專利名稱：醫(yī)療用電鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于手工具裝置，且特別是有關(guān)于ー種醫(yī)療用的手工具裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展及物質(zhì)條件的改善，國人越來越重視醫(yī)療的品質(zhì)，除了相關(guān)醫(yī)療技術(shù)的研究發(fā)展外，醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計開發(fā)，也是ー項非常重要的課題。特別是在進行外科手術(shù)時，許多醫(yī)療行為需要利用機械器材的輔助，而為求手術(shù)的安全與精確，機械的自動化、精密定位等技木，已廣泛被應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)上。在眾多的醫(yī)療設(shè)備中，電動鉆是非常普遍的醫(yī)療手工具。以骨科醫(yī)生打骨釘為例，目前所使用的電動鉆，多由人工進給的方式進行鉆孔，全憑醫(yī)生經(jīng)驗來控制鉆頭前進或停止，且若欲知所鉆孔洞的深度，需退出電動鉆，再用儀器量測試是否達到預(yù)定深度。由于人的骨頭硬度不一，不僅存在不確定的手術(shù)風(fēng)險，亦會増加醫(yī)生進行手術(shù)的時間。此外，若不慎控制不當(dāng)使得鉆孔過深，又沒有及時停止的話，將導(dǎo)致病人身體組織極大的傷害。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種醫(yī)療用電鉆，除了克服上述難以掌握的手術(shù)風(fēng)險及手術(shù)的時間外，亦可克服鉆孔深度難以控制的問題。依據(jù)本發(fā)明ー實施方式，提出一種醫(yī)療用電鉆，其包含ー鉆頭、一微處理器、ー壓力感測單元、一扭カ感測單元及一重力感測單元。鉆頭用以對ー骨骼鉆孔。微處理器與鉆頭信號連接，用以計算鉆頭的位移距離。壓カ感測單元用以感測鉆頭的壓カ變化量，并提供一壓カ變化信號予微處理器。扭カ感測單元用以感測鉆頭的扭カ變化量，并提供一扭カ變化信號予微處理器。重力感測單元用以感測鉆頭的加速度變化量，并提供一加速度電壓信號予微處理器。其中，微處理器根據(jù)壓カ變化信號及扭カ變化信號，決定鉆頭對骨骼鉆孔的一工作時段，微處理器再依據(jù)工作時段內(nèi)的加速度電壓信號來計算鉆頭的位移距離。在本發(fā)明其他實施方式中，可包含一跳脫開關(guān)，用以于壓力感測單元偵測到鉆頭的壓カ達到一預(yù)設(shè)壓カ值時，停止鉆頭的轉(zhuǎn)動。接著，可包含一跳脫開關(guān)，用以于扭カ感測単元偵測到鉆頭之扭カ達到一預(yù)設(shè)扭カ值時，停止鉆頭的轉(zhuǎn)動。另外，可包含一跳脫開關(guān)，用以于重力感測單元偵測到鉆頭之位移達到ー預(yù)設(shè)位移值時，停止鉆頭的轉(zhuǎn)動。此外，亦可包含一警示單元，用以于前述跳脫開關(guān)作動時，發(fā)出ー警示信號。更進ー步的說，在本發(fā)明其他實施方式中，重力感測單元可為一三軸重力感測單元，用以監(jiān)控鉆頭的位移方向。依據(jù)本發(fā)明另ー實施方式，提出一種醫(yī)療用電鉆，其包含ー鉆頭、一微處理器、一力量感測單元及一重力感測單元。鉆頭用以對ー骨骼鉆孔。微處理器與鉆頭信號連接，用以計算鉆頭的一位移距離。力量感測單元用以感測鉆頭的力量變化量，并提供一力量變化信號予微處理器。重力感測單元用以感測鉆頭的加速度變化量，并提供一加速度電壓信號予微處理器。其中，微處理器是根據(jù)力量變化信號，決定鉆頭對骨骼鉆孔的一工作時段，微處理器再依據(jù)工作時段內(nèi)的加速度電壓信號來計算鉆頭的位移距離。
在本發(fā)明其他實施方式中，可包含一跳脫開關(guān)，用以于重力感測單元偵測到鉆頭的壓カ達到一預(yù)設(shè)位移值時，停止鉆頭的轉(zhuǎn)動。其中，力量感測單元可為ー壓力感測單元，亦可為ー扭力感測單元。因此，上述諸實施方式通過壓カ感測單元、扭カ感測單元及重力感測單元來達到控制鉆孔深度的目的，除了克服難以掌握的手術(shù)風(fēng)險及于術(shù)的時間，亦可克服鉆孔深度難以控制的問題。


圖I繪示本發(fā)明ー實施方式的醫(yī)療用電鉆的功能方塊圖；圖2繪示本發(fā)明另ー實施方式的醫(yī)療用電鉆的功能方塊圖。主要組件符號說明
100:醫(yī)療用電鉆110:鉆頭120 :微處理器121:力量感測單元121a:壓カ感測單元121b :扭カ感測單元122 :重力感測單元200:醫(yī)療用電鉆210:鉆頭220 :微處理器221 :壓カ感測單元222 :扭カ感測單元223 :重力感測單元230:跳脫開關(guān)240 :警示單元241 :蜂鳴器242 LED 燈250 :鍵盤260 :輸出裝置261 :顯示器262 USB 轉(zhuǎn)接單元
具體實施例方式圖I繪示本發(fā)明ー實施方式的醫(yī)療用電鉆的功能方塊圖。如圖I所示，醫(yī)療用電鉆100包含一鉆頭110、一微處理器120、一力量感測單兀121及一重力感測單兀122。本實施方式以特殊設(shè)計后的微處理器120，來控制鉆頭110鉆孔的深度。鉆頭110用以對骨骼鉆孔。微處理器120與鉆頭110信號連接，用以計算鉆頭110的位移量。
力量感測單元121可有多種選擇，在本實施方式中，使用壓カ感測單元121a及扭力感測單元121b。壓カ感測單元121a用以感測鉆頭110的壓カ變化量，并提供一壓カ變化信號予微處理器120。扭カ感測單元121b用以感測鉆頭110的扭カ變化量，并提供一扭カ變化信號予微處理器120。重力感測單元122用以感測鉆頭110的加速度變化量，并提供一加速度電壓信號予微處理器120。值得ー提的是，微處理器120根據(jù)壓カ變化信號及扭カ變化信號，決定鉆頭110對骨骼鉆孔的一工作時段，即決定鉆頭110對骨骼鉆孔的起始時間及終止時間。接下來，微處理器120依據(jù)起始時間及中止時間的間隔時間，定出所謂的工作時段，完成工作時段的產(chǎn)出后，微處理器120再根據(jù)工作時段內(nèi)的加速度電壓信號，來計算鉆頭110的位移距離。此外，本實施方式的重力感測單元122為三軸重力感測單元，用以監(jiān)控鉆頭的位移方向。換言之，重力感測單元122于鉆頭110位移的同時，可兼具監(jiān)控鉆頭110位移方向及角度的功能，避免鉆頭110因使用者手部握持，而于鉆孔過程中發(fā)生偏離原訂鉆孔方向及角度的問題。 圖2繪示本發(fā)明另ー實施方式的醫(yī)療用電鉆的功能方塊圖。如圖2所示，本實施方式的醫(yī)療用電鉆200與上述實施方式的醫(yī)療用電鉆100大略相同，兩實施方式的相異處在于本實施方式除了上述的組件外，另包含一跳脫開關(guān)230及一警示單元240。跳脫開關(guān)230可設(shè)置與壓カ感測單元221、與扭カ感測單元222或與重力感測單元223相連。在本實施方式中，跳脫開關(guān)230與壓カ感測單元221相連，用以于壓力感測單元221偵測到鉆頭210的壓カ達到一預(yù)設(shè)壓カ值時，停止鉆頭210的轉(zhuǎn)動。以鉆人體骨骼為例，由于人體骨骼外層密度較高較堅硬，內(nèi)層密度較低也較柔軟，當(dāng)鉆頭第一次鉆過外側(cè)骨骼時，會因鉆入內(nèi)層而使鉆頭所受壓カ變小，此時壓力感測單元221亦會偵測到鉆頭210的壓カ達到一預(yù)設(shè)壓カ值，為避免鉆頭第二次鉆過外側(cè)骨骼，即將骨骼鉆穿，應(yīng)立即停止鉆頭210的轉(zhuǎn)動。若跳脫開關(guān)230與扭カ感測單元222相連，則跳脫開關(guān)230于扭カ感測單元222偵測到鉆頭210的扭カ達到一預(yù)設(shè)扭カ值時，停止鉆頭210的轉(zhuǎn)動。另ー方面，若跳脫開關(guān)230與重力感測單元223，則跳脫開關(guān)230于重力感測單元223偵測到鉆頭210的位移達到一預(yù)設(shè)位移值時，停止鉆頭210的轉(zhuǎn)動；這部份可設(shè)置輸入裝置，如鍵盤250等，將預(yù)設(shè)位移值輸入微處理器220，再通過輸出裝置260，如將目前位移值顯示于顯示器261上，或通過USB轉(zhuǎn)接單元262連接電腦等方式，讓使用者隨時了解目前鉆頭的位移值，進而降低鉆孔失誤的機率。警示單元240用以于跳脫開關(guān)230作動時，發(fā)出ー警示信號。舉例來說，在本實施方式中跳脫開關(guān)230與壓カ感測單元221相連，因此，當(dāng)跳脫開關(guān)230因壓カ感測單元221偵測到鉆頭210的壓カ達到預(yù)設(shè)壓カ值而作動時，警示単元240會發(fā)出聲響或光源，來提醒使用者。其中，警示單元可為蜂鳴器241、LED燈242...等。具體來說，本實施方式的醫(yī)療用電鉆200先利用壓カ感測單元221偵測鉆頭210的壓力，當(dāng)壓カ感測單元221偵測到鉆頭210的壓カ達到預(yù)設(shè)壓カ值時，跳脫開關(guān)230則作動，使壓カ感測單元221發(fā)出壓カ變化信號予微處理器220，并記為起始時間。再者，持續(xù)鉆孔的動作，一方面以三軸重力感測單元來監(jiān)控鉆孔的位置及角度，另ー方面以扭カ感測單元222持續(xù)偵測鉆頭210的扭力，當(dāng)扭カ感測單元222偵測到鉆頭210的扭カ達到預(yù)設(shè)扭カ值時，則停止鉆頭210的轉(zhuǎn)動，并記為終止時間。接著，微處理器220依據(jù)起始時間及終止時間產(chǎn)出工作時段，重力感測單元223再將工作時段內(nèi)的加速度電壓信號傳遞至微處理器220。最后，微處理器220根據(jù)重力感測單元223所提供的加速度電壓信號計算出鉆頭210的位移值。由上述實施方式可知，應(yīng)用本發(fā)明的醫(yī)療用電鉆除了通過壓カ感測單元、扭カ感測單元及重力感測單元來達到充分控制鉆孔深度的目的外，三軸重力感測單元更能提升鉆孔位置及方向的精確度。此外，跳脫開關(guān)及警示單元等裝置，亦可有效掌握手術(shù)的進度及時間，實為目前的鉆孔手術(shù)提供了一個簡易又精確的裝置。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝 者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療用電鉆，其特征在于，包含 ー鉆頭，用以對ー骨骼鉆孔； 一微處理器，與該鉆頭信號連接，用以計算該鉆頭的位移距離； ー壓カ感測單元，用以感測該鉆頭的壓カ變化量，并提供一壓カ變化信號予該微處理器； ー扭カ感測單元，用以感測該鉆頭的扭カ變化量，并提供一扭カ變化信號予該微處理器；以及 一重力感測單元，用以感測該鉆頭的加速度變化量，并提供一加速度電壓信號予該微處理器； 其中，該微處理器是根據(jù)該壓カ變化信號及該扭カ變化信號，決定該鉆頭對該骨骼鉆孔的ー工作時段，該微處理器再依據(jù)該工作時段內(nèi)的該加速度電壓信號來計算該鉆頭的一位移距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，還包含 一跳脫開關(guān)，用以于該壓カ感測單元偵測到該鉆頭的壓カ達到一預(yù)設(shè)壓カ值時，停止該鉆頭的轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，還包含 一跳脫開關(guān)，用以于該扭カ感測單元偵測到該鉆頭的扭カ達到一預(yù)設(shè)扭カ值時，停止該鉆頭的轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，還包含 一跳脫開關(guān)，用以于該重力感測單元偵測到該鉆頭的位移達到ー預(yù)設(shè)位移值時，停止該鉆頭的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，還包含 一警示單元，用以于該跳脫開關(guān)作動時，發(fā)出ー警示信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，該重力感測單元為一三軸重力感測單元，用以監(jiān)控該鉆頭的位移方向。
7.一種醫(yī)療用電鉆，其特征在于，包含 ー鉆頭，用以對ー骨骼鉆孔； 一微處理器，與該鉆頭信號連接，用以計算該鉆頭的位移距離； 一力量感測單元，用以感測該鉆頭的力量變化量，并提供一力量變化信號予該微處理器；以及 一重力感測單元，用以感測該鉆頭的加速度變化量，并提供一加速度電壓信號予該微處理器； 其中，該微處理器是根據(jù)該力量變化信號，決定該鉆頭對該骨骼鉆孔的一工作時段，該微處理器再依據(jù)該工作時段內(nèi)的該加速度電壓信號來計算該鉆頭的一位移距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，還包含 一跳脫開關(guān)，用以于該重力感測單元偵測到該鉆頭的位移達到ー預(yù)設(shè)位移值時，停止該鉆頭的轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在干，該カ量感測單元為ー壓力感測單j Li o
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)療用電鉆，其特征在于，該カ量感測單元為ー扭力感測單元
全文摘要
本發(fā)明提供一種醫(yī)療用電鉆，包含鉆頭、微處理器、壓力感測單元、扭力感測單元及重力感測單元。鉆頭用以對骨骼鉆孔。微處理器與鉆頭信號連接，用以計算鉆頭的位移距離。壓力感測單元用以感測鉆頭的壓力變化量，并提供壓力變化信號予微處理器。扭力感測單元用以感測鉆頭的扭力變化量，并提供扭力變化信號予微處理器。重力感測單元用以感測鉆頭的加速度變化量，并提供加速度電壓信號予微處理器。其中，微處理器根據(jù)壓力變化信號及扭力變化信號，決定鉆頭對骨骼鉆孔的工作時段，微處理器再依據(jù)工作時段內(nèi)的加速度電壓信號來計算鉆頭的位移距離。
文檔編號A61B17/16GK102805656SQ201210011990
公開日2012年12月5日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者謝智慶 申請人:優(yōu)鋼機械股份有限公司