CN115919401B - 一种智能化枪状咬骨钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，公开一种智能化枪状咬骨钳，包括手柄和钳杆，手柄包括后手柄和与其铰接的前手柄，钳杆包括相互配合且可相对平移运动的上钳杆和下钳杆，下钳杆与后手柄连接，上钳杆与前手柄转动连接；还包括组织识别模块，组织识别模块包括信号监测单元、控制器和指示单元，信号监测单元设置在咬合口处两侧，控制器、指示单元设置在手柄内，信号监测单元、指示单元与控制器通过导线电连接；还包括紧急制动模块。本发明可以在术者将钳头放到目标组织区域后、执行咬合之前，智能化识别组织类型，指导术者安全进行操作，当识别到咬合口之间的组织是神经组织时，进行紧急制动，阻碍术者的误操作，保障手术安全。

Description

一种智能化枪状咬骨钳

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种智能化枪状咬骨钳。

背景技术

脊柱退变性疾病已经成为影响人类生活质量的最大因素之一。其主要由于突出的椎间盘、骨赘、骨化的韧带等组织压迫了脊髓或神经根，从而造成相应的临床症状。手术解除压迫是治疗脊柱退变性疾病的重要方式，主要通过切除/咬除脊髓前方的骨赘、椎间盘或后方的锥板从而解除脊髓神经压迫，改善患者的神经功能。

然而，无论在咬出前方骨赘还是后方的锥板时，均可能造成不同程度的出血。在出血量较大的时候会严重影响手术视野，使得骨组织与神经组织间难以被分辨，造成术者的紧张和恐慌。在这种高度紧张且无法分辨术区组织类型的情况下使用传统枪状咬骨钳（枪钳）进行减压极有可能咬到脊髓或神经根，对患者造成极为严重且无法挽回的后果。现有的神经电生理监测技术仅能在神经损伤后告知术者，却无法在神经损伤前提供预警或提供紧急制动，手术过程完全依赖于医生个人的经验，风险较高。

生物阻抗测量技术已经逐渐被引入到人体健康领域，由于不同的人体组织具有不同的电特性，利用生物阻抗测量技术可以用于实时无创地辨别不同的人体组织。

目前的咬骨钳在使用过程中风险较高，有必要结合新的技术研制一种使用安全性更高的咬骨钳。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种智能化枪状咬骨钳，可在咬合前识别咬合口之间的组织类型，避免咬骨钳损伤神经组织，保障手术安全性。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能化枪状咬骨钳，包括手柄和钳杆，所述手柄包括后手柄和与其铰接的前手柄，所述钳杆包括相互配合且可相对平移运动的上钳杆和下钳杆，所述下钳杆与后手柄连接，所述上钳杆与前手柄转动连接，所述前手柄带动上钳杆相对下钳杆运动；还包括组织识别模块，所述组织识别模块包括信号监测单元、控制器和指示单元，所述信号监测单元设置在上钳杆与下钳杆前端咬合口处两侧，所述控制器、指示单元设置在手柄内，所述信号监测单元、指示单元与控制器通过导线电连接；所述控制器根据所述信号监测单元传输的信号数据来识别、判断处于所述上钳杆与下钳杆的咬合口处的组织类别，并根据判断结果发射信号至指示单元，指示单元发出指示信号；

还包括紧急制动模块，所述紧急制动模块包括电磁吸盘、金属档杆，所述电磁吸盘设置在后手柄内部，与控制器电性连接，通电后产生磁性吸附金属档杆，所述金属档杆一端铰接设置在后手柄后部顶端，另一端为自由端，所述金属档杆的铰接轴上设有扭簧，所述扭簧使金属档杆趋于保持水平状态；上钳杆后端下部与金属档杆的顶部设有相互咬合的齿状结构。

进一步地，所述信号监测单元为电阻抗监测单元。

进一步地，所述电阻抗监测单元包括信号发射电极和信号接收电极，分设在上钳杆的前端和下钳杆的咬合口前端，所述控制器通过信号发射电极发射激励信号，所述信号接收电极接收信号，控制器通过接收到的信号计算电阻抗。

进一步地，所述信号发射电极发射的激励信号为5kHz~200kHz单频激励信号。

优选的，所述指示单元为指示灯，所述控制器根据识别的不同组织类别控制指示灯显示不同颜色。

另一优选的，所述指示单元为蜂鸣器，所述控制器根据识别的不同组织类别控制蜂鸣器启闭。

进一步地，所述上钳杆后端下部的齿状结构为朝向上钳杆前端的斜齿结构。

进一步地，所述后手柄的后部顶端设有容纳槽，所述电磁吸盘设置在后手柄的内部、容纳槽的后方，所述金属档杆铰接在容纳槽的侧壁上。

进一步地，所述手柄内设有电源模块，所述电源模块与所述控制器、信号监测单元、指示单元电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

本发明的智能化枪状咬骨钳，可以在术者将钳头放到目标组织区域后、执行咬合之前，智能化识别咬合口之间的组织类型，并通过指示单元告知术者咬合口之间的组织是否为神经组织，指导术者安全进行操作；进一步地，还通过设置紧急制动模块，当识别到咬合口之间的组织是神经组织时，进行紧急制动，阻碍术者的误操作，进一步保障手术安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中紧急制动模块的结构示意图；

图3是紧急制动模块的齿状结构咬合示意图；

图4是本发明实施例的电路原理框图。

附图标记：1-后手柄，2-前手柄，3-上钳杆，4-下钳杆，5-控制器，6-信号发射电极，7-信号接收电极，8-指示灯，9-电磁吸盘，10-金属档杆，11-齿状结构，12-容纳槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一种智能化枪状咬骨钳，如图1、图2所示，包括手柄和钳杆，所述手柄包括后手柄1和与其铰接的前手柄2，所述钳杆包括相互配合且可相对平移运动的上钳杆3和下钳杆4，所述下钳杆4与后手柄1连接，所述上钳杆3与前手柄2转动连接，所述前手柄2带动上钳杆3相对下钳杆4运动；还包括组织识别模块，所述组织识别模块包括信号监测单元、控制器5和指示单元，所述信号监测单元设置在上钳杆3与下钳杆4前端咬合口处两侧，所述控制器5、指示单元设置在手柄内，所述信号监测单元、指示单元与控制器5通过导线电连接；所述控制器5根据所述信号监测单元传输的信号数据来识别、判断处于所述上钳杆3与下钳杆4的咬合口处的组织类别，并根据判断结果发射信号至指示单元，指示单元发出指示信号。所述控制器5可以是单片机，也可以是其他能够实现上述接收、处理、发送信号功能的元件。

进一步地，所述信号监测单元为电阻抗监测单元，包括信号发射电极6和信号接收电极7，分设在上钳杆3的前端和下钳杆4的咬合口前端，所述控制器5通过信号发射电极6发射5kHz~200kHz单频激励信号，所述信号接收电极7接收信号，控制器5通过接收到的信号计算电阻抗。若电阻抗≥100欧姆，则表示咬合口处内的组织为皮质骨或松质骨，若电阻抗<100欧姆，则表示咬合口处内的组织为非骨组织（如神经组织）。生物电阻抗测量技术已为成熟的现有技术，此处不作详细阐述。

在一个实施例中，所述指示单元为指示灯8，所述指示灯8与控制器5电性连接，所述控制器5根据判断的不同组织类别控制指示灯8显示不同颜色，例如当组织为皮质骨或松质骨时，指示灯8显示绿色，当组织为非骨组织（如神经组织）时，指示灯8闪烁红灯，提醒术者。在另一个优选实施例中，所述指示单元为蜂鸣器，所述蜂鸣器与控制器5电性连接，当组织为非骨组织（如神经组织）时，蜂鸣器发出警报提醒。

进一步地，还包括紧急制动模块，如图2、图3所示，所述紧急制动模块包括电磁吸盘9、金属档杆10，所述电磁吸盘9设置在后手柄1内部，与控制器5电性连接，所述金属档杆10一端铰接设置在后手柄1后部顶端，另一端为自由端，所述金属档杆10的铰接轴上设有扭簧，所述扭簧使金属档杆10趋于保持水平状态；上钳杆3后端下部与金属档杆10的顶部设有相互咬合的齿状结构11；优选的，所述上钳杆3后端下部的齿状结构11为朝向上钳杆3前端的斜齿结构。

优选的，所述后手柄1的后部顶端设有容纳槽12，所述电磁吸盘9设置在后手柄1的内部、容纳槽12的后方，所述金属档杆10铰接在容纳槽12的侧壁上。初始状态下，金属档杆10在扭簧的作用下保持水平状态，金属档杆10顶部齿状结构11与上钳杆3后端下部的齿状结构11相互咬合，阻挡上钳杆3推进；工作时，控制器5控制电磁吸盘9通电，电磁吸盘9通电后产生磁性，术者手动向下转动金属档杆10使其吸附至电磁吸盘9；当控制器5识别到咬合口处的组织为骨组织时，电磁吸盘9保持通电状态，术者可推进上钳杆3实现骨咬合；当控制器5识别到咬合口处的组织为非骨组织时，控制电磁吸盘9断电，电磁吸盘9断电后磁性消失，金属档杆10在扭簧的作用下恢复至水平状态，齿状结构11相互咬合阻挡上钳杆3推进，避免术者误操作，提高使用安全性。

所述手柄内还设有电源模块，所述电源模块与所述控制器5、信号监测单元、指示单元电连接，为所述控制器5、信号监测单元、指示单元提供电能，如图4虚线所示；所述控制器5接收信号监测单元传输的信号数据，并发射信号至指示单元、紧急制动模块，信号传输方向如图4中实线箭头方向。

本发明的智能化枪状咬骨钳，可以在术者将钳头放到目标组织区域后、执行咬合之前，智能化识别组织类型，并通过指示单元告知术者咬合口之间的组织是否为神经组织，指导术者安全进行操作。进一步地，还通过设置紧急制动模块，当识别到咬合口之间的组织是神经组织时，进行紧急制动，阻碍术者的误操作，进一步保障手术安全。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能化枪状咬骨钳，包括手柄和钳杆，所述手柄包括后手柄（1）和与其铰接的前手柄（2），所述钳杆包括相互配合且可相对平移运动的上钳杆（3）和下钳杆（4），所述下钳杆（4）与后手柄（1）连接，所述上钳杆（3）与前手柄（2）转动连接，所述前手柄（2）带动上钳杆（3）相对下钳杆（4）运动；其特征在于：还包括组织识别模块，所述组织识别模块包括信号监测单元、控制器（5）和指示单元，所述信号监测单元设置在上钳杆（3）与下钳杆（4）前端咬合口处两侧，所述控制器（5）、指示单元设置在手柄内，所述信号监测单元、指示单元与控制器（5）通过导线电连接；所述控制器（5）根据所述信号监测单元传输的信号数据来识别、判断处于所述上钳杆（3）与下钳杆（4）的咬合口处的组织类别，并根据判断结果发射信号至指示单元，指示单元发出指示信号；

还包括紧急制动模块，所述紧急制动模块包括电磁吸盘（9）、金属档杆（10），所述电磁吸盘（9）设置在后手柄（1）内部，与控制器（5）电性连接，通电后产生磁性吸附金属档杆（10），所述金属档杆（10）一端铰接设置在后手柄（1）后部顶端，另一端为自由端，所述金属档杆（10）的铰接轴上设有扭簧，所述扭簧使金属档杆（10）趋于保持水平状态；上钳杆（3）后端下部与金属档杆（10）的顶部设有相互咬合的齿状结构（11）；所述后手柄（1）的后部顶端设有容纳槽（12），所述电磁吸盘（9）设置在后手柄（1）的内部、容纳槽（12）的后方，所述金属档杆（10）铰接在容纳槽（12）的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述信号监测单元为电阻抗监测单元。

3.根据权利要求2所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述电阻抗监测单元包括信号发射电极（6）和信号接收电极（7），分设在上钳杆（3）的前端和下钳杆（4）的咬合口前端，所述控制器（5）通过信号发射电极（6）发射激励信号，所述信号接收电极（7）接收信号，控制器（5）通过接收到的信号计算电阻抗。

4.根据权利要求3所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述信号发射电极（6）发射的激励信号为5kHz~200kHz单频激励信号。

5.根据权利要求1所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述指示单元为指示灯（8），所述控制器（5）根据识别的不同组织类别控制指示灯（8）显示不同颜色。

6.根据权利要求1所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述指示单元为蜂鸣器，所述控制器（5）根据识别的不同组织类别控制蜂鸣器启闭。

7.根据权利要求1所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述上钳杆（3）后端下部的齿状结构（11）为朝向上钳杆（3）前端的斜齿结构。

8.根据权利要求1所述的智能化枪状咬骨钳，其特征在于：所述手柄内设有电源模块，所述电源模块与所述控制器（5）、信号监测单元、指示单元电连接。

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