CN109805981A - 医用工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用工具，包括：连接轴，用以连接至可绕自身轴线旋转的工作轴；钻头，由所述连接轴带动旋转，与所述连接轴以可相对轴向移动但不可相对转动的方式配合；调节组件，与所述连接轴固定连接，具有用以驱动所述钻头沿轴向运动的驱动件。钻头的长度可以调整，工作开始时可以缩短长度，提高钻头的刚性，从而减小开始时的扭矩。

Description

医用工具

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种具有轴向扭矩的医用工具，尤其涉及一种扩髓钻及具有这种扩髓钻的扩髓铰刀。

背景技术

近年来，目前在骨折治疗领域，一种髓内钉治疗的方法已经得到了广泛的使用，手术过程中需要用到扩髓刀对骨折部位进行扩髓，扩髓后植入髓内钉。扩髓对医师水平要求较高。目前，扩髓过程中，由于医师水平参差不齐，经常出现骨的某一壁磨去的骨质多，而另外一侧壁磨去的骨质少，造成髓内钉***困难，影响手术效果。

传统使用的扩髓铰刀多是配合十字扳手采用人力转动，效率较低。专利CN201610993019公布了一种电动扩髓钻，只是电力替代人力，效率有所提高，但并没有有效的机制来提醒医师扩髓不均匀或者在扩髓不均匀时自动停止，无法解决扩髓不均匀的问题。开始扩髓时，扩髓部位一般会有部分骨的残留，扩髓阻力较大，容易在一开始就偏离骨的中心，造成后续的扩髓不均匀。

发明内容

基于此，有必要针对具有轴向扭矩的医用工具开始工作时扭矩过大的问题，提出一种医用工具。

一种医用工具，包括：

连接轴，用以连接至可绕自身轴线旋转的工作轴；

钻头，由所述连接轴带动旋转，与所述连接轴以可相对轴向移动但不可相对转动的方式配合；

调节组件，与所述连接轴固定连接，具有用以驱动所述钻头沿轴向运动的驱动件。

上述医用工具，钻头的长度可以调整，工作开始时可以缩短长度，提高钻头的刚性，从而减小开始时的扭矩。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括与连接轴固定连接的手柄，所述手柄具有容纳空间，所述驱动件可旋转地放置在所述容纳空间中，所述驱动件旋转时驱动所述钻头沿轴向运动。在其中一个实施例中，所述驱动件可绕连接轴的轴线旋转，所述驱动件绕所述轴线设有螺旋槽，所述钻头伸入所述驱动件的内部，且钻头连接有伸入所述螺旋槽中的销轴。

在其中一个实施例中，所述手柄的容纳空间的内壁上设有在轴向上与所述驱动件相抵接的弹簧定位销，所述驱动件的端面上设有多个沿圆周方向布置的定位孔，所述弹簧定位销选择地与不同的定位孔配合限制以所述驱动件的旋转。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括设置于钻头外部的螺旋件和设置于螺旋件外部的旋动结构，所述旋动结构与螺旋件固定连接，所述螺旋槽设置在螺旋件外部，所述定位孔设置在旋动结构的端面。

在其中一个实施例中，所述旋动结构设置至少一个突脊，所述突脊至少部分地突出于所述手柄的表面。

在其中一个实施例中，所述螺旋件的外部设有销轴孔，所述销轴孔中具有紧固销，所述螺旋件通过紧固销与旋动结构过盈配合。

在其中一个实施例中，所述连接轴与钻头之间为嵌套配合，且所述连接轴与钻头之间设有限制所述钻头相对所述连接轴转动的导向单元。

在其中一个实施例中，所述导向单元包括设置在连接轴或钻头二者之一上的滑动槽，设置在另外一个上的由所述滑动槽约束的限位柱。

在其中一个实施例中，所述连接轴为空心轴，所述钻头的一端伸入所述连接轴中。

在其中一个实施例中，还包括：铰刀主体，具有可绕自身轴线转动的工作轴；

所述连接轴与所述工作轴连接。

在其中一个实施例中，所述铰刀主体包括驱动所述工作轴转动的马达、控制所述马达运转的控制单元，所述钻头上设有压力传感器，所述压力传感器与控制单元之间通信连接，所述控制单元根据所述压力传感器的信息控制所述马达的运转。

在其中一个实施例中，还包括提示单元，所述提示单元由所述控制单元控制工作。

在其中一个实施例中，所述提示单元设置在所述铰刀主体或扩髓钻上。

在其中一个实施例中，所述提示单元为显示屏、声音发生装置或者发光装置。

在其中一个实施例中，所述扩髓铰刀还包括可独立控制马达的手动开关。

在其中一个实施例中，所述控制单元与马达之间设有控制电路，控制电路用以连接给马达供电的电源，所述控制电路中设有电子开关，所述控制单元根据所述压力传感器的信息控制所述电子开关的断开或导通，使所述控制电路与电源之间断开或能够连通。

在其中一个实施例中，所述电子开关为MOS晶体管或继电器。

在其中一个实施例中，所述铰刀主体包括壳体，所述马达设置在所述壳体内，所述工作轴的一端位于所述壳体内与所述马达的驱动轴配接，另一端伸出所述壳体。

在其中一个实施例中，还包括给马达供电的电源，所述电源设置在所述壳体内或者在壳体外与壳体组配在一起。

附图说明

图1为一实施例的扩髓钻的剖视示意图；

图2为图1所示扩髓钻的结构示意图；

图3为图1所示扩髓钻的螺旋件的示意图；

图4为图1所示的旋动结构的端面的示意图；

图5为一实施例的扩髓铰刀的结构示意图；

图6为图5所示的扩髓铰刀的功能模块示意图；

图7为图5所示的扩髓铰刀的马达通断控制的电路原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

针对医用工具开始工作时扭矩过大的问题，本发明提出一种具有轴向扭矩的医用工具。下面以该医用工具为扩髓钻及具有该扩髓钻的扩髓铰刀为例进行说明。

请参考图1至图3，本发明的一个实施例的扩髓钻100，可用以执行扩髓工作，包括连接轴110、钻头120及调节组件。

连接轴110用以连接至可绕自身轴线旋转的工作轴。连接轴110与工作轴连接后，可由工作轴驱动旋转，进而带动钻头120旋转工作。连接轴110与工作轴之间的连接方式不限。如可以直接通过过盈配合的方式连接。还可以是借助联轴器连接至工作轴。而工作轴可以是马达的驱动轴，也可以是由动力装置通过传动机构驱动的旋转轴。

钻头120与连接轴110以可相对轴向移动但不可相对转动的方式配合。换言之，钻头120与连接轴110之间只能发生相对的轴向移动，但不能够发生相对的转动运动。由此，当连接轴110由工作轴驱动旋转时，钻头120随之一起旋转。

调节组件与连接轴110固定连接，且具有用以驱动钻头120沿轴向运动的驱动件131。驱动件131是调节组件中能够活动的元件，其***作时，钻头120被带动沿连接轴110的轴向左右运动，从而能够实现钻头120的长度调节，实现扩髓钻100长度的调整。

当需要调整扩髓钻100的长度时，通过操作驱动件131带动钻头120相对于连接轴110伸长或者缩短，从而实现长度调节。由于长度可以调节，在扩髓开始时可以缩短扩髓钻的长度，提高扩髓钻的刚性，减小扩髓开始时的扭矩，从而避免打偏，进而避免扩髓不均匀，扩髓钻深入后可重新调整为原来长度。

参图1和图2，一实施例中，调节组件包括与连接轴110固定连接的手柄132，其中手柄132具有容纳空间133，驱动件131可旋转地放置在容纳空间133中，当驱动件132旋转时驱动钻头120沿连接轴110的轴向运动。

连接轴110与手柄132的固定连接方式不限。例如，如图1所示的一种连接方式中，手柄132的右侧开设有与容纳空间133连通的通道，连接轴110的一端则伸入到该通道中。此外，连接轴110也可以是在手柄132的外侧与手柄132连接，例如在手柄132的外侧通过夹头等快换结构实现连接。

驱动件131的一种结构如图1和图3所示，其中驱动件131可绕连接轴110的轴线X旋转。驱动件131绕轴线X设有螺旋槽134。钻头120伸入驱动件131的内部，且钻头120连接有伸入螺旋槽134中的销轴121。销轴121可以是与钻头120为一体式或可拆卸式连接。

由于钻头120与连接轴110之间不能够相对转动。因此当驱动件131旋转时，螺旋槽134整体上也随之转动，螺旋槽134转动的同时能够促使销轴121作直线运动，从而使钻头120沿连接轴110的轴向运动。

当钻头120调整到位时，连接轴110的旋转将带动钻头120旋转。驱动件131也将跟随连接轴110一起转动，此时螺旋槽134的槽壁在轴向上抵接销轴121，限制钻头120的轴向运动。

进一步地，在本实施例中，手柄132的容纳空间133的内壁上设有在轴向上与驱动件131相抵接的弹簧定位销135。具体地，弹簧定位销135置于容纳空间133的内壁上开设的孔中。如图4所示，驱动件131的端面上设有多个沿圆周方向布置的定位孔136。弹簧定位销135选择地与不同的定位孔配合限制以驱动件131的旋转。

以设置四个均布的定位孔136为例。可定义弹簧定位销135与其中一个定位孔136配合时的钻头120的位置为初始位置，此时钻头120相对于连接轴处于最大的长度，整个扩髓钻100的长度最长。当扩髓开始，需要缩短钻头120长度时，可以旋动驱动件131，使驱动件131克服弹簧定位销135作用于驱动件131的弹力在圆周方向上的分量，当驱动件131转动到下一个定位孔136与弹簧定位销135配合时，即实现一次长度调整。如此，根据需要，调整钻头120至需要的长度，然后利用弹簧定位销135重新定位。定位孔136的数量根据每次调节钻头120所需要的调节精度而定。

进一步地，在本实施例中，驱动件131包括设置于钻头120外部的螺旋件1311和设置于螺旋件1311外部的旋动结构1312。旋动结构1312与螺旋件1311固定连接。螺旋槽134设置在螺旋件1311外部。定位孔136则设置在旋动结构1312的端面。如此，操作人员是转动旋动结构1312来使驱动件131转动，既达到操作时不受螺旋槽134影响的目的，同时又简化了驱动件131的结构设计。并且，从外部看不到螺旋槽134，提供了一个整洁的外观。旋动结构1312的外表面包括至少一个突脊。优选地，突脊至少部分地突出于外壳132的表面。操作时，即使医务人员的手上沾有人体或动物体内的组织液也可以通过拨动突脊轻易实现对旋动结构1312的转动，从而简化手术过程，提高操作便利性。

进一步地，螺旋件1311的外部开设有销轴孔137。销轴孔137可放置紧固销138。紧固销138稍稍突出销轴孔137。紧固销138的存在相当于增大了螺旋件1311的配合尺寸，从而使螺旋件1311通过紧固销138与旋动结构1312过盈配合。

在一实施例中，连接轴110与钻头120之间为嵌套配合，且连接轴110与钻头120之间设有限制钻头120相对连接轴110转动的导向单元，所述嵌套配合为连接轴110可以位于钻头120的内腔中，钻头120也可以位于连接轴110的内腔中。

如图1示意了导向单元的一种结构。导向单元包括设置在钻头120上的滑动槽122，及设置在连接轴110上的由滑动槽122约束的限位柱112。限位柱112通过与滑动槽122的配合阻碍钻头120相对连接轴110转动，使钻头120能够被驱动沿直线运动。滑动槽122及限位柱112的位置可以互换。

参图1示意了连接轴110与钻头120之间为嵌套配合时连接轴110的一种具体结构。其中连接轴110设置为空心轴，而钻头120的一端则伸入连接轴110的一端中。连接轴110的另一端则可以用以收容工作轴，以接收工作轴传递的扭矩。

此外，也可通过其他的方式限制钻头120相对于连接轴110转动。例如，手柄132的容纳空间133中设有导向销来约束钻头120，使钻头120只能作直线运动。

此外，驱动件132也不限于上述实施例描述的结构。例如，驱动件132可以为齿轮，通过齿条结构带动钻头120作直线运动。又如，驱动件132与钻头120之间螺旋配合，而钻头120则利用导向单元来限制转动而只能作直线运动。

请参考图5，本发明的一个实施例，还提供了一种扩髓铰刀。如图5所述，扩髓铰刀包括前述实施例的扩髓钻100及铰刀主体200，其中铰刀主体200具有可绕自身轴线转动的工作轴210，扩髓钻100的连接轴110与工作轴210连接。铰刀主体200至少包括可绕自身轴线转动的工作轴210，其还可以集成有动力机构、电源等。

当工作轴210旋转时，连接轴110被驱动旋转并带动钻头120旋转，从而进行扩髓。由于扩髓钻100中钻头120的长度可以调节，在扩髓开始时可以缩短扩髓钻的长度，提高扩髓钻的刚性，减小扩髓开始时的扭矩，从而避免打偏，进而避免扩髓不均匀，扩髓钻深入后可重新调整为原来长度。

在一实施例中，如图5和图6所示，铰刀主体200包括驱动工作轴210转动的马达220、控制马达220运转的控制单元230，其中钻头120上设有压力传感器140，压力传感器140与控制单元230之间通信连接，控制单元230根据压力传感器140的信息控制马达220的运转。

压力传感器140用以检测扩髓时钻头120承受的压力。其可以是电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器等。

控制单元230可以是嵌入式数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、微处理器(Micro Processor Unit，MPU)、特定集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)芯上***(System on Chip，SOC)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或者现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。可以理解，本实施例不限制控制装置230的具体类型。

控制单元230根据预设的压力阀值控制马达220的运转，当钻头120承受的压力超过预设的压力阀值时，控制单元230即断开马达220的电源，使马达220自动停转，避免扩髓不均匀发生。例如，若正常受力为5N，可设定超过8N时自动断开马达220的电源，使马达220自动停转，避免扩髓不均匀发生。

上述的扩髓铰刀，由于设置了压力传感器140，可以实时监控钻头120的工作压力，实现过压时自动停机保护，从而避免扩髓不均匀发生。

压力传感器140可以集成在扩髓钻100的钻头120上，使用时直接选择合适的扩髓钻100与铰刀主体200配接即可。

在一实施例中，扩髓铰刀还包括提示单元240。提示单元240由控制单元230控制工作。具体地，提示单元240可以设置在铰刀主体200或扩髓钻100上用以向操作人员提示当前的压力值情况。如图5所示，提示单元240设置在扩髓钻100的连接轴110上。

提示单元240可以是显示屏，其实时显示钻头120承受的压力数字。当马达220停转时，操作人员可通过查看显示屏获知是由于压力达到阀值造成的保护停机。又例如，提示单元240可以为声音发生装置。此时可以通过不成分贝或者不同类型的声音提示压力的增加。提示单元240还可以为发光装置，通过灯光颜色、亮度或者其组合的方式提示压力的增加。

通过设置提示单元240，操作人员可以获知停机的原因。此外，还可以在自动停机失效时，根据提示单元240的提示，选择手动断电保护。

参考图7，示意了一种控制单元230控制马达220工作的实现方式的原理。控制单元230与马达240之间设有控制电路250。控制电路250用以连接至给马达220供电的电源260。控制电路250中设有电子开关251。控制单元230根据传感器130的信息控制电子开关251的断开或导通，使控制电路250与电源260之间断开或能够连通。

电子开关251根据预设条件导通电路或断开电路。例如，电子开关251可以为MOS晶体管或继电器。

进一步地，在一实施例中，扩髓铰刀还包括可独立控制马达220的手动开关270。手动开关270与前述的电子开关251在电路中串联，二者可分别独立控制马达220。具体地，手动开关270可以采用单刀双掷开关，其可用以驱动马达220及在需要时手动断开马达220的电源。

在一实施例中，铰刀主体200包括壳体280。马达220设置在壳体280内。工作轴210的一端位于壳体280内与马达220的驱动轴配接，另一端伸出壳体280。

壳体280是马达220等其他元件的承载部件。壳体280可以为左右两部分拼接而成的哈夫式。本实施例中，壳体280上形成有可供操作人员握持的握持部281。握持部281与壳体280的其他部分之间大致呈90度。壳体280整体上呈***式。

工作轴210与马达220的驱动轴之间可设置齿轮传动***，从而扩大马达的选择范围。如图5所示结构中，设置了一级锥齿轮***。

进一步地，本实施例中，铰刀主体200还包括给马达220供电的电源260，其中电源260设置在壳体280内。此外，电源260也可以是在壳体280外部与壳体280组配在一起。此时，壳体280外壁上设有电源安装位。铰刀主体200集成有电源260，使用时无电源线影响，操作便利。

电源260可以为电池包。电池包中具有一个或多个的电池组。每一个电池组具有一个或多个的电池。

在其他的实施例中，铰刀主体200的内部或者外部不包含电源。其中铰刀主体200预留有与内部的控制电路250连接的电源接口。该电源接口可以连接到外部的电源，如市电或移动电源。

本发明所提供的实施例优选为一种扩髓钻以及扩髓铰刀，但是本发明所提供的技术方案可以适用于其他需要旋转扭矩的医用工具或医疗器械上。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种医用工具，其特征在于，包括：

连接轴，用以连接至可绕自身轴线旋转的工作轴；

钻头，由所述连接轴带动旋转，与所述连接轴以可相对轴向移动但不可相对转动的方式配合；

调节组件，与所述连接轴固定连接，具有用以驱动所述钻头沿轴向运动的驱动件。

2.根据权利要求1所述的医用工具，其特征在于，所述调节组件包括与连接轴固定连接的手柄，所述手柄具有容纳空间，所述驱动件可旋转地放置在所述容纳空间中，所述驱动件旋转时驱动所述钻头沿轴向运动。

3.根据权利要求2所述的医用工具，其特征在于，所述驱动件可绕连接轴的轴线旋转，所述驱动件绕所述轴线设有螺旋槽，所述钻头伸入所述驱动件的内部，且钻头连接有伸入所述螺旋槽中的销轴。

4.根据权利要求3所述的医用工具，其特征在于，所述手柄的容纳空间的内壁上设有在轴向上与所述驱动件相抵接的弹簧定位销，所述驱动件的端面上设有多个沿圆周方向布置的定位孔，所述弹簧定位销选择地与不同的定位孔配合限制以所述驱动件的旋转。

5.根据权利要求4所述的医用工具，其特征在于，所述驱动件包括设置于钻头外部的螺旋件和设置于螺旋件外部的旋动结构，所述旋动结构与螺旋件固定连接，所述螺旋槽设置在螺旋件外部，所述定位孔设置在旋动结构的端面。

6.根据权利要求1所述的医用工具，其特征在于，所述连接轴与钻头之间为嵌套配合，且所述连接轴与钻头之间设有限制所述钻头相对所述连接轴转动的导向单元。

7.根据权利要求6所述的医用工具，其特征在于，所述导向单元包括设置在连接轴或钻头二者之一上的滑动槽，设置在另外一个上的由所述滑动槽约束的限位柱。

8.根据权利要求6所述的医用工具，其特征在于，所述连接轴为空心轴，所述钻头的一端伸入所述连接轴中。

9.根据权利要求1至8任一项所述的医用工具，其特征在于，还包括：

铰刀主体，具有可绕自身轴线转动的工作轴；

所述连接轴与所述工作轴连接。

10.根据权利要求9所述的医用工具，其特征在于，所述铰刀主体包括驱动所述工作轴转动的马达、控制所述马达运转的控制单元，所述钻头上设有压力传感器，所述压力传感器与控制单元之间通信连接，所述控制单元根据所述压力传感器的信息控制所述马达的运转。

11.根据权利要求10所述的医用工具，其特征在于，还包括提示单元，所述提示单元由所述控制单元控制工作。

12.根据权利要求10所述的医用工具，其特征在于，所述控制单元与马达之间设有控制电路，控制电路用以连接给马达供电的电源，所述控制电路中设有电子开关，所述控制单元根据所述压力传感器的信息控制所述电子开关的断开或导通，使所述控制电路与电源之间断开或能够连通。