數顯式測探尺的制作方法

專利名稱：數顯式測探尺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量裝置，特別涉及一種外科手術中使用的數顯式探測尺。
背景技術：
在外科手術過程中，外科醫生經常需要能夠準確地測定骨孔的深度以選擇合適長度的緊固件。在一些情況下，選擇合適長度的緊固件對于避免并發癥很重要，因為若緊固件選擇過長，該緊固件可能從骨中凸出，傷害相鄰的軟組織。目前對骨孔的測量大多使用傳統的機械式測深尺，測深尺只能靠目視的方式讀取數值，其刻度的精度只能達到1mm，并且醫生讀數時還會產生進一步的誤差，測量值的不精確會導致下一步手術中選擇緊固件長度規格的不準確，從而成為骨骼打穿等各種手術失敗的因素。另外，在某些外科手術中(比如髖關節手術)，有時會出現顯露部位視角不足的情況，給醫生讀取骨孔的深度造成了進一步的障礙。

發明內容
為解決現有技術中的上述不足，本發明提供一種數顯式探測尺，該數顯式探測尺依靠光柵尺測量和顯示模塊來實現骨孔深度的測量，相比于機械式測深尺，能夠實現快速、 高精度測量，并去除了人為讀數產生的誤差，方便醫生在術中快速、準確判斷下一步操作所選用的緊固件的規格。技術方案一種數顯式探測尺，其特征在于，該數顯式探測尺包括有可插入骨孔內的探針，所述探針的遠端設置有彎鉤部件用于定位骨的遠側表面；刻度尺，所述刻度尺的遠端與所述探針的近端固定連接；針套，所述針套內腔為一通孔，所述探針位于所述針套內腔內，所述探針的彎鉤部件從所述針套的遠端伸出；套筒，所述套筒的遠端與所述針套的近端相連接；光柵尺測量和顯示模塊，其固定在套筒上，用于測量所述刻度尺相對于所述套筒的位移；其中的探針和刻度尺位于所述針套和套筒的內腔內并可相對于針套和套筒沿軸向滑動。所述探針為直探針，相應地，所述針套為直針套。所述探針為彎折探針，相應地，所述針套為可隨探針而彎折的且不被拉伸或壓縮的針套。所述針套為由金屬絲緊密盤旋纏合成的管狀結構或其表面緊密排列有切割紋路的金屬管或醫用高分子材料制成的管狀結構。所述探針包括一個彎折點，所述彎折點前后的兩段探針段均為直探針段。所述兩段探針段之間呈120° -150°的角度。
所述彎折點處設置有萬向機構來連接前后兩段探針段。所述萬向機構為球形萬向節或滑塊型萬向節或鉸鏈式萬向節。所述光柵尺測量和顯示模塊包括位于所述套筒內的光柵尺接觸條，所述光柵尺接觸條與所述刻度尺的上表面相接觸；所述刻度尺遠端的下表面朝向套筒內腔的內壁且其上開設有徑向盲孔，所述盲孔位于所述套筒內腔內，所述盲孔內沿徑向依次裝有壓縮彈簧和滾珠，所述滾珠與所述套筒內腔的內壁相接觸，所述壓縮彈簧始終處于壓緊狀態。所述套筒的近端上開設有用于固定所述光柵尺測量和顯示模塊的槽，所述光柵尺測量和顯示模塊為整體結構且可拆卸地裝卡在該槽內。所述光柵尺測量和顯示模塊表面包裹有透明密封塑膠膜。所述套筒的內腔為圓柱體，所述刻度尺為截圓柱體、其截面平行于所在圓柱體的軸向，所述截面即為所述刻度尺的上表面，與截面相對應的圓柱體的外側面即為所述刻度尺的下表面，所述盲孔的縱軸垂直于所述刻度尺的截面。所述刻度尺的截面上標示有刻度值。所述針套由主體、圓臺部和連接部組成，所述針套的主體為空心圓柱，所述針套的近端依次為圓臺部和連接部，所述圓臺部為空心圓臺，所述連接部為空心圓柱，所述主體的內腔、圓臺部的內腔和連接部的內腔依次相連通，所述圓臺部的小底面與所述主體的近端相固定連接，所述圓臺部的大底面與所述連接部的遠端相固定連接，所述連接部與所述套筒可拆卸地連接。所述連接部的近端沿徑向嵌入一對對稱分布的定位銷，相應地，所述套筒遠端的筒壁上開設有一對180°分布的橫向L型開口，所述定位銷可旋進所述L型開口內以實現針套與套筒的可拆卸連接。所述光柵尺測量和顯示模塊從上至下依次包括有液晶屏、底襯、緩沖海綿、電路板和光柵尺接觸條，所述光柵尺測量和顯示模塊的頂部還包括有操作按鈕。技術效果本發明提供一種數顯式探測尺，該數顯式探測尺包括有光柵尺測量和顯示模塊， 用于測量和顯示刻度尺(或探針)相對于套筒(或針套)的相對位移，其測量快速、精度可以達到0. 1mm、且不存在人為讀數誤差，方便醫生在術中快速、準確地判斷下一步操作所選用的緊固件的規格。數顯式探測尺的探針可以為直探針或彎折探針，以適應不同的情況，彎折探針可以繞開遮擋物，實現測量顯露不完全的骨孔的深度數值。優選地，彎折探針的彎折處設置有萬向機構，可以依據術中的情況來調節彎折的角度。進一步地，在刻度尺的下表面上開設有徑向盲孔，盲孔內裝有壓縮彈簧和滾珠，壓縮彈簧一直處于壓縮狀態，使得刻度尺的上表面與光柵尺測量和顯示模塊的光柵尺接觸條持續的柔性接觸，以提高光柵尺的測量精度。其中光柵尺測量和顯示模塊裝卡在套筒的近端，以方便醫生讀數。光柵尺測量和顯示模塊采用模塊化設計的整體結構，可以從套筒上自由拆卸，以方便器械重復性的消毒與滅菌，而且堅固耐用。優選地，還可以在光柵尺測量和顯示模塊表面包裹有透明密封塑膠模，由于是透明塑膠模，其不會影響讀取光柵尺測量和顯示模塊的讀數，又因為是密封塑膠膜，使得光柵尺測量和顯示模塊可以采用蒸煮式消毒。
進一步地，刻度尺的上表面(截面)上標示有刻度，以備光柵尺測量和顯示模塊出現故障時，還可以進行人為的讀數測量。其中的針套和套筒之間也為可拆卸地連接，以方便器械重復性的消毒與滅菌。


圖1本發明一種數顯式探測尺的結構示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的B-B向示意圖；圖4為圖1的套筒的局部示意圖；圖5為圖4的A-A向示意圖；圖6為圖1的局部示意圖；圖7本發明另一種數顯式探測尺的結構示意圖；圖8為圖7的俯視圖；圖9為光柵尺測量和顯示模塊的結構示意圖；圖10為圖9的俯視圖。圖中各標號示例如下1、1’ -探針，2、2’ -針套，2-1-針套主體，2_2針套圓臺部，2-3-針套連接部，3_套筒，3-1-橫向L型開口，4-刻度尺，5-光柵尺測量和顯示模塊，5-1-外殼，5-2-有機玻璃，
5-3-液晶屏，5-4-操作按鈕，5-5-底襯，5-6-緩沖海綿，5_7_電路板，5-8-光柵尺接觸條，
6-壓縮彈簧，7-滾珠，8-定位銷，9-盲孔。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1如圖1和圖2所示為本發明一種數顯式探測尺的結構示意圖和俯視圖，該數顯式探測尺主要包括有探針1、針套2、套筒3、刻度尺4和光柵尺測量和顯示模塊5。其中探針1 的遠端用于伸入骨孔內部，且探針1的遠端還設置有用于定位骨的遠側外表面和遠側內表面的彎鉤部件，彎鉤部件可以為倒鉤、鉤子、齒狀鉤子等；探針1的近端與刻度尺4的遠端固定連接。針套2的主體為空心圓柱體，套筒3的主體也為空心圓柱體，針套2與套筒3之間通過針套2近端的連接部2-3而進行可拆卸的連接。探針1和刻度尺4位于針套2和套筒 3的內腔內，且探針1和刻度尺4可相對于針套2和套筒3沿軸向滑動，探針1的遠端伸出針套2的遠端，探針1的近端位于套筒3遠端的內腔內，刻度尺4的近端從套筒3的近端伸出，因此，探針1與針套2的相對位移等于刻度尺4與套筒3之間的相對位移。套筒3的近端上開設有槽，光柵尺測量和顯示模塊5為整體結構且可拆卸地裝卡在槽內，光柵尺測量和顯示模塊5的底部為光柵尺接觸條5-8 (見圖9)，光柵尺接觸條5-8與刻度尺4相接觸以測量刻度尺4相對于套筒3的位移，光柵尺測量和顯示模塊5的頂部為液晶屏5-3用于顯示位移讀數，以方便醫生讀取讀數。該數顯式探測尺利用光柵尺測量和顯示模塊5測量刻度尺4與套筒3之間的相對位移來得到探針1與針套2之間的相對位移進而得到骨孔深，整個測量過程快速、不存在讀數誤差，并且光柵尺測量和顯示模塊5的精度可以達到0. Imm, 有效地保證了醫生在術中對緊固件規格的快速、準確的選擇。在本實施例中，見圖1-3，探針1為直探針，相應地，針套2為直針套2，適用于測量無遮擋物、顯露較完全的骨孔的深度值。刻度尺4為截圓柱體，其截面平行于刻度尺4的軸線，刻度尺4的遠端位于套筒3的內腔內，刻度尺4的遠端截面與光柵尺測量和顯示模塊5 的光柵尺接觸條5-8相接觸；如圖6所示，刻度尺的遠端外側面上開設有徑向盲孔9，盲孔9 內沿徑向依次裝有壓縮彈簧6和滾珠7，滾珠7始終與套筒3的內腔的內壁相接觸，且使壓縮彈簧6 —直處于壓緊狀態以保證刻度尺4的遠端截面與光柵尺接觸條5-8保持持續地柔性接觸，提高了光柵尺的測量精度。優選地，如圖6所示，盲孔9的軸線垂直于刻度尺4的截面，使得壓縮彈簧6對刻度尺4的作用力垂直于刻度尺4的截面，以便刻度尺4的截面與光柵尺接觸條5-8更好的接觸，并且使得相對滑動更加靈活。優選地情況下，探針1為從近端到遠端逐漸變細，其錐度大約在1° 5°之間，其中錐度為2。時為優選，探針1的遠端較細以便于伸入骨孔中，探針1的近端較粗以保證探針1的整體強度。套筒3的主體外側上設置有相鄰排列的多個凸凹結構，便于醫生手持。在刻度尺4的近端的上下表面上分別開設有凹槽結構，以起到防滑的作用。另外，刻度尺4的截面上可以標示有刻度值，以防術中光柵尺測量和顯示模塊5突然失靈，還可以通過刻度尺4讀數測量骨孔深度值。見圖9和圖10，本實施例中的光柵尺測量和顯示模塊5為整體結構、本身不可拆卸，但作為整體可從套筒3上自由拆卸，本實施例中的可拆卸連接是通過光柵尺測量和顯示模塊的外殼5-1上的拔卡結構實現的。光柵尺測量和顯示模塊5的頂部上安裝有液晶屏 5-3和操作按鈕5-4，出于對液晶屏5-3的保護，液晶屏5-3上蓋有有機玻璃5_2，按照從頂部到底部的順序，液晶屏5-3下方依次還設置有底襯5-5、緩沖海綿5-6、電路板5-7和光柵尺接觸條5-8。其中的操作按鈕5-4包括有開關按鈕和清零按鈕，開關按鈕用以啟動和關閉該光柵尺測量和顯示模塊5，清零按鈕用于設置測量起點。當然，整體結構的光柵尺測量和顯示模塊5只是一種優選的情況，根據實際使用需求，光柵尺測量和顯示模塊5可與套筒3 固定連接或者光柵尺測量和顯示模塊5本身也可拆卸。還可在光柵尺測量和顯示模塊5外包裹一層塑膠膜，該塑膠膜是透明且密封的，可清晰的通過液晶屏5-3進行讀數，因密封包裹，可以對光柵尺測量和顯示模塊5進行蒸煮消毒。另外，光柵尺測量和顯示模塊5的內部組成也不局限于上述形式，但至少包括液晶屏5-3、操作按鈕5-4和光柵尺接觸條5-8。如圖2所示，針套2由主體2-1、圓臺部2-2和連接部2_3組成，所述針套2的主體
2-1為空心圓柱，針套的近端依次為圓臺部2-2和連接部2-3，圓臺部2-2為空心圓臺，連接部2-3為空心圓柱，主體2-1的內腔、圓臺部2-2的內腔和連接部2-3的內腔依次相連通， 圓臺部2-2的遠端小底面與主體2-1的近端相固定連接，圓臺部2-2的近端大底面與連接部2-3的遠端相固定連接，連接部2-3與套筒3可拆卸地連接。連接部2-3的近端沿徑向嵌入一對對稱分布的定位銷8，套筒3遠端的筒壁上開設有一對180°分布的橫向L型開口
3-1(見圖4和圖5)，定位銷8可旋進橫向L型開口 3-1內以實現針套2與套筒3的可拆卸連接。本實施例中的數顯式探測尺的操作過程如下
(1)測量骨中的通孔觸發開關按鈕以啟動光柵尺測量和顯示模塊5，當探針1的彎鉤部件的內側與針套2的遠端端面相接觸時，按下清零按鈕，產生電信號，光柵尺測量和顯示模塊5記錄該位置為初始值。讓探針1的遠端穿過骨中的通孔，將探針1的彎鉤部件的內側勾在骨孔遠端外側表面上，推動套在探針1上的針套2，使針套2的遠端端面貼在骨孔近端的外側表面上， 此時，液晶屏5-3上自動顯示精確到0. Imm的測量值，該數值為骨孔的遠端表面與近端表面之間的距離，即為骨孔的深度值。在整個測量的過程中，由于壓縮彈簧6和滾珠7的作用，光柵尺測量和顯示模塊5 的光柵尺接觸條5-8與刻度尺的截面始終保持柔性接觸，以提高測量精度。當光柵尺測量和顯示模塊5出現故障時，也可以通過其外殼5-1上的拔卡結構快速更換新的光柵尺測量和顯示模塊。若無備用光柵尺測量和顯示模塊時，還可以通過刻度尺4的刻度值來計算骨孔的深度值。當探針1的彎鉤部件的內側與針套2的遠端端面相接觸時，記錄套筒3的近端端面所指示的刻度尺4上的刻度初始值，當探針1的彎鉤部件的內側勾在骨孔遠端外側表面上，推動套在探針1上的針套2，使針套2的遠端端面貼在骨孔近端的外側表面上，此時，記錄套筒3的近端端面所指示的刻度尺4上的刻度測量值，用刻度測量值減去刻度初始值即得到骨孔的深度值。顯然，這種方式速度慢、誤差大、準確度低。(2)測量骨中的盲孔觸發開關按鈕以啟動光柵尺測量和顯示模塊5，當探針1的彎鉤部件的內側與針套2的遠端端面相接觸時，按下清零按鈕，產生電信號，光柵尺測量和顯示模塊5記錄該位置為初始值。當探針1的彎鉤部件的外側抵上骨中的盲孔的底端表面時，推動套在探針1 上的針套2，使針套2的遠端端面貼在盲孔近端的外側表面上，此時，液晶屏5-3上自動顯示精確到0. Imm的測量值，該數值即為盲孔的底端表面與近端表面之間的距離，即為盲孔的深度值。其中，在測量骨中盲孔深度值時，光柵尺測量和顯示模塊5會自動補償彎鉤部件本身內、外兩側之間的距離，液晶屏5-3上自動顯示的測量值為實際測量值加上彎鉤部件本身內、外兩側之間的距離后得到的數值。在整個測量的過程中，由于壓縮彈簧6和滾珠7的作用，光柵尺測量和顯示模塊5 的光柵尺接觸條5-8與刻度尺的截面始終保持柔性接觸，以提高測量精度。當光柵尺測量和顯示模塊5出現故障時，也可以通過其外殼5-1上的拔卡結構快速更換新的光柵尺測量和顯示模塊。若無備用光柵尺測量和顯示模塊時，還可以通過刻度尺4的刻度值來計算骨孔的深度值。當探針1的彎鉤部件的內側與針套2的遠端端面相接觸時，記錄套筒3的近端端面所指示的刻度尺4上的刻度初始值，當探針1的彎鉤部件的外側抵上骨中的盲孔的底端表面時，推動套在探針1上的針套2，使針套2的遠端端面貼在盲孔近端的外側表面上，此時，記錄套筒3的近端端面所指示的刻度尺4上的刻度測量值，用刻度測量值減去刻度初始值再加上彎鉤部件本身內、外兩側之間的距離即得到盲孔的深度值。顯然，這種方式速度慢、誤差大、準確度低。數顯式探測尺的除光柵尺測量和顯示模塊5以外的其他部件可以采用耐腐蝕并具有高強度的材料、比如不銹鋼材料，還可以采用PEEK添加碳纖維材料，以及硬鋁、超硬鋁、鈦合金和鈷鉻鉬合金等材料。實施例2
如圖7和圖8所示，為本發明另一種數顯式探測尺的結構示意圖和俯視圖。本實施例與實施例1的區別在于，本實施例中的探針為彎折探針1’，針套2’可隨探針1’的彎折而彎折，并且在相對滑動的過程中，針套2’不會被拉伸或壓縮，以保證測量的準確度。比如針套2’可以為由金屬絲盤旋貼合成的管狀結構或表面緊密排列有切割紋路的金屬管， 這里的金屬絲和金屬管可以是不銹鋼、鈷鉻鉬等材料，針套2’還可以為醫用高分子材料制成的管狀結構。本實施例中的探針1’包括一個彎折點，彎折點的前后的兩段探針段均為直探針段，這樣的設計使得探針1’可以繞開遮擋物、方便地實現測量顯露不完全的骨孔的深度。如圖8所示，探針1’的兩段探針段之間呈一定角度，比如120° -150°，可以根據不同的情況，選定相應角度的探針，優選地，兩段探針段之間呈135°。優選地，該彎折點處可以設置有萬向機構來連接前后兩段探針段，這里的萬向機構可以為球形萬向節或滑塊型萬向節或鉸鏈式萬向節。醫生可以根據術中的實際情況來及時調節合適的角度，以實施測量。當然，彎折的探針1，并不局限于僅有一個彎折點的情況，在某些復雜手術中，可能還需要具有兩處或多處彎折點的探針1’，和可隨探針1’彎折而彎折的針套2’。本實施例的彎折數顯式探測尺測量骨孔深度的方法同實施例1中的直尺數顯式探測尺相同。探針1’與套筒2’之間的相對位移通過光柵尺測量和顯示模塊5被測量和顯示出來，以得到通孔或盲孔的深度值。
權利要求
1.一種數顯式探測尺，其特征在于，該數顯式探測尺包括有可插入骨孔內的探針，所述探針的遠端設置有彎鉤部件用于定位骨的遠側表面； 刻度尺，所述刻度尺的遠端與所述探針的近端固定連接；針套，所述針套內腔為一通孔，所述探針位于所述針套內腔內，所述探針的彎鉤部件從所述針套的遠端伸出；套筒，所述套筒的遠端與所述針套的近端相連接；光柵尺測量和顯示模塊，其固定在套筒上，用于測量所述刻度尺相對于所述套筒的位移；其中的探針和刻度尺位于所述針套和套筒的內腔內并可相對于針套和套筒沿軸向滑動。
2.根據權利要求1所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述探針為直探針，相應地，所述針套為直針套。
3.根據權利要求1所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述探針為彎折探針，相應地， 所述針套為可隨探針而彎折的且不被拉伸或壓縮的針套。
4.根據權利要求3所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述針套為由金屬絲緊密盤旋纏合成的管狀結構或其表面緊密排列有切割紋路的金屬管或醫用高分子材料制成的管狀結構。
5.根據權利要求3所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述探針包括一個彎折點，所述彎折點前后的兩段探針段均為直探針段，所述兩段探針段之間呈120° -150°的角度。
6.根據權利要求5所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述彎折點處設置有萬向機構來連接前后兩段探針段。
7.根據權利要求1至6之一所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述光柵尺測量和顯示模塊包括位于所述套筒內的光柵尺接觸條，所述光柵尺接觸條與所述刻度尺的上表面相接觸；所述刻度尺遠端的下表面朝向套筒內腔的內壁且其上開設有徑向盲孔，所述盲孔位于所述套筒內腔內，所述盲孔內沿徑向依次裝有壓縮彈簧和滾珠，所述滾珠與所述套筒內腔的內壁相接觸，所述壓縮彈簧始終處于壓緊狀態。
8.根據權利要求7所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述套筒的近端上開設有用于固定所述光柵尺測量和顯示模塊的槽，所述光柵尺測量和顯示模塊為整體結構且可拆卸地裝卡在該槽內。
9.根據權利要求8所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述光柵尺測量和顯示模塊表面包裹有透明密封塑膠膜。
10.根據權利要求7-9之一所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述套筒的內腔為圓柱體，所述刻度尺為截圓柱體、其截面平行于所在圓柱體的軸向，所述截面即為所述刻度尺的上表面，與截面相對應的圓柱體的外側面即為所述刻度尺的下表面，所述盲孔的縱軸垂直于所述刻度尺的截面。
11.根據權利要求10所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述刻度尺的截面上標示有刻度值。
12.根據權利要求7至11之一所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述針套由主體、圓臺部和連接部組成，所述針套的主體為空心圓柱，所述針套的近端依次為圓臺部和連接部，所述圓臺部為空心圓臺，所述連接部為空心圓柱，所述主體的內腔、圓臺部的內腔和連接部的內腔依次相連通，所述圓臺部的小底面與所述主體的近端相固定連接，所述圓臺部的大底面與所述連接部的遠端相固定連接，所述連接部與所述套筒可拆卸地連接。
13.根據權利要求12所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述連接部的近端沿徑向嵌入一對對稱分布的定位銷，相應地，所述套筒遠端的筒壁上開設有一對180°分布的橫向L 型開口，所述定位銷可旋進所述L型開口內以實現針套與套筒的可拆卸連接。
14.根據權利要求7-13之一所述的數顯式探測尺，其特征在于，所述光柵尺測量和顯示模塊從上至下依次包括有液晶屏、底襯、緩沖海綿、電路板和光柵尺接觸條，所述光柵尺測量和顯示模塊的頂部還包括有操作按鈕。
全文摘要
本發明提供一種數顯式探測尺，包括有可插入骨孔內的探針，探針的遠端設置有彎鉤部件用于定位骨的遠側表面；刻度尺，刻度尺的遠端與探針的近端固定連接；針套，針套內腔為一通孔，探針位于所述針套內腔內，探針的彎鉤部件從針套的遠端伸出；套筒，套筒的遠端與針套的近端相連接；光柵尺測量和顯示模塊，其固定在套筒上，用于測量所述刻度尺相對于套筒的位移；其中的探針和刻度尺位于針套和套筒的內腔內并可相對于針套和套筒沿軸向滑動。該數顯式探測尺依靠光柵尺測量和顯示模塊來實現骨孔深度的測量，相比與機械式測深尺，能夠實現快速、高精度測量，并去除了人為讀數產生的誤差，方便醫生在術中快速、準確判斷下一步操作所選用的緊固件的規格。
文檔編號A61B5/107GK102266229SQ201110097910
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月19日 優先權日2011年4月19日
發明者周穎, 孫彥實, 鄭誠功 申請人:北京納通科技集團有限公司