[发明专利]外科手术钳的手柄握力测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种握力测量系统，尤其是一种用于外科手术钳的手柄握力测量系统。

背景技术

手术器械是医生在外科手术中必不可少的工具。近年来，无创和微创外科手术正在取代多种标准的手术方式。针对于不同的手术、不同部位的手术，外科手术钳的生产企业也能够生产出各种各样的外科手术钳，能够达到手术的目的。近年来随着人因工程的发展，人们越来越多地考虑工具使用者的舒适度。

如何从外科医生使用外科手术钳的舒适度出发，来考虑外科手术钳的手柄部位的握力。并利用现代新型的传感器技术，提供可靠的测试方案，研究如何较准确地测量各种类型的外科手术钳的手柄握力，从而对外科手术钳的生产提供指导，生产出工艺更加优良的、更加符合人因工程设计的、外科医生使用更加舒适的外科手术钳。

发明内容

    本发明是要提供一种外科手术钳的手柄握力测量系统，该系统能够同时对两路外科手术钳的手柄握力信号进行有效的信号放大，使微弱的电信号放大成易被识别的标准电信号，采用虚拟仪器技术开发的软件系统，不但能使开发系统的周期很大程度地缩短，而且更容易对系统功能进行拓展，满足对信号的分析和处理，并且具有开发简单、拓展性强、实用性强等特点。

本发明的技术方案为：一种外科手术钳的手柄握力测量系统，包括外科手术钳、薄膜型压力传感器、驱动电路、电源模块、NI 9219 USB数据采集卡、计算机及系统软件，电源模块输出端连接驱动电路，其特点是：两个薄膜型压力传感器分别贴到大拇指和食指上，且传感器的感应区域正好位于手指和外科手术钳的手柄的接触部位，薄膜型压力传感器信号输出端连接驱动电路，驱动电路对传感器信号进行放大，并输出放大的模拟信号到NI 9219 USB数据采集卡，NI 9219 USB数据采集卡将模拟信号进行模数转换后，经USB接口直接接到计算机，计算机分析处理后输出测量结果。

电源模块输入为220V交流电，输出为5V的 AC-DC开关电源。

本发明的有益效果是：该系统能够同时对两路外科手术钳的手柄握力信号进行有效的信号放大，使微弱的电信号放大成易被识别的标准电信号，采用虚拟仪器技术开发的软件系统，不但能使开发系统的周期很大程度地缩短，而且更容易对系统功能进行拓展，满足对信号的分析和处理。本系统具有开发简单、实用性强、拓展性强、性价比高等特点，可以直接测量外科手术钳的手柄握力，从而对外科手术钳的生产提供指导，生产出工艺更加优良的、更加符合人因工程设计的、外科医生使用更加舒适的外科手术钳。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是手的食指和拇指与传感器接触部位示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种外科手术钳的手柄握力测量系统，包括外科手术钳9、薄膜型压力传感器2、驱动电路3、电源模块4、NI 9219 USB数据采集卡5、计算机6及系统软件等。

传感器的感应区域1贴到手的食指和拇指用力的区域，两个薄膜型压力传感器2分别贴到大拇指和食指上，且传感器的感应区域正好位于手指和外科手术钳的手柄的接触部位，用贴有传感器感应区域1的食指和拇指的区域去握外科手术钳9的手柄部位10，薄膜型压力传感器2直接接到传感器的驱动电路3，对信号进行有效地放大成可被采集卡识别的标准电压信号，由电源模块4为传感器的驱动电路3中的放大器供电，传感器的驱动电路3通过采集端7接到NI 9219 USB数据采集卡5，经USB接口接到计算机6，以完成采集卡5与计算机6之间的数据的通信，计算机6的操作系统为Windows XP操作系统，用户应用程序编写所用软件为基于LabVIEW9.0自行开发的外科手术钳的手柄握力测量软件。

电源模块初始的电源信号由220V交流电提供，使用AC-DC开关电源输出+5V和-5V的电源给传感器的驱动电路3，使传感器的驱动电路3正常工作。传感器的驱动电路3将信号进行了放大处理，使信号能够有效被数据采集卡5进行采集转换。通过采集端子7输入到数据采集卡5的模拟信号输入通道，进行信号的模数转换，以转换成计算机6能够处理的数字信号，在计算机6中，使用图形化开发软件LabVIEW9.0开发系统软件，完成外科手术钳的手柄握力信号采集、数值和图形实时显示、系统标定、标定结果的存储和再次调用以及握力测量软件系统。以备后续研究和分析应用。

图2是手的食指和拇指与传感器2的接触部位示意图，这个部位也就是手拿外科手术钳时的用力部位。