一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说，它涉及一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置。


背景技术：

2.脊柱是身体的支柱，位于背部正中，上端接颅骨，下端达尾骨尖，脊柱分颈、胸、腰、骶及尾五段，上部长，能活动，好似支架，悬挂着胸壁和腹壁；下部短，比较固定。身体的重量和所受的震荡即由此传达至下肢。脊柱由脊椎骨及椎间盘构成，是一相当柔软又能活动的结构。
3.当患者脊柱存在病变时，需要及时进行手术治疗，现有的脊柱外科手术普遍开口较大，为了让主刀医生有良好的探查视野以及操刀空间，必要时还会使用到牵开装置，这无意外会增大医疗风险，术后的康复时间较长，对患者的损伤也更大，在脊柱外科手术切割过程中，传统脊柱外科手术，切割精度不高，需要非常资深且熟练的主刀医生进行操作，而且手术效率也不高。
4.因此，急需一种微创脊柱外科手术激光骨切割装置，同时又需要保障手术过程中的精度以及效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，包括控制终端和激光骨切割机以及脊柱手术台，所述控制终端与激光骨切割机电性连接，所述激光骨切割机包括主机，所述主机顶端内部嵌设有伸缩电机一，所述伸缩电机一输出端设有伸缩杆一，所述伸缩杆一远离伸缩电机一一端连接有水平旋转模块，所述水平旋转模块内部一侧嵌设有伸缩电机二，所述伸缩电机二输出端设有伸缩杆二，所述伸缩杆二远离水平旋转模块一侧设有360度旋转轴，所述360度旋转轴远离伸缩杆二一端连接有操作臂，所述操作臂远离360度旋转轴一端连接有激光器。
7.本实用新型进一步设置为：所述水平旋转模块内部嵌设有伺服电机一，所述水平旋转模块与伺服电机一卡接。
8.本实用新型进一步设置为：所述360度旋转轴由伺服电机二和伺服电机三组成，所述伺服电机二和伺服电机三相互垂直。
9.本实用新型进一步设置为：所述操作臂内部嵌设有伸缩电机二，所述伸缩电机二输出端设有伸缩杆二，所述伸缩杆二与激光器卡接，所述操作臂远离伺服电机二一端设有微型定位相机。
10.本实用新型进一步设置为：还包括操作系统，所述操作系统由运动路径控制模块和画面采集模块以及激光控制模块组成，所述运动控制模块包括角度控制模块和伸缩距离
控制模块，所述角度控制模块分别控制所述伺服电机一和360度旋转轴，所述伸缩距离控制模块分别控制所述伸缩电机一和伸缩电机二，所述画面采集模块控制微型定位相机，所述激光控制模块控制伸缩电机三以及激光器。
11.本实用新型还包括使用方法，步骤如下：
12.s1、获取患者脊柱三维模型以及切割点位置；
13.s2、构建患者手术部位处最佳切割面并标记，并获得下刀角度；
14.s3、移动装置至手术台前，启动装置，借助定位相机辅助，将激光器移动至标记点上方并调好激光器下刀角度；
15.s4、打开激光器，控制伸缩装置，使激光器沿预设角度进行切割；
16.s5、切割完成后，关闭激光器，控制伸缩装置，使激光器原路返回，移开装置并进行后续手术作业。
17.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型的用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，采用激光器进行切割作业，创口小，出血量小，术后恢复时间快；采用终端控制机械臂来操作激光器进行切割作业，大大提高了手术精度，最大程度的减少医疗事故的，避免患者二次受伤；术前准备充足，计算好下刀位置以及下刀角度，配合上激光器的高效率切割，大大提升了手术过程的效率。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例中一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例中操作系统流程图；
21.图3是本实用新型实施例中使用方法流程图。
22.图中：1、控制终端；2、主机；201、伸缩电机一；202、伸缩杆一；203、伺服电机一；204、水平旋转模块；205、伸缩电机二；206、伸缩杆二；207、伺服电机二；208、伺服电机三；3、操作臂；301、微型定位相机；4、伸缩电机三；401、伸缩杆三；5、激光器；6、脊柱手术台。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型的实施例及附图，对本实用新型的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。
25.实施例：
26.如图1-3所示，一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，包括控制终端1和激光骨切割机以及脊柱手术台6，控制终端1与激光骨切割机电性连接，激光骨切割机包括主机2，主机2顶端内部嵌设有伸缩电机一201，伸缩电机一201输出端固定设有伸缩杆一202，伸缩杆一202远离伸缩电机一201一端连接有水平旋转模块204，水平旋转模块204内部一侧嵌
设有伸缩电机二205，伸缩电机二205输出端固定设有伸缩杆二206，伸缩杆二206远离水平旋转模块204一侧固定设有360度旋转轴，360度旋转轴远离伸缩杆二206一端连接有操作臂3，操作臂3远离360度旋转轴一端连接有激光器5。
27.在本实施例中，伸缩电机一201配合伸缩杆一202用于调节操作臂3的高度，水平旋转模块204配合上伸缩电机二205以及伸缩杆二206用于控制操作臂3的水平位置，360度旋转轴用于调节操作臂3中激光器5的下刀角度。
28.水平旋转模块204内部嵌设有伺服电机一203，水平旋转模块204与伺服电机一203卡接。
29.在本实施例中，伺服电机一203实现了水平旋转模块204的水平旋转转动功能。
30.360度旋转轴由伺服电机二207和伺服电机三208组成，伺服电机二207和伺服电机三208相互垂直。
31.在本实施例中，通过2个伺服电机垂直放置，实现操作臂3能够在空间中不局限于平面的转动，能够立体的转动，操作臂3中激光器5的下刀角度也更全更广。
32.操作臂3内部嵌设有伸缩电机二205，伸缩电机二205输出端固定设有伸缩杆二206，伸缩杆二206与激光器5卡接，操作臂3远离伺服电机二207一端固定设有微型定位相机301。
33.在本实施例中，通过伸缩电机二205配合伸缩杆二206使得激光器5能够沿着操作臂3内部空间运动，按照设计好的交度进行下刀切割。
34.还包括操作系统，操作系统由运动路径控制模块和画面采集模块以及激光控制模块组成，运动控制模块包括角度控制模块和伸缩距离控制模块，角度控制模块分别控制所述伺服电机一203和360度旋转轴，伸缩距离控制模块分别控制伸缩电机一201和伸缩电机二205，画面采集模块控制微型定位相机301，激光控制模块控制伸缩电机三4以及激光器5。
35.本实用新型还包括使用方法，步骤如下：
36.s1、获取患者脊柱三维模型以及切割点位置；
37.s2、构建患者手术部位处最佳切割面并标记，并获得下刀角度；
38.s3、移动装置至手术台前，启动装置，借助定位相机辅助，将激光器5移动至标记点上方并调好激光器5下刀角度；
39.s4、打开激光器5，控制伸缩装置，使激光器5沿预设角度进行切割；
40.s5、切割完成后，关闭激光器5，控制伸缩装置，使激光器5原路返回，移开装置并进行后续手术作业。
41.工作原理：首先通过ct扫描技术，扫描患者脊柱并将扫描数据传输至医学3d图像软件中，活动患者脊柱的三维模型，找到病灶位置，观察病灶周围的组织情况，设计出最佳的下刀路径，尽可能将破坏降到最低，经过计算得到患者背部表层的下刀位置并进行标记，在标记点建立空间坐标系，精准的计算出下刀的角度和方向以及长度，准备完成后开始进行手术，让患者俯卧在脊柱手术台6上，进行相应的手术作业，在需要使用激光骨切装置时，移动装置到脊柱手术台6前，启动装置，借助定位相机(可使用ccd定位相机)辅助，将激光器5移动至标记点上方并调好激光器5下刀角度(通过3个精准度超高伺服电机进行各个角度的调节)，打开激光器5，控制伸缩装置三，使激光器5沿预设角度进行前进切割，进而完成手术切割作业。
42.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，其特征是：包括控制终端(1)和激光骨切割机以及脊柱手术台(6)，所述控制终端(1)与激光骨切割机电性连接，所述激光骨切割机包括主机(2)，所述主机(2)顶端内部嵌设有伸缩电机一(201)，所述伸缩电机一(201)输出端设有伸缩杆一(202)，所述伸缩杆一(202)远离伸缩电机一(201)一端连接有水平旋转模块(204)，所述水平旋转模块(204)内部一侧嵌设有伸缩电机二(205)，所述伸缩电机二(205)输出端设有伸缩杆二(206)，所述伸缩杆二(206)远离水平旋转模块(204)一侧设有360度旋转轴，所述360度旋转轴远离伸缩杆二(206)一端连接有操作臂(3)，所述操作臂(3)远离360度旋转轴一端连接有激光器(5)。2.根据权利要求1所述的一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，其特征是：所述水平旋转模块(204)内部嵌设有伺服电机一(203)，所述水平旋转模块(204)与伺服电机一(203)卡接。3.根据权利要求2所述的一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，其特征是：所述360度旋转轴由伺服电机二(207)和伺服电机三(208)组成，所述伺服电机二(207)和伺服电机三(208)相互垂直。4.根据权利要求3所述的一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，其特征是：所述操作臂(3)内部嵌设有伸缩电机二(205)，所述伸缩电机二(205)输出端设有伸缩杆二(206)，所述伸缩杆二(206)与激光器(5)卡接，所述操作臂(3)远离伺服电机二(207)一端设有微型定位相机(301)。5.根据权利要求4所述的一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，还包括操作系统，其特征是：所述操作系统由运动路径控制模块和画面采集模块以及激光控制模块组成，所述运动路径控制模块包括角度控制模块和伸缩距离控制模块，所述角度控制模块分别控制所述伺服电机一(203)和360度旋转轴，所述伸缩距离控制模块分别控制所述伸缩电机一(201)和伸缩电机二(205)，所述画面采集模块控制微型定位相机(301)，所述激光控制模块控制伸缩电机三(4)以及激光器(5)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，涉及医疗器械技术领域，其技术方案要点是：包括控制终端和激光骨切割机以及脊柱手术台，所述激光骨切割机包括主机，所述主机顶端内部嵌设有伸缩电机一，所述伸缩电机一输出端设有伸缩杆一，所述伸缩杆一连接有水平旋转模块，所述水平旋转模块内部一侧嵌设有伸缩电机二，所述伸缩电机二输出端设有伸缩杆二，所述伸缩杆二一端设有360度旋转轴，所述360度旋转轴一端连接有操作臂，所述操作臂一端连接有激光器。本实用新型的用于脊柱外科手术的激光骨切割装置，创口小，出血量小，术后恢复时间快；手术精度高，最大程度的减少医疗事故的，且手术效率非常高。且手术效率非常高。且手术效率非常高。


技术研发人员：季欣然 王征 宋科冉 赵永飞 吴兵 刘建恒 毛克亚
受保护的技术使用者：中国人民解放军总医院第一医学中心
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/9/16