CN111466971A - 一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，公开了一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统，套管右端焊接有支撑块，支撑块开有凹槽，凹槽底部通过螺丝固定有压力传感器；套管通过套圈固定有转动杆，转动杆右端焊接有挂钩，转动杆左端焊接有拧柄；套管通过转轴固定有摆动杆，摆动杆左端焊接有拨动柄，摆动杆右端焊接有缝针，缝针上开有缝线卡接槽。套管左端焊接有固定支撑杆，套管内侧设置有进线槽，进线槽套接有缝线。拨动柄设置有伸缩外筒，伸缩外筒外侧粘贴有防滑垫；伸缩外筒旋接有固定螺栓，固定螺栓与伸缩内杆硬接触，伸缩内杆套接在伸缩外筒中。本发明可以确保缝针穿过人体组织进行缝合，提高操作的安全性，并且能够缩短缝合的时间。

Description

一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统。
背景技术
目前，胸腔镜手术是电视胸腔镜手术(Video-Assisted Thoracoscopic Surgery，VATS)的简称。胸腔镜手术被视为二十世纪末期胸外科界革命性的一大突破，是微创胸腔外科应用范围最为广阔的胸腔镜手术。在胸腔镜手术过程中，对于组织缝合可以利用缝合器对缝合线进行打结，其中缝合器发挥着关键性的作用。但是现有的胸腔镜微创手术的缝合器不易准确判断缝针是否穿过人体组织，降低了操作的安全性，同时延长了手术缝合的时间。此外，现有的胸腔镜微创手术的缝合器在使用过程中，不能根据医护人员的操作习惯，对相应的手柄进行改变，降低了操作的舒适性。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有的胸腔镜微创手术的缝合器不易准确判断缝针是否穿过人体组织，降低了操作的安全性，同时延长了缝合的时间。
(2)现有的胸腔镜微创手术的缝合器在使用过程中，不能根据医护人员的操作习惯，对相应的手柄进行改变，降低了操作的舒适性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统。
本发明是这样实现的，一种用于胸腔镜微创手术的缝合器，所述用于胸腔镜微创手术的缝合器设置有套管；
套管右端焊接有支撑块，支撑块开有凹槽，凹槽底部通过螺丝固定有压力传感器；
套管通过套圈固定有转动杆，转动杆右端焊接有挂钩，转动杆左端焊接有拧柄；
套管通过转轴固定有摆动杆，摆动杆左端焊接有拨动柄，摆动杆右端焊接有缝针，缝针上开有缝线卡接槽。
套管左端焊接有固定支撑杆，套管内侧设置有进线槽，进线槽套接有缝线。
进一步，所述拨动柄设置有伸缩外筒，伸缩外筒外侧粘贴有防滑垫；
伸缩外筒旋接有固定螺栓，固定螺栓与伸缩内杆硬接触，伸缩内杆套接在伸缩外筒中。
进一步，所述固定支撑杆开有滑槽，滑槽套接有滑块；滑块上设置有食指套，固定支撑杆通过固定螺栓与滑块连接。
进一步，所述套管上焊接有固定盘，固定盘上嵌装有照明灯、摄像头和光照强度传感器。
本发明的另一目的在于提供一种控制所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，所述用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统包括：
压力传感器，与主机控制台连接，通过在凹槽内部设置有压力传感器，用以检测缝针是否达到指定位置；
摄像头，与主机控制台连接，通过设置有摄像头，获取缝合的图像；
位移传感器，与主机控制台连接，通过在放线器上设置有位移传感器，用以检测放线的长度；
光照强度传感器，与主机控制台连接，通过利用光照传感器，检测照明灯的强度；
显示屏，与主机控制台连接，通过利用显示屏显示相应的检测数据；
主机控制台，分别与各个器件连接，协调各个器件的正常运行；
信号传输模块，与主机控制台连接，通过设置有信号传输器，用以传输相应的数据；
云服务器，与信号传输模块连接，通过信号传输模块与云服务器连接，实现数据的共享；
报警器，与主机控制台连接，通过利用报警器，用以报警警示；
放线器微型电机，与主机控制台连接，根据位移传感器检测的放线的长度，控制放线器微型电机进行防线。
进一步，所述压力传感器采用柔性传感器，压力传感器外侧设置有应变片，所述压力传感器连接有放大调理电路，所述放大调理电路用于对压力信号进行信号调理并传入A/D转换模块；
所述A/D转换模块用于将模拟压力信号转化为数字信号并传入主机控制台，通过主机控制台对压力信号进行处理，得到应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值。
进一步，所述主机控制台对应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值运用数学统计分析算法得出相差阈值，计算柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值并与相差阈值比较，当差值大于相差阈值时，进行动态补偿纠正柔性压力传感器的压力值，从而得到精确的压力分布情况。
进一步，所述柔性压力传感器采用的动态补偿方法具体为：
根据柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值进行查表得到补偿值，然后将该补偿值加到该柔性压力传感器的压力值上。
进一步，所述主机控制台中设置有图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对获取的缝合图像进行亮度预处理，所述亮度预处理采用的具体步骤为：
(1)预先设置多组用于改善图像亮度的亮度调整参数；
(2)读取缝合图像帧，如果当前帧为缝合图像第一帧，则选择一组亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理，否则采用前一帧所使用的亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理；
(3)检测亮度调整预处理后当前帧的平均亮度，判断平均亮度是否在预设的正常亮度范围内；
(4)当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，直到所有图像帧处理完毕。
进一步，所述步骤(3)中，检测所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度时，将所述当前帧或者所述当前帧的局部划分为若干个区域，计算每个区域的平均亮度，按照部分区域重点加权的方式对各区域的平均亮度进行加权平均，将计算结果作为所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度；
在对平均亮度进行判断时，如果平均亮度在预设的正常亮度范围内，则所述当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，否则重新选择一组亮度调整参数对所述当前帧进行亮度调整处理。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
(1)当进行胸腔镜微创手术时，将套管伸入胸腔中，食指放置固定支撑杆上，拇指放置在拨动柄上。将拨动柄向内部按压，套管另一端缝针带动缝线穿过人体组织。当缝针到达指定位置后，通过拧柄转动转动杆，转动杆带动挂钩对缝线进行挂接。缝线挂接完成后，对缝线进行打结操作。本发明可以确保缝针穿过人体组织进行缝合，提高操作的安全性，并且能够缩短缝合的时间。
(2)本发明可以根据医护人员的操作习惯，调整拨动柄的长度；改变伸缩内杆在伸缩外筒相对位置，并利用固定螺栓进行固定。
(3)本发明可以根据医护人员的操作习惯，调整食指套的位置；位置调整完成后，利用固定螺栓对滑块进行固定。
(4)本发明通过设置有摄像头，在缝合手术过程中，获取内部的影像；同时利用照明灯为手术提供相应的照明，并通过光照强度传感器检测照明灯的光照强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于胸腔镜微创手术的缝合器结构示意图。
图2是本发明实施例提供的拨动柄结构示意图。
图3是本发明实施例提供的固定支撑杆结构示意图。
图4是本发明实施例提供的套管和固定盘结构示意图。
图5是本发明实施例提供的固定盘结构示意图。
图6是本发明实施例提供的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统结构示意图。
图中：1、拨动柄；2、拧柄；3、转轴；4、套管；5、转动杆；6、支撑块；7、凹槽；8、缝针；9、进线槽；10、摆动杆；11、缝线；12、固定支撑杆；13、防滑垫；14、伸缩外筒；15、固定螺栓；16、伸缩内杆；17、滑槽；18、滑块；19、固定螺栓；20、食指套；21、固定盘；22、照明灯；23、压力传感器；24、摄像头；25、位移传感器；26、光照强度传感器；27、显示屏；28、主机控制台；29、信号传输模块；30、云服务器；31、报警器；32、放线器微型电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于胸腔镜微创手术的缝合器及控制系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，套管4右端焊接有支撑块6，支撑块6开有凹槽7，凹槽7底部通过螺丝固定有压力传感器。
套管4通过套圈固定有转动杆5，转动杆5右端焊接有挂钩，转动杆5左端焊接有拧柄2。
套管4通过转轴3固定有摆动杆10，摆动杆10左端焊接有拨动柄1，摆动杆10右端焊接有缝针8，缝针8上开有缝线卡接槽。
套管4左端焊接有固定支撑杆12，套管4内侧设置有进线槽9，进线槽9套接有缝线11。
当进行胸腔镜微创手术时，将套管伸入胸腔中，食指放置固定支撑杆12上，拇指放置在拨动柄1上。将拨动柄1向内部按压，套管4另一端缝针8带动缝线穿过人体组织。当缝针8到达指定位置后，通过拧柄2转动转动杆5，转动杆5带动挂钩对缝线进行挂接。缝线挂接完成后，对缝线进行打结操作。
本发明可以确保缝针穿过人体组织进行缝合，提高操作的安全性，并且能够缩短缝合的时间。
如图2所示，拨动柄1设置有伸缩外筒14，伸缩外筒14外侧粘贴有防滑垫13；伸缩外筒14旋接有固定螺栓15，固定螺栓15与伸缩内杆16硬接触，伸缩内杆16套接在伸缩外筒14中。
根据医护人员的操作习惯，调整拨动柄1的长度；改变伸缩内杆16在伸缩外筒14相对位置，并利用固定螺栓15进行固定。
如图3所示，固定支撑杆12开有滑槽17，滑槽17套接有滑块18；滑块18上设置有食指套20，固定支撑杆12通过固定螺栓19与滑块18连接。
根据医护人员的操作习惯，调整食指套20的位置；位置调整完成后，利用固定螺栓19对滑块18进行固定。
如图4和图5所示，套管4上焊接有固定盘21，固定盘21上嵌装有照明灯22、摄像头24和光照强度传感器26。
本发明通过设置有摄像头24，在缝合手术过程中，获取内部的影像；同时利用照明灯22为手术提供相应的照明，并通过光照强度传感器26检测照明灯22的光照强度。
本发明在使用时，根据医护人员的操作习惯，调整拨动柄1的长度；改变伸缩内杆16在伸缩外筒14相对位置，并利用固定螺栓15进行固定。调整食指套20的位置；位置调整完成后，利用固定螺栓19对滑块18进行固定。
当进行胸腔镜微创手术时，将套管伸入胸腔中，食指放置固定支撑杆12上，拇指放置在拨动柄1上。将拨动柄1向内部按压，套管4另一端缝针8带动缝线穿过人体组织。当缝针8到达指定位置后，通过拧柄2转动转动杆5，转动杆5带动挂钩对缝线进行挂接。缝线挂接完成后，对缝线进行打结操作。
如图6所示，本发明实施例提供的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统包括：
压力传感器23，与主机控制台28连接，通过在凹槽内部设置有压力传感器，用以检测缝针是否达到指定位置。
摄像头24，与主机控制台28连接，通过设置有摄像头，获取缝合的图像。
位移传感器25，与主机控制台28连接，通过在放线器上设置有位移传感器，用以检测放线的长度。
光照强度传感器26，与主机控制台28连接，通过利用光照传感器，检测照明灯的强度。
显示屏27，与主机控制台28连接，通过利用显示屏显示相应的检测数据。
主机控制台28，分别与各个器件连接，协调各个器件的正常运行。
信号传输模块29，与主机控制台28连接，通过设置有信号传输器，用以传输相应的数据。
云服务器30，与信号传输模块29连接，通过信号传输模块与云服务器连接，实现数据的共享。
报警器31，与主机控制台28连接，通过利用报警器，用以报警警示。
放线器微型电机32，与主机控制台28连接，根据位移传感器检测的放线的长度，控制放线器微型电机32进行防线。
本发明实施例提供的压力传感器采用柔性传感器，压力传感器外侧设置有应变片，所述压力传感器连接有放大调理电路，所述放大调理电路用于对压力信号进行信号调理并传入A/D转换模块。A/D转换模块用于将模拟压力信号转化为数字信号并传入主机控制台，通过主机控制台对压力信号进行处理，得到应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值。
本发明实施例中的主机控制台对应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值运用数学统计分析算法得出相差阈值，计算柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值并与相差阈值比较，当差值大于相差阈值时，进行动态补偿纠正柔性压力传感器的压力值，从而得到精确的压力分布情况。
本发明实施例提供的柔性压力传感器采用的动态补偿方法具体为：
根据柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值进行查表得到补偿值，然后将该补偿值加到该柔性压力传感器的压力值上。
本发明实施例提供的主机控制台中设置有图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对获取的缝合图像进行亮度预处理，所述亮度预处理采用的具体步骤为：
(1)预先设置多组用于改善图像亮度的亮度调整参数。
(2)读取缝合图像帧，如果当前帧为缝合图像第一帧，则选择一组亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理，否则采用前一帧所使用的亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理。
(3)检测亮度调整预处理后当前帧的平均亮度，判断平均亮度是否在预设的正常亮度范围内。
(4)当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，直到所有图像帧处理完毕。
本发明实施例的步骤(3)中，检测所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度时，将所述当前帧或者所述当前帧的局部划分为若干个区域，计算每个区域的平均亮度，按照部分区域重点加权的方式对各区域的平均亮度进行加权平均，将计算结果作为所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度。
在对平均亮度进行判断时，如果平均亮度在预设的正常亮度范围内，则所述当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，否则重新选择一组亮度调整参数对所述当前帧进行亮度调整处理。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于胸腔镜微创手术的缝合器，其特征在于，所述用于胸腔镜微创手术的缝合器设置有：
套管；
所述套管右端焊接有支撑块，支撑块开有凹槽，凹槽底部通过螺丝固定有压力传感器；
所述套管通过套圈固定有转动杆，转动杆右端焊接有挂钩，转动杆左端焊接有拧柄；
所述套管通过转轴固定有摆动杆，摆动杆左端焊接有拨动柄，摆动杆右端焊接有缝针，缝针上开有缝线卡接槽；
所述套管左端焊接有固定支撑杆，套管内侧设置有进线槽，进线槽套接有缝线。
2.如权利要求1所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器，其特征在于，所述拨动柄设置有伸缩外筒，伸缩外筒外侧粘贴有防滑垫；
伸缩外筒旋接有固定螺栓，固定螺栓与伸缩内杆硬接触，伸缩内杆套接在伸缩外筒中。
3.如权利要求1所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器，其特征在于，所述固定支撑杆开有滑槽，滑槽套接有滑块；滑块上设置有食指套，固定支撑杆通过固定螺栓与滑块连接。
4.如权利要求1所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器，其特征在于，所述套管上焊接有固定盘，固定盘上嵌装有照明灯、摄像头和光照强度传感器。
5.一种控制如权利要求1-4任意一项所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统包括：
压力传感器，与主机控制台连接，通过在凹槽内部设置有压力传感器，用以检测缝针是否达到指定位置；
摄像头，与主机控制台连接，通过设置有摄像头对缝合位置的图像进行采集，获取缝合图像，并将缝合图像传递到主机控制台；
位移传感器，与主机控制台连接，通过在放线器上设置有位移传感器，用以检测放线的长度；
光照强度传感器，与主机控制台连接，通过利用光照传感器，检测照明灯的强度；
显示屏，与主机控制台连接，通过利用显示屏显示相应的检测数据；
主机控制台，分别与各个器件连接，用于对采集数据进行处理分析，并对各个器件的相互工作进行协调控制；
信号传输模块，与主机控制台连接，通过设置有信号传输器，用以传输相应的数据；
云服务器，与信号传输模块连接，通过信号传输模块与云服务器连接，实现数据的共享；
报警器，与主机控制台连接，通过利用报警器，用以报警警示；
放线器微型电机，与主机控制台连接，根据位移传感器检测的放线的长度，控制放线器微型电机进行防线。
6.如权利要求5所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述压力传感器采用柔性传感器，压力传感器外侧设置有应变片，所述压力传感器连接有放大调理电路，所述放大调理电路用于对压力信号进行信号调理并传入A/D转换模块；
所述A/D转换模块用于将模拟压力信号转化为数字信号并传入主机控制台，通过主机控制台对压力信号进行处理，得到应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值。
7.如权利要求6所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述主机控制台对应变片的压力值和柔性压力传感器的压力值运用数学统计分析算法得出相差阈值，计算柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值并与相差阈值比较，当差值大于相差阈值时，进行动态补偿纠正柔性压力传感器的压力值，从而得到精确的压力分布情况。
8.如权利要求7所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述柔性压力传感器采用的动态补偿方法具体为：
根据柔性压力传感器的压力值和应变片的压力值之间的差值进行查表得到补偿值，然后将该补偿值加到该柔性压力传感器的压力值上。
9.如权利要求5所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述主机控制台中设置有图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对获取的缝合图像进行亮度预处理，所述亮度预处理采用的具体步骤为：
(1)预先设置多组用于改善图像亮度的亮度调整参数；
(2)读取缝合图像帧，如果当前帧为缝合图像第一帧，则选择一组亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理，否则采用前一帧所使用的亮度调整参数对当前帧进行亮度调整预处理；
(3)检测亮度调整预处理后当前帧的平均亮度，判断平均亮度是否在预设的正常亮度范围内；
(4)当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，直到所有图像帧处理完毕。
10.如权利要求9所述的用于胸腔镜微创手术的缝合器控制系统，其特征在于，所述步骤(3)中，检测所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度时，将所述当前帧或者所述当前帧的局部划分为若干个区域，计算每个区域的平均亮度，按照部分区域重点加权的方式对各区域的平均亮度进行加权平均，将计算结果作为所述亮度调整预处理后当前帧的平均亮度；
在对平均亮度进行判断时，如果平均亮度在预设的正常亮度范围内，则所述当前帧的亮度调整完毕，读取图像下一帧进行上述亮度调整预处理，否则重新选择一组亮度调整参数对所述当前帧进行亮度调整处理。
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