CN111818871A - 医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法 - Google Patents

医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法。更特别是涉及一种医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，其中，手术程序简单，从而缩短了手术时间；手术器械具有简单的结构，从而能够方便地进行操作并且降低医疗费用；使用机器人能够快速且便捷地进行椎弓根螺钉植入手术；并且可提高手术的准确性。根据本发明的医用螺钉手术器械是一种医用螺钉手术器械，其特征在于，包括手术器械主体、延伸构件、引导构件和击发构件。手术器械主体在其杆形的主体内具有插入通道；延伸构件设置在手术器械主体的下部，并且在其内部形成有引导孔；引导构件可移动地设置在延伸构件的引导孔中；击发构件设置在手术器械主体的插入通道中，以控制引导构件上下移动。具有根据本发明的医用螺钉手术器械的手术机器人是具有机械手的手术机器人，该手术机器人其特征在于，包括：支撑臂、手术器械保持构件和上述的医用螺钉手术器械。支撑臂设置于机械臂；手术器械保持构件设置于支撑臂；医用螺钉手术器械设置于手术器械保持构件。

Description

医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以 及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法
技术领域
本公开涉及一种医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，更特别是涉及通过简化手术程序来缩短手术时间，特别是能够快速且容易地进行椎弓根螺钉植入手术，并且提高手术准确性的医用螺钉手术器械、具有医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法。
背景技术
一般来说，支撑人体的脊柱由24块椎骨组成，椎间盘位于相邻椎骨之间，神经穿过椎骨。
此外，当脊柱被人为损坏或由于退化性改变或错误姿势而被损坏或扭曲时，穿过脊柱的神经受到挤压从而引起急性疼痛。轻微的疼痛可以通过物理疗法来治疗，但严重的疼痛需要进行手术，通过植入固定椎弓根的固定装置来矫正脊柱的姿势或释放对神经的压力。
通过将椎弓根螺钉植入多个椎弓根中并将相邻的椎弓根螺钉与杆连接以实现脊柱融合来进行椎弓根螺钉植入手术。
椎弓根螺钉植入手术通过用杆将压缩神经的椎弓根和相邻椎弓根之间的空间加宽来重新对准脊柱，从而防止椎弓根压缩神经。
此外，在椎弓根螺钉植入手术中使用的椎弓根螺钉包括：螺钉头和螺钉体。该螺钉头为杯形并形成有向上开口以将杆固定在其上的座槽；该螺钉体可旋转地连接到螺钉头的底部并形成有用于与椎弓根螺钉连接的螺纹。
同时，如上所述，椎弓根螺钉植入手术是通过使用称为螺丝刀的紧固工具将椎弓根螺钉插入多个椎弓根中，然后将椎弓根螺钉的螺钉头与杆连接来进行的。但是其局限性在于，将椎弓根螺钉植入椎弓根中的过程非常复杂，并且需要多种手术器械。
例如，用于椎弓根螺钉植入手术的常规过程和手术器械如下。植入椎弓根螺钉的过程是指使用多个如图1a和1b所示的手术器械将椎弓根螺钉S植入如图1c所示的椎弓根P中，并通过依次执行许多程序和步骤来完成此过程，如图1d和1e所示。
在传统的椎弓根螺钉植入手术中的植入椎弓根螺钉的过程中，执行第一步骤S1，如图1d和图1e所示，通过用锤子T3敲击，将带有手柄的引导销i1(通常称为“VP针”)插入椎弓根P中，同时通过射线照相设备拍摄图像；第二步骤S2，插入参考线i2(K线)，该参考线i2通过形成于在第一步骤S1中插入的引导销i1的针部的中空部来引导椎弓根螺钉S的校正插入；第三步骤S3，从参考线i2上取下引导销i1；第四步骤S4，将第一套筒i3套入参考线i2的外周面；以及第五步骤S5，将第二套筒i4套入第一套筒i3的外周面。
然后，执行第六步骤S6，移除位于第二套筒i4内部的第一套筒i3；第七步骤S7，将铰刀T1(即，操作工具)插入第二套筒i4，并进行铰孔和攻丝；第八步骤，分离和移除完成第七步骤的铰刀T1；第九步骤S9，将第三套筒i5插入第二套筒i4的外部；第十步骤S10，当完成第三套筒i5的安装时，移除第二套筒i4；第十一步骤S11和S12，将装有椎弓根螺钉C的螺丝刀T2插入第三套筒i5的内部，并将椎弓根螺钉安装到形成在椎弓根P(S11)中的螺纹连接孔P2中，并执行螺纹连接操作(S12)；以及第十二步骤S13，移除螺丝刀T2和第三套筒i5，整个过程结束。
在上述传统椎弓根螺钉植入手术中，在植入椎弓根螺钉的过程中存在的问题是，由于需要非常复杂且过多的大约十二个步骤的手术程序，手术时间很长，并且重复性工作增加了医疗团队的疲劳度，并且具有增加了患者的医疗费用负担的缺点，因为在手术中不仅需要如图1a和1b所示的多种手术器械(例如引导销i1、参考线i2、第一套筒i3、第二套筒i4、第三套筒i5、铰刀T1、螺丝刀T2、锤子T3等)在手术中是必需的，而且手术器械的管理和维护也会导致手术成本上升。
特别地，在传统的椎弓根螺钉植入手术中，植入椎弓根螺钉在手术的准确性、手术的质量和患者的康复方面由于医疗团队的资历的不同而不同，因为参考线i2、各种套筒i3、i4和i5等手术器械的插入路径设置、位置和姿势的校正和维持等是手动进行的。而且传统的椎弓根螺钉植入手术由于存在以下问题而存在局限性：在使用第一至第三套筒的铰孔或攻丝过程中，K-线与其他手术器械一起被意外地进一步深深地插入，更严重的是，极有可能发生致命的医疗事故。
另外，传统的椎弓根螺钉植入手术存在如下问题，由于在插入K-线i2等的过程中涉及重复的射线照相，使得患者或医疗队会暴露于辐射中。
公开
技术问题
本公开是鉴于上述原因而提出的，本公开的一方面是提供了一种医用螺钉手术器械，具有该医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，这样，通过简单的手术过程就可以缩短手术时间，用简单的手术器械就可以轻松地进行手术，并减少了医疗费用。
本公开的另一方面是提供一种医用螺钉手术器械、具有该医用手术机器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，这样，机器人可以快速、轻松地进行椎弓根螺钉植入手术并提高手术的准确性。
技术方案
根据本公开的一个实施例，所述医用螺钉手术器械包括：手术器械主体、延伸构件、引导构件和击发构件。所述手术器械主体在杆形主体内形成有插入通道；所述延伸构件设置在所述手术器械主体的下部，并且在其内部形成有引导孔；所述引导构件可移动地设置在所述延伸构件的引导孔中；所述击发构件设置在所述手术器械主体的插入通道中，并控制所述引导构件上下移动。
另外，医用螺钉手术器械还可包括工具连接构件，所述工具连接构件设置在所述手术器械主体的上部，并且与用于向所述手术器械主体施加紧固力和释放力的操作工具连接。
所述工具连接构件包括连接体和固定螺栓，所述连接体包括主体连接器和工具连接器，所述主体连接器插入所述手术器械主体的顶部并形成有固定螺栓插入孔，所述工具连接器与所述操作工具连接，并且所述固定螺栓插入所述连接体的固定螺栓插入孔，所述手术器械主体可包括固定螺栓紧固孔，所述固定螺栓紧固孔设置于所述手术器械主体的上部，所述固定螺栓固定于所述固定螺栓紧固孔。
优选地，所述引导构件可包括形成在形如销状的引导主体的外周面上的螺旋部分，所述延伸构件可包括形成在形如销状的延伸构件主体的外周面上的螺旋部分，所述延伸构件主体的外周面上的螺旋部分的旋向与所述引导构件上的螺旋部分的旋向相反。
所述引导构件可包括形成在所述引导主体的顶部的止动凸起，所述延伸构件可以包括凸起移动孔，所述凸起移动孔形成为具有与所述止动凸起的横截面相对应的横截面，并且所述凸起移动孔与所述引导孔连通。
所述延伸构件包括切口部分，所述切口部分在所述延伸构件主体的外周面上具有高度差，所述手术器械主体的插入通道可以形成有切口部分插入孔，切口部分插入并安置在所述切口部分插入孔中。
所述击发构件包括击发构件主体、支撑杆、移动件、移动引导槽和保持槽，所述击发构件主体的形状类似于杆形，所述支撑杆从所述击发构件主体的底部凸出并与所述引导构件的顶部接触，所述移动件形成在所述击发构件主体的顶部，所述手术器械主体可以包括移动引导槽和保持槽，所述移动引导槽允许所述移动件上下移动，所述保持槽与所述移动引导槽连通并将所述移动件保持在适当位置，所述移动引导槽和所述保持槽形成为与所述手术器械主体的所述插入通道连通。
根据本公开的实施例，具有机械臂的手术机器人包括：支撑臂、手术器械保持构件和医用螺钉手术器械，所述支撑臂设置于所述机械臂；所述手术器械保持构件设置于所述支撑臂；所述医用螺钉手术器械设置于上述所述手术器械保持构件。
优选地，所述支撑臂构造成包括连接孔，所述连接孔设置于包括弯曲部分的支撑臂主体的端部，并且所述手术器械保持构件包括套筒保持器和套筒，所述套筒保持器插入并锁止到所述连接孔中并且形成有套筒插入孔，所述套筒插入到所述套筒保持器中并且包括手术器械插入孔。
同时，根据本公开的实施例，使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法包括：手术器械安装步骤，将所述手术器械保持构件安装到所述支撑臂上，并且将操作工具安装到所述医用螺钉手术器械上；引导构件插入步骤，控制所述击发构件沿向前的方向向下移动并且保持住所述引导构件，并控制所述操作工具以将所述引导构件插入手术部位；引导构件释放步骤，沿相反的方向控制所述击发构件，以释放施加到所述引导构件上的约束力，从而使所述引导构件能够向上移动；延伸构件插入步骤，在执行完所述引导构件释放步骤之后向所述操作工具施加紧固力，以使得所述延伸构件能够在手术部位进行铰孔和攻丝并形成螺钉插入孔螺钉插入孔；和医用螺钉插入步骤，取下包括所述医用螺钉手术器械的所述操作工具，将具有医用螺钉的螺钉连接工具安装并固定在所述手术器械保持构件上，并取下所述螺钉连接工具。
优选地，所述引导构件插入步骤可以通过基于形成在形如销状的引导主体的外周面上的螺旋部分，沿特定方向旋转所述引导构件来执行。
所述延伸构件插入步骤可以通过基于形成在形如销状的延伸构件主体的外周面上的螺旋部分，沿与插入所述引导构件时的旋转方向相反的方向旋转所述延伸构件来执行，所述延伸构件主体的外周面上的螺旋部分的旋向与所述引导构件上的螺旋部分的旋向相反。
有益效果
借助根据本公开的医用螺钉手术器械、具有所述医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，通过简单的手术程序即可缩短手术时间，通过简洁、简单的手术器械而无需过多种类的手术器械(例如，在外科手术中常规需要的引导销、参考线、第一套筒、第二套筒、第三套筒、铰刀、锤子等)，即可提高手术效率，降低管理和维护成本，从而具有提高医疗质量和减轻患者医疗费用的负担的效果。
此外，通过根据本公开的医用螺钉手术器械、具有所述医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，特别设计的医用螺钉手术器械被安装到手术机器人的机械臂上以插入医用螺钉，从而省略、减少或简化使用锤子等进行手动操作的过程。此外，可以解决手术器械被无意地深深地插入的传统问题。通过手术机器人的引导操作来插入医用螺钉，从而防止手术缺陷并确保准确性。射线照相被最小化，从而具有减少暴露于辐射的优点。
附图说明
图1a和1b是用于说明在传统的椎弓根螺钉植入手术中使用的手术器械的视图；
图1c是示出用于说明传统的椎弓根螺钉植入手术的手术部位的简化截面结构的视图；
图1d和1e是用于说明传统的椎弓根螺钉植入手术的手术过程的示意性流程图；
图2是根据本发明的第一实施例的医用螺钉手术器械的立体图；
图3是根据本发明的第一实施例的医用螺钉手术器械的分解立体图；
图4a是根据本发明的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术器械主体的立体图；
图4b是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的延伸构件的立体图；
图4c是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的引导构件的立体图；
图5是用于说明具有本发明的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的视图；
图6是用于说明具有本发明的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的分解立体图；
图7a和图7b是用于说明使用具有根据本公开的第一实例的医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法的视图，图7a示出了立体图(a)和截面图(b)，其中医用螺钉手术器械的击发构件向下移动以保持引导构件，以及图7b示出了截面图，其中医用螺钉手术器械的击发构件在以下情况下向上移动：(a)提升击发构件(最多到高度H)时引导构件上没有负载，和(b)引导构件处于提升状态；
图8a至图8c是用于说明使用具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法的立体图，其中示意性地顺序地示出了手术过程。
具体实施方式
下面，将基于附图2至8c详细描述本公开的示例性实施例，其中在图2至图8c中，相同的附图标记指代相同的元件。同时，在附图中简化和省略了关于本领域技术人员容易从普通技术中理解的元件的图示和详细描述，并且在附图中简化和省略了其操作和效果，并且重点对与公开相关的部分进行说明。
图2是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的立体图；图3是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的分解立体图；图4a是本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术器械主体的立体图；图4b是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的延伸构件的立体图，其中的放大图示出了所示部分的局部剖视图；图4c是根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的引导构件的立体图。
参照图2至图4c，根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械1涉及在外科手术中用于将医用螺钉S紧固至人体的装置，医用螺钉手术器械1包括手术器械主体11、延伸构件12、引导构件13和击发构件14，其特征在于，不仅可以通过简单的手术过程缩短手术时间，而且可以通过简单的手术器械轻松进行手术。
此外，根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械可应用于人体的各种整形外科手术，但是，以椎弓根螺钉植入手术为例进行说明，将通常称为椎弓根螺钉的医用螺钉S插入椎弓根P中。
手术器械主体11是指如图4a所示的用作支架的元件，并且包括插入通道112和固定螺栓紧固孔115。插入通道112形成在杆形主体111的内部，固定螺栓紧固孔115形成在手术器械主体11的上部，下文将描述的固定螺栓152被紧固到该固定螺栓紧固孔115。
此外，手术器械主体11在其顶部上设置有工具连接构件15，工具连接构件15能够与用于施加紧固力和释放力的操作工具T1(例如，背景技术中的铰刀)连接。
工具连接构件15和手术器械主体11可以一体成型。但是，如图3所示，本实施例中的工具连接构件15包括连接体151和固定螺栓152，以能够以可拆卸的方式与手术器械主体11连接。
在此，连接体151包括主体连接器1511和工具连接器1512，主体连接器1511插入手术器械主体11的顶部，工具连接器1512与操作工具T1等连接。主体连接器1511包括固定螺栓插入孔1513和环形止动件1514。固定螺栓插入孔1513通过在主体连接器1511的销状主体上横向穿孔而形成，以及环形止动件1514像环一样凸出，以与工具连接器1512之间形成边界。
工具连接器1512可以具有与将被连接到其上的操作工具T1的连接器结构相对应的各种形状。在该实施例中，工具连接器1512为圆杆形，并在其端部形成有止动凸起1515和保持槽1516，以用于插入并连接到操作手柄(参见图8b中的(c)，操作手柄包括形成有连接孔(未示出)的连接块T11和连接至该连接块T11的手柄T12)，该操作手柄连接至在传统椎弓根螺钉植入手术中所熟知的用作操作工具的扩张工具T1或椎弓根螺丝刀T2。
固定螺栓152的形状类似于常见的螺栓，其包括紧固部分和头部，紧固部分插入并紧固到连接体151的固定螺栓插入孔1513中，通过该头部来施加紧固力。
同时，延伸构件12指的是在图1c所示的椎弓根P等手术部位上进行铰孔和攻丝加工以形成用于插入医用螺钉S的螺钉插入孔螺钉插入孔P2的元件，并且延伸构件12包括延伸构件主体121和引导孔123，延伸构件主体121安装在手术器械主体11的下部且呈圆杆形，引导孔123形成在该延伸构件主体121的内部。
此外，延伸构件12包括凸起移动孔124，该凸起移动孔124与引导孔123连通，并且具有与下文描述的引导构件13的止动凸起133的横截面相对应的横截面。
此处，凸起移动孔124形成在延伸构件主体121的上部，并且具有与引导构件13的凸起(即，引导构件的从延伸构件12的底部向外凸出的凸出长度)一样大的尺寸，凸起移动孔124作为具有四边形截面的孔，由于引导构件13的止动凸起133具有四边形截面，止动凸起133可移动地与该孔啮合。
特别地，延伸构件12在延伸构件主体121的下部形成有用于铰孔和攻丝的螺旋部分，该螺旋部分形成为在形如销状的延伸构件主体121的外周面上的右旋螺纹，并具有与引导构件的螺纹旋向相反的螺纹122。
之所以将作为延伸构件12的螺旋部分的螺纹122的螺纹旋向形成为与引导构件的螺纹旋向相反，是因为需要防止延伸构件和引导构件沿相同方向插入和移动，即使如图7a至图8c所示，延伸构件12与引导部件13互锁旋转也是如此，从而防止引导构件13进一步被无意地深深地插入。这是基于先进的技术考虑。更详细地说，后述的引导构件13的螺旋部分具有左旋螺纹部分132。如果延伸构件12不具有右旋螺纹部分而是具有相同的左旋螺纹部分，则在铰孔和攻丝过程中，引导构件13也可以与延伸构件12互锁旋转，从而无意中将其深深插入，从而导致手术缺陷或失败。
此外，延伸构件12包括切口部分127，该切口部分127在延伸构件主体121的外表面上具有高度差126，从而使得其一部分可以被插入并锁止在手术器械主体11内部。在这种情况下，切口部分127对称地形成在延伸构件主体121的相对侧。像这样，在相对侧形成有切口部分127，因此，延伸构件12的外观在形成有切口部分的部分具有大致椭圆形的横截面。
另外，手术器械主体11包括切口部分插入孔113，切口部分127插入并定位在该切口部分插入孔113中，并与插入通道112连通。切口部分插入孔113形成为具有大致椭圆形的横截面的孔，以与手术器械主体11的下部的切口部分的形状匹配。
同时，引导构件13是指这样的元件：其在初始手术阶段插入手术部位，并且执行基孔形成功能，以用作引导销，该引导销设定用于形成螺钉插入孔P2的位置，并便于使用延伸构件进行铰孔和攻丝。引导构件13可移动地安装在延伸构件12的引导孔123和凸起移动孔124中。
此外，引导构件13包括螺旋部分和止动凸起133，该螺旋部分形成在形如销状的引导主体131的下部并插入手术部位中，止动凸起133形成在引导主体131的顶部上。
在这种情况下，螺旋部分在引导构件13中形成为左旋螺纹，其特征在于，其螺纹132在与延伸构件12的螺纹旋向相反的方向上形成。之所以在与延伸构件12的螺纹相反的方向上形成螺纹132，如在延伸构件12上形成右旋螺纹部分122的原因所述，是因为即使引导构件13与延伸构件12互锁旋转，也需要防止引导构件和延伸构件沿相同方向插入和移动。
止动凸起133形成为具有四边形的横截面，以沿着延伸构件12的凸起移动孔124上下移动。
同时，击发构件14是指这样的元件：其安装在手术器械主体11的插入通道112中并且向引导构件13施加约束力或从引导构件13释放约束力以控制引导构件13上下移动，并且，击发构件14包括：击发构件主体141、支撑杆142和移动件143。击发构件主体141构造为杆形；支撑杆142从击发构件主体141的底部凸出以与引导构件13的顶部接触，并且构造为杆形，该杆形的外径小于击发构件主体141的外径；移动件143连接到击发构件主体141的顶部。
移动件143被设置为施加用于使击发构件14上下移动的外力。对移动件143的形状没有限制，只要移动件143的结构能够被使用者抓握并易于移动，在本实施例中，示出了移动件143构成为具有头部和螺旋部分的手柄螺钉，并且在击发部件主体141的上端部形成有紧固孔1411，手柄螺钉紧固在紧固孔1411中。
同时，手术器械主体11包括：移动引导槽117和保持槽118。移动引导槽117允许上述移动件143上下运动，从而使得击发构件14的支撑杆142可以按压并约束引导构件13的顶端或释放约束力；保持槽118形成为与手术器械主体11的插入通道112连通。
移动引导槽117为沿上下方向切割形成，以与手术器械主体11的插入通道112连通，从而使移动件143能够沿着移动引导槽117上下移动。
可以设置多个保持槽118以与移动引导槽117连通，保持槽118包括：第一保持槽118a和第二保持槽118b。第一保持槽118a垂直地形成在移动引导槽117的下端部，以使击发构件14的支撑杆142能够持续按压引导构件13的顶部；第二保持槽118b垂直地形成在移动引导槽117的上端部，以使击发构件的支撑杆142可以与引导构件13的顶部分离。
图5是用于说明具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的立体图，仅示出了安装有医用螺钉手术器械的部分，其中示意性地并且模拟性地示出了椎弓根P。图6是用于说明具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的分解立体图。
参照图5和图6，具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人是指手术机器人：该手术机器人装载有上述的医用螺钉手术器械1以进行手术，并包括安装在机械臂(未图示)上的支撑臂2，以及安装在支撑臂2上并装载有医用螺钉手术器械1的手术器械保持构件3。
支撑臂2可以具有与手术部位相对应的各种形状。在该实施例中，支撑臂2被构造为在支撑臂主体21的端部具有连接孔22，该支撑臂主体21具有与椎弓根螺钉植入手术相对应的弯曲部分。
手术器械保持构件3包括：套筒保持器31和套筒32。套筒保持器31插入并锁止到支撑臂2的连接孔22中，并形成有套筒插入孔312；套筒32插入并锁止到套筒保持器31中，并且形状为具有手术器械插入孔的管道。
套筒保持器31包括：保持器311和座状凸起313。保持器311形状类似为圆柱形，并插入连接孔22中；座状凸起313从保持器311的顶端像环一样凸出，并安装在支撑臂2的连接孔22的圆周部分上。
同时，可以不受限制地选择并用于手术机器人(未示出)的公知的用于手术的机器人，该机器人的机械臂由驱动器(未示出)在x、y和z方向上移动和旋转以进行手术。因此，将省略手术机器人的详细描述。
图7a和图7b是用于说明使用具有根据本公开的第一实例的医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法的视图，图7a示出了立体图(a)和截面图(b)，其中医用螺钉手术器械的击发构件向下移动以保持引导构件，图7b示出了截面图，其中医用螺钉手术器械的击发构件在以下情况下向上移动：(a)提升击发构件(最多到高度H)时引导构件上没有负载，和(b)引导构件处于提升状态；
图8a至图8c是用于说明使用具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法的立体图，其中示意性地顺序地示出了手术过程。
参照图7a至图8c，使用具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器的手术方法依次执行手术器械安装步骤、引导构件插入步骤、引导构件释放步骤、延伸构件插入步骤和医用螺钉插入步骤，从而将医用螺钉S固定到手术部位，即椎弓根P。
手术器械安装步骤是指以下步骤：将支撑臂2安装到手术机器人的机械臂上；操作机械臂到手术部位的位置；使用套筒保持器31将套筒32连接到支撑臂2；将如图8a的(a)所示的操作工具T1连接至如图2所示组装的医用螺钉手术器械1；和如图8a的(b)所示，将医用螺钉手术器械1插入套筒32中。
引导构件插入步骤是指以下步骤：通过沿向前的方向(即，如图7a和图8b所示的向下方向)控制击发构件14的移动件143，来将引导构件13向下移动就位；和通过向操作工具施加操作力将引导构件13插入手术部位。
更详细地，如图7a的(b)所示，当移动件143沿着移动引导槽117向下移动并进入以被保持在第一保持槽118a中时，击发构件14的支撑杆142按压引导构件13的止动凸起133的顶端，从而防止引导构件13向上移动。在这种情况下，当操作工具T1逆时针旋转时，引导构件13的左旋螺纹部分132以预定深度钻入并插入椎弓根中。
引导构件释放步骤是指以下步骤：沿相反方向(即，向上方向)控制击发构件14，并且释放施加到引导构件13上的约束力，以使引导构件13能够向上移动。换句话说，如图7b的(a)所示，当移动件143沿着移动引导槽117向上移动并进入以被保持在第二保持槽118b中时，击发构件14的支撑杆142与引导构件13的止动凸起133的顶端分离，从而释放约束力并允许引导构件13在没有载荷的情况下向上移动。
延伸构件插入步骤是指以下步骤：向操作工具T1施加紧固力，以使延伸构件12能够对手术部位进行铰孔和攻丝，并形成螺钉插入孔P2，其中，当操作工具T1如图8c的(e)所示顺时针旋转时，延伸构件12的右旋螺纹部分122以预定深度钻入并插入椎弓根中，从而对螺钉插入孔进行铰孔和攻丝。在这种情况下，引导构件13不仅基于引导构件释放步骤而处于不承受负载的状态，而且还形成有左旋螺纹部分132，因此即使在操作工具T1顺时针旋转时也不再无意地插入椎弓根，从而进入如图7b的(b)所示的状态。
医用螺钉插入步骤是指以下步骤：移除包括上述医用螺钉手术器械1的操作工具T1；通过手术器械保持构件3的套筒332插入并紧固具有医用螺钉S的螺钉连接工具T2(通常称为螺丝刀)；以及完全插入医用螺钉S后，移除螺钉连接工具T2。
如上所述，当通过使用具有根据本公开的第一实施例的医用螺钉手术器械的手术机器的手术方法在椎弓根螺钉植入手术中进行椎弓根螺钉插入时，通过简明和简单的步骤来进行手术，该步骤包括手术器械安装步骤、引导构件插入步骤、引导构件释放步骤、延伸构件插入步骤和医用螺钉插入步骤。
因此，显著减少了手术程序和手术时间，并且，无需手术中常规需要的例如引导销、参考线、第一套筒、第二套筒、第三套筒、铰刀、锤子等的多种手术器械，仅需要使用如医用螺钉手术器械1、用作铰刀的通用操作工具T1以及称为螺丝刀的螺钉连接工具T2之类的手术器械，从而降低管理和维护成本，因此减轻患者的医疗费用负担。
此外，在椎弓根螺钉植入手术中，将医用螺钉手术器械1连接至安装在手术机器人的机械臂上的支撑臂2，并如上所述连接并旋转操作工具以形成螺钉插入孔，从而具有省去诸如用锤子敲击引导销之类的手动操作的优点。引导构件13仅以预定深度插入，从而解决了在无意中进一步深深地插入时所引起的常规问题。通过手术机器人的引导操作来插入医用螺钉，从而防止手术缺陷并确保准确性。射线照相被最小化，从而具有减少暴露于辐射的优点。
前文的描述仅仅是实施医用螺钉手术器械、具有该医用螺钉手术器械的手术机器人以及使用具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法的一个实施例，并且本公开不限于上述的实施例，而是本公开的技术概念涵盖了一个范围，在该范围内，本公开所属领域的普通技术人员可以在不偏离所附权利要求书所限定的本公开主旨的情况下进行各种更改。
上述实施例中使用的术语仅用于描述具体实施例，并不用于限制本公开。除非上下文另有说明，单数形式包括复数形式。在本公开中，应理解的是，术语“包括”、“具有”等包括特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合。

Claims (11)

1.一种医用螺钉手术器械，包括：
手术器械主体，所述手术器械主体形如杆状，并且所述手术器械主体内形成有插入通道；
延伸构件，所述延伸构件设置在所述手术器械主体的下部，并且在所述延伸构件的内部形成有引导孔；
引导构件，所述引导构件可移动地设置在所述延伸构件的所述引导孔中；和
击发构件，所述击发构件设置在所述手术器械主体的所述插入通道中，并控制所述引导构件上下移动。
2.根据权利要求1所述的医用螺钉手术器械，还包括工具连接构件，所述工具连接构件设置在所述手术器械主体的上部，并且与用于向所述手术器械主体施加紧固力和释放力的操作工具连接。
3.根据权利要求2所述的医用螺钉手术器械，其中，
所述工具连接构件包括连接体和固定螺栓，所述连接体包括主体连接器和工具连接器，所述主体连接器插入在所述手术器械主体的顶部并形成有固定螺栓插入孔，所述工具连接器与所述操作工具连接，并且所述固定螺栓插入所述连接体的所述固定螺栓插入孔；并且
所述手术器械主体包括固定螺栓紧固孔，所述固定螺栓紧固孔设置于所述手术器械主体的上部，所述固定螺栓固定于所述固定螺栓紧固孔。
4.根据权利要求1所述的医用螺钉手术器械，其中，
所述引导构件包括形成在形如销状的引导主体的外周面上的螺旋部分；并且
所述延伸构件包括形成在形如销状的延伸构件主体的外周面上的螺旋部分，所述延伸构件主体的外周面上的螺旋部分的旋向与所述引导构件上的螺旋部分的旋向相反。
5.根据权利要求4所述的医用螺钉手术器械，其中，
所述引导构件包括形成在所述引导主体的顶部的止动凸起；并且
所述延伸构件包括凸起移动孔，所述凸起移动孔具有与所述止动凸起的横截面相对应的横截面，并且所述凸起移动孔与所述引导孔连通。
6.根据权利要求4所述的医用螺钉手术器械，其中，
所述延伸构件包括切口部分，所述切口部分在所述延伸构件主体的外周面上具有高度差；并且
所述手术器械主体的所述插入通道形成有切口部分插入孔，所述切口部分插入并安置在所述切口部分插入孔中。
7.根据权利要求1所述的医用螺钉手术器械，其中，
所述击发构件包括击发构件主体、支撑杆、移动件、移动引导槽和保持槽，所述击发构件主体的形如杆状，所述支撑杆从所述击发构件主体的底部凸出并与所述引导构件的顶部接触，所述移动件形成在所述击发构件主体的顶部；并且
所述移动引导槽允许所述移动件上下移动，所述保持槽与所述移动引导槽连通并将所述移动件保持在适当位置，所述移动引导槽和所述保持槽形成为与所述手术器械主体的所述插入通道连通。
8.一种具有机械臂的手术机器人，包括：
支撑臂，所述支撑臂设置于所述机械臂；
手术器械保持构件，所述手术器械保持构件设置于所述支撑臂；和
根据权利要求1-7中任一项所述的医用螺钉手术器械，所述医用螺钉手术器械设置于所述手术器械保持构件。
9.根据权利要求8所述的手术机器人，其中，
所述支撑臂构造成包括连接孔，所述连接孔设置于包括弯曲部分的支撑臂主体的端部，并且
所述手术器械保持构件包括套筒保持器和套筒，所述套筒保持器插入并锁止到所述连接孔中并且形成有套筒插入孔，所述套筒插入到所述套筒保持器中并且包括手术器械插入孔。
10.一种使用根据权利要求8所述的具有医用螺钉手术器械的手术机器人的手术方法，所述方法包括：
手术器械安装步骤，将所述手术器械保持构件安装到所述支撑臂上，并且将操作工具安装到所述医用螺钉手术器械上；
引导构件插入步骤，控制所述击发构件沿向前的方向向下移动并且保持住所述引导构件，并控制所述操作工具以将所述引导构件插入手术部位；
引导构件释放步骤，沿相反的方向控制所述击发构件，以释放施加到所述引导构件上的约束力，从而使所述引导构件能够向上移动；
延伸构件插入步骤，在执行完所述引导构件释放步骤之后向所述操作工具施加紧固力，以使得所述延伸构件能够在手术部位进行铰孔和攻丝并形成螺钉插入孔；和
医用螺钉插入步骤，取下包括所述医用螺钉手术器械的所述操作工具，将具有医用螺钉的螺钉连接工具安装并固定在所述手术器械保持构件上，并取下所述螺钉连接工具。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述引导构件插入步骤通过基于形成在形如销状的引导主体的外周面上的螺旋部分，沿特定方向旋转所述引导构件来执行；并且
所述延伸构件插入步骤通过基于形成在形如销状的延伸构件主体的外周面上的螺旋部分，沿与插入所述引导构件时的旋转方向相反的方向旋转所述延伸构件来执行，所述延伸构件主体的外周面上的螺旋部分的旋向与所述引导构件上的螺旋部分的旋向相反。
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