一种骨水泥遥控注射装置的制作方法

本发明属于生物力学注射领域，尤其涉及一骨水泥遥控注射装置。

背景技术：

目前中老年人群中常见的骨质疏松，可能会导致脊椎压缩性骨折。在椎体成形术(PVP)中，医生向患者骨折的脊柱骨内注射骨水泥，骨水泥凝固后可起到支撑和加固椎体、缓解疼痛的作用；在当前的骨水泥注射手术中，受到手术器材的限制，临床上常采用X射线机透视注射部位，以观察注射量与渗漏情况，医生在手术过程中会暴露在辐射环境下，受到辐射伤害。目前国内外很多公司对骨水泥注射装置进行了大量的研究。

史塞克(美国)医疗器械有限公司公开了一种一体化的混合和输送系统，此系统在混合约2分钟，骨水泥混合直到转移至注射器的过程中无需手术，搅拌叶片将水泥粉末和液体混合在一起，形成理想的粘度，“锁定”盖和木炭过滤器，控制和疏散有机玻璃烟雾；骨水泥的输送采用手动操作，每转输送0.4cc；骨水泥的输送管采用超过14英寸总长的延伸管有助于保证辐射安全性；此种混合输送系统价格昂贵，不适合国内市场的使用。

山东冠龙医疗用品有限公司公开了一种201型椎体成形成套手术器械，适用于PVP术对椎体良、恶性肿瘤及OCVF的手术治疗；此器械中骨水泥注射器采用的骨水泥粘度较低，在注射的过程中需从注射器头部借助漏斗灌装骨水泥，此操作虽然可有效地避免渗漏事故发生，但是不能完全满足安全性的要求；此公司还公开了一种遥控注射系统，与201型注射器配合使用，遥控距离为3m，最小的注射速率为0.1Ml/s，此遥控注射系统可以实现让医生在手术室外遥控注射骨水泥的要求，但是只能注射低粘度的骨水泥，安全性相对较低。

上海凯利泰医疗科技股份有限公司公开了一种KMC液压骨水泥输送装置，其中骨水泥输送装置中的减压阀的设计，在PVP手术灌注骨水泥时，压力达到一定值时，能打开阀门，自动停止骨水泥的注入，大大降低了骨水泥渗漏的风险，操作简单方便，有效的减少了手术时间；骨水泥注射量精准可控在0.3ml/圈，延长管长度为100cm，可让医生远离高辐射区域，但是，使用延长管的方法扔无法有效避免对医生的辐射伤害。

中国发明专利(200980137051.6：骨水泥注射装置)公开了一种用于将不可压缩的低粘性流体注射到适于与套管相接合的骨水泥容器的系统，经由所述套管，高粘性骨水泥从所述骨水泥容器输送到骨骼元件，所述系统包括控制手柄，所述控制手柄具有本体、处于所述本体的外端的握持部和位于中心的由拇指操控的动力活塞，所述握持部被构造为用于容纳使用者的至少两个手指从而允许使用者单手操控所述控制手柄，所述本体包括相对彼此同心布置的所述动力活塞和圆筒形的低粘性流体容器，所述低粘性流体容器容纳所述不可压缩的低粘性流体，所述动力活塞具有贯穿所述圆筒形的低粘性流体容器的中心纵向地延伸的动力活塞管，以使得所述低粘性流体容器限定为环形并围住所述本体中的所述动力活塞管，所述动力活塞具有在所述动力活塞管内可移动的第一柱塞，环形的所述低粘性流体容器内容纳第二柱塞，所述第二柱塞是环形的并在所述低粘性流体容器中可移动，所述动力活塞管具有入口和出口，其中，所述入口与所述低粘性流体容器连通，使得在所述低粘性流体容器中的所述低粘性流体通过所述第二柱塞移动出所述低粘性流体容器并进入所述动力活塞管，当所述动力活塞的所述第一柱塞被使用者的拇指按压时，所述动力活塞管内的所述低粘性流体在压力下经由所述出口排出。

中国实用新型专利(201420003695.4：骨水泥自动注射装置)公开了一种骨水泥自动注射装置，包括有高压注射筒(1)，该高压注射筒(1)的后部设有推进杆，高压注射筒(1)的前端设有注射针；其特征在于：还包括有电源(2)、控制电路板(3)和带锁死装置的步进电机(4)；电源(2)与控制电路板(3)相连，控制电路板(3)的输入端上设有控制按键，控制电路板(3)的输出端连接步进电机(4)的控制端。

上述发明专利公开的骨水泥注射装置主要是在高粘度骨水泥的使用装置上做了改进，而对于医生在手术过程中辐射安全性没有提及；上述的实用新型专利采用步进电机控制高压注射筒的推进量和推进力，使得骨水泥注射量和注射力能够实现精确的控制；采用线控方式实现步进电机工作过程的控制，能够避免医生长时间处于X光的照射下；但是不能完全避免手术过程中对医生的辐射伤害。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种骨水泥遥控注射装置，结构简单，操作方便，不仅可以实现对注射器中注射剂量和速度的实时监控，还有效的避免了在手术的过程中对医生的辐射伤害。

针对上述的技术问题，本发明采用的技术方案是本发明提供一种骨水泥遥控注射装置，包括遥控单元、控制单元、驱动单元和注射流量监控单元，所述遥控单元包括遥控器和监视器，所述遥控器与控制单元的输入端连接，所述监视器与所述控制单元的输出端连接；所述控制单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接，所述驱动单元的输出端与所述注射流量监控单元的输入端连接。

优选地，所述控制单元包括控制器和驱动器，所述控制器的输出端与所述驱动器的输入端连接。

优选地，所述驱动单元包括电机、压力泵、第一机架和第二机架，所述电机通过夹具固定于所述第一机架，所述电机的输入端与所述驱动器的输出端连接；所述电机的驱动轴通过专用夹具与所述压力泵的手柄连接，通过驱动手柄旋转带动压力泵工作；所述压力泵通过夹具固定于所述第二机架。

优选地，所述手柄采用注射套件现有手柄。

优选地，所述注射流量监控单元包括注射器、摄像头、第三机架、X线透视机和克氏针，所述摄像头通过专用支架固定于所述注射器，用于拍摄注射器的注射剂量和速度。

优选地，所述X线透视机设于患者的一侧，对疾病部位进行检查。

优选地，所述克氏针用于最初的体表定位，皮肤进针点确定后即可撤除。

优选地，所述注射器通过夹具固定于所述第三机架。

优选地，所述注射器包括注射活塞和注射针头，所述注射活塞与所述压力泵的输出端连接；所述注射针头上设有穿刺针，注射器通过穿刺针固连在患者身上，无需额外的固定装置来固定注射器。

优选地，所述X线透视机和克氏针定位背部体表进针点，所述X线透视机间断透视下术者操作穿过皮肤及肌肉至骨性结构进针点，所述X线透视机间断透视下锤入穿刺针至椎体内合适的注射位置并稳定固定。

优选地，所述摄像头还与所述控制单元连接，摄像头拍摄的注射剂量和速度通过控制单元反馈到所述监视器上。

优选地，所述电机采用伺服电机或步进电机；伺服电机作为动力源，可以更为精确的控制注射的总量。

优选地，所述注射器内盛有高粘度骨水泥；所述压力泵内盛有无菌生理盐水。

优选地，所述监视器上设有显示界面，应于显示摄像头反馈的注射器的注射剂量和速度。

优选地，所述遥控器上设有启动按钮、暂停按钮和结束按钮。

优选地，所述控制单元、驱动单元和流量注射遥控单元设于手术室内，所述遥控单元设于手术室外，可以有效地避免对医生的辐射伤害。

与现有技术相对比，本发明产生的有益效果是：

(1)本发明提供的骨水泥遥控注射装置采用步进电机或伺服电机提供压力驱动压力泵，尤其是伺服电机作为动力源，可更为精确的控制注射的总量；

(2)在本发明中摄像头固定在注射器上，可以将拍摄记录的注射器的注射剂量和速度通过控制单元反馈到监视器，方便了医生的实时监控；且注射器中盛放有高粘度骨水泥，高粘度骨水泥在手术过程中渗漏率较低，有利于保障手术安全；

(3)在实际临床中，注射器通过插入患者体内的穿刺针固定连接在患者身上，无需额外的固定装置来固定注射器，简化了整体装置结构；

(4)医生在手术室外操作手术，可以获知遥控器产生的理论注射剂量，当前理论注射速度，由摄像头反馈的当前注射器活塞实际位置图像及X光透视的椎体内部图像，医生可以根据上述获知的信息做出有紧急停止系统运行的应急方案。

附图说明

图1是本发明提供的骨水泥遥控注射装置的结构示意图；

图2是本发明提供的骨水泥遥控注射装置的详细组成图；

在附图中，各个含义的具体含义如下：

1：遥控器；11：遥控器启动按钮；12：遥控器暂停按钮；13：遥控器结束按钮；2：监视器；21：可视界面；3：控制器；4：驱动器；5：伺服电机；6：压力泵；7：注射器；71：注射活塞；72：注射针头；73：穿刺针；8：摄像头；9：第三机架；10：第二机架；11：第一夹具；12：第二夹具；13：手柄；14：第一机架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例做详细的阐述。

参图1-图2所示，图1是本发明提供的骨水泥遥控注射装置的结构示意图，图2是本发明提供的骨水泥遥控注射装置的详细组成图，在图1-图2中的骨水泥遥控注射装置包括遥控单元、控制单元、驱动单元和注射流量监控单元，其中遥控单元包括遥控器1和监视器2，遥控器1上设有遥控器启动按钮11、遥控器暂停按钮12和遥控器结束按钮13，监视器2上设有可视界面21；控制单元包括控制器3和驱动器4；驱动单元包括伺服电机5、压力泵6、第一机架14、第二机架10，伺服电机5固定于第一机架14，压力泵6通过第二夹具12固定于第二机架10；压力泵6的手柄13通过第一夹具与伺服电机5的输出轴连接；注射流量监控单元包括注射器7、摄像头8、第三机架9、X线透视机和克氏针，注射器7包括注射活塞71、注射针头72和穿刺针73。其中，遥控器1与控制器3的输入端连接，监视器2与控制器3的输出端连接；控制器3的输出端与驱动器4的输入端连接，驱动器4的输出端与伺服电机的输入端连接，伺服电机5的输出轴通过第一夹具与手柄13连接，通过驱动手柄13旋转带动压力泵6工作；压力泵6的输出轴与注射活塞71连接，注射器7通过穿刺针73固连在患者身上；摄像头8通过专用支架固定于注射器7，用于拍摄注射器7的注射剂量、速度及X线透视机透视的椎体内部图像；摄像头8还与控制单元连接，摄像头8拍摄的注射剂量、速度及X线透视机透视的椎体内部图像通过控制单元反馈到监视器2的可视界面21上；控制单元、驱动单元和流量注射遥控单元设于手术室内，遥控单元设于手术室外，手术室内手术台的一侧设有X线机，X线机通过X光透视患者椎体内部的图像；克氏针用于最初的体表定位，皮肤进针点确定后即可撤除。

采用本发明提供的骨水泥遥控注射装置进行骨水泥注射的过程：全部患者均应采用俯卧位，首先进行心电及血氧饱和度的监测，年老体弱及多椎体患者应建立静脉通道，首先通过X线透视机和克氏针定位背部体表进针点，体表进针点确定后，将克氏针撤除；再次，X线透视机透视下定位病椎，通常棘突间隙中线向外2-3cm即为病椎椎弓根体表投影；然后术者插入穿刺针73，X线透视机透视确认穿刺针73位于椎体内，并处于适合注射的位置稳固固定后，建立工作通道并调制骨水泥；将调制好的骨水泥装入注射器7中备用，按照本发明提供的骨水泥遥控注射装置中各个部件的布置方式进行连接；连接完成后，术者出手术间进入操作间进行遥控操作骨水泥注射，同时摄像头8监控注射器7的注射剂量、注射速度及X线透视机透视的椎体内部图像，摄像头8将监控的信息通过控制单元传送至监视器2，术者通过观察监视器2上的图像、数字，控制骨水泥向椎体内的注射量及注射速度。X线透视机透视全程监控或间断点踩监控骨水泥的注入过程，骨水泥注入约2.0-6.0ml，至椎体形态或骨水泥扩散满意，结束骨水泥的注射。

上文所述的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并不是用以限制本发明的保护范围，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化均属于本发明的保护范围。