CN110200676B - 一种基于vr技术的神经外科手术用钻颅器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗设备技术领域，具体的说是一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器；包括壳体，壳体下方的一侧开设有用于放置左手的把手，壳体上远离把手的一侧固接有用于右手操作的握把，壳体和把手注塑成型；所述壳体内部开设有L型空腔，壳体的一侧设有钻杆，钻杆的一端固接有钻头，钻杆的另一端与壳体通过轴承转动连接，钻头的内部设有摄像头，摄像头通过电性连接外部VR眼镜，摄像头输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面；本发明结构简单，质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，具体的说是一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器。
背景技术
VR即虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真***，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的***仿真使用户沉浸到该环境中，而在神经外科临床工作中，为了诊断与治疗，经常会用到钻颅器，用于钻颅手术，适用于脑室造影、脑出血、慢性硬膜下血肿等疾病的治疗，而随着VR技术的应用，现有的钻颅器可以与VR结合，提高开颅手术的成功率。
但是对于现有的开颅器来说，大都的开颅器都是以电机作为动力源，使得钻孔的深度以及转速难以控制，同时钻头在转动过程中带来的抖动会影响增大钻颅的风险，且现有的开颅手术中，需要不停的向钻口处喷生理盐水以清洗创伤面，但是现有技术中都是多人操作，效率低，增大手术的时间，这是需要解决的技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，以解决现有技术中钻颅器的钻头在使用过程中抖动以及钻颅手术时间长的问题，本发明提出的一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器，包括壳体，壳体下方的一侧开设有用于放置左手的把手，壳体上远离把手的一侧固接有用于右手操作的握把，壳体和把手注塑成型；所述壳体内部开设有L型空腔，壳体的一侧设有钻杆，钻杆的一端固接有钻头，钻杆的另一端与壳体通过轴承转动连接，钻头的内部设有摄像头，摄像头通过电性连接外部VR眼镜，摄像头输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面；所述钻杆位于钻头处活动连接有吸盘，吸盘的一侧套设有限位环，限位环与钻杆固接，吸盘用于减少钻头的抖动；所述握把的内部分别设有一号气缸和二号气缸，一号气缸和二号气缸的活塞杆的一端从握把内穿出并固接有扳机；所述钻杆位于L型空腔的内部缠绕有刚性绳，壳体的下方开设有通孔，刚性绳远离钻杆的一端穿过通孔与扳机固接，且L型空腔内开设有导轮，导轮用于对刚性绳进行导向；所述钻杆位于L型空腔内的部分，且远离刚性绳的一侧套设有扭簧，扭簧的一端与壳体固接，另一端与钻杆固接，扳机拉动刚性绳移动时钻杆转动，钻杆转动时钻头转动；该钻颅器在使用时，首先将吸盘按压在头骨上，左手伸入把手内，右手握住握把，右手的食指和中指拉动扳机，扳机移动时拉动刚性绳，刚性绳被拉动时带动钻杆转动，钻杆转动时钻头转动实现钻颅，待扳机不能移动时，在扭簧的作用下，钻杆带动钻头反向转动，钻头反向转动时再一次实现钻颅，摄像头输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面，而吸盘在钻头转动的过程中可以减少钻头的抖动，且本钻颅器质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间。
优选的，所述一号气缸内部的活塞杆将一号气缸分别分为一号腔室和二号腔室，二号气缸内部的活塞杆将二号气缸分别分为三号腔室和四号腔室，一号腔室和三号腔室通过一号气管相连通，一号腔室和三号腔室之间通过二号气管与吸盘连通，扳机移动时吸盘内的气体通过二号气管进入一号腔室和三号腔室内使得吸盘内形成负压；扳机在移动时，一号气缸和二号气缸中的活塞杆均向右移动，一号气缸和二号气缸中的活塞杆向右移动，一号气缸和二号气缸中的活塞杆向右移动时，吸盘与内的气体进入一号腔室和三号腔室内，使得吸盘可以紧紧地吸附在头骨上，有效的降低了钻杆和钻头转动时造成的抖动，有效的降低了病人的创伤面。
优选的，所述吸盘远离限位环的一侧固接有顶升气缸，顶升气缸通过三号气管与四号腔室连通，顶升气缸的输出端固接有稳定环，稳定环整体为阶梯状，稳定环的内侧直径与钻头的直径相同，二号气缸的活塞杆移动时，四号腔室内的气体进入顶升气缸内；二号气缸中的活塞杆向右移动时，四号腔室内的气体进入顶升气缸内，顶升气缸的输出端将稳定环推入钻头钻出的头骨的孔内，稳定环进入孔内后可以对钻头的位置进行限定，以此来降低钻头的抖动，进一步降低了病人的创伤面，缓解病人痛苦。
优选的，所述吸盘的两侧固接有密封板，密封板用于增大吸盘的稳定性；通过在吸盘上设置密封板，可以使减少外部的气体进入吸盘内，保证吸盘可以时刻吸附在头骨上，减少钻头和钻杆的抖动。
优选的，所述壳体远离钻头的一端固接有存液箱，存液箱内放置有活塞板，活塞板的下方放置有生理盐水，存液箱的下方设有出液管，出液管的一端与存液箱的底部连通，另一端伸入至钻杆和钻头的内部，且存液箱上方通过四号气管与二号腔室连通，一号气缸内的活塞杆移动时二号腔室内的气体进入存液箱内；一号气缸的活塞杆向右移动时，二号腔室内的气体进入存液箱内，进入存液箱内的气体可以推动活塞板向下移动，活塞板向下移动时活塞板存液箱内的生理盐水通过出液管流入，并从钻头处喷出，对创伤面进行清洗，此过程在钻颅的同时可以同步进行，只需单人操作即可，提高了钻率的效率，进一步缩短手术时间。
优选的，所述通孔内设有空心石墨环，空心石墨环用于减少刚性绳的摩擦力；刚性绳在移动时，可以与空心石墨环接触，空心石墨环上的石墨可以附着在刚性绳上，减少刚性绳的摩擦力，提高开颅器的工作效率。
该钻颅器在使用时，首先将吸盘按压在头骨上，左手伸入把手内，右手握住握把，右手的食指和中指拉动扳机，扳机移动时拉动刚性绳，刚性绳被拉动时带动钻杆转动，钻杆转动时钻头转动实现钻颅，待扳机不能移动时，在扭簧的作用下，钻杆带动钻头反向转动，钻头反向转动时再一次实现钻颅，摄像头输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面，而吸盘在钻头转动的过程中可以减少钻头的抖动，且本钻颅器质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间，且刚性绳在移动时，可以与空心石墨环接触，空心石墨环上的石墨可以附着在刚性绳上，减少刚性绳的摩擦力，提高开颅器的工作效率；扳机在移动时，一号气缸和二号气缸中的活塞杆均向右移动，一号气缸和二号气缸中的活塞杆向右移动，一号气缸和二号气缸中的活塞杆向右移动时，吸盘与内的气体进入一号腔室和三号腔室内，使得吸盘可以紧紧地吸附在头骨上，有效的降低了钻杆和钻头转动时造成的抖动，有效的降低了病人的创伤面，且通过在吸盘上设置密封板，可以使减少外部的气体进入吸盘内，保证吸盘可以时刻吸附在头骨上，减少钻头和钻杆的抖动；一号气缸的活塞杆向右移动时，二号腔室内的气体进入存液箱内，进入存液箱内的气体可以推动活塞板向下移动，活塞板向下移动时活塞板存液箱内的生理盐水通过出液管流入，并从钻头处喷出，对创伤面进行清洗，此过程在钻颅的同时可以同步进行，只需单人操作即可，提高了钻率的效率，进一步缩短手术时间；二号气缸中的活塞杆向右移动时，四号腔室内的气体进入顶升气缸内，顶升气缸的输出端将稳定环推入钻头钻出的头骨的孔内，稳定环进入孔内后可以对钻头的位置进行限定，以此来降低钻头的抖动，进一步降低了病人的创伤面，缓解病人痛苦。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器，结构简单，质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间。
2.本发明所述的一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器，通过一号气缸和二号气缸的使用，减少了钻头在使用时产生的抖动，并能在钻颅的同时喷洒生理盐水进清洗创伤面，且此过程只需单人操作即可，提高了钻颅的效率，进一步缩短手术时间。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A处局部放大图；
图3是图1中B处局部放大图；
图4是图1中C处局部放大图；
图中：壳体1、L型空腔11、把手2、握把3、钻杆4、钻头41、摄像头42、吸盘43、限位环44、一号气缸5、一号腔室51、二号腔室52、二号气缸6、三号腔室61、四号腔室62、一号气管63、二号气管64、扳机7、刚性绳71、导轮72、扭簧73、顶升气缸8、三号气管81、稳定环82、密封板83、存液箱9、活塞板91、出液管92、四号气管93、空心石墨环10。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器，包括壳体1，壳体1下方的一侧开设有用于放置左手的把手2，壳体1上远离把手2的一侧固接有用于右手操作的握把3，壳体1和把手2注塑成型；所述壳体1内部开设有L型空腔11，壳体1的一侧设有钻杆4，钻杆4的一端固接有钻头41，钻杆4的另一端与壳体1通过轴承转动连接，钻头41的内部设有摄像头42，摄像头42通过电性连接外部VR眼镜，摄像头42输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面；所述钻杆4位于钻头41处活动连接有吸盘43，吸盘43的一侧套设有限位环44，限位环44与钻杆4固接，吸盘43用于减少钻头41的抖动；所述握把3的内部分别设有一号气缸5和二号气缸6，一号气缸5和二号气缸6的活塞杆的一端从握把3内穿出并固接有扳机7；所述钻杆4位于L型空腔11的内部缠绕有刚性绳71，壳体1的下方开设有通孔，刚性绳71远离钻杆4的一端穿过通孔与扳机7固接，且L型空腔11内开设有导轮72，导轮72用于对刚性绳71进行导向；所述钻杆4位于L型空腔11内的部分，且远离刚性绳71的一侧套设有扭簧73，扭簧73的一端与壳体1固接，另一端与钻杆4固接，扳机7拉动刚性绳71移动时钻杆4转动，钻杆4转动时钻头41转动；该钻颅器在使用时，首先将吸盘43按压在头骨上，左手伸入把手2内，右手握住握把3，右手的食指和中指拉动扳机7，扳机7移动时拉动刚性绳71，刚性绳71被拉动时带动钻杆4转动，钻杆4转动时钻头41转动实现钻颅，待扳机7不能移动时，在扭簧73的作用下，钻杆4带动钻头41反向转动，钻头41反向转动时再一次实现钻颅，摄像头42输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面，而吸盘43在钻头41转动的过程中可以减少钻头41的抖动，且本钻颅器质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号气缸5内部的活塞杆将一号气缸5分别分为一号腔室51和二号腔室52，二号气缸6内部的活塞杆将二号气缸6分别分为三号腔室61和四号腔室62，一号腔室51和三号腔室61通过一号气管63相连通，一号腔室51和三号腔室61之间通过二号气管64与吸盘43连通，扳机7移动时吸盘43内的气体通过二号气管64进入一号腔室51和三号腔室61内使得吸盘43内形成负压；扳机7在移动时，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆均向右移动，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆向右移动，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆向右移动时，吸盘43与内的气体进入一号腔室51和三号腔室61内，使得吸盘43可以紧紧地吸附在头骨上，有效的降低了钻杆4和钻头41转动时造成的抖动，有效的降低了病人的创伤面。
作为本发明的一种具体实施方式，所述吸盘43远离限位环44的一侧固接有顶升气缸8，顶升气缸8通过三号气管81与四号腔室62连通，顶升气缸8的输出端固接有稳定环82，稳定环82整体为阶梯状，稳定环82的内侧直径与钻头41的直径相同，二号气缸6的活塞杆移动时，四号腔室62内的气体进入顶升气缸8内；二号气缸6中的活塞杆向右移动时，四号腔室62内的气体进入顶升气缸8内，顶升气缸8的输出端将稳定环82推入钻头41钻出的头骨的孔内，稳定环82进入孔内后可以对钻头41的位置进行限定，以此来降低钻头41的抖动，进一步降低了病人的创伤面，缓解病人痛苦。
作为本发明的一种具体实施方式，所述吸盘43的两侧固接有密封板83，密封板83用于增大吸盘43的稳定性；通过在吸盘43上设置密封板83，可以使减少外部的气体进入吸盘43内，保证吸盘43可以时刻吸附在头骨上，减少钻头41和钻杆4的抖动。
作为本发明的一种具体实施方式，所述壳体1远离钻头41的一端固接有存液箱9，存液箱9内放置有活塞板91，活塞板91的下方放置有生理盐水，存液箱9的下方设有出液管92，出液管92的一端与存液箱9的底部连通，另一端伸入至钻杆4和钻头41的内部，且存液箱9上方通过四号气管93与二号腔室52连通，一号气缸5内的活塞杆移动时二号腔室52内的气体进入存液箱9内；一号气缸5的活塞杆向右移动时，二号腔室52内的气体进入存液箱9内，进入存液箱9内的气体可以推动活塞板91向下移动，活塞板91向下移动时活塞板91存液箱9内的生理盐水通过出液管92流入，并从钻头41处喷出，对创伤面进行清洗，此过程在钻颅的同时可以同步进行，只需单人操作即可，提高了钻率的效率，进一步缩短手术时间。
作为本发明的一种具体实施方式，所述通孔内设有空心石墨环10，空心石墨环10用于减少刚性绳71的摩擦力；刚性绳71在移动时，可以与空心石墨环10接触，空心石墨环10上的石墨可以附着在刚性绳71上，减少刚性绳71的摩擦力，提高开颅器的工作效率。
工作时，该钻颅器在使用时，首先将吸盘43按压在头骨上，左手伸入把手2内，右手握住握把3，右手的食指和中指拉动扳机7，扳机7移动时拉动刚性绳71，刚性绳71被拉动时带动钻杆4转动，钻杆4转动时钻头41转动实现钻颅，待扳机7不能移动时，在扭簧73的作用下，钻杆4带动钻头41反向转动，钻头41反向转动时再一次实现钻颅，摄像头42输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面，而吸盘43在钻头41转动的过程中可以减少钻头41的抖动，且本钻颅器质量轻，无需外部连接动力源，而且可以较高频率的操作，使本钻颅器的钻孔效率大大提高，减轻了病人的痛苦，缩短了手术的时间，且刚性绳71在移动时，可以与空心石墨环10接触，空心石墨环10上的石墨可以附着在刚性绳71上，减少刚性绳71的摩擦力，提高开颅器的工作效率；扳机7在移动时，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆均向右移动，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆向右移动，一号气缸5和二号气缸6中的活塞杆向右移动时，吸盘43与内的气体进入一号腔室51和三号腔室61内，使得吸盘43可以紧紧地吸附在头骨上，有效的降低了钻杆4和钻头41转动时造成的抖动，有效的降低了病人的创伤面，且通过在吸盘43上设置密封板83，可以使减少外部的气体进入吸盘43内，保证吸盘43可以时刻吸附在头骨上，减少钻头41和钻杆4的抖动；一号气缸5的活塞杆向右移动时，二号腔室52内的气体进入存液箱9内，进入存液箱9内的气体可以推动活塞板91向下移动，活塞板91向下移动时活塞板91存液箱9内的生理盐水通过出液管92流入，并从钻头41处喷出，对创伤面进行清洗，此过程在钻颅的同时可以同步进行，只需单人操作即可，提高了钻率的效率，进一步缩短手术时间；二号气缸6中的活塞杆向右移动时，四号腔室62内的气体进入顶升气缸8内，顶升气缸8的输出端将稳定环82推入钻头41钻出的头骨的孔内，稳定环82进入孔内后可以对钻头41的位置进行限定，以此来降低钻头41的抖动，进一步降低了病人的创伤面，缓解病人痛苦。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种基于VR技术的神经外科手术用钻颅器，其特征在于：包括壳体(1)，壳体(1)下方的一侧开设有用于放置左手的把手(2)，壳体(1)上远离把手(2)的一侧固接有用于右手操作的握把(3)，壳体(1)和把手(2)注塑成型；所述壳体(1)内部开设有L型空腔(11)，壳体(1)的一侧设有钻杆(4)，钻杆(4)的一端固接有钻头(41)，钻杆(4)的另一端与壳体(1)通过轴承转动连接，钻头(41)的内部设有摄像头(42)，摄像头(42)通过电性连接外部VR眼镜，摄像头(42)输出信号经VR眼镜处理生成颅内环境的画面；所述钻杆(4)位于钻头(41)处活动连接有吸盘(43)，吸盘(43)的一侧套设有限位环(44)，限位环(44)与钻杆(4)固接，吸盘(43)用于减少钻头(41)的抖动；所述握把(3)的内部分别设有一号气缸(5)和二号气缸(6)，一号气缸(5)和二号气缸(6)的活塞杆的一端从握把(3)内穿出并固接有扳机(7)；所述钻杆(4)位于L型空腔(11)的内部缠绕有刚性绳(71)，壳体(1)的下方开设有通孔，刚性绳(71)远离钻杆(4)的一端穿过通孔与扳机(7)固接，且L型空腔(11)内开设有导轮(72)，导轮(72)用于对刚性绳(71)进行导向；所述钻杆(4)位于L型空腔(11)内的部分，且远离刚性绳(71)的一侧套设有扭簧(73)，扭簧(73)的一端与壳体(1)固接，另一端与钻杆(4)固接，扳机(7)拉动刚性绳(71)移动时钻杆(4)转动，钻杆(4)转动时钻头(41)转动；
所述一号气缸(5)内部的活塞杆将一号气缸(5)分别分为一号腔室(51)和二号腔室(52)，二号气缸(6)内部的活塞杆将二号气缸(6)分别分为三号腔室(61)和四号腔室(62)，一号腔室(51)和三号腔室(61)通过一号气管(63)相连通，一号腔室(51)和三号腔室(61)之间通过二号气管(64)与吸盘(43)连通，扳机(7)移动时吸盘(43)内的气体通过二号气管(64)进入一号腔室(51)和三号腔室(61)内使得吸盘(43)内形成负压；
所述吸盘(43)远离限位环(44)的一侧固接有顶升气缸(8)，顶升气缸(8)通过三号气管(81)与四号腔室(62)连通，顶升气缸(8)的输出端固接有稳定环(82)，稳定环(82)整体为阶梯状，稳定环(82)的内侧直径与钻头(41)的直径相同，二号气缸(6)的活塞杆移动时，四号腔室(62)内的气体进入顶升气缸(8)内；
所述吸盘(43)的两侧固接有密封板(83)，密封板(83)用于增大吸盘(43)的稳定性；
所述壳体(1)远离钻头(41)的一端固接有存液箱(9)，存液箱(9)内放置有活塞板(91)，活塞板(91)的下方放置有生理盐水，存液箱(9)的下方设有出液管(92)，出液管(92)的一端与存液箱(9)的底部连通，另一端伸入至钻杆(4)和钻头(41)的内部，且存液箱(9)上方通过四号气管(93)与二号腔室(52)连通，一号气缸(5)内的活塞杆移动时二号腔室(52)内的气体进入存液箱(9)内；
所述通孔内设有空心石墨环(10)，空心石墨环(10)用于减少刚性绳(71)的摩擦力。
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| CN201910486395.3A CN110200676B (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种基于vr技术的神经外科手术用钻颅器 |
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