适用于截骨手术的撑开测量装置及机械臂

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种适用于截骨手术的撑开测量装置及机械臂。

背景技术：

1、截骨手术常用于关节科、运动医学科和创伤科，属于相对微创的手术。在截骨手术中，通常使用医用摆锯进行截骨操作，在截骨处形成骨缝。

2、在截骨操作过程中，医用摆锯的锯片与待截骨的表面接触并进行截骨操作，骨缝切割完成后，需要借助撑开装置撑开一定的角度，然而临床上使用的撑开装置不具备测量骨缝撑开所承受压力的功能，截骨的撑开角度一般由医生目测撑开装置上的刻度，读取撑开的角度值，刻度不易观测，医生读取数值的便捷性差，对手术的精确性有一定的影响。

技术实现思路

1、针对于现有的技术问题，本发明提供一种适用于截骨手术的撑开测量装置及机械臂，用于至少部分解决以上技术问题，通过驱动机构驱动活动撑开机构转动撑开，压力传感器测量骨缝撑开所承受的压力，追踪机构测量骨缝的撑开夹角，使骨缝撑开至所需夹角，提高了使用的便捷性和手术的精确性。

2、本发明实施例提供一种适用于截骨手术的撑开测量装置，包括：基座，被构造成安装于医疗机械臂的执行端；定位撑开机构，安装于基座上；活动撑开机构，所述活动撑开机构的第一端通过连接轴可转动地安装于所述定位撑开机构的第一端，具有与所述定位撑开机构大致平行，以插入骨缝的闭合状态，及与所述定位撑开机构形成夹角，以抵接所述骨缝并使所述骨缝撑开的展开状态；驱动机构，安装于基座上，适用于驱动所述活动撑开机构在处于所述闭合状态的位置及处于所述展开状态的位置之间转动；压力传感器，配置于所述定位撑开机构和/或所述活动撑开机构上，适用于在所述活动撑开机构处于展开状态下抵接于所述骨缝的内壁，以获取所述骨缝所承受压力的压力信号；以及追踪机构，被构造成检测处于所述展开状态下的所述活动撑开机构相对于所述定位撑开机构的夹角的角度信号，以用作所述骨缝的撑开夹角。

3、根据本公开的实施例，所述追踪机构包括：两组追踪组件，其中一组所述追踪组件配置于所述定位撑开机构上，适用于生成一个沿所述定位撑开机构所在平面延伸的第一直线的直线信号，另一组所述追踪组件配置于所述活动撑开机构上，被构造成随所述活动撑开机构相对于所述定位撑开机构转动，并适用于生成一个沿所述活动撑开机构所在平面延伸的第二直线的直线信号；以及光学定位系统，适用于依据所采集的两个所述直线信号生成所述第一直线及所述第二直线所形成的夹角的所述角度信号。

4、根据本公开的实施例，所述追踪组件包括：两个间隔的安装于所述定位撑开机构或所述活动撑开机构的侧边上的追踪球，两个所述追踪球适用于生成一个所述直线信号。

5、根据本公开的实施例，所述驱动机构包括：驱动组件，安装于所述基座；驱动块，被构造为在所述驱动组件的驱动下，在与所述定位撑开机构垂直的方向上往复移动；连接板，在与所述定位撑开机构平行的方向上可滑动地安装于所述驱动块；以及调节组件，可转动地安装于所述连接板的端部，并安装于所述活动撑开机构，以随所述驱动块的移动驱动所述活动撑开机构相对于所述定位撑开机构转动撑开形成夹角。

6、根据本公开的实施例，所述调节组件包括：调节块，可转动地安装于所述连接板的端部，所述调节块设置有滑槽，所述滑槽被构造为允许所述活动撑开机构的侧边伸入所述滑槽内滑动，以对调节块相对于所述连接轴的位置进行调节；以及定位钮，螺纹连接于所述调节块，被构造为旋转伸入所述滑槽并与所述活动撑开机构卡接，以阻止所述调节块相对于所述活动撑开机构滑动。

7、根据本公开的实施例，所述活动撑开机构设有朝向所述定位撑开机构弯折的折边，所述折边沿所述骨缝的深度方向延伸，所述折边伸入所述滑槽内滑动，所述折边被构造为阻止所述调节组件伸出所述活动撑开机构的表面外。

8、根据本公开的实施例，所述折边上设置有多个定位孔,多个所述定位孔沿所述骨缝的深度方向间隔分布，以允许所述定位钮插入所述定位孔内。

9、根据本公开的实施例，所述驱动组件包括：驱动电机，安装于所述基座；丝杠，在与所述定位撑开机构垂直的方向延伸，可转动地安装于所述基座，并在所述驱动电机的驱动下转动，以驱动所述驱动块移动；以及导向杆，安装于所述基座并与所述丝杠平行，以引导所述驱动块移动。

10、根据本公开的实施例，还包括主控机，被配置为接收所述压力传感器输出的压力信号和/或所述追踪机构输出的角度信号，并显示所述活动撑开机构对所述骨缝施加的压力和/或所述骨缝的撑开夹角。

11、本发明实施例还提供一种安装有如上所述的撑开测量装置的机械臂。

12、根据本发明提供的适用于截骨手术的撑开测量装置及机械臂,在进行截骨手术时，截骨锯片在待截骨的表面完成骨缝切割后，定位撑开机构和活动撑开机构处于大致平行的闭合状态，定位撑开机构和活动撑开机构的第一端伸入骨缝内，驱动机构驱动活动撑开机构绕连接轴相对于定位撑开机构转动张开，使得活动撑开机构处于展开状态，活动撑开机构和定位撑开机构的外表面与骨缝的内壁贴合，同时，压力传感器测量骨缝撑开所承受的压力的压力信号，两组追踪机构检测处于展开状态下的活动撑开机构相对于定位撑开机构的夹角的角度信号，从而测量骨缝的撑开夹角，实现实时智能化测量骨缝的撑开夹角，使骨缝撑开至所需夹角，减小夹角测量偏差，提高使用的便捷性和手术的精确性。

技术特征：

1.一种适用于截骨手术的撑开测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的撑开测量装置，其特征在于，所述追踪机构包括：

3.根据权利要求2所述的撑开测量装置，其特征在于，所述追踪组件(5)包括：两个间隔的安装于所述定位撑开机构(2)或所述活动撑开机构(3)的侧边上的追踪球(52)，两个所述追踪球(52)适用于生成一个所述直线信号。

4.根据权利要求1所述的撑开测量装置，其特征在于，所述驱动机构(4)包括：

5.根据权利要求4所述的撑开测量装置，其特征在于，所述调节组件(44)包括：

6.根据权利要求5所述的撑开测量装置，其特征在于，所述活动撑开机构(3)设有朝向所述定位撑开机构(2)弯折的折边(34)，所述折边(34)沿所述骨缝的深度方向延伸，所述折边(34)伸入所述滑槽(4411)内滑动，所述折边(34)被构造为阻止所述调节组件(44)伸出所述活动撑开机构(3)的表面外。

7.根据权利要求6所述的撑开测量装置，其特征在于，所述折边(34)上设置有多个定位孔(341),多个所述定位孔(341)沿所述骨缝的深度方向间隔分布，以允许所述定位钮(442)插入所述定位孔(341)内。

8.根据权利要求4所述的撑开测量装置，其特征在于，所述驱动组件(41)包括：

9.根据权利要求1所述的撑开测量装置，其特征在于，还包括主控机，被配置为接收所述压力传感器(7)输出的压力信号和/或所述追踪机构输出的角度信号，并显示所述活动撑开机构(3)对所述骨缝施加的压力和/或所述骨缝的撑开夹角。

10.一种安装有权利要求1至9中的任一所述的撑开测量装置的机械臂。

技术总结
本发明公开了一种适用于截骨手术的撑开测量装置及机械臂，包括基座，被构造成安装于机械臂的执行端；定位撑开机构安装于基座；活动撑开机构的第一端通过连接轴可转动地安装于定位撑开机构的第一端，具有与定位撑开机构平行，以插入骨缝的闭合状态，及与定位撑开机构形成夹角，以使骨缝撑开的展开状态；驱动机构适用于驱动活动撑开机构在处于闭合状态的位置及处于展开状态的位置之间转动；压力传感器配置于定位撑开机构和/或活动撑开机构上，适用于在活动撑开机构处于展开状态下抵接于骨缝的内壁，以获取骨缝所受压力的压力信号；追踪机构被构造成检测处于展开状态下的活动撑开机构相对于定位撑开机构的夹角的角度信号，以用作骨缝的撑开夹角。

技术研发人员：马信龙,韩佳奇,王树新,王铭智
受保护的技术使用者：天津大学医疗机器人与智能系统研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16