高分辩率测量组织厚度的智能器械的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地说，是一种高分辩率测量组织厚度的智能器械。

背景技术：

使用吻合器进行消化道重建是替代传统手工缝合的一种机械方式。此类器械包括一对能协同工作的钳口构件的端部执行器，如果要将所述器械用于内窥镜或腹腔镜手术中，则所述钳口构件需能穿过套管通道。钳口构件之一为一个凹槽，所述凹槽可容纳钉仓，另一钳口构件为钉砧。当需要对组织进行压榨时，通过手柄转动使吻合器的轴向远端推动钉砧，从而使钉砧向下，达到压榨组织的目的。

吻合器的使用需要遵循一定的规范，才能够达到预期目标。其中，很重要的一点就是吻合钉仓的选择，不同颜色的吻合钉仓内置了不同高度的吻合钉，高度分辨率达到0.1mm，适用于不同厚度的组织。吻合器生产厂商在吻合器的使用说明上，仅仅告诉使用者，要根据组织厚度选择合适的吻合钉。这里存在的问题有：首先，医生在手术环境下用肉眼分辨0.1mm数量级的差别是一件不太可能完成的任务；其次，即使医生能够分辨这个差别，但由于组织具有一定的弹性，如何在手术时界定它的厚度？为此，需要一种医疗器械装置，能够为医生提供客观的组织厚度数据，以辅助医生选择正确的吻合钉、顺利完成吻合手术。

再者，医生在使用吻合器时，需要根据肉眼观察，主观判断组织厚度，选择相应的吻合钉仓；这个过程缺乏客观依据，容易造成吻合钉仓选择不当：当钉仓选择偏高时，容易造成吻合口出血；当钉仓选择偏矮时，容易造成周围组织被压烂，影响吻合口愈合，引发吻合口瘘。

中国专利文献CN201410510194.X，申请日2014年09月29日，专利名称为吻合器辅助装置、具有该辅助装置的吻合器和手术器械，公开了一种吻合器辅助装置，包括辅助装置本体、设置在所述辅助装置本体内部且以其近端与吻合器本体连接的连接器、与所述连接器远端连接的推动装置、与所述推动装置远端连接且可闭合的活动钳口与固定钳口、设置在所述活动钳口与所述固定钳 口之间的承压装置，且所述承压装置由一个或多个承压单元组成。用于在吻合前判断所需要的吻合钉钉高，从而选择正确的吻合钉仓，该装置的实施方式是，在预先设定的承压临界值范围内，对组织进行预压缩，使组织厚度分布均匀、便于缝合，同时通过闭合间隙的大小判断所需要的吻合钉钉高,通过一个推动装置指示吻合钉仓的选择结果；承压装置含有承压弹簧，可以起到缓冲作用，防止组织被过度压榨；当组织承受的压力超过临界值时，会触发锁定装置，使操作者无法继续击发，从而保护组织。其实施方式是在对组织实施预压榨的过程中进行测量，根据测量结果选择吻合钉仓，再使用吻合器在同一位置进行吻合；但并未指明对组织所施加的压强大小的具体数值，从其描述可知，预压榨过程可以使组织厚度分布更加均匀，这个过程伴随着细胞外液排出体外，因此可以想象，压强值不会太小，组织在这个过程中已经经历了类似于吻合器压榨的效果，如果测量时间长，有可能还会引起局部缺血；测量完成后，当医生再使用吻合器进行吻合时，需要找到与测量时完全一致的部位，由于吻合对象的柔性特点和人体内部的复杂环境，这个目标是很难达到的，而如果不能够完全一致，就意味着在吻合口以外的组织位置已经受到了额外的损伤，这对于病人的术后恢复是极为不利的。该出发点是在对组织实施和吻合器相当的压榨之后测量的组织厚度是最准确的，但是组织厚度测量是有一个优化的压强范围的，当对组织实施的压强在这个范围以内时，可以使柔软的组织被固定好、同时不会产生破坏组织的结构性变化，这个压强范围是被工业界所认可的标准。因此，对组织厚度的测量应该遵循这个标准，而不需要追求和吻合器相当的压榨效果。

中国专利文献CN200810086947.3，申请日2008年03月28日，专利名称为腹腔镜组织厚度和夹钳载荷测量装置，公开了一种腹腔镜组织厚度和夹钳载荷测量装置。一种实施方式是所述测量装置可与用于切割和缝合组织的内镜切割器一起使用，允许医生精确和重复地测量组织厚度，使医生能够选择正确的吻合钉仓来执行切割；另一种实施方式包括一种外科装置，其具有一对对置的钳口，用于简单地操作和抓持组织、其它外科器械等。在第一种实施方式中，测量组织厚度的方法是：使用一个应变仪测量组织所承受的压力，当达到一定值时，比如8克，则停止对组织继续施加压力；同时使用另一个应变仪测量器械在夹持组织过程中钉砧所产生的位移，来表达组织厚度，该位移通过结构设计转化为对应变片的压力；组织越薄，位移越大，应变片承受的压力则越大， 产生的输出变化也就越大。根据结构描述，测量厚度的应变仪与可弯曲的金属片或其他材料连接，这种结构导致力的分布不均，通过测量压力的大小来反推厚度，直接导致计算出的厚度值不准确；最后，应变片本身的输出线性度和分辨率都较低，因此更适合做定性测量，而非定量测量，并未阐明该种实施方式中组织厚度测量的分辨率。第二种实施方式主要通过机械结构的设计，达到在特定压强下测量组织厚度的目的，压强设计通过预置弹簧或者应变仪来实现，组织厚度测量则通过结构设计直接将测量杆的位移转化为组织厚度，并通过读数盘进行显示，受其构造原理所限，厚度测量分辨率只能够达到1mm，不能够为医生提供足够的数据精度支持。

中国专利文献CN201080058429.6，申请日2010年12月06日，公开了一种分析组织的厚度的外科切割器械，包括：组织夹持端部执行器，所述组织夹持端部执行器包括：可动工作部；组织的厚度模块，所述组织的厚度模块感测夹持在所述端部执行器中的组织的厚度；和控制电路，所述控制电路与所述组织的厚度模块通信，其中，当夹持在所述端部执行器中的组织的厚度不在指定的厚度范围内时，所述控制电路防止所述可动工作部的致动。其测量原理是：当器械夹紧组织后，钉砧和吻合钉仓之间的距离和组织厚度相关；在钉砧远端安置了一块磁体，而在钉仓远端相应的安置了感应磁场强度变化的霍尔传感器；传感器感应磁体的远近，从而判断组织厚度。主要针对已被吻合器压榨后的组织的厚度测量，当组织厚度与钉仓不符时，需要放开已夹持的组织，更换钉仓，然后重新再对组织进行吻合。另外，组织厚度测量的前提是已对组织实施压榨，损伤已经造成，特别是针对偏厚的组织时，容易造成缺血。当第二次实施吻合时，很难保证与上次处于同一位置，这样就造成了额外的组织损伤。

综上所述，综上所述，亟需一种一定压强下准确测量组织厚度,允许医生在不损伤组织的前提下，精确和重复地测量组织厚度，使得组织厚度能够精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根据组织厚度选择吻合钉仓的高分辩率测量组织厚度的智能器械。而关于这种智能器械目前还未见报道。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种一定压强下准确测量组织厚度,允许医生在不损伤组织的前提下，精确和重复地测量组织厚度，使得组织厚度能够精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根 据组织厚度选择吻合钉仓的高分辩率测量组织厚度的智能器械。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种高分辩率测量组织厚度的智能器械，所述测量组织厚度的智能器械包括端部执行器、连接轴、操作手柄；所述操作手柄包括可转调头、固定手柄、活动手柄、电池仓、人机交互装置；所述人机交互装置嵌于操作手柄一侧；所述端部执行器包括钉砧、钉槽、测量仓；所述钉砧近端有一个钉砧凸块，所述连接轴包括内轴和轴套；所述轴套远端有一凹槽，与所述钉砧凸块耦合；所述测量仓包括活动按压键、圆形孔、集成电路板、外壳、底盖、螺钉；所述集成电路板包括组织压强处理模块、压力传感器、组织厚度处理模块、容栅传感器、控制模块、无线传输模块、电源及数据传输端；所述活动按压键装配在圆形孔中；所述底盖通过首尾两个螺钉与外壳连接；所述内轴表面附有至少一个矩形方格，作为定栅反射极；所述轴套内部表面附有至少一个发射极板，作为动栅发射极；在所述动栅发射极下方附有金属条，作为动栅接收极板，且定栅反射极、动栅反射极、动栅接收极板均通过电源及数据传输端与容栅传感器相连。

所述电源及数据传输端嵌合在卡槽一端；所述卡槽另一端形成智能夹接口。

所述操作手柄内置有控制板，所述控制板上集成有电源模块、辅控模块。

所述按压活动键为圆形。

所述端部执行器通过智能夹接口与连接轴卡紧相连。

所述的钉砧凸块呈U形。

所述控制模块压强设置范围为2g/mm2-90g/mm2。

所述容栅传感器测量组织厚度精确度为0.01mm。

本实用新型优点在于：

1、本实用新型的一种高分辩率测量组织厚度的智能器械，精确和重复地测量组织厚度，使得组织厚度能够精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根据组织厚度选择吻合钉仓，为选择吻合钉仓提供客观数据支持，辅助其作出正确选择，提高吻合手术的成功率；

2、一定压强下2g/mm2-90g/mm2对组织厚度进行测量，压强设置范围广，当使用大压强范围2g/mm2-90g/mm2进行组织厚度测量时，可以模拟吻合器对组织施压；

3、当使用小压强范围2g/mm2-90g/mm2进行组织厚度测量时，柔软的组 织得到很好地固定，同时不会对组织造成损伤；

4、容栅传感器可以使组织厚度精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根据组织厚度选择吻合钉仓的技术要求；

5、测量对象更多更广，不受组织内液及血流对检测结果的影响，使测得的厚度更加客观准确；参数设置和测量结果显示全部集成于操作手柄上，方便医生操作和观察。

附图说明

附图1是本实用新型的一种测量组织厚度的智能器械结构示意图。

附图2是端部执行器的结构示意图。

附图3是图2沿A-A线剖视图。

附图4是内轴表面示意图

附图5是轴套内部示意图。

附图6是卡槽与电源及数据传输端位置关系示意图。

附图7是操作手柄内部结构示意图。

附图8是测量仓电路结构框图。

附图9是纽扣电池式智能测厚夹的控制模块流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.端部执行器 11.钉砧

110.钉砧凸块 12.钉槽

13.测量仓 131.活动按压键

132.圆形孔 133.集成电路板

134.外壳 135.底盖

136.螺钉 140.组织压强处理模块

141.压力传感器 150.组织厚度处理模块

151.容栅传感器 160.控制模块

170.无线传输模块 180.电源及数据传输端

181.卡槽 2.连接轴

21.轴套 211.动栅发射极

212.动栅接收极板 213.凹槽

22.内轴 221.定栅反射极

31.可转调头

32.固定手柄 321.电池仓

322.人机交互装置 33.活动手柄

34.控制板 341.集成有电源模块

342.辅控模块

请参照图1，图1是本实用新型的一种测量组织厚度的智能器械结构示意图。一种高分辩率测量组织厚度的智能器械，所述测量组织厚度的智能器械包括端部执行器1、连接轴2、操作手柄3；所述操作手柄3包括可转调头31、固定手柄32、活动手柄33、电池仓321、人机交互装置322；所述人机交互装置322嵌于操作手柄3一侧。

请参照图2，图2是端部执行器的结构示意图。所述端部执行器包括钉砧11、钉槽12、测量仓13；所述钉砧11近端有一个钉砧凸块110，所述连接轴2包括内轴22和轴套21。所述轴套21远端有一凹槽213，与所述钉砧凸块110耦合，当所述轴套21往远端推动时，所述钉砧11会相应往下降，从而达到夹持组织的目的。所述测量仓13安装在所述钉槽12中配合使用。当所述钉砧11往下降时将会按压到测量仓13上的活动按压键131，并将压力传到所压力传感器141上。

请参照图3，图3是图2沿A-A线剖视图。所述测量仓13包括活动按压键131、圆形孔132、集成电路板133、外壳134、底盖135、螺钉136。所述集成电路板133包括组织压强处理模块140、压力传感器141、组织厚度处理模块150、容栅传感器151、控制模块160、无线传输模块170、电源及数据传输端180。所述活动按压键131装配在圆形孔132中；所述底盖135通过首尾两个螺钉136与外壳134连接。

请参照图4和图5，图4是内轴表面示意图，图5是轴套内部示意图。所述连接轴包括轴套21和内轴22；所述内轴22表面附有至少一个矩形方格，作为定栅反射极221。所述轴套21内部表面附有至少一个小发射极板，作为动栅发射极211。在所述动栅发射极下方附有一长金属条，作为动栅接收极板212。且定栅反射极221、动栅反射极211、动栅接收极板212均通过电源及数据传输端180与容栅传感器151相连。

请参照图6，图6是卡槽与电源及数据传输端位置关系示意图。所述电源 及数据传输端180嵌合在卡槽181一端；所述卡槽181另一端形成智能夹接口。

请参照图7，图7是操作手柄内部结构示意图。所述操作手柄3内置有控制板34，所述控制板34上集成有电源模块341、辅控模块342。

请参照图8，图8是测量仓电路结构框图。使用器械进行组织厚度测量时，需将端部执行器1通过智能夹接口与连接轴2卡紧相连。通过驱动活动手柄33使端部执行器1咬合，钉砧11施加在组织上的压力通过活动按压键131及压力传感器141直接传送到组织压强处理模块140上，控制模块160实时检测组织压强处理模块140的输出，并把数据通过电源及数据传输端180及智能夹接口传递给辅控模块342，辅控模块342通过人机交互装置322显示实时压强测量值；当压强达到预设值时，控制模块160将驱动组织厚度处理模块140，测量组织的厚度，厚度数据将通过电源及数据传输端180及智能夹接口传输至控制板34上的辅控模块342进行进一步处理并于人机交互装置322显示出来。

请参照图9，图9是纽扣电池式智能测厚夹的控制模块流程图。控制模块160执行对组织测量压强的步骤，可显示或无线传输显示压强，如果控制模块160测量的压强超过警戒值，则执行步骤报警器响，并调整压强反馈到控制模块160测量压强的步骤中；如果控制器模块测量的压强值没有超过是警戒值，则执行步骤压强是否等于预设值；如果压强与预设值不匹配，则执行调整压强反馈到控制模块160测量压强的步骤中；如果压强与预设值匹配，则继续进行是否保持预设时间的步骤，如果与预设时间不匹配，执行调整压强反馈到控制模块160测量压强的步骤中，如果与预设时间匹配，则进行测量厚度的步骤并显示或无线传输显示厚度。

需要说明的是：

所述的人机交互装置322可显示测量结果及输入控制参数，测量结果包括压强测量结果和组织厚度测量结果，输入控制参数包括测量组织厚度的压强条件和保持时间。其中控制模块160压强值的选择范围为2g/mm2-90g/mm2，组织厚度测量精度不低于0.1mm；压强测量通过应变片或者其它薄型压力传感器141实现；组织厚度测量通过容栅传感器151实现；测量过程中，电池仓321将负责操作手柄3及端部执行器1的供电，其中对端部执行器1的供电通过外接电源及数据传输端180及智能夹接口进行。

按压活动键131设置的结构形状设计为圆形，其圆形的按压活动键131与其它形状按压活动键，如方形按压活动键、三角形按压活动键相比，圆形按压 活动键131的不受棱角束缚，灵敏度更高，当端部执行器1一旦接触到圆形按压活动键131后，圆形按压活动键131便开始受压移动，并触发压力传感器，这也是实现把测量组织厚度精确到0.01mm的一个重要环节。

钉砧11近端连接有钉砧凸块110，钉砧凸块110耦合在连接轴2的轴套21上的凹槽213中，且钉砧凸块110呈U形设计，这样，在组织测量的过程中，将轴套21向远端推拉，即可实现对组织的夹持，设计巧妙，操控性好。

轴套21上设置有动栅发射极211，内轴上对应设置有定栅反射极221，测量状态下，动栅发射极211相对定栅反射极221移动一段距离时，动栅发射极211与定栅反射极221的相对面积发生变化，动栅发射极211上的电荷量发生变化，并将电荷感应到动栅接收极板212上，从而实现对组织厚度测量，测量分辩率高，可将组织厚度精确到0.01mm。

本实用新型的一种高分辩率测量组织厚度的智能器械，精确和重复地测量组织厚度，使得组织厚度能够精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根据组织厚度选择吻合钉仓，为选择吻合钉仓提供客观数据支持，辅助其作出正确选择，提高吻合手术的成功率；一定压强下2g/mm2-90g/mm2对组织厚度进行测量，压强设置范围广；当使用小压强范围2g/mm2-90g/mm2进行组织厚度测量时，柔软的组织得到很好地固定，同时不会对组织造成损伤；当使用大压强范围2g/mm2-90g/mm2进行组织厚度测量时，可以模拟吻合器对组织施压；容栅传感器可以使组织厚度精确到0.01mm,比吻合钉仓的高度分辨率更高，更能满足根据组织厚度选择吻合钉仓的技术要求；测量对象更多更广，不受组织内液及血流对检测结果的影响，使测得的厚度更加客观准确；参数设置和测量结果显示全部集成于操作手柄上，方便医生操作和观察。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。