專利名稱：一種組織擠壓力測量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及一種組織擠壓力測量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)院實(shí)行手術(shù) 的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)用到一種叫做裝訂器械的工具對組織進(jìn)行吻合、縫合、或切割縫合。裝訂器械的工作一般分為兩步:第一步首先擠壓組織，將組織擠壓到合適的厚度；第二步擊發(fā)縫合釘將組織縫合/吻合。但是當(dāng)前的裝訂器械一般是固定閉合距離在1.5毫米或者2毫米，具體使用的時(shí)候看醫(yī)生自己的感覺，而這種感覺在不同的醫(yī)生看來是不同的，而閉合間隙決定了裝訂器械的工作效果，閉合間隙過大會(huì)導(dǎo)致閉合不嚴(yán)、組織液漏出或者縫合/吻合失敗，閉合間隙過小會(huì)使得組織擠壓過大甚至壞死。所以針對不同的人體部位需要設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，保證裝訂器械手術(shù)效果好、術(shù)后恢復(fù)快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種模擬外科裝訂器械閉合組織的組織擠壓力測量系統(tǒng)及方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種組織擠壓力測量系統(tǒng)，包括供電裝置、上位機(jī)、框架、下位機(jī)、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、絲杠、滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、組織擠壓片、拉壓傳感器，其中:框架提供其它裝置的安裝支架；供電裝置為系統(tǒng)提供電源；上位機(jī)具有人機(jī)交互功能，從下位機(jī)采集壓力數(shù)據(jù)以及向下位機(jī)發(fā)送指令；下位機(jī)從上位機(jī)接收指令、向電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送控制指令、采集并處理拉壓傳感器的信號以及向上位機(jī)傳送壓力數(shù)據(jù)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置接收下位機(jī)的控制指令以及對電機(jī)進(jìn)行控制；電機(jī)對絲杠的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；絲杠與滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊固定連接并驅(qū)動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；組織擠壓片包括第一組織擠壓片、第二組織擠壓片，第一組織擠壓片固定，第二組織擠壓片與滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊固定連接并可隨滑塊運(yùn)動(dòng)；拉壓傳感器的一端安裝在第一組織擠壓片上，另一端安裝在第二組織擠壓片上，用于測量組織擠壓片傳遞的組織彈力。優(yōu)選地，所述的下位機(jī)為單片機(jī)。優(yōu)選地，所述的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選地，所述的絲杠為滾珠絲杠。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種組織擠壓力測量方法，上述的組織擠壓力測量系統(tǒng)，所述測量方法包括:上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送某一閉合間隙的閉合指令的步驟；下位機(jī)接收閉合指令并將閉合指令發(fā)送電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠以及滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊與第二組織擠壓片以使組織擠壓片按照所述閉合間隙閉合的步驟；拉壓傳感器將壓力信號傳遞給下位機(jī)、下位機(jī)將壓力信號處理后將壓力數(shù)據(jù)發(fā)送上位機(jī)的步驟。優(yōu)選地，上位機(jī)與下位機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)的傳送通過無線串口進(jìn)行。優(yōu)選地，上位機(jī)可以將從下位機(jī)接收的壓力數(shù)據(jù)輸出。優(yōu)選地，所述閉合間隙由人工輸入。本發(fā)明能夠模擬不同外科裝訂器械的閉合過程，測量不同閉合間隙的組織擠壓力，以設(shè)定不同外科裝訂器械的標(biāo)準(zhǔn)閉合間隙。本發(fā)明的上位機(jī)可以進(jìn)行人機(jī)交互操作，使得測量過程簡單、方便；測量機(jī)構(gòu)采用下位機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、電機(jī)、絲杠、滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、組織擠壓片以及拉壓傳感器等，可以模擬電動(dòng)外科裝訂器械的閉合操作，測量結(jié)果精確、可


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的底面示意圖。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要部件示意圖。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的組織擠壓力測量系統(tǒng)，準(zhǔn)確的說是能夠測量擠壓厚度不同的人體組織擠壓力的測量裝置。對需要外科裝訂器械裝訂的各個(gè)部位進(jìn)行預(yù)先測量與校核，然后在外科裝訂器械的處理器中記錄壓力參數(shù)，那么外科裝訂器械在進(jìn)行閉合的時(shí)候就能夠按照預(yù)先測量的壓力計(jì)算出閉合間隙，保證手術(shù)過程的科學(xué)性。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)包括機(jī)械和控制部分，機(jī)械部分接受控制部分的指令完成相應(yīng)的任務(wù)。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的底面示意圖。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要部件示意圖。如圖1、2、3所示，組織擠壓力測量系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)有一個(gè)框架1，框架I用來放置與固定步進(jìn)電機(jī)2、滾珠絲杠3、滑塊導(dǎo)軌4、S型拉壓傳感器5、組織擠壓片6、單片機(jī)7、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8、供電模塊9等裝置。步進(jìn)電機(jī)2接受步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8驅(qū)動(dòng)，能夠正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且根據(jù)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8的脈沖速度能夠改變步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8的脈沖數(shù)量改變步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8的脈沖順序改變步進(jìn)電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而靈活的控制滾珠絲杠3的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制滾珠滑塊的前進(jìn)距離。滾珠絲杠3安裝在框架I上，絲杠通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸連接，滾珠螺母安裝固連在滑塊導(dǎo)軌4的滑塊上，能夠根據(jù)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)或者后退。組織擠壓片6分為兩部分:第一組織擠壓片固定在框架I上，第二組織擠壓片與滑塊導(dǎo)軌4的滑塊固定。組織擠壓片6直接與要測量壓力的組織接觸，測試的組織放置在組織擠壓片6的第一組織擠壓片與第二組織擠壓片的中間。所述的組織擠壓片6用來模擬外科裝訂器械的閉合部分，可以快速更換不同厚度和寬度的組織擠壓片6或者擠壓裝置，從而模擬不同的外科裝訂器械末端，比如直線縫合器末端、圓形吻合器末端、腔鏡下切割縫合器末端、帶刀縫合器末端等。S型拉壓傳感器5前端安裝在第二組織擠壓片上，并且固連；末端與第一組織擠壓片連接，從而能夠測量組織擠壓片6傳來的組織彈性力，并將壓力傳送到S型拉壓傳感器5本體圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組織擠壓力測量系統(tǒng)的功能框圖。如圖4所示，IabVIEff上位機(jī)界面是系統(tǒng)的主控制程序，能夠?qū)崟r(shí)的通過無線串口向下位機(jī)發(fā)送壓力采集指令，下位機(jī)接受指令后經(jīng)過識(shí)別，使用自帶的AD采樣模塊對S型拉壓傳感器5進(jìn)行數(shù)值采樣，得到壓力傳感器的數(shù)值；也能夠接受電腦鍵盤的指令，經(jīng)過無線串口發(fā)送給下位機(jī)，下位機(jī)接受指令后經(jīng)過計(jì)算出應(yīng)該前進(jìn)或者后退的步長，將脈沖指令發(fā)送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8。下位機(jī)采用單片機(jī)作為程序運(yùn)行載體，下位機(jī)能夠接受IabVIEW上位機(jī)的指令并識(shí)別計(jì)算，給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8提供相應(yīng)的脈沖。下位機(jī)存儲(chǔ)有步進(jìn)電機(jī)控制程序，能夠根據(jù)上位機(jī)的不同指令控制步進(jìn)電機(jī)2前進(jìn)的速度和步長。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8能夠接受所述的下位機(jī)的脈沖指令，經(jīng)過放大處理之后控制步進(jìn)電機(jī)2的正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)2接受步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8驅(qū)動(dòng)脈沖的控制，能夠通過正反轉(zhuǎn)改變通過聯(lián)軸器連接的絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠控制絲杠所連接的滑塊的前進(jìn)和后退，從而改變閉合間隙的大小。這樣就可以使得絲杠末端的組織擠壓片6能夠精確的控制閉合間隙，得到不同閉合間隙下的人體組織擠壓力。組織擠壓力測量系統(tǒng)的測量過程如下:
PC機(jī)上運(yùn)行采用IabVIEW軟件自行編寫的采用上位機(jī)壓力采集顯示界面程序，上位機(jī)軟件會(huì)以50毫秒周期的速度向無線串口發(fā)送壓力查詢指令，無線串口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理器根據(jù)自帶的AD采樣模塊對S型拉壓傳感器5進(jìn)行電壓采樣，經(jīng)過換算以后將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線串口，無線串口將數(shù)據(jù)發(fā)往上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)以波形的方式顯示出來，這樣就采集出了某特定閉合距離的壓力值；上位機(jī)界面可以接受鍵盤輸入的閉合間隙，因此測試者可以自行輸入不同的閉合間隙命令，下位機(jī)單片機(jī)接收到閉合間隙命令后經(jīng)過計(jì)算向測量系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器8發(fā)送脈沖，不同的脈沖數(shù)量決定了步進(jìn)電機(jī)2的前進(jìn)步數(shù)，因此步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，在絲杠上的滑塊向前或者向后運(yùn)動(dòng)，從而改變閉合末端的間隙，則組織厚度發(fā)生變化，組織產(chǎn)生的彈力變化作用在S拉壓傳感器上，那么在不同的閉合間隙下可以采集到不同的組織壓力值從而測試者可以在電腦桌面上實(shí)時(shí)的觀察不同閉合距離下的壓力曲線，并且可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束將曲線以表格圖形輸出。實(shí)驗(yàn)者通過對不同部位的組織進(jìn)行多次測試與記錄，就可以根據(jù)人體不同部位閉合壓力的合適數(shù)值得到合適的閉合間隙。本發(fā)明的組織擠壓力測量系統(tǒng)及方法也可以用于動(dòng)物組織的擠壓力測量。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組織擠壓力測量系統(tǒng)，其特征在于，包括供電裝置、上位機(jī)、框架、下位機(jī)、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、絲杠、滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、組織擠壓片、拉壓傳感器，其中: 框架提供其它裝置的安裝支架； 供電裝置為系統(tǒng)提供電源； 上位機(jī)具有人機(jī)交互功能，從下位機(jī)采集壓力數(shù)據(jù)以及向下位機(jī)發(fā)送指令； 下位機(jī)從上位機(jī)接收指令、向電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送控制指令、采集并處理拉壓傳感器的信號以及向上位機(jī)傳送壓力數(shù)據(jù)； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置接收下位機(jī)的控制指令以及對電機(jī)進(jìn)行控制； 電機(jī)對絲杠的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力； 絲杠與滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊固定連接并驅(qū)動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)； 組織擠壓片包括第一組織擠壓片、第二組織擠壓片，第一組織擠壓片固定，第二組織擠壓片與滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊固定連接并可隨滑塊運(yùn)動(dòng)； 拉壓傳感器的一端安裝在第一組織擠壓片上，另一端安裝在第二組織擠壓片上，用于測量組織擠壓片傳遞的組織彈力。
2.如權(quán)利要求1所述的組織擠壓力測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的下位機(jī)為單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的組織擠壓力測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的組織擠壓力測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的絲杠為滾珠絲杠。
5.一種組織擠壓力測量方法，采用權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的組織擠壓力測量系統(tǒng)，所述測量方法包括: 上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送某一閉合間隙的閉合指令的步驟； 下位機(jī)接收閉合指令并將閉合指令發(fā)送電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠以及滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊與第二組織擠壓片以使組織擠壓片按照所述閉合間隙閉合的步驟； 拉壓傳感器將壓力信號傳遞給下位機(jī)、下位機(jī)將壓力信號處理后將壓力數(shù)據(jù)發(fā)送上位機(jī)的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的組織擠壓力測量方法，其特征在于，上位機(jī)與下位機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)的傳送通過無線串口進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求5所述的組織擠壓力測量方法，其特征在于，上位機(jī)可以將從下位機(jī)接收的壓力數(shù)據(jù)輸出。
8.如權(quán)利要求5所述的組織擠壓力測量方法，其特征在于，所述閉合間隙由人工輸入。
全文摘要
本發(fā)明提供一種組織擠壓力測量系統(tǒng)及方法，一種組織擠壓力測量系統(tǒng)，包括供電裝置、上位機(jī)、框架、下位機(jī)、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、絲杠、滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、組織擠壓片、拉壓傳感器，其中上位機(jī)具有人機(jī)交互功能，從下位機(jī)采集壓力數(shù)據(jù)以及向下位機(jī)發(fā)送指令；下位機(jī)從上位機(jī)接收指令、向電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送控制指令、采集并處理拉壓傳感器的信號以及向上位機(jī)傳送壓力數(shù)據(jù)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置接收下位機(jī)的控制指令以及對電機(jī)進(jìn)行控制；電機(jī)對絲杠的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；絲杠與滑塊導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的滑塊固定連接并驅(qū)動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；組織擠壓片包括第一組織擠壓片、第二組織擠壓片；拉壓傳感器的一端安裝在第一組織擠壓片上，另一端安裝在第二組織擠壓片上。
文檔編號A61B17/11GK103142240SQ20131003266
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者王樹新, 師云雷, 李學(xué)軍, 劉青 申請人:北京中法派爾特醫(yī)療設(shè)備有限公司