一种用于神经外科人工脑膜的剪裁装置及剪裁方法

1.本发明涉及生物材料的剪裁技术领域，具体而言，涉及一种用于神经外科人工脑膜的剪裁装置及剪裁方法。


背景技术：

2.人工脑膜，也就是人工硬脑膜(artificial dura mater)，其是用生物材料制成人体脑膜的替代物，用于因颅脑、脊髓损伤、肿瘤及其他颅脑疾病引起的硬脑膜或脊膜缺损的修补，防止脑脊液外漏、颅内感染、脑膨出、脑粘连和疤痕等严重并发症，以恢复其完整性。将人工硬脑膜缝合到缺损部位，用封闭剂将人工硬脑膜边缘封闭防止脑积液从切口缝线处漏出；如采用不缝合，而是将较硬脑膜窗稍大之人工硬脑膜铺于缺损处，将其边缘放置于硬脑膜下，在两者的交界缘涂一层粘合剂，如氰基丙烯酸正丁酯，将可能得到更好的效果且明显缩短手术时间。
3.目前神经外科手术后需要使用人工硬脑膜进行硬脑膜修补，因硬脑膜剪开方式不同(如“+”切口、“t”切口、四角星切口、弧形切口或放射状切口等)，故在修补过程中需将人工硬脑膜根据人体硬脑膜剪开不同形状进行剪裁，目前对于人工硬脑膜的剪裁仍无相应工具，全凭主刀医生根据经验大致剪裁，故往往剪裁不合适，而出现短缺，也就是剪裁的人工脑膜与人体的硬脑膜开口不对应，无法缝合的现象。这就需要重新使用新的人工硬脑膜，再次剪裁，这样多次剪裁，导致人工硬脑膜的浪费，增加手术耗材的使用，而且多次剪裁，耗时较多，导致缝合不及时，增加患者手术风险，严重时硬脑膜修补不严密，导致脑脊液漏，增加术后感染风险。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的在于提供一种用于神经外科人工脑膜的剪裁装置，根据投影图样大小剪裁人工脑膜，且图样大小等比例快速调节，简单、操作方便，剪裁图样尺寸更加准确，更加适配硬脑膜开口大小；
5.本发明的第二目的在于提供一种用于神经外科人工脑膜的剪裁装置的剪裁方法，可以根据标准图样或者自定义图样，多选择的灵活方式投影图样，图样大小可等比例快速调节，简单、操作方便，剪裁图样尺寸更加准确，更加适配硬脑膜开口大小。
6.针对本发明的第一目的，本发明通过以下技术方案实现：
7.一种用于神经外科人工脑膜的剪裁装置，包括：
8.剪裁平台，用于放置人工脑膜；
9.投影机，用于将剪裁图样投影至所述剪裁平台上；
10.还包括：
11.图样调整透镜，位于所述投影机与所述剪裁平台之间，用于缩放所述投影机投影的剪裁图样；
12.透镜导杆，所述图样调整透镜通过螺纹部件套设于所述透镜导杆；
13.导杆转动机构，所述导杆转动机构用于驱动所述透镜导杆转动而使得所述图样调整透镜与所述投影机靠近或分离；
14.所述剪裁平台上设置有用于度量剪裁图样尺寸的网格部。
15.可选地，还包括：
16.剪裁刀具，所述剪裁刀具包括刀具体和镂空刀架，所述镂空刀架中间设置有可旋转球体，所述可旋转球体与镂空刀架的接触表面设置有限位凸起、用以限定可旋转球体与镂空刀架的可旋转角度；
17.所述可旋转球体四周的镂空刀架设置有用于透过投影的镂空部；
18.所述刀具体设置于所述可旋转球体，且刀具体的刀刃部位于所述镂空部在水平方向的投影区域内。
19.可选地，所述镂空部包括绕所述可旋转球体环形阵列分布的四个第一镂空部以及位于所述第一镂空部与第一镂空部之间的第二镂空部。
20.可选地，所述可旋转球体上还是设置有可拆卸连接的剪裁导杆，且所述剪裁导杆和所述刀具体的刀刃部在水平方向的投影端部齐平。
21.可选地，所述镂空刀架还连接有刀架手柄，所述刀架手柄的末端设置有用于存储不同宽度剪裁导杆的若干个导杆储存腔。
22.可选地，所述网格部所在的剪裁平台设置有若干个用于吸附人工脑膜的微孔结构，所述微孔结构连接有吸附机构。
23.可选地，所述导杆转动机构包括转动手柄杆和齿轮齿条传动副，所述手柄杆通过齿轮齿条传动副与所述透镜导杆传动连接。
24.可选地，所述剪裁装置还包括：
25.自定义图样绘制设备和标准图样选择操作台，自定义图样绘制设备和标准图样选择操作台相互连接，且标准图样选择操作台连接所述投影机。
26.针对本发明的第二目的，本发明通过以下技术方案实现：
27.一种基于所述的用于神经外科人工脑膜的剪裁装置的剪裁方法，包括以下步骤：
28.通过标准图样选择操作台选择标准图样或者通过自定义图样绘制设备绘制自定义图样，自定义图样绘制设备绘制的自定义图样在标准图样操作台进行自动保存，标准图样选择操作台将选择的标准图样或者绘制的自定义图样通过投影仪投影，并在剪裁平台投影显示；
29.通过剪裁平台上的网格部判断投影图样的尺寸是否满足需求大小，若投影图样偏大或偏小时，调节导杆转动机构使得图样调整透镜远离或靠近所述投影机，以使得投影图样满足需求大小；
30.将人工脑膜放置于剪裁平台上，定位，剪裁。
31.可选地，剪裁时，根据剪裁平台上投影图样的线条宽度，选择对应宽度的剪裁导杆，通过移动镂空刀架，使得剪裁导杆迎着投影线条的方向移动，使得刀具体的刀刃部沿投影线条剪裁人工脑膜，当投影线条改变方向时，旋转刀具体，继续以迎着投影线条的方向移动，继续剪裁线条。
32.本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
33.本发明通过投影图样的方式来提供剪裁依据，并同时设置有图样调整透镜能够等
比例的放大标准图样或者自定义图样，这样减少了同类型图样的数据存储量以及选择量，能够快速获得想要的投影图样，而且结合剪裁平台的网格部，能够快速获得较为准确的图样大小，而不用反复去调整投影机的焦距或者位移来实现，这样更加方便、快捷。
附图说明
34.图1为本发明的剪裁装置的结构示意图；
35.图2为本发明的剪裁刀具的俯视图；
36.图3为本发明的剪裁刀具的刀具体旋转角度调整的状态图；
37.图4为本发明的剪裁刀具的正视图；
38.图5为本发明的剪裁刀具使用状态示意图。
39.图标：101
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自定义图样绘制设备，102
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标准图样选择操作台，201
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转动手柄杆，202
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齿轮齿条传动副，203
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透镜导杆，204
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图样调整透镜，301
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投影机，401
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剪裁平台，402
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网格部，403
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微孔结构，500
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剪裁刀具，501
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刀具体，502
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可旋转球体，503
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镂空刀架，504
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限位凸起，505
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刀架手柄，506
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剪裁导杆，507
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刀刃部，600
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人工脑膜，700
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投影图样。
具体实施方式
40.参照图1，本发明的用于神经外科人工脑膜600的剪裁装置，包括剪裁平台401、投影机301和机台，剪裁平台401和投影机301均布置于机台上，投影机301的投影图样700可以在剪裁平台401上形成投影图样700，操作人员可以将人工脑膜600原材料放置于剪裁平台401上，然后根据投影图样700来剪裁人工脑膜600，剪裁刀具500可以选用可消毒杀菌的刀具即可。本实施例中，投影机301可以选用功能简单、分辨率不用太高的低成本投影机301实现，成本较低。
41.剪裁装置还包括自定义图样绘制设备101和标准图样选择操作台102，自定义图样绘制设备101和标准图样选择操作台102相互连接，且标准图样选择操作台102连接所述投影机301。自定义图样绘制设备101可以采用计算机，计算机按照cad等绘图软件，能够方便、快捷的根据脑膜切口来绘制特殊形状的图案，然后通过标准图样选择操作台102传递至投影机301投影，在标准图样选择操作台102中，可以将该自定义的图案进行保存，下一次可以直接选择使用。当脑膜切口的形状采用标准的t型切口或者四角星切口等标准切口时，则可以不用去自定义图样绘制设备101绘制，可直接在标准图样选择操作台102上根据预先设置的一些标准图样，选择合适的图样，即可。标准图样选择操作台102采用常规的结构实现，比如处理器、存储器、显示器以及选择按钮等硬件功能，通过通信接口将标准图样预先存储在存储器中，然后在显示器中显示，通过选择按钮可以选择对应的图样，然后通过通信模块与投影机301通信连接，从而将图样数据传输至投影机301进行投影显示。
42.标准图样选择操作平台中由于标准图样存储数据有限，而病人的脑膜切口大小也是根据不同脑袋大小存在大小不一的情况，因此，为了避免过多的去自定义绘制图案，可以根据标准图样的大小，来进行等比例放大，从而获得较多的投影图样700。
43.本实施例中，剪裁装置还包括图样调整透镜204、透镜导杆203和导杆转动机构，图样调整透镜204位于所述投影机301与所述剪裁平台401之间，用于缩放所述投影机301投影的剪裁图样，本实施例中，图样调整透镜204采用远离投影机301即可放大投影图样700的透
镜结构，图样调整透镜204通过螺纹部件套设于透镜导杆203，导杆转动机构用于驱动所述透镜导杆203转动而使得所述图样调整透镜204与所述投影机301靠近或分离。导杆转动机构包括转动手柄杆201和齿轮齿条传动副202，手柄杆通过齿轮齿条传动副202与透镜导杆203传动连接，具体地，转动手柄杆201上套设一个齿轮，该齿轮两侧分别啮合设置有齿条，齿条分别与透镜导杆203上的齿轮啮合，所以，手动旋转转动手柄杆201，即可通过齿轮齿条传动副202来驱动透镜导杆203转动，透镜导杆203转动则可以带动套设在透镜导杆203上的图样调整透镜204移动，从而实现放大或者缩小，从而可快速的调整出等比例大小的图样，有效减少了自定义图样的数量，节约手术时间。
44.在通过图样调整透镜204调整的图样，大小发生变化，则需要从新度量，本实施例中，在剪裁平台401上设置有用于度量剪裁图样尺寸的网格部402，网格部402上比如一个单元网格，比如可以规定是1cm*1cm的规格，当图案投影到网格部402上时，则可以通过肉眼能够清晰、快速的观察到投影图样700的大小。待投影图样700大小调整好后，人工脑膜600的原材料可以放置在网格部402上，投影机301投影出来的图案，在网格部402形成投影图样700，即可利用剪裁工具进行剪裁。
45.为了保证剪裁时，人工脑膜600不发生偏移，则在剪裁平台401上设置有固定人工脑膜600的结构，本实施例中，采用的是：剪裁平台401包括用于放置人工脑膜600的人工脑膜600放置区，人工脑膜600放置区设置有若干个用于吸附人工脑膜600的微孔结构403，微孔结构403连接有吸附机构。吸附机构可以采用抽气的设备，从而在微孔结构403中形成吸附状态，人工脑膜600放置上去后，即被吸附住，随意切割，也不会产生偏移。当然，也可以采用其他固定的结构。
46.参照图2
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4，本发明的剪裁装置还包括剪裁刀具500，剪裁刀具500包括刀具体501和镂空刀架503，镂空刀架503中间设置有可旋转球体502，可旋转球体502与镂空刀架503的接触表面设置有限位凸起504、用以限定可旋转球体502与镂空刀架503的可旋转角度；可旋转球体502四周的镂空刀架503设置有用于透过投影的镂空部；刀具体501设置于可旋转球体502，且刀具体501的刀刃部507位于镂空部在水平方向的投影区域内。采用投影图样700的方式剪裁，存在一个很重要的问题就是剪裁刀具500或者操作人员手部会对投影图样700进行遮挡，而导致剪裁不准确，容易出现偏移。而本发明通过设置具有镂空部的镂空刀架503，从而在四周形成镂空结构，同时刀具体501本身也是采用倾斜布置，这样在剪裁人工脑膜600时，投影图样700则从镂空部投影，不会形成阻挡。当图样被阻挡时，手握刀具体501即可旋转位于镂空刀架503中间的可旋转球体502，即可调整刀具体501的刀刃部507的切割方向，可以继续剪裁，避免投影图样700的遮挡。而刀具体501采用可旋转球体502，作为载体，能够周向自由旋转，而可旋转球体502与镂空刀架503之间设置有限位凸起504，能够保证两者的相对固定，当需要旋转时，限位凸起504则转换到下一个凹坑中，只要限位凸起504和凹坑的数量较多，即可实现多角度的调整变化，方便不用图样的切割。
47.镂空部包括绕可旋转球体502环形阵列分布的四个第一镂空部以及位于第一镂空部与第一镂空部之间的第二镂空部。在四个第一镂空部中，基本上就包含了主要的水平和垂直方向的图样线条，主要通过第一镂空部即可实现大部分图样的兼差，比如t型结构和十字型结构均可。而特殊图形，比如具有一定弧度的结构，则需要借助于第二镂空部，总之，镂空刀架503大部分空间均采用镂空结构，遮挡面积小，适合各种图形的剪裁。
48.当采用图样调整透镜204进行等比例放大时，除了图样的空隙放大，实际上线条也会被放大，这样存在一个问题就线条过宽，切割时就难以确定中心，剪裁出来的人工脑膜600，尺寸则难以达标。所以，本发明的可旋转球体502上还是设置有可拆卸连接的剪裁导杆506，且剪裁导杆506和刀具体501的刀刃部507在水平方向的投影端部齐平。剪裁导杆506选用与线条同宽时，则可以根据剪裁导杆506与图样的线条重合，来引导刀具体501移动，从而避免了刀具体501移动过程中出现偏移。
49.镂空刀架503还连接有刀架手柄505，通过刀架手柄505，方便剪裁的操作。刀架手柄505的末端设置有用于存储不同宽度剪裁导杆506的若干个导杆储存腔，剪裁导杆506与可旋转球体502采用螺纹连接，所以根据不同线条宽度，可以连接不同的剪裁导杆506，剪裁导杆506放置于导杆储存腔中，拿取方便。
50.参照图5，本实施例的剪裁装置的操作方法，包括以下步骤：
51.通过标准图样选择操作台102选择标准图样或者通过自定义图样绘制设备101绘制自定义图样，自定义图样绘制设备101绘制的自定义图样在标准图样操作台进行自动保存，标准图样选择操作台102将选择的标准图样或者绘制的自定义图样通过投影仪投影，并在剪裁平台401投影显示。
52.通过剪裁平台401上的网格部402判断投影图样700的尺寸是否满足需求大小，若投影图样700偏大或偏小时，调节导杆转动机构使得图样调整透镜204远离或靠近投影机301，以使得投影图样700满足需求大小。
53.将人工脑膜600放置于剪裁平台401上，定位，剪裁。
54.剪裁时，根据剪裁平台401上投影图样700的线条宽度，选择对应宽度的剪裁导杆506，通过移动镂空刀架503，使得剪裁导杆506迎着投影线条的方向移动，使得刀具体501的刀刃部507沿投影线条剪裁人工脑膜600，当投影线条改变方向时，旋转刀具体501，继续以迎着投影线条的方向移动，继续剪裁线条。
55.当然，为了达到无菌要求，本发明的剪裁平台401上还可以设置箱体结构，顶部采用透明材料制成，可透过投影即可，箱体结构上设置有可操作的柔性手套，操作人员可以在箱体外进行操作，即可实现无菌操作。而本技术的剪裁平台401和剪裁刀具500均可以进行各种消毒，以达到医学要求。