限值夹紧缝合器600。如以上所讨 论，当马达804达到特定位置而不超过经调整的马达电流极限值时，缝合器600被夹紧。一 旦缝合器600处于夹紧状态，那么能够触发缝合器600。在步骤1112中，在实现成功夹紧之 后，在触发之前，算法1100等待用户输入或确认。在步骤1114中，触发缝合器600。
[0119] 如图11所示，在一些实施例中，触发步骤1114能够包括，确定触发扭矩极限值 1120,确定触发马达电流极限值1122,并且使用触发马达电流极限值进行触发1124。施加 到在缝合器600中的触发万向接头的过度扭矩能够造成破坏触发万向接头或破坏在套件 614中的丝杆的问题。过度扭矩也可以使在套件614中的刀子616带着过多的力靠着硬停 止点被堵塞，从而可能破坏进入患者体内的一块刀子616。传动系与套件丝杆二者和刀子机 构可以包括充分的安全裕度，以阻止在操作期间的破坏。能够调整触发扭矩极限值（触发 马达802的扭矩极限值），以防止被施加到机构的扭矩接近损坏缝合器套件614或套件传动 系部件的水平。
[0120] 在步骤1120中确定触发马达802的触发扭矩极限值能够类似于如以上关于步骤 1106所讨论的确定夹紧马达804的扭矩极限值。如以上所讨论，触发马达802的触发扭矩 极限值能够使用，例如，温度、马达组件寿命、器械寿命和其他参数的函数来调整。在一些情 况下，能够使用具有不同系数的与以上所讨论的能够用于调整夹紧马达804的扭矩极限值 的那些调整方程的形式相同的调整方程来调整触发马达802的扭矩极限值。进一步地，能 够在步骤1122中使用与以上关于步骤1108所讨论的用于确定马达电流极限值的相同形 式的方程。当触发马达802到达特定位置而未超过触发马达电流极限值时，完成触发步骤 1124〇
[0121] 在步骤1116中，调整参数以反映触发。例如，能够递增参数LM#P Linst二者。在 步骤1118中，能够储存经调整的参数用于将来的使用。例如，Lmp被储存在存储器812中， 而1^_被储存在存储器808中，用于在涉及马达组件702或缝合器600的下一次缝合程序 中使用。
[0122] 如以上所讨论，在步骤1108中，扭矩极限值能够被转化成马达804的电流极限值。 在一些情况下，在电流极限值与扭矩极限值之间的关系能够由下式给出：
[0124] 其中，Ilimit为提供给马达804的电流极限值，Ia为在校准时马达804的空载电流， κτ为马达组件传动系的扭矩常数特征，以及τ。"(如上所讨论）表示在夹紧中提供给最小 误差的建模的和补偿的扭矩极限值。1^表示马达组件的摩擦补偿并且能够为速度的函数。 参数K t涉及在马达804中的扭矩到电流的转换。如以上所讨论，在马达组件702的校准期 间，可以确定在参考温度T Mf下的初始Kt。在一些模型中，心能够由下式给出：
[0125] Kt= K Tcal*[l-n* (T-Tref)]
[0126] 其中，KTeal为经校准的转换系数，以及η为涉及马达804的操作的温度系数。在 一些模型中，I 1J勺值能够由下式给出：
[0127] Inl= Ical* [1-μ* (T-Tref) ]*[l_k (Lmp)],
[0128] 其中，Ieal为表示在马达组件702中损耗的根据速度的经校准的空载电流消耗，μ 为温度系数，T为马达组件702的温度（由电子设备801测定），Tief为参考温度，k为马达 组件寿命系数，以及L mp为马达组件702已经触发缝合器的次数。参考温度TMf能够为，例 如，校准马达组件702时的温度并且能够被储存在存储器812中。如从在该模型中的以上 方程能够所见，缝合器600在T = Iref处的经校准的电流极限值由I limit= I Μ?+ τ。31/心。31给 出，该式能够用在初始校准阶段以确定ImJPK tm1二者。在一些实施例中，I。31和Ktm1的值 能够被储存在存储器812中。
[0129] 在一些模型中，经调整的扭矩极限值能够由下式给出：
[0130] τ c〇m= τ des*W( θ )*[1-α * (T-Tref) ]*[1_β * (Lmp) ]*[1_γ* (Lins)] + δ * (T-Tref) + ε
[0131] 其中，α为温度系数，β为马达组件702的寿命系数，γ为缝合器600的寿命系 数，S为恒定偏移温度系数，以及ε为恒定偏移。如以上所讨论的，的值能够由τ。 31 和套件调整的总和给出。
[0132] 函数W反应当铰接腕部604时的额外摩擦。在一些实施例中，函数W为腕部604 通过其铰接的角度Θ的余弦函数。因此，在一些实施例中，W能够由下式给出：
[0134] 其中，Θ为在图8中所示的腕部604的腕部角度，以及ξ为确定腕部角度对扭矩 极限值影响的参数。如所示出的，在Θ =0度处，W(0)将为1。然而，随着角度的增加，在 腕部604处的摩擦增加，从而导致τ_乘法的增加 W(9)。在一些实施例中，函数W(9)能 够作为查找表被实施。扭矩极限值腕部调整W(0)能够用于具有腕部的任何外科手术器械 并且需要通过该腕部传送力。
[0135] 以上所示的各种标量系数能够被调整以最优建立马达组件702和缝合器600的寿 命行为模型。这些系数包括温度系数η、μ、α和δ ;寿命系数k、β和γ ;加法系数ε ; 以及腕部系数ξ，并且能够通过对各种缝合器600和马达组件702贯穿其寿命的不同重复 测试来确定，或者在一些情况下，能够通过在单独的马达组件或器械上完成的校准进行自 定义。在一些实施例中，如果系数通过对大量马达组件和缝合器求平均值来确定，并且不在 单独的马达组件或缝合器之间变化，那么它们能够被储存在系统800中，建模在系统800中 进行计算。否则，系数能够用它们的单独的部件来存储。例如，温度系数η、μ、α和δ， 寿命系数k和β能够被储存在存储器812中，而寿命系数γ能够被储存在存储器808中。
[0136] 如以上所指示，例如，如果温度为标量分量而非加法分量，则δ能够被设定为〇， 而如果温度为加法分量而非标量分量，则α能够被设定为〇。在该模型中，在α和δ二 者为非零的情况下，温度既是标量因子又是加法因子。在一些实施例中，系数能够在以下 范围内：0彡α彡1;〇彡β彡1;〇彡δ彡1 ;-1〇彡ε彡1〇 ;〇彡γ彡1 ;〇彡μ彡1 ; 0彡k彡1;〇彡η彡1;以及〇彡ξ彡1。在许多情况下，系数小于约10'
[0137] 以上提供的主要的标量模型示例并非能够用于针对根据温度的寿命偏移来调整 用于缝合器600的操作的扭矩极限值的唯一模型。其他模型可以使用，例如，主要加法模型 或者能够添加加法分量与标量分量的组合，或者可以使用非线性模型。模型能够根据需要 扩充以包括乘法因子和加法因子的组合，以便在缝合器600的使用寿命期间最优建立其行 为的模型。
[0138] 如以上所建议，存在能够用于对扭矩极限值的调整进行建模的各种模型。如以上 所建议，根据系统，某些变量可以被建模为加法作用，而其他变量可以被建模为乘法作用。 在一些实施例中，模型能够针对特定缝合器系统的寿命而进行调整。这能够通过将参数中 的一些设定为零，一些设定为非零值来完成。在一些实施例中，能够扩展的建模方程 以在该模型中包括更多加法因子和加法因子与乘法因子的进一步组合。
[0139] 用于控制夹紧马达804的电流极限值，Ilim it，能够提供给电子设备810,以便控制 马达804。操作用于提供经调整的电流极限值的模型，以在缝合器600和马达组件702的整 个可操作寿命中提供适当的夹紧。上述的扭矩补偿算法允许使用缝合器600的外科手术系 统有效并且安全地夹紧恰当的材料（和厚度），同时保持恰当的组织间隙并且阻止在可导 致不当组织间隙的材料（和厚度）上完全夹紧。这种操作帮助阻止过度的尖端偏转并且也 阻止触发并且引起钉子不当形成，以及由钉子的不当形成造成的外科手术治疗。
[0140] 回位调整
[0141] 在该发明的一些实施例中，能够提供回位程序以进一步调整扭矩极限值。当缝合 器600和马达组件702首先附接到患者侧推车22时，实施回位程序。在一些实施例中，系 统800能够在监测缝合器600和马达组件702的相应性能时驱动缝合器600通过预设的动 作范围并且进行测试。电子设备810能够监测马达804和802的电流、位置和扭矩，并且将 它们通信至处理器800。处理器800能够调整系数和参数以修正在回位期间测量的缝合器 600和马达组件702的行为。如上所示，在使用马达组件702操作缝合器600时，能够使用 那些经修正的系数和参数。
[0142] 能够根据性能测试调整单独的参数。因此，由于回位过程，除上述因子之外，在使 用缝合器600之前能够调整校准数据，例如，τ Μ?。
[0143] 以上详细的描述被提供用于说明本发明的具体实施例，且并非旨在为限制性的。 在本发明的范围内的许多变化和修改是可能的。本发明在随附权利要求中进行阐述。
【主权项】
1. 一种校准夹紧器械的方法，其包括： 获取根据尖端偏转数据的夹紧扭矩的数据集合，用于所述夹紧器械； 从所述数据集合确定扭矩极限值；以及 将所述扭矩极限值储存在所述夹紧器械中。2. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括磨合所述夹紧器械。3. 根据权利要求1所述的方法，其中获取数据集合包括： 放置垫片以强制实施所述夹紧器械的已知尖端偏转； 当马达夹紧所述夹紧器械时，测量所述马达的电流； 从所述夹紧器械确定所述夹紧扭矩。4. 根据权利要求1所述的方法，其中确定所述扭矩极限值包括： 将函数拟合到所述数据集合； 设定最大尖端偏转；以及 对所述函数求解以获得所述扭矩极限值。5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述函数为线性函数并且拟合所述函数包括执行 到所述数据集合的最小二乘法拟合。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述夹紧器械为缝合器。7. -种夹紧器械，其包括： 夹紧端部执行器； 联接到所述夹紧端部执行器的腕部； 联接到所述腕部的器械轴；以及 联接到联接器的底座，所述联接器穿过所述器械轴并且操纵所述腕部或所述夹紧端部 执行器，所述底座包括： 机械转换器，其从在马达组件中的一个或多个马达接收旋转扭矩并且将所述旋转扭矩 联接到所述联接器； 存储器，其用于储存所述夹紧器械校准的参数；以及 电子设备，其联接到所述存储器，所述电子设备提供到所述马达组件的接口。8. 根据权利要求7所述的夹紧器械，其中所述端部执行器接收缝合器套件。9. 根据权利要求8所述的夹紧器械，其中所述电子设备接收储存在所述缝合器套件中 的数据以提供给所述接口。10. 根据权利要求7所述的夹紧器械，其中所述参数包括来源于程序的扭矩极限值参 数，所述程序包括： 获取根据尖端偏转数据的夹紧扭矩的数据集合，用于所述夹紧器械； 从所述数据集合确定扭矩极限值；以及 将所述扭矩极限值储存在所述夹紧器械中。11. 根据权利要求7所述的夹紧器械，其中参数被储存在所述存储器中。12. 根据权利要求11所述的夹紧器械，其中所述参数包括器械寿命系数和器械寿命。
【专利摘要】公开了夹紧器械的实施例。在一些实施例中，提出了具有经校准的参数的夹紧设备和用于夹紧设备的校准过程。校准夹紧器械的方法能够包括获取根据尖端偏转数据的夹紧扭矩的数据集合，用于夹紧器械；从数据集合确定扭矩极限值；以及将扭矩极限值储存在夹紧器械中。
【IPC分类】A61B19/00, A61B17/29, A61B17/068, A61B17/115
【公开号】CN104936535
【申请号】CN201480004406
【发明人】D·W·韦尔, M·吴, K·杜伦特, G·杜昆
【申请人】直观外科手术操作公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年1月14日
【公告号】EP2943134A1, US20140200612, WO2014110561A1