CN203935231U - 吻合器检测设备 - Google Patents

Abstract

吻合器检测设备，属于医疗器械检测设备，用于对吻合器进行漏针检测，解决现有吻合器漏针检测装置所存在的检测种类单一、成像效果受影响的问题。本实用新型包括外壳、水平基座、支架、视觉系统、步进电机、滚珠丝杠、滑台、吻合器夹具和控制器，水平基座、支架、视觉系统、步进电机、滚珠丝杠、滑台和控制器均位于外壳内，吻合器夹具从外壳上的窗口露出，吻合器夹具由固定底座和夹持台构成，夹持台具有多个二阶台阶圆孔，夹持台顶面开有凹槽。本实用新型可以实现精确运动控制，不仅可以保证吻合器样品拍摄表面的平整，克服因动力传动所引起的样品的位置与角度的变化，而且能实现多种类型的吻合器样品的检测，无须多次标定，简化测量程序。

Description

吻合器检测设备

技术领域

本实用新型属于医疗器械检测设备，具体涉及一种吻合器检测设备，用于对吻合器进行漏针检测。

背景技术

吻合器(surgical stapler)是目前外科常用的手术器械，它代替传统的手工缝合，主要应用于外科手术治疗中的器脏残端封闭和切口吻合。吻合器采用的缝钉纤细，数量多，易脱落，若漏针则可能造成钉合不全，发生吻合口出血、狭窄、肠瘘等并发症，直接影响治疗效果。吻合器漏针检测成为保障吻合器质量，有效防止渗漏，降低吻合口漏的发生率的关键。然而，国内生产厂家一般都是采用人工方式对吻合器漏针检测，其劳动强度高，特别是在疲劳或精力不集中的情况下容易形成误判。

公开号CN1789914A的中国发明专利申请公开了一种吻合器漏针检测系统，该系统利用单机器视觉系统，对采集到的吻合器图像进行图像处理，然而，由于该系统平台固定，夹具位置固定，对于大规格的长条形吻合器的检测存在明显问题，同时，针对不同类型的吻合器需更换不同类型的夹具，这样就需要对系统进行重新标定，费时费力；公开号CN101957196A的中国发明专利申请公开了一种基于机器视觉、电气控制的吻合器自动检测装置，利用电机驱动传送带将吻合器传送到合适的位置进行多次拍摄，以解决大规格的长条形吻合器的检测难题，然而，吻合器是直接放置在传送带上进行检测，存在以下问题：①只限于高度较小的吻合器种类，因为传送带的运动会造成高度较大的吻合器翻滚；②检测人员放置吻合器的位置、角度不固定；③由于吻合器质量较小，传送带的启动和运动都会影响吻合器的位置、角度；④吻合器自身底部不平整，造成吻合器拍摄面倾斜。上述问题都会对成像效果造成影响，从而增加后续图像处理的工作量。

发明内容

本实用新型提供一种吻合器检测设备，目的在于克服现有基于机器视觉的吻合器漏针检测装置所存在的检测种类单一、成像效果受影响的问题，以增加可检测的吻合器种类、简化吻合器检测的程序、提高检测结果的正确率，为医用吻合器的自动化生产提供条件。

本实用新型所提供的一种吻合器检测设备，包括外壳、水平基座、支架、视觉系统、步进电机、滚珠丝杠、滑台、吻合器夹具和控制器，其特征在于：

所述外壳为内部具有空腔的薄壁盒体，外壳上装有触摸屏和按钮，外壳上并开有窗口；

所述水平基座、支架、视觉系统、步进电机、滚珠丝杠、滑台和控制器均位于外壳的空腔内，所述控制器通过导线分别与触摸屏和按钮电气连接；

所述支架为由一体的立柱和横梁构成的门框式结构，垂直固定于水平基座上，所述视觉系统固定于所述支架的横梁中间位置，

所述滚珠丝杠位于所述支架的两条立柱之间，固连于水平基座上并和所述两条立柱呈正交关系，所述滑台位于滚珠丝杠上并与滚珠丝杠的滑块固连；所述步进电机固定于水平基座上，通过联轴器与滚珠丝杠连接，从而驱动滑台沿滚珠丝杠进行直线运动；

所述吻合器夹具与所述滑台通过螺钉连接，吻合器夹具从外壳上所开的窗口露出，随滑台进行直线运动时，经过所述视觉系统正下方；

所述控制器用于对步进电机、视觉系统进行控制，所述触摸屏用于实现人机交互并显示检测过程中的相应信息。

所述视觉系统可以包括环形光源、光源座、镜头、相机、相机夹具、手动角位台、升降座；所述环形光源装于光源座上，光源座与所述镜头滑动连接，能够相对于镜头垂直移动；所述镜头安装于相机前端；镜头的垂直投影位于环形光源中央，所述相机通过相机夹具固定于手动角位台上，手动角位台固定于升降座上，所述升降座与所述支架的横梁滑动连接，并能够通过紧定螺丝固定。

所述的吻合器检测设备，所述吻合器夹具由一体的固定底座和夹持台构成，所述固定底座为矩形扁平块状结构，固定底座具有多个安装孔，用于将吻合器夹具固定于所述滑台，所述夹持台为矩形块状结构，连接于所述固定底座顶面之上，所述夹持台具有多个二阶台阶圆孔，各二阶台阶圆孔均垂直于所述夹持台顶面，它们的圆心连接线与所述夹持台顶面水平中心线重合，每个二阶台阶圆孔的上孔直径大于下孔直径，分别与待检测的管型吻合器的上下端圆筒直径相同；所述夹持台顶面沿各二阶台阶圆孔的圆心连接线开有凹槽，将所述各二阶台阶圆孔与夹持台侧面连通，所述凹槽的宽度与待检测的条型吻合器的宽度相同。

进一步地，所述吻合器夹具上，所述多个二阶台阶圆孔的上孔具有不同直径和深度，不同二阶台阶圆孔的上孔直径和深度对应于不同尺寸的管型吻合器上端圆筒的直径和深度，以使得待检测的不同尺寸的管型吻合器分别固定于不同二阶台阶圆孔时，不同尺寸的管型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致。

进一步地，所述吻合器夹具上，所述凹槽在各二阶台阶圆孔之间的连通部分以及二阶台阶圆孔与夹持台侧面的连通部分具有不同深度，对应于待检测的条型吻合器的轴向高度，以使得待检测的条型吻合器固定于凹槽内时，条型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致。

再进一步地，所述吻合器夹具上，所述凹槽在各二阶台阶圆孔之间的连通部分侧壁具有凹陷，侧壁上凹陷的形状与待检测的条型吻合器的侧面凸起结构的形状相吻合，以固定待检测的条型吻合器。

本实用新型利用步进电机、滚珠丝杠、滑台和吻合器夹具，实现吻合器样品具体定位以及精确运动控制；所述吻合器夹具根据所需检测的吻合器的多种类型尺寸定制，固定在滑台上，可提高吻合器检测设备的通用性，克服滑台的运动对所检测吻合器样品位置和角度的影响，无需重复标定；不仅可以保证吻合器样品拍摄表面的平整，克服因动力传动所引起的样品的位置与角度的变化，而且能实现多种类型的吻合器样品的检测，无须多次标定，简化测量程序；在检测装置标定的过程中，视觉系统的环形光源空间位置与光强，镜头、相机的工作距离和焦距可调，从而保证了吻合器样品图像的采集质量。

使用本实用新型对吻合器进行检测时，包括如下步骤：

第一步，在初次使用吻合器检测设备时，需要对其进行标定，包括环形光源的空间位置与光强，镜头、相机的工作距离和焦距的调整；

第二步，将待检测的吻合器样品放置在吻合器夹具特定的凹槽内，对步进电机的运动进行控制，控制视觉系统对正吻合器样品；

第三步，根据所检测吻合器样本的种类，选择与此类吻合器相对应的检测模式，控制视觉系统对待检测的吻合器样品进行图像采集，根据所选择的检测模式，对采集图像进行图像处理；

第四步，对图像处理结果进行综合对比分析，最终确定和输出所检测的吻合器样品的漏针情况(是否漏针；如果漏针，将指明漏针凹槽的具体位置)；

第五步，检测人员根据检测结果，对所检测的吻合器样品进行分类，如果未漏针，将其归类为合格产品，如果漏针，将漏针结果标记在样品上，方便工作人员对其进行修复，待修复完成后，归类为待检测吻合器样品，重新进行漏针检测。

上述第三步～第五步中，视觉系统的图像采集控制、采集图像的算法处理以及吻合器漏针的决策判断等功能，由软件编程实现，不属于本实用新型的内容。

附图说明

图1为本实用新型装置外观示意图；

图2为本实用新型外壳内的器件示意图。

图3为吻合器夹具的立体示意图；

图4为吻合器夹具的左视图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为吻合器夹具的俯视图；

图7为型号AKGWB-25.5管型消化道吻合器样品的安装效果图；

图8为型号AKGZB-34管型痔吻合器样品的安装效果图；

图9为型号AKZFC-45直线型吻合器样品的安装效果图；

图10为型号AKLCB-75直线切割型吻合器样品的安装效果图；

图11为型号AKLCB-100直线切割型吻合器样品的安装效果图；

图12为使用本实用新型的流程示意框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步描述。

如图1、图2所示，本实用新型的实施例，包括外壳001、水平基座112、支架110、视觉系统、步进电机111、滚珠丝杠113、滑台114和吻合器夹具102，

所述外壳001为内部具有空腔的薄壁盒体，外壳001上装有触摸屏002和按钮，外壳001上并开有窗口；

所述水平基座112、支架110、视觉系统、步进电机111、滚珠丝杠113和滑台114均位于外壳001的空腔内；

所述支架110为由一体的立柱和横梁构成的门框式结构，垂直固定于水平基座112上，所述视觉系统固定于所述支架110的横梁中间位置；

所述滚珠丝杠113位于所述支架110的两条立柱之间，固连于水平基座112上并和所述两条立柱呈正交关系，所述滑台114位于滚珠丝杠113上并与滚珠丝杠的滑块固连；所述步进电机111固定于水平基座112上，通过联轴器与滚珠丝杠113连接，从而驱动滑台114沿滚珠丝杠进行直线运动；

所述吻合器夹具101与所述滑台114通过螺钉连接，吻合器夹具101从外壳001上所开的窗口露出，随滑台114进行直线运动时，经过所述视觉系统正下方；

所述控制器用于对步进电机111、视觉系统进行控制，所述触摸屏002用于实现人机交互并显示检测过程中的相应信息。

通过触摸屏002可以完成吻合器检测的相关操作，实现人机交互。外壳001上安装的按钮可以包括急停按钮003、启动按钮004、复位按钮005。开机后，按下复位按钮005，吻合器夹具101复位到初始位置，待检测人员将吻合器样品放置在吻合器夹具101中，通过触摸屏002进行相关设置后，按下启动按钮004，开始执行吻合器的检测，与此同时，检测过程中的相应信息都会在触摸屏002上显示。特别地，当出现错误时，按下急停按钮003，可中止检测程序。

如图2所示，所述视觉系统包括环形光源103、光源座104、镜头105、相机107、相机夹具106、手动角位台108、升降座109；所述环形光源103装于光源座104上，光源座104与所述镜头105滑动连接，能够相对于镜头105垂直移动；所述镜头105安装于相机107前端，镜头的垂直投影位于环形光源103中央；所述相机107通过相机夹具106固定于手动角位台108上，手动角位台108固定于升降座109上，所述升降座109与所述支架110的横梁滑动连接，并能够通过紧定螺丝固定。

所述视觉系统用于采集待检测的吻合器样品图像，其中，环形光源直接影响着采集图像的质量、后续的图像信号处理复杂程度和算法的选择，申请人利用白色环形LED光源，对待检测吻合器样品进行正向照明投射，确保突出目标的特征，保证足够的亮度和稳定性，避免物体位置的变化对成像质量造成影响。通过调整手动角位台和升降座，调整相机的高度和角度。相机选择具有CCD型感光元件和远心镜头的AVT公司Guppy PRO系列数码相机(F-201B/C)，对经吻合器的反射光或折射光进行图像采集。

如图3、图4、图5、图6所示，所述吻合器夹具101的实施例由一体的固定底座和夹持台构成，所述固定底座为矩形扁平块状结构，固定底座具有多个安装孔，用于将吻合器夹具固定于所述滑台114，所述夹持台为矩形块状结构，连接于所述固定底座顶面之上，所述夹持台具有2个二阶台阶圆孔，各二阶台阶圆孔均垂直于所述夹持台顶面，它们的圆心连接线与所述夹持台顶面水平中心线重合，每个二阶台阶圆孔的上孔直径大于下孔直径，分别与待检测的管型吻合器的上下端圆筒直径相同；所述夹持台顶面沿各二阶台阶圆孔的圆心连接线开有凹槽，将所述各二阶台阶圆孔与夹持台侧面连通，所述凹槽的宽度与待检测的条型吻合器的宽度相同。

本实施例中，固定底座长度W1＝84mm，宽度L1＝122mm，夹持台顶端宽度L2＝66mm，夹持台顶面的凹槽宽度L3＝8.5mm，固定底座两侧安装孔间距L4＝36mm，安装孔到固定底座边缘的距离W2＝19mm，同一侧两个安装孔之间的距离W3＝46mm，吻合器夹具整体高度H1＝85mm，固定底座高度H2＝20mm，安装孔直径D1＝6.5mm。

如图5、图6所示，所述吻合器夹具上，所述2个二阶台阶圆孔的上孔具有不同直径和深度，不同二阶台阶圆孔的上孔直径和深度对应于不同尺寸的管型吻合器上端圆筒的直径和深度，以使得待检测的不同尺寸的管型吻合器分别固定于不同二阶台阶圆孔时，不同尺寸的管型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致。

本实施例中，第一个二阶台阶圆孔的上孔直径D2＝34mm，上孔深度H1-H3，上孔底部的高度H3＝36mm，上孔圆心到夹持台一侧边缘的距离W5＝27mm，下孔直径D3＝21mm，下孔顶部的高度H4＝26mm，用于安放管型痔吻合器；第二个二阶台阶圆孔的上孔直径D5＝26mm，上孔深度H1-H5，上孔底部的高度H5＝58mm，上孔圆心到夹持台一侧边缘的距离W4＝66mm，下孔直径D4＝21mm，下孔顶部的高度H6＝53mm，用于安放管型消化道吻合器；

所述吻合器夹具上，所述凹槽在各二阶台阶圆孔之间的连通部分以及二阶台阶圆孔与夹持台侧面的连通部分具有不同深度，对应于待检测的条型吻合器的轴向高度，以使得待检测的条型吻合器固定于凹槽内时，条型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致；如图5中，H7＝24mm，H8＝24mm，H10＝28mm。

本实施例中，所述吻合器夹具上，所述凹槽在第一个二阶台阶圆孔与夹持台侧面的连通部分以及2个二阶台阶圆孔之间的连通部分侧壁具有凹陷，侧壁上凹陷的形状与待检测的条型吻合器的侧面凸起结构的形状相吻合，以固定待检测的条型吻合器；如图5、图6中，一个凹陷最深部深度H9＝14mm，最浅部深度H11＝5mm，该凹陷在一面侧壁凹入宽度W8＝1.5mm，与凹槽相交处圆弧半径Rad4＝1.5mm；在另一面侧壁凹入宽度W11＝1.5mm，凹陷直边端部到第一个二阶台阶圆孔圆心距离W6＝21mm，与凹槽相交处圆弧半径Rad3＝1.5mm。另一个凹陷深度H12＝5mm，该凹陷在一面侧壁凹入宽度W9＝1.5mm，凹陷直边端部到第一个二阶台阶圆孔圆心距离W7＝19.5mm，与凹槽相交处圆弧半径Rad1＝1.5mm；在另一面侧壁凹入宽度W10＝1.5mm，与凹槽相交处圆弧半径Rad2＝1.5mm。

在本实用新型实施例中，以常州某吻合器公司生产的型号AKZFC-45直线型吻合器、型号AKLCB-75、AKLCB-100直线切割型吻合器、型号AKGWB-25.5管型消化道吻合器以及型号AKGZB-34管型痔吻合器为例，上述吻合器夹具101的尺寸是根据待检测的上述5种吻合器样品的几何尺寸所设计的，用于固定待检测的该5种吻合器样品。

H7、H8为直线切割型吻合器凹槽的深度；H9、H11、H12为用于固定直线型吻合器侧面的凹槽的深度；H10是用于固定直线型吻合器底部的凹槽的深度；W6是管型痔吻合器凹槽圆心到固定直线型吻合器侧面的前向凹槽的距离；W7是管型痔吻合器凹槽圆心到固定直线型吻合器侧面的后向凹槽的距离；W8、W11是固定直线型吻合器侧面的前向矩形凹槽的宽度；W9、W10是固定直线型吻合器侧面的后向矩形凹槽的宽度；Rad1、Rad2是用于固定直线型吻合器侧面的后向圆角凹槽的半径；Rad3、Rad4是用于固定直线型吻合器侧面的前向圆角凹槽的半径。

如图7所示，吻合器样品201为型号AKGWB-25.5管型消化道吻合器，其上端圆管直径为26mm，高度为27mm；下端圆管直径为21mm，高度为53mm。吻合器夹具101利用上孔直径为26mm的第二个二阶台阶圆孔来固定吻合器样品201，并保证吻合器样品201安装好后，其上表面高度与吻合器夹具101的上表面高度一致。

如图8所示，吻合器样品202为型号AKGZB-34管型痔吻合器，其上端圆管直径为34mm，高度为49mm；下端圆管直径为21mm，高度为26mm。吻合器夹具101利用上孔直径为34mm的第一个二阶台阶圆孔来固定吻合器样品202，并保证吻合器样品202安装好后，其上表面高度与吻合器夹具101的上表面高度一致。

如图9所示，吻合器样品203为型号AKZFC-45直线型吻合器，其前向高度为28mm，后向高度为24mm，腹端面宽度为8.5mm，其中双侧面宽度各为1.5mm。吻合器夹具101利用深度为24mm及28mm的凹槽及侧面凹陷结合使用来固定吻合器样品203，并保证其上表面高度与吻合器夹具101的上表面高度一致。

图10、图11分别为吻合器样品204和吻合器样品205的安装效果图。在本实用新型实施例中，吻合器样品204为型号AKLCB-75直线切割型吻合器，其高度为24mm，宽度为11.6mm，腹端面宽度为8.5mm；吻合器样品205为型号AKLCB-100直线切割型吻合器，其高度为24mm，宽度为11.6mm，腹端面宽度为8.5mm。由于吻合器样品204、205的顶端上表面大于吻合器夹具顶端凹槽宽度L3，而腹端面宽度恰好等于吻合器夹具101顶端凹槽宽度L3，故吻合器夹具101利用宽度为8.5mm的凹槽以及吻合器样品204、205的顶端上表面结合使用，来固定吻合器样品204、205，并保证二者上表面高度相同。

如图12所示，为吻合器检测设备的检测流程图。先将待检测的吻合器样品放入吻合器夹具的凹槽中；根据所检测吻合器样品的类型，在吻合器检测设备触摸屏002中，选择与此类吻合器相对应的检测模式；启动检测，吻合器检测设备通过动力传送装置控制滚珠丝杠线性模组运动，从而实现吻合器夹具的线性运动；视觉系统对吻合器夹具上的吻合器样品进行图像采集；吻合器检测设备对所采集到的图像数据进行图像处理；吻合器检测设备将根据图像处理的结果，进行漏针决策；如果未漏针，将其归类为合格产品；如果漏针，将其归类为不合格产品，并将漏针结果(漏针数目及位置)标记在样品上，工作人员对其进行修复，待修复完成后，归类为待检测吻合器样品，重新进行漏针检测。

Claims (6)

1.一种吻合器检测设备，包括外壳(001)、水平基座(112)、支架(110)、视觉系统、步进电机(111)、滚珠丝杠(113)、滑台(114)、吻合器夹具(102)和控制器，其特征在于：

所述外壳(001)为内部具有空腔的薄壁盒体，外壳(001)上装有触摸屏(002)和按钮，外壳(001)上并开有窗口；

所述水平基座(112)、支架(110)、视觉系统、步进电机(111)、滚珠丝杠(113)、滑台(114)和控制器均位于外壳(001)的空腔内，所述控制器通过导线分别与触摸屏(002)和按钮电气连接；

所述支架(110)为由一体的立柱和横梁构成的门框式结构，垂直固定于水平基座(112)上，所述视觉系统固定于所述支架的横梁中间位置，

所述滚珠丝杠(113)位于所述支架(110)的两条立柱之间，固连于水平基座(112)上并和所述两条立柱呈正交关系，所述滑台(114)位于滚珠丝杠(113)上并与滚珠丝杠的滑块固连；所述步进电机(111)固定于水平基座(112)上，通过联轴器与滚珠丝杠(113)连接，从而驱动滑台(114)沿滚珠丝杠进行直线运动；

所述吻合器夹具(101)与所述滑台(114)通过螺钉连接，吻合器夹具(101)从外壳(001)上所开的窗口露出，随滑台(114)进行直线运动时，经过所述视觉系统正下方；

所述控制器用于对步进电机(111)、视觉系统进行控制，所述触摸屏用于实现人机交互并显示检测过程中的相应信息。

2.如权利要求1所述的吻合器检测设备，其特征在于：

所述视觉系统包括环形光源(103)、光源座(104)、镜头(105)、相机(107)、相机夹具(106)、手动角位台(108)、升降座(109)；所述环形光源(103)装于光源座(104)上，光源座(104)与所述镜头(105)滑动连接，能够相对于镜头(105)垂直移动；所述镜头(105)安装于相机(107)前端，镜头的垂直投影位于环形光源(103)中央；所述相机(107)通过相机夹具(106)固定于手动角位台(108)上，手动角位台(108)固定于升降座(109)上，所述升降座(109)与所述支架(110)的横梁滑动连接，并能够通过紧定螺丝固定。

3.如权利要求1或2所述的吻合器检测设备，其特征在于：

所述吻合器夹具(101)由一体的固定底座和夹持台构成，所述固定底座为矩形扁平块状结构，固定底座具有多个安装孔，用于将吻合器夹具固定于所述滑台(114)，所述夹持台为矩形块状结构，连接于所述固定底座顶面之上，所述夹持台具有多个二阶台阶圆孔，各二阶台阶圆孔均垂直于所述夹持台顶面，它们的圆心连接线与所述夹持台顶面水平中心线重合，每个二阶台阶圆孔的上孔直径大于下孔直径，分别与待检测的管型吻合器的上下端圆筒直径相同；所述夹持台顶面沿各二阶台阶圆孔的圆心连接线开有凹槽，将所述各二阶台阶圆孔与夹持台侧面连通，所述凹槽的宽度与待检测的条型吻合器的宽度相同。

4.如权利要求3所述的吻合器检测设备，其特征在于：

所述吻合器夹具上，所述多个二阶台阶圆孔的上孔具有不同直径和深度，不同二阶台阶圆孔的上孔直径和深度对应于不同尺寸的管型吻合器上端圆筒的直径和深度，以使得待检测的不同尺寸的管型吻合器分别固定于不同二阶台阶圆孔时，不同尺寸的管型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致。

5.如权利要求3所述的吻合器检测设备，其特征在于：

所述吻合器夹具上，所述凹槽在各二阶台阶圆孔之间的连通部分以及二阶台阶圆孔与夹持台侧面的连通部分具有不同深度，对应于待检测的条型吻合器的轴向高度，以使得待检测的条型吻合器固定于凹槽内时，条型吻合器检测表面的水平高度与所述夹持台顶面的水平高度保持一致。

6.如权利要求5所述的吻合器检测设备，其特征在于：

所述吻合器夹具上，所述凹槽在各二阶台阶圆孔之间的连通部分侧壁具有凹陷，侧壁上凹陷的形状与待检测的条型吻合器的侧面凸起结构的形状相吻合，以固定待检测的条型吻合器。