基于获取的手术器械数据模拟手术器械的先前使用的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月4日所提交的、序号为62/331,824的美国临时专利申请的权益和优先权，其全部公开通过引用的方式并入本文中。

本公开涉及一种手术器械，并且更特别地，涉及一种用于基于所获取的手术器械数据模拟手术器械的先前使用的系统和方法。

背景技术：

现在许多手术器械包括了硬件和软件特性，其提供多种好处，包括简化了器械和/或其部件的操作和控制，器械和/或其部件之间的通信，器械、其部件和/或周围环境之间的基于传感器的反馈，器械和/或其部件的对于特定用途的定制化，器械和/或其部件的更新等等。这样的手术器械可以进一步配置为获取和存储与器械、其部件和/或周围环境相关的数据，诸如，标识数据、类型数据、状态数据和使用数据。

尽管诸如上述的手术器械数据对于研发、诊断、解决问题以及其它目的是有价值的，但是需要大量的分析、解释、关联和/或推论来将原始数据变换为对于这些目的可用的信息。因而，这样的数据通常只能供训练有素的技术人员用来对数据进行解释、关联和做出推论。

技术实现要素：

在一致的程度上，本公开的任何方面和特征可以与本文详细描述的任何或所有其它方面和特征结合使用。

根据本公开的方面提供了一种手术系统，其包括手术器械、处理部件和显示部件。手术器械包括存储器，该存储器被配置为将来自所述手术器械的先前使用的使用数据存储在一个或多个使用数据文件中。处理部件被配置为从所述手术器械接收所述使用数据文件，并且基于所述使用数据文件生成所述手术器械的先前使用的模拟。显示部件被可操作地联接至所述处理部件并且被配置为可视地显示所述手术器械的先前使用的模拟。

在本公开的一个方案中，存储在所述使用数据文件中的所述使用数据是加时间戳记的。

在本公开的另一个方面中，所述使用数据包括击键数据、传感器反馈数据、和/或操作数据。

在本公开的又一个方面中，所述手术器械包括配置为可释放地彼此接合的多个部件。每个部件均被配置为生成用于存储在所述使用数据文件中的部件使用数据。在所述使用数据文件中，所述部件使用数据可以与其部件的识别数据相关联。

在本公开的又一个方面中，所述处理部件和所述显示部件与计算机相关联。

在本公开的一个方面中，经由所述显示部件将所述模拟可视地显示为幻灯片或者动画。

在本公开的又一个方面中，所述模拟进一步包括指示在所述手术器械的先前使用中的正确或不正确事件的一个或多个图标。

在本公开的另一个方面中，所述处理部件被配置为对存储在所述使用数据文件中的所述使用数据进行分组、操纵和/或相关。

在本公开的又一个方面中，所述处理部件被配置将经分组的、操纵的和/或相关的使用数据与用于生成模拟的一个图像或多个图像相关联。

根据本公开的方面所提供的方法包括：获取来自手术器械的先前使用的使用数据；将所述使用数据存储在一个或多个使用数据文件中；发送所述使用数据文件；基于所述使用数据文件来生成所述手术器械的先前使用的模拟；以及显示所述手术器械的先前使用的模拟。

在本公开的一个方面中，将所述使用数据存储在所述使用数据文件中包括对所述使用数据加时间戳记。

在本公开的另一个方面中，获取所述使用数据包括获取击键数据、传感器反馈数据、和/或操作数据。

在本公开的又一个方面中，获取所述使用数据包括获取来自所述手术器械的多个部件的部件使用数据。该方法进一步包括将所述部件使用数据与其部件的识别数据相关联地存储。

在本公开的一个方面中，显示所述模拟包括显示幻灯片或者显示动画。

在本公开的又一个方面中，显示所述模拟进一步包括显示指示在所述手术器械的先前使用中的正确或不正确事件的图标。

在本公开的又一个方面中，生成所述模拟包括对存储在所述使用数据文件中的所述使用数据进行分组、操纵或相关，以及将经分组的、操纵的和/或相关的使用数据与一个图像或多个图像相关联。

附图说明

下面参照附图描述本公开及其各个方面和特征，其中：

图1是根据本公开提供的系统的示意图；

图2是配置为与图1的系统一起使用的手术器械的示意图；

图3a至图3d是基于所获取的手术器械数据的表示图2的手术器械的组装的模拟的图像；以及

图4a至图4e是基于所获取的手术器械数据的表示图2的手术器械的使用的模拟的图像。

具体实施方式

本公开涉及用于模拟手术器械的先前使用的系统和方法，该手术器械具有用于存储手术器械的先前使用数据的存储器。通过提供手术器械的先前使用的模拟，能够易于确定特别事件(例如特定功能的警报、故障、激活或去激活，等等)的起因，避免了对文本资料进行分析和相关来确定特别事件的起因的需要。尽管下文针对特定系统、器械和/或部件进行详细描述，但本公开的方面和特征同样适用于任何合适的手术系统、器械和部件。

参照图1，示出了医疗设施10，通常包括例如机电式手术吻合器100的一个或多个手术器械和配置为用于在医疗设施10内使用的多个装置，例如，充电器200、路由器300、服务器400、计算机500、智能手机或平板电脑600、显示监视器700等。手术吻合器100和/或一个或多个装置200至700可以进一步被配置为与包括例如一个或多个服务器800和/或一个或多个计算机900在内的远程设施20通信。

手术吻合器100为一种包括手柄组件110的机电式电池供电的装置，手柄组件110被配置为用于与接合器120选择性地连接，所述接合器120又被配置为用于与末端执行器130选择性地连接。可替代地，末端执行器可以被直接连接至手柄组件110。手柄组件110包括外壳112，外壳112被配置为容纳和封闭内部组件113(如图1中所示对接在充电器200中)。内部组件113包括电池组件114和电源模组(power-pack)116。电池组件114为电源模组116提供电力以对手术吻合器100提供动力，同时电源模组116控制手术吻合器100的操作。接合器120将手柄组件110的电源模组116和末端执行器130相互连接，并且实现它们之间的机械连通和电连通。

末端执行器130包括具有砧座组件134和钉仓组件136的工具组件132。钉仓组件136相对于砧座组件134在打开位置与闭合位置之间可枢转，不过这种构造可以反向，并且钉仓组件136在其中容置有吻合钉钉仓138。在发射时，吻合钉(未示出)相继地从吻合钉钉仓138射出以抵靠砧座组件134成形。

另外参照图2，如上所述，电池组件114为电源模组116提供电力以对手术吻合器100提供动力。电池组件114通常包括多个电池单元114a、安全板114b、微控制器114c、存储器114d和输入部/输出部(i/o)114e。安全板114b监测电池单元114a的充电和放电以确保其安全和正确操作。微控制器114c控制能量通过电池单元114a的接收和能量从电池单元114a的传送。存储器114d存储与电池组件114相关的信息，诸如，识别数据、使用数据、操作程序(用于充电和/或放电)等。识别数据可以包括序列号、型号、生产日期等。使用数据可以包括电池组件114的充电状态、已使用电池组件114的步骤数量、电池组件114所经过的充电和/或放电循环数量、充电和/或放电期间的电压和/或电流信息、充电和/或放电的持续时间、事件记录数据、故障和错误数据、环境数据(例如，温度)等。输入部/输出部114e实现了数据和电力传输到电池组件114或者数据和电力从电池组件114传输。

如上所述，电源模组116控制手术吻合器100的操作。电源模组116通常包括微控制器116a、开关板116b、多个电动机116c、单线通信芯片116d、存储器116e、用户界面(ui)116f和输入部/输出部116g。微控制器116a通过经由单线通信芯片116d与手术器械100的电池组件114、外壳112、接合器120和末端执行器130的通信来控制手术吻合器100的操作。开关板116b联接至安装在外壳112上的用户可操作按钮并且与微控制器116a通信，以根据用户所按下的特定的一个或多个按钮来实现手术吻合器100的操作。电动机116c响应于从微控制器116a经由单线通信芯片116d接收到的信号以及从电池组件114接收到的电力来驱动手术器械100的机械操作(例如，旋转、关节式运动、闭合、发射和/或打开末端执行器)。存储器116e存储与内部组件113(例如，电池组件114和电源模组116)相关的信息。关于电池组件114的信息可以从电池组件114的存储器114d检索，或者从其感测到。关于电源模组116的信息可以包括识别数据、使用数据、操作程序等。电源模组116的识别数据可以包括序列号、型号、生产日期等。电源模组116的使用数据可以包括例如击键数据、事件记录数据、故障和错误数据、(手术吻合器100和/或组织的)传感器反馈数据、(例如，电动机116c的)操作数据、环境数据(例如，温度)等。存储器116e可以进一步存储与外壳112、接合器120和/或末端执行器130相关的信息，例如，其识别数据和使用数据，如下文详述的。

用户界面116f以从手柄组件110的外壳112的外部可见的显示屏的形式提供，并且被配置为显示诸如手术吻合器100的操作状态、与手术吻合器100的任何或全部部件相关联的使用信息、通知等信息。输入部/输出部116g可以被配置为用于与一个或多个外部装置(例如，充电器200、路由器300、服务器400、计算机500、智能电话或平板电脑600、显示监视器700等)有线连接和/或无线通信，用于在两者之间传送状态信息、数据、更新、通知等等。

手术吻合器100的外壳112、接合器120和末端执行器130中的每一个分别包括存储器112a，120a，130a，存储器112a，120a，130a存储诸如识别数据(例如，序列号、型号、生产日期等)、使用数据(例如，指示与其它部件的连接或断开的数据、操作数据、故障数据、传感器反馈数据、组织数据、环境数据等)和设置数据的信息。利用单线通信芯片116d，电源模组116的微控制器116a被配置为，当外壳112、接合器120和末端执行器130分别附接到手柄组件110时，访问存储器112a，120a，130a，以在电源模组116的存储器116e中实现对这样的信息的检索和/或对这样的信息的存储。

关于识别数据，微控制器116a被配置为从外壳112、接合器120和末端执行器130的各自的存储器112a，120a，130a读取这样的识别数据，并且将这样的信息存储在电源模组116的存储器116e中，以便实现对对该特定部件的跟踪、在后续附接时的识别以及将使用数据与该特定部件相关联。

关于设置数据，微控制器116a被配置为从外壳112、接合器120和末端执行器130的各自的存储器112a，120a，130a读取这样的设置数据，并且将这样的信息存储在电源模组116的存储器116e中，并且将设置数据与存储在电源模组116的存储器116e中的对应的操作程序匹配，以确保电源模组116根据附接到其上的部件的特定配置的兼容操作。

关于使用数据，微控制器116a被配置为从外壳112、接合器120和/或末端执行器130的各自的存储器112a，120a，130a读取使用数据，以与内部组件113的使用数据一起存储在电源模组116的存储器116e中。作为读取存储器112a，120a，130a的替代或附加，微控制器116a可以从外壳112、接合器120和/或末端执行器130的适当部件直接地接收使用数据(例如，实时地)。内部组件113、外壳112、接合器120和末端执行器130的使用数据可以被加时间戳记和/或与对应的一个部件或多个部件的标识信息相关。该信息以任意合适的格式被存储在电源模组116的存储器116e中的一个或多个数据文件(“使用数据文件”)中。如下文所详述的，这些使用数据文件被配置为被传输到外部装置，外部装置将该数据作为手术吻合器100的先前使用的模拟来处理和输出。微控制器116a可以被配置为持续地、周期地，在每次使用之后或在多次使用之后、在连接至外部装置时、在与手术吻合器100的部件连接或断开时、在请求时等经由有线或无线连接来输出存储在存储器116e中的使用数据文件。

再次参照图1，手术吻合器100以及医疗设施10内的一个或多个装置和/或远程设施20内的一个或多个装置可以用来提供基于手术吻合器100的使用数据文件对手术吻合器100的先前使用的模拟。以上详述了手术吻合器100的结构以及对信息的收集和存储以用于创建使用数据文件。下面将总体描述医疗设施10的其它装置以及远程设施20的装置中的每一个，然后结合来自手术吻合器100的使用数据文件来对这种装置的使用进行更详细描述，以提供手术吻合器100的先前使用的模拟。

充电器200包括限定多个充电隔间(chargingbay)220的底座210，每个充电隔间220被配置成接受手术吻合器100的电池组件114和电源模组116(一起作为内部组件113，或彼此分离)，用于实现两者之间的充电和/或数据传送。充电器200进一步包括用户界面230，用户界面230被配置为显示与所附接的电池组件114、电源模组116或手术吻合器100的在先前已与电源模组116一起使用的其它部件相关的信息。充电器200可以进一步被配置为从连接至充电器200的电源模组116下载信息(例如，使用数据文件)。充电器200可以自己处理使用数据文件以提供手术吻合器100的先前使用的模拟，或者可以存储数据用于后续发送到配置为处理使用数据文件并提供基于使用数据文件的模拟的装置。充电器200可以包括用于上述目的任何合适的软件、固件和硬件。

路由器300可以被配置为中继本地通信(例如，在手术吻合器100、充电器200、服务器400、计算机500、智能电话或平板电脑600和/或显示监视器700之间)和/或远程通信(例如，在医疗设施10的任意装置与远程设施20的任意装置之间)的集线器。服务器400可以被配置为向/从医疗设施10的任意装置和/或远程设施20的任意装置发送/接收数据，并且将这样的数据存储在数据库中、处理数据等。路由器300和服务器400可以包括用于这些目的的任意合适的软件、固件和硬件。与充电器200类似，手术吻合器100的使用数据文件可以经由路由器300中继和/或存储在服务器400中，使得使用数据文件最终可以通过其它装置使用以提供手术吻合器100的先前使用的模拟。

计算机500、智能电话或平板电脑600、和显示监视器700可以被配置为从手术吻合器100、充电器200、服务器400接收使用数据文件和/或彼此接收使用数据文件(例如，经由路由器300)，并且处理使用数据文件以提供基于使用数据文件对手术吻合器100的先前使用的模拟(例如，在其相应的显示屏510，610，710上)。可替代地，或另外地，计算机500、智能电话或平板电脑600和显示监视器700可以被配置为存储使用数据文件，用于后续向彼此发送或用于后续向远程设施20的任意装置发送，进行处理以便提供手术吻合器100的先前使用的模拟。装置500，600，700可以包括用于这些目的的任意合适的软件、固件和硬件。

继续参照图1，如上所提及的远程设施20可以包括一个或多个服务器800以及一个或多个计算机900。服务器800可以被配置为从医疗设施10内的任意装置接收使用数据文件和/或向医疗设施10内的任意装置发送数据。服务器800可以被进一步配置为存储使用数据文件，处理使用数据文件，和/或将使用数据文件输出至计算机900或另一个装置。计算机900可以被配置为本地地/远程地接收、存储、处理和/或发送使用数据文件。更特别地，计算机900可以被配置为处理手术吻合器100的使用数据文件以提供手术吻合器100的先前使用的模拟(例如，在计算机900的显示屏910上显示)。服务器800和计算机900可以包括用于这些目的的任意合适的软件、固件和硬件。

配置为处理使用数据文件并提供手术吻合器100的先前使用的模拟(例如，在显示屏510，610，710，910或其它任意合适的显示屏上显示)的装置(例如，充电器200、服务器400、计算机500、智能电话或平板电脑600、服务器800和/或计算机900)包括处理器和存储指令的存储单元，该指令待由处理器执行以对存储在使用数据文件中的信息进行整理分析(例如，整理、操纵、相关等)；将存储在使用数据文件中的信息与一个图像或多个图像相关联；基于存储在使用数据文件中的信息构建手术吻合器100的先前使用的模拟；以及将图像模拟输出至显示器以供用户观看。对存储在使用数据文件中的信息进行整理、操纵、相关等可以包括例如：(基于类型、起因/效果、和/或按时间顺序地)将相关的数据分组；对分组的数据进行整理；将分组的数据关联到特定功能、起因和/或结果；等等。将经整理的、操纵的/相关的数据与一个图像或多个图像相关联可以包括，例如确定表示与该数据相关联的功能或动作的一个图像或多个图像。输出图像模拟可以包括对图像按时间顺序进行整理以形成手术吻合器100的先前使用的按时间顺序的模拟。输出模拟可以包括静止图像的幻灯片、基于图像的动画或其它合适的视觉表示。考虑到下面参考附图3a至图3d以及图4a至图4e详细描述的示例性模拟，本公开的上述和其它方面和特征将变得更加明显。虽然参考通用的显示器1000，2000(分别在图3a至图3d以及图4a至图4e中)进行了详述，但是这些模拟的处理和显示可以在上文详述的装置和/或显示器中的任意一个上提供、或在其它合适的装置和/或显示器上提供。

参照图3a至图3d，结合图1，详述了在显示器1000上显示的手术吻合器100的先前使用的模拟并且更特别地详述了手术吻合器100组装的模拟。图3a示出了图像1110和与其分开的图像1120，图像1110表示手术吻合器100的手柄组件110，图像1120表示手术吻合器100的接合器120；图3b示出了处于彼此接合的图像1110和图像1120以及指示它们之间成功且正确的连接的图标1002；图3c示出了接合的图像1110和图像1120以及与接合的图像1110和图像1120分开的图像1130，图像1130表示手术吻合器100的末端执行器组件130；以及图3d示出了处于彼此接合的图像1110、1120和1130以及指示接合器120与末端执行器130之间的不成功且不正确的连接的图标1004。

当一起观察时，图3a至图3d首先示出了接合器120与手柄组件110的成功且正确的连接(由图像1110、1120的接近和接合以及图标1002所表示的)并且，随后示出了末端执行器130与接合器120之间的不成功且不正确的连接(由图像1130与图像1110、1120的接近和接合以及图标1004所表示的)。图3a至图3d可以是幻灯片中的连续的图像，或者可以是动画的过程中的快照，该动画示出了接合器120与手柄组件110的接近和连接以及此后的末端执行器130与所连接的接合器120的接近和连接。

用于对接合器120与手柄组件110的连接(图3a和图3b)构建模拟的来自手术吻合器100的使用数据文件的底层数据可以包括：指示接合器120与手柄组件110的成功的机械连接的数据、指示接合器120已被验证为与手柄组件110兼容使用的数据、指示接合器120尚未达到与其相关的任意使用限制的数据以及指示接合器120已成功地校准的数据。

用于对末端执行器130与接合器120的连接(图3c和图3d)构建模拟的来自手术吻合器100的使用数据文件的底层数据可以包括：指示关于末端执行器130与接合器120的机械连接的至少一个错误的数据、末端执行器130与手柄组件110和/或接合器120兼容使用的验证、末端执行器130的使用限制、或者末端执行器130的校准。

应当理解，图3a至图3d中所表示的模拟为了说明目的而简化，并且可以提供识别引起不成功或不正确连接的特定错误的更详细的图像和/或图标。考虑到图3a至图3d所示的模拟可以理解，例如，观看该模拟的用户将能够容易确定正是末端执行器130与接合器120的不成功或不正确连接抑制了手术吻合器100的进一步使用。此外，分屏显示器可以设置成使得与示出导致不成功或不正确连接的错误相结合来提供表示成功且正确连接的模拟，因而进一步加强了用户理解该错误的能力。

参照图4a至图4e，结合图1，详述了在显示器2000上显示的手术吻合器100的先前使用的模拟，并且更特别地详述了在手术过程期间对其使用的模拟。图4a示出了表示以第一方位布置的手术吻合器100的末端执行器130的图像2130；图4b示出了手术吻合器100的手柄组件110的一部分的图像2110和图标2002，该图像2110包括表示手柄组件110的旋转按钮已被致动的高亮部分2112，该图标2002指示响应于旋转按钮的致动的旋转是成功的；图4c示出了表示由于响应于旋转按钮的致动而旋转而以第二方位布置的手术吻合器100的末端执行器130的图像2130和指示末端执行器130的旋转成功的图标2004；图4d示出了手术吻合器100的手柄组件110的一部分的图像2110和图标2006，该图像2110包括表示手柄组件110的夹紧按钮已被致动的高亮部分2114，该图标2006指示响应于夹紧按钮的致动的夹紧不成功；以及图4e示出了表示手术吻合器100的末端执行器130的图像2130、表示末端执行器130尝试夹紧的相对大体积的组织的图像2132、和指示夹紧较大体积的组织不成功的图标1108。

当一起观察时，图4a至图4e示出了，最初，末端执行器130响应于与手柄组件110相关的旋转按钮的致动而旋转至期望的方位，接着是利用末端执行器130对相对较大体积的组织的经尝试、但未成功的夹紧。与上文详述的类似，图4a至图4e可以是幻灯片中的连续图像，或者可以是示出该旋转以及后来所尝试的末端执行器130的夹紧的动画的过程中的快照。

用于对末端执行器130响应于手柄组件110的旋转按钮的致动的旋转(图4a至图4c)构建模拟的来自手术吻合器100的使用数据文件的底层数据可以包括：指示末端执行器130的初始方位的数据、指示旋转按钮的致动的数据、指示驱动一个或多个电动机116c来实现末端执行器130的旋转的数据、以及指示末端执行器130的最终位置的数据。

用于对末端执行器130尝试夹紧大体积组织(图4d至图4e)构建模拟的来自手术吻合器100的使用数据文件的底层数据可以包括：指示末端执行器130布置于打开状态的数据，指示夹紧按钮的致动的数据，指示驱动一个或多个电动机116c来尝试利用末端执行器130夹紧组织的数据，指示(例如，基于对一个或多个电动机116c的过大的载荷、来自应变仪的反馈、来自力传感器的反馈等)阻止进一步夹紧的数据，指示一个或多个电动机116c已停止的数据，以及指示末端执行器130的砧座组件134与钉仓组件136之间的间距在夹紧位置的可接受范围之外的数据。

应当理解，图4a至图4e中表示的模拟是为了说明目的而简化的，并且可以提供识别导致不成功或不正确连接的特定错误的更详细的图像和/或图标。考虑到图4a至图4e所示的模拟可以理解，例如，观看模拟的用户将能够容易确定夹紧不成功是由于末端执行器130的砧座组件134与钉仓组件136之间存在过多组织。

诸如本文所述的手术吻合器的手术系统还可以被配置为与机器人手术系统以及通常所谓的“远程手术(telesurgery)”一起协作。这样的机器人手术系统采用各种机器人元件来辅助外科医生并允许对手术器械的远程操作(或部分远程操作)。可以为此目的采用各种机器人手臂、齿轮、凸轮、滑轮、电动和机械的电动机等，并且可以设计有机器人手术系统以在手术或治疗的过程中辅助外科医生。这样的机器人系统可以包括远程可操纵系统、自动柔性手术系统、远程柔性手术系统、远程关节式运动手术系统、无线手术系统、模块化或可选择地配置的远程操作手术系统等等。

对于示例性机器人手术系统的结构和操作的更详细论述，参考2011年11月3日提交的名称为“医疗工作站(medicalworkstation)”的美国专利公开第2012/0116416号，其全部内容通过引用并入本文。

上文详述的基于来自手术吻合器100的使用数据文件的底层数据的模拟是示例性和说明性的；本公开不限于此。也即，虽然为了说明和描述的目的已经参照附图详细描述了实施例，但是应当理解，本公开不应被解释为限制于此。对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不偏离本公开的范围的情况下，可以对前述实施例进行各种变型。