(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

( 21 )申请号 201610638753 .4

( 22)申请日 2016 .08 .08

(71) )申请人 刘乃玺

地址 266400 山东省青岛市胶南市大连路79号1号楼2单元501户

(72) 发明人 刘乃玺

(74 )专利代理机构 山东重诺律师事务所 37228

代理人 冷奎亨

( 51 )Int .Cl .

( 54 )发明名称

滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备

( 57 )摘要

本发明公开了一种滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，包括一底座和设置在底座上的升降柱，其特征在于：在所述升降柱顶端还设有一支撑臂，在所述支撑臂内设置一伸缩轴， 所述伸缩轴一端连接第一驱动装置，另一端连接 A弧，所述第一驱动装置能够驱动所述伸缩轴伸缩和旋转；在所述A弧与所述伸缩轴的连接处，设置第二驱动装置，在所述第二驱动装置与所述A 弧之间设有B弧，所述第二驱动装置能够驱动所述B弧沿着所述A弧转动；在所述升降柱底部还设有第三驱动装置，所述第三驱动装置能够驱动所述升降柱升降和旋转。本发明的有益效果是：设备与显示屏配合使用，方便椎弓根钉的准确植入，以及整台设备的遥控操纵。

权 利 要 求 书 1/2 页

1 .滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，包括一底座和设置在底座上的升降柱，其特征在于：在所述升降柱顶端还设有一支撑臂，在所述支撑臂内设置一伸缩轴，所述伸缩轴一端连接第一驱动装置，另一端连接A弧，所述第一驱动装置能够驱动所述伸缩轴伸缩和旋转；在所述A弧与所述伸缩轴的连接处，设置第二驱动装置，在所述第二驱动装置与所述A弧之间设有B弧，所述第二驱动装置能够驱动所述B弧沿着所述A弧转动；在所述升降柱底部还设有第三驱动装置，所述第三驱动装置能够驱动所述升降柱升降和旋转；

在所述A弧左端设有第一 一体化球管和第一限束器，右端设有第一影像增强器，所述第一限束器的轴线与所述第一 一体化球管和第一影像增强器的轴线重合；在所述B弧上端设有第二一体化球管和第二限束器，下端设有第二影像增强器，所述第二限束器的轴线与所述第二一体化球管和影像增强器轴线也相同；

在所述第一限束器、第二限束器外侧均设有导引装置，所述导引装置包括导向杆、滑动筒、连接杆、套筒，在所述套筒上还配置椎弓根钻孔器，所述导向杆底部连接在所述A弧、B弧的一体化球管外侧，和一体化球管内侧限束器轴线重合，导向杆贯穿所述滑动筒，并且所述滑动筒能够沿着所述导向杆移动，所述滑动筒还可以锁紧在所述导向杆上，所述连接杆一端连接在所述滑动筒上，另一端连接在所述套筒上，所述导向杆、滑动筒、套筒、椎弓根钻孔器轴线相同，并且其轴线与限束器、射线源、接收装置的中心轴线重合；所述B弧用于指引进钉方向，A弧防止进钉过深；A弧、B弧包括其两端的透视装置即一体化球管和限束器、影像增强器。

2 .根据权利要求书1所述的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，其特征在于： 所述第一驱动装置包括第一转轴、第一套筒、第一基座，在所述第一驱动装置外还设有第一外壳；在所述第一基座与所述升降柱之间还连接有第一支撑杆，所述第一转轴一端连接在所述A弧上，另一端通过第一轴承套接在所述第一套筒上，在所述第一转轴上还设有第一旋转齿轮；在所述第一套筒上，所述第一轴承右侧、第一丝母左侧设置第一电机座，在所述第一电机座上设置第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出轴上连接有第一齿轮轴，所述第一齿轮轴与所述第一旋转齿轮相互啮合；在所述第一套筒底部还设有第一丝杆驱动装置， 包括第一丝母，第一丝杆，第一丝杆电机，所述第一丝杆一端套设在第一丝母上，另一端连接第一丝杆电机，所述第一丝杆转动时能够带动所述第一丝母左右移动，从而带动所述第一套筒左右移动。

3 .根据权利要求书1所述的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，其特征在于：

所述第二驱动装置包括第二驱动电机、第二减速器以及齿轮齿条，所述第二减速器连接在所述第二驱动电机的输出轴上，所述齿轮齿条包括连接在第二减速器输出轴上的主动齿轮，以及设置在B弧内弧面上的齿条，第二驱动电机能够驱动齿轮齿条带动所述B弧沿着所述A弧按照顺时针和逆时针两个方向转动。

4 .根据权利要求书1所述的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，其特征在于： 所述第三驱动装置包括第三转轴和设置在所述升降柱上的第三套筒，在所述第三驱动装置外还设有第三外壳；所述第三转轴一端连接在所述支撑臂外壳上，另一端通过第三轴承套接在所述第三套筒内，在所述第三转轴上还设有第三旋转齿轮；在所述第三套筒上、所述第三轴承下方、第三丝母上方还设有第三电机座，在所述第三电机座上设置第三旋转电机，所述第三旋转电机的输出轴上连接有第三齿轮轴，所述第三齿轮轴与所述第三旋转齿轮相互

权 利 要 求 书 2/2 页

啮合；在所述第三套筒底部还设有第三丝杆驱动装置，包括第三丝母，第三丝杆，第三丝杆电机，所述第三丝杆一端套设在第三丝母上，另一端连接第三丝杆电机，所述第三丝杆转动时能够带动所述第三丝母上下移动，从而带动所述第三套筒上下移动。

5 .根据权利要求书1所述的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，其特征在于： 在所述底座底部四个角处设有万向轮，所述底座下方设有前后移动轮和左右移动轮，在所述两个前后移动轮之间设有前后轮传动轴，在所述两个左右移动轮之间设有左右轮传动轴，所述所述前后轮传动轴位于所述左右轮传动轴的下部，并且前后轮抬起、左右轮下降时，前后轮传动轴与左右轮传动轴不会相互撞击；在所述前后轮传动轴以及所述左右轮传动轴上均设有驱动机构，所述驱动机构包括一升降机构和一旋转机构，所述升降机构包括一升降套筒和一丝杆机构，所述升降套筒通过滚动轴承套接在传动轴上，所述丝杆机构驱动所述升降套筒升降，所述旋转机构包括一组啮合齿轮和一旋转电机，所述旋转电机通过电机座附着在所述传动轴上，所述旋转电机驱动所述啮合齿轮转动，从而带动所述前后轮传动轴以及所述左右轮传动轴转动。

6 .根据权利要求书1或5所述的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，其特征在

于：还设有一控制器，所述控制器上部设置伸缩轴移动按键、伸缩轴旋转按键、升降柱升降按键、升降柱旋转按键，下部设置前后左右按键、前后轮升降键、左右轮升降键、B弧滑动按键，以及开、关按键，还设有第一透视按键和第二透视按键。

滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备

技术领域

[0001] 本发明涉及医院骨科手术辅助设备领域，特别是一种滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备。

背景技术

[0002] 目前术中常见于临床用的透视设备有“C”形臂X光机，及“G”形臂X光机。“C”形臂X 光机可旋转，但是不能同时透视正位和侧位；“G”形臂可以同时透视正位和侧位，但位置固定不能旋转。这样给手术操作带来不便，正因为不便，手工置入椎弓根螺钉容易造成失误， 据统计，有一项观察把医生分成三组：置钉经验少于2年的、2~5年的、以及多于5年的。在没有导航技术的情况下，这三群医生的椎弓根钉失误率非常接近，都在10%~12%左右。因此极易误伤椎管内的硬膜囊、神经根，造成瘫痪、脑脊液外漏等严重并发症，给患者带来痛苦，使得医患关系紧张。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高定位精度，减小失误损伤的滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，包括一底座和设置在底座上的升降柱，其特征在于：在所述升降柱顶端还设有一支撑臂，在所述支撑臂内设置一伸缩轴，所述伸缩轴一端连接第一驱动装置，另一端连接A 弧，所述第一驱动装置能够驱动所述伸缩轴伸缩和旋转；在所述A弧与所述伸缩轴的连接处，设置第二驱动装置，在所述第二驱动装置与所述A弧之间设有B弧，所述第二驱动装置能够驱动所述B弧沿着所述A弧转动；在所述升降柱底部还设有第三驱动装置，所述第三驱动装置能够驱动所述升降柱升降和旋转；

在所述A弧左端设有第一 一体化球管和第一限束器，右端设有第一影像增强器，所述第一限束器的轴线与所述第一 一体化球管和第一影像增强器的轴线重合；在所述B弧上端设有第二一体化球管和第二限束器，下端设有第二影像增强器，所述第二限束器的轴线与所述第二一体化球管和影像增强器轴线也相同；

在所述第一限束器、第二限束器外侧均设有导引装置，所述导引装置包括导向杆、滑动筒、连接杆、套筒，在所述套筒上还配置椎弓根钻孔器，所述导向杆底部连接在所述A弧、B弧的一体化球管外侧，和一体化球管内侧限束器轴线重合，导向杆贯穿所述滑动筒，并且所述滑动筒能够沿着所述导向杆移动，所述滑动筒还可以锁紧在所述导向杆上，所述连接杆一端连接在所述滑动筒上，另一端连接在所述套筒上，所述导向杆、滑动筒、套筒、椎弓根钻孔器轴线相同，并且其轴线与限束器、射线源、接收装置的中心轴线重合。所述B弧用于指引进钉方向，A弧防止进钉过深；A弧、B弧包括其两端的透视装置即一体化球管和限束器、影像增强器。

[0005] 优选的，所述第一驱动装置包括第一转轴、第一套筒、第一基座，在所述第一驱动

装置外还设有第一外壳；在所述第一基座与所述升降柱之间还连接有第一支撑杆，所述第一转轴一端连接在所述A弧上，另一端通过第一轴承套接在所述第一套筒上，在所述第一转轴上还设有第一旋转齿轮；在所述第一套筒上，所述第一轴承右侧、第一丝母左侧设置第一电机座，在所述第一电机座上设置第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出轴上连接有第一齿轮轴，所述第一齿轮轴与所述第一旋转齿轮相互啮合；在所述第一套筒底部还设有第一丝杆驱动装置，包括第一丝母，第一丝杆，第一丝杆电机，所述第一丝杆一端套设在第一丝母上，另一端连接第一丝杆电机，所述第一丝杆转动时能够带动所述第一丝母左右移动， 从而带动所述第一套筒左右移动。

[0006] 优选的，所述第二驱动装置包括第二驱动电机、第二减速器以及齿轮齿条，所述第二减速器连接在所述第二驱动电机的输出轴上，所述齿轮齿条包括连接在第二减速器输出轴上的主动齿轮，以及设置在B弧内弧面上的齿条，第二驱动电机能够驱动齿轮齿条带动所述B弧沿着所述A弧按照顺时针和逆时针两个方向转动。

[0007] 优选的，所述第三驱动装置包括第三转轴和设置在所述升降柱上的第三套筒，在所述第三驱动装置外还设有第三外壳；所述第三转轴一端连接在所述支撑臂外壳上，另一端通过第三轴承套接在所述第三套筒内，在所述第三转轴上还设有第三旋转齿轮；在所述第三套筒上、所述第三轴承下方、第三丝母上方还设有第三电机座，在所述第三电机座上设置第三旋转电机，所述第三旋转电机的输出轴上连接有第三齿轮轴，所述第三齿轮轴与所述第三旋转齿轮相互啮合；在所述第三套筒底部还设有第三丝杆驱动装置，包括第三丝母， 第三丝杆，第三丝杆电机，所述第三丝杆一端套设在第三丝母上，另一端连接第三丝杆电机，所述第三丝杆转动时能够带动所述第三丝母上下移动，从而带动所述第三套筒上下移动。

[0008] 优选的，在所述底座底部四个角处设有万向轮，所述底座下方设有前后移动轮和

左右移动轮，在所述两个前后移动轮之间设有前后轮传动轴，在所述两个左右移动轮之间设有左右轮传动轴，所述所述前后轮传动轴位于所述左右轮传动轴的下部，并且前后轮抬起、左右轮下降时，前后轮传动轴与左右轮传动轴不会相互撞击；在所述前后轮传动轴以及所述左右轮传动轴上均设有驱动机构，所述驱动机构包括一升降机构和一旋转机构，所述升降机构包括一升降套筒和一丝杆机构，所述升降套筒通过滚动轴承套接在传动轴上，所述丝杆机构驱动所述升降套筒升降，所述旋转机构包括一组啮合齿轮和一旋转电机，所述旋转电机通过电机座附着在所述传动轴上，所述旋转电机驱动所述啮合齿轮转动，从而带动所述前后轮传动轴以及所述左右轮传动轴转动。

[0009] 优选的，还设有一控制器，所述控制器上部设置伸缩轴移动按键、伸缩轴旋转按键、升降柱升降按键、升降柱旋转按键，下部设置前后左右按键、前后轮升降键、左右轮升降键、B弧滑动按键，以及开、关按键，还有设有第一透视按键和第二透视按键。

[0010] 本发明的有益效果是：设备与显示屏配合使用，方便椎弓根钉的准确植入，以及对整台设备的操纵。

附图说明

[0011] 图1为手术时人体脊柱截面与设备轴线位置示意图。

[0012] 图2为本发明整体结构示意图。

1、底座 2、升降柱 3、支撑臂 4、伸缩轴 5、第一驱动装置

50、第一外壳 51、第一转轴 52、第一套筒 521、第一丝杆驱动装置 522、第一丝母

523、第一丝杆 524、第一丝杆电机 53、第一基座

54、第一轴承套 55、第一旋转齿轮 56、第一支撑杆

57、第一电机座 58、第一旋转电机 59、第一齿轮轴 6、A弧

611、第一限束器 61、第一一体化球管62、第一影像增强器

7、第二驱动装置 71、第二驱动电机 72、第二减速器73、主动齿轮 74、齿条8、B弧 811、第二限束器 81、第二一体化球管

82、第二影像增强器 9、第三驱动装置 90、第三外壳 91、第三转轴 92、第三套筒 921、第三丝杆驱动装置922、第三丝母

923、第三丝杆 924、第三丝杆电机 93、第三轴承

94、第三旋转齿轮 96、第三电机座 97、第三旋转电机

98、第三齿轮轴 10、导引装置 101、导向杆102、滑动筒

103、连接杆 104、套筒 105椎弓根钻孔器 11、前后移动轮

12、左右移动轮 111、前后轮传动轴 121、左右轮传动轴

13、驱动机构 131、升降套筒 1310、滚动轴承 1311、升降杆

1312、丝杆机构 132、旋转机构 1320、电机座 1321、啮合齿轮

1322、旋转电机 14、控制器 141、伸缩轴移动按键

142、伸缩轴旋转按键 143、升降柱升降按键 144、升降柱旋转按键 145、前后左右按键

146、开、关按键 147、B弧旋转键

148、前后轮升降键 149、左右轮升降键 1401、第一透视按键

1402、第二透视按键。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图实施例对本发明做进一步说明。

[0025] 实施例一

如图1-11，滑动交叉透视骨科椎弓根螺钉置入辅助设备，包括一底座1和设置在底座1上的升降柱2，在所述升降柱2顶端还设有一支撑臂3，在所述支撑臂3内设置一伸缩轴4，所

述伸缩轴4一端连接第一驱动装置5，另一端连接A弧6，所述第一驱动装置5能够驱动所述伸缩轴4伸缩和旋转；在所述A弧6与所述伸缩轴4的连接处，设置第二驱动装置7，在所述第二驱动装置7与所述A弧6之间设有B弧8，所述第二驱动装置7能够驱动所述B弧8沿着所述A弧6转动；在所述升降柱2底部还设有第三驱动装置9，所述第三驱动装置9能够驱动所述升降柱 2升降和旋转；

在所述A弧6左端设有第一 一体化球管61和第一限束器611，右端设有第一影像增强器 62，所述第一限束器611的轴线与所述第一 一体化球管61和第一影像增强器62的轴线重合；在所述B弧上端设有第二一体化球管81和第二限束811器，下端设有第二影像增强器82， 所述第二限束器811的轴线与所述第二一体化球管81和第二影像增强器82轴线也相同；

在所述第一限束器611、第二限束器811外侧均设有导引装置10，所述导引装置10包括导向杆101、滑动筒102、连接杆103、套筒104，在所述套筒104上还配置椎弓根钻孔器105，所述导向杆101底部连接在所述A弧6、B弧8的限束器外侧，导向杆101贯穿所述滑动筒102，并且所述滑动筒102能够沿着所述导向杆101移动，所述滑动筒102移动到合适位置处后，还可以锁紧所述导向杆101，所述连接杆103一端连接在所述滑动筒102上，另一端连接在所述套筒104上，所述导向杆101、滑动筒102、套筒104、电动螺纹钻105轴线相同，并且其轴线与限束器、射线源、接收装置的中心轴线重合。临床用的椎弓根钻孔器105套接在套筒104上，方便其沿着射线在脊椎椎弓根上钻孔；所述B弧8用于指引进钉方向，A弧6防止进钉过深；A弧 6、B弧8包括其两端的透视装置即一体化球管和限束器，影像增强器。

[0026] 所述第一驱动装置5包括第一转轴51、第一套筒52、第一基座53，在所述第一驱动

装置外还设有第一外壳50；在所述第一基座53与所述升降柱2之间连接有第一支撑杆56，所述第一转轴51一端连接在所述伸缩轴4上，另一端通过第一轴承54套接在所述第一套筒52 内，在所述第一转轴51上还设有第一旋转齿轮55；在所述第一套筒52上、所述第一轴承54右侧设置第一电机座57，在所述第一电机座57上设置第一旋转电机58，所述第一旋转电机58的输出轴上连接有第一齿轮轴59，所述第一齿轮轴59与所述第一旋转齿轮55相互啮合，第一旋转电机58转动时，能够带动通过第一齿轮轴59与第一旋转齿轮55，带动伸缩轴4旋转，从而带动A弧6、B弧8向前或向后倾斜；在所述第一套筒52底部还设有第一丝杆驱动装置521，包括第一丝母522，第一丝杆523，第一丝杆电机524，所述第一丝杆523一端套设在第一丝母522上，另一端连接第一丝杆电机524，所述第一丝杆523转动时能够带动所述第一丝母 522左右移动，从而带动所述第一套筒52左右移动，使得所述第一旋转齿轮55沿着所述第一齿轮轴59轴向移动，实现伸缩轴4的前后移动。

[0027] 所述第二驱动装置7包括第二驱动电机71、第二减速器72以及齿轮齿条，所述第二

减速器72连接在所述第二驱动电机71的输出轴上，所述齿轮齿条包括连接在第二减速器72 输出轴上的主动齿轮73，以及设置在B弧8内弧面上的齿条74，第二驱动电机71能够驱动齿轮齿条带动所述B弧8沿着所述A弧6按照顺时针和逆时针两个方向转动，实现一体化球管、导向装置与人体脊柱椎弓根同轴，如图1所示。

[0028] 所述第三驱动装置9包括第三转轴91和设置在所述升降柱2上的第三套筒92，在所述第三驱动装置外还设有第三外壳90；所述第三转轴91一端连接在所述支撑臂3上，另一端通过第三轴承93套接在所述第三套筒92内，在所述第三转轴91上还设有第三旋转齿轮94； 在所述第三套筒上92、所述第三轴承93下方还设有第三电机座96，在所述第三电机座96上

设置第三旋转电机97，所述第三旋转电机97的输出轴上连接有第三齿轮轴98，所述第三齿轮轴98与所述第三旋转齿轮94相互啮合，第三旋转电机97能够带动第三齿轮轴98与第三旋转齿轮94转动，带动第三转轴91旋转，从而带动伸缩轴4在水平面内转动；实现A弧6、B弧8在水平面内摆动；在所述第三套筒92底部还设有第三丝杆驱动装置921，包括第三丝母922，第三丝杆923，第三丝杆电机924，所述第三丝杆923一端套设在第三丝母922上，另一端连接第三丝杆电机924，所述第三丝杆923转动时能够带动所述第三丝母922上下移动，从而带动所述第三套筒92上下移动，使得所述第三旋转齿轮94可以沿着所述第三齿轮轴98轴向移动， 实现升降柱2的上下移动，从而将A弧6、B弧8移动到合适位置，便于手术。

[0029] 在所述底座1底部四个角处设有万向轮，所述底座1上设有前后移动轮11和左右移动轮12，在所述前后移动轮11之间设有前后轮传动轴111，在所述左右移动轮12之间设有左右轮传动轴121，所述所述前后轮传动轴111位于所述左右轮传动轴121的下部；并且前后轮 11抬起、左右轮12下降时，前后轮传动轴111与左右轮传动轴121不会相互撞击；在所述前后轮传动轴111以及所述左右轮传动轴121上均设有驱动机构13，所述驱动机构13包括一升降机构131和一旋转机构132，所述升降机构131包括一升降套筒1311和一丝杆机构1312，所述升降套筒1311通过滚动轴承1310套接在传动轴上，所述丝杆机构1312驱动所述升降杆1311 升降，实现前后轮、左右轮的升降；所述旋转机构132包括一组啮合齿轮1321和一旋转电机1322，所述旋转电机1322通过电机座1320附着在所述传动轴上，所述旋转电机1322驱动所述啮合齿轮1321转动，从而带动所述前后轮传动轴111以及所述左右轮传动轴121转动，实现前后轮、左右轮的旋转。

[0030]   还设有一控制器14，所述控制器14上部设置伸缩轴移动按键141、伸缩轴旋转按键

142、升降柱升降按键143、升降柱旋转按键144，下部设置前后左右按键145、前后轮升降键

148、左右轮升降键149、B弧滑动按键147以及开、关按键146，还有设有第一透视按键1401和第二透视按键1402。操纵B弧滑动按键147，实现B弧沿着A弧滑动；操纵第一透视按键1401和第二透视按键1402，实现A弧左端机头工作以及B弧上端机头工作，使得影像增强器接收X射线，并将图像输出到显示屏上；操纵伸缩轴移动按键141、伸缩轴旋转按键142，实现伸缩轴4的伸缩、旋转；操纵升降柱升降按键143、升降柱旋转按键144，实现升降柱2的升降、旋转；操纵前后左右按键145，实现以及整台设备前、后、左、右移动；操纵前后轮升降键148、左右轮升降键149，可以实现前后移动轮11被提起离开地面、左右移动轮12转动，以及左右移动轮 12被提起离开地面、前后移动轮11转动。

[0031] 此设备与显示屏配合使用，方便椎弓根钉的准确植入，以及整台设备的遥控操纵。

图1

图2

图2a

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10