一种用于神经外科手术的VR模拟牵引装置的制作方法

本发明属于医疗设备技术领域，具体的说是一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置。

背景技术：

vr即虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

脑出血是指非外伤性脑实质内血管破裂引起的出血，占全部脑卒中的20％～30％，急性期病死率为30％～40％。发生的原因主要与脑血管的病变有关，脑出血的患者往往由于情绪激动、费劲用力时突然发病，早期死亡率很高，脑部血管破裂后血液进入大脑皮层中淤积之后凝固，严重压迫大脑皮层和脑部神经，造成不同程度的运动障碍、认知障碍、言语吞咽障碍等后遗症。

现有技术中采用开颅手术对严重脑溢血患者进行救助，创伤极大，且手术过程中为了准确找到血块位置常需要手术钳进行牵引以暴露手术视野，顺利完成手术，手术钳对大脑皮层也有一定伤害。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决严重脑溢血患者开颅手术创伤极大，手术钳损伤大脑皮层的问题，本发明提出的一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置，包括探杆，所述探杆采用钛合金材料制成，探杆头部为锥形面，锥形面顶部设有360°全景的摄像头，摄像头用于查看颅内出血位置；所述摄像头外圈周向均布一组强光灯；所述摄像头通过电性连接外部vr眼镜，摄像头输出信号经vr眼镜处理生成模拟颅内手术环境；所述探杆中部设有破碎单元，破碎单元用于破碎颅内神经周围淤积的血块，且破碎单元工作时vr眼镜可以对破碎单元的工作状态实时监测；采用钛合金制成的探杆与人体有很好的相容性，减少排异反应，降低探杆对脆弱的大脑皮层伤害；进行颅内神经周围血块清理手术时，探杆从颅骨预先钻好的钻孔中插入颅内，按照根据术前核磁共振检查生成影像制定好的路线前进，同时强光灯照亮颅内组织，vr眼镜接收360°全景的摄像头传来的数据后处理生成模拟颅内手术环境，实时修正探杆前进路线，避免探头损伤颅内其它健康组织；探杆头部喷出生理盐水冲洗探杆经过颅内时产生的少量出血，保证摄像头获得清晰准确的视野，增加vr眼镜生成模拟手术环境的准确性，减少手术风险；通过vr眼镜观测到探杆到达预定位置时，探杆停止运动，破碎单元对颅内神经周围的血块进行破碎后进行清理。

优选的，所述破碎单元包括芯轴、驱动电机、滑环、一号连杆、二号连杆、破碎爪和活塞；所述探杆中部设有芯轴，芯轴远离探杆头部的一端套有驱动电机，驱动电机可在芯轴上旋转，驱动电机外壳为钛合金材质；所述驱动电机靠近探杆头部的一侧固接有滑环，滑环与芯轴滑动连接；所述滑环远离驱动电机的一侧周向均布一组破碎爪，破碎爪靠近滑环的一侧通过一号连杆与滑环连接；所述一号连杆分别与破碎爪和一号滑环铰接；所述滑环内设有一组活塞，活塞与破碎爪之间设有二号连杆，二号连杆分别与破碎爪和活塞铰接；所述芯轴、滑环、一号连杆、二号连杆、破碎爪和活塞均由钛合金制成；滑环、驱动电机、一号连杆、二号连杆、破碎爪和活塞的配合用于在探杆到达颅内神经周围淤积的血块时，驱动电机带动破碎爪旋转对血块进行破碎；探杆到达预定手术位置后，活塞向外推出，通过一号连杆和二号连杆的配合将破碎爪张开，驱动电机通过滑环、一号连杆和二号连杆的配合，带动破碎爪旋转，对淤积的血块打碎清理；360°全景的摄像头实时采集手术部位视频，经vr眼镜处理后生成模拟手术环境，根据手术进程调整驱动电机的转速和探杆的位置，保证手术快速顺利进行，缩短手术时间，进而减少脑补麻醉带来的副作用和术后发炎的概率。

优选的，所述破碎爪包括圆桶、绞龙、微型电机和吸管；所述圆桶和绞龙均由钛合金制成；所述圆桶靠近探杆头部的一侧设有开口，圆桶内靠近底部的位置设有微型电机，微型电机外壳为钛合金材质；所述微型电机通过支架固接在圆桶内壁，支架不影响破碎后的血块流动；所述微型电机靠近圆桶开口的一侧设有绞龙，绞龙与微型电机输出轴固接，绞龙可以绞碎血块；所述圆桶底部连通有吸管，吸管将破碎后的血块吸出体外；圆通开口接触颅内神经附近的血块时，吸管少量抽气使圆桶内形成轻微负压，与圆桶接触的血块在负压的作用下被圆桶吸入，微型电机带动绞龙转动对血块进行绞碎，绞碎后的血块通过吸管引流到体外；当vr眼镜通过摄像头观测到破碎单元距离神经束过近，破碎单元有损伤神经束的风险时，通过探杆控制器调整破碎单元位置，避开神经束后继续对淤积的血块进行破碎清理；血块被不断地吸入圆桶被绞龙绞碎后吸走，最后完全破碎后排出体外，消除血块对脑部神经的压迫，患者恢复到健康状态；

优选的，所述摄像头与破碎单元之间的探杆上设有膨胀环，膨胀环采用弹性橡胶制成；膨胀环充入生理盐水后膨胀，撑开血块周围的神经，避免破碎单元损伤神经；充入生理盐水的膨胀环体积膨胀，撑开血块附近的神经、血管和其它健康组织，为摄像头提供充足的观察视野，膨胀后的膨胀环直径大于工作时破碎爪的旋转直径，确保破碎爪不会伤害到其它健康的组织；弹性橡胶制成的膨胀环在膨胀后也不会划伤大脑皮层，将手术对大脑等组织的伤害降到最低。

优选的，所述膨胀环内壁设有微型抽吸泵，微型抽吸泵用于抽吸破碎的血块，进一步加快颅内神经周围血块的排出；膨胀环充入生理盐水膨胀后，微型抽吸泵跟随膨胀环向外张开，在破碎爪对淤积的血块进行破碎后，微型抽吸泵吸入部分逸散的碎血块，通过管道排出体外，进一步加快颅内神经周围血块的破碎排出速度，减少手术时间，避免长时间手术对术后患者恢复速度的影响。

优选的，所述圆桶内壁设有柔性环形的橡胶囊，橡胶囊中填充有溶血剂，橡胶囊内壁均匀开设有一组细孔；橡胶囊释放出溶血剂防止血块堵塞吸管；绞龙绞碎吸入圆桶的血块时挤压橡胶囊，橡胶囊内的溶血剂从细孔中挤出，溶血剂可以溶解淤积凝固的血块，避免较大的血块堵塞吸管，手术被迫暂停，探杆抽出清理疏通吸管后再次插入颅内继续完成手术，造成手术时间延长，增加脑部受损的概率。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置，通过探杆从颅骨预先钻好的钻孔中插入颅内，vr眼镜接收360°全景的摄像头传来的数据后处理生成模拟颅内手术环境，实时修正探杆前进路线，避免探头损伤颅内其它健康组织；通过vr眼镜观测到探杆到达预定位置时，破碎单元对颅内神经周围的血块进行破碎后进行清理，避免开颅手术造成的巨大创伤。

2.本发明所述的一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置，通过探杆到达预定手术位置后，活塞向外推出，通过一号连杆和二号连杆的配合将破碎爪张开，驱动电机通过滑环、一号连杆和二号连杆的配合，带动破碎爪旋转，对淤积的血块打碎清理；vr眼镜生成模拟手术环境，根据手术进程调整驱动电机的转速和探杆的位置，保证手术快速顺利进行，缩短手术时间，进而减少脑补麻醉带来的副作用和术后发炎的概率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的工作示意图；

图3是图1中a处局部放大图；

图4是实施例一的示意图；

图5是实施例二的示意图；

图中：探杆1、摄像头2、破碎单元3、芯轴4、驱动电机5、滑环6、一号连杆7、二号连杆8、破碎爪9、活塞10、圆桶11、绞龙12、微型电机13、吸管14、膨胀环15、微型抽吸泵16、橡胶囊17。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种用于神经外科手术的vr模拟牵引装置，包括探杆1，所述探杆1采用钛合金材料制成，探杆1头部为锥形面，锥形面顶部设有360°全景的摄像头2，摄像头2用于查看颅内出血位置；所述摄像头2外圈周向均布一组强光灯；所述摄像头2通过电性连接外部vr眼镜，摄像头2输出信号经vr眼镜处理生成模拟颅内手术环境；所述探杆1中部设有破碎单元3，破碎单元3用于破碎颅内神经周围淤积的血块，且破碎单元3工作时vr眼镜可以对破碎单元3的工作状态实时监测；采用钛合金制成的探杆1与人体有很好的相容性，减少排异反应，降低探杆1对脆弱的大脑皮层伤害；进行颅内神经周围血块清理手术时，探杆1从颅骨预先钻好的钻孔中插入颅内，按照根据术前核磁共振检查生成影像制定好的路线前进，同时强光灯照亮颅内组织，vr眼镜接收360°全景的摄像头2传来的数据后处理生成模拟颅内手术环境，实时修正探杆1前进路线，避免探头损伤颅内其它健康组织；探杆1头部喷出生理盐水冲洗探杆1经过颅内时产生的少量出血，保证摄像头2获得清晰准确的视野，增加vr眼镜生成模拟手术环境的准确性，减少手术风险；通过vr眼镜观测到探杆1到达预定位置时，探杆1停止运动，破碎单元3对颅内神经周围的血块进行破碎后进行清理。

作为本发明的一种实施方式，所述破碎单元3包括芯轴4、驱动电机5、滑环6、一号连杆7、二号连杆8、破碎爪9和活塞10；所述探杆1中部设有芯轴4，芯轴4远离探杆1头部的一端套有驱动电机5，驱动电机5可在芯轴4上旋转，驱动电机5外壳为钛合金材质；所述驱动电机5靠近探杆1头部的一侧固接有滑环6，滑环6与芯轴4滑动连接；所述滑环6远离驱动电机5的一侧周向均布一组破碎爪9，破碎爪9靠近滑环6的一侧通过一号连杆7与滑环6连接；所述一号连杆7分别与破碎爪9和一号滑环6铰接；所述滑环6内设有一组活塞10，活塞10与破碎爪9之间设有二号连杆8，二号连杆8分别与破碎爪9和活塞10铰接；所述芯轴4、滑环6、一号连杆7、二号连杆8、破碎爪9和活塞10均由钛合金制成；滑环6、驱动电机5、一号连杆7、二号连杆8、破碎爪9和活塞10的配合用于在探杆1到达颅内神经周围淤积的血块时，驱动电机5带动破碎爪9旋转对血块进行破碎；探杆1到达预定手术位置后，活塞10向外推出，通过一号连杆7和二号连杆8的配合将破碎爪9张开，驱动电机5通过滑环6、一号连杆7和二号连杆8的配合，带动破碎爪9旋转，对淤积的血块打碎清理；360°全景的摄像头2实时采集手术部位视频，经vr眼镜处理后生成模拟手术环境，根据手术进程调整驱动电机5的转速和探杆1的位置，保证手术快速顺利进行，缩短手术时间，进而减少脑补麻醉带来的副作用和术后发炎的概率。

作为本发明的一种实施方式，所述破碎爪9包括圆桶11、绞龙12、微型电机13和吸管14；所述圆桶11和绞龙12均由钛合金制成；所述圆桶11靠近探杆1头部的一侧设有开口，圆桶11内靠近底部的位置设有微型电机13，微型电机13外壳为钛合金材质；所述微型电机13通过支架固接在圆桶11内壁，支架不影响破碎后的血块流动；所述微型电机13靠近圆桶11开口的一侧设有绞龙12，绞龙12与微型电机13输出轴固接，绞龙12可以绞碎血块；所述圆桶11底部连通有吸管14，吸管14将破碎后的血块吸出体外；圆通开口接触颅内神经附近的血块时，吸管14少量抽气使圆桶11内形成轻微负压，与圆桶11接触的血块在负压的作用下被圆桶11吸入，微型电机13带动绞龙12转动对血块进行绞碎，绞碎后的血块通过吸管14引流到体外；当vr眼镜通过摄像头2观测到破碎单元3距离神经束过近，破碎单元3有损伤神经束的风险时，通过探杆1控制器调整破碎单元3位置，避开神经束后继续对淤积的血块进行破碎清理；血块被不断地吸入圆桶11被绞龙12绞碎后吸走，最后完全破碎后排出体外，消除血块对脑部神经的压迫，患者恢复到健康状态；

作为本发明的一种实施方式，所述摄像头2与破碎单元3之间的探杆1上设有膨胀环15，膨胀环15采用弹性橡胶制成；膨胀环15充入生理盐水后膨胀，撑开血块周围的神经，避免破碎单元3损伤神经；充入生理盐水的膨胀环15体积膨胀，撑开血块附近的神经、血管和其它健康组织，为摄像头2提供充足的观察视野，膨胀后的膨胀环15直径大于工作时破碎爪9的旋转直径，确保破碎爪9不会伤害到其它健康的组织；弹性橡胶制成的膨胀环15在膨胀后也不会划伤大脑皮层，将手术对大脑等组织的伤害降到最低。

作为本发明的一种实施方式，所述膨胀环15内壁设有微型抽吸泵16，微型抽吸泵16用于抽吸破碎的血块，进一步加快颅内神经周围血块的排出；膨胀环15充入生理盐水膨胀后，微型抽吸泵16跟随膨胀环15向外张开，在破碎爪9对淤积的血块进行破碎后，微型抽吸泵16吸入部分逸散的碎血块，通过管道排出体外，进一步加快颅内神经周围血块的破碎排出速度，减少手术时间，避免长时间手术对术后患者恢复速度的影响。

作为本发明的一种实施方式，所述圆桶11内壁设有柔性环形的橡胶囊17，橡胶囊17中填充有溶血剂，橡胶囊17内壁均匀开设有一组细孔；橡胶囊17释放出溶血剂防止血块堵塞吸管14；绞龙12绞碎吸入圆桶11的血块时挤压橡胶囊17，橡胶囊17内的溶血剂从细孔中挤出，溶血剂可以溶解淤积凝固的血块，避免较大的血块堵塞吸管14，手术被迫暂停，探杆1抽出清理疏通吸管14后再次插入颅内继续完成手术，造成手术时间延长，增加脑部受损的概率。

工作时，采用钛合金制成的探杆1与人体有很好的相容性，减少排异反应，降低探杆1对脆弱的大脑皮层伤害；进行颅内神经周围血块清理手术时，探杆1从颅骨预先钻好的钻孔中插入颅内，按照根据术前核磁共振检查生成影像制定好的路线前进，同时强光灯照亮颅内组织，vr眼镜接收360°全景的摄像头2传来的数据后处理生成模拟颅内手术环境，实时修正探杆1前进路线，避免探头损伤颅内其它健康组织；探杆1头部喷出生理盐水冲洗探杆1经过颅内时产生的少量出血，保证摄像头2获得清晰准确的视野，增加vr眼镜生成模拟手术环境的准确性，减少手术风险；通过vr眼镜观测到探杆1到达预定位置时，探杆1停止运动，破碎单元3对颅内神经周围的血块进行破碎后进行清理；探杆1到达预定手术位置后，活塞10向外推出，通过一号连杆7和二号连杆8的配合将破碎爪9张开，驱动电机5通过滑环6、一号连杆7和二号连杆8的配合，带动破碎爪9旋转，对淤积的血块打碎清理；360°全景的摄像头2实时采集手术部位视频，经vr眼镜处理后生成模拟手术环境，根据手术进程调整驱动电机5的转速和探杆1的位置，保证手术快速顺利进行，缩短手术时间，进而减少脑补麻醉带来的副作用和术后发炎的概率；圆通开口接触颅内神经附近的血块时，吸管14少量抽气使圆桶11内形成轻微负压，与圆桶11接触的血块在负压的作用下被圆桶11吸入，微型电机13带动绞龙12转动对血块进行绞碎，绞碎后的血块通过吸管14引流到体外；当vr眼镜通过摄像头2观测到破碎单元3距离神经束过近，破碎单元3有损伤神经束的风险时，通过探杆1控制器调整破碎单元3位置，避开神经束后继续对淤积的血块进行破碎清理；血块被不断地吸入圆桶11被绞龙12绞碎后吸走，最后完全破碎后排出体外；充入生理盐水的膨胀环15体积膨胀，撑开血块附近的神经、血管和其它健康组织，为摄像头2提供充足的观察视野，膨胀后的膨胀环15直径大于工作时破碎爪9的旋转直径，确保破碎爪9不会伤害到其它健康的组织；弹性橡胶制成的膨胀环15在膨胀后也不会划伤大脑皮层；膨胀环15充入生理盐水膨胀后，微型抽吸泵16跟随膨胀环15向外张开，在破碎爪9对淤积的血块进行破碎后，微型抽吸泵16吸入部分逸散的碎血块，通过管道排出体外，进一步加快颅内神经周围血块的破碎排出速度；绞龙12绞碎吸入圆桶11的血块时挤压橡胶囊17，橡胶囊17内的溶血剂从细孔中挤出，溶血剂可以溶解淤积凝固的血块，避免较大的血块堵塞吸管14，手术被迫暂停，探杆1抽出清理疏通吸管14后再次插入颅内继续完成手术，造成手术时间延长，增加脑部受损的概率。

本发明提供两个实施例以供参考：

实施例一：请参考图4，当颅内淤积的血块位于神经束旁边时，探杆1到达血块位置后，在摄像头2和vr眼镜模拟颅内手术环境的辅助下，充入生理盐水的膨胀环15体积膨胀，撑开血块附近的神经，驱动电机5通过滑环6、一号连杆7和二号连杆8的配合，带动破碎爪9旋转，对淤积的血块打碎清理，同时圆桶11内的微型电机13带动绞龙12转动将吸入圆桶11的血块进行绞碎，绞碎后的血块通过吸管14引流到体外，加快血块破碎清理速度。

实施例二：请参考图5，当颅内淤积的血块包裹住神经束时，探杆1到达血块位置后，在摄像头2和vr眼镜模拟颅内手术环境的辅助下，充入生理盐水的膨胀环15体积膨胀，撑开血块附近的神经，驱动电机5不工作，圆桶11内的微型电机13带动绞龙12转动将吸入圆桶11的血块进行绞碎，绞碎后的血块通过吸管14引流到体外，当圆桶11配合微型电机13和绞龙12将血块打通后，探杆1拉回初始位置，通过外部控制器控制驱动电机5调整圆桶11角度后继续对血块进行绞碎清理，直至将血块清理干净；圆桶11、一号连杆7、二号连杆8和滑块不旋转，避免损伤神经束，造成不可修复的结果，影响术后患者正常功能的恢复。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。