專利名稱：微創(chuàng)醫(yī)療裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，利用于ー工具端上所設置的偵測單元，經由信號處理模塊傳送并透過信息控制模塊判斷比對是否驅動位于操作端上的ー警示裝置產生ー警示，以達到通知使用者(醫(yī)生)加以注意的目的。
背景技術：
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微創(chuàng)手術一向都與現(xiàn)代科技緊密相連，在新科技廣泛使用于病人前，確立新儀器的安全性是非常重要的。內視鏡外科所帶來微創(chuàng)手術(Minimally Invasive Surgery,MIS)的觀念，是透過內視鏡及各種影像技木，使外科醫(yī)師在無須對患者造成巨大傷ロ的情況下施行手術，對于傳統(tǒng)的外科帶來了巨大的改變及沖擊。內視鏡外科正是現(xiàn)代科技發(fā)展造福醫(yī)療健康的最好寫照，近年來，一些新醫(yī)療科技發(fā)展出的器械使得ー些原本內視鏡外科不可能執(zhí)行的手術都陸續(xù)成為可能。內視鏡微創(chuàng)手術目前在醫(yī)界中發(fā)展蓬勃，外科醫(yī)師只須通過幾個小傷ロ，便能將內視鏡及各種微創(chuàng)手術器械放入人體，替代傳統(tǒng)需要偌大傷口才能完成的手術，能減少手術對組織帶來的創(chuàng)傷和出血，使病人在術后能較快康復、較早出院，微小的傷ロ也不至于影響外觀，使傷ロ痛苦和感染機會大幅降低。基本上，微創(chuàng)外科手術是透過小的切ロ所進行的外科手術，通常是藉由顯微鏡或者是內視鏡顯像來進行，透過某種非常小的CAM或是攝影鏡頭用以觀看身體的內部。也就是說，內視鏡原理是將攝影裝置經由ー個細長的鏡頭連結電纜和光源機，光源機可透過鏡頭提供光源，照亮欲見物體的視野，電纜則連結攝影裝置與電視屏幕顯示欲見的物體。但是，僅以視覺的方式于屏幕上判別身體內部的組織種類顯然是不夠的，例如神經、血管、尿管、腹膜等，尤其伸入于具有積血或血肉模糊處的人體組織中往往無法經由肉眼分辨而產生視覺誤判，使手術上的風險相對提高。因此，本發(fā)明揭露ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，在微創(chuàng)手木工具的前端增設ー偵測單元來感測應力、應變、壓力、溫度或震動等信號，并將這些感測到的信號傳送至一信息控制模塊進行比對判讀后，再加以可視化顯示于屏幕上或是以其它警示方式來通知執(zhí)行手術的醫(yī)師。藉此在進行微創(chuàng)手術的過程中，醫(yī)師將可不再只憑自身感覺來進行手術，而是可以參考屏幕上所可視化顯示的應力、應變、壓力、溫度或震動等信號或是其它警示方式，來得知病患體內或是手術工具前端的狀態(tài)，達到令手術過程更精確、更安全，也更易于實施的功效。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是在于提供ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，利用于ー工具端上所設置的偵測單元將該工具端所接觸的數(shù)據(jù)轉換成ー電子信號，且經由信號處理模塊傳送并透過該信息控制模塊判斷是否驅動位于操作端上的ー警示裝置產生ー警示，以達到通知使用者(醫(yī)生)加以注意的目的。為達上述的目的，本發(fā)明提供了ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其包括有一工具端、一操作端、一偵測單元、一信號處理模塊、一信息控制模塊，以及ー警示裝置。該操作端控制該エ具端進行動作，該偵測單元設置于該工具端之上；該信號處理模塊與該偵測單元電性連接；該信息控制模塊與該信號處理模塊電性連接；該警示裝置設置于該操作端之上。利用該エ具端上的偵測單元將該工具端所接觸的數(shù)據(jù)轉換成ー電子信號，且經由該信號處理模塊傳送并透過該信息控制模塊判斷是否驅動該警示裝置產生ー警示以通知該操作端上的使用者。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖I為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的操作流程示意圖；圖2為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的配置示意圖；圖3為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的實施狀態(tài)示意圖；圖4為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的生物模型試驗的應カ與應變關系圖的示意圖；圖5為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置另ー較佳實施例的實施狀態(tài)示意圖。圖號說明1 微創(chuàng)醫(yī)療裝置；11 工具端；111 上顎夾；112 下顎夾；12 操作端；121 環(huán)形指套；122 環(huán)形指套；13 偵測単元；14 信號處理模塊；141 角度量測器；143 集線器；15 信息控制模塊；151 資料擷取器；152 回饋單元；153 控制電路；154 電源供應器；155 信號擴大器；16 警不裝置。
具體實施例方式為了能更清楚地描述本發(fā)明所提出的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，以下將配合圖標詳細說明的。請參閱圖I、圖2所示，圖I、圖2分別為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的操作流程示意圖和配置示意圖。其中，本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I通常使用于醫(yī)學臨床上的微創(chuàng)外科手術中使用的器具，其包括有一工具端11、一操作端12、一偵測單元13、一信號處理模塊14、一信息控制模塊15，以及ー警示裝置16，也就是利用本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I進行生物體軟組織的夾持、切割或修補，透過該工具端11上所設置的偵測單元13將該工具端11所接觸的生物體軟組織的狀態(tài)數(shù)據(jù)轉換成ー電子信號，且經由該信號處理模塊14傳送并透過該信息控制模塊15內所建文件的數(shù)據(jù)庫加以比對，進一歩判斷該工具端11上是否接觸到并非要處理的生物體軟組織(例如神經、血管、尿管等)，倘若是，則透過該信息控制模塊15驅動位于該操作端12上的警示裝置16，以觸覺感應的方式或是其它種類的警示方式(例如但不局限于以警示燈產生警示光、以揚聲器產生警示聲響、以震動組件產生震動、以電擊組件產生微弱電擊等等)來產生ー警示，進而通知執(zhí)行手術的醫(yī)事人員使用時能實時加以辨別。該工具端11可以是一刀具、ー鉗具或ー夾具，或是其它目前已知悉用的微創(chuàng)醫(yī)療器械中用來接觸生物體的前端工具。該操作端12與該工具端11相連接并可控制該工具端11進行機械性動作。于本發(fā)明的一較佳實施例中，該偵測単元13設置于該工具端11之上，用以感測該工具端11所接觸的物體狀態(tài)；而該警示裝置16則設置于該操作端12之上，令使用者(醫(yī)生)控制該操作端12時可同時接觸到該警示裝置16。該偵測單元13可以是一壓カ規(guī)、一應變規(guī)(strain gauge)或已知習用的力量傳感器(如超音波等)其中之一。該信號處理模塊14設置于該操作端12之上，并與該偵測単元13電性連接。該信號處理模塊14包括一角度量測器141、，以及ー集線器143。其中，該角度量測器141用以量化該操作端12的開合角度。該信號處理模塊14可透過ー排線、ー纜線或是一光纖等是有線連接方式，或是透過紅外線、藍牙、無線局域網絡(WLAN)等無線傳輸方式，來與該信息控制模塊15進行電性連接或信息的整合連結。該信息控制模塊15更包括有一數(shù)據(jù)擷取器151、一回饋單元152、ー控制電路153、ー電源供應器154，以及一信號擴大器155。透過該數(shù)據(jù)擷取器151將來自該信號處理模塊14的電子信號傳遞至該控制電路153，并經由該控制電路153判斷后決定是否啟動該回饋單元152，令該操作端12上的該警示裝置16通知使用者(醫(yī)生)。請參閱圖3并配合圖2所示，圖3為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的實施狀態(tài)示意圖。其中，于本實施例中，該工具端11為ー鉗具(以下該工具端稱之為鉗具)，而該鉗具11包括·有一上顎夾111和一下顎夾112所組合而成。該偵測単元13為ー應變規(guī)(以下該偵測單元稱的為應變規(guī))，其至少設置于該鉗具11的該上顎夾111或該下顎夾112其中之一的末端處之上，亦可于該上顎夾111及該下顎夾112之上同時設置，用以偵測該鉗具11接觸某軟組織時所產生的壓カ或應カ信號，并且于該鉗具11末端處包含該上或下顎夾111、112上所設置的該應變規(guī)13均具有防水和防滲漏的設計。此外，控制該鉗具11所連結的另一端也就是該操作端12為兩環(huán)形指套121、122交所構成的交叉狀剪刀柄結構，分別提供使用者(醫(yī)生)的拇指與食指套入并進而控制該鉗具11的該上顎夾111及該下顎夾112進行開/閉的夾合動作。該信號處理模塊14的該角度量測器141可以是透過ー傳動軸或是ー齒輪組其中之ー結合于兩環(huán)形指套121、122呈交叉狀的軸心處，進一歩使該傳動軸或是齒輪組得以將兩環(huán)形指套121、122開/閉合的程度(亦即該鉗具11的該上顎夾111及該下顎夾112開/閉合的角度)經由該角度量測器141予以量化后，經由該集線器143將電子信號傳送至該信息控制模塊15上。當然，在此同時也可一井將該鉗具11上所設的該應變規(guī)13感測的應力與應變信號透過該集線器143匯整后傳送至該信息控制模塊15上進ー步判讀比對分析。該信息控制模塊15透過電源供應器154以提供該數(shù)據(jù)擷取器151、回饋單元152、控制電路153，以及信號擴大器155所需的必要電カ來源。該數(shù)據(jù)擷取器151將來自該信號處理模塊14所搜集的角度、應力、應變等信號經信號擴大器155予以放大后傳遞至該控制電路153進行判別辨識。于本實施例中，該回饋単元152為ー氣閥(以下該回饋単元稱之為氣閥)，該氣閥152與ー氣瓶或是一空氣幫浦(圖中未示)其中之ー相連接，并可經由該控制電路153透過電子信號控制的方式操作該氣閥152開啟與否。該控制電路153可以是一計算機終端機或一分析儀其中之一(以下該控制電路稱之為計算機終端機)，該計算機終端機153基本上必須具備有一分析軟件、一數(shù)據(jù)庫，以及ー屏幕，且透過該數(shù)據(jù)擷取器151將所搜集的信號數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)庫中所內建眾多不同實施狀態(tài)(手術環(huán)境)下生物模型試驗所呈現(xiàn)的軟組織應カ與應變關系圖加以透過該分析軟件進行判讀比對，并將所搜集的信號數(shù)據(jù)以圖形化視覺的方式呈現(xiàn)于該屏幕之上。該警示裝置16為ー氣動組件或是ー氣囊其中之一(以下該警示裝置稱之為氣囊)，并與該信息控制模塊15的該氣閥152相連結，令該氣瓶或是該空氣幫浦得以接受來自于該計算機終端機153的判斷命令開啟該氣閥152將氣體充填至該氣囊16之中。其中，該氣囊16設置于該操作端12的兩環(huán)形指套121、122其中之一。于本實施例中，該氣囊16設置于該兩環(huán)形指套121、122其中之一的內緣處，并與套入于兩環(huán)形指套121、122內的使用者(醫(yī)生)的手指皮膚表面進行接觸。如圖3所示，該氣囊16通常設置于供拇指套附的該環(huán)形指套121內，以填充氣體的方式將該氣襄16予以充氣，藉以使該氣囊16產生ー預設的膨脹壓力直接接觸于使用者(醫(yī)生)伸于該環(huán)形指套121內的該拇指表面，以達到警示的作用。為了避免氣囊16膨脹過大會影響使用者(醫(yī)生)的手術操作，或是因氣囊16膨脹不足而無法達到警示效果，該氣囊16的膨脹程度應被加以規(guī)范。于本實施例中，在該氣囊16經充氣后膨脹程度的尺寸范圍可以是Imm 2mm為較佳，且該氣囊16充氣力量回饋的上限為700mN ;此外，該氣囊16充氣警示的時間的頻率與次數(shù)可經由該信息控制模塊15予以設定其時間的長短。請參閱圖4并參考圖2、圖3所示，圖4為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的生物模型試驗的 應カ與應變關系圖的ー示意圖。其中，于該計算機終端機153的該數(shù)據(jù)庫中預存眾多有關于醫(yī)療相關的實驗數(shù)據(jù)檔案和不同的生物模型實驗的樣本數(shù)據(jù)，以提供于不同微創(chuàng)手術環(huán)境下所面臨的各種不同的軟組織的數(shù)據(jù)樣本參考。舉例來說，當本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I的該鉗具11夾持某一軟組織使該軟組織持續(xù)變形吋，該上顎夾111及該下顎夾112上的該應變規(guī)13所感測產生的應カ或應變信號經該分析軟件換算后將所感測的數(shù)據(jù)記錄于該數(shù)據(jù)庫中并于屏幕上顯示應力與應變關系圖，并且亦可經由該計算機終端機153的分析軟件針對該應變規(guī)13感測的數(shù)據(jù)對應于該數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有如圖4所示的有關生物模型試驗的應カ與應變關系圖，以判別該鉗具11所夾持為何種軟組織。是以因應眾多不同手術環(huán)境情況下的軟組織的種類以及應カ與應變關系圖所成立的該數(shù)據(jù)庫檔案來比對與判別目前該鉗具11所夾持的軟組織的種類與型態(tài)，進而以應カ與應變關系圖的方式呈現(xiàn)于該屏幕之上，并同時控制該氣閥152是否予以啟動該氣囊16以通知使用者(醫(yī)生)該鉗具11目前所夾持的是否為正確夾持的軟組織。進ー步舉例來說，于生物模型試驗的應カ與應變關系圖中樣本組織A以及樣本組織B分別代表著同一手術環(huán)境下的不同種類的兩款軟組織型態(tài)，當然有更多種不同的組織同時存在于同一手術環(huán)境中，在此僅以樣本組織A以及樣本組織B代表做比較。由于不同的軟組織型態(tài)(例如腹膜、尿道、血管、神經...等)其軟硬程度經該鉗具11夾持后由該應變規(guī)13所感測出各有不同的力量大小反應并且轉換成電子信號，透過信號放大后也同時會有呈現(xiàn)不同的應カ與應變信號所構成的曲線反應，更可藉由其信號曲線的差異進一歩透過該計算機終端機153記錄于該數(shù)據(jù)庫預先建文件以提供日后不同手術環(huán)境的微創(chuàng)手術辨識比對該鉗具11所夾持的組織的種類。例如，樣本組織A和樣本組織B在相同的應變strain大小之下所呈現(xiàn)的應カStress(Pa)大小就截然不同，顯然的，于該計算機終端機153的該數(shù)據(jù)庫中與手術環(huán)境相關(類似圖4)的應カ與應變關系圖中可輕易發(fā)現(xiàn)，樣本組織A于相同條件的應變數(shù)據(jù)大小下所呈現(xiàn)的應カ會比樣本組織B的應カ較為大，也正意謂著樣本組織A的軟硬度大于該樣本組織B。舉例來說，以血管與神經兩種軟組織為例，樣本組織A即代表為相對較硬的「血管組織」，而樣本組織B即代表為相對較軟的「神經組織」。而于樣本組織A曲線(血管組織)和樣本組織B曲線(神經組織)的間虛擬有該樣本組織A曲線與該樣本組織B曲線的數(shù)據(jù)平均值所構成的一平均曲線X以供辨識參考的分界線，使得該平均曲線X將樣本組織A (血管組織)和樣本組織B (神經組織)于應カ與應變關系圖中大致區(qū)分成第I區(qū)和第II區(qū)。換句話說，本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I于施行某特定手術環(huán)境下的微創(chuàng)手術時，會于該計算機終端機153的該數(shù)據(jù)庫取出符合本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I所施行微創(chuàng)手術的相關生物模型試驗的應カ與應變關系圖(類似圖4所示)以供比對辨識，使該鉗具11所夾持軟組織的應カ與應變數(shù)據(jù)經由該應變規(guī)13的感測量化后，透過該信號處理模塊14的該集線器143將電子信號藉由該數(shù)據(jù)擷取器151傳遞至該計算機終端機153內進而呈現(xiàn)于該屏幕之上，并經由該計算機終端機153與所執(zhí)行的微創(chuàng)手術相關生物模型試驗的應カ與應變關系圖加以比對，倘若其應カ數(shù)據(jù)落于該第I區(qū)時，即判斷為樣本組織A(血管組織)；此外，倘若其應カ數(shù)據(jù)落于該第II區(qū)時，則判斷為樣本組織B(神經組織)。于本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置I的操作實例上而言，當該鉗具11所夾持或碰觸的軟組織·為樣本組織B (神經組織)吋，隨即經由該計算機終端機153內所預設警示的樣本組織(神經組織)經判斷辨識后啟動該氣閥152，令該操作端12上的該氣囊16于一定的時間與頻率內進行充氣膨脹的動作，進而觸動并通知使用者(醫(yī)生)位于該操作端12的該環(huán)形指套121以觸動其拇指表面皮膚，以觸覺的方式告知使用者(醫(yī)生)目前該鉗具11所夾持或碰觸的軟組織為樣本組織B (神經組織)，也避免于手術時切斷或傷害神經組織的風險。相反的，當該鉗具11所夾持或碰觸的軟組織為樣本組織A(血管組織)吋，由于并非是預設警示的樣本組織型態(tài)，因此該氣閥152則不會動作呈現(xiàn)關閉狀態(tài)。請參閱圖5所示，圖5為本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置另ー較佳實施例的實施狀態(tài)示意圖。其中，由于圖5的本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置另ー較佳實施例其大體上與圖2所示的實施例類似，故相同的組件與結構以下將不再贅述。本發(fā)明的另ー較佳實施例的微創(chuàng)醫(yī)療裝置與前述圖2實施例的不同點在于，該警示裝置16可以是ー震動組件且設置于該操作端12的該環(huán)形指套121內緣，透過細微震動的方式觸動使用者(醫(yī)生)的拇指表面，達到提醒警示的功能。此外，該信號處理模塊14與該信息控制模塊15間可以是透過ー無線傳輸方式將該電子信號進行雙向傳輸。該無線傳輸方式可以是紅外線、藍牙、無線局域網絡(WLAN)等悉知無線傳輸方式其中之一。綜上所述，本發(fā)明微創(chuàng)醫(yī)療裝置的ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置I其包括有一工具端11、一操作端12、ー偵測單兀13、一信號處理模塊14、一信息控制模塊15,以及ー警不裝置16。該操作端12控制該工具端11進行機械化動作，該偵測単元13設置于該工具端11之上，用以感測該工具端13所接觸的軟組織并產生一應カ電子信號傳送至該信號處理模塊14 ;該信號處理模塊14與該信息控制模塊15電性連接；該警示裝置16設置于該操作端12之上。經由該信號處理模塊14傳送并透過該信息控制模塊15比對數(shù)據(jù)庫中相關手術環(huán)境下的生物模型試驗的應カ與應變關系圖，利用不同軟組織間各別的不同硬度差異，藉此辨識該エ具端11是否夾持或接觸所預設警示的軟組織，進一歩判斷是否驅動該警示裝置16以輔助通知該操作端12上的使用者(醫(yī)生)，達到避免于手術中誤判的效果。以上所述之實施例不受限于本發(fā)明之可應用范圍，本發(fā)明之保護范圍應以本發(fā)明之申請專利范圍內容所界定技術精神及其均等變化所涵括之范圍為主者。即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發(fā)明之要義所在，亦不脫離本發(fā)明之精神和范圍，故都應視為本發(fā)明的進ー步實施狀況?！?br>
權利要求
1.ー種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其包括有 一工具端； 一操作端，控制該工具端進行動作； 一偵測單元，設置于該工具端之上；利用該工具端上的偵測單元將該工具端所接觸的一物體狀態(tài)數(shù)據(jù)轉換成ー電子信號； 一信號處理模塊，與該偵測単元電性連接； ー警示裝置，用以產生ー警示；以及 一信息控制模塊，可與該信號處理模塊進行信號傳輸；該信號處理模塊可將該電子信號傳輸給該信息控制模塊，并由該信息控制模塊根據(jù)所傳輸來的該電子信號來判斷是否驅動該警示裝置來產生該警示。
2.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該工具端是一刀具、ー鉗具，或一夾具其中之一。
3.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該偵測單元是一壓カ規(guī)、一應變規(guī)或一超音波其中之一。
4.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該信號處理模塊包括一角度量測器以及ー集線器；其中，該角度量測器用以量化該工具端的開合角度。
5.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該信息控制模塊更包括有一數(shù)據(jù)擷取器、一回饋單元、ー控制電路、一信號擴大器、以及ー電源供應器；其中，透過該數(shù)據(jù)擷取器將來自該信號處理模塊的該電子信號經信號擴大器放大后傳遞至該控制電路，并經由該控制電路判斷后決定是否啟動該回饋單元，進而令該警示裝置產生該警示。
6.如權利要求5所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該回饋單元是ー氣閥；該警示裝置設置于該操作端上且ー氣動組件或一氣囊其中之一；該控制電路是一計算機終端機或一分析儀其中之一。
7.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該警示裝置是ー震動組件、ー警示燈、一揚聲器或一電擊組件其中之一。
8.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該工具端的末端處具有防水和防滲漏的設計。
9.如權利要求I所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該信號處理模塊與該信息控制模塊間透過ー無線傳輸方式將該電子信號進行傳輸。
10.如權利要求9所述的微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其中，該無線傳輸方式是紅外線、藍牙、無線局域網絡其中之一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微創(chuàng)醫(yī)療裝置，其包括有一工具端、一操作端、一偵測單元、一信號處理模塊、一信息控制模塊、以及一警示裝置。該操作端控制該工具端進行動作，該偵測單元設置于該工具端之上；該信號處理模塊與該偵測單元電性連接；該信息控制模塊與該信號處理模塊電性連接；該警示裝置設置于該操作端之上。利用該工具端上的偵測單元將該工具端所接觸的數(shù)據(jù)轉換成一電子信號，且經由該信號處理模塊傳送并透過該信息控制模塊判斷是否驅動該警示裝置產生一警示以通知該操作端上的使用者。
文檔編號A61B17/00GK102835977SQ201110166848
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者張詠翔, 蕭兆呈, 盧彥文 申請人:達華國際股份有限公司