一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置的制作方法

本实用新型涉及激光加工及医疗器械技术领域，具体是一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置。

背景技术：

目前普遍的骨科手术中钻孔主要采用机械钻孔，针对骨折部位进行打孔以方便对骨折部位加以固定，而在实际的治疗过程中，钻孔需要精确控制方向和深度以避免损坏骨骼、伤及重要脏器组织，对医护人员的操作经验要求极高。

而激光加工具有非接触式加工和易于自动化控制的特点，能够实现高精度低损伤的钻孔，能够适应骨科手术中钻孔的技术需求。但传统激光设备不易方便地在手术室实施骨科钻孔，设备和光路的占据空间受到极大的限制。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置，该装置包括激光泵浦源、光纤、光纤准直器、机械臂、ccd定位相机，待钻孔的骨骼位于光纤准直器下方。

进一步地，所述激光泵浦源与光纤相连，产生的光束经光纤谐振传输后，经由光纤准直器射出，照射在待加工的骨骼部位，这样的设计便于安置激光泵浦源并大大减小传输光路的所占空间。

进一步地，所述的光纤准直器与机械臂的末端固定连接在一起，作为机械臂的末端执行器；由于所述的光纤准直器焦距等参数在加工过程中固定不变，通过改变光纤准直器的位置和姿态，即可改变激光的加工区域，这样的设计便于保证钻孔的过程平稳及最终的成孔质量。

进一步地，ccd定位相机被固定安装在待钻孔骨骼的一侧，通过预定的标记点获得待钻孔骨骼的位置信息，并传输给机械臂的控制系统，将机械臂末端的光纤准直器移动至初始加工位置，并在钻孔过程中实时获取已钻得的孔深信息，反馈调节机械臂的高度步进。

进一步地，ccd定位相机获取的图像经计算机处理后，得到已加工的孔深等信息，通过机械臂调整光纤准直器的加工位置及高度，这样的设计便于实现自动化控制和提高钻孔质量。

优选的，所述激光泵浦源产生的激光波长为1.03μm-10.6μm。

在本实用新型中，该装置通过激光器泵浦源产生激光光束，通过光纤实现激光的谐振和传输，通过ccd定位相机实现图像定位和焦距信息反馈，通过机械臂控制光纤准直器的位置及高度实现激光光束的聚焦加工，提高激光钻孔的精度和质量。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，通过机械臂和光纤传输能够有效增大激光光源、控制台等和待加工部位间的空间，通过ccd相机实现定位能够提高钻孔位置精度和加工过程深度控制。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于骨科钻孔的激光手术刀装置的结构示意图。

图中，1为机械臂，2为激光泵浦源，3为光纤，4为光纤准直器，5为ccd定位相机，6为待钻孔骨骼

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1所示可知，本实用新型包括有:机械臂1，激光泵浦源2，光纤3，光纤准直器4，ccd定位相机5，待钻孔骨骼6。

在本实施例中，所述激光泵浦源2产生的激光依次经光纤3、光纤准直器4，照射在待钻孔骨骼6上实现钻孔加工。

本实施例中，所述ccd定位相机5被安装在待加工的骨骼6的近侧，以获得高精度位置定位及加工过程中深度变化信息。

本实施例中，所述光纤准直器4与机械臂1的末端固定连接在一起，作为机械臂1的末端执行器，通过机械臂1调整位置，将激光照射位置调整至预定的钻孔位置，同时在加工过程中，机械臂1根据ccd相机5图像的反馈孔深信息，同步调整高度和姿态，使激光聚焦加工的位置保持一致。

本实施例中优选的，激光泵浦源2产生的激光波长为1.03μm-10.6μm。

本实施例的骨科钻孔过程中，先设置激光泵浦源1输出激光的能量大小、波长、频率以及光纤准直器的焦距等参数，然后根据待加工的骨骼对装置进行初调，对激光光束进行定位调整，标靶，最后进行钻孔。随着孔深的逐渐增加，根据ccd相机反馈的图像信息，利用机械臂控制光纤准直器下降，人机共同协作调整，提高钻孔的质量和效率。

上述实施例仅例示性说明

本技术：
的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置，其特征在于：该装置包括激光泵浦源、光纤、光纤准直器、机械臂、ccd定位相机，待钻孔的骨骼位于机械臂末端下方；所述激光泵浦源与光纤相连，所述的光纤准直器与机械臂的末端固定连接在一起，作为机械臂的末端执行器；所述的ccd定位相机被固定安装在待钻孔骨骼的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置，其特征在于：所述激光泵浦源产生的激光波长为1.03μm-10.6μm。

技术总结
本实用新型公开了一种用于骨科钻孔的激光手术刀装置，其特征在于：该装置包括激光泵浦源、光纤、光纤准直器、机械臂、CCD定位相机，待钻孔的骨骼位于光纤准直器下方；所述激光泵浦源产生的光束经光纤谐振传输后，经由光纤准直器射出；所述CCD定位相机被固定安装在待钻孔骨骼的一侧，通过预定的标记点获得待钻孔骨骼的位置信息反馈给机械臂调整光纤准直器的加工位置及高度。本实用新型结构简单，能够通过CCD实时定位调整旋切头焦距位置，满足骨科手术中钻孔的高深径比要求，实现高精度的通孔加工。

技术研发人员：王军强;郭振东
受保护的技术使用者：王军强
技术研发日：2019.05.13
技术公布日：2020.08.11