專利名稱：一種具有磨削功能的手術動力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械，具體涉及一種具有磨削功能的手術動力裝置， 適用于各類骨組織、軟組織的打磨、鉆孔、切割等操作. 背景技術目前，國內外手術動力裝置正逐步向著高速、精密、微動力的方向發(fā)展， 出現(xiàn)了越來越多的微動力類手術動力裝置產品，現(xiàn)有的微動力類具有磨削功能 的手術動力裝置通常由微電機應用部分、電機驅動器、控制器組成，其結構簡 單，僅能通過接收控制器的控制信號對微電機輸出轉速進行調節(jié)，實現(xiàn)打磨、 切削等功能，未對其工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控，設備一旦工作異常，不能及時反 應故障，給手術帶來很大的風險。根據手術動力裝置類設備的應用領域，為保證其安全性、可靠性，具有磨削功能的手術動力裝置在產品安全型式分類上應劃分為BF型設備，但是現(xiàn)有的 該類手術動力裝置通常為B型設備，設備電氣安全要求的防電擊程度、漏電流 等指標均沒有BF型設備要求的防護等級高，這使得在其應用范圍內使用B型設 備進行手術操作時，對患者的生命安全存在十分大的潛在危害.此外，現(xiàn)有的具有磨削功能的手術動力裝置通常在35000r/min以上的高速 長時間工作，其應用部分(高速微電機、手術操作器、手術刀具)發(fā)熱嚴重， 溫度過高，從而對患者和手術操作者會造成傷害。為了避免對患者和手術操作 者造成傷害，手術進程不得不間斷停止，等待應用部分冷卻后再繼續(xù)進行。如此的工作方式，大大的延長了手術時間，使手術效率變得十分低下，同時增加了患者手術過程的痛苦和手術的風險。發(fā)明內容本實用新型的目的是針對上述存在的技術缺陷，提供了一種具有磨削功能 的手術動力裝置，它能實時監(jiān)控手術過程的工作狀態(tài)，能解決由于應用部分的發(fā)熱而導致手術需要間斷的問題，并能達到BF型設備的安全性能指標。本實用新型所述的具有磨削功能的手術動力裝置，包括主控制器、與主控 制器連接的腳踏控制器和應用部分，其特征在于主控制器內設有電源電路、單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯 示控制電路和手動功能轉換掩建電路；電源電路分別與單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯示控制電路 和手動功能轉換M電路連接；單片機及主控電路分別與高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能 轉換按鍵電路連接；高速微電機驅動電路與主控制器的面板上設有的第一高速微電機接口和第 二高速微電4^口連接；應用部分的第一高速微電機與第一高速微電機接口連接，第一高速微電機 與第一手術操作器及第一手術刀具連接；應用部分的笫二高速微電機與第二高速微電機接口連接，第二高速微電機與笫二手術操作器及第二手術刀具連接； 顯示控制電路與主控制器的面板上設有的彩色液晶顯示屏連接； 手動功能轉換掩建電路與主控制器的面板上設有的控制第一高速微電機正/反轉的第一手動轉換掩建、控制第二高速微電機正/反轉的第二手動轉換按鍵和最高轉速設定按鍵連接。醫(yī)護人員或手術操作者通過主控制器面板上一組手 動功能轉換按鍵來實現(xiàn)工作狀態(tài)的轉換及最高轉速的設定?？刂频谝桓咚傥㈦?機正/反轉的第一手動轉換^t是在第二高速徵電機接口處于任意工作狀態(tài)下， 按一次轉換到第一高速微電機接口正磨狀態(tài)、或是在第一高速微電機接口工作狀態(tài)下按一次由正磨狀態(tài)轉換到反磨狀態(tài)、或由反磨狀態(tài)轉換到正磨狀態(tài)；控 制第二高速微電機正/反轉的第二手動轉換M是在第一高速微電機接口處于 任意工作狀態(tài)下，按一次轉換到第二高速微電機接口正磨狀態(tài)、或是在第二高 速微電機接口工作狀態(tài)下按一次由正磨狀態(tài)轉換到反磨狀態(tài)、或由反磨狀態(tài)轉 換到正磨狀態(tài)；最高轉速設定M是在任意工作狀態(tài)下設定磨最高輸出轉速。所述的具有磨削功能的手術動力裝置，在腳踏控制器內設有與單片機及主 控電路和電源電路連接的腳踏控制器電路、外面設有與腳踏控制器電路連接的 控制第一高速微電機正/反轉的第一腳踏轉換按鍵、控制第二高速微電機正/反 轉的第二腳踏轉換^^和轉速控制踏板。當醫(yī)護人員或手術操作者遠離主控制器在進行筒單的手術或是醫(yī)護人員不足時，無法通過主控制器面板上的手動功 能轉換掩建來實現(xiàn)工作狀態(tài)的轉換，可通itJ^踏控制器上的腳踏功能轉換按鍵 來實現(xiàn)功能轉換。控制第一高速微電機正/反轉的第一腳踏轉換^A在第二高 速微電機接口處于任意工作狀態(tài)下按一次轉換到第一高速微電機接口正磨狀 態(tài)，或是在第一高速微電機接口工作狀態(tài)下按一次由正磨狀態(tài)轉換到反磨狀態(tài) 或由反磨狀態(tài)轉換到正磨狀態(tài)；控制笫二高速微電機正/反轉的第二腳踏轉換按 鍵是在笫一高速微電機接口處于任意工作狀態(tài)下按一次轉換到笫二高速微電機 接口正磨狀態(tài)，或是在第二高速微電機接口工作狀態(tài)下按一次由正磨狀態(tài)轉換 到反磨狀態(tài)或由反磨狀態(tài)轉換到正磨狀態(tài)；轉速控制踏板是在任意工作狀態(tài)下控制高速微電機動力輸出轉速大小。本裝置由與主控制器連接的高速微電機直接提供動力，通過手術操作器傳 遞動力至手術刀具，適宜于需要磨削的手術.該動力傳動模式的轉速由腳踏控 制器上的轉速控制踏板進行控制，功能的轉換通過主控制器面板上的手動轉換和最高轉速設定M控制，或者通it^踏控制器上的腳踏轉換M控制；具有 動力輸出轉速實時無級調節(jié)、應用部分端口接上自動識別、動力輸出端口功能 互鎖、最大輸出速度可設定、工作狀態(tài)實時監(jiān)控、寬電壓輸入的功能特點。還 具有可互換的第一高速微電機接口和第二高速微電機接口，可交替使用，解決 了由于應用部分的發(fā)熱而造成手術間歇的弊??；其應用部分可進行高溫高壓消 毒處理，保證了患者的安全.所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其電源電路包括開關電源模塊 (MPS-120-24 )， DC/DC電源轉換器IC29和DC/DC電源轉換器IC30,為設備各 部分供電；開關電源模塊(MPS-120-24 )符合IEC60601 - 1國際標準，DC/DC 電源轉換器IC30為隔離型，本手術動力裝置在安全型式分類上屬于BF型i殳備， 其在防電擊程度、漏電流等安全性能指標上達到了高等級的防護要求，滿足手 術的需要，保證了患者和手術操作者的安全。所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其單片M主控電路5包括單片機 IC13、與IC13連接的單片機IC1和IC8，與單片機IC1的GRCHK、aPWMl、aPWM2、 aPWM3、 aPWM4、 aPWM5、 aPWM6、 aHALLA、 aHALLB、 aHALLC腳連接的光耦IC2、 IC4、 IC6、 IC9、 ICll、 IC14、 IC16、 IC18、 IC20,再與電源電路的5VA、 GND1 連接；與單片機IC8的GRCHK、 bPWMl、 bPWM2、 bPWM3、 bPWM4、 bPWM5、 bPWM6、 bHALLA、 bHALLB、 bHALLC腳連接的光耦IC3、 IC5、 IC7、 ICIO、 IC12、 IC15、IC17、 IC19、 IC21，再與電源電路的5VA、 GND1連接；單片機IC13、 IC1和IC8 與電源電路的5VB和GND2端連接。所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其高速微電機驅動電路包括由橋 電路驅動芯片IC22、 IC24、 IC26和功率器件T1、 T3、 T5、 T7、 T9、 Tll組成的 第一高速微電機驅動電路，由橋電路驅動芯片IC23、 IC25、 IC27和功率器件T2、 T4、 T6、 T8、 TIO、 T12組成的第二高速微電機驅動電路；笫一高速微電機驅動 電路和第二高速微電機驅動電路和直流電流傳感器B1連接，并與單片機及主控 電路和電源電路連接。本實用新型和現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點通過液晶顯示屏能實時、直觀、 準確的顯示手術動力裝置的工作狀態(tài)和轉速，實時監(jiān)控手術過程的工作狀態(tài)； 設有手動和腳踏兩套轉換M，操作更加簡便，從而降低了手術的難度和風險； 設兩個接口，解決了由于應用部分的發(fā)熱而導致手術需要間斷的問題，并且達 到BF型設備的安全性能指標。

圖l是本實用新型的外形示意圖。圖2是本實用新型的電路原理框圖。圖3是電源電路圖。圖4是單片機及主控電路圖，圖5是高速微電機驅動電路圖。圖6是顯示控刮電路圖、手動功能轉換撿建電路圖和腳踏控制器電路閨。 圖7是本實用新型的BF解決方案絕緣圖. 圖8是本實用新型的軟件流程圖。
具體實施方式
參見圖l和圖2，本實用新型所述的具有磨削功能的手術動力裝置，包括與 主控制器1連接的腳踏控制器2和應用部分3;在主控制器內設有電源電路4、 單片機及主控電路5、高速微電機驅動電路6、顯示控制電路7和手動功能轉換 按鍵電路8;電源電路分別與單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯示控 制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；單片機及主控電路分別與高速微電機驅 動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；高速微電機驅動電路與 主控制器的面板上設有的第一高速微電機接口 9和第二高速微電機接口 10連 接；顯示控制電路與主控制器的面板上設有的彩色液晶顯示屏17連接；手動功 能轉換按鍵電路與主控制器的面板上設有的控制第一高速微電機正/反轉的第 一手動轉換拾建18、控制第二高速微電機正/反轉的第二手動轉換M 19和最 高轉速設定按鍵20連接；應用部分3的笫一高速微電機11與第一高速微電機接口 9連接，第一高速 微電機與第一手術操作器12及第一手術刀具13連接；應用部分3的第二高速 微電機14與第二高速微電機接口 IO連接，第二高速微電機與第二手術操作器 15及第二手術刀具16連接。參見圖3，電源電路4包括開關電源模塊(MPS-120-24 )， DC/DC電源轉換 器IC29和DC/DC電源轉換器IC30,為i殳備各部分供電。參見圖4，單片機及主控電路5包括單片機IC13、與IC13連接的單片機IC1 和IC8,與單片機IC1的GRCHK、 aPWMl、 aPWM2、 aPWM3、 aPWM4、 aPWM5、 aPWM6、 aHALU、 aHALLB、 aHALLC腳連接的光耦IC2、 IC4、 IC6、 IC9、 ICll、 IC14、 IC16、 IC18、 IC20，再與電源電路的5VA、 GND1連接；與單片機IC8的GRCHK、 bPWMl、bPWM2、 bPWM3、 bPWM4、 bPWM5、 bPWM6、 bHALLA、 bHALLB、 bHALLC腳連接的光 耦IC3、 IC5、 IC7、 ICIO、 IC12、 IC15、 IC17、 IC19、 IC21，再與電源電路的 5VA、 GND1連接；單片機IC13、 IC1和IC8與電源電路的5VB和GND2端連接。參見圖5，高速微電機驅動電路6包括由橋電路驅動芯片IC22、 IC24、 IC26和功率器件T1、 T3、 T5、 T7、 T9、 Tll組成的第一高速微電機驅動電路， 由橋電柳動芯片IC23、 IC25、 IC27和功率器件T2、 T4、 T6、 T8、 TIO、 T12 組成的第二高速微電機驅動電路；第一高速微電機驅動電路和第二高速微電機 驅動電路和直流電流傳感器B1連接，并與單片機及主控電路和電源電路連接。參見圖6，顯示控制電路7包括232通訊芯片IC28 (MAX202CPE),與單 片機IC13的LCDDATA、 LCDDTR腳連接，并與電源電路的5VB、 12VB、 GND2端 連接；彩色液晶顯示屏(YD-613)與顯示控制電路的DATA和DTR腳連接，并與 電源電路的12VB和GND2端連接.參見圖6，手動轉換按鍵電路8包括SB3 (即控制笫一高速微電機正/反轉 的第一手動轉換拾建18 )、 SB2 (即控制第二高速微電機正/反轉的第二手動轉換 按鍵19)和SB1 (最高轉速設定掩建20)即.手動轉換掩建電路與單片機IC13 的SX、 Ml和M2腳連接，并與電源電路的5VB、 GND2端連接。參見圖6，腳踏控制器電路包括Sl (即控制第一高速微電機正/反轉的第 一腳踏轉換按鍵21)、 S2 (即控制第二高速微電機正/反轉的笫二腳踏轉換M 22)和Wl (即轉速控制踏板23)。腳踏控制器電路與主控制器上單片機及主控 電路中的單片機IC13的JM1、 JM2和SPEED端連接，并與電源電路的5VB、 GND2 端連接.參見圖7,絕緣定義參照GB 9706. 1-1995國家標準.A處是網電源部分相反極性之間的絕緣，A-BI( 220V); B處是主控制器上電源電路中的開關電源模 塊輸入與保護地之間的絕緣，B = BI( 220V); C處是主控制器上電源電路中的開 關電源模塊輸入與輸出之間的絕緣，C-DI/RI ( 220V); D處是主控制器上電源 電路中的DC/DC電源轉換器IC30輸入與輸出之間的絕緣，D = BI(24V); B處是 主控制器上電源電路中的開關電源模塊輸出與保護地之間的絕緣，E-BI(24V); F處是主控制器上電源電路中的開關電源模塊輸出與DC/DC電源轉換器IC30輸 出之間的絕緣，F(xiàn) = DI/RI(36V); G處是主控制器上電源電路中的DC/DC電源轉 換器IC30輸出與保護地之間的絕緣，G = BI(12V);其中BI (Basic Isolation) 為基本絕緣，DI (Double Isolation)為雙重絕緣，RI (Reinfor Isolation)為 加強絕緣。所述的具有磨削功能的手術動力裝置在安全形式分類上屬于BF型設 備，其在防電擊程度、漏電流等安全性能指標上達到了高等級的防護要求，滿足手術的需要，保證了患者和手術操作者的安全。參見圖8，在單片機IC13接收到主控制器上的手動轉換M或腳踏控制器 上的腳踏功能轉換M輸入的信號，經軟件識別，執(zhí)行本裝置的相應功能模塊， 并通過主控制器上的彩色液晶顯示屏顯示相應的工作狀態(tài)和W:。
權利要求1、具有磨削功能的手術動力裝置，包括主控制器(1)、與主控制器連接的腳踏控制器(2)，和應用部分(3)，其特征在于主控制器內設有電源電路(4)、單片機及主控電路(5)、高速微電機驅動電路(6)、顯示控制電路(7)和手動功能轉換按鍵電路(8)；電源電路分別與單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；單片機及主控電路分別與高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；高速微電機驅動電路與主控制器的面板上設有的第一高速微電機接口(9)和第二高速微電機接口(10)連接；應用部分(3)的第一高速微電機(11)與第一高速微電機接口(9)連接，第一高速微電機與第一手術操作器(12)及第一手術刀具(13)連接；應用部分(3)的第二高速微電機(14)與第二高速微電機接口(10)連接，第二高速微電機與第二手術操作器(15)及第二手術刀具(16)連接；顯示控制電路與主控制器的面板上設有的彩色液晶顯示屏(17)連接；手動功能轉換按鍵電路與主控制器的面板上設有的控制第一高速微電機正/反轉的第一手動轉換按鍵(18)、控制第二高速微電機正/反轉的第二手動轉換按鍵(19)和最高轉速設定按鍵(20)連接。
2、根據權利要求l所迷的具有磨削功能的手術動力裝置，其特征在于在 腳踏控制器(2 )內設有與單片機及主控電路和電源電路連接的腳踏控制器電路、外面設有與腳踏控制器電路連接的控制第一高速微電機正/反轉的第一腳踏轉換按鍵(21)、控制第二高速微電機正/反轉的第二腳踏轉換按鍵(22)和轉速 控制踏板(23),
3、 根據權利要求1或2所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其特征在于 電源電路(4)包括包括開關電源模塊，DC/DC電源轉換器IC29和DC/DC電源 轉換器IC30。
4、 根據權利要求1或2所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其特征在于 單片機及主控電路(5)包括單片機IC13、與IC13連接的單片機IC1和IC8，與 單片機IC1的GRCHK、 aPWMl、 aPWM2、 aPWM3、 aPWM4、 aPWM5、 aPWM6、 aHALLA、 aHALLB、 aHALLC腳連接的光耦IC2、 IC4、 IC6、 IC9、 ICll、 IC14、 IC16、 IC18、 IC20,再與電源電路的5VA、 GND1連接；與單片機IC8的GRCHK、 bPWMl、 bPWM2、 bPWM3、 bPWM4、 bPWM5、 bPWM6、 bHALLA、 bHALLB、 bHALLC腳連接的光耦IC3、 IC5、 IC7、 ICIO、 IC12、 IC15、 IC17、 IC19、 IC21,再與電源電路的5VA、 GND1 連接；單片機IC13、 IC1和IC8與電源電路的5VB和GND2端連接。
5、 根據權利要求1或2所述的具有磨削功能的手術動力裝置，其特征在于 高速微電機驅動電路(6)包括由橋電路驅動芯片IC22、 IC24、 IC26和功率器 件Tl、 T3、 T5、 T7、 T9、 Tll組成的笫一高速微電機驅動電路，由橋電路驅動 芯片IC23、 IC25、 IC27和功率器件T2、 T4、 T6、 T8、 TIO、 T12組成的笫二高 速微電機驅動電路；第一高速微電機驅動電路和笫二高速微電機驅動電路和直 流電流傳感器Bl連接，并與單片機及主控電路和電源電路連接。
專利摘要本實用新型涉及具有磨削功能的手術動力裝置，包括主控制器、腳踏控制器和應用部分，其特征是主控制器內設有電源電路、單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路；電源電路分別與單片機及主控電路、高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；單片機及主控電路分別與高速微電機驅動電路、顯示控制電路和手動功能轉換按鍵電路連接；高速微電機驅動電路與第一高速微電機接口和第二高速微電機接口連接。本實用新型具有以下優(yōu)點能實時顯示手術動力裝置的工作狀態(tài)；解決了應用部分的發(fā)熱的問題，并且達到BF型設備的安全性能指標。
文檔編號A61B17/00GK201167980SQ20072018853
公開日2008年12月24日 申請日期2007年12月15日 優(yōu)先權日2007年12月15日
發(fā)明者楊 蘭, 坤 周, 王曉會, 郭毅軍 申請人:郭毅軍