一种具有超声传感功能的椎板咬骨钳的制作方法

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本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种具有超声传感功能的椎板咬骨钳。


背景技术：

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椎板咬骨钳是脊柱外科的常用手术器械，用于椎管内外异常增生骨质的精准去除。使用时，靠活动钳片在固定钳片上的滑动使两刃口实现对接来完成对椎板骨及其他脊柱骨的咬切和修整。
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目前，应用最广泛的椎板咬骨钳(kerrison咬骨钳，又称冲击式枪式椎板咬骨钳，简称枪钳)是脊柱外科最主要的手动器械，有将近50年的历史，主要用于咬除椎板和异常增生的骨质以解除脊髓和神经根受到的压迫。具体操作时手术者握持手柄，使相互嵌合的两个钳片咬口咬合，可切除咬口面积大小的骨质。该咬骨钳效率低，并且由于增生骨质和脊髓与神经根存在粘连，之间没有明确易分的界限。这样该咬骨钳每次用于咬骨时都有可能损伤到神经、血管等软组织，出现脑脊液漏、一侧肢体瘫痪等医源性事故。所以该椎板咬骨钳对手术者的经验依赖性太强，手术安全性差。
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过去10年来，虽然已经出现了多种改进型椎板咬骨钳，如高速磨钻(high-speed drills，hsds)、超声骨刀(ultrasonic bonescalpel，ubs)、超声抽吸器以及脊柱减压系统，但这些咬骨钳仍没有解决准确区别骨质与软组织，避免咬骨钳对软组织损伤的问题。近期，pflugmacher分析了美国卫生保健研究与质量管理局和全美疾病预防控制中心的两项全美范围的超大型管理性数据库(administrative databases)中，患者发生与上面几种器械相关的脑脊液漏的数据，并且依据针对这几种减压工具的单项文献报道作了校准，结论是总体脑脊液漏发生率都在3.5％左右。由于医源性脑脊液会明显增加患者术后不良事件(比如髓内感染和顽固性腰腿痛等)的发生率，并且增加住院周期和费用，因此，3.5％的脑脊液漏发生率是需要进一步改进的事件。
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由此可见，上述现有的椎板咬骨钳在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的具有超声传感功能的椎板咬骨钳，使其能在手术过程中准确区别骨质与软组织，避免咬骨钳对软组织的损伤，提高手术安全性，并且结构简单易拆装，易消毒，便于清洗，成为当前业界极需改进的目标。


技术实现要素：

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本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有超声传感功能的椎板咬骨钳，使其能在手术过程中准确区别骨质与软组织，避免咬骨钳对软组织的损伤，提高手术安全性，并且结构简单易拆装，易消毒，便于清洗，从而克服现有的椎板咬骨钳的不足。
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为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有超声传感功能的椎板咬骨钳，包括固定钳片、活动钳片，和带动所述活动钳片在所述固定钳片上滑动的手柄部分，还包括超
声传感机构，所述超声传感机构包括设置在所述固定钳片前端的超声换能器，和设置在所述手柄部分的超声控制模块，以及与所述超声控制模块连接的蜂鸣器，所述超声换能器与所述超声控制模块的连接线设置在所述固定钳片内部，所述超声换能器用于检测位于所述固定钳片与活动钳片咬口处的软组织，所述超声控制模块用于向所述超声换能器提供电信号，并接收所述超声换能器回传的回波电信号，再根据回波电信号控制所述蜂鸣器启闭。
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进一步改进，所述超声换能器采用压电陶瓷换能器。
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进一步改进，所述压电陶瓷换能器的外壳体厚度小于1mm，直径小于3mm。
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进一步改进，所述超声控制模块包括数据处理模块、超声激励发射电路和回波接收电路，所述超声激励发射电路连接所述数据处理模块与所述超声换能器，用于根据所述数据处理模块指令，向所述超声换能器提供电信号，所述回波接收电路连接所述数据处理模块与所述超声换能器，用于接收所述超声换能器回传的回波电信号，并传送至所述数据处理模块。
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进一步改进，所述超声激励发射电路上设置场效晶体管和场效晶体管驱动器。
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进一步改进，所述回波接收电路上依次设置低噪声放大器、低通滤波器和模拟数字转换器，所述低噪声放大器与所述超声换能器连接。
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进一步改进，所述手柄部分包括固定手柄和铰接在其上的活动手柄，所述固定钳片的后端可拆卸的固定连接在所述固定手柄的上端，所述超声控制模块设置在所述固定手柄上，所述固定钳片的后端设有与所述超声控制模块连接的预留接口，所述固定钳片与所述固定手柄固定连接后，所述超声换能器通过所述预留接口与所述超声控制模块连通；
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所述活动手柄的上端与所述活动钳片的后端通过可拆卸式销轴连接，所述活动手柄在外力作用下，带动所述活动钳片沿所述固定钳片滑动，实现所述活动钳片与固定钳片之间咬口的咬合。
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进一步改进，所述固定钳片与所述固定手柄之间通过卡合机构连接。
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进一步改进，所述手柄部分还包括设置在所述固定手柄下端和活动手柄下端之间的弹片。
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采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
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1.本实用新型椎板咬骨钳通过在增设超声传感机构，能实现手术中对咬骨钳咬口处的骨质和软组织进行准确快速的识别，在检测到咬口处有软组织时，发出峰鸣报警提示，提醒术者变换角度，有效避免对神经、血管等软组织的损伤，大大提高了手术安全性和可靠性。
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2.还通过采用压电陶瓷换能器，利用压电陶瓷本身所具有的正电压效应和逆电压效应来实现对电信号-声波-电信号的转变，进一步提高了超声传感机构的检测可靠性。
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3.还通过对压电陶瓷换能器外壳体的限定，使其在保证检测功能的基础上尽量减少对固定钳片空间的占用，保证固定钳片的整体刚度。
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4.还通过设置超声激励发射电路保证检测电路的稳定性和灵活性，以及通过设置具有两级放大处理的回波接收电路，能进一步保证检测的准确性。
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5.还通过将咬骨钳设置成分体的可拆卸结构，便于组装和拆卸，利于清洗，利于消毒，满足该椎板咬骨钳术后消毒的要求。
附图说明
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上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
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图1是本实用新型具有超声传感功能的椎板咬骨钳的结构示意图。
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图2是本实用新型具有超声传感功能的椎板咬骨钳中超声传感机构的原理图。
具体实施方式
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本实用新型椎板咬骨钳是在现有椎板咬骨钳的基础上进行的改进，增设了超声传感机构，使其具有超声传感功能，在使用过程中，该超声传感功能能准确识别咬骨钳前端咬口处是否存在神经、血管等软组织，若存在则发出报警，提醒术者注意，起到有效防止咬骨操作时损伤神经软组织的风险，降低脑脊液漏发生率。并且该椎板咬骨钳还通过设置成可拆卸结构，能实现易清洗、易消毒的有益效果。其具体的实施例如下。
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参照附图1所示，本实施例具有超声传感功能的椎板咬骨钳，包括固定钳片1、活动钳片2和手柄部分，固定钳片1和活动钳片2之间通过滑道配合，手柄部分带动活动钳片2在固定钳片1上滑动，以实现固定钳片1和活动钳片2之间咬口的咬合与分开。
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本实施例改进点在于，还包括超声传感机构。该超声传感机构包括设置在该固定钳片1前端的超声换能器11，和设置在该手柄部分的超声控制模块12，以及与该超声控制模块12连接的蜂鸣器13。该超声换能器11与该超声控制模块12的连接线14设置在该固定钳片1内部，即连接线14从固定钳片1内部走线。需要说明的是，在本实用新型的描述中，该固定钳片、活动钳片的前端是指该咬骨钳作用于患者机体内的端部，其后端是指该咬骨钳的手柄端。
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本实施例中该超声换能器11采用回声差异最为显著的压电材料作为超声传感材料，如由压电陶瓷制成的压电陶瓷换能器。还利用压电陶瓷可加工性和稳定性极强的特点，使该压电陶瓷换能器的外壳体厚度小于1mm，直径小于3mm，尽量减少占用固定钳片1的空间，且不破坏固定钳片1的整体刚度。该压电陶瓷换能器是利用压电陶瓷本身所具有的正电压效应和逆电压效应来实现对电信号-声波-电信号的转变，以完成对骨质和软组织产生不同频率回声波的检测，最终判断固定钳片1与活动钳片2咬口处是否存在神经、血管类软组织。
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该超声控制模块12用于向该超声换能器11提供电信号，并接收该超声换能器11回传的回波电信号，再根据回波电信号控制该蜂鸣器13启闭。
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具体的，参照附图2所示，本实施例中该超声控制模块包括数据处理模块、超声激励发射电路和回波接收电路。该超声激励发射电路连接该数据处理模块与该超声换能器，用于根据该数据处理模块指令，向该超声换能器提供电信号。该超声激励发射电路上设置场效晶体管mosfet和场效晶体管驱动器，以保证电路的稳定性和灵活性。
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该回波接收电路连接该数据处理模块与该超声换能器，用于接收该超声换能器回传的回波电信号，并传送至该数据处理模块。
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由于超声换能器11接收到的回波信号十分微弱，有些甚至为毫伏级，所以此回波信号不能直接通过模拟数字转换器adc采样量化，需要对回波信号进行放大处理后再采样。本实施例中该回波接收电路上依次设置低噪声放大器、低通滤波器和模拟数字转换器，该
低噪声放大器与该超声换能器连接。则该回波接收电路能对回波信号进行两次放大处理，保证检测信号的准确性。
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根据上述叙述，本实用新型超声传感机构是通过分析脊柱骨质与周边软组织对压电陶瓷材料产生不同频率的回声波特征，搭建的由数据处理模块、超声激励发射电路、超声换能器和回波接收电路形成的检测回路。在需要检测时，由数据处理模块控制超声激励发射电路驱动，向超声换能器发送电信号，超声换能器的压电陶瓷通过电信号-声波-电信号的转变，实现对咬口处骨质或软组织产生的回波检测，由回波接收电路对回波信号放大处理，并传送至数据处理模块，该数据处理模块根据接收到的回波电信号控制蜂鸣器启停；若检测到的回波电信号与软组织回波电信号相匹配，则表明咬口处有软组织存在，蜂鸣器报警，提醒术者注意，调整咬骨钳角度，提高手术安全性。
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进一步改进，本实施例椎板咬骨钳整体采用可拆装式结构，利于满足易消毒易清洗的要求。具体结构为：
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该手柄部分包括固定手柄3和铰接在其上的活动手柄4，该固定钳片1的后端可拆卸的固定连接在该固定手柄3的上端。该可拆卸结构可采用现有的卡合机构，实现固定钳片与固定手柄之间的快速连接。其中，该超声控制模块12设置在该固定手柄3上，该固定钳片1后端设有与该超声控制模块12连接的预留接口，如预留插头。该固定钳片1与该固定手柄3固定连接后，该超声换能器11通过该预留接口实现与该超声控制模块12的连通，即接通超声传感功能。
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该活动手柄4的上端与该活动钳片2的后端通过可拆卸式销轴连接，该活动手柄4在外力作用下，带动该活动钳片2沿该固定钳片1滑动，实现该活动钳片2与固定钳片1之间咬口的咬合。
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该手柄部分还包括设置在该固定手柄3下端和活动手柄4下端之间的弹片5。该弹片5用于实现活动手柄4在失去外力作用后，自动恢复起始位置，进而带动活动钳片2退回，活动钳片2与固定钳片1之间咬口打开。
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本实用新型椎板咬骨钳通过设置超声传感机构，以快速精准的区别手术空间中的骨质与其他软组织，为术者手术操作提供便利，能大大提高手术的安全性。当然，该超声传感机构还可用于其它用于检测或识别不同组织的手术器械中。
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在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
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以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。