CN200954129Y - 一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置及手术器械 - Google Patents

Abstract

一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置及手术器械，包括手柄、传动轴，与位置传感器固连的主体，该主体套装在传动轴外部，能够沿轴向相对传动轴前后移动并绕轴线旋转；传动轴前部沿轴线垂直方向设置至少一定位孔，定位孔内嵌装用于固定手术器械的定位体；主体前部内径沿轴向向前部渐变大，形成大于传动轴直径的内锥孔，当主体相对传动轴向后轴向运动时，锥孔与定位孔衔接，定位体能从定位孔滑向锥孔内，以便释放对手术器械的扣压，更换手术器械。该导向装置是在保证外接位置传感器与手持部分一体化的情况下快速更换手术器械，因此，本装置具有操作简单、导向精准、一致性高、节约手术时间等优点。

Description

一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置及手术器械

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，尤其涉及一种应用于骨科手术导航***的脊柱导向装置以及适用于该脊柱导向装置的手术器械。

背景技术

基于C形臂影像的骨科手术导航由于其手术定位精度高、可大幅度降低医生和患者的X射线辐射吸收、减少手术创口、提高手术成功率和缩短患者的手术恢复时间而成为骨科手术发展的一种趋势。目前在欧美等发达国家已经得到广泛应用，国内医院也逐渐开始应用这项技术。

在骨科手术导航过程中手术器械的导向定位是关键环节，而手术器械的定位是通过与手术器械固连的导向装置实现的。如图1所示，各种手术器械，如探锥11’、开路器12’、开口器13’插接并固定到导向装置20’上，导向装置上设有外接位置传感器29，其基本原理是要在手术器械作用点(A点)与位置传感器29之间形成稳定的几何位置关系，通过这一稳定的几何位置关系的换算，借助于位置传感器与导航部件之间建立的数学模型，从而计算出手术器械的空间位置，实现手术导航与定位，因此，手术器械作用点(A点)与位置传感器29之间几何位置关系的稳定是确保导航精度的关键。目前应用的脊柱导向装置如图1所示，包括手柄28’，与手柄固定连接的传动轴27’，传动轴前端连接手术器械；一套装在传动轴外的主体24’，主体上一体设置一连杆241，连杆的端部固定连接位置传感器29。现有的脊柱导向装置都为分体式，前固定圈30，后固定圈40通过螺纹与主体连接，更换手术器械时先拧开前固定圈，在前固定圈上***手术器械之后再通过螺纹旋在主体上，传动部分的传动轴27’、手柄28’也是通过后固定圈40拧在主体上实现。操作者用手拧转手柄，通过传动轴带转手术器械。消毒时整个脊柱导向装置是拆开的，在更换手术器械时，重新锁紧联接后精度保证难度高，不同的操作者会造成精度差异，同时操作极为不方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有高导向精度并操作便利的脊柱导向装置，以及与之相识配的手术器械。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置，包括手柄、传动轴，所述传动轴前端沿轴向设有用于插接手术器械的安装孔，其后端与手柄固连；一与位置传感器固连的主体，该主体套装在传动轴外部，与传动轴滑动配合；

所述传动轴沿轴向外径突变，形成第一外肩部，所述主体沿轴向内径突变，形成第一内肩部，所述第一外肩部与第一内肩部相适配，用于对主体相对传动轴轴向运动的前限位；

设置在所述主体后端处的一限位体，所述限位体能沿轴向移动并将自身锁紧在所述传动轴上，用于对主体相对传动轴轴向运动的后限位；

所述传动轴上沿轴线垂直方向设置至少一定位孔，所述定位孔与所述安装孔相通，定位孔内嵌装用于固定手术器械的定位体；所述主体前部沿轴向设有大于传动轴直径的锥孔，当主体相对传动轴向后轴向运动时，所述锥孔与所述定位孔衔接，所述定位体能从定位孔滑向所述锥孔，以便释放对手术器械的扣压。

另一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置，包括手柄、传动轴，所述传动轴前端沿轴向设有用于插接手术器械的安装孔，其后端与手柄固连；一与位置传感器固连的主体，该主体套装在传动轴外部，与传动轴滑动配合；

所述传动轴沿轴向外径突变，形成第一外肩部，所述主体沿轴向内径突变，形成第一内肩部，所述第一外肩部与第一内肩部相适配，用于对主体相对传动轴轴向运动的前限位；

在所述传动轴后部套有一套筒体，套筒体与传动轴固连；套筒体前端部与传动轴相交处形成第二外肩部；所述主体沿轴向内经突变大，在位于第一内肩部后侧形成第二内肩部；在所述第二内肩部与第二外肩部形成的预紧空间内设置有弹性件，所述弹性件两端分别抵在第二内肩部和第二外肩部上；

设置在所述主体后端处的一限位装置，所述限位装置能沿轴向移动并将自身锁紧在所述套筒体上，用于对主体相对传动轴轴向运动的后限位；

所述传动轴上沿轴线垂直方向设置至少一定位孔，所述定位孔与所述安装孔相通，定位孔内嵌装用于固定手术器械的定位体；所述主体前部沿轴向设有大于传动轴直径的锥孔，当主体相对传动轴向后轴向运动时，所述锥孔与所述定位孔衔接，所述定位体能从定位孔滑向所述锥孔，以便释放对手术器械的扣压。

所述的导向装置，其中：所述限位装置包括套在套筒体上的止圈，所述止圈表面设有一L型限位滑槽；以及设置在所述套筒体上的一限位销，限位销置于所述L型限位滑槽内。

所述的导向装置，其中：所述定位孔为二个，并且对称分布在传动轴上。

所述的导向装置，其中：所述定位体为定位球。

所述的导向装置，其中：所述定位孔为外大内小的锥形孔。

所述的导向装置，其中：所述的套筒体与传动轴一体设置。

所述的导向装置，其中：还包括一延伸套筒，所述延伸套筒沿轴向镶嵌在传动轴前端部的传动轴与主体之间。

一种用于与上述权利要求所述导向装置配合的手术器械，其中：所述手术器械尾端设有凹槽，导向装置的定位体扣压所述凹槽，以便锁紧所述手术器械。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用了上述结构的导向装置和与之相识配的手术器械，从结构和装配工艺上保证了更换手术器械过程中导向装置的主体与手术器械作用点之间位置关系的精度和精度的一致性；并且，由于脊柱导向装置为不可拆卸的一整体，在消毒时一体消毒，不涉及重新装配带来安装误差问题，因此本实用新型的导向装置具有很高的导向精度；同时由于本实用新型的脊柱导向装置采用了一体化快换机械装置结构，因此更换手术器械方便、快捷并可靠，同时操作便利，在手术过程中节约了宝贵的手术时间。

附图说明

图1为现有脊柱导向装置及手术器械结构示意图；

图2为本实用新型脊柱导向装置及手术器械示意图；

图3为本实用新型脊柱导向装置结构示意图；

图4a、图4b、图4c为后限位装置结构工作原理示意图；

图5a、图5b、图5c为本实用新型用定位球扣压手术器械原理和过程的示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

如图2、图3所示，本实用新型的脊柱导向装置20包括：手柄28、传动轴27，传动轴27后端与手柄28固连，传动轴27前端沿轴向设有安装孔271，用于插接手术器械；套装在传动轴外的主体24，主体24上一体设置一连杆241，连杆241的端部固定连接位置传感器29，该主体24与传动轴27滑动配合，所述的滑动配合包括主体可以相对传动轴轴向旋转，还可以相对传动轴前后移动，前后移动的目的是为了更换和锁紧手术器械，围绕轴线旋转是在术中方便外接的位置传感器部件调整角度。传动轴中部沿轴向直径发生突变，其直径由大变小形成第一外肩部272，同样，主体24的中部也沿轴向内经发生突变，其内径由大变小形成第一内肩部，并且第一外肩部与第一内肩部相适配，在常态下，第一外肩部272与第一内肩部相交，构成对主体相对传动轴轴向运动的前限位；在传动轴27后部套有一套筒体25，该套筒体25与传动轴27固连，套筒体前端部与传动轴相交处形成第二外肩部，而在位于第一内肩部后侧的主体上，还设有第二内肩部，该第二内肩部是由主体24沿轴向内经突变大形成的；在第二内肩部与第二外肩部之间传动轴和主体之间形成了一空隙(预紧空间252)，在该预紧空间252内设置有弹性件，例如设置弹簧23，弹簧一端抵在第二内肩部上，另一端抵在第二外肩部上。

在主体后端处还设置一限位装置，该限位装置能沿轴向移动并将自身锁紧在所述套筒体25上，用作对主体相对传动轴轴向运动的后限位。限位体可以采用多种结构实现，本实用新型采用的限位装置如图4a所示，包括套在套筒体上的止圈26，止圈表面设有一L型限位滑槽，以及设置在套筒体上的一限位销253，限位销置于所述L型限位滑槽内。L型限位滑槽由平行槽和垂直槽组成，当限位销置于平行槽内时，止圈26不能前后移动，相当于将止圈锁定在套筒体上，实现了对主体轴向运动的后限位；当旋转止圈26，使限位销253移动到平行槽和垂直槽相交点后，如图4b所示，此时相当于松开了止圈，止圈可以相对套筒体前后移动，如图4c所示，给主体向后移动留出了空间。

在传动轴前部，沿轴线垂直方向设置至少一定位孔273，定位孔与传动轴前部的安装孔271相通，一般设置两个定位孔，并且对称分布在传动轴上。定位孔273内嵌装一定位体22，定位体22与定位孔273滑动配合，用于定位锁紧手术器械，使手术器械与导向装置连成一体。定位体可以是柱体，圆柱体等多种形状体，在本实施例中采用球体的定位球。主***于第一内肩部前侧段，其内径沿轴向向前部渐变大，形成大于传动轴直径的内锥孔244，当主体相对传动轴向后轴向运动时，所述内锥孔244与所述定位孔273衔接，所述定位球能从定位孔273沿着锥孔244的楔面滑向所述锥孔244，以便定位球释放对手术器械的扣压。

与本实用新型所述的脊柱导向装置配合使用的手术器械，如图2所示的探锥11、开路器12、开口器13，其前部与目前使用的手术器械基本相同，所不同的是在手术器械的尾端设置有凹槽14，该凹槽14与导向装置的定位球配合，用定位球22扣压在凹槽处，实现手术器械与导向装置的连接紧固。

参见图2、图3、图4、及图5a、图5b、图5c，本实用新型更换器械的过程以及工作原理如下：在更换手术器械时，先旋转并后移止圈，为主体向后移动让出虚位，然后如图5a所示，后拉连杆241(箭头a所示方向)使主体相对传动轴向后移动，如图5b所示，第一内肩部243与第一外肩部272分离，预紧空间252变小，弹簧被压缩，同时，主体的锥孔244与传动轴的定位孔273衔接，定位球22从定位孔沿锥孔的楔面滑向锥孔，定位球释放了对手术器械的扣压，使手术器械能从传动轴的安装孔内抽出。其中，箭头b为定位球22外移方向，箭头c为手术器械***方向。当***新的手术器械后，如图5c所示，松开后拉的主体，主体在弹簧的复位作用下前移(如箭头d所示方向)，第一内肩部与第一外肩部相交重合，实现对主体的前限位；定位球在主体的锥孔作用下滑入手术器械尾端的凹槽14，实现手术器械的锁紧和定位，此时，止圈前移并旋转到相应的角度实现止扣，对主体进行后限位。如此实现了手术器械的更换及锁紧连接。由于在更换手术器械过程中，不涉及导向装置各部件的拆装，因此始终能保证手术器械作用点与位置传感器之间位置关系的精准，从而具有很高的导向精度和精度的一致性；同时，在手术过程中，这种结构方式给更换手术器械带来了便利、迅速、可靠的优点，节约了宝贵的手术时间；并且，在消毒时整个导向装置是不可拆卸的一体，非常简便，易操作。插接好的手术器械与主体、传动轴、手柄形成一体化刚性联接，在手术中操作者手握主体，并根据要求旋转主体，将外接位置传感器调整到合适的角度位置，手术器械尖端对准手术作用位置，用手拧转手柄便可带动器械旋转、实现对手术器械的操控，从而达到手术导向定位开口的目的。

在实际中，定位孔可以是圆柱孔，也可以是外大内小的锥形孔。套筒体与传动轴可以一体设置，也可以分体设置，分体设置的优点是工艺上容易实现。脊柱导向装置还可以包括一延伸套筒21，所述延伸套筒21沿轴向镶嵌在传动轴前端部的传动轴与主体之间，用于加固和导正手术器械的***。手术器械***传动轴的安装孔271时，是有方向性的，只有一个位置方向可***，否则***不了。

应当理解的是，本发明所述的用于骨科手术导航***的脊柱导向装置，上述针对较佳实施例的描述过于具体，并不能因此而理解为对本实用新型的专利保护范围的限制，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置，包括手柄、传动轴，所述传动轴前端沿轴向设有用于插接手术器械的安装孔，其后端与手柄固连；一与位置传感器固连的主体，该主体套装在传动轴外部，其特征在于：所述主体与传动轴滑动配合；

所述传动轴沿轴向外径突变，形成第一外肩部，所述主体沿轴向内径突变，形成第一内肩部，所述第一外肩部与第一内肩部相适配，用于对主体相对传动轴轴向运动的前限位；

设置在所述主体后端处的一限位体，所述限位体能沿轴向移动并将自身锁紧在所述传动轴上，用于对主体相对传动轴轴向运动的后限位；

所述传动轴上沿轴线垂直方向设置至少一个定位孔，所述定位孔与所述安装孔相通，定位孔内嵌装用于固定手术器械的定位体；所述主体前部沿轴向设有大于传动轴直径的锥孔，当主体相对传动轴向后轴向运动时，所述锥孔与所述定位孔衔接，所述定位体能从定位孔滑向所述锥孔。

2、根据权利要求1所述的导向装置，其特征在于：还包括一延伸套筒，所述延伸套筒沿轴向镶嵌在传动轴前端部的传动轴与主体之间。

3、一种用于骨科手术导航***的脊柱导向装置，包括手柄、传动轴，所述传动轴前端沿轴向设有用于插接手术器械的安装孔，其后端与手柄固连；一与位置传感器固连的主体，该主体套装在传动轴外部，其特征在于：所述主体与传动轴滑动配合；

所述传动轴沿轴向外径突变，形成第一外肩部，所述主体沿轴向内径突变，形成第一内肩部，所述第一外肩部与第一内肩部相适配，用于对主体相对传动轴轴向运动的前限位；

在所述传动轴后部套有一套筒体，套筒体与传动轴固连；套筒体前端部与传动轴相交处形成第二外肩部；所述主体沿轴向内径突变大，在位于第一内肩部后侧形成第二内肩部；在所述第二内肩部与第二外肩部形成的预留空间内设置有弹性件，所述弹性件两端分别抵在第二内肩部和第二外肩部上；

设置在所述主体后端处的一限位装置，所述限位装置能沿轴向移动并将自身锁紧在所述套筒体上，用于对主体相对传动轴轴向运动的后限位；

所述传动轴上沿轴线垂直方向设置至少一定位孔，所述定位孔与所述安装孔相通，定位孔内嵌装用于固定手术器械的定位体；所述主体前部沿轴向设有大于传动轴直径的锥孔，当主体相对传动轴向后轴向运动时，所述锥孔与所述定位孔衔接，所述定位体能从定位孔滑向所述锥孔。

4、根据权利要求3所述的导向装置，其特征在于：所述限位装置包括套在套筒体上的止圈，所述止圈表面设有一L型限位滑槽；以及设置在所述套筒体上的一限位销，限位销置于所述L型限位滑槽内。

5、根据权利要求4所述的导向装置，其特征在于：所述定位孔为二个，并且对称分布在传动轴上。

6、根据权利要求5所述的导向装置，其特征在于：所述定位体为定位球。

7、根据权利要求6所述的导向装置，其特征在于：所述定位孔为外大内小的锥形孔。

8、根据权利要求7所述的导向装置，其特征在于：所述的套筒体与传动轴一体设置。

9、根据权利要求3至8任一权利要求所述的导向装置，其特征在于：还包括一延伸套筒，所述延伸套筒沿轴向镶嵌在传动轴前端部的传动轴与主体之间。

10、一种用于与上述权利要求所述导向装置配合的手术器械，其特征在于：所述手术器械尾端设有凹槽，导向装置的定位体扣压所述凹槽。

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