用于外科手术器械的踏板开关控制器制造技术

一种脚部操作控制器，用于外科手术器械，它具有一个主踏板组合件，当其水平或垂直移动时，提供正比的或线性的控制信号。一个具有可转动的踵板的足垫使操作者的脚部和踏板间的摩擦力减少到最低点。一个位于踏板的左边和右边控制位置之间的中性区使操作者可以自由移动他的脚部而不会改变控制设置。踏板的垂直位移由多个机械制动件的上下移动来显示。制动件的阻力的改变向在踏板垂直位置上作动作的操作者发出警告，进一步的垂直位移将使器械的控制信号对应于踏板的新的位置发生改变，因此，能够向操作者提供感官反馈，表示脚踏移动带来功能模式的改变。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种用于外科手术器械的踏板控制器，特别是一种用于眼科手术器械的踏板控制器。
技术介绍
用来控制外科手术器械的脚部操作设备是已知的，它的技术也有所记载。在治疗白内障过程中，用人造晶状体替换病变晶状体前，广泛应用晶状体乳化器械来进行晶状体的破碎和移除。这个器械要向晶状体施行优选强度的超声波能量，要将冲洗液体流引导到手术部位，还要用抽吸真空设备除去手术部位的碎片组织。因此，为了使外科医生的双手得到解放，通过踏板控制器产生控制信号传送给器械。踏板控制器包括用来产生正比和/或固定控制信号的独立装置，能响应脚部的动作，来确定所需的超声波功率等级，冲洗液体流的流量，并抽吸真空泵。通常已有多种系统用来控制外科手术器械，特别是晶状体乳化器械。例如，一种方案采用踏板控制器来控制外科手术器械，其中操作者的脚部方位角的转动从菜单上选择一种功能。选择了功能以后，踏板回到中央位置并下压(或上升)产生所选择功能的控制信号。踏板旋转方位角的移动无法产生与位移成正比的控制信号，踏板也无法一边旋转一边下压。在另一个方案中使用脚部启动控制器来提供控制信号，采用一个数字电子踏板控制器，它包括一个附加在踏板上的可旋转的轴。该轴包括一个轴编码器，可根据轴的旋转状态产生数字信号。轴位置编码器的输出信号输入控制卡，控制卡利用该信号控制医疗器械的不同功能。还有另外一种系统采用踏板控制器，它有一旋转臂，旋转臂的表面上有三个间隔分布的导体。旋转臂在具有一些间隔分布电极对的区域上旋转；每对间隔分布的电极对应于一个不同的功能。因此，转动踏板可用来打开冲洗液体到晶状体乳化器械手持件内的冲洗通道，可施加真空到手持件中的抽吸通道，还可向手持件传送超声波能量。另一个例子中采用双位踏板控制单元，它包括一个底座，和一个踏板组合件，使用者可用足尖或足底来产生控制信号。双位的转换由踏板的转动来完成。此控制器能令使用者通过转动脚部产生与功能对应的控制信号，从而在两种不同的功能之间切换，控制信号可以通过踏板相对底座进行滑动，或者是压下踏板来产生。脚部控制设备还被用来控制其他种类的器械。例如，一种脚部控制装置可用来产生变焦显微镜的控制信号。踏板的垂直运动能使图像对准焦距，而踏板的转动与位移成正比地改变放大率。此外，踏板可以在与方位角平面平行并与改变视野的垂直运动的方向垂直的平面内往复移动。在晶状体乳化器械系统中，由系统产生的抽真空由踏板控制器调节，在操作器械的尖端提高或降低真空度，从零直至所需大小真空度。另外，踏板控制器也可以切换不同模式，破碎模式用来控制晶状体乳化组件和手持件，切割模式用来控制微型外科切割器械的操作。当选择开关设置在破碎模式且输液/真空组件的输液模式设置成自动方式时，压下踏板到第一位置，此时可听见咔哒声，开启流向手持件的输液。压下踏板到第二位置，此时可听见第二咔哒声，同时开启输液和抽吸功能。压下踏板到第三位置，同时启动输液，真空和晶状体乳化功能。晶状体乳化过程中，外科医生注意力集中在眼内晶状体乳化探针在显微镜下的移动。该移动由医生通过高倍外科显微镜观察眼部来引导。一般而言，医生难以将视线离开显微镜去观看器械的面板了解器械在哪个模式工作，了解当前的功率强弱和真空度的大小。因此，尝试了多种方法来提供踏板控制器，可以提供某种形式的感官回馈给医生，使医生可以确定器械的模式和设置，同时视线也不用离开显微镜。一种向医生提供反馈的尝试采用一种踏板控制器，能产生多种阻力，这些阻力是分阶段不同的，随踏板转动在各个预置点上位移阻力增加。故此，对每个不同操作的区域，踏板提供不同的触觉回馈。当踏板被下压时，采用这种反馈方式的踏板一般提供两个或以上的阻力区域。通常，这种类型的踏板提供阻力升高的多个区域，如第一区域可采用弹簧，第二个区域及以后各个区域采用另一个弹簧，此弹簧可以是弹力更大的弹簧也可以不是。然而，当即将进入下一阶段时，系统通常不会发出警示，因此，微小的压力改变作用于踏板后，可导致功能改变或晶状体乳化器的功率等级的改变，这些改变是不希望发生的。脚部操作器械控制设备需要改进之处在于，可向操作者发出警示，脚部的上下或侧面方向上进一步动作会导致器械控制信号改变。这样的警示使操作者可自由在某些动作幅度内移动他的脚，无需担心信号的改变。当医生准备就绪，脚部移动到某一位置，此处的触觉反应会警示操作者进一步的脚部运动将改变器械控制信号。在踏板下压或上升时，这种触觉上的反应向操作者提供的警示应当是同等强度的。
技术实现思路
本专利技术提供了改进的系统和方法来控制外科手术器械，采用脚部操作控制器提供控制信号来启动或控制外科手术器械的不同功能。脚部操作控制器包括一个踏板，踏板的结构能实现与控制器底座垂直的运动，还有在与控制器底面大体平行的平面上的侧向移动。当踏板在垂直方向上下压时，一个制动机构提供接触信号能指示，当踏板接近垂直移动的某个位置时，将会启动一个不同的功能。本专利技术的一个实施例中，踏板组合件设在底座上，该踏板组合件可以在垂直方向上上下移动。制动机构包括可松脱的凸轮和凸轮顶杆，它能向踏板的垂直运动施加阻力，故此当踏板被下压，到达转换区后踏板阻力减少，该转换区位于踏板垂直移动范围的不同控制部分之间。踏板进一步下压时越过转换区，阻力重新上升。踏板下压力量放松时，过程正好相反，使得踏板向上移动并向医生提供触觉上的反馈，即已经进入转换区，器械功能将发生改变。在本专利技术的另一个实施例中，踏板控制器包括安装于底座的一个踏板组合件，还包括装有可滑动踏板盖的踏板，该踏板盖可相对于踏板底座水平地移动。可滑动踏板盖与信号发生器操作连接，信号发生器对踏板盖的水平移动做出反应，产生对外科手术器械的控制信号。控制信号可以是线性或比例性的。在本专利技术的又一个实施例中，踏板控制器包括一个足垫作为枢轴安装在踏板控制器的底座上，其一部分覆盖可滑动踏板盖。足垫可采用低摩擦材料制造，尽量减少足垫和踏板盖之间的摩擦。足垫顶部表面可用摩擦材料覆盖，当医生放置脚部在足垫上时，可以水平移动脚部，足垫就随医生的动作而移动。踏板盖包括右边和左边的阻力装置，例如，是弹簧支承的推板，装在可滑动踏板盖的右边和左边，足垫设在右边和左边两个阻力装置之间。足垫的宽度小于右边和左边阻力装置的距离，因此足垫在足垫的右边或左边边缘接触右边或左边的阻力装置之前，可以水平横穿一中性区。在另一个实施例中，踏板包括具有一个插孔的足垫，插孔中可以有个杆延伸，它与信号发生器机械连通。在此实施例中，足垫可沿杆移动，而不与信号发生器接合，除非是足垫在一个方向上大幅移动，致使插孔的横向顶端与插杆咬合，向信号发生器传递在此方向上进一步移动的信息，从而形成了与此响应的控制信号。这样，本专利技术的不同实施例提供的足垫允许医生在选定距离内移动脚部而不与信号发生器接合，从而防止开关的启动或导致外科手术器械的功能转换。在另外一个实施例中，足垫包括多个安装孔，可匹配于枢轴安装在控制器底面上的可转动踵板，从而允许足垫适应脚部的不同尺寸进行调节。本专利技术的其他特征和优点将结合相应的附图进行详细描述，通过实施例的方式说明本专利技术的原理，可得到更加明确的说明。附图说明图1是超声波外科手术器械的流程图，该设备的控制参数由可编程的控制器和脚部操作控制器确定；图2是本专利技术的外科手术器械的脚部操作控制器的等角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种踏板控制器，可供操作者控制一种器械，它包括：可支承在地面上的控制器底座，它有一个下表面，一个上表面，构成了一个第一平面和左右两侧；一个踏板组合件，它具有一个固定在一个轴上的踏板，该轴可旋转地安装在该控制器底座的所述上表面 上；一个制动组合件，安装于所述控制器底座上，所述制动组合件对该轴的旋转作出响应，并且提供了对该轴转动时的阻力产生可触觉感知的变化的途径，该阻力是当该轴转动通过预先设定的位置时产生的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔R汉森，理查德G托拉克森，BJ小巴韦克，
申请(专利权)人：菲科尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]