CN106361409A - 一种刀柄及其控制方法、手术操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种刀柄及其控制方法、手术操作系统，刀柄包括：主动轴、传动轴、动力转换机构、告警装置、转接管及壳体；主动轴根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动并驱动动力转换机构发生往复运动；动力转换机构驱动传动轴发生旋转运动和往复运动；传动轴连接外部手术刀片，在动力转换机构的带动下驱动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使外部手术刀片切割手术物质；告警装置在动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到绝限值时，向动力系统发送告警信息，以使外部动力系统停止向主动轴提供旋转动力；转接管与传动轴和外部负压装置相连，将手术物质传递至外部负压装置。通过本发明的技术方案，可提高手术业务的安全性。

Description

一种刀柄及其控制方法、手术操作系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种刀柄及其控制方法、手术操作系统。

背景技术

针对良性肿瘤，一般需要通过相应的手术任务对良性肿瘤进行切除，以达到治愈患者的效果。

目前，在利用手术刀片对良性肿瘤进行切割时，驱动手术刀片进行相应运动以切割良性肿瘤的刀柄通常掌握于用户手中，为了防止手术刀片对肿瘤附近的肌肉、血管以及神经等正常组织造成损伤，通常需要在手术刀片的前端设置相应的保护罩以隔离正常组织。

但是，在刀柄驱动手术刀片发生往复运动时，如果手术刀片进行往复运动的距离过长，则可能导致手术刀片刺穿保护罩以损伤正常组织，同时，手术刀片对肿瘤进行切除时得到的手术物质无法及时离开手术部位，残留在手术部位的手术物质影响手术业务的正常进行，威胁手术安全；因此，如何提高手术业务的安全性成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种刀柄及其控制方法、手术操作系统，可提高手术业务的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种刀柄，包括：

主动轴、传动轴、动力转换机构、告警装置、转接管及壳体；其中，

所述主动轴、所述传动轴、所述动力转换机构、所述转接管及所述告警装置均位于所述壳体内；

所述主动轴分别连接所述动力转换机构和外部动力系统，可根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动所述动力转换机构发生往复运动；

所述动力转换机构连接所述传动轴，可在所述主动轴发生旋转运动时，驱动所述传动轴发生旋转运动和往复运动；

所述传动轴内部中空且两端开口，所述传动轴的第一端连接外部手术刀片，可在所述动力转换机构的带动下驱动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使外部手术刀片切割手术物质；

所述告警装置设置在所述壳体的内壁上，用于监测与所述动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定所述动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力；

所述转接管的第一端与所述传动轴的第二端相连，所述转接管的第二端与外部负压装置相连，可在外部负压装置向所述传动轴的第一端和所述转接管的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴和转接管内部传递至外部负压装置。

优选地，

所述告警装置，包括：电流控制装置、微处理器、告警电路及通信装置；其中，

所述电流控制装置、所述微处理器分别与所述告警电路相连；

所述微处理器与所述通信装置相连；

所述电流控制装置，用于在所述动力转换机构发生往复运动时，与所述动力转换机构相碰触；根据与所述动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中所述动力转换机构的运动距离；控制所述告警电路产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

所述微处理器，用于配置电流阈值，并监测所述告警电路的电流值；在所述告警电路的电流值达到所述电流阈值时，确定所述传动轴发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，并将所述告警信息发送给所述通信装置；

所述通信装置，用于将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力。

优选地，

所述告警电路，包括：滑动变阻器；

所述电流控制装置，包括：弹力开关；

所述弹力开关和所述滑动变阻器的滑动端相连；

在所述弹力开关与所述动力转换机构相碰触时，所述动力转换机构通过往复运动推动所述弹力开关进行滑动，带动所述滑动变阻器的滑动端进行滑动，以对所述滑动变阻器接入告警电路的阻值进行调节。

优选地，

所述动力转换机构，包括：主动齿轮、传动齿轮、双向丝杠、滑块及限位装置；其中，

所述主动齿轮与所述主动轴紧固连接，可在所述主动轴的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述传动齿轮通过所述限位装置与所述传动轴紧固连接，与所述主动齿轮相啮合，所述主动齿轮的直径大于所述传动齿轮的直径，可在所述主动齿轮的带动下驱动所述传动轴以第二旋转速度发生旋转运动；

所述双向丝杠与所述主动轴紧固连接，可在所述主动轴的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述限位装置与所述传动轴相连；

所述滑块连接所述限位装置相连，与所述双向丝杠相啮合，在所述双向丝杠以第一旋转速度发生旋转运动时，可根据所述双向丝杠沿所述主动轴发生往复运动，与所述限位装置产生相互作用力以驱动所述传动轴发生往复运动。

所述告警装置，用于监测与所述滑块的碰触信息。

优选地，还包括：弹性装置及控制销；其中，

所述弹性装置的第一端与壳体的内壁紧固连接，所述弹性装置的第二端与所述传动轴相连；

所述控制销的第一部分位于所述壳体的外部，可在外力作用下驱动所述控制销的第二部分将所述弹性装置从基准状态改变为目标状态；

所述弹性装置处于基准状态时，可控制所述主动齿轮与所述传动齿轮处于啮合状态，以及控制所述双向丝杠与所述滑块处于啮合状态；所述弹性装置处于目标状态时，可控制所述主动齿轮与所述传动齿轮处于分离状态，以及控制所述双向丝杠与所述滑块处于分离状态。

优选地，

所述转接管的第一端设置有关节，所述关节内安装有密封圈；

所述传动轴的第二端由所述转接管的第一端伸入所述转接管，可在所述转接管内发生旋转运动；

所述密封圈的外壁与所述关节的内壁无间隙连接，所述密封圈的内壁与所述传动轴的外壁无间隙连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于如上述第一方面中任一所述的刀柄的控制方法，包括：

主动轴根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动动力转换机构发生往复运动，动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，传动轴带动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使得外部手术刀片切割手术物质；

传动轴及转接管在外部负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴和转接管内部传递至外部负压装置；

安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力。

优选地，所述安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定传动轴发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，包括：

电流控制装置在动力转换机构发生往复运动时，与动力转换机构相碰触；根据与动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中动力转换机构的运动距离；控制告警电路产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

微处理器配置电流阈值，监测所述告警电路的电流值；在监测到告警电路的电流值达到所述电流阈值时，确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，将所述告警信息发送给通信装置；

通信装置将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统。

优选地，所述动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，包括：

相互啮合的主动齿轮和传动齿轮在主动轴的带动下驱动传动轴发生旋转运动；

双向丝杠在主动轴的带动下发生旋转运动，驱动与双向丝杠相啮合的滑块沿主动轴发生往复运动，滑块与限位装置产生相互作用力以驱动传动轴发生往复运动。

第三方面，本发明实施例提供了一种手术操作系统，包括：

手术刀片、动力系统、负压装置，以及如上述第一方面中任一所述的刀柄；其中，

所述手术刀片、所述动力系统和所述负压装置分别连接所述刀柄；

所述动力系统，用于向所述刀柄提供旋转动力；在接收到所述刀柄发送的告警信息时停止向所述刀柄提供旋转动力；

所述手术刀片，用于在所述刀柄的带动下发生旋转运动和往复运动，以切割手术物质；

所述负压装置，用于向所述刀柄中传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差，接收所述刀柄中传动轴和转接管传递的手术物质。

本发明实施例提供了一种刀柄及其控制方法、手术操作系统，通过在主动轴与传动轴之间设置动力转换机构，主动轴在外部动力系统提供的旋转动力下发生旋转运动时，可驱动动力转换机构发生往复运动，发生往复运动的动力转换机构可通过传动轴驱动外部手术刀片发生往复运动和旋转运动以切割手术物质；在此过程中，一方面，设置在壳体内壁上的告警装置可根据告警装置与动力转换机构的碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在目标距离达到预设的绝限值时，说明动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的距离过大，向外部动力系统发送告警信息以使动力系统不再向传动轴提供旋转动力，使得手术刀片停止发生旋转运动和往复运动，可避免手术刀片因发生往复运动的距离过大而损伤正常组织；另一方面，手术刀片切割的手术物质可在负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，经传动轴和转接管内部及时传递至负压装置，避免手术物质残留在手术部位而影响手术业务的正常进行；综上所述，本发明实施例提供的技术方案，可提高手术业务的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种刀柄的结构示意图；

图2时本发明一实施例提供的告警装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的另一种刀柄的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的又一种刀柄的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种刀柄的控制方法流程图；

图6是本发明一实施例提供的一种手术操作系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种刀柄，包括：

主动轴101、传动轴102、动力转换机构103、告警装置104、转接管105及壳体106；其中，

所述主动轴101、所述传动轴102、所述动力转换机构103、所述转接管105及所述告警装置104均位于所述壳体106内；

所述主动轴101分别连接所述动力转换机构103和外部动力系统，可根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动所述动力转换机构103发生往复运动；

所述动力转换机构103连接所述传动轴102，可在所述主动轴101发生旋转运动时，驱动所述传动轴102发生旋转运动和往复运动；

所述传动轴102内部中空且两端开口，所述传动轴102的第一端连接外部手术刀片，可在所述动力转换机构103的带动下驱动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使外部手术刀片切割手术物质；

所述告警装置104设置在所述壳体106的内壁上，用于监测与所述动力转换机构103的碰触信息，根据所述碰触信息103确定所述动力转换机构103发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴101提供旋转动力；

所述转接管105的第一端与所述传动轴102的第二端相连，所述转接管105的第二端与外部负压装置相连，可在外部负压装置向所述传动轴102的第一端和所述转接管105的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴102和转接管105内部传递至外部负压装置。

本发明上述实施例中，通过在主动轴与传动轴之间设置动力转换机构，主动轴在外部动力系统提供的旋转动力下发生旋转运动时，可驱动动力转换机构发生往复运动，发生往复运动的动力转换机构可通过传动轴驱动外部手术刀片发生往复运动和旋转运动以切割手术物质；在此过程中，一方面，设置在壳体内壁上的告警装置可根据告警装置与动力转换机构的碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在目标距离达到预设的绝限值时，说明动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的距离过大，向外部动力系统发送告警信息以使动力系统不再向传动轴提供旋转动力，使得手术刀片停止发生旋转运动和往复运动，可避免手术刀片因发生往复运动的距离过大而损伤正常组织；另一方面，手术刀片切割的手术物质可在负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，经传动轴和转接管内部及时传递至负压装置，避免手术物质残留在手术部位而影响手术业务的正常进行；综上所述，本发明实施例提供的技术方案，可提高手术业务的安全性。

本发明一实施例中，为了防止手术刀片刺穿位于手术刀片前端的保护罩，对患者的正常组织造成损伤，可利用告警装置限定动力转换机构的运动轨迹，即限定手术刀片、传动轴或动力转换机构发生一次往复运动的目标距离，该目标距离用于保证动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的过程中，手术刀片向保护罩方向运动时，手术刀片与保护罩之间依然保持一定的绝限距离，确保手术刀片不会刺穿保护罩。

然而，在动力转换机构故障时，动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的过程中，动力转换机构不再遵守预先设置的运动轨迹，动力转换机构、传动轴或手术刀片发生一次往复运动的目标距离可能达到甚至超过预设的绝限值。

为此，本发明实施例提出了一种通过在壳体内壁的特定位置安装告警装置以限定动力转换机构的运动轨迹的方法，其安装位置及工作逻辑主要可以包括两种方式：

在第一种可能实现的方式中，动力转换机构遵守其预先设置的运动轨迹时，动力转换机构与告警装置不会发生碰触，当告警装置与动力转换机构发生碰触时，则说明动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到或超过预设的绝限值，动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的距离过大。

在第二种可能实现的方式中，动力转换机构每发生一次往复运动，均与告警装置产生一次碰触，此时，可通过电流检测的方式实现告警装置的告警逻辑；具体地，如图2所示，本发明一个优选实施例中，所述告警装置104，包括：电流控制装置1041、微处理器1042、告警电路1043及通信装置1044；其中，

所述电流控制装置1041、所述微处理器1042分别与所述告警电路1043相连；

所述微处理器1042与所述通信装置1044相连；

所述电流控制装置1041，用于在所述动力转换机构103发生往复运动时，与所述动力转换机构103相碰触；根据与所述动力转换机构103的碰触信息，确定在碰触过程中所述动力转换机构103的运动距离；控制所述告警电路1043产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

所述微处理器1042，用于配置电流阈值，并监测所述告警电路1043的电流值；在所述告警电路1043的电流值达到所述电流阈值时，确定所述传动轴102发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，并将所述告警信息发送给所述通信装置1044；

所述通信装置1044，用于将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴101提供旋转动力。

本发明上述实施例中，可以设置动力转换机构在发生往复运动时，手术刀片与保护罩的距离最大时，动力转换机构与电流控制装置未发生碰触，而随着手术刀片与保护罩的距离逐渐减小时，动力转换机构与电流控制装置才开始碰触。

相应的，动力转换机构与电流控制装置未发生碰触时，告警电路的电流值可设置为0A或者其他默认值；动力转换机构与电流控制装置发生碰触时，电流控制装置根据与动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中动力转换机构的运动距离，在控制告警电流产生与运动距离成设定比例的电流值时，可以按照正比例进行电流值的控制，例如，在碰触过程中动力转换机构的运动距离越大，则控制告警电路产生较大的电流值；也可以按照反比例进行电流值的控制，例如，在碰触过程中动力转换机构的运动距离越大，则控制告警电路产生较小的电流值。

举例来说，在动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的过程中，手术刀片与保护罩的距离达到一个绝限值时，即传动轴、手术刀片或动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到绝限值时，电流控制装置控制告警电路产生的电流值为5A，那么可以在微处理器中设置电流阈值为5A。在微处理器器监测到告警电流的电流值达到该电流阈值5A时，确定手术刀与保护壳罩的距离达到绝限值，表征传动轴、手术刀片或动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到或大于预设的绝限值，生成告警信息。

进一步的，为了实现通过电流控制装置控制告警电路产生与动力转换机构的运动距离成设定比例的电流值，本发明一个优选实施例中，所述告警电路1043，包括：滑动变阻器；

所述电流控制装置1041，包括：弹力开关；

所述弹力开关和所述滑动变阻器的滑动端相连；

在所述弹力开关与所述动力转换机构103相碰触时，所述动力转换机构103通过往复运动推动所述弹力开关进行滑动，带动所述滑动变阻器的滑动端进行滑动，以对所述滑动变阻器接入告警电路1043的阻值进行调节。

本发明上述实施例中，在弹力开关与动力转换机构未碰触时，滑动变阻器的滑动端可以位于基准位置，在位于基准位置时，滑动变阻器的阻值最大，告警电路的电流值可以为0A或者其他较小的电流值；当弹力开关与动力转换机构相碰触，动力转换机构推动弹力开关进行滑动，可以带动滑动端从基准位置向目标位置滑动，滑动变阻器的阻值从最大值开始逐渐变小，告警电路会在滑动变阻器的阻值逐渐变小的过程中，对应的产生一个逐渐变大的电流值。

需要说明的是，弹力开关在动力转换机构通过传动轴带动手术刀片从保护罩的最小距离处逐渐向较远距离处运动时，弹力开关在没有动力转换机构的推力作用下进行复位，即弹性开关继续与动力转换机构相碰触，且在复位过程中带动互动变阻器的滑动端从目标位置向基准位置滑动，到达基准位置为止。

进一步的，为了实现动力转换机构在主动轴发生旋转运动时，驱动传动轴发生旋转运动和往复运动，如图3所示，本发明一个优选实施例中，所述动力转换机构103，包括：主动齿轮1031、传动齿轮1032、双向丝杠1033、滑块1034及限位装置1035；其中，

所述主动齿轮1031与所述主动轴101紧固连接，可在所述主动轴101的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述传动齿轮1032通过所述限位装置1035与所述传动轴102紧固连接，与所述主动齿轮1031相啮合，所述主动齿轮1031的直径大于所述传动齿轮1032的直径，可在所述主动齿轮1031的带动下驱动所述传动轴102以第二旋转速度发生旋转运动；

所述双向丝杠1033与所述主动轴101紧固连接，可在所述主动轴101的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述限位装置1035与所述传动轴102相连；

所述滑块1034连接所述限位装置1035相连，与所述双向丝杠1033相啮合，在所述双向丝杠1033以第一旋转速度发生旋转运动时，可根据所述双向丝杠1033沿所述主动轴101发生往复运动，与所述限位装置1035产生相互作用力以驱动所述传动轴102发生往复运动。

所述告警装置104，用于监测与所述滑块1034的碰触信息。

本发明上述实施例中，限位装置可以是与传动轴紧固连接的套筒；主动齿轮的直径可以大于传动齿轮的直径，以使得传动轴可以较高的旋转速度发生旋转运动；举例来说，主动齿轮与传动齿轮的直径比为4比1时，主动齿轮在主动轴的带动下以2000转/秒的第一旋转速度发生旋转运动，可通过相互啮合的主动齿轮和传动齿轮驱动传动轴以8000转/秒的第二旋转速度发生旋转运动。

进一步的，为了方便用户手动控制手术刀片的运动状态，即使外部动力系统驱动主动轴发生旋转运动时，安装在刀柄上的手术刀片也不会发生旋转运动和往复运动，如图4所示，本发明一个优选实施例中，还包括：弹性装置107及控制销108；其中，

所述弹性装置107的第一端与壳体106的内壁紧固连接，所述弹性装置107的第二端与所述传动轴102相连；

所述控制销108的第一部分位于所述壳体106的外部，可在外力作用下驱动所述控制销108的第二部分将所述弹性装置108从基准状态改变为目标状态；

所述弹性装置107处于基准状态时，可控制所述主动齿轮1031与所述传动齿轮1032处于啮合状态，以及控制所述双向丝杠1033与所述滑块1034处于啮合状态；所述弹性装置107处于目标状态时，可控制所述主动齿轮1031与所述传动齿轮1032处于分离状态，以及控制所述双向丝杠1033与所述滑块1034处于分离状态。

如图4所示，弹性装置107安装在壳体106内远离控制销108的一侧，控制销108的第一部分在外力作用下驱动限位装置1035发生定向运动可压缩弹性装置107，处于压缩状态的弹性装置107可控制主动轴101与传动轴102之间保持较大的间距，使得主动齿轮1031与传动齿轮1032处于分离状态、双向丝杠1033与滑块1034处于分离状态。

在另一种可能实现的方式中，弹性装置107可安装在壳体106内靠近控制销108的一侧，控制销108的第一部分在外力作用下驱动限位装置1035发生定向运动可拉伸弹性装置107，处于拉伸状态的弹性装置107可控制主动轴101与传动轴102之间保持较大的间距，使得主动齿轮1031与传动齿轮1032处于分离状态、双向丝杠1033与滑块1034处于分离状态。

应当理解的是，上述两种可能实现的方式中，在作用于控制销的第一部分的外力消失时，弹性装置可依靠其自身的弹力恢复其基准状态，驱动限位装置发生对应的定向运动，以缩小主动轴与传动轴之间的间距，使得主动齿轮与传动齿轮处于啮合状态、双向丝杠与滑块处于分离状态。

还应当理解的是，弹性装置也可连接主动轴而不再连接传动轴，控制主动齿轮与传动齿轮处于啮合状态或分离状态的实现原理与上述实施例所述的弹性装置连接传动轴时的实现原理相似。

进一步的，为了确保传动轴在发生旋转运动时，传动轴与转接管的连接处依然保持较好的密封性，如图4所示，本发明一个优选实施例中，所述转接管105的第一端设置有关节109，所述关节109内安装有密封圈110；

所述传动轴102的第二端由所述转接管105的第一端伸入所述转接管105，可在所述转接管105内发生旋转运动；

所述密封圈110的外壁与所述关节109的内壁无间隙连接，所述密封圈110的内壁与所述传动轴102的外壁无间隙连接。

本发明上述实施例中，传动轴内部中空且两端开口，通过在转接管的第一端设置关节，将密封圈安装在关节内，使得密封圈在传动轴内不能发生位移，相应的，传动轴的第二端由转接管的第一端伸入转接管，传动轴的外壁与关节的内壁相互挤压密封圈，即可实现对传动轴与转接管的连接处进行密封；如此，通过在传动轴的第一端安装手术刀片，在转接管的第二端链接负压装置，由负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差，使得被手术刀片切割的手术物质可直接从传动轴的第一端进入传动轴内，经转接管传递至负压装置。

如图5所示，本发明实施例提供了一种基于如上述实施例中任一所述的刀柄的控制方法，包括：

步骤501，主动轴根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动动力转换机构发生往复运动，动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，传动轴带动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使得外部手术刀片切割手术物质；

步骤502，传动轴及转接管在外部负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴和转接管内部传递至外部负压装置；

步骤503，安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力。

本发明一实施例中，所述安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定传动轴发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，包括：

电流控制装置在动力转换机构发生往复运动时，与动力转换机构相碰触；根据与动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中动力转换机构的运动距离；控制告警电路产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

微处理器配置电流阈值，监测所述告警电路的电流值；在监测到告警电路的电流值达到所述电流阈值时，确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，将所述告警信息发送给通信装置；

通信装置将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统。

本发明一实施例中，所述动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，包括：

相互啮合的主动齿轮和传动齿轮在主动轴的带动下驱动传动轴发生旋转运动；

双向丝杠在主动轴的带动下发生旋转运动，驱动与双向丝杠相啮合的滑块沿主动轴发生往复运动，滑块与限位装置产生相互作用力以驱动传动轴发生往复运动。

如图6所示，本发明实施例提供了一种手术操作系统，包括：手术刀片601、动力系统602、负压装置603，以及如上述实施例中任一所述的刀柄604；其中，

所述手术刀片601、所述动力系统602和所述负压装置603分别连接所述刀柄604；

所述动力系统602，用于向所述刀柄604提供旋转动力；在接收到所述刀柄604发送的告警信息时停止向所述刀柄604提供旋转动力；

所述手术刀片601，用于在所述刀柄604的带动下发生旋转运动和往复运动，以切割手术物质；

所述负压装置603，用于向所述刀柄604中传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差，接收所述刀柄604中传动轴和转接管传递的手术物质。

综上所述，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、通过在主动轴与传动轴之间设置动力转换机构，主动轴在外部动力系统提供的旋转动力下发生旋转运动时，可驱动动力转换机构发生往复运动，发生往复运动的动力转换机构可通过传动轴驱动外部手术刀片发生往复运动和旋转运动以切割手术物质；在此过程中，一方面，设置在壳体内壁上的告警装置可根据告警装置与动力转换机构的碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在目标距离达到预设的绝限值时，说明动力转换机构通过传动轴驱动手术刀片发生往复运动的距离过大，向外部动力系统发送告警信息以使动力系统不再向传动轴提供旋转动力，使得手术刀片停止发生旋转运动和往复运动，可避免手术刀片因发生往复运动的距离过大而损伤正常组织；另一方面，手术刀片切割的手术物质可在负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，经传动轴和转接管内部及时传递至负压装置，避免手术物质残留在手术部位而影响手术业务的正常进行；综上所述，本发明实施例提供的技术方案，可提高手术业务的安全性。

2、弹性装置的第一端与壳体的内壁紧固连接，第二端与传动轴相连；控制销的第一部分位于壳体的外部，可在外力作用下驱动控制销的第二部分将弹性装置从基准状态改变为目标状态；弹性装置处于基准状态时，可控制主动齿轮与传动齿轮处于啮合状态，以及控制双向丝杠与滑块处于啮合状态；弹性装置处于目标状态时，可控制主动齿轮与传动齿轮处于分离状态，以及控制双向丝杠与滑块处于分离状态；如此，方便用户在手持刀柄进行手术业务时手动控制手术刀片的运动状态，用户在向控制销的第一端施加压力时，即使外部动力系统驱动主动轴发生旋转运动，安装在刀柄上的手术刀片也不会发生旋转运动和往复运动。

3、传动轴内部中空且两端开口，通过在转接管的第一端设置关节，将密封圈安装在关节内，使得密封圈在传动轴内不能发生位移，相应的，传动轴的第二端由转接管的第一端伸入转接管，传动轴的外壁与关节的内壁相互挤压密封圈，即可实现对传动轴与转接管的连接处进行密封；如此，通过在传动轴的第一端安装手术刀片，在转接管的第二端链接负压装置，由负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差，使得被手术刀片切割的手术物质可直接从传动轴的第一端进入传动轴内，经转接管传递至负压装置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种刀柄，其特征在于，包括：

主动轴、传动轴、动力转换机构、告警装置、转接管及壳体；其中，

所述主动轴、所述传动轴、所述动力转换机构、所述转接管及所述告警装置均位于所述壳体内；

所述主动轴分别连接所述动力转换机构和外部动力系统，可根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动所述动力转换机构发生往复运动；

所述动力转换机构连接所述传动轴，可在所述主动轴发生旋转运动时，驱动所述传动轴发生旋转运动和往复运动；

所述传动轴内部中空且两端开口，所述传动轴的第一端连接外部手术刀片，可在所述动力转换机构的带动下驱动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使外部手术刀片切割手术物质；

所述告警装置设置在所述壳体的内壁上，用于监测与所述动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定所述动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力；

所述转接管的第一端与所述传动轴的第二端相连，所述转接管的第二端与外部负压装置相连，可在外部负压装置向所述传动轴的第一端和所述转接管的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴和转接管内部传递至外部负压装置。

2.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，

所述告警装置，包括：电流控制装置、微处理器、告警电路及通信装置；其中，

所述电流控制装置、所述微处理器分别与所述告警电路相连；

所述微处理器与所述通信装置相连；

所述电流控制装置，用于在所述动力转换机构发生往复运动时，与所述动力转换机构相碰触；根据与所述动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中所述动力转换机构的运动距离；控制所述告警电路产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

所述微处理器，用于配置电流阈值，并监测所述告警电路的电流值；在所述告警电路的电流值达到所述电流阈值时，确定所述传动轴发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，并将所述告警信息发送给所述通信装置；

所述通信装置，用于将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力。

3.根据权利要求2所述的刀柄，其特征在于，

所述告警电路，包括：滑动变阻器；

所述电流控制装置，包括：弹力开关；

所述弹力开关和所述滑动变阻器的滑动端相连；

在所述弹力开关与所述动力转换机构相碰触时，所述动力转换机构通过往复运动推动所述弹力开关进行滑动，带动所述滑动变阻器的滑动端进行滑动，以对所述滑动变阻器接入告警电路的阻值进行调节。

4.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，

所述动力转换机构，包括：主动齿轮、传动齿轮、双向丝杠、滑块及限位装置；其中，

所述主动齿轮与所述主动轴紧固连接，可在所述主动轴的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述传动齿轮通过所述限位装置与所述传动轴紧固连接，与所述主动齿轮相啮合，所述主动齿轮的直径大于所述传动齿轮的直径，可在所述主动齿轮的带动下驱动所述传动轴以第二旋转速度发生旋转运动；

所述双向丝杠与所述主动轴紧固连接，可在所述主动轴的带动下以第一旋转速度发生旋转运动；

所述限位装置与所述传动轴相连；

所述滑块连接所述限位装置相连，与所述双向丝杠相啮合，在所述双向丝杠以第一旋转速度发生旋转运动时，可根据所述双向丝杠沿所述主动轴发生往复运动，与所述限位装置产生相互作用力以驱动所述传动轴发生往复运动。

所述告警装置，用于监测与所述滑块的碰触信息。

5.根据权利要求4所述的刀柄，其特征在于，还包括：弹性装置及控制销；其中，

所述弹性装置的第一端与壳体的内壁紧固连接，所述弹性装置的第二端与所述传动轴相连；

所述控制销的第一部分位于所述壳体的外部，可在外力作用下驱动所述控制销的第二部分将所述弹性装置从基准状态改变为目标状态；

所述弹性装置处于基准状态时，可控制所述主动齿轮与所述传动齿轮处于啮合状态，以及控制所述双向丝杠与所述滑块处于啮合状态；所述弹性装置处于目标状态时，可控制所述主动齿轮与所述传动齿轮处于分离状态，以及控制所述双向丝杠与所述滑块处于分离状态。

6.根据权利要求1至5中任一所述的刀柄，其特征在于，

所述转接管的第一端设置有关节，所述关节内安装有密封圈；

所述传动轴的第二端由所述转接管的第一端伸入所述转接管，可在所述转接管内发生旋转运动；

所述密封圈的外壁与所述关节的内壁无间隙连接，所述密封圈的内壁与所述传动轴的外壁无间隙连接。

7.一种基于如上述权利要求1至6中任一所述的刀柄的控制方法，其特征在于，包括：

主动轴根据外部动力系统提供的旋转动力发生旋转运动，并驱动动力转换机构发生往复运动，动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，传动轴带动外部手术刀片发生旋转运动和往复运动，以使得外部手术刀片切割手术物质；

传动轴及转接管在外部负压装置向传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差时，将外部手术刀片切割的手术物质经传动轴和转接管内部传递至外部负压装置；

安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，以使得外部动力系统根据所述告警信息停止向所述主动轴提供旋转动力。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述安装在壳体内壁的告警装置监测与动力转换机构的碰触信息，根据所述碰触信息确定传动轴发生一次往复运动的目标距离是否达到预设的绝限值，在所述目标距离大于所述绝限值时，生成告警信息，并将所述告警信息发送至外部动力系统，包括：

电流控制装置在动力转换机构发生往复运动时，与动力转换机构相碰触；根据与动力转换机构的碰触信息，确定在碰触过程中动力转换机构的运动距离；控制告警电路产生与所述运动距离成预设比例的电流值；

微处理器配置电流阈值，监测所述告警电路的电流值；在监测到告警电路的电流值达到所述电流阈值时，确定动力转换机构发生一次往复运动的目标距离达到预设的绝限值，生成所述告警信息，将所述告警信息发送给通信装置；

通信装置将接收到的所述告警信息发送给外部动力系统。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动力转换机构驱动内部中空且两端开口的传动轴发生旋转运动和往复运动，包括：

相互啮合的主动齿轮和传动齿轮在主动轴的带动下驱动传动轴发生旋转运动；

双向丝杠在主动轴的带动下发生旋转运动，驱动与双向丝杠相啮合的滑块沿主动轴发生往复运动，滑块与限位装置产生相互作用力以驱动传动轴发生往复运动。

10.一种手术操作系统，其特征在于，包括：

手术刀片、动力系统、负压装置，以及如上述权利要求1至6中任一所述的刀柄；其中，

所述手术刀片、所述动力系统和所述负压装置分别连接所述刀柄；

所述动力系统，用于向所述刀柄提供旋转动力；在接收到所述刀柄发送的告警信息时停止向所述刀柄提供旋转动力；

所述手术刀片，用于在所述刀柄的带动下发生旋转运动和往复运动，以切割手术物质；

所述负压装置，用于向所述刀柄中传动轴的第一端和转接管的第二端提供压力差，接收所述刀柄中传动轴和转接管传递的手术物质。