一种医用骨钻钻头追送方法及夹持设备与流程

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种医用骨钻钻头追送方法及夹持设备。

背景技术：

1、骨钻即骨科钻头，为在骨科手术过程中高频使用的工具，用于钻孔、攻螺纹，尤其适用于骨科创伤手术中的四肢长骨钻孔。例如：骨科手术中常常需要骨钻预先钻孔后再置入螺钉固定，或者钻孔制造微骨折进行关节融合术，是外科手术中在骨骼上钻孔用的电动工具，适用于提供机械动力实施骨组织手术中，多用于脊柱外科手术及多种骨科手术治疗中，骨钻上用克氏针进行钻孔，克氏针是一种骨科常用的内固定材料，其原规格一般固定在二十公分左右，直径在0.5-3.5毫米间有不同的几种规格。用于固定短小骨折或撕脱骨折等应力不大的骨折固定，也常被用在骨科手术中临时骨折块的固定中。近年来随着外固定支架的广泛应用，克氏针的最大直径逐渐曾加到4毫米，配合外固定锁钉来固定骨盆骨折、跟骨骨折等应急较大的骨折。

2、骨钻装置用于外科手术中在骨骼(包括颅骨、膝盖骨、脊柱骨等等)上钻孔。传统的骨钻装置通过手柄内设置的微电机带动手柄前端部位的骨钻头对骨组织进行钻削处理，使得在骨组织上钻设形成开孔，以便进行手术操作。由于传统的骨钻装置不具有实时监测钻削深度(距离)，因此一般是通过医生的手感经验或者目测观察判断是否钻穿骨组织以及钻孔的深度大小，这样具有潜在的手术安全性隐患。

3、因此装在骨钻上时由于重力和外力因素克氏针发生形变、弯曲，以至不能准确地追踪针尖的坐标位置，现有方案有使用更粗的克氏针，但这个仍然无法规避克氏针变形，也无法准确的追踪针尖的坐标位置。

4、综上所述，需要一种医用骨钻钻头追送方法来解决现有技术中所存在的不足之处。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种医用骨钻钻头追送方法及夹持设备，旨在解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种医用骨钻钻头追送方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：检查骨钻是否有正常，将克氏针安装在骨钻上，测量针尖至骨钻末端克氏针长度l；

4、步骤s2：将克氏针套筒装配进机械臂前端把持器内；

5、步骤s3：给机械臂规划好路径，并将机械臂移动至规划好路径的初始位置；

6、步骤s4：在ndi坐标系中获取套筒的前端坐标c1、套筒的后端坐标c2，套筒的方向d1；

7、步骤s5：将装有克氏针的骨钻插入套筒内，设定克氏针针尖的坐标为c2，通过骨钻上的反光球获取骨钻末端的坐标c3，并获取d3＝c1-c3；

8、步骤s6：计算套筒方向d1与c1c3连线之间夹角

9、步骤s7：获取c3与d的垂线与d的交点为c4，设定c3至c4的长度为x，c1至c4的长度为y，并计算x和y的数值；

10、步骤s8：计算绕曲线前端后端夹角α；

11、步骤s9：计算绕曲线c1c3之间的绕曲线长度l2，

12、得到c1c2长度l1＝l-l2，确定克氏针针尖方向和位置。

13、可选的，所述步骤s6中夹角的计算公式为：

14、。

15、可选的，所述步骤s7中x、y的计算公式为：

16、

17、

18、可选的，所述步骤s8中夹角α的计算公式为：

19、

20、

21、

22、其中：ei为弯曲强度，f为作用力大小，β为积分变量。

23、可选的，所述步骤s9中绕曲线长度l2的计算公式为：

24、

25、

26、其中：ei为弯曲强度，f为作用力大小，β为积分变量。

27、可选的，所述步骤s9中套筒为刚性套筒，确定c2的方向为d1。

28、一种医用骨钻夹持设备，其特征在于，包括基体法兰，所述基体法兰上设置机械臂前端把持器，所述机械臂前端把持器一端与基体法兰可拆卸连接，所述机械臂前端把持器另一端上设置套筒孔。

29、可选的，所述机械臂前端把持器上套筒孔位置设置套筒安装梯台。

30、基体法兰用于与机械臂连接，机械臂前端把持器用于固定和安装骨钻以及套筒，方便骨钻的安装和拆卸更换，骨钻上安装克氏针，套筒孔方便套筒的安装与拆卸更换，套筒根据克氏针的直径更换。

31、本发明的有益效果：

32、1、本发明中，通过在ndi坐标系统确定套筒两端的坐标，并通过反光求获取骨钻末端的坐标，计算绕曲线c1c3的长度，进而确定克氏针针尖的位置和方向，能够大大提升针尖位置检测的准确性，具有一定的使用价值和推广价值。

技术特征：

1.一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，所述步骤s6中夹角的计算公式为：

3.根据权利要求1所述一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，所述步骤s7中x、y的计算公式为：

4.根据权利要求1所述一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，所述步骤s8中夹角α的计算公式为：

5.根据权利要求1所述一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，所述步骤s9中绕曲线长度l2的计算公式为：

6.根据权利要求1所述一种医用骨钻钻头追送方法，其特征在于，所述步骤s9中套筒为刚性套筒，确定c2的方向为d1。

7.一种医用骨钻夹持装置，其特征在于，包括基体法兰，所述基体法兰上设置机械臂前端把持器，所述机械臂前端把持器一端与基体法兰可拆卸连接，所述机械臂前端把持器另一端上设置套筒孔。

8.根据权利要求7所述一种医用骨钻夹持装置，其特征在于，所述机械臂前端把持器上套筒孔位置设置套筒安装梯台。

技术总结
本发明公开了一种医用骨钻钻头追送方法及夹持装置，本发明通过在NDI坐标系统确定套筒两端的坐标，并通过反光求获取骨钻末端的坐标，计算绕曲线的长度，进而确定克氏针针尖的位置和方向，能够大大提升针尖位置检测的准确性，具有一定的使用价值和推广价值，具有一定的使用价值和推广价值。

技术研发人员：叶君,张健
受保护的技术使用者：杭州邦杰星医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12