TW201036586A - Automatic skull drilling mechanism - Google Patents

Description

201036586 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種頭骨鑽孔機之技術領域，尤指其技 術上提供一種自動化頭骨鑽孔機構，其得以自動鑽孔、自 動切割，且機械手臂持其自動化頭骨鑽孔機構相當穩固， 而鑽通瞬間即可感測到而立即停止進給，以保障病人腦部 的安全者。 【先前技術】 按，當病患發生柏金森式症、腦部腫瘤或須取出部分 腦組織進行病理檢查時，通常會先藉由核磁共振（mri)或電 腦斷層（GT)確定病兆位置，然後在病患頭㈣出直徑約6随 的圓孔，醫師將直徑約2關的探針或器械伸入腦組織中進 行雷射燒灼治療或取出部分腦組織進行病理切片檢查。其

中人體腦部皮膚下層是硬組織的頭骨，頭骨下方依序為硬 腦膜、㈣膜及軟腦膜，其間有無數的血f穿梭以供給腦 部營養。因此在進行頭骨鑽孔時，必料能控制鑽孔器械 組織時必須立即停止 前 有效穿越硬組織的頭骨，當鑽穿硬 進以避免傷害腦膜組織。 目前執行頭骨鑽孔的器械主要 又J刀馬人工手據播如主 柄’機構v動螺桿造成鑽頭旋轉並作上 鑽孔圓洞或（2)切割頭骨的目的；而手持 持電動鑽:其:·人工手搖鑽的操作方式是醫師徒手= 下移動，以達到（1) 電動鑽的操作方式 201036586 則如同一般的電鑽，由醫師徒手扶持電鑽來控制鑽孔方向 與進給量。此外習知一種特殊電鑽設計有一組安全裝置， 當主動件（馬達）與類似離合器機構的被動件（鑽頭）承受壓 力會緊密配合，帶動鑽頭運轉以進行鑽頭骨行為，當鑽頭 鑽穿頭骨時’因不再承受頭骨的反作用力使得主動件與被 動件分離，導致電鑽停止運轉。 ,二而這二方法均須憑藉醫師個人豐富的臨床經驗與手 部感覺來判斷鑽頭骨過程中是否已穿越頭骨並手動停止； 若疋；由缺乏旦虽經驗的醫師執行時，即使有上述特殊安 全裝置的電鑽，稍有不慎也有可能在穿越頭骨的同時傷及 頭骨下方的腦膜及神經組織。此外採用徒手方式鑽孔，亦 可能因為手臂力量不足導致鑽孔過程產生震動，影響鑽孔 過程的安全性、準確性與舒適性。 疋以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發 —種更具理想實用性之創新結構，實醫師與病患所殷切期 盼，亦係相關醫師或業者須努力研發突破之目標及方向。 有鑑於此’發明人本於多年從事相關產品之使用經驗 與設計改良經驗’針對上述之目#，朴設計與審慎評估 後，終得一確具實用性之本發明。 【發明内容】 欲解決之技術問題點 :鑽孔圓洞或切割頭骨如果係_ 但如果係要鑽人 般材料，則無需多注意其鑽穿後的情形 201036586 體的腦部，則因硬組镍德钟昝社 螂後就緊接著有腦膜組織與神經組織 ，不容有絲毫差錯，然而捃A从姚，丨 、、'而現7的鑽孔方法都是需要醫師手 持工具鐵孔’其穩定性齡 較不佳，且是否鑽穿還要依醫師的

手感手部停止鐵孔，如士诉仏A 匕過於危險而使病患處於不利地位 ，也易生醫療糾紛。

〇 解決問題之技術特點：提供一種自動化頭骨鑽孔機構 ，係包含有：-基座，該基座之上固定一動力馬達固定座 及力量量測單元，該動力馬達固定座之動力馬達並以連接 器連接該力量量測單元，而該動力馬達固定座之前端以鎖 固器鎖固一鑽頭，兮县旦、n，es ^ ^ 1量測單元以線路連結一核心控制 裝置，該核心控制裝置可為一電腦，而該基座並得以一連 接板結合至—多軸式機械手臂之前端，據此，該核心控制 裝置控制該多軸式機械手臂將鑽頭端點移動指向設定座標 ，並由該多轴式機械手臂前端之自動化頭㈣孔機構開始 啟動鑽孔’進給或切割之座標亦由電腦控制多軸式機械手 筹移動，s S亥力量量測單元測得因鑽通而壓力變化時，訊 號經線路傳至核心控制裝置，核心控制裝置即在第一時間 停止該多軸式機械手臂之進給’以喊保不會傷到腦膜，而 持用其自動化頭骨鑽孔機構亦相當穩固者。 對照先前技術之功效：先前技術以手持控制，但手持 I易疲勞且不穩定’而其鑽通與否也是憑手感，如此容易 有失誤情形，尤其對一個新手醫師更可能發生，而本發明 5 201036586 利用一自動化頭骨鑽孔機構，配合一多軸式機械手臂，如 此得以相當穩固的持用該自動化頭骨鑽孔機構，亦不會有 疲勞的問冑’而其自動化頭骨鑽孔機構設有力量量測單元 传在鑽通瞬間測得訊號，經電腦在第一時間停止進給， 可確保病人的安全，而讓危險降至最低者。 之技術、手段及其功效，茲舉一較 細說明於后’相信本發明上述之目 有關本發明所採用 佳實施例並配合圖式詳 當可由之得一深入而具體的瞭解。 的、構造及特徵， 【實施方式】 參閱第一至第五圖所示 骨鑽孔機構（i 0)，包括： 本發明係提供一種自動化頭 一基座（1 1 ); 一動力馬達（1γ 一動力馬達固定座 一動力馬達固定座（工 動力馬達固定座（13 量量測單元（1 2 ); ); (1 3 )，該基座（1 1 )之上固定 3 )及一力量量測單元（丄2 )，該 )並以—連接3 ( 1 4 )連接該力 (13) 該鎖固器 之前端以 (16) -鑽頭（1 5 )，該動力馬達固定 -鎖固器（1 6 )鎖固—鑽頭（丄5 : 調鬆時得以更換不同的其他鑽頭（丄, 一力量量測單元 有一力量量測單元（ ’該基座（1 1 )上並可裝設 以該力量量測單元（1 2 )得 201036586 以量測該鑽頭（1 5 )鑽通頭骨瞬間之壓力變化； - 一核心控制裝置（2 〇 )，該力量量測單元（t 2 )以 一線路（1 8 )連結一核心控制裝置（2 〇 )，該核心控制 裝置（20)可為一電腦（2 1)，該電腦（2 1 )接收該 力量量測單疋（1 2 )測得之壓力變化，得在第一時間停 止鑽頭（1 5)進給，而該基座（1 })並得以一連接板 (30)結合至一多轴式機械手臂（4〇)之前端。 〇 據此，該核心控制裝置（2 0 )控制該多轴式機械手 臂（40)將鑽頭（1 5)端點移動指向設定座標，並由 該多軸式機械手臂（4 0 )前端之自動化頭骨鑽孔機構（ 1 0 )開始啟動鑽孔，進給或切割之座標亦由核心控制裝 置（20)之電腦（21)控制多轴式機械手臂（4〇) 移動，當該力量量測單元（1 2 )測得因鑽通而壓力變化 時，訊號經線路（1 8 )傳至核心控制裝置（2 〇 )，核心 〇 控制裝置（2 〇 )即在第一時間停止該多軸式機械手臂（ 4 0 )之進給，以確保不會傷到腦膜，而持用其自動化頭 骨鑽孔機構（1 〇)亦相當穩固者。 本發明之作動原理，係該鑽頭（1 5 )在鑽骨時，會 產生一後作力，而將該動力馬達（1 7)往後推至力量量 測單元（1 2 )，該力量量測單元（丄2 )可量測出數值而 將訊號傳輸至核心控制裝置（2 〇 )。 本發明利用一自動化頭骨鑽孔機構（丄〇 )，配合一多 7 201036586 軸式機械手臂（4 0 )’如此得以相當穩固的持用該自動化 頭骨鑽孔機構（10 )’亦不會有疲勞的問題，而其自動化 頭骨鑽孔機構（1 〇 )設有力量量測單元（1 2 )，得在鑽 通瞬間測得訊號，經電腦（2 1 )在第一時間停止進給， 可確保病人的安全，而讓危險降至最低者。 該自動化頭骨鑽孔機構（1 〇 )得利用一連接板（3 0)連接至一多轴式機械手臂（40)之前端，以該多軸 式機械手臂（40)將該自動化頭骨鑽孔機構（1〇)送 到所欲鐵孔之位置進行座標定位，其後之鑽孔動作即可由 該自動化頭骨鑽孔機構（i 0)及該多轴式機械手臂（4 〇 )配合’而如果欲進行切割動作時，亦可由該自動化頭 骨鑽孔機構（1 0 )及該多軸式機械手臂（4 0 )配合， 就可進行切割頭骨行程與動作。 前述該自動化頭㈣孔機構（1 G )，其麵孔時，係 力馬達（1 7)產生旋轉動力及前後之震動力，得以順 進仃鑽孔的動作。而在進行切割頭骨時，該前後之震動 她㈣’此時只要動力馬達（17)動力帶動該鑽頭 (1 5 )旋轉即可切割。 前文係針對本發明之較 衩隹實施例為本發明之技術特徵 進仃具體之說明；惟， .㈣此項技術之人士當可在不脫離 本發明之精神與原則 變 、發月進行變更與修改，而該等 變更與修改，皆應涵蓋 、下申請專利範圍所界定之範疇 201036586 中。 【圖式簡單說明】 第-圖.係'本發明其—實施例之立體示意圖。 第二圖：係本發明自動化頭骨鐵孔機構之立體示意圖。 第-圖·係本發明之其—鑽孔定位實施狀態示意圖。 第四圖：係、本發明之其—鐵通狀態示意圖。 第五圖：係本發明之其—切割實施狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 (ίο)自動化頭骨鑽孔機構 (11)基座 (1 2 )力量量測單元 (1 3)動力馬達固定座 (1 4 )連接器 (1 5 )鑽頭 (1 6 )鎖固器 (1 7 )動力馬達 (1 8 )線路 (2 0 )核心控制裝置 (2 1 )電腦 (3 0 )連接板 (40)多抽式機械手臂

Claims (1)

1. 201036586 七、申請專利範圍： 1 ·—種自動化頭骨鑽孔機構，係包含有： 一基座； 一動力馬達固定座，該動力馬達固定座内設有一動力 馬達’該基座之上固定該動力馬達固定座； —鑽頭’該動力馬達固定座之前端以一鎖固器鎖固一 鑽頭’該鎖固器調鬆時得以更換不同的其他鑽頭； 一力量量測單元，該基座上並可裝設有一力量量測單 兀，該動力馬達固定座並以一連接器連接該力量量測單元 ’以該力量量測單元得以量測該鑽頭鑽通頭骨瞬間之壓力 變化；及 一核心控制裝置，該力量量測單元以一線路連結一核 〜控制裝置，該核心控制裝置接收該力量量測單元測得之 壓力變化，得在第一時間停止鑽頭進給。 2如申凊專利範圍第1項所述之自動化頭骨鑽孔機 構，其中該動力馬達為一氣動馬達。 3如申4專利範圍第2項所述之自動化頭骨鐵孔機 構其中該基座並得以一連接板結合至一多轴式機械手臂 之前端。 4如申明專利範圍第3項所述之自動化頭骨鐵孔機 構’其中該核心控制裝置可為一電腦。 5如申明專利範圍第丄項所述之自動化頭骨鑽孔機 201036586 構’其中該動力馬達為一電動馬達β 6 ·如申請專利範圍第5項所述之 構，其中該基座並得以一連接板結合至 之前端。 7 .如申請專利範圍第6項所述之 構，其中該核心控制裝置可為一電腦。 自動化頭骨鑽孔機 一多軸式機械手臂 自動化頭骨鑽孔機

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