一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻

文档序号:1927747 发布日期:2021-12-07 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻 (Drill-through automatic-stop skull drill bit and skull drill ) 是由 徐金巧 赵向阳 于 2021-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及颅骨钻技术领域,具体为一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻,包括钻体,钻体的内部安装有马达,马达的输出轴上安装有延伸至钻体外侧的钻头,钻体的内部开设有滑孔,马达滑动安装在滑孔内,滑孔的内部还滑动安装有位于马达上侧的步进电机,步进电机的输出轴上安装有丝杆,马达的顶壁上安装有与丝杆螺纹连接的螺纹套,滑孔的顶部安装有软垫。本发明通过步进电机驱动马达移动对头骨进行钻孔,当受到前进阻力时步进电机会受到反作用力,压电陶瓷因此受到压力产生电流,通过电磁铁将启动按钮吸附保持电路的接通,当钻穿头骨后钻头不再受到阻力,电磁铁因此失去磁性,电路断开,使步进电机和马达停止工作,钻头不再前进,避免对脑组织造成伤害。(The invention relates to the technical field of skull drills, in particular to a drill bit capable of drilling through and automatically stopping a skull and a skull drill. The stepping motor drives the motor to move to drill the skull, when the stepping motor receives forward resistance, the stepping motor receives reaction force, the piezoelectric ceramic receives pressure to generate current, the starting button is adsorbed by the electromagnet to keep the circuit switched on, when the drill bit does not receive resistance after drilling through the skull, the electromagnet loses magnetism, the circuit is switched off, the stepping motor and the motor stop working, the drill bit does not advance any more, and the brain tissue is prevented from being damaged.)

一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻

技术领域

本发明涉及颅骨钻技术领域,具体为一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻。

背景技术

颅内压增高、颅脑损伤、颅内肿瘤、脑血管病、颅内感染等疾病是长期以来一直危害人类生命健康的杀手之一。脑外科手术是治愈此类疾病的重要手段,手术中首要的原则是保全神经组织,减少副损伤和感染。颅骨钻是脑外科手术中较为常见的一种手术器具,目前主要分为手动和电动两种。手动颅骨钻在早期科技不发达时有着方便控制的优点,但随着医疗设备和器具的不断发展,手动颅骨钻在使用时的弊端越来越明显,电动颅骨钻逐渐替代了手动颅骨钻。

电动颅骨钻虽然相比于手动颅骨钻有着明显的优势,但由于脑外科手术的精细性,在实际操作时仍然对手术医师的经验和技术有着较高的要求。脑的外层由头发、皮肤覆盖,头皮下面是起保护作用的头骨,头骨下面是硬脑膜,因脑膜具有弹性,在钻穿头骨后头骨与脑膜间仍有近2mm的间隙。在头骨钻孔时医疗人员必须小心使用钻孔工具,在钻穿头骨时不能钻穿脑膜,以避免伤及脑组织危及病人生命安全。现阶段的颅骨钻无法良好地应对这一要求,导致脑外科手术仍然存在较大的风险。

为此,提出一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻,以解决上述背景技术中提出的电动颅骨钻在钻穿头骨后容易伤及脑组织的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻,包括钻体,钻体的内部安装有马达,马达的输出轴上安装有延伸至钻体外侧的钻头,所述钻体的内部开设有滑孔,所述马达滑动安装在滑孔内,所述滑孔的内部还滑动安装有位于马达上侧的步进电机,所述步进电机的输出轴上安装有丝杆,所述马达的顶壁上安装有与丝杆螺纹连接的螺纹套,所述滑孔的顶部安装有软垫,所述软垫和步进电机之间设有压电陶瓷,所述钻体的顶部安装有启动按钮,所述钻体的顶部安装有与压电陶瓷电连接的通电组件,且启动按钮与通电组件相互配合。

当步进电机和马达开启时,钻头保持旋转,同时步进电机驱动丝杆转动带动螺纹套和马达前行,对头骨进行自动钻孔,钻头在前行时受到阻力,阻力反作用于步进电机上对压电陶瓷产生压力,压电陶瓷产生电流使通电组件和启动按钮相互配合保持供电,当钻穿头骨后,压电陶瓷不再受到压力,即不再产生电流,通电组件失去作用,电路断开,步进电机和马达停止工作,钻头不再前行,避免伤害脑组织。这一设计能够有效地防止在钻头钻穿头骨后对脑组织造成损伤,操作简单并且提高了安全系数,增加了手术的成功率。

优选的,所述通电组件包括安装在钻体顶部的电磁铁,所述电磁铁与压电陶瓷电性连接,所述钻体的顶端开设有与启动按钮适配的插孔,所述插孔位于电磁铁的正上方,所述启动按钮为镀锌铁材,所述插孔的底壁上设有顶片,所述启动按钮的底端和插孔的底壁上均安装有相互配合的接触电极,两个接触电极接触时步进电机和马达开启。

在对颅骨进行钻孔时,首先按下启动按钮,两个接触电极接触将步进电机和马达开启,钻头在旋转的同时被步进电机向前驱动,开始对颅骨进行钻孔,钻头钻进时压电陶瓷受到压力产生电流,使电磁铁产生磁力,将镀锌铁材的启动按钮吸附,两个接触电极保持接触,此时即可松开启动按钮,钻头继续钻进,当钻穿颅骨后,钻头不再受到压力,压电陶瓷不再产生电流,电磁铁失去磁性,在顶片的作用下启动按钮被顶起,两个接触电极分开,步进电机和马达断电,钻头则停止工作,防止对脑组织造成破坏。通电组件通过压电陶瓷感受钻头受到的阻力,并借助电磁铁对步进电机和马达的工作状态进行控制,巧妙地实现了钻穿自停的效果,提升了安全系数。

优选的,所述步进电机和马达的外壁上均设有限位块,所述滑孔的内壁上分别开设有与限位块适配的限位滑槽,所述限位滑槽限制步进电机下移。

通过限位块和限位槽的配合限制马达的活动范围,使其只能上下活动,当步进电机带动丝杆转动时,螺纹套和马达会稳定地上下移动而不会旋转,提高了工作时的稳定性。步进电机能够上移一定距离,当钻头受阻力时,步进电机会受到反作用力上移微小距离对压电陶瓷产生压力,确保步进电机能够对压电陶瓷产生准确的压力,进而保证通电组件能够稳定工作。

优选的,所述钻体的底端开设有吸附口,所述吸附口的内壁上设有与钻体外侧连通的活塞筒,所述活塞筒的内部配设有活塞,所述活塞上连接有延伸至钻体外侧的活塞杆,所述钻体的外壁上转动安装有拨杆,所述活塞杆上开设有与拨杆适配的拨槽,所述钻体的外壁上开设有供拨杆活动的操作口,所述操作口的内部设有对拨杆的位置进行固定的单向挡块。

在使用本发明对病人的颅骨进行钻孔时,可先将钻头的尖端对准钻孔位置,然后稍微用力下压钻体,使钻体的底端紧密地贴合在颅骨表面,然后将拨杆压入操作口内,拨杆的底端将活塞杆向外拨动,将吸附口内的空间抽成负压,使钻体的底端牢固地吸附在病人颅骨上,此时即可松开钻体。这一设计不仅提高了钻孔时的稳定性,使钻孔位置不宜偏移,同时使用更加便捷,不易出现差错。

优选的,所述单向挡块为楔形结构,所述单向挡块弹性插设在操作口的内侧壁上,所述操作口的底壁上安装有与拨杆固定连接的弹簧。

在将拨杆的顶部压入操作口内部时,单向挡块由于自身的楔形结构被逐渐压下,当拨杆到达单向挡块后方时,单向挡块失去阻挡弹出,其背部的平面将拨杆阻挡,对拨杆的位置进行固定,保持活塞杆的位置,进而保持吸附口内的负压状态,使用更加便捷。

优选的,所述钻体的底端开设有观察口,所述钻头通过观察口向外延伸,所述钻体的底端呈弧形向上凹陷,所述钻体的底端贴设有密封垫。

观察口的设计方便调整钻头的钻孔位置,并且方便清理钻出的骨屑。钻体的底端设计成微微上凹的弧形可使其更加贴合颅骨表面,并且通过密封垫的设计进一步提高与颅骨表面接触时的密封性,进而确保对吸附口内部抽负压时的稳定性,避免发生漏气的情况。

本发明还提供了一种颅骨钻头,适用于以上所述的颅骨钻。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

1、本发明通过步进电机驱动马达移动对头骨进行钻孔,当受到前进阻力时步进电机会受到反作用力,压电陶瓷因此受到压力产生电流,通过电磁铁将启动按钮吸附保持电路的接通,当钻穿头骨后钻头不再受到阻力,电磁铁因此失去磁性,电路断开,使步进电机和马达停止工作,钻头不再前进,避免对脑组织造成伤害。

2、在钻体底端开设了吸附口,通过拨杆控制活塞杆外移对吸附口内部抽气,使钻体牢固地吸附在头骨表面,保证钻孔位置的稳定性,同时在初始时按下启动按钮后无需再握住钻体,钻体自动完成后续的钻孔和停钻动作,方便使用,灵活稳定。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的正面结构示意图;

图3为本发明的正面剖视图;

图4为本发明的仰视图;

图5为本发明的A处结构的放大图;

图6为本发明的单向挡块的结构示意图;

图7为本发明的B处结构的放大图;

图8为本发明的C处结构的放大图。

图中:1、钻体;2、滑孔;3、步进电机;4、丝杆;5、螺纹套;6、马达;7、钻头;8、观察口;9、吸附口;10、活塞筒;11、活塞杆;12、拨杆;13、活塞;14、限位滑槽;15、启动按钮;16、电磁铁;17、顶片;18、接触电极;19、单向挡块;20、弹簧;21、操作口;22、压电陶瓷;23、软垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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的限制。

此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,"多个"的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图8,本发明提供一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻,技术方案如下:

一种钻穿自停颅骨钻头及颅骨钻,包括钻体1,钻体1的内部安装有马达6,马达6的输出轴上安装有延伸至钻体1外侧的钻头7,钻体1的内部开设有滑孔2,马达6滑动安装在滑孔2内,滑孔2的内部还滑动安装有位于马达6上侧的步进电机3,步进电机3的输出轴上安装有丝杆4,马达6的顶壁上安装有与丝杆4螺纹连接的螺纹套5,滑孔2的顶部安装有软垫23,软垫23和步进电机3之间设有压电陶瓷22,钻体1的顶部安装有启动按钮15,钻体1的顶部安装有与压电陶瓷22电连接的通电组件,且启动按钮15与通电组件相互配合。

当步进电机3和马达6开启时,钻头7保持旋转,同时步进电机3驱动丝杆4转动带动螺纹套5和马达6前行,对头骨进行自动钻孔,钻头7在前行时受到阻力,阻力反作用于步进电机3上对压电陶瓷22产生压力,压电陶瓷22产生电流使通电组件和启动按钮15相互配合保持供电,当钻穿头骨后,压电陶瓷22不再受到压力,即不再产生电流,通电组件失去作用,电路断开,步进电机3和马达6停止工作,钻头不再前行,避免伤害脑组织。这一设计能够有效地防止在钻头7钻穿头骨后对脑组织造成损伤,操作简单并且提高了安全系数,增加了手术的成功率。

作为本发明的一种实施方式,参照图3和图7,通电组件包括安装在钻体1顶部的电磁铁16,电磁铁16与压电陶瓷22电性连接,钻体1的顶端开设有与启动按钮15适配的插孔,插孔位于电磁铁16的正上方,启动按钮15为镀锌铁材,插孔的底壁上设有顶片17,启动按钮15的底端和插孔的底壁上均安装有相互配合的接触电极18,两个接触电极18接触时步进电机3和马达6开启。

在对颅骨进行钻孔时,首先按下启动按钮15,两个接触电极18接触将步进电机3和马达6开启,钻头7在旋转的同时被步进电机3向前驱动,开始对颅骨进行钻孔,钻头7钻进时压电陶瓷22受到压力产生电流,使电磁铁16产生磁力,将镀锌铁材的启动按钮15吸附,两个接触电极18保持接触,此时即可松开启动按钮15,钻头7继续钻进,当钻穿颅骨后,钻头7不再受到压力,压电陶瓷22不再产生电流,电磁铁16失去磁性,在顶片17的作用下启动按钮15被顶起,两个接触电极18分开,步进电机3和马达6断电,钻头7则停止工作,防止对脑组织造成破坏。通电组件通过压电陶瓷22感受钻头7受到的阻力,并借助电磁铁16对步进电机3和马达6的工作状态进行控制,巧妙地实现了钻穿自停的效果,提升了安全系数。

作为本发明的一种实施方式,参照图1-3,步进电机3和马达6的外壁上均设有限位块,滑孔2的内壁上分别开设有与限位块适配的限位滑槽14,限位滑槽14限制步进电机3下移。

通过限位块和限位槽14的配合限制马达6的活动范围,使其只能上下活动,当步进电机3带动丝杆4转动时,螺纹套5和马达6会稳定地上下移动而不会旋转,提高了工作时的稳定性。步进电机3能够上移一定距离,当钻头7受阻力时,步进电机3会受到反作用力上移微小距离对压电陶瓷22产生压力,确保步进电机3能够对压电陶瓷22产生准确的压力,进而保证通电组件能够稳定工作。

作为本发明的一种实施方式,参照图3,钻体1的底端开设有吸附口9,吸附口9的内壁上设有与钻体1外侧连通的活塞筒10,活塞筒10的内部配设有活塞13,活塞13上连接有延伸至钻体1外侧的活塞杆11,钻体1的外壁上转动安装有拨杆12,活塞杆11上开设有与拨杆12适配的拨槽,钻体1的外壁上开设有供拨杆12活动的操作口21,操作口21的内部设有对拨杆12的位置进行固定的单向挡块19。

在使用本发明对病人的颅骨进行钻孔时,可先将钻头7的尖端对准钻孔位置,然后稍微用力下压钻体1,使钻体1的底端紧密地贴合在颅骨表面,然后将拨杆12压入操作口21内,拨杆12的底端将活塞杆11向外拨动,将吸附口9内的空间抽成负压,使钻体1的底端牢固地吸附在病人颅骨上,此时即可松开钻体1。这一设计不仅提高了钻孔时的稳定性,使钻孔位置不宜偏移,同时使用更加便捷,不易出现差错。

作为本发明的一种实施方式,参照图5,单向挡块19为楔形结构,单向挡块19弹性插设在操作口21的内侧壁上,操作口21的底壁上安装有与拨杆12固定连接的弹簧20。

在将拨杆12的顶部压入操作口21内部时,单向挡块19由于自身的楔形结构被逐渐压下,当拨杆12到达单向挡块19后方时,单向挡块19失去阻挡弹出,其背部的平面将拨杆12阻挡,对拨杆12的位置进行固定,保持活塞杆11的位置,进而保持吸附口9内的负压状态,使用更加便捷。

作为本发明的一种实施方式,参照图2,钻体1的底端开设有观察口8,钻头7通过观察口8向外延伸,钻体1的底端呈弧形向上凹陷,钻体1的底端贴设有密封垫。

观察口8的设计方便调整钻头7的钻孔位置,并且方便清理钻出的骨屑。钻体1的底端设计成微微上凹的弧形可使其更加贴合颅骨表面,并且通过密封垫的设计进一步提高与颅骨表面接触时的密封性,进而确保对吸附口9内部抽负压时的稳定性,避免发生漏气的情况。

本发明还提供了一种颅骨钻头,该颅骨钻头适用于上述的颅骨钻。

工作原理:在需要对病人进行颅骨钻孔手术时,在准备工序完成后,将钻体1竖直放到颅骨表面,然后稍微下压钻体1,将拨杆12压入操作口21内,通过单向挡块19固定住拨杆12,完成对吸附口9内部的抽负压操作,使钻体1稳定地吸附在颅骨表面。然后按下启动按钮15,两个接触电极18接触将步进电机3和马达6开启,钻头7在旋转的同时被步进电机3向前驱动,开始对颅骨进行钻孔,钻头7钻进时压电陶瓷22受到压力产生电流,使电磁铁16产生磁力,将镀锌铁材的启动按钮15吸附,两个接触电极18保持接触,此时即可松开启动按钮15,钻头7继续钻进,当钻穿颅骨后,钻头7不再受到压力,压电陶瓷22不再产生电流,电磁铁16失去磁性,在顶片17的作用下启动按钮15被顶起,两个接触电极18分开,步进电机3和马达6断电,钻头7则停止工作,防止对脑组织造成破坏。需要注意的是,在钻体1上设置另一个按钮控制步进电机3反转,在钻孔结束后将钻头7收起,预备下一次手术。

该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接,并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备,本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用,其产品会在购买后进行调整与改造,使之更加匹配和符合本发明所属技术方案,其为本技术方案一个最佳应用的技术方案,其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造,其为本领域所属技术人员所熟知的,因此,本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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