手术用披锋刀的控制方法及控制装置与流程

本发明涉及一种手术用披锋刀的控制方法及控制装置，更为详细地涉及一种具备防颤动功能的手术用披锋刀的控制方法及控制装置。

背景技术：

手术用披锋刀为基本上应用电动或空压使切削钻(cutting burr)或切削刀片(cutting bit)高速旋转，从而出于医学目的直接加工人体的骨和关节的一种医疗钻头。

这种手术用披锋刀例如由与牙科用研磨系统相似的结构构成，但在以下方面上与牙科用研磨机不同：即，这种披锋刀使切削刀片以每分钟数万次以上的速度进行旋转，从而精密加工主要的加工对象即人体的骨结构，其中，所述切削刀片可被交换且为相对细长的形状。

这种手术用披锋刀在与工具和加工面进行表面接触以进行加工这一点上与普通的立铣刀(end mill)具有相似的结构，但在手术用披锋刀的实际驱动中产生的现象包括呈现出与立铣刀相似的情况及完全不同的情况，具体如下。

即，在手术用披锋刀的切削刀片中直接参与加工的部分为设置在其末端的数毫米的凹槽(flute)或被加工成复合形状的部分，在这种切削刀片加工活体骨组织时产生的颤动(chatter)可能是与立铣刀等普通机械加工相似地降低加工面质量的高频率的小规模颤动(下称微颤)，也有可能是与普通的机械加工完全不同的行为，对手术用披锋刀的用户的手持位置带来直接的影响，并且伴随切削刀片的自身变形的大规模颤动(下称大颤)。

手术用披锋刀是为了使具有2～4mm直径的细轴通过最小限度的剖切部从皮肤进入相对较深位置的部位或迂回危险部位而进入手术部分，从而精密加工加工对象即骨和关节部而使用。因此，切削刀片大致具有1：20或其以上的径长比，为了实现手术用披锋刀本身的小型化，用于支撑切削刀片的结构的直径也受到制约。

此外，切削刀片以每分钟数万圈以上的速度进行旋转，当前最新款式的转速为60,000rpm以上，即以每秒一千圈以上的速度进行旋转，在轴每旋转一次时产生一次振动的情况下，具有1kHz以上的频率，而这种切削刀片的转速为普通的立铣刀等工具的转速的数倍至数十倍的转速。

已知由于这种手术用披锋刀及其切削刀片的结构及动态特性产生大颤，大颤会导致切 削刀片本身瞬间变形并且脱离加工位置，与用户的意向无关地过度切削加工对象或者损坏周边组织，会给患者残留不可逆的损伤，因此必须防止这种大颤，但迄今还没有报道用于监控这种大颤的结构，当前使用的手术用披锋刀还在依赖于用户的感觉和手来抑制大颤。

技术实现要素：

本发明是为了解决前述问题而提出的，其目的是提供一种手术用披锋刀的控制方法及控制装置，该控制方法和控制装置可通过比较简单的结构实时监视给患者留下不可逆损伤的大颤，且能防止大颤的产生。

此外，本发明的目的是提供一种手术用披锋刀的控制方法及控制装置，该控制方法和控制装置能够实时监视有可能与大颤同时产生的微颤，且能防止大颤的产生。

本发明的手术用披锋刀的控制方法包括切削刀片和内置于外壳中的电机，所述切削刀片的一端能够装卸地连接于所述电机，另一端具有多个切槽，所述手术用披锋刀的实时控制方法包括步骤：电机控制速度设定步骤，与用户的控制信号对应而设定电机的目标转速，并向所述电机供给与所述目标转速相应的电力；旋转数据分析步骤，从所述电机所具备的第一传感器实时接收在向所述目标转速变速的过程中的所述切削刀片的角位置数据，并将所述角位置数据转化为角速度数据，且对转化后的角速度数据进行分析而获得所述切削刀片的瞬间平均旋转角速度ws及瞬间平均旋转频率fs；振动数据分析步骤，从所述外壳的一侧所具备的第二传感器接收所述切削刀片相对于长度方向的振动数据，并将所述振动数据转化为频域；判断步骤，对转化为所述频域的振动数据中的所述平均旋转频率fs下的振幅大小和预先设定的振幅大小进行比较；及电机控制速度重设步骤，根据所述判断步骤的结果重设所述电机的目标转速，并向所述电机供给与重设的所述目标转速相应的电力。

此外，在所述旋转数据分析步骤中，相对于时间对所述角位置数据进行微分而获得角速度数据，并且利用快速傅立叶变换将所述角速度数据转化为频域来获得对角速度数据的功率谱。

此外，在所述振动数据分析步骤中，利用快速傅立叶变换将所述振动数据转化为频域来获得对振动数据的功率谱。

此外，所述振动数据分析步骤进一步包括过滤步骤，该过滤步骤为了仅提取相对于以所述平均旋转频率为中心规定带宽的振动数据，对转化为所述频域的振动数据进行过滤。

此外，在所述电机控制速度重设步骤中，当所述平均旋转频率fs下的功率谱的振幅大小等于或大于预先设定的振幅大小时，重设所述电机的目标旋转频率。

此外，进一步包括辅助判断步骤，该辅助判断步骤对转化为所述频域的角速度数据中的所述平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小和预先设定的角速度大小进行比较。

此外，进一步包括辅助变速步骤，当所述平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小等于或大于预先设定的角速度大小时，改变所述电机的旋转频率。

此外，所述第一传感器包括至少一个霍尔传感器。

此外，所述第二传感器包括单轴加速度传感器，所述振动数据为从所述单轴加速度传感器获得的加速度数据。

此外，所述单轴加速度传感器包括微机电系统(MEMS)型加速度传感器。

另外，本发明的手术用披锋刀的控制装置包括切削刀片和内置于外壳中的电机，所述切削刀片的一端能够装卸地连接于所述电机，另一端具有多个切槽，所述手术用披锋刀的控制装置包括：电机控制部，与用户的控制信号对应而设定电机的目标转速，并向所述电机供给与所述目标转速相应的电力；旋转数据分析部，从所述电机所具备的第一传感器实时接收在向所述目标转速变速的过程中的所述切削刀片的角位置数据，并将所述角位置数据转化为角速度数据，且对转化后的角速度数据进行分析而获得所述切削刀片的瞬间平均旋转角速度ws及瞬间平均旋转频率fs；振动数据分析部，从所述外壳的一侧所具备的第二传感器接收所述切削刀片相对于长度方向的振动数据，并将所述振动数据转化为频域；及判断部，对转化为所述频域的振动数据中的所述平均旋转频率fs下的振幅大小和预先设定的振幅大小进行比较，所述电机控制部根据所述判断部的比较结果重设所述电机的目标转速，并向所述电机供给与重设的所述目标转速相应的电力。

此外，所述旋转数据分析部相对于时间对所述角位置数据进行微分而获得角速度数据，并且利用快速傅立叶变换将所述角速度数据转化为频域来获得对角速度数据的功率谱。

此外，所述振动数据分析部利用快速傅立叶变换将所述振动数据转化为频域来获得对振动数据的功率谱。

此外，所述振动数据分析部为了仅提取相对于以所述平均旋转频率为中心规定带宽的振动数据，设置为对转化为所述频域的振动数据进行过滤。

此外，所述电机控制部设置为当所述平均旋转频率fs下的功率谱的振幅大小等于或大于预先设定的振幅大小时，重设所述电机的旋转频率。

此外，所述判断部设置为在转化为所述频域的角速度数据中比较所述平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小和预先设定的角速度大小。

此外，所述电机控制部设置为当所述平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小等于或大于预先设定的角速度大小时，改变所述电机的旋转频率。

此外，所述第一传感器包括至少一个霍尔传感器。

此外，所述第二传感器包括单轴加速度传感器，所述振动数据从所述单轴加速度传感器获得。

此外，所述单轴加速度传感器包括MEMS型加速度传感器。

本发明的手术用披锋刀的控制方法及控制装置具有可通过比较简单的结构实时监视给患者留下不可逆损伤的大颤及微颤，并同时防止大颤及微颤的效果。

此外，本发明的手术用披锋刀的控制方法及控制装置具有能够实时监视有可能与大颤一起产生的微颤，并且同时抑制大颤和微颤的效果。

附图说明

图1为本发明的手术用披锋刀的转轴方向剖视图。

图2的(a)为具备控制装置的本发明的手术用披锋刀的示意图，图2的(b)及(c)为用于说明大颤及微颤的图2中(a)的局部放大图。

图3为用于说明电机根据用户控制信号来改变控制速度的过程的曲线图。

图4为从切削端部侧(A-A)观察图2中(a)所示的切削刀片的图，用于说明停止状态或产生大颤之前的状态。

图5为从切削端部侧(A-A)观察图2中(a)所示的切削刀片的图，用于说明产生大颤的状态。

图6为用于说明图2中(a)所示控制装置的详细结构的图。

图7及图8为用于说明本发明的手术用披锋刀的控制方法的流程图。

图9为表示通过图6中旋转数据分析部转化成频域的角速度数据的曲线图。

图10为表示以仅提取相对于规定带宽的数据的方式对图9中的角速度数据进行过滤后的状态的曲线图。

图11为表示通过图6中振动数据分析部转化成频域的振动数据的曲线图。

图12为表示以仅提取相对于规定带宽的数据的方式对图11中的振动数据进行过滤后的状态的曲线图。

图13为用于说明根据本发明的手术用披锋刀的控制方法避免大颤的过程的曲线图。

附图标记说明

1：披锋刀 10：外壳 20：套管部

21，22，23：刀片轴承 30：电机

31：驱动轴 32：驱动轴的轴承

40：切削刀片 41：主轴 42：切削端部

42a，42b，42c， 42d：切削槽 43：连接端部

50：耦合器 60：第一传感器 70：第二传感器

80：控制装置 81：电机控制部

82：旋转数据分析部 83：振动数据分析部

84：判断部

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的具体实施例进行说明。

对本发明可进行不同的变更，本发明可具有多种实施例，在附图中示出特定实施例，并在具体实施方式中对该实施例进行详细说明。而这些并不是为了将本发明限定为特定的实施方式来提出的，可以理解为属于本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同结构及替代结构均属于本发明的范围。

在说明本发明时，第一、第二等用语可在说明多种结构要素时使用，但所述结构要素不受所述用语的限制。所述用语可出于将一个结构要素与其他结构要素区别的目的来使用。例如，在不脱离本发明的权利范围的条件下，可将第一结构要素命名为第二结构要素，与此相似地，也可将第二结构要素命名为第一结构要素。

当提到某结构要素与另一结构要素联结或连接时，可以理解为该结构要素与该另一结构要素直接联结或连接，也可以理解为中间还有其他结构要素。相反，当提到某结构要素与另一结构要素直接联结或直接连接时，可以理解为中间不存在其他结构要素。

在本说明书中使用的用语只是为了说明特定实施例而使用的，并不是用来限定本发明。在上下文关系上没有表示明确相反的含义的情况下，单数形式的表述也可包含复数形式的表述。

在本说明书中使用的“包含”或“具备”的含义用来指定存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、零部件或其组合，可以理解为并不预先排除一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、零部件或组合的存在或附加的可能性。

此外，除非有不同的定义，在本说明书中使用的包括技术术语及科学术语在内的所有用语具有与本发明所属技术领域的技术人员一般理解的含义相同的含义。在一般使用的词典等中所定义的用语可以解释为与相关技术的上下文关系上所具有的含义一致的含义，在本说明书中没有明确定义的情况下，这些用语可以不被解释为理想的或者非常正式的含义。

此外，以下实施例是为了向本领域中具有平均知识的人更加清楚地进行说明而提供的，而为了更加清楚的说明，可以夸张地示出图中要素的形状及大小等。

图1为本发明的手术用披锋刀1的转轴方向剖视图。参照图1，本发明的手术用披锋刀1包括：构成外体的外壳10；电机30，被收容于所述外壳10的内部，由未图示的控制装置接收动力而驱动；切削刀片40，从所述电机30接收旋转力而旋转；耦合器50，将所 述切削刀片40能够装卸地连接于所述电机30的驱动轴31；及套管部20(sheath portion)，能够旋转地支撑所述切削刀片40的主轴41，并且以能够装卸的方式固定于所述外壳10。

所述外壳10为组成手术用披锋刀1的外体的部分，其外径被确定为便于用户直接握持，在内部形成有用于收容电机30的空间。外壳10的材质不受限制，但为了有效地向外部散发电机30中产生的热量，并且为了能够应对电机30及在后描述的切削刀片40的振动，所述外壳10适合采用具有一定强度的轻质金属材质。

所述电机30为产生旋转驱动力的部分，适合采用小型且能够高速旋转的高功率电机30，以配合手术用披锋刀1的用途。外壳10的内部可具备用于支撑电机30的驱动轴31的驱动轴的轴承32。

所述切削刀片40具有主轴41，该主轴41具有2～4mm的直径及1:20左右的径长比，以适合能够从患者的皮肤到达相对较深位置的部分或迂回危险部位而到达手术对象。在主轴41的一端上一体具备直接对手术部分施加切削力的切削端部42，在主轴41的另一端上一体具备与所述电机30的驱动轴31连接的连接端部43。根据手术部分的形状及手术目的，切削端部42可具有不同的形状，一般具备多个切削槽。

所述耦合器50为将所述切削刀片40的连接端部43和所述电机30的驱动轴31彼此连接的部分，其设置为将相当于耗材的切削刀片40能够易于可装卸地连接到电机30的驱动轴31。

所述套管部20为包覆所述切削刀片40的主轴41的结构，所述套管部20的目的为防止患者的组织被高速旋转的主轴41损伤。在所述套管部20的内部沿长度方向形成有用于收容所述主轴41的空间，并且为了能够旋转地支撑高速旋转的切削刀片40的主轴41，在内部多个位置上可具备刀片轴承21、22、23。虽然在图1中示出共有三个刀片轴承21、22、23设置在套管部20的内部，但本发明并不局限于该结构，可以具备多种个数的刀片轴承。

另外，图1所示的手术用披锋刀1可进一步包括设置在电机30的内部或外部从而用于实时获得电机30的角位置数据的第一传感器(未图示)及设置在所述外壳10的一侧从而用于实时获得切削刀片40的长度方向振动数据的第二传感器70，关于包括这些第一传感器和第二传感器的详细结构，后面将参照图2后面的附图来进行说明。

图2的(a)为具备控制装置80的本发明的手术用披锋刀1的示意图，图2的(b)及图2的(c)为其局部放大图，图3为用于说明电机30根据用户的控制信号进行变速的过程的曲线图。

如前所述，本发明的手术用披锋刀1包括用于防止大颤的结构，该大颤是由于相对较高水平的径长比及每分钟数万rpm以上的高速旋转而产生，且给手术对象患者留下不可逆的损伤。

即，如图3所示，一般来说手术用披锋刀1的用户为了对手术对象进行加工，将目标控制速度从低速提升到高速，或者从高速降低到低速来进行操作。

此时，若假设电机30向该目标控制速度及接近目标控制速度的速度变速的过程中产生大颤的可能性较高，则如图2的(b)所示，大颤的表现形式为切削刀片40的主轴41在所述控制速度下瞬间变形为具有规定曲率的状态，此时，切削刀片40的切削端部42侧在从旋转中心轴(X-X)向图2中(b)的Y方向相对于转轴X产生比图2中(c)所示的微颤更大变位Ay的状态下进行瞬间旋转。

例如，从切削端部42侧(图2的(a)中A-A方向)观察具有多个切削槽42a、42b、42c、42d的切削刀片40时，如图4所示，切削刀片40的切削端部42在停止状态或产生大颤之前的状态下，以其中心几乎没有脱离其转轴X0的状态进行旋转。

然而，当如图5所示产生大颤时，切削刀片40的切削端部42会在产生振动的状态下进行旋转，其中该振动为切削端部42以其中心从其转轴X0具有一定的变位(大致在X0到X1～X4之间的宽度)的状态变形的振动。此时，与用户的意图无关地产生与所述一定的变位或振动量(图2的(a)的Ay)相应的加工，对手术对象造成不可恢复的损伤。

若如此产生大颤，则如图2的(b)所示，切削刀片40的切削端部42的中心从其转轴沿着与转轴垂直的方向产生一定的变位并进行振动，此时伴随这种垂直方向振动，会产生切削刀片40在长度方向X方向上的振动Ax。

因此，通过检测切削刀片40的长度方向振动量，可间接检测所述垂直方向振动量，本发明提出作为监视及预测大颤的产生基准的切削刀片40的长度方向振动量。

另外，发明人发现产生所述大颤的频率与设置在切削刀片40的切削端部42上的切削槽的数量无关地为与切削刀片40的实际旋转频率或瞬间平均旋转频率fs一致的频率。

因此，作为预先监视大颤的产生并且避免大颤产生的手段，本发明的手术用披锋刀1的控制装置80如图6所示包括：设定及重设电机30的转速的电机控制部81、获得切削刀片40的瞬间平均旋转频率fs的旋转数据分析部82、获得切削刀片40的长度方向振动数据的振动数据分析部83以及比较所述瞬间平均旋转频率fs下的振幅大小和预先设定的振幅大小的判断部84。

电机控制部81的作用为，根据通过脚踏板或按钮形式的输入装置(未图示)输入的用户控制信号，设定电机30的目标转速或者重设所述目标转速，并向所述电机30供给与所述目标转速或重设的目标转速相应的电力。虽然未图示，所述电机控制部81与用于向所述电机30供给电力的外电源电连接。

旋转数据分析部82的作用为，在向所述目标转速变速的过程中，从所述电机30所具备的第一传感器60实时获得所述切削刀片40的角位置数据，并将所述角位置数据转化为 角速度数据，且对转化后的角速度数据进行分析而获得所述切削刀片40的瞬间平均旋转角速度ws及瞬间平均旋转频率fs。

更为详细地，所述旋转数据分析部82设置为相对于时间对按特定的时间间隔，例如按小于一秒钟的时间间隔实时获得的电机30转子的角位置数据进行微分而获得电机30的转子的角速度数据，并利用快速傅立叶变换将所述角速度数据转化为频域，且将转化的角速度数据以相对于各频率的功率谱振幅的形式传递到在后描述的判断部84，并暂存在判断部84或者存储于在后描述的数据存储部85。

被存储的瞬间平均旋转频率fs在后述的判断部84中成为用于判断是否产生大颤及微颤的参考频率。

第一传感器60配置在所述电机30的内部或外部，其作用是检测电机30的转子的角位置，并将检测出的角位置传递到所述旋转数据分析部。

所述第一传感器60只要能够检测电机30的转子的角位置，不受限制地用于本发明，优选使用至少一个霍尔传感器(Hall sensor)。

振动数据分析部83的作用为，接收设置于所述外壳10的一侧的第二传感器70所检测的加速度数据即切削刀片40的长度方向振动数据，并将所述加速度数据转化为频域。更为具体地，振动数据分析部83设置为利用快速傅立叶变换，将从第二传感器70传递的加速度数据转化为频域以获得对加速度数据的功率谱。

所获得的对加速度数据的功率谱被传递到在后描述的判断部84，并被暂存在判断部84或被存储于在后描述的数据存储部85。

此时，为了减少所存储的加速度数据的容量，所述振动数据分析部83可设置为对所述被转化为频域的振动数据进行过滤，从而仅提取相对于以所述瞬间平均旋转频率fs为中心规定带宽的振动数据。

例如，可通过以所述瞬间平均频率fs为中心具有规定带宽的方式覆盖窗(Window)并进行过滤来提取所关注的数据并予以存储。所述规定带宽可为所述a×fs至b×fs(例如，a＝0.9，b＝1.1)。关于数据过滤的详细结构将在后面参照图9至图12来进行描述。

另外，第二传感器70为用于检测通过如上所述切削刀片40的瞬间变形而产生并传递到外壳10的长度方向振动冲击数据的装置，更加具体为用于检测加速度数据的装置。

本发明的第二传感器70只要为能够检测因切削刀片40的瞬间变形而产生的长度方向加速度冲击数据的传感器，则能不受限制地使用，但为了手术用披锋刀1本身的小型化及费用节俭，优选设置为单轴加速度传感器，可使用MEMS型加速度传感器。

判断部84设置为对转化为所述频域的振动数据中的所述平均旋转频率fs下的振幅大小和预先设定并存储在数据存储部85中的振幅大小进行比较，所述判断部84的判断结果 被传递到所述电机控制部81。

在此，预先设定的振幅大小可为可被分为大颤的最小振幅大小乘以规定的安全系数后的数值，可被分为大颤的最小振幅及安全系数设置为用户考虑安全度可预先进行调整及设定后存储到数据存储部85。

另外，当所述判断部84的判断结果，所述平均旋转频率fs下的振幅大小等于或大于预先设定的振幅大小时，所述电机控制部81重设所述电机30的目标转速，并向所述电机30供给与重设后的所述目标转速相应的电力，从而设置为瞬间地自动避免对切削刀片40产生大颤的可能性高的旋转频率区段。

关于避免所述产生大颤的可能性高的旋转频率区段的详细内容将在后面参照图13进行描述。

另外，本发明的控制装置80也可设置为能够进一步执行用于防止如前所述的切削刀片40的微颤的功能。

即，为了防止图2中(c)所示的微颤的产生，所述判断部84可进一步设置为对转化为所述频域的角速度数据中所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍(例如，2×fs，3×fs等)下的角速度大小和预先设定的角速度大小进行比较，并且设置为，根据所述判断结果，当所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小等于或大于预先设定的角速度大小时，所述电机控制部81改变所述电机30的旋转频率，从而能够以与防止大颤的结构相同的方式进一步防止微颤。

图7为用于说明根据本发明实时监视并避免大颤的控制方法的流程图。

参照图7，本发明的手术用披锋刀的控制方法按如下步骤执行。

首先，当用户为了目标转速的变速而通过前述脚踏板或按钮形式的输入装置向电机控制部输入控制信号时，通过电机控制部执行电机控制速度设定步骤，该步骤中设定与用户控制信号对应的电机的目标转速，并向所述电机供给与所述目标转速相应的电力。

接下来，通过旋转数据分析部执行旋转数据分析步骤，该步骤中从所述电机所具备的第一传感器实时接收在向所述目标转速变速的过程中的所述切削刀片的角位置数据，并将所述角位置数据转化为角速度数据，且对转化后的角速度数据进行分析而获得所述切削刀片的瞬间平均旋转角速度ws及瞬间平均旋转频率fs。

具体地，在所述旋转数据分析步骤中，通过对按特定的时间间隔，例如按小于一秒的时间间隔实时获得的电机转子的角位置数据，相对于时间进行微分来获得电机转子的角速度数据，并利用快速傅立叶变换将所述角速度数据转化为频域。

图9中示出转化为所述频域的角速度数据的一例，该数据可视作用于分析在瞬间平均旋转频率fs的整数倍，即2×fs或3×fs下的振幅(振幅谱)大小Wr2、Wr3等是否属于前 述微颤的分析对象振幅。旋转数据分析步骤的主要目的在于获得瞬间平均旋转频率fs，关于所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍下的振幅大小的信息则在如后面描述的实时监测及避免微颤的步骤中使用。

图9的角速度数据如前所述那样被暂存在判断部或被存储在数据存储部，但为了限制其存储容量，可通过规定的形式进行过滤。即，由于在全部角速度数据中被关注的数据为瞬间平均频率fs及瞬间平均频率fs的整数倍下的振幅大小(Wr1、Wr2、Wr3等)，因此如图10所示，可通过以这些频率为中心具有规定带宽的方式覆盖窗(Window)而进行过滤，从而仅提取所关注的数据并将其存储。所述规定带宽可为所述a×fs至b×fs(例如，a＝0.9，b＝1.1)。

接下来，通过振动数据分析部执行振动数据分析步骤，该步骤中从设置在外壳一侧的第二传感器接收相对于切削刀片长度方向的振动数据，并将所述振动数据转化为频域。

具体在所述振动数据分析步骤中利用快速傅立叶变换，将从第二传感器传递的作为振动数据的加速度数据转化为频域。

图11中示出转化为所述频域的角速度数据的一例，在瞬间平均旋转频率fs下的振幅(振幅谱)的大小Ax为用于分析是否属于前述大颤的分析对象振幅大小。

另外，为了减少所述转化后的角速度数据的容量，可以与针对角速度数据的过滤方式相似的方式执行对转化为所述频域的振动数据进行过滤的过滤步骤，从而仅提取相对于以所述瞬间平均旋转频率为中心规定带宽的振动数据。

与图10相似地，可以如图12所示，通过以所述瞬间平均频率fs为中心具有规定带宽的方式覆盖窗并进行过滤，从而仅提取所关注的数据并将其存储。所述规定带宽同样可设置为a×fs至b×fs(例如，a＝0.9，b＝1.1)，当然也可以与图10不同地设置带宽。

图12中示出除了过滤以瞬间平均频率fs为中心a×fs至b×fs带宽下的振动数据之外，还过滤以瞬间平均频率fs的整数倍(2×fs，3×fs)为中心规定带宽下的振动数据，但也可根据需要，仅过滤并提取以瞬间平均频率fs为中心a×fs至b×fs带宽下的振动数据，而这种结构也当然属于本发明的范围。

接下来，执行对转化为所述频域的振动数据中所述瞬间平均旋转频率fs下的功率谱的振幅大小和预先设定的振幅大小进行比较的判断步骤。

即，对如图11及图12所示成为用于分析是否属于大颤的分析对象的瞬间平均旋转频率fs下的振幅大小Ax是否等于或大于预先设定的振幅大小进行判断，当判断结果为所述振幅大小彼此相同或Ax更大时，执行下一个步骤即电机控制速度重设步骤，反之判断为当前设定的电机控制速度为产生大颤的可能性低的安全速度，并将电机控制在当前设定的控制速度。

当判断步骤中的判断结果为，作为比较对象的振幅大小彼此相同或Ax更大时，执行电机控制速度重设步骤，该步骤中通过电机控制部重设电机的目标转速，并向所述电机供给与所述重设的目标转速相应的电力。

如图13所示，电机的目标转速的重设可分为两种情况来执行。

在如图13的(a)所示从当前的低速变速为高速的过程中，当判断为需要重设电机的目标转速时，电机控制部将目标转速重设为比电机当前的目标转速更快的速度，从而设置为瞬间地自动避免产生大颤的可能性高的旋转频域。

另外，在如图13的(b)所示从当前的高速变速为低速的过程中，当判断为需要重设电机的目标转速时，电机控制部将目标转速重设为比电机当前的目标转速更慢的速度，从而设置为瞬间地自动避免产生大颤的可能性高的旋转频域。

图8为用于说明在图7所示步骤中增加用于实时监视及避免微颤的步骤的控制方法的流程图。

本发明的手术用披锋刀的控制方法为了监视及避免微颤，进一步包括：辅助判断步骤，对转化为频域的角速度数据中瞬间平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小和预先设定的角速度大小进行比较；及辅助变速步骤，当所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小等于或大于预先设定的角速度大小时，改变所述电机的旋转频率。

这些辅助判断步骤和辅助变速步骤设置为通过与前述判断步骤和变速步骤中的过程相似的过程进行判断及变速。

即，可进一步设置为对转化为所述频域的角速度数据中所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍(例如，2×fs，3×fs等)下的角速度大小和预先设定的角速度大小进行比较，并根据所述判断结果，所述电机控制部在所述瞬间平均旋转频率fs的整数倍下的角速度大小等于或大于预先设定的角速度大小时改变所述电机的旋转频率，从而能够通过与防止大颤的结构相同的方式进一步监视微颤并且防止微颤的产生。

如此，可以理解上述本发明的技术结构为本发明所属技术领域的技术人员可在不改变本发明的技术思想和必要技术特征的情况下能够以其他具体形式来实施的结构。

因此，前述的实施例应当理解为在所有方面为示例性的而不是限定性的，本发明的范围应由所附的权利要求书所定义，而不应由上述实施例所定义，由权利要求书的含义及范围以及其等同概念导出的所有变更或变形形式应解释为属于本发明的范围。