專利名稱：數控外科裝訂器械的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械，特別地，涉及一種可精確控制縫合過程的數控外科裝訂器械。
背景技術：
傳統的外科裝訂器械，以人力作為控制器械的動力源，對醫生的操作有較高的要求，有人提出采用氣動或電動驅動裝置來解決上述問題，但采用這種驅動裝置的裝訂器械使醫生無法憑手感感知縫合過程，增加了縫合過程的不確定性，這是外科醫生不能接受的， 同時由于不能根據手術種類和手術部位的不同來調整器械，而導致器械的兼容性差，在臨床上需要配備多種規格的部件(例如釘匣)，從而造成材料和人力的極大浪費。

發明內容
為了克服現有技術的不足之處，本發明提供一種采用更安全、更精確且節約資源的數控外科裝訂器械。本發明的目的是采用下述技術方案實現的一種數控外科裝訂器械，包括夾持組件、外殼和設在外殼內的本體組件，所述本體組件連接有電源，所述本體組件內設有電驅動裝置，所述夾持組件包括釘匣和釘砧，所述釘匣容納有縫釘和推釘器，所述釘砧具有縫釘成型表面；其特征在于所述裝訂器械還包括數控裝置，所述數控裝置包括與所述電源連接的線路板以及與所述線路板連接的調控板、顯示屏和傳感裝置，所述線路板上設有至少一個存儲芯片和一個控制芯片，所述顯示屏能夠顯示操作參數的數值；所述電驅動裝置能夠接收該數控裝置發出的信號并在所述止回轉裝置的限制下驅動釘匣朝向釘砧移動至設定的閉合間隙，且在促動縫釘擊發后使縫釘達到設定的成型高度。本發明進一步的技術方案是，所述傳感裝置包括位置傳感器和信號傳感器，所述位置傳感器為磁性傳感器或光電傳感器，所述信號傳感器能夠獲取所述位置傳感器的位置變化信號并能夠將該位置變化信號傳遞給所述控制芯片，所述控制芯片能夠接受所述調控板發出的動作指令以驅動電驅動裝置；所述電驅動裝置包括電機、齒輪裝置和驅動螺桿， 所述齒輪裝置包括至少一個主齒輪和至少一個次齒輪，所述次齒輪通過內螺紋與所述驅動螺桿耦合，所述電機與所述電路板連接并能夠驅動所述齒輪裝置轉動以使所述驅動螺桿轉動，從而促動所述推釘器以擊發縫釘。本發明更進一步的技術方案是，所述次齒輪側面上設有楔形底面槽，所述止回轉件的一端抵壓在所述楔形底面槽中。本發明更進一步的技術方案是，所述電驅動裝置設有止回轉裝置，所述止回轉裝置包括止回轉件、彈簧和擋塊，并且所述止回轉件的一端抵壓在所述楔形底面槽中。本發明更進一步的技術方案是，所述次齒輪包括第一次齒輪和第二次齒輪，當驅動所述電機使所述主齒輪轉動時，所述主齒輪和所述第一次齒輪相接觸，所述第一次齒輪和所述第二次齒輪相接觸，從而所述主齒輪使所述第一次齒輪轉動，所述第一次齒輪使所述第二次齒輪轉動，所述第二次齒輪轉動使所述驅動螺桿向前移動以促動釘匣內縫釘擊發。本發明更進一步的技術方案是，當促動縫釘離開所述釘匣，所述電機能夠驅動所述第一驅動齒輪自動地反向轉動，從而使所述驅動螺桿向后移動。本發明更進一步的技術方案是，所述數控外科裝訂器械上設有蜂鳴器和指示燈。本發明更進一步的技術方案是，所述夾持組件為圓管型、線型和弧形中的任意一種。本發明更進一步的技術方案是，所述夾持組件與本體組件活動連接以使所述夾持組件能夠轉動。本發明更進一步的技術方案是，所述夾持組件與本體組件鉸接或采用柔性體連接。本發明提供的數控外科裝訂器械采用電機傳動，并采用了數控裝置使電機、驅動螺桿、位置傳感器和控制芯片形成閉環控制回路，從而對傳動步驟和操作動作進行精確、安全地控制，并能夠將操作參數清楚地顯示出來，便于醫生了解手術的整個過程，使人機對話成為可能。本發明的數控外科裝訂器械可以為醫生提供多種選擇，并且器械本體組件可通用，這意味著在一臺手術中可重復使用。本發明的數控外科裝訂器械是一種更安全、更精確、兼容性更強、可自動調節的、省力的、節約資源的、環保的且易于臨床管理的一種器械， 完全可以代替傳統的外科裝訂器械，具有廣泛的應用前景，可用于腔鏡下和開放式手術中的組織縫合。另外，本發明的夾持組件可以在較大范圍內轉動，醫生可根據手術切口的位置和形狀調整夾持組件的放置位置，操作更加方便。


圖1是本發明的數控外科裝訂器械的本體組件的內部結構示意圖；圖2是本發明的數控外科裝訂器械的外殼的示意圖；圖3是本發明的齒輪裝置中次齒輪上楔形底面槽的結構示意圖及沿A-A弧線的剖面圖；圖4是本發明的數控裝置的控制原理圖；圖5表示腔鏡下外科裝訂器械的夾持組件的外形圖；圖6表示圓管型外科裝訂器械的夾持組件的外形圖；以及圖7表示線型外科裝訂器械的夾持組件的外形圖。附圖標記說明1外殼12主齒輪
2電源13第一次齒輪
3釘匣14第二次齒輪
4釘砧15位置傳感器
5線路板16信號傳感器
6調控板17楔形底面槽
7顯示屏18止回轉件
7-1顯示屏固定座19彈簧
4
8 手柄9 電機10驅動螺桿
20擋塊 21蜂鳴器 22指示燈11 擋板
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。為方便說明，以下將靠近操作者的一端稱為近端，將遠離操作者的一端稱為遠端。本發明提供的數控外科裝訂器械包括夾持組件、外殼1和設置外殼1內本體組件。 所述本體組件連接有電源2，所述本體組件內設有電驅動裝置，所述夾持組件包括釘匣3和釘砧4，所述釘匣3容納有縫釘和推釘，所述釘砧4具有縫釘成型表面；其中，該數控外科裝訂器械還包括數控裝置；所述數控裝置包括與所述電源2連接的線路板5以及與所述線路板5連接的調控板6、顯示屏7和傳感裝置，所述線路板5上設有至少一個存儲芯片和一個控制芯片，所述顯示屏7能夠顯示操作參數的數值和時鐘信息。通過上述數控裝置，外科醫生可以清楚地了解整個手術過程并有效地控制整個手術過程。此外，該數控外科裝訂器械還包括與所述電驅動裝置相接觸的止回轉裝置。所述電驅動裝置能夠接收所述數控裝置發出的信號并在所述止回轉裝置的限制下驅動釘匣3 朝向釘砧4移動至設定的閉合間隙，且在促動縫釘擊發后使縫釘達到設定的成型高度。下面通過一種優選實施方式詳細說明。在圖1所示的實施方式中，所述外殼1近端設有手柄8，所述電源2安裝在所述手柄8內。所述電源2通過導線與所述線路板5連接。雖然電源2如圖所示位于手柄中，但是其他位置也可以考慮，并且所述電源2也可以是外接電源。所述電驅動裝置包括電機9、齒輪裝置和驅動螺桿10。所述電機9可以是步進式電機，也可以是直流電機。所述齒輪裝置包括至少一個主齒輪和至少一個次齒輪。所述驅動螺桿10是一個兩端光滑、中部設有很多螺旋槽的螺紋桿，在壓縮組織的時候，該螺紋桿用于旋轉和連接其他軸向部件以驅動外科裝訂器械末端的夾持組件。如圖1所示，雖然所述電機9位于本體組件中，但是其他位置也可以考慮。所述電機9和所述線路板5相連。所述齒輪裝置包括一個主齒輪12、第一次齒輪13和第二次齒輪 14，所述主齒輪12和所述第一次齒輪13相接觸，所述第一次齒輪13和所述第二次齒輪14 相接觸，所述第二次齒輪14通過內螺紋與驅動螺桿10耦合，當驅動所述電機9使所述主齒輪12轉動時，從而所述主齒輪12使所述第一次齒輪13轉動，所述第一次齒輪13使所述第二次齒輪14轉動，所述第二次齒輪14轉動使所述驅動螺桿10向前移動，進而促動釘匣3 中的推釘器，從而使縫釘擊發。優選地，為了支撐和平衡該驅動螺桿10，在所述驅動螺桿10的兩端分別設有固定座10-1，所述固定座10-1中心設有中心孔，并使所述驅動螺桿10穿過該中心孔。所述中心孔的內表面非常光滑，以便最大程度地降低所述驅動螺桿10在該中心孔中移動時受到的阻力。另外，在本發明中，所述次齒輪均為減速齒輪，以便精確控制驅動螺桿的運動。在另外的實施方式中，所述齒輪裝置可以包括更多的次齒輪，以便更精確的控制驅動螺桿的運動。各種可能的齒輪裝置都是可以的，本發明不限于附圖所示的齒輪裝置。在本發明的數控裝置中，所述顯示屏7能夠顯示手術過程中的各種信息，例如設定的操作參數(包括縫合線的長度、閉合間隙、成型釘高、切割線的長度等)的數值、執行動作，從而使醫生能夠清楚了解整個手術過程，并能夠根據顯示屏7所顯示的信息進行下一步執行動作；。為了很好地固定所述顯示屏7，在本體組件內設有顯示屏固定座7-1。所述調控板6上布置有多個操作按鈕，這些操作按鈕包括電源開關按鈕6-1、設定按鈕6-2、執行按鈕6-3和復位按鈕6-4。按下電源開關按鈕6-1可以使所述線路板5通電，從而可以啟用所述數控裝置。所述設定按鈕6-2可用于醫生選擇手術內容，例如縫合線的長度、閉合間隙、成型釘高、切割線的長度等。所述執行按鈕6-3用于醫生操作執行動作， 例如閉合、擊發、切割等，此時醫生可以結合顯示屏7所顯示的參數來確定是否執行上述動作。所述復位按鈕6-4可以使所述電驅動裝置反向運動，從而打開閉合后的夾持組件以退出器械。需要說明的是，本發明的數控外科裝訂器械設有與所述電驅動裝置接觸的止回轉裝置，以防止所述電機9在運轉過程中出現倒轉現象，起到保險作用。在下文中會詳細描述該止回轉裝置。所述線路板5包括至少一個存儲芯片和一個控制芯片以及若干電阻、電容和電位器等。所述存儲芯片用于存儲手術設定程序和記錄手術過程中的操作參數以及時鐘信號， 所述時鐘信號包括該器械的使用時間、使用次數等，便于醫院對該器械進行臨床管理。所述控制芯片能夠接受所述調控板6發出的動作指令，并將指令傳遞給相關部件。所述傳感裝置包括位置傳感器15和信號傳感器16，優選地，所述位置傳感器15可以為磁性傳感器或光電傳感器。更優選地，所述位置傳感器15的上部固定在器械上，并且所述位置傳感器15緊貼著所述第二次齒輪14套裝在所述驅動螺桿10的遠端。所述信號傳感器16能夠獲取所述位置傳感器15在所述驅動螺桿10上的位置變化信號并能夠將該位置變化信號傳遞給所述控制芯片，以便所述控制芯片能夠結合設定的參數來確定所述電機9的下一步動作，并將該動作信號顯示在所述顯示屏7上，以便操作者通過所述調控板6 選擇所要執行的動作并通過所述操作芯片向所述電機9發出操作指令。本發明提供的數控外科裝訂器械的最大特點是，采用數控裝置來控制手術過程， 并且如圖2所述，所述電機9、驅動螺桿10、位置傳感器15和控制芯片組成了一個閉環控制回路，這種閉環控制回路通過電機9精確地控制驅動螺桿10前進或后退，并通過顯示屏將手術過程中的操作參數實時顯示出來，例如當達到設定的閉合間隙時，釘匣3不再向前移動，此時醫生可以根據顯示屏所顯示的信息執行擊發動作，控制芯片接收到執行信號并將該執行信號傳遞給所述電機9，從而通過所述電機9、所述驅動螺桿10和釘匣3內的推釘器的聯動使擊發后的縫釘抵在釘砧4的縫釘成型表面上達到設定的成型高度，然后再根據顯示屏所顯示的信息進行下一步動作。本發明的數控外科裝訂器械使醫生能夠及時地了解手術進程以便選擇執行動作，能夠真正地實現人機對話。此外，由于醫生不需要憑手感執行動作，因而沒有不確定或不適當的外力作用該器械上，使用該器械能夠精確地、安全地控制手術步驟。通常，外科裝訂器械的夾持裝置閉合時，由于位于夾持裝置中的壓縮組織具有彈性，所述驅動螺桿10在前進過程中會受到阻力，由此會使驅動螺桿10發生微小的后移，從而使整個齒輪裝置發生反向轉動，若不加控制，后果非常嚴重。為了解決上述問題，在本發明中的數控外科裝訂器械上設有止回轉裝置，并在某一齒輪的側面上設有至少一個圓弧狀的楔形底面槽17。具體地，所述止回轉裝置包括止回轉件18、彈簧19和擋塊20，所述止回轉件18的一端突出在器械外部，另一端的兩側面分別設有凸柱，其中一個凸柱嵌在所述楔形底面槽 17中，所述彈簧19安裝在另一凸柱上并抵壓在所述擋塊20上。采用這種布置，即使齒輪裝置發生反轉，所述楔形底面槽17的端面受到嵌入所述楔形底面槽17中的凸柱的阻擋作用，使得所述齒輪裝置不會繼續發生反向轉動，避免發生危險。顯然，所述楔形底面槽17的個數越多，所述齒輪裝置發生反向轉動的弧度越小。優選地，所述楔形底面槽17的個數為 4個。當手術完畢后，需要將所述止回轉件18扳倒，從而使止回轉件18上的凸柱離開所述楔形底面槽17，從而當按下調控板上的復位按鈕6-4時，所述電機9能夠驅動所述主齒輪12自動地反向轉動，從而使所述驅動螺桿10向后移動，這樣可以打開器械遠端的夾持組件，以便退出器械。為安全起見，在本體組件內設有擋板11，以防止所述驅動螺桿10后退時觸碰相關部件。另外，本發明提供的數控外科裝訂器械上還設有一個蜂鳴器21和指示燈22。當該器械已完成了所執行的某一動作時，所述蜂鳴器21會發出聲音，從而給醫生一個聽覺上的提示；當該器械已完成了所執行的某一動作時，所述指示燈22會閃爍，從而給醫生一個視覺上的提示。本發明提供的數控裝置可用于現有技術的任何外科裝訂器械，例如圖5所示的腔鏡下外科裝訂器械或圖6-7所示的開腔手術中的各種外科裝訂器械，包括夾持組件為圓管型、線型或弧型的外科裝訂器械，以及/或者任何現有技術公知的其他外科裝訂器械。優選地，所述夾持組件與本體組件活動連接，例如采用鉸接方式或中間采用柔性體連接，從而可以使所述夾持組件能夠在在360范圍內自由轉動，醫生可根據手術切口的位置和形狀調整夾持組件的放置位置，從而使操作更加方便。以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。例如，可以在某一齒輪的側面上設置凸柱，而將所述將楔形底面槽17設在另外的部件上，借助該凸柱與楔形底面槽17的配合以實現止回轉功能。
權利要求
1.一種外科數控裝訂器械，包括夾持組件、外殼和設在外殼內的本體組件，所述本體組件連接有電源，所述本體組件內設有電驅動裝置，所述夾持組件包括釘匣和釘砧，所述釘匣容納有縫釘和推釘器，所述釘砧具有縫釘成型表面；其特征在于所述裝訂器械還包括數控裝置，所述數控裝置包括與所述電源連接的線路板以及與所述線路板連接的調控板、顯示屏和傳感裝置，所述線路板上設有至少一個存儲芯片和一個控制芯片，所述顯示屏能夠顯示操作參數的數值；所述電驅動裝置能夠接收該數控裝置發出的信號并驅動釘匣朝向釘砧移動至設定的閉合間隙，且在促動縫釘擊發后使縫釘達到設定的成型高度。
2.根據權利要求1所述的外科數控裝訂器械，其中所述傳感裝置包括位置傳感器和信號傳感器，所述位置傳感器為磁性傳感器或光電傳感器，所述信號傳感器能夠獲取所述位置傳感器的位置變化信號并能夠將該位置變化信號傳遞給所述控制芯片，所述控制芯片能夠接受所述調控板發出的動作指令以驅動電驅動裝置；所述電驅動裝置包括電機、齒輪裝置和驅動螺桿，所述齒輪裝置包括至少一個主齒輪和至少一個次齒輪，所述次齒輪通過內螺紋與所述驅動螺桿耦合，所述電機與所述電路板連接并能夠驅動所述齒輪裝置轉動以使所述驅動螺桿轉動，從而促動所述推釘器以擊發縫釘。
3.根據權利要求2所述的外科數控裝訂器械，所述次齒輪側面上設有楔形底面槽。
4.根據權利要求3所述的外科數控裝訂器械，其中，所述電驅動裝置設有止回轉裝置， 所述止回轉裝置包括止回轉件、彈簧和擋塊，并且所述止回轉件的一端抵壓在所述楔形底面槽中。
5.根據權利要求2所述的外科數控裝訂器械，其中，所述次齒輪包括第一次齒輪和第二次齒輪，當驅動所述電機使所述主齒輪轉動時，所述主齒輪和所述第一次齒輪相接觸，所述第一次齒輪和所述第二次齒輪相接觸，從而所述主齒輪使所述第一次齒輪轉動，所述第一次齒輪使所述第二次齒輪轉動，所述第二次齒輪轉動使所述驅動螺桿向前移動以促動釘匣內縫釘擊發。
6.根據權利要求5所述的外科數控裝訂器械，其中，當促動縫釘離開所述釘匣，所述電機能夠驅動所述主齒輪自動地反向轉動，從而使所述驅動螺桿向后移動。
7.根據權利要求1所述的外科數控裝訂器械，其中，所述外科數控裝訂器械上設有蜂鳴器和指示燈。
8.根據權利要求1所述的外科數控裝訂器械，其中，所述夾持組件為圓管型、線型和弧形中的任意一種。
9.根據權利要求8所述的外科數控裝訂器械，其中，所述夾持組件與本體組件活動連接以使所述夾持組件能夠在360度范圍內轉動。
10.根據權利要求9所述的外科數控裝訂器械，其中，所述夾持組件與本體組件鉸接或采用柔性體連接。
全文摘要
本發明涉及一種數控外科裝訂器械，包括夾持組件、外殼和設在外殼內的本體組件，所述本體組件內設有電驅動裝置，其特征在于所述裝訂器械還包括數控裝置，所述數控裝置包括調控板、顯示屏和傳感裝置，所述線路板上設有至少一個存儲芯片和一個控制芯片，所述顯示屏能夠顯示操作參數的數值和時鐘信息；所述電驅動裝置能夠接收該數控裝置發出的信號并驅動釘匣朝向釘砧移動至設定的閉合間隙，且在促動縫釘擊發后使縫釘達到設定的成型高度。本發明提供的數控外科裝訂器械能夠對傳動步驟和操作動作進行精確、安全地控制，并能夠將操作參數清楚地顯示出來，便于醫生了解手術的整個過程，使人機對話成為可能。
文檔編號G05B19/18GK102228387SQ20111010173
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月22日 優先權日2010年12月29日
發明者龐建, 曲直 申請人:北京中法派爾特醫療設備有限公司