辅助精细手术的超声刀制造技术

本发明专利技术提供一种辅助精细手术的超声刀，通过在超声刀激发过程中由设置在手柄内部的多组传感器侦测到手柄轻微移动，通过微处理器实时计算超声刀工作面的空间姿态；由补偿算法计算出需补偿的位移量和速度，该修正参数通过部署在把手处的修正组件精密控制刀芯抵消因术者手部微小抖动造成的超声刀工作面抖动。本发明专利技术可帮助术者在手术过程中降低因异常轻微抖动对患者手术部位造成的损伤，可有效辅助术者完成精细化手术操作；并且手术过程中的异常抖动修正数据可还原超声刀激发过程中的抖动状态，经过对抖动状态进行数据分析学习，进一步适应术者的动作习惯。适应术者的动作习惯。适应术者的动作习惯。

【技术实现步骤摘要】
辅助精细手术的超声刀


[0001]本专利技术涉及一种医疗器械领域，特别是涉及一种辅助精细手术的超声刀。

技术介绍

[0002]超声手术刀作为一种常见的外科手术设备，由术者手动操作，对各类组织进行抓取、游离、切割等操作。通常超声手术刀由把手、刀芯、刀鞘、换能器组成，其中把手由术者握持，刀芯和刀鞘与组织接触。
[0003]现有技术是由术者手动控制在工作过程中的异常抖动，或者借助其他诸如器械支架、腔镜等手术器械稳定组织或稳定超声手术刀以实现稳定，不仅浪费成本且操作过程十分不便，大大降低了手术效率。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种辅助精细手术的超声刀，用于解决现有技术中出现的以上技术问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种辅助精细手术的超声刀，包括：超声刀杆，包括：前端设有刀头的刀芯、套设所述刀芯的刀鞘结构、与所述刀鞘结构后端连接且可供所述刀芯穿过以及带动所述刀芯移动的套筒结构、与所述套筒结构连接且可供所述刀芯穿过的手柄组件以及与所述刀芯后端连接的换能器；其中，所述刀鞘结构前端设有钳头；所述钳头能相对于所述刀头开合，与所述刀头形成工作面；安装于所述手柄组件的第一传感器组、第二传感器组、角度传感器以及微处理器；其中，所述第一传感器组以及第二传感器组，用于每个时刻采集其所处的两个位置分别所对应的第一运动数据以及第二运动数据；所述角度传感器，用于每个时刻采集对应所述工作面的旋转角度数据；所述微处理器，连接第一传感器组、第二传感器组以及角度传感器，用于根据接收的第一运动数据、第二运动数据以及旋转角度数据，在异常抖动情况出现时发送对应的修正控制信号；修正组件，连接所述微处理器，包括：设于所述套筒结构内的第一修正装置组，用于接收由所述微处理器发送的所述修正控制信号，驱动所述套筒结构带动所述刀芯进行前后抖动补偿；在所述套筒外表面均匀分布的第二修正装置组、第三修正装置组、第四修正装置组以及第五修正装置组，用于接收由所述微处理器发送的所述修正控制信号，驱动所述套筒结构带动所述刀芯进行上下和/或俯仰抖动补偿。
[0006]于本专利技术的一实施例中，所述手柄组件包括：组件框架、角度锁紧结构、固定把手以及活动把手；其中，所述组件框架包括：套筒固定部，用于固定连接所述套筒结构；活动把手固定板，用于与所述活动把手活动连接；固定把手连接部，用于与所述固定把手固定连接；所述角度锁紧结构，用于锁紧所述刀芯，且在所述刀芯转动的情况下带动转动。
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述第一传感器组设于所述活动把手固定板内，用于采集当前位置的第一运动数据；所述第二传感器组设于所述所述固定把手内，用于采集当前位置的第二运动数据；所述角度传感器设于所述角度锁紧结构上。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述第一传感器组以及第二传感器组分别在所述活动把手固定板与所述固定把手对应与所述刀芯设置方向的同一平行方向水平设置。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述第一传感器组包括：第一速度计和第一陀螺仪，用于分别采集当前时刻的第一加速度数据以及第一空间姿态；所述第二传感器组包括：第二速度计和第二陀螺仪，用于分别采集当前时刻的第二加速度数据以及第二空间姿态。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述根据接收的第一运动数据、第二运动数据以及旋转角度数据，在异常抖动情况出现时发送对应的修正控制信号的方式包括：根据接收的第一运动数据、第二运动数据以及旋转角度数据计算当前时刻的空间位置系数；其中，所述空间位置系数包括：第一空间姿态、第二空间姿态、旋转角度数据以及由所述第一加速度数据以及第二加速度数据计算获得的速度数据；在异常抖动情况出现时，基于标准空间位置系数，根据当前时刻的空间位置系数计算当前时刻的修正数据，并获得对应的调整路径；其中，所述标准空间位置系数由初始时刻采集的第一运动数据、第二运动数据以及预设的旋转角度数据计算获得；基于所述调整路径，向对应的修正装置组发送对应生成的包含对应修正值的修正控制信号。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述在异常抖动情况出现时，基于标准空间位置系数，根据当前时刻的空间位置系数计算当前时刻的修正数据，并获得对应的调整路径包括：基于超声刀相邻时刻的空间位置系数和速度数据的变化情况，通过对所述工作面的空间位置系数以及速度数据是否在3个及以上时刻内出现周期性往复波动进行判断，综合判断所述超声刀是否为异常抖动；若为异常抖动时，利用标准空间位置系数以及输入的刀鞘长度值根据当前时刻的空间位置系数计算第一修正装置组、第二修正装置组、第三修正装置组、第四修正装置组以及第五修正装置组所对应的修正值；基于计算获得的修正值，计算所对应的调整路径，以供将所述超声刀的工作面调整为所述标准空间位置系数所对应工作面的位置。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述基于超声刀相邻时刻的空间位置系数和速度数据的变化情况，通过对所述工作面的空间位置系数以及速度数据是否在3个及以上时刻内出现周期性往复波动进行判断，综合判断所述超声刀是否为异常抖动方式包括：基于3个及以上时刻的工作面空间位置及速度数据，计算所述工作面的空间位置变化情况；将所述工作面的空间位置变化情况与正常抖动数据对比；若符合所述正常抖动数据，则为正常抖动；若不符合所述正常抖动数据，则为异常抖动。
[0013]于本专利技术的一实施例中，所述第二修正装置组、第三修正装置组、第四修正装置组以及第五修正装置分别包括两个修正部件。
[0014]于本专利技术的一实施例中，所述第二修正装置组、第三修正装置组、第四修正装置组以及第五修正装置组在所述套筒结构的垂直于轴的截面四周均匀对称设置，且相邻的修正装置之间距离相同；每组的两个修正部件在所述套筒结构的平行于轴的截面的中心轴线对称设置。
[0015]如上所述，本专利技术的辅助精细手术的超声刀，具有以下有益效果：通过在超声刀激发过程中由设置在手柄内部的多组传感器侦测到手柄轻微移动，通过微处理器实时计算超声刀工作面的空间姿态。由补偿算法计算出需补偿的位移量，该位移量通过部署在把手处的修正组件精密控制刀鞘以抵消因术者手部微小抖动造成的超声刀工作面抖动。本专利技术可
以有效帮助术者在手术过程中降低因异常轻微抖动对患者手术部位造成的损伤，可有效帮助术者完成精细化手术操作；并且手术过程中的异常抖动修正数据可还原超声刀激发过程中的抖动状态，经过对抖动状态进行数据分析，以更加适应手术需要。
附图说明
[0016]图1显示为本专利技术一实施例中辅助精细手术的超声刀的结构示意图。
[0017]图2显示为本专利技术一实施例中工作面示意图。
[0018]图3显示为本专利技术一实施例中辅助精细手术的超声刀的硬件通信示意图。
[0019]图4显示为本专利技术一实施例中微处理器的数据处理流程示意图。
[0020]图5显示为本专利技术一实施例中修正组件的设置示意图。
[0021]图6显示为本专利技术一实施例中修正组件的设置示意图。
[0022]图7显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助精细手术的超声刀，其特征在于，包括：超声刀杆，包括：前端设有刀头的刀芯、套设所述刀芯的刀鞘结构、与所述刀鞘结构后端连接且可供所述刀芯穿过以及带动所述刀芯移动的套筒结构、与所述套筒结构连接且可供所述刀芯穿过的手柄组件以及与所述刀芯后端连接的换能器；其中，所述刀鞘结构前端设有钳头；所述钳头能相对于所述刀头开合，与所述刀头形成工作面；安装于所述手柄组件的第一传感器组、第二传感器组、角度传感器以及微处理器；其中，所述第一传感器组以及第二传感器组，用于每个时刻采集其所处的两个位置分别所对应的第一运动数据以及第二运动数据；所述角度传感器，用于每个时刻采集对应所述工作面的旋转角度数据；所述微处理器，连接第一传感器组、第二传感器组以及角度传感器，用于根据接收的第一运动数据、第二运动数据以及旋转角度数据，在异常抖动情况出现时发送对应的修正控制信号；修正组件，连接所述微处理器，包括：设于所述套筒结构内的第一修正装置组，用于接收由所述微处理器发送的所述修正控制信号，驱动所述套筒结构带动所述刀芯进行前后抖动补偿；在所述套筒外表面均匀分布的第二修正装置组、第三修正装置组、第四修正装置组以及第五修正装置组，用于接收由所述微处理器发送的所述修正控制信号，驱动所述套筒结构带动所述刀芯进行上下和/或俯仰抖动补偿。2.根据权利要求1所述的辅助精细手术的超声刀，其特征在于，所述手柄组件包括：组件框架、角度锁紧结构、固定把手以及活动把手；其中，所述组件框架包括：套筒固定部，用于固定连接所述套筒结构；活动把手固定板，用于与所述活动把手活动连接；固定把手连接部，用于与所述固定把手固定连接；所述角度锁紧结构，用于锁紧所述刀芯，且在所述刀芯转动的情况下带动转动。3.根据权利要求2所述的辅助精细手术的超声刀，其特征在于，所述第一传感器组设于所述活动把手固定板内，用于采集当前位置的第一运动数据；所述第二传感器组设于所述所述固定把手内，用于采集当前位置的第二运动数据；所述角度传感器设于所述角度锁紧结构上。4.根据权利要求3所述的辅助精细手术的超声刀，其特征在于，所述第一传感器组以及第二传感器组分别在所述活动把手固定板与所述固定把手对应与所述刀芯设置方向的同一平行方向水平设置。5.根据权利要求1所述的辅助精细手术的超声刀，其特征在于，所述第一传感器组包括：第一加速度计和第一陀螺仪，用于分别采集当前时刻的第一加速度数据以及第一空间姿态；所述第二传感器组包括：第二速度计和第二陀螺仪，用于分别采集当前时刻的第二加速度数据以及第二空间姿态。6.根据权利要求5所述的辅助精细手术的超声刀，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春华，王宏松，古祥伟，
申请(专利权)人：孚泽成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：