，所述复位组件为弹簧，位于所述第一挡圈左侧和所述第二挡圈右侧的所述弹簧最大压缩量相同或不同，且两个所述弹簧的最大压缩量均小于所述曲轴半径。

7.根据权利要求6所述的手术用微动动力系统，其特征在于，当所述夹持组件未受力时，所述第一挡圈和所述第二挡圈与所述活塞行程的左右极限位置之间具有第一间隙和第二间隙，所述第一间隙和所述第二间隙规格相同或不同，且所述第一间隙和所述第二间隙规格均小于所述弹簧的最大压缩量。

8.根据权利要求7所述的手术用微动动力系统，其特征在于，当所述主轴受压时回缩行程大于或小于所述主轴受拉伸出行程时，所述第一间隙小于所述第二间隙，和/或，位于所述第一挡圈左侧的所述弹簧最大压缩量大于位于所述第二挡圈右侧的所述弹簧最大压缩量。

9.根据权利要求6所述的手术用微动动力系统，其特征在于，所述活塞移动时与所述第一挡圈或所述第二挡圈撞击时，其撞击力大于所述弹簧的拉力或压力。

10.根据权利要求5所述的手术用微动动力系统，其特征在于，所述壳体内设置有隔板，能将所述壳体的内腔分隔成独立的两个空间，所述动力组件设置在左侧空间中，所述配重组件设置在右侧空间中，所述配重组件包括第三挡圈和两段弹簧，所述第三挡圈设置在右侧空间中部，两段所述弹簧分别位于所述隔板和所述第三挡圈、所述壳体和所述第三挡圈之间。

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