一种外科用的电动智能吻合器的制造方法
【专利摘要】一种外科用的电动智能吻合器，包括电动智能驱动组件以及可更换的缝合执行组件，所述电动智能驱动组件设置在枪式外壳内，外壳上设有电源开关、抵钉座打开开关以及抵钉座闭合开关，外壳内设有主控电路板、齿轮箱、抵钉座打开/闭合电机以及击发电机。本实用新型实现了外科缝合器系列产品的自动化智能控制，相比于现有的机械外科缝合器，操作更加简便，医生不需要学习即可操作完成手术，采用组织压力和缝钉成型的精准控制，有效的解决了吻合口因机械外科缝合器使用不当而导致的出血和泄露，改善了机械缝合器的手术质量。提高手术质量和安全，让使用者的操作更加简便。
【专利说明】—种外科用的电动智能吻合器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗器械领域，具体为一种外科用的电动智能吻合器。
【背景技术】
[0002]医用外科吻合器是胸、腹、肛肠等领域用来进行消化道手术以及肺部手术常用的外科手术器械。外科吻合手术对吻合口的要求是不出血、不泄漏，同时能够保障吻合口以及远端组织的血供。吻合器将组织放置在钉仓和抵钉座之间，通过调整钉仓和抵钉座之间的距离对组织进行压缩，当钉仓和抵钉座之间的距离达到有效缝合的安全范围时击发，将U形缝钉压缩成B形对组织进行缝合，小血管可以在B形缝钉的空隙中穿过保障吻合口及远端组织的血供。
[0003]现在已知的这些机械吻合器的钉仓和抵钉座之间的距离，是通过吻合器内部的一个滑动标尺来指示的。当标尺进入可击发范围内就可以打开保险装置允许击发，这些都是手动操作，由于人体的个体化差异，组织的厚薄各不相同，这就要求使用者在没有可视化条件下通过手感和经验来判断组织的压缩程度和缝钉成型状况。这种操作导致的组织压缩有三种情况:压缩不足(导致吻合口出血和泄漏)；适度的压缩(适度的压缩力和压缩时间使得组织内的液体被排出，最佳的组织吻合条件)；过度的压缩(导致组织损伤)。同理，缝钉的成形也会出现三种状态:成形不够、适度成形、过度成形，这些都是导致手术失败的原因。而机械吻合器没有提供任何可以控制组织压缩力的方法和装置，以及缺少在手术过程中进行精确控制的装置，因此这种机械结构方式可能会降低手术质量或导致手术失败。另外机械吻合器没有准确的状态信息反馈，使用者完全凭借经验依靠手感使用器械，操作过程在无法可视化的情况下进行，这也容易导致使用者发生误判，机械吻合器还无法提供缝合结果信息，致使手术完毕后使用者都不知道最终的使用效果，难以形成合理的经验积累。
实用新型内容
[0004]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种外科用的电动智能吻合器，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]一种外科用的电动智能吻合器，包括电动智能驱动组件以及可更换的缝合执行组件，所述电动智能驱动组件设置在枪式外壳内，外壳上设有电源开关、抵钉座打开开关以及抵钉座闭合开关，外壳内设有主控电路板、齿轮箱、抵钉座打开/闭合电机以及击发电机，所述主控电路板分别同电源开关、抵钉座打开开关、抵钉座闭合开关、抵钉座打开/闭合电机以及击发电机相连，所述主控电路板还连接有电源和显示装置，抵钉座打开/关闭电机、击发电机的输出轴与齿轮箱连接安装，齿轮箱上设有第一推杆和第二推杆，外壳内远端设有ID识别模块、快速接口以及抵钉座推杆快速接口，所述ID识别模块与主控电路板相连，可更换的缝合执行组件的近端设有ID标示模块、快速接头以及抵钉座推杆快速接头；电动智能驱动组件与可更换的缝合执行组件相连时，ID识别模块与ID标示模块相连，快速接头和快速接口连接，抵钉座推杆快速接头和抵钉座推杆快速接口连接使得第一推杆的直线运动传递到抵钉座推杆上实现抵钉座的打开与关闭；快速接头和抵钉座推杆快速接头之间设有缝钉/切割刀推杆，缝钉/切割刀推杆设有安装在快速接头内部的弹簧，第二推杆向远端移动时推动缝钉/切割刀推杆并压迫弹簧收缩向远端移动完成缝钉的击发缝合和切割组织，第二推杆向近端移动时，弹簧释放将缝钉/切割刀推杆推回到初始的近端位置；所述主控电路板上还连接有数据存储装置，所述数据存储装置通过数据线或无线通信模块与计算机相连。
[0007]进一步的，所述可更换的缝合执行组件包括圆形吻合头、直线缝合头、肛肠吻合头、弧形切割缝合头以及直角楔形吻合头。
[0008]进一步的，所述电源和显示装置设置在枪式外壳上，所述电源设置在枪式外壳手柄底部，米用16V锂聚合物电池供电。
[0009]进一步的，所述主控电路板通过线缆与枪式外壳外的电源连接，所述电源设置在显示装置上。
[0010]进一步的，所述第一推杆为贯穿齿轮箱的丝杠，第一推杆近端设有第一导向键嵌入外壳上的导向槽中起限制作用致使第一推杆做直线运动，远端通过固定销与抵钉座推杆快速接口连接，所述第二推杆近端通过螺纹与齿轮箱内的齿轮相连，远端设有第二导向键嵌入齿轮箱外部的导向槽中起限制作用致使第二推杆做直线运动。
[0011]进一步的，所述ID识别模块上设有弹性金属触点，所述ID标示模块为金属触点。
[0012]进一步的，快速接头以及抵钉座推杆快速接头为键销，快速接口以及抵钉座推杆快速接口为键槽，键销插入键槽并旋转90°完成连接。
[0013]进一步的，所述齿轮箱上安装有第一编码器和第二编码器，第一编码器为抵钉座打开/关闭电机提供距离和位置信号，第二编码器为击发电机提供距离和位置信号。
[0014]进一步的，电动智能驱动组件中的抵钉座打开/关闭电机旋转时产生的扭矩，经齿轮箱减速后驱动第一推杆位移，抵钉座推杆在向近端的钉仓移动时，抵钉座向钉仓闭合，夹在它们中间的组织受到压迫，即产生组织压缩力，所述组织压缩力与电机的转速、电流、电压、传动系数以及抵钉座和钉仓间之间的距离相关，组织压缩力的变化与电流成正比。
[0015]在本实用新型中，按下抵钉座打开开关，抵钉座打开/关闭电机开始工作，按下抵钉座闭合开关，抵钉座打开/关闭电机停止工作；同时按住抵钉座打开开关、抵钉座闭合开关，击发电机开始工作。如果组织承受到的组织压缩力超过了耐受就会发生组织损伤，这可能导致吻合口组织坏死，反之如果组织没有受到足够的组织压缩力，组织内的液体不会被排出，也可能造成吻合口出血或泄漏，因此合理的组织压缩力在临床上有重要的意义。
[0016]有益效果:
[0017]本实用新型实现了外科缝合器系列产品的自动化智能控制，相比于现有的机械外科缝合器，操作更加简便，医生不需要学习即可操作完成手术，采用组织压力和缝钉成型的精准控制，有效的解决了吻合口因机械外科缝合器使用不当而导致的出血和泄露，改善了机械缝合器的手术质量。提高手术质量和安全，让使用者的操作更加简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图；[0019]图2为本实用新型电动智能驱动组件的外观图；
[0020]图3为本实用新型电动智能驱动组件的内部结构图；
[0021]图4?图7为本实用新型缝合执行组件与电动智能驱动组件的快速连接示意图；
[0022]图8为本实用新型电动智能驱动组件的齿轮箱结构示意图；
[0023]图9为组织压缩力与缝钉控制逻辑原理图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0025]如图1?8所示，一种外科用的电动智能吻合器，包括电动智能驱动组件20以及可更换的缝合执行组件10，所述电动智能驱动组件20设置在枪式外壳内，外壳上设有电源开关、抵钉座打开开关201以及抵钉座闭合开关202，外壳内设有主控电路板400、齿轮箱70、抵钉座打开/闭合电机50以及击发电机60，所述主控电路板400分别同电源开关、抵钉座打开开关201、抵钉座闭合开关202、抵钉座打开/闭合电机50以及击发电机60相连，所述主控电路板400还连接有电源和显示装置，抵钉座打开/关闭电机50、击发电机60的输出轴与齿轮箱70连接安装，齿轮箱70上设有第一推杆204和第二推杆207，外壳内远端设有ID识别模块209、快速接口 300以及抵钉座推杆快速接口 303，所述ID识别模块209与主控电路板400相连，可更换的缝合执行组件10的近端设有ID标示模块302、快速接头301以及抵钉座推杆快速接头304 ；电动智能驱动组件20与可更换的缝合执行组件10相连时，ID识别模块209与ID标示模块302相连，快速接头301和快速接口 300连接，抵钉座推杆快速接头304和抵钉座推杆快速接口 303连接使得第一推杆204的直线运动传递到抵钉座推杆上实现抵钉座的打开与关闭；快速接头301和抵钉座推杆快速接头304之间设有缝钉/切割刀推杆305，缝钉/切割刀推杆305设有安装在快速接头304内部的弹簧，第二推杆207向远端移动时推动缝钉/切表1]刀推杆305并压迫弹黃收缩向远端移动完成缝钉的击发缝合和切割组织，第二推杆207向近端移动时，弹簧释放将缝钉/切割刀推杆305推回到初始的近端位置；所述主控电路板400上还连接有数据存储装置，所述数据存储装置通过数据线或无线通信模块与计算机相连。所述可更换的缝合执行组件10为圆形吻合头，所述电源500和显示装置设置在枪式外壳上，所述电源设置在枪式外壳手柄底部，采用16V锂聚合物电池供电。
[0026]所述第一推杆204为贯穿齿轮箱的丝杠,第一推杆204近端设有第一导向键205嵌入外壳上的导向槽中起限制作用致使第一推杆204做直线运动，远端通过固定销与抵钉座推杆快速接口 304连接，所述第二推杆207近端通过螺纹与齿轮箱70内的齿轮相连，远端设有第二导向键嵌入齿轮箱70外部的导向槽208中起限制作用致使第二推杆207做直线运动。
[0027]所述ID识别模块209上设有弹性金属触点，所述ID标示模块302为金属触点，ID标示模块302的金属触点与ID识别模块209的弹性触点接触形成电气回路，主控电路板400上的ID识别电路则对安装的可更换的缝合执行组件10进行判断识别，从而执行与ID相对应的控制程序；本实用新型采用的ID识别是使用不同阻值的电阻标示不同的ID，通过阻值测量电路进行识别，这种实现方法所需要的成本是最低的。但本实用新型并不局限于ID识别方法，还能通过使用无线RFID技术、蓝牙传输技术、点对点网络技术、红外线ID传输技术或加密芯片等方法进行ID识别。
[0028]快速接头301以及抵钉座推杆快速接头304为键销，快速接口 300以及抵钉座推杆快速接口 303为键槽，键销插入键槽并旋转90°完成连接。
[0029]所述齿轮箱上安装有第一编码器210和第二编码器211，第一编码器210为抵钉座打开/关闭电机50提供距离和位置信号，第二编码器211为击发电机60提供距离和位置信号。主控电路板400每收到一个编码脉冲，第一推杆204、第二推杆207的移动距离均为
0.0lmm ;本实用新型在每次通电或复位时都会进行初始化，将第一推杆204、第二推杆207的位置复位到初始状态，并将第一编码器210和第二编码器211恢复为零位。编码器和电机构成一个闭环的距离控制系统，可以精确的控制抵钉座的位移，无论是因个体差异导致的组织厚度不同还是不同手术部位的组织厚度不同，都可以用这种方式将缝钉“B”字成型控制在最佳的高度。
[0030]击发电机经齿轮箱70减速后驱动第二推杆207、缝钉/切割刀推杆305执行组织的缝合和切割，这些工作由程序控制，包含调试模式和使用模式，调试模式允许在产品检验时在没有组织被压缩的情况下驱动击发电机60工作，以便检测产品是否合格。在出厂后被设定为使用模式，使用模式只有在一种条件下，既组织被压缩并且达到最佳压缩力时才允许击发电机60工作。
[0031]电动智能驱动组件20中的抵钉座打开/关闭电机50旋转时产生的扭矩，经齿轮箱70减速后驱动第一推杆204位移，抵钉座推杆在向近端的钉仓移动时，抵钉座向钉仓闭合，夹在它们中间的组织受到压迫，即产生组织压缩力，所述组织压缩力与电机的转速、电流、电压、传动系数以及抵钉座和钉仓间之间的距离相关，组织压缩力的变化与电流成正t匕。如图9所示，本实用新型中组织承受的合理压缩力由一个电流值体现，缝钉有效的成型高度是一个范围(如5.5mm的缝钉成型高度为1.5mm?2.5mm)，因此抵钉座与钉仓的间距必须在这个成型范围内才能有效缝合组织。抵钉座打开时它与钉仓间的距离为600mm，在接触到组织以前电机空载运行，抵钉座以IOmm/秒的速度闭合；当抵钉座和钉仓的间距达到预设的距离值2.5mm时，调整电机电压使电机慢速运行，以Imm/秒的速度对组织进行压缩，压缩控制循环通过传感器检测当前位置的电流是否达到预设的反映最佳组织压缩力的电流值，并驱动电机的工作。如果抵钉座和钉仓之间没有组织被压迫，检测电流值小于电流预设值时，抵钉座关闭，抵钉座打开/关闭电机50始终会以空载的状态运行，压缩控制循环可以检测这种没有组织的状态而不启动击发电机60击发，避免发生误操作。等于预设电流值时，击发过程中缝钉/切割刀推杆305匀速向前推进，而击发所需要的最大行程在程序中预设(例如6_)，第二编码器210实时反馈推进的位置信息，到达程序预设的行程参数值时击发完成，为了消除钛合金缝钉的应力，在这个最大行程的位置上保持15秒，然后击发电机60反转，驱动第二推杆207退回到近端击发前的初始位置，缝钉/切割刀推杆305在弹簧的作用下跟随第二推杆207 —起退回，击发程序结束。
[0032]用本实用新型来做胃肠道吻合，选择直径25mm，缝钉高度为5.5mm的圆形吻合头缝合执行组件10与电动智能驱动组件20通过快速接头连接，ID识别模块209将执行程序确认为圆形吻合头缝合执行组件，将穿刺器伸出取下抵钉座，并将抵钉座置入远端组织并打好荷包，将穿刺器缩回至钉仓，将钉仓置入打好荷包的近端组织再次伸出穿刺器，将抵钉座与穿刺器连接，这时组织已经被放置在抵钉座和钉仓之间，缩回穿刺器，当抵钉座与钉仓间的距离达到2.5_时，组织压缩力尚未达到最佳范围值则继续缩回穿刺器，达到最佳的组织压缩力范围值时停止，缝钉击发顺序启动。若抵钉座和钉仓之间的距离大于2.5mm时组织压缩力已经超过了最佳范围值则不允许击发并提出警告，5.5mm缝钉被允许的有效缝合高度为1.5_?2.5_，在这个范围内产生的组织压缩力最佳范围值视为有效，反之则无效并发出警示提示使用者更换其它型号的可更换的缝合执行组件或对组织做重新处理。缝钉成型高度与组织压缩力呈线性关系，缝钉成型高度越小组织压缩力越大，为了实现这种线性关系的精确控制，抵钉座缩回的最小行进距尚为0.01mm。
[0033]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种外科用的电动智能吻合器，包括电动智能驱动组件以及可更换的缝合执行组件，其特征是:所述电动智能驱动组件设置在枪式外壳内，外壳上设有电源开关、抵钉座打开开关以及抵钉座闭合开关，外壳内设有主控电路板、齿轮箱、抵钉座打开/闭合电机以及击发电机，所述主控电路板分别同电源开关、抵钉座打开开关、抵钉座闭合开关、抵钉座打开/闭合电机以及击发电机相连，所述主控电路板还连接有电源和显示装置，抵钉座打开/关闭电机、击发电机的输出轴与齿轮箱连接安装，齿轮箱上设有第一推杆和第二推杆，外壳内远端设有ID识别模块、快速接口以及抵钉座推杆快速接口，所述ID识别模块与主控电路板相连，可更换的缝合执行组件的近端设有ID标示模块、快速接头以及抵钉座推杆快速接头；电动智能驱动组件与可更换的缝合执行组件相连时，ID识别模块与ID标示模块相连，快速接头和快速接口连接，抵钉座推杆快速接头和抵钉座推杆快速接口连接；快速接头和抵钉座推杆快速接头之间设有缝钉/切割刀推杆，缝钉/切割刀推杆设有安装在快速接头内部的弹簧，所述主控电路板上还连接有数据存储装置，所述数据存储装置通过数据线或无线通信模块与计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述可更换的缝合执行组件包括圆形吻合头、直线缝合头、肛肠吻合头、弧形切割缝合头以及直角楔形吻合头。
3.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述电源和显示装置设置在枪式外壳上，所述电源设置在枪式外壳手柄底部，采用16V锂聚合物电池供电。
4.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述主控电路板通过线缆与枪式外壳外的电源连接，所述电源设置在显示装置上。
5.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述第一推杆为贯穿齿轮箱的丝杠，第一推杆近端设有第一导向键嵌入外壳上的导向槽中起限制作用致使第一推杆做直线运动，远端通过固定销与抵钉座推杆快速接口连接，所述第二推杆近端通过螺纹与齿轮箱内的齿轮相连，远端设有第二导向键嵌入齿轮箱外部的导向槽中起限制作用致使第二推杆做直线运动。
6.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述ID识别模块上设有弹性金属触点，所述ID标示模块为金属触点。
7.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:快速接头以及抵钉座推杆快速接头为键销，快速接口以及抵钉座推杆快速接口为键槽，键销插入键槽并旋转90°完成连接。
8.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:所述齿轮箱上安装有第一编码器和第二编码器，第一编码器为抵钉座打开/关闭电机提供距离和位置信号，第二编码器为击发电机提供距离和位置信号。
9.根据权利要求1所述的一种外科用的电动智能吻合器，其特征是:电动智能驱动组件中的抵钉座打开/关闭电机旋转时产生的扭矩，经齿轮箱减速后驱动第一推杆位移，抵钉座推杆在向近端的钉仓移动时，抵钉座向钉仓闭合，夹在它们中间的组织受到压迫，即产生组织压缩力，所述组织压缩力与电机的转速、电流、电压、传动系数以及抵钉座和钉仓间之间的距离相关，组织压缩力的变化与电流成正比。
【文档编号】A61B17/115GK203458436SQ201320367835
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】谢邵平, 任莹 申请人:任莹, 谢邵平