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CN108618825A - 微创骨组织手术设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微创骨组织手术设备，所述微创骨组织手术设备包括刀具，套筒，驱动控制系统；所述刀具包括刀头和螺旋输送部；所述螺旋输送部表面设有外螺纹，其中套筒套设在刀具上，刀头和螺旋输送部表面的至少部分螺纹露出套筒；驱动控制系统驱动控制刀具工作。本发明的微创骨组织手术设备，其只需微小的皮肤切口及微小的骨窗，将骨松质切削(或磨削)成骨屑后再经螺纹通道传输，实现切削(或磨削)的骨质定向传送，操作方便，快速，大大降低骨骼切取手术过程中对病人造成的伤害，减少后遗症的发生，提高手术的安全性。

Description

微创骨组织手术设备
技术领域
本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种微创电动(或气动)骨组织手术设备，用于对骨组织实施切削(磨削)操作，及对切削(磨削)下来的松质骨颗粒进行定向传输。
背景技术
植骨术是通过手术将骨组织移植到病人体内需要加强或融合的骨胳缺损部位，常用于骨质缺损、骨折不愈合、骨病或骨肿瘤刮除后空腔填充、脊柱及关节融合等情况。
临床常用的自体骨移植具有较多的优点，如组织相容性好、无移植排斥反应、骨诱导作用较强等，有着良好的促骨融合的效果。自体骨移植常用的取骨部位包括髂骨、胫骨、腓骨上段及肋骨等部位，自体骨移植就是将病人自己身上这些部位的骨质取下来，再经过处理，返回移植到病人的骨质缺损部位。以取自体髂骨移植为例，目前通常需作长达数厘米的皮肤软组织切口，及较为广泛的骨膜下剥离，然后通过骨凿在髂骨上开窗或直接凿取髂骨。
然而使用这种取骨方法，在切取髂骨的过程中，可有较高的的股外侧皮神经损伤的发生，从而导致病人大腿前外侧区麻木、疼痛、烧灼或酸胀感的发生。切取的骨块越大，相应的切口越大，则神经损伤的发生率就越高。另外还易发生取骨区疼痛、取骨区骨折、血肿、感染、腹疝及髂腹股沟神经损伤。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，解决原有取骨方法切口较大，取骨不便，而且易对病人造成伤害，易留下后遗症的技术问题，提供一种微创骨组织手术设备，其只需微小的皮肤切口及微小的骨窗(数毫米直径)，将骨松质切削(或磨削)骨屑后再经螺纹通道传输，实现对切削(或磨削)下来的骨质进行定向传送，操作方便，手术操作快速，可大大降低手术过程中对病人造成的伤害，减少后遗症的发生，提高手术的安全性的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
微创骨组织手术设备，刀具，套筒，和驱动控制系统；所述刀具包括刀头和螺旋输送部；所述螺旋输送部表面设有外螺纹，其中套筒套设在刀具上，刀头和螺旋输送部表面的至少部分螺纹露出套筒；驱动控制系统驱动控制刀具工作通过刀头的与螺旋输送部的联合作用，同时实现切削或磨削骨质及定向传送。
本发明中刀头形状为球形、椭球形、伞型、半球形、半椭球形、半球形+圆柱形、半椭球形+圆柱形、锥形或圆柱形及其他与骨质接触为钝性接触面刀头中的一种。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述刀头与骨组织的骨质接触面为钝性接触面。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述刀头为不开刃的钝头。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述刀头为不开刃的钝头时，采用螺旋输送部的前段切割骨组织。螺旋输送部前端靠近刀头处，至少设置一个能够切割骨组织的螺旋叶片。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述不开刃的刀头的表面为光滑面或磨砂面。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述刀头设有刀刃，刀头端部中心为钝面。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述刀头设有刀刃，刀刃为浅刀刃或非锐利刃口。
所述螺旋输送部的表面设有外螺纹。具体的，本发明中为了更形象的表征，将所述外螺纹结构细化为多个螺旋叶片和螺旋叶片和螺旋槽。所述螺旋输送部设有多个螺旋叶片，螺旋叶片与螺旋输送部主体之间形成螺旋槽。
进一步，所述螺旋输送部的螺距为1-30mm。
进一步，所述螺旋输送部的螺旋角为10-89°。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述螺旋输送部靠近刀头部位的第一个螺旋叶片与刀头相连。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述螺旋输送部靠近刀头部位的第一个螺旋叶片与刀头之间具有一定距离，所述距离可以保证取下的骨组织沿螺旋输送部的螺旋槽顺利向后输送。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述套筒的横截面直径自刀头位置向远离刀头方向逐渐增大。当然，在本发明另一个实施例中，套筒亦可以采用直筒模式，即套筒的横截面直径自刀头位置向远离刀头方向保持不变。
所述套筒分为两部分，第一部分和第二部分，其中第一部分靠近刀头，第二部分远离刀头；第二部分的横截面直径大于第一部分的横截面直径；所述套筒第二部分与第一部分连接处设有安全限深台阶。
所述套筒的横截面直径自刀头位置向远离刀头方向逐渐增大；套筒的前端面设置倒角或者前端面设置为斜面，所述套筒前端面的边缘部分向后收缩，或者前边缘向后厚度逐渐增大。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述微创电动取骨器还设有安全限压装置。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述安全限压装置为弹簧，刀头前端压力超过设定范围时，弹簧被压缩或弹开，控制电机停止转动。
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述安全限压装置为电流检测装置，通过检测电机电流，电流超过或小于设定范围时，控制电机停止转动；
进一步，作为本发明的一种实施方式，于本发明一个实施例中，所述安全限压装置为压力传感器，刀头前端压力超过或小于设定范围时，控制电机停止转动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的微创骨组织手术设备的基本工作原理：由电机驱动刀具旋转进入髂骨、胫骨骨端等松质骨内，切削(或磨削)松质骨，然后将骨质通过刀具的螺旋输送部实现固形物(骨质颗粒)的定向快速传送功能。
具体操作过程：首先在手术部位皮肤做一微创切口，如髂骨、胫骨两端等处，然后在手术部位利用穿刺开孔器(或钻头)在皮质骨开孔，然后将本发明的微创骨组织手术设备刀头伸入孔内，开启微创骨组织手术设备，刀具在电机(或气动)的驱动下切削(或磨削)骨质，切下的颗粒状或泥状的骨质通过刀头后面连接的螺旋输送部进行快速定向传输，手术完成后关闭微创骨组织手术设备)，拔出刀头。定向传输的颗粒状或泥状的骨质，可采用不同的方式收集，用于病人的自体植骨手术。采用本发明细直径的套筒及刀头，可以在微创切口下对骨松质骨骼进行切削(或磨削)，手术创伤小，手术效果好。
使用本发明进行手术操作，微创骨组织手术设备的头端细小(刀头头部直径数个毫米)，便于在微创切口下进行微创手术操作，病人身上只需一个微小的皮肤切口及微小的骨窗，将骨质切削(或磨削)成颗粒状或泥状的碎骨质，通过与刀头连接的螺旋输送部进行快速定向传输。可采用不同的收集方式，用于自体植骨手术。操作快速、便捷、创伤小，手术效果好。微小的手术切口大大降低股外侧皮神经损伤的风险，降低手术区的疼痛、骨折和腹疝的发生率，也大大降低手术部位术后的感染率。本发明的微创骨组织手术设备，操作简单，省时省力，节省宝贵的手术时间，为临床手术操作带来极大便利。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一个实施例中微创骨组织手术设备的结构示意图。
图2是本发明另一个实施例中微创骨组织手术设备的刀具结构示意图。
图3是本发明实施例1中微创骨组织手术设备的刀具结构示意图。
图4是本发明实施例2中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图5是本发明实施例3中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图6是本发明实施例4中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图7是本发明实施例5中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图8是本发明实施例6中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图9是本发明实施例7中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
图10是本发明实施例8中微创骨组织手术设备刀具的刀头结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1是本发明一个实施例中微创骨组织手术设备的结构示意图。如图1所示，本发明的微创骨组织手术设备，包括刀具1，套筒2，物料收集装置3和驱动控制系统5。
图2是本发明另一个实施例中微创骨组织手术设备的刀具结构示意图。如图2所示，所述刀具1包括刀头11和螺旋输送部12。
所述刀头11主要起到引导刀具深入骨组织的作用，刀头11可以为磨头或钻头等。刀头11可以为小直径的不开刃的钝头，也可以设置有多个刀刃。
刀头11的形状和表面特性设计可以根据需要进行不同的设计。本发明中，刀头11为了更好地实现旋转切割，刀头的形状多为中心对称形。具体的，刀头形状可以选择球形、椭球形、伞型、半球形、半椭球形、半球形+圆柱形、半椭球形+圆柱形、锥形或圆柱形及其他与骨质接触为钝性接触面刀头。
如果刀头11为小直径的不开刃的钝头，比较合适的钝头横截面的最宽处的宽度一般为1.2-15mm。
刀头11的表面可以是光滑面的也可以是磨砂面。
刀头11也可以设有刀刃，所述刀刃可以为中心对称的螺旋刀刃，也可以为刀头表面不规则的设置的横刃，纵刃、斜刃等。刀头11的刀刃可以为直齿、螺旋齿或斜齿。为避免损伤皮骨质，设置刀刃时优选的浅刀刃或非锐利刃口。
螺旋输送部12设置在刀头11后方，与刀头11同轴。图2是本c发明一个实施例中微创骨组织手术设备的刀具结构示意图。如图2所示，所述螺旋输送部12在刀具1的设有多个螺旋叶片121，形成多个螺旋槽122。刀头11取到的骨松质通过螺旋输送部12向后输送。螺旋输送部12的螺旋的长度可以根据实际需要设置。
当刀头11开刃时，螺旋输送部12主要承担切割后的骨组织的输送工作。而当刀头11为不开刃的钝头时，骨组织的切割主要依靠螺旋输送部12来完成，螺旋输送部12前端靠近刀头11处，至少设置一个能够切割骨组织的螺旋叶片121。
螺旋输送部12靠近刀头部位的第一个螺旋叶片121与刀头11相连或者所述螺旋输送部靠近刀头部位的第一个螺旋叶片121与刀头11之间具有一定距离，而设定适当的距离可以保证取下的骨组织沿螺旋输送部12的螺旋槽122顺利向后输送。
本实施例中，螺旋输送部12的螺旋叶片121厚度较小，螺旋槽122的槽宽较大，取下的骨组织通过螺旋槽122输送。
具体的，本发明的刀头11旋转绞碎骨松质，螺旋输送部12将骨松质向后方传递。当螺旋输送部12旋转时，由于物料的重力，及物料与螺旋输送部12的螺旋槽122的槽壁和定位套筒2内壁所产生的摩擦力，使得物料只能在螺旋叶片121的推送下沿着螺旋槽122的槽底向后移动。物料在中间段的运送，主要依靠后面前进的物料的推力，因此物料在螺旋输送部12的输送通道的运送，为一种滑移运动。旋转的螺旋叶片121将物料推移进行输送，而物料不是随着螺旋叶片121一起旋转，关键在于物料自身的重力，以及定位套筒2对物料的摩擦力以及刀具1向前推进时对骨松质挤压的反向压力。
上述物料及下文可能提到的物料均为微创骨组织手术设备的刀具取得的骨松质。
为实现物料的及时传输，本发明经过大量实验证明，螺旋输送部12的螺距为1-30mm，螺旋角为10°-89°。
套筒2套设在刀具1上，工作时，刀头11和螺旋输送部12表面的至少部分螺纹露出套筒2。一般来说，螺旋输送部12至少露出套筒2半道螺纹，此处主要为满足不开刃的刀头11需要螺旋输送部12的螺旋叶片121进行切割，因此至少需要部分螺纹露出套筒2方能实现。但是露出的螺纹或者说螺旋叶片也不宜太多，因为需要保证切割下来的骨组织顺利向后输送。
所述套筒2分为两部分，第一部分21和第二部分22，其中第一部分21靠近刀头11，第二部分22远离刀头11。第二部分22的横截面直径大于第一部分21的横截面直径。所述套筒第二部分22与第一部分21连接处设有安全限深台阶221。设置此安全限深台阶221可以限制刀具1进入骨头内的深度，防止刺穿骨皮质等危险。
所述套筒2内部为中空结构，套筒横截面直径自刀头11位置向远离刀头11方向逐渐增大，套筒2的横截面直径自前端向后端(以刀头11位置为前端)逐渐增大，直径的增大可以减少物料输送的阻力，可以更及时有效地输送物料。
为了进一步减少阻力，套筒2的前端面设置倒角或者前端面设置为斜面，所述套筒2前端面的边缘部分向后收缩，或者前边缘向后厚度逐渐增大。
物料收集装置3与套筒2相连接，其设有一个空腔，所述空腔与套筒2的中空腔体相连接，螺旋输送部12输送来的物料进入物料收集装置3中暂时储存，待一次取出设定值的骨组织后取下物料收集装置3，取出骨组织。
驱动控制系统5驱动和控制刀具1工作。主要包括电机和控制系统。本发明还设有联轴器4，用于用来联接电机的输出轴和刀具1的旋转轴，使之共同旋转以传递扭矩。
此外，所述微创骨组织手术设备还设有安全限压装置6，本发明一个实施例中，所述安全限压装置6为弹簧，刀头前端压力超过或低于设定范围时，弹簧被压缩或弹开，控制电机停止转动。安全限压装置6可以是在图示位置也可以是在刀具和电机之间或是刀具内部。
而于本发明一个实施例中，所述安全限压装置6为压力传感器，刀头11前端压力超过或小于设定范围时，控制电机停止转动，从而阻止刀头11的继续前进。
而于本发明一个实施例中，也可以采用电流控制系统，当电流超过或小于设定范围时，控制电机停止转动，从而阻止刀头11的继续前进。
通过设置此安全限压装置6可以进一步保证刀头11不会刺穿皮质骨。
实施例1
图3是本发明实施例1中微创骨组织手术设备的刀具结构示意图。如图3所示，本实施例刀头不开刃，刀头直径较小，与螺旋输送部的基体直径相同或略小。螺旋输送部的螺旋叶片的旋转方向与图2中相反，本实施例中由于刀头不开刃，此时采用螺旋输送部的第一道螺旋叶片实现对骨组织的切割。
实施例2
图4是本发明实施例2中刀具的刀头结构示意图。刀头11设置有多个螺旋刀刃111，每个螺旋刀刃111均没有开到刀头11端面的中心。即刀头11端部中心为钝面，没有开刃。此点为本发明的一个重要发明点，刀头开刃没有开至刀头11端部的中心，这样可以保证刀头11端部均设有一定尺寸大小的钝面，使得刀具在手术过程中具有保护皮质骨不被穿透的作用。
刀头11的螺旋刀刃111的前端均为锐角。本发明针对自体骨移植手术的特点，刀头11均为小直径的刀头。螺旋刀刃111的前端为全锐角，这样可以保证刀头11端部对骨松质具有一定的穿刺能力。然而由于皮质骨的硬度远大于松质骨，因此刀具在手术过程中可以穿透松质骨进行手术，同时又保证不会穿透皮质骨。
实施例3
图5是本发明实施例3中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。如图5所示，本实施例刀头的形状为圆球形，刀头设置有多个螺旋刀刃，所述螺旋刀刃为斜刃，每个螺旋刀刃均没有开到刀头端面的中心。
实施例4
图6是本发明实施例4中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。如图6所示，本实施例刀头的形状为近似椭球形，刀头设置有单个刀刃，所述刀刃纵向设置。刀头的前端及其他于骨组织相接触的面均为钝性接触面。
实施例5
图7是本发明实施例5中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。如图7所示，本实施例刀头的形状为圆球形，不开刃，表面可以为粗糙的磨砂面，也可以为光滑面。刀头直径与同类型的开刃刀头相比略小。
实施例6
图8是本发明实施例6中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。如图8所示，本实施例刀头的形状为近圆柱形，刀头表面设有多个刀刃，所述刀刃为直刃。每个刀刃均没有开到刀头端面的中心。
实施例7
图9是本发明实施例7中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。本实施例刀头的形状为圆柱形，刀头表面设有多个刀刃，所述刀刃为非尖锐刃口。
实施例8
图10是本发明实施例8中微创骨组织手术设备的刀具的刀头结构示意图。本实施例刀头的形状为圆柱形，不开刃。表面可以为粗糙的磨砂面，也可以为光滑面。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (10)

1.微创骨组织手术设备，其特征在于，所述微创骨组织手术设备包括刀具，套筒，和驱动控制系统；所述刀具包括刀头和螺旋输送部；所述螺旋输送部表面设有外螺纹，其中套筒套设在刀具上，刀头和螺旋输送部表面的至少部分螺纹露出套筒；驱动控制系统驱动控制刀具工作。
2.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述刀头与骨组织的骨质接触面为钝性接触面。
3.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述刀头为不开刃的钝头。
4.根据权利要求3所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述刀具利用螺旋输送部的前段切割骨组织，螺旋输送部前端靠近刀头处，至少设置一个能够切割骨组织的螺旋叶片。
5.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述刀头设有刀刃，刀头端部中心为钝面。
6.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述刀头设有刀刃，刀刃为浅刀刃或非锐利刃口。
7.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述螺旋输送部设有多个螺旋叶片，螺旋叶片与螺旋输送部主体之间形成螺旋槽；所述螺旋输送部靠近刀头部位的第一个螺旋叶片与刀头相连或者所述螺旋输送部靠近刀头部位的第一个螺旋叶片与刀头之间具有一定距离，所述距离可以保证取下的骨组织沿螺旋输送部的螺旋槽顺利向后输送。
8.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述套筒内部为中空结构，套筒分为两部分，第一部分和第二部分，其中第一部分靠近刀头，第二部分远离刀头；第二部分的横截面直径大于第一部分的横截面直径；所述套筒第二部分与第一部分连接处设有安全限深台阶。
9.根据权利要求8所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述套筒的横截面直径自刀头位置向远离刀头方向逐渐增大；套筒的前端面设置倒角或者前端面设置为斜面，所述套筒前端面的边缘部分向后收缩，或者前边缘向后厚度逐渐增大。
10.根据权利要求1所述的微创骨组织手术设备，其特征在于，所述微创骨组织手术设备还设有安全限压装置；所述安全限压装置选自下面任意一种：
所述安全限压装置为弹簧，刀头前端压力超过或低于设定范围时，弹簧被压缩或弹开，控制电机停止转动；
所述安全限压装置为电流检测装置，通过检测电机电流，电流超过或低于设定范围时，控制电机停止转动；
所述安全限压装置为压力传感器，刀头前端压力超过或低于设定范围时，控制电机停止转动。
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