本公開涉及外科裝置。更具體而言，本公開涉及用于執(zhí)行外科規(guī)程的手持式機(jī)電外科系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、一種類型的外科裝置為線性夾持、切割和縫合裝置。外科手術(shù)中可采用此類裝置以從胃腸道切除癌變或異常的組織。傳統(tǒng)的線性夾持、切割和縫合器械包括具有細(xì)長軸和遠(yuǎn)側(cè)部分的手槍握把式結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)側(cè)部分包括一對(duì)剪刀式握持元件，該剪刀式握持元件夾持組織，例如管狀組織的開口端。在這個(gè)裝置中，兩個(gè)剪刀式握持元件中的一個(gè)剪刀式握持元件，諸如砧座部分，相對(duì)于整體結(jié)構(gòu)移動(dòng)或樞轉(zhuǎn)，而另一個(gè)握持元件相對(duì)于整體結(jié)構(gòu)保持固定。這個(gè)剪切裝置的致動(dòng)（砧座部分的樞轉(zhuǎn)）由維持在手柄中的握持觸發(fā)器控制。

2、除了剪切裝置之外，遠(yuǎn)側(cè)部分還包括縫合機(jī)構(gòu)。剪切機(jī)構(gòu)的固定握持元件包括縫釘倉盒接納區(qū)域和用于驅(qū)動(dòng)縫釘向上穿過管狀組織的夾持端抵靠砧座部分從而密封先前打開端的機(jī)構(gòu)。剪切元件可與該軸一體地形成，或者可以是可拆卸的，使得各種剪切和縫合元件可以互換。

3、在手動(dòng)外科裝置中，用戶需要使用兩只手將縫合器定位在期望的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)位置。用戶還需要多次擠壓和釋放手柄（取決于裝載單元的長度）以夾持裝載單元，并且沿著裝載單元推進(jìn)刀。當(dāng)?shù)竭_(dá)端部停止點(diǎn)時(shí)，手柄不能再被擠壓。在擊發(fā)完成之后，常常再需要第二只手縮回刀并且松開縫合的組織。

4、在這些智能的電池動(dòng)力的縫合裝置內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)和信息提供了收集臨床數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)改進(jìn)以改進(jìn)患者治療效果的能力。然而，仍然有需要更好地評(píng)估影響縫釘形成和刀移動(dòng)的條件以建立更智能的縫合算法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在本公開的一個(gè)方面，呈現(xiàn)了一種用于控制外科裝置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括在規(guī)程期間訪問由外科裝置的傳感器捕獲的原始數(shù)據(jù)，并且用濾波器過濾該數(shù)據(jù)。該濾波器包括移動(dòng)式最小濾波器。該方法還包括：基于原始數(shù)據(jù)與濾波后的數(shù)據(jù)之間的差生成差數(shù)據(jù)；基于確定差數(shù)據(jù)的幅度最后從非零幅度值穿過零幅度值到相反符號(hào)的非零幅度值的時(shí)間點(diǎn)生成過零數(shù)據(jù)；將過零數(shù)據(jù)作為輸入提供給機(jī)器學(xué)習(xí)分類器；以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類器預(yù)測(cè)端部停止點(diǎn)的概率。端部停止點(diǎn)可包括外科裝置的刀暫停切割組織的時(shí)間點(diǎn)。

2、在一些方面，原始數(shù)據(jù)可以包括被配置為控制外科裝置的電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)脈寬調(diào)制（pwm）信號(hào)。

3、在一些方面，該方法還可包括控制電機(jī)以防止刀的進(jìn)一步移動(dòng)。

4、在一些方面，該差數(shù)據(jù)可包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

5、在一些方面，該方法還可包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定外科裝置的端部執(zhí)行器的安全性或功效中的至少一者。

6、在一些方面，該方法還可包括基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定是否形成縫釘。

7、在一些方面，該方法還可包括基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定外科裝置的滑動(dòng)件的存在。

8、在一些方面，該方法還可包括處理原始數(shù)據(jù)以確定原始數(shù)據(jù)的均方根值、形狀因數(shù)和/或波峰因數(shù)；以及向機(jī)器學(xué)習(xí)分類器輸入確定的原始數(shù)據(jù)的均方根值、形狀因數(shù)和/或波峰因數(shù)。

9、在一些方面，機(jī)器學(xué)習(xí)分類器可包括決策樹。

10、在本公開的一個(gè)方面，呈現(xiàn)了一種用于控制外科裝置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括外科縫合裝置，該外科縫合裝置包括被配置為感測(cè)信號(hào)的傳感器，該信號(hào)被配置為控制外科縫合裝置的電機(jī)。該外科縫合裝置包括至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)器。該至少一個(gè)存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，該指令使得該系統(tǒng)訪問在規(guī)程期間由外科裝置的傳感器捕獲的原始數(shù)據(jù)；過濾原始數(shù)據(jù)，該濾波器包括移動(dòng)式最小濾波器；基于原始數(shù)據(jù)與濾波后的數(shù)據(jù)之間的差生成差數(shù)據(jù)；基于確定差數(shù)據(jù)的幅度最后從非零幅度值穿過零幅度值到相反符號(hào)的非零幅度值的時(shí)間點(diǎn)生成過零數(shù)據(jù)；將過零數(shù)據(jù)輸入到機(jī)器學(xué)習(xí)分類器；基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類器預(yù)測(cè)端部停止點(diǎn)的概率，其中該端部停止點(diǎn)包括外科裝置的刀暫停切割組織的時(shí)間點(diǎn)。

11、在一些方面，外科縫合裝置還可包括被配置為切割組織的刀和被配置為推進(jìn)刀的電機(jī)。原始數(shù)據(jù)可包括被配置為控制外科縫合裝置的電機(jī)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。

12、在一些方面，該指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)還可使得該系統(tǒng)基于所預(yù)測(cè)的概率確定外科縫合裝置的端部執(zhí)行器的安全性和/或功效。

13、在一些方面，該指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)還可使得該系統(tǒng)基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定外科縫合裝置的縫釘是否形成。

14、在一些方面，該指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)還可使得該系統(tǒng)處理原始數(shù)據(jù)以確定該信號(hào)的均方根值、形狀因數(shù)和/或波峰因數(shù)；以及向機(jī)器學(xué)習(xí)分類器輸入確定的該信號(hào)的均方根值、形狀因數(shù)和/或波峰因數(shù)。

15、在本公開的一個(gè)方面，一種用于控制外科裝置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：在規(guī)程期間訪問由外科裝置的傳感器捕獲的原始數(shù)據(jù)；選擇原始數(shù)據(jù)的窗口，其中該窗口被配置為使原始數(shù)據(jù)非周期性；從加窗數(shù)據(jù)提取特征；將所提取的特征輸入到機(jī)器學(xué)習(xí)算法；基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類器預(yù)測(cè)外科裝置的滑動(dòng)件存在的概率。傳感器包括安培計(jì)、加速度計(jì)、慣性測(cè)量單元和/或應(yīng)變儀。

16、在一些方面，所提取的特征可包括外科裝置的電機(jī)的平均電流和/或施加在電機(jī)上的力。

17、在一些方面，原始數(shù)據(jù)可包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

18、在一些方面，該方法還可包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定外科裝置的端部執(zhí)行器的安全性或功效中的至少一者。

19、在一些方面，該方法還可包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定外科裝置的縫釘形成的概率。

20、在一些方面，該方法還可以包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定外科裝置的滑動(dòng)件的存在，并且在沒有確定滑動(dòng)件存在的情況下，禁止擊發(fā)外科裝置。

技術(shù)特征：

1.一種用于控制外科裝置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述原始數(shù)據(jù)包括被配置為控制所述外科裝置的電機(jī)的pwm信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括控制所述電機(jī)以防止所述外科裝置的進(jìn)一步移動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述差數(shù)據(jù)包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定所述外科裝置的端部執(zhí)行器的安全性或功效中的至少一者。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定所述外科裝置的縫釘是否形成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定所述外科裝置的滑動(dòng)件的存在。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述機(jī)器學(xué)習(xí)分類器包括決策樹。

10.一種用于控制外科裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述外科縫合裝置還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述指令在由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)進(jìn)一步使所述系統(tǒng)基于所預(yù)測(cè)的概率確定所述外科縫合裝置的端部執(zhí)行器的安全性或功效中的至少一者。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述指令在由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)進(jìn)一步使所述系統(tǒng)基于所預(yù)測(cè)的端部停止點(diǎn)概率確定所述外科縫合裝置的縫釘是否形成。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述指令在由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)進(jìn)一步使所述系統(tǒng)：

15.一種用于控制外科裝置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所提取的特征包括所述外科裝置的電機(jī)的平均電流或施加在所述電機(jī)上的力中的至少一者。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，其中所述原始數(shù)據(jù)包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定所述外科裝置的端部執(zhí)行器的安全性或功效中的至少一者。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括基于所預(yù)測(cè)的概率確定所述外科裝置的縫釘形成的概率。

20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
一種用于控制外科裝置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：在規(guī)程期間訪問由該外科裝置的傳感器捕獲的原始數(shù)據(jù)；用濾波器過濾該原始數(shù)據(jù)；基于該原始數(shù)據(jù)與濾波后的數(shù)據(jù)之間的差生成差數(shù)據(jù)；基于確定該差數(shù)據(jù)的幅度最后從非零幅度值穿過零幅度值到相反符號(hào)的非零幅度值的時(shí)間點(diǎn)生成過零數(shù)據(jù)；將該過零數(shù)據(jù)作為輸入提供給機(jī)器學(xué)習(xí)分類器；以及基于該機(jī)器學(xué)習(xí)分類器預(yù)測(cè)端部停止點(diǎn)的概率。該端部停止點(diǎn)包括該外科裝置的刀暫停切割組織的時(shí)間點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：A·M·米耶斯,B·K·薩達(dá)南丹,C·K·伊文思,R·H·科納普,N·L·瓦蘇德萬加拉賈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：柯惠有限合伙公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6