手术器械、其控制方法、器械处理装置及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及手术器械、其控制方法、器械处理装置及计算机可读存储介质，属于医疗领域。


背景技术：

2.在微创手术中，通常会采用施夹钳、吻合器配合穿刺器以实施手术，现有微创手术中，对于施夹钳、吻合器型号的选择通常为人为判定，若医生误拿了不适合的型号，当施夹钳、吻合器插入至穿刺器后，医生可能无法察觉，从而加大了手术风险，而为了解决该问题，中国专利申请第cn103083054a号公开了如下一种用于测试动力手术器械的测试系统和方法。该动力手术器械包括：处理器，其被配置为控制动力手术器械的操作；存储器，其被配置为存储组织压缩程序；再加载器，其被配置为夹住组织；电动机，其被配置为控制再加载器以通过再加载器将压缩力施加到组织上；以及至少一个传感器，其被配置为测量电动机上的电流消耗。处理器执行模拟程序以通过标定厚度发射来测量电动机上的电流消耗，并且所测量的电流消耗被用于调整组织压缩程序。该公开文件通过传感器测量成钉时的电流消耗，从而实现对手术过程的检测，以提高手术的安全性，但是，该文件仅能实现手术过程中的检测，判定手术效果，即该公开专利的目的在于对已定事实的判定，无法提高手术的效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种可实现反向控制，有助于提高手术效率及手术效果的手术器械。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种手术器械，包括工作头、与所述工作头连接的端部执行器、设置在所述端部执行器上或一侧的数据获取单元、以及与所述数据获取单元通信连接的控制单元，所述数据获取单元获取被实施手术部位的组织数据，所述工作头内设置有与所述控制单元通信连接的电机，所述控制单元获取组织数据以确定所述端部执行器闭合值，并根据该端部执行器闭合值驱动所述电机带动所述端部执行器运行。
5.进一步地，所述数据获取单元为摄像头，所述组织数据为所述摄像头所拍摄的被实施手术部位的组织图像，所述组织图像用于显示组织的厚度或直径。
6.进一步地，所述数据获取单元为测距传感器，所述组织数据为测距传感器所测量到的被实施手术部位的组织厚度或者直径。
7.进一步地，所述数据获取单元为测距传感器，所述组织数据为所述测距传感器与被实施手术部位的距离值。
8.进一步地，所述数据获取单元嵌入在端部执行器内。
9.进一步地，所述手术器械还包括与所述控制单元通信连接的提醒单元，所述控制单元确定所述端部执行器闭合值是否满足所述端部执行器的闭合条件，将确定结果通过所
述提醒单元输出。
10.进一步地，所述手术器械还包括与所述控制单元通信连接的提醒单元，所述控制单元根据所述端部执行器闭合值确定工作模式，通过所述提醒单元输出与所述工作模式对应的模式信息。
11.进一步地，所述模式信息包括所述端部执行器的类型、仓夹的类型之中的一个或两个，或者，所述工作模式包括端部执行器的类型、钉仓组件的类型之中的一个或两个。
12.进一步地，所述手术器械还包括至少一个与所述控制单元通信连接的位移传感器和提醒单元，所述位移传感器采集所述端部执行器闭合时的位移数据，所述控制单元根据所述位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线，所述控制单元确定所述实际闭合执行路线是否符合预设的期望闭合执行路线，通过所述提醒单元输出确定结果。
13.进一步地，所述手术器械还包括至少一个与所述控制单元通信连接的位移传感器和与所述控制单元通信连接的显示单元，所述位移传感器采集所述端部执行器闭合时的位移数据，所述控制单元根据所述位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线，所述控制单元根据所述实际闭合执行路线生成模拟图像，并通过所述显示单元显示。
14.进一步地，所述手术器械还包括至少一个布置在所述端部执行器上的第一位移传感器、至少一个布置在所述拉杆上的第二位移传感器和与所述控制单元通信连接的提醒单元，所述第一位移传感器采集所述端部执行器闭合时的第一位移数据，所述第二位移传感器采集所述拉杆移动时的第二位移数据，所述控制单元根据所述第一位移数据、第二位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线，所述控制单元确定所述实际闭合执行路线是否符合预设的期望闭合执行路线，通过所述提醒单元输出确定结果。
15.进一步地，所述手术器械还包括至少一个布置在所述端部执行器上的第一位移传感器、至少一个布置在所述拉杆上的第二位移传感器和与所述控制单元通信连接的显示单元，所述第一位移传感器采集所述端部执行器闭合时的第一位移数据，所述第二位移传感器采集所述拉杆移动时的第二位移数据，所述控制单元根据所述第一位移数据、第二位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线，所述控制单元根据所述实际闭合执行路线生成模拟图像，并通过所述显示单元显示。
16.进一步地，所述手术器械包括显示单元，所述显示单元获取所述摄像头采集到的图像数据并显示。
17.进一步地，所述显示单元集成在所述工作头上。
18.进一步地，所述手术器械为施夹钳，所述端部执行器闭合值为结扎夹的闭合值，或者，所述手术器械为吻合器，所述端部执行器闭合值包括缝合钉的闭合值。
19.本发明还提供了一种用于手术器械的控制方法，包括：
20.获取数据获取单元采集的被实施手术部位的组织数据；根据所述组织数据确定端部执行器闭合值；
21.根据所述端部执行器闭合值驱动电机带动端部执行器运行。
22.进一步地，所述手术器械还包括提醒单元，所述控制方法还包括：
23.根据所述端部执行器闭合值确认是否满足端部执行器的闭合条件；
24.将确定结果发送至所述提醒单元。
25.进一步地，所述手术器械还包括提醒单元，所述控制方法还包括：
26.根据所述端部执行器闭合值确定工作模式；
27.将所述工作模式发送至所述提醒单元，以输出与所述工作模式对应的模式信息。
28.进一步地，所述模式信息包括需使用的端部执行器的类型、仓夹的类型之中的一个或两个，或者，所述工作模式包括需使用的端部执行器的类型、钉仓组件的类型之中的一个或两个。
29.进一步地，所述手术器械还包括与所述控制单元通信连接的位移传感器和提醒单元，所述控制方法还包括：
30.获取位所述移传感器采集的所述端部执行器闭合时的位移数据；
31.根据所述位移数据确定所述端部执行器的实际闭合执行路线；
32.根据所述实际闭合执行路线判断其是否符合预设的期望闭合执行路线；
33.将确定结果发送至所述提醒单元。
34.进一步地，所述手术器械还包括与所述控制单元通信连接的位移传感器和显示单元，所述控制方法还包括：
35.获取位所述移传感器采集的所述端部执行器闭合时的位移数据；
36.根据所述位移数据确定所述端部执行器的实际闭合执行路线；
37.根据实际闭合执行路线生成模拟图像；
38.将模拟图像发送至所述显示单元显示。
39.进一步地，所述手术器械还包括至少一个布置在所述端部执行器上的第一位移传感器、至少一个布置在所述拉杆上的第二位移传感器和与所述控制单元通信连接的提醒单元，所述控制方法还包括：
40.获取所述第一位移传感器采集的所述端部执行器闭合时的第一位移数据，获取所述第二位移传感器采集的所述拉杆移动时的第二位移数据；
41.根据所述第一位移数据、第二位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线；
42.根据所述实际闭合执行路线判断其是否符合预设的期望闭合执行路线；
43.将确定结果发送至所述提醒单元。
44.进一步地，所述手术器械还包括至少一个布置在所述端部执行器上的第一位移传感器、至少一个布置在所述拉杆上的第二位移传感器和与所述控制单元通信连接的显示单元，所述控制方法还包括：
45.获取所述第一位移传感器采集的所述端部执行器闭合时的第一位移数据，获取所述第二位移传感器采集的所述拉杆移动时的第二位移数据；
46.根据所述第一位移数据、第二位移数据得到所述端部执行器的实际闭合执行路线；
47.根据实际闭合执行路线生成模拟图像；
48.将模拟图像发送至所述显示单元显示。
49.进一步地，所述数据获取单元为摄像头，所述手术器械包括显示单元，所述方法还包括：
50.获取所述摄像头采集到的图像数据；
51.将所述图像数据发送至显示单元显示。
52.本技术还提供了一种手术处理装置，所述装置包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现上述手术器械的控制方法。
53.本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现上述手术器械的控制方法。
54.本发明的有益效果在于：本技术的手术器械通过数据获取单元先获取被实施手术部位的组织数据，再由控制单元根据该组织数据确定端部执行器闭合值，从而实现反向控制，即通过先获得端部执行器闭合值，然后控制器通过该端部执行器闭合值控制电机是输出值，从而实现先对端部执行器进行预判，以控制端部执行器的运行，有助于提高手术效率及提高手术效果。
55.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
56.图1为本发明一实施例所示的施夹钳的结构示意图；
57.图2为图1所示的施夹钳的部分结构的剖视图；
58.图3为本发明一实施例所示的施夹钳的控制方法的流程图。
59.【附图标记说明】
60.10：工作头；
61.20：端部执行器；21：钳夹；
62.30：杆身组件；
63.40：数据获取单元、摄像头；
64.50：结扎夹；
65.60：提醒单元、显示单元。
具体实施方式
66.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
67.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
68.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构
成冲突就可以相互结合。
70.施夹钳、吻合器用于微创手术中。施夹钳用以将结扎夹固定在血管上，以阻断血管内血液的流动，通过结扎夹的闭合实现阻断血管内的血液流动，而结扎夹的型号(即结扎夹的大小)的选择则取决于血管的直径。吻合器用以切割组织及缝合组织，通过缝合钉的闭合效果实现组织的缝合，而缝合钉的型号的选择取决于被实施手术部位的组织的厚度。本技术的手术器械包含施夹钳和吻合器，下面以施夹钳为例对本技术进行详细说明。
71.请参见图1和图2，手术器械包括工作头10、与工作头10连接的端部执行器20、连接工作头10和端部执行器20的杆身组件30、设置在端部执行器20上的数据获取单元40、以及与数据获取单元40通信连接的控制单元(未图示)。该工作头10内设置有与控制单元通信连接的电机(未图示)、给电机供电的电池和将电机的输出力传递至杆身组件30的传动组件(未图示)，该杆身组件30内设置有仓夹(未图示)、与传动组件连接以实现将仓夹内的结扎夹推送至端部执行器20内的出夹组件31、以及与传动组件连接实现将电机的输出力传递至端部执行器20以使端部执行器20闭合以实现结扎夹闭合的击发杆(未图示)。在本实施中，工作头10、杆身组件30及仓夹的结构采用现有技术，故在此不对其进行详细描述。数据获取单元40获取被实施手术部位(未图示)的组织数据，控制单元获取组织数据以确定端部执行器20闭合值，并根据该端部执行器20闭合值驱动电机带动端部执行器20运行。在本实施例中，由于手术器械为施夹钳，所以，对应的，其端部执行器20闭合值为结扎夹50的闭合值，该组织为血管，组织数据为血管的直径。
72.请参见图1和图2，数据获取单元40为摄像头，组织数据为摄像头40所拍摄的被实施手术部位的组织图像，组织图像用于显示血管的直径。该摄像头40嵌入在端部执行器20内，具体的，该端部执行器20包括相对设置且可相对移动的两个钳夹21，两个钳夹21通过击发杆驱动以实现打开或者关闭，当其关闭时，两个钳夹21将两者之间的结扎夹50闭合，两个钳夹21及两个钳夹21与击发杆之间的连接关系与现有技术的结构相似，区别在于，在一个钳夹21上内凹形成有一个用以容置摄像头40的凹槽，通过将摄像头40嵌入在凹槽内，以使手术器械的整体结构更为紧凑，减小整体体积。当然，在其他实施方式中，摄像头40可以为多个，其布置在两个钳夹21上或者同一个钳夹21上。除此之外，该摄像头40也可以不设置在端部执行器20上，摄像头40可以设置在端部执行器20的一侧，另外，该端部执行器20可以通过控制杆实现移动以实现在不同位置上的拍摄。
73.除了本实施例所给出的摄像头40外，在其他实施例中，数据获取单元40还可以为测距传感器，组织数据为测距传感器所测量到的血管的直径，或者组织数据为测距传感器与血管的距离值。需要说明的是，若采用测距传感器，则测距传感器的数量至少为两个，两个测距传感器分别布置在两个钳夹21上或者相对设置。测距传感器测量血管的直接时，血管需要放置在两个测距传感器之间，测距传感器的工作原理在此不对其进行详细描述。
74.诚然，若手术器械为吻合器，该吻合器的结构可以采用现有技术，其区别在于：增加了数据获取单元及控制单元的处理方法，此时，端部执行器闭合值包括缝合钉的闭合值，组织为被切割和缝合的组织，组织数据为组织的厚度。需要说明的是，在吻合器的应用中，组织数据为在钳夹闭合后再由数据获取单元获取得到，若该数据获取单元为摄像头，则摄像头所布置的位置为可以拍摄到被缝合组织的厚度的位置，其可以嵌入在端部执行器内，或者布置在端部执行器的一侧，若数据获取单元为测距传感器，则该测距传感器的数量同
样为两个或者大于两个，通常的，测距传感器嵌入在端部执行器内，该组织数据为测距传感器所测量到的组织厚度，或者组织数据为测距传感器测量到的距离值。
75.在本实施例中，施夹钳还包括与控制单元通信连接的提醒单元60，控制单元确定端部执行器20闭合值是否满足端部执行器20的闭合条件，将确定结果通过提醒单元60输出，另外，控制单元还可根据端部执行器20闭合值确定工作模式，通过提醒单元60输出与工作模式对应的模式信息。在本实施例中，模式信息包括端部执行器20的类型、仓夹的类型之中的一个或两个，通常地，该模式信息为端部执行器20的类型和仓夹的类型。该提醒单元60可以为显示单元60或者播放单元，首选为显示单元60，具体为显示屏。通过该显示单元60手术实施者可以看到本次手术所需要使用的端部执行器20的类型和仓夹的类型，同时，显示单元60显示目前所安装的端部执行器20的类型、仓夹的类型是否合适，以避免所使用的端部执行器20的类型、仓夹的类型不合适而影响手术效果。需要说明的是，若手术器械为吻合器，则其工作模式包括端部执行器20的类型、钉仓组件的类型之中的一个或两个。
76.为了提高手术实施者的使用体验，了解结扎夹50的形成过程及了解结扎夹50的成夹效果，该施夹钳还包括至少一个与控制单元通信连接的位移传感器(未图示)，位移传感器采集端部执行器20闭合时的位移数据，控制单元根据位移数据得到端部执行器20的实际闭合执行路线，控制单元确定实际闭合执行路线是否符合预设的期望闭合执行路线，通过提醒单元60输出确定结果。在本实施例中，由于提醒单元60采用显示屏，控制单元还可根据实际闭合执行路线生成模拟图像，并通过显示单元60显示。当然，该提醒单元60也可以不显示模拟图像，而仅显示确定结果，该确定结果为结扎夹50的成夹效果。该成夹效果的输出可以为文字、颜色、显示灯、声音的任意一种或多种。在本实施例中，由于数据获取单元40采用了摄像头40，所以，可以除显示模拟图像外，也可以选择显示摄像头40实际拍摄的图像，具体的：显示单元60获取摄像头40采集到的图像数据并显示，具体的，控制单元采集摄像头40采集到的图像数据，传输至显示单元60，由显示单元60显示。该显示单元60具体为集成在工作头10上的显示屏。
77.需要说明的是，在手术器械为吻合器时，若采用位移传感器，则位移传感器需要布置为至少两个，两个钳夹的距离为形成缝合钉出钉距离及闭合效果的参数，拉杆的移动决定缝合钉的出钉时间和顺序，所以，只要监测采集端部执行器(两个钳夹)闭合时的位移数据、拉杆移动时的位移数据即可获得缝合钉出钉效果。具体为：位移传感器包括至少一个布置在端部执行器上的第一位移传感器和至少一个布置在拉杆上的第二位移传感器，第一位移传感器采集端部执行器闭合时的第一位移数据，第二位移传感器采集拉杆移动时的第二位移数据，控制单元根据第一位移数据、第二位移数据得到端部执行器的实际闭合执行路线。
78.请参考图3，其示出了本技术一个实施例提供的手术器械的控制方法包括流程图，本实施例以该方法用于图1所示的施夹钳来举例说明，请参见图3并结合图1和图2，用于手术器械的控制方法包括：
79.步骤101，获取数据获取单元40采集的被实施手术部位的组织数据；根据组织数据确定端部执行器20闭合值；
80.步骤102，根据端部执行器20闭合值驱动电机带动端部执行器20运行；
81.步骤103，根据端部执行器20闭合值确认是否满足端部执行器20的闭合条件；
82.步骤104，将确定结果发送至提醒单元60。
83.该提醒单元60可以为显示单元60或者播放单元，该控制方法还可以根据端部执行器20闭合值确定工作模式；将工作模式发送至提醒单元60，以输出与工作模式对应的模式信息。该模式信息包括需使用的端部执行器20的类型、仓夹的类型之中的一个或两个。需要说明的是，在实际应用中，手术器械的控制方法可以仅包含步骤101和步骤102。
84.通过该显示单元60手术实施者可以看到本次手术所需要使用的端部执行器20的类型和仓夹的类型，同时，显示器显示目前所安装的端部执行器20的类型、仓夹的类型是否合适，以避免所使用的端部执行器20的类型、仓夹的类型不合适而影响手术效果。需要说明的是，若手术器械为吻合器，则其工作模式包括端部执行器20的类型、钉仓组件的类型之中的一个或两个。
85.为了提高手术实施者的使用体验，了解结扎夹50的形成过程及了解结扎夹50的成夹效果，本技术提供了一种实现方式，控制方法还包括：
86.获取位移传感器采集的端部执行器20闭合时的位移数据；
87.根据位移数据确定端部执行器20的实际闭合执行路线；
88.根据实际闭合执行路线判断其是否符合预设的期望闭合执行路线；
89.将确定结果发送至提醒单元60。
90.当该提醒单元60为显示单元60，本技术还可以提供另一种实现方式，控制方法还可以包括：
91.获取位移传感器采集的端部执行器20闭合时的位移数据；
92.根据位移数据确定端部执行器20的实际闭合执行路线；
93.根据实际闭合执行路线生成模拟图像；
94.将模拟图像发送至显示单元60显示。
95.在实际应用中，该手术器械的控制方法可以仅实现上述两种实现方式中的一种，也可以同时实现两种，当同时实现两种是，显示单元60和提醒单元60为一个元器件。当提醒单元60不显示模拟图像，仅显示确定结果时，该确定结果为显示结扎夹50的成夹效果，该成夹效果的输出可以为文字、颜色、显示灯、声音的任意一种或多种。在本实施例中，由于数据获取单元40采用了摄像头40，所以，除显示模拟图像，也可以直接显示摄像头40实际拍摄的图像，具体的：显示单元60获取摄像头40采集到的图像数据并显示。控制单元采集摄像头40采集到的图像数据，传输至显示单元60，由显示单元60显示。该显示单元60为集成在工作头10上的显示屏。
96.需要说明的是，当手术器械为吻合器时，获取出钉效果(缝合钉的闭合效果)的方式有两种。
97.第一种控制方法为：
98.获取第一位移传感器采集的端部执行器闭合时的第一位移数据，获取第二位移传感器采集的拉杆移动时的第二位移数据；
99.根据第一位移数据、第二位移数据得到端部执行器的实际闭合执行路线；
100.根据实际闭合执行路线判断其是否符合预设的期望闭合执行路线；
101.将确定结果发送至提醒单元。
102.第二种控制方法为：
103.获取第一位移传感器采集的端部执行器闭合时的第一位移数据，获取第二位移传感器采集的拉杆移动时的第二位移数据；
104.根据第一位移数据、第二位移数据得到端部执行器的实际闭合执行路线；
105.根据实际闭合执行路线判断其是否符合预设的期望闭合执行路线；
106.将确定结果发送至提醒单元。
107.同样，在实际应用中，上述两种控制方法可以同时存在也可以仅存在一种。
108.本实施例还公开了一种手术处理装置，装置包括存储器和处理器，存储器中存储有至少一条程序指令，处理器通过加载并执行至少一条程序指令的方式执行以上手术器械的控制方法。
109.本实施例还公开了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一条程序指令，至少一条程序指令被处理器加载并执行以上手术器械的控制方法。
110.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
111.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。