CN108008227A - 高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法，涉及医疗技术领域。其包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，该显示触控屏与电刀机械手连接，数据采集装置设置于电刀机械手上，其中，该显示触控屏用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手，电刀机械手用于根据实验参数和控制参数对实验样本进行切割或拉伸，数据采集装置用于检测电刀机械手在对实验样本进行切割时的切割阻力或检测电刀机械手在对实验样本进行拉伸时的拉伸力。本发明提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法能够提供一种自动化、多功能的高频电刀实验平台，实现电刀的自动化切割与检测，使实验更加快捷准确。

Description

高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体而言，涉及一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法。

背景技术

随着医疗器械的蓬勃发展，高频电刀因具有切割速度快、止血效果好、失血量少、手术范围广等优点在外科手术中广泛使用，目前国内大中型医院都配备有高频电刀。

然而，在实际的使用中却出现许多设计之初没有预料到的问题，其中比较突出的两大问题是：1.在切割过程中，电刀刀头和肌体组织之间会发生电弧放电，从而使电刀产生局部高温，组织与刀头表面材料粘附在一起形成难以去除的焦痂；2.高频电刀利用高频交流电产生的热效应对组织进行分离、切割和止血，但是，热效应将不可避免地对邻近正常组织造成热损伤，进而影响手术质量和病人的恢复效果。

为此必须通过反复试验找出减少焦痂和降低热损伤的办法。但是现有技术中的试验都是通过人工操作的，人为的试验不仅费时费力而且不能精确控制电刀运动过程中诸如运动速度、切割深度，切割长度等一系列参数，更无法检测切割阻力，焦痂与电刀表面的结合力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法，其能够提供一种自动化、多功能的高频电刀实验平台，实现电刀的自动化切割与检测，使实验更加快捷准确。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，所述显示触控屏与所述电刀机械手连接，所述数据采集装置设置于所述电刀机械手上，其中：所述显示触控屏用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将所述实验参数和所述控制参数发送至所述电刀机械手；所述电刀机械手用于根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行切割或拉伸；所述数据采集装置用于检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的切割阻力或检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行拉伸时的拉伸力。

在本发明较佳的实施例中，上述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接，所述显示装置用于所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时显示所述切割阻力或所述电刀机械手在对所述实验样本进行拉伸时显示所述拉伸力。

在本发明较佳的实施例中，上述数据采集装置包括传感器和数据采集器，所述传感器设置于所述电刀机械手上与所述数据采集器连接。

在本发明较佳的实施例中，上述电刀机械手包括三轴机械臂、固定台、底座以及负极板平台，所述三轴机械臂设置于所述底座上与所述底座固定连接，所述固定台设置于所述三轴机械臂靠近所述底座的一端与所述三轴机械臂固定连接，所述负极板平台固定设置于所述底座上用于放置所述实验样本，所述传感器设置于所述固定平台上。

在本发明较佳的实施例中，上述三轴机械臂通过螺栓与所述底座固定连接，所述固定台与所述三轴机械臂设置于所述底座的一端通过螺栓固定连接。

在本发明较佳的实施例中，上述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括电磁屏蔽装置，所述电磁屏蔽装置设置于所述传感器外，用于屏蔽所述电刀机械手生成的高频电流产生的磁场。

第二方面，本发明实施例提供了一种高频电刀体外模拟多功能测试实验方法，应用于高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，所述装置包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，所述显示触控屏与所述电刀机械手连接，所述数据采集装置设置于所述电刀机械手上，所述方法包括：所述显示触控屏获取用户输入的实验参数和控制参数，将所述实验参数和所述控制参数发送至所述电刀机械手；所述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用；所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。

在本发明较佳的实施例中，上述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用，包括：所述电刀机械手根据切割深度、切割速度切割长度以及所述控制参数对所述实验样本进行切割；所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力，包括：所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的切割阻力。

在本发明较佳的实施例中，上述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用，包括：所述电刀机械手根据拉伸速度和所述控制参数对所述实验样本进行拉伸；所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力，包括：所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的拉伸力。

在本发明较佳的实施例中，上述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力之后，还包括：所述显示装置显示所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。

与现有技术相比，本发明实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，该显示触控屏与电刀机械手连接，数据采集装置设置于电刀机械手上，其中，通过将该显示触控屏用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手，电刀机械手用于根据实验参数和控制参数对实验样本进行切割或拉伸，数据采集装置用于检测电刀机械手在对实验样本进行切割时的切割阻力或检测电刀机械手在对实验样本进行拉伸时的拉伸力，从而能够提供一种自动化、多功能的高频电刀实验平台，实现电刀的自动化切割与检测，使实验更加快捷准确。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明第一实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置的一种结构框图；

图2为本发明第一实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置的另一种结构框图；

图3为本发明第一实施例提供的电刀机械手的结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验方法的流程示意图。

图标：100-高频电刀体外模拟多功能测试实验装置；110-电刀机械手；111-三轴机械臂；112-固定台；113-底座；114-负极板平台；120-显示触控屏；130-数据采集装置；132-传感器；134-数据采集器；140-显示装置。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

第一实施例

发明人经过长期的研究发现，如果能使电刀在运动过程中的相关运动参数得到控制，并且可用于表征相关参数，这对于高频电刀等一系列医疗设备的研究和改进将会起到至关重要的作用。

请参照图1，本实施例提供一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置100，其包括电刀机械手110、显示触控屏120以及数据采集装置130。

其中，该显示触控屏120与电刀机械手110连接，可以理解的，该显示触控屏120可以通过导线与电刀机械手110电连接，该显示触控屏120也可以通过无线与电刀机械手110通信连接，从而实现显示触控屏120和电刀机械手110之间的数据交互。优选的，在本实施例中，显示触控屏120通过导线与电刀机械手110电连接。

其中，该显示触控屏120为人机交互界面，该显示触控屏120用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手110上。具体的，该显示触控屏120显示用户输入界面或用户选择界面，用户通过用户输入界面或用户选择界面设定实验参数和控制参数，该显示触控屏120将获取的实验参数和控制参数发送至电刀机械手110。

进一步的，电刀机械手110用于根据实验参数和控制参数对实验样本进行切割或拉伸。具体的，电刀机械手110在获取实验参数和控制参数后，响应该实验参数和控制参数，对需要进行实验的实验样本进行作用，可以理解的，该电刀机械手110根据实验参数和控制参数的不同，对实验样本进行切割或拉伸。

进一步的，该数据采集装置130设置于电刀机械手110上，其中，该数据采集装置130可以固定设置于电刀机械手110上，该数据采集装置130也可以可拆卸的设置于电刀机械手110上，在此不做具体的限定。在本实施例中，该数据采集装置130用于检测电刀机械手110在对实验样本进行切割时的切割阻力或检测电刀机械手110在对实验样本进行拉伸时的拉伸力。

具体的，当电刀机械手110在实验参数和控制参数的控制下对实验样本进行作用时，设置于电刀机械手110上的数据采集装置130对电刀机械手110的作用力进行采集，当然，若电刀机械手110对实验样本进行切割实验，则该数据采集装置130检测电刀机械手110受到的切割阻力，若电刀机械手110对实验样本进行拉伸实验，则该数据采集装置130检测电刀机械手110的拉伸力。

请参照图2，作为一种方式，该数据采集装置130包括传感器132和数据采集器134，其中，该传感器132设置于电刀机械手110上与数据采集器134连接，可以理解的，该传感器132采集电刀机械手110上的作用力，并发送信息给数据采集器134，该数据采集器134将该信息进行放大处理等，以获取上位机可识别的信息数据。其中，在本实施例中，该传感器132为二维力传感器，优选的，该传感器132的型号为神源生NBIT，S2-10型二维力传感器。

作为本实施例的一种实施方式，该高频电刀体外模拟多功能测试实验装置100还包括显示装置140，其中，该显示装置140与数据采集装置130连接，具体的，该显示装置140与数据采集器134连接，可以理解，该显示装置140可以通过导线与数据采集装置130电连接，该显示装置140也可以通过无线与数据采集装置130通信连接，以实现数据的交互。在本实施例中，该显示装置140用于当电刀机械手110对实验样本进行作用时，显示作用力，即当电刀机械手110对实验样本进行切割时显示切割阻力，或当电刀机械手110对实验样本进行拉伸时显示拉伸力。

请参照图3，在本实施例中，电刀机械手110包括三轴机械臂111、固定台112、底座113以及负极板平台114，其中，三轴机械臂111设置于底座113上与底座113固定连接，作为一种方式，该三轴机械臂111通过螺栓与底座113固定连接；该固定台112设置于三轴机械臂111靠近底座113的一端与三轴机械臂111固定连接，作为一种方式，该固定台112与三轴机械臂111设置于底座113的一端通过螺栓固定连接，优选的，此时，该固定台112固定于三轴机械臂111的Z轴活动端；该负极板平台114固定设置于底座113上用于放置实验样本；该传感器132设置于固定台112上。

进一步的，在本实施例中，该高频电刀体外模拟多功能测试实验装置100还包括电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置设置于传感器132外，该电磁屏蔽层用于屏蔽电刀机械手110生成的高频电流产生的磁场，以增加传感器132的检测精度，可选的，所述电磁屏蔽装置为屏蔽罩。

作为一种可实施的方式，在本实施例中，当进行切割实验时，接通电刀机械手110、显示触控屏120、数据采集装置130以及显示装置140的电源，将负极板固定在负极板平台114的水平面板上，再将实验样本放在负极板上，然后在显示触控屏120下的手动模式界面输入控制参数，以调整电刀机械手110的位置，使电刀尖端与实验样本的上表面接触。再在显示触控屏120下的设置界面设置切割深度、切割速度以及切割长度，然后在显示触控屏120下的自动模式界面点击启动按钮，电刀机械手110便会按照设定的切割参数遇到，待切割完成后返回初始位置，在切割过程中，数据采集装置130会采集切割阻力，并在显示装置140上显示。

作为另一种可实施的方式，在本实施例中，当进行拉伸实验时，接通电刀机械手110、显示触控屏120、数据采集装置130以及显示装置140的电源，将实验样本的一端固定在底座113上，实验样本远离底座113的一端固定在传感器132上，然后在显示触控屏120下的设置界面设置拉伸速度，然后切换到手动模式界面，点击“Z轴上”按钮，电刀机械手110便会按照设定的拉伸速度进行运动，在拉伸过程中，传感器132会实时采集拉伸力，并在显示装置140上显示。

本发明第一实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置100通过将该显示触控屏120用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手110，电刀机械手110用于根据实验参数和控制参数对实验样本进行切割或拉伸，数据采集装置130用于检测电刀机械手110在对实验样本进行切割时的切割阻力或检测电刀机械手110在对实验样本进行拉伸时的拉伸力，从而：

第一方面，使整个操作，按照设定参数自动运行、操作简单、方便，且避免了人为操作误差，测量结果精确，重复性高，可靠性强，实现电刀切割的自动控制，提高了工作效率，节约了人力成本；

第二方面，实现了不同高频电刀输送功率、切割深度、切割速度、电极类型的工况下，高频电刀切割阻力或拉伸力的实时采集，设备集成化程度高；

第三方面，测试过程是在常温、常压下完成进行，不需要真空、恒温等特殊环境，其检测成本低。

第二实施例

请参照图4，图4示出了本发明第二实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验方法的流程示意图。下面将针对图4所示的流程进行阐述，所述方法应用于高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，所述装置包括电刀机械手、显示触控屏、数据采集装置以及显示装置，显示触控屏与电刀机械手连接，数据采集装置设置于电刀机械手上，显示装置与数据采集装置连接，所述方法包括：

步骤S110：所述显示触控屏获取用户输入的实验参数和控制参数，将所述实验参数和所述控制参数发送至所述电刀机械手。

步骤S120：所述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用。

作为第一种方式，所述电刀机械手根据切割深度、切割速度切割长度以及所述控制参数对所述实验样本进行切割。

作为第二种方式，所述电刀机械手根据拉伸速度和所述控制参数对所述实验样本进行拉伸。

步骤S130：所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。

作为第一种方式的对应步骤，所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的切割阻力。

作为第二种方式的对应步骤，所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的拉伸力。

步骤S140：所述显示装置显示所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。

本实施例对高频电刀体外模拟多功能测试实验方法实现各功能的过程，请参见上述图1至图3所示实施例中描述的内容，在此不再赘述。

本发明第二实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验方法首先通过显示触控屏获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手，再电刀机械手根据实验参数和控制参数对实验样本进行作用，然后数据采集装置检测电刀机械手在对实验样本进行作用时的作用力，最后显示装置显示电刀机械手在对实验样本进行作用时的作用力，从而能够提供一种自动化、多功能的高频电刀实验平台，实现电刀的自动化切割与检测，使实验更加快捷准确。

综上所述，本发明实施例提供的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置及方法包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，该显示触控屏与电刀机械手连接，数据采集装置设置于电刀机械手上，其中，通过将该显示触控屏用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将实验参数和控制参数发送至电刀机械手，电刀机械手用于根据实验参数和控制参数对实验样本进行切割或拉伸，数据采集装置用于检测电刀机械手在对实验样本进行切割时的切割阻力或检测电刀机械手在对实验样本进行拉伸时的拉伸力，从而能够提供一种自动化、多功能的高频电刀实验平台，实现电刀的自动化切割与检测，使实验更加快捷准确。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，所述显示触控屏与所述电刀机械手连接，所述数据采集装置设置于所述电刀机械手上，其中：

所述显示触控屏用于获取用户输入的实验参数和控制参数，将所述实验参数和所述控制参数发送至所述电刀机械手；

所述电刀机械手用于根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行切割或拉伸；

所述数据采集装置用于检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的切割阻力或检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行拉伸时的拉伸力。

2.根据权利要求1所述的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，所述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接，所述显示装置用于所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时显示所述切割阻力或所述电刀机械手在对所述实验样本进行拉伸时显示所述拉伸力。

3.根据权利要求2所述的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，所述数据采集装置包括传感器和数据采集器，所述传感器设置于所述电刀机械手上与所述数据采集器连接。

4.根据权利要求3所述的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，所述电刀机械手包括三轴机械臂、固定台、底座以及负极板平台，所述三轴机械臂设置于所述底座上与所述底座固定连接，所述固定台设置于所述三轴机械臂靠近所述底座的一端与所述三轴机械臂固定连接，所述负极板平台固定设置于所述底座上用于放置所述实验样本，所述传感器设置于所述固定平台上。

5.根据权利要求4所述的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，所述三轴机械臂通过螺栓与所述底座固定连接，所述固定台与所述三轴机械臂设置于所述底座的一端通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求5所述的高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，其特征在于，所述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括电磁屏蔽装置，所述电磁屏蔽装置设置于所述传感器外，用于屏蔽所述电刀机械手生成的高频电流产生的磁场。

7.一种高频电刀体外模拟多功能测试实验方法，其特征在于，应用于高频电刀体外模拟多功能测试实验装置，所述装置包括电刀机械手、显示触控屏以及数据采集装置，所述显示触控屏与所述电刀机械手连接，所述数据采集装置设置于所述电刀机械手上，所述方法包括：

所述显示触控屏获取用户输入的实验参数和控制参数，将所述实验参数和所述控制参数发送至所述电刀机械手；

所述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用；

所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用，包括：

所述电刀机械手根据切割深度、切割速度切割长度以及所述控制参数对所述实验样本进行切割；

所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力，包括：

所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的切割阻力。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电刀机械手根据所述实验参数和所述控制参数对实验样本进行作用，包括：

所述电刀机械手根据拉伸速度和所述控制参数对所述实验样本进行拉伸；

所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力，包括：

所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行切割时的拉伸力。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高频电刀体外模拟多功能测试实验装置还包括显示装置，所述显示装置与所述数据采集装置连接，所述数据采集装置检测所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力之后，还包括：

所述显示装置显示所述电刀机械手在对所述实验样本进行作用时的作用力。