CN107913090A - 一种步进式精密进给骨钻器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种步进式精密进给骨钻器及其应用，包括外壳体及连接在外壳体底部的手柄，所述外壳体内设置有依次连接的钻头、步进电机、步进电机驱动电路、控制单元和显示器，其中钻头的前端伸出外壳体，显示器设置在外壳体的尾端；所述手柄上设置有档位调节器，档位调节器与步进电机驱动电路电连接，通过档位调节器来调节控制钻头的进给深度。本发明骨钻器结构设计巧妙、操作简单、使用方便，能够替代传统的钻骨方式，利用该骨钻器能够保证在小步距的进给状态下，即使钻穿头骨，钻头仍与脑膜之间有较大余量，不会伤及其他脑组织，最大程度上保护患者医疗安全。其作用明显、效果显著，值得推广应用。

Description

一种步进式精密进给骨钻器及其应用

技术领域

本发明涉及一种步进式精密进给骨钻器及其应用，属于医疗器械技术领域。

背景技术

当下在利用DBS(脑深部电刺激)手术进行帕金森治疗时，需要在脑部进行开孔，目前采取的方式主要以手动进给来进行头部钻孔，而判断是否钻穿的情况时，总需要医生根据钻穿后的钻头回馈力以及手感来判断。若出现医生判断失误或是经验缺乏时，有可能造成钻头深入过深伤及其他组织，造成二次伤害的情况发生。

人脑构造包括头发、头皮、头骨、脑膜和脑组织。头皮起覆盖作用，头骨主要起保护作用，而头骨下部即为脑膜，脑膜具有弹性，一般人头骨与脑膜之间有近2mm的间隙，在头部钻孔时医生必须精神高度集中，以防在钻穿头骨后继续进给，伤及脑膜以及脑组织。

因此，亟需提出一种步进式精密进给骨钻器，能够在还未钻穿头骨时进行小步距进给，保证即使钻穿头骨后仍有较大余量，不伤及其他脑组织。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种步进式精密进给骨钻器，该骨钻器能够保证在小步距的进给状态下，即使钻穿头骨，钻头仍与脑膜之间有较大余量，不会伤及其他脑组织，保护患者医疗安全。

本发明还提供上述一种步进式精密进给骨钻器的操作方法。

本发明的技术方案如下：

一种步进式精密进给骨钻器，包括外壳体及连接在外壳体底部的手柄，所述外壳体内设置有依次连接的钻头、步进电机、步进电机驱动电路、控制单元和显示器，其中钻头的前端伸出外壳体，显示器设置在外壳体的尾端；所述手柄上设置有档位调节器，档位调节器与步进电机驱动电路电连接，通过档位调节器来调节控制钻头的进给深度。

优选的，所述步进电机通过齿轮传动装置、钻头夹头与钻头连接。此设计的好处在于，步进电机与齿轮传动装置连接，可将步进电机的旋转运动转换成驱动钻头的直线进给运动，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头安装在钻头夹头上，通过钻头夹头可以很方便地更换不同型号的钻头。

优选的，所述控制单元选用单片机。

优选的，所述步进电机驱动电路为单片机内置的驱动控制电路。

优选的，所述档位调节器包括第一档位调节开关、第二档位调节开关和第三档位调节开关，第一档位调节开关和第二档位调节开关各有三个档位，第三档位调节开关只有一个档位。

进一步优选的，第一档位调节开关的三个档位的进给深度为档位×1mm，第二档位调节开关的三个档位的进给深度为档位×0.3mm，第三档位调节开关的进给深度为0.1mm。

一种步进式精密进给骨钻器的操作方法，包括以下步骤：

使用时，打孔骨钻器开关，首先根据病人扫描得到的大概颅骨厚度进行初步设定钻骨深度；然后选择不同的档位组合，先使用大步距档位再使用小步距档位，通过多次调节相应档位进行步距进给直至达到钻骨深度。

本发明的有益效果在于：

本发明骨钻器结构设计巧妙、操作简单、使用方便，能够替代传统的钻骨方式，利用该骨钻器能够保证在小步距的进给状态下，即使钻穿头骨，钻头仍与脑膜之间有较大余量，不会伤及其他脑组织，最大程度上保护患者医疗安全。其作用明显、效果显著，值得推广应用。

附图说明

图1为本发明骨钻器的结构示意图；

图2为本发明骨钻器的原理框图；

其中：1、钻头；2、外壳体；3、步进电机；4、步进电机驱动电路；5、控制单元；6、显示器；7、第一档位调节开关；8、第二档位调节开关；9、第三档位调节开关；10、手柄。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供一种步进式精密进给骨钻器，该骨钻器的外形如***，其主要包括外壳体2及连接在外壳体底部的手柄10，外壳体2内设置有依次连接的钻头1、步进电机3、步进电机驱动电路4、控制单元5和显示器6，其中钻头1的前端伸出外壳体2，显示器6安装在外壳体2的尾端，操作者可通过外壳体尾部的显示器屏查看一些数值信息；手柄10上安装有档位调节器，档位调节器与步进电机驱动电路4电连接，通过档位调节器来调节控制钻头1的进给深度。

其中，钻头1与步进电机3通过齿轮传动装置(图中未示出)连接，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头1安装在钻头夹头上。步进电机3与齿轮传动装置连接，可将步进电机3的旋转运动转换成驱动钻头1的直线进给运动，齿轮传动装置通过传动轴与钻头夹头连接，钻头1安装在钻头夹头上，借助钻头夹头可以很方便地更换不同型号的钻头1。

控制单元5选用单片机，步进电机驱动电路4为单片机内置的驱动控制电路。后续可通过档位开关来控制步进电机3的运行，进而由步进电机3带动钻头1作业。

另外，档位调节器包括第一档位调节开关7、第二档位调节开关8和第三档位调节开关9，第一档位调节开关7和第二档位调节开关8各有三个旋转档位，第三档位调节开关9只有一个按钮档位。第一档位调节开关7的三个档位的进给深度为档位×1mm，第二档位调节开关8的三个档位的进给深度为档位×0.3mm，第三档位调节开关9的进给深度为0.1mm。调节某一档位开关时，其进给深度的数值均显示在外壳体2尾端的显示器6上，方便操作者实时掌握钻头的进给情况。

实施例2：

一种步进式精密进给骨钻器的操作方法，利用实施例1所述的骨钻器，其具体操作过程如下：

使用时，操作者握住手柄10，打孔骨钻器开关，首先根据病人扫描得到的大概颅骨厚度进行初步设定钻骨深度，前期预留进给深度较大，以便进行接下来小步距进给；然后选择不同的档位组合，先使用大步距档位(比如第一档位调节开关或第二档位调节开关)再使用小步距档位(第二档位调节开关或第三档位调节开关)，通过多次调节相应档位进行步距进给直至达到钻骨深度，钻头1会根据选择的档位进行相应的直线进给深度，不会造成钻头直线进给过多或过少。利用该钻骨器进行钻骨操作，即使钻穿后也可以使得脑膜与钻头之间有较大余量，保证不伤及其余脑组织。另外，为保证更为准确的进给深度，可以将手柄安装在机械手上(代替人手握持)，这样能够最大程度上保证进给深度的准确性。

Claims (7)

1.一种步进式精密进给骨钻器，其特征在于，包括外壳体及连接在外壳体底部的手柄，所述外壳体内设置有依次连接的钻头、步进电机、步进电机驱动电路、控制单元和显示器，其中钻头的前端伸出外壳体，显示器设置在外壳体的尾端；所述手柄上设置有档位调节器，档位调节器与步进电机驱动电路电连接，通过档位调节器来调节控制钻头的进给深度。

2.如权利要求1所述的步进式精密进给骨钻器，其特征在于，所述步进电机通过齿轮传动装置、钻头夹头与钻头连接。

3.如权利要求1所述的步进式精密进给骨钻器，其特征在于，所述控制单元选用单片机。

4.如权利要求3所述的步进式精密进给骨钻器，其特征在于，所述步进电机驱动电路为单片机内置的驱动控制电路。

5.如权利要求1所述的步进式精密进给骨钻器，其特征在于，所述档位调节器包括第一档位调节开关、第二档位调节开关和第三档位调节开关，第一档位调节开关和第二档位调节开关各有三个档位，第三档位调节开关只有一个档位。

6.如权利要求5所述的步进式精密进给骨钻器，其特征在于，第一档位调节开关的三个档位的进给深度为档位×1mm，第二档位调节开关的三个档位的进给深度为档位×0.3mm，第三档位调节开关的进给深度为0.1mm。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的步进式精密进给骨钻器的操作方法，包括以下步骤：

使用时，打孔骨钻器开关，首先根据病人扫描得到的大概颅骨厚度进行初步设定钻骨深度；然后选择不同的档位组合，先使用大步距档位再使用小步距档位，通过多次调节相应档位进行步距进给直至达到钻骨深度。