旋切手术刀具控制方法及系统与流程

本发明涉及一种基于病灶组织取样旋切手术刀具的控制领域，特别涉及一种旋切手术刀具控制方法及系统。

背景技术：

旋切取样是针对人体内部穿刺取样的常规手术；通常采用旋切装置进行操作，旋切装置一般包括操作组件和控制操作组件的主机，操作组件包括刀具和与刀具固定连接的手柄；刀具包括内刀和外套于内刀的外刀，外刀靠前端沿径向开有取样槽；穿刺后，在负压条件下组织被吸入取样槽，此时内刀向前旋切将组织切下并容纳入内刀前端；当然，穿刺时内刀会在最前端将取样槽封闭，穿刺到位置后再向后让出取样槽，让出的位置和距离根据取样的多少而确定，让出后开始通过真空泵施加负压，进行取样。

现有技术中，一般通过在手柄和/或主机上设置有控制内刀驱动电机运行的控制按钮或踏板，当压住控制按钮或踏板时，内刀驱动电机持续运转，当松开控制按钮或踏板时内刀驱动电机停止运转，使得刀具操作控制不方便，同时操作人员在取样时注意力易于集中于按钮或踏板，对周围其他突发状况应急性较差，不利于突发状况下的从容应对。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的提供一种旋切手术刀具控制方法，能够简化取样操作，实现取样槽自动打开和关闭进而实现取样，避免操作人员在取样时注意力易于集中于按钮或踏板而造成对周围其他突发状况应急性较差。

本发明的旋切手术刀具控制方法，包括下列步骤：

a.获取触发信号；

b.判断刀具是否处于就绪状态：

若判断为否，对刀具进行复位，使取样槽关闭；

若判断为是，根据内刀初始位置控制内刀沿轴向旋进实现取样槽自动打开至设定长度或自动关闭；

其中，步骤b中所述刀具就绪状态包括取样槽打开至设定长度状态和取样槽关闭状态。

进一步，在步骤a之前，所述旋切刀具安装于手柄，通过刀具自动识别获取刀具参数，根据该刀具参数进行步骤b；所述刀具参数至少包括刀具的取样槽长度参数。

进一步，在步骤a中，触发信号包括运行触发信号和停止触发信号；

当步骤a获取的触发信号为运行触发信号时，则进行步骤b；

当步骤a获取的触发信号为停止触发信号时，则直接进行步骤c，所述步骤c为强制停止内刀驱动电机。

进一步，所述运行触发信号由触发元件单击产生，所述停止触发信号由触发元件连续双击产生；所述触发元件为脚踏或设置于手柄的按键。

进一步，所述取样槽的打开或关闭由内刀驱动电机通过丝杠结构驱动内刀实现，刀具就绪状态的检测通过检测内刀驱动电机的转数确定。

进一步，所述刀具的手柄还设置有用于同步实时显示取样槽打开进度的手柄显示单元，输入到手柄显示单元中的取样槽打开长度数据通过内刀驱动电机的转数获得。

本发明还公开了一种旋切手术刀具控制系统，包括检测单元、命令输入单元、主控单元和驱动单元；

所述检测单元至少包括取样槽打开长度检测单元，用于获取取样槽打开长度数据并传递至主控单元；

所述命令输入单元至少包括电机命令输入单元，用于获取触发信号并传递至主控单元；

所述主控单元，用于接收检测单元传来的取样槽打开长度数据和命令输入单元传来的触发信号，主控单元对接收的数据进行处理并将处理后产生的控制信号传递至驱动单元；

所述驱动单元至少包括电机驱动器，用于接收主控单元的控制信号并根据控制信号控制内刀驱动电机实现取样槽自动关闭或取样槽自动打开至设定长度或电机强制停止。

进一步，还包括手柄显示单元；所述主控单元用于将取样槽打开长度数据转换成显示信号并发送至手柄显示单元实现取样槽打开进度实时同步显示。

进一步，还包括取样槽关闭检测单元，所述取样槽关闭检测单元为电机驱动器，用于获取驱动内刀驱动电机的电流信息并传送至主控单元；取样槽打开长度检测单元为获取内刀驱动电机转数的设备，所述内刀驱动电机通过丝杠结构驱动内刀进退。

进一步，所述驱动单元还包括真空泵驱动器，所述命令输入单元还包括真空泵命令输入单元，所述真空泵命令输入单元用于获取真空泵触发信号并传递至主控单元，主控单元根据真空泵触发信号对真空泵驱动器输入真空泵控制信号并实现真空泵功率增大。

本发明的有益效果：本发明的旋切手术刀具控制方法及系统，通过刀具复位，方便刀具初始化，而取样槽自动打开和自动关闭，利于刀具操作简单，避免医生在操作刀具时注意力分散，提高应急能力，同时提高工作效率，操作稳定，取样成功率高，较轻病人的创伤，缩短病人康复周期，同时还可输入电机强制停止运行信号，保证遇到突发状况时，能够及时停止内刀运转，避免造成意外事故。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的方法程序框图；

图2为本发明的系统简图；

图3为本发明的系统原理框图。

具体实施方式

图1为本发明的方法程序框图，图2为本发明的系统简图，图3为本发明的系统原理框图，如图所示：本实施例的旋切手术刀具控制方法，包括下列步骤：

a.获取触发信号；所述触发信号为触发元件通过物理触发产生的电信号，触发元件可采用如按键或脚踏或触摸屏等现有元件；

b.判断刀具是否处于就绪状态：所述刀具就绪状态包括取样槽打开至设定长度状态和取样槽关闭状态；取样槽关闭状态表示内刀前端运动至自身行程的前止点的状态，取样槽打开至设定长度状态表示取样槽打开至由主机输入或通过自动识别从刀具获得的设定打开长度值，取样槽打开至设定长度状态优选为取样槽全开状态，取样槽全开状态表示取样槽完全露出时内刀前端运动至所述行程后止点时的状态；主控单元通过输入的触发信号开始采集刀具的取样槽打开长度数据(即内刀前端的位置数据)，并判断刀具状态，所述取样槽打开长度数据、内刀的前止点和后止点均可通过位置传感器直接获得或者利用螺纹驱动内刀进退，则可利用转数和螺距计算获得；当然，在打开后的旋切的过程中，该数据也被获取获得。

若判断为否，对刀具进行复位，使取样槽关闭；当刀具通电第一次触发时，或刀具的取样槽既不处于全开状态、又不处于关闭状态时(即内刀前端位于前止点与后止点之间的某个位置时)，则均需复位，使内刀前端抵压于取样槽的前端并同时将此时内刀前端的位置设置为内刀原点，该内刀原点对应取样槽关闭状态；内刀沿轴向后退设定距离(取样槽全开时为取样槽最大长度)后可设置内刀对应位置为取样槽打开至设定长度状态；对刀具复位利于使用前自动找原点，同时利于刀具使用中对不处于就绪状态的刀具自动调节至取样槽关闭状态。

若判断为是，根据内刀初始位置控制内刀沿轴向旋进实现取样槽自动打开至设定长度或自动关闭；当刀具处于取样槽关闭状态，主控单元控制内刀后退设定距离(取样槽全开为取样槽最大长度)实现取样槽打开至设定长度；当刀具处于取样槽打开至设定长度状态，主控单元控制内刀前进设定距离实现取样槽关闭并实现旋切取样。

本实施例中，在步骤a之前，所述旋切刀具安装于手柄，通过刀具自动识别获取刀具参数，根据该刀具参数进行步骤b；所述刀具参数至少包括刀具的取样槽长度参数；自动识别采用的方法和结构可以是现有的识别技术，一般采用中国专利ZL 201010107937.0的识别技术，在此不再赘述；通过刀具自动识别，能够判断出使用的不同刀具，并根据不同刀具的外刀上的取样槽长度(刀具的最大打开长度)、驱动螺纹参数(或者齿轮齿条)等与主机中储存的程序相匹配，以实现精确控制。

本实施例中，在步骤a中，触发信号包括运行触发信号和停止触发信号；

当步骤a获取的触发信号为运行触发信号时，则进行步骤b；

当步骤a获取的触发信号为停止触发信号时，则直接进行步骤c，所述步骤c为强制停止内刀驱动电机；通过设置步骤c，利于对刀具进行强制停止控制，保证手术过程中能及时停止旋切操作以应对突发状况，使用灵活，适用性强；所述停止触发信号可通过强制停止按键或脚踏产生，或通过同一触发元件的不同触发方式产生运行触发信号和停止触发信号，均能实现本发明目的。

本实施例中，所述运行触发信号由触发元件单击产生，所述停止触发信号由触发元件连续双击产生；所述触发元件为脚踏或设置于手柄的按键；本实施例同时设置脚踏和按键同时进行控制，结构简单，操作方便，控制效率高，医生易于操作。

本实施例中，所述取样槽的打开或关闭由内刀驱动电机通过丝杠结构驱动内刀实现，刀具就绪状态的检测通过检测内刀驱动电机的转数确定；丝杠结构即为螺母螺杆结构，一般采用细牙螺纹(实现精确传动)，内刀驱动电机驱动螺母转一圈，则螺杆前进或后退一个螺距，由此主控单元根据内刀驱动电机的转数判断内刀前进或后退的距离，当然，是以内刀原点(即取样槽关闭时内刀前端位置)为基准，结构简单而信息精确；获取驱动电机转数的设备一般采用传感器，精确而且成本较低。

本实施例中，所述刀具的手柄还设置有用于同步实时显示取样槽打开进度的手柄显示单元，输入到手柄显示单元中的取样槽打开长度数据通过内刀驱动电机的转数获得；手柄显示单元根据采集的刀具打开长度数据所显示的打开进度与内刀实际打开进度相一致，具有同步性和实时性，可采用进度条，也可采用百分比显示等；而对于在手柄上的显示，则可以标定刻度，也可以采用小显示屏显示百分比，均能实现发明目的；刀具的最大打开长度与外刀上的全部取样槽长度(轴向)相对应且相一致，也就是内刀工作过程中的最大行程，在此不再赘述。

本发明还公开了一种旋切手术刀具控制系统，包括检测单元、命令输入单元、主控单元和驱动单元；

所述检测单元至少包括取样槽打开长度检测单元，用于获取取样槽打开长度数据并传递至主控单元；可通过位移传感器等硬件配置直接实现，也可通过其他硬件配置实现；

所述命令输入单元至少包括电机命令输入单元，用于获取触发信号并传递至主控单元；命令输入单元可采用物理按键或脚踏或触控屏等；

所述主控单元(微处理器MCU)，用于接收检测单元传来的数据信息和命令输入单元传来的命令信号，主控单元对接收的数据进行处理并将处理后产生的控制信号传递至驱动单元；处理过程为：当刀具处于取样槽关闭状态，主控单元控制内刀后退设定距离实现取样槽自动打开至设定长度；当刀具处于取样槽打开至设定长度状态，主控单元控制内刀前进设定距离实现取样槽关闭并实现旋切取样；所述设定长度可为主机输入的长度值或为通过自动识别从刀具上读取的长度值；

所述驱动单元至少包括电机驱动器，用于接收主控单元的控制信号并根据控制信号控制内刀驱动电机实现取样槽自动关闭或取样槽自动打开至设定长度或电机强制停止；取样槽自动打开至设定长度优选为取样槽自动全开，而取样槽自动打开和自动关闭，利于刀具操作简单，避免医生在操作刀具时注意力分散，提高应急能力，同时提高工作效率；所述系统还包括对刀具进行识别的识别单元，自动识别采用的结构可以是现有的识别技术，一般采用中国专利ZL 201010107937.0的识别技术，在此不再赘述；通过刀具自动识别，能够判断出使用的不同刀具，并根据不同刀具的外刀上的取样槽长度(刀具的最大打开长度)、驱动螺纹参数(或者齿轮齿条)等与主机中储存的程序相匹配，以实现精确控制。

本实施例中，还包括手柄显示单元；所述主控单元用于将取样槽打开长度数据转换成显示信号并发送至手柄显示单元实现取样槽打开进度实时同步显示；手柄显示单元采用成排的led芯片，通过直接接收主控单元的命令并按照同步显示的状态点亮或者熄灭led，达到直观观察的目的；当然，也可采用显示屏的模式，也能实现本发明目的；手柄显示单元实现取样槽打开进度实时同步显示可通过现有显示技术实现，能够在体外对取样过程形成客观的监控，从而对操作者的取样操作形成客观指导，使得取样数量精准易控且不易取样失败，提高工作效率，减少患者的痛苦；当然可在手柄上设置手柄控制单元(手柄MCU)，主控单元(主MCU)将显示命令发送至手柄控制单元再由手柄控制单元控制手柄显示单元显示，利于同步的及时性，避免发生信号错误而导致的意外发生。

本实施例中，还包括取样槽关闭检测单元，所述取样槽关闭检测单元为电机驱动器，用于获取驱动内刀驱动电机的电流信息并传送至主控单元；即内刀驱动电机驱动内刀沿轴向向前行进，当内刀前端抵住外刀取样槽的前端沿时，驱动电机电流增大，该电流增大信息传递至主控单元，则主控单元判定该位置为内刀原点；刀具复位检测通过取样槽关闭检测单元实现检测，同时重新标定原点，为取样槽打开长度作参考，保证取样槽打开长度控制的准确性；取样槽打开长度检测单元为获取内刀驱动电机转数的设备，所述内刀驱动电机通过丝杠结构驱动内刀进退；取样槽打开长度数据通过内刀驱动电机的转数数据计算而来，所述内刀驱动电机通过丝杠结构驱动内刀进退；即驱动电机通过螺母驱动螺杆的前后移动，从而带动内刀进退，通过采集驱动电机的转数数据，结合螺母的螺距计算出进退的位移，从而获取刀具打开长度(内刀进退)数据，保证控制精确，使用寿命长。

所述旋切手术刀具控制系统还包括用于检测集液容器内真空度的真空传感器和用于检测集液容器内废液量的称重传感器，所述真空传感器的输出端与称重传感器的输出端均与主控单元连接，主动单元通过真空传感器传来的实时真空度信号控制真空泵驱动器，使内刀内腔负压保持在预设值左右；同时主动单元还根据称重传感器传来的实时集液容器内废液量数据控制真空泵驱动器，当集液容器内废液量超过预先设置的阈值时，可通过主控单元报警或控制真空泵停止运转，避免废液从集液容器内溢流出来。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。