一種高功率變頻超聲手術(shù)刀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高功率變頻超聲手術(shù)刀，包括手術(shù)刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，電源包括高頻電流發(fā)生器，超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；變頻控制器包括單片機(jī)以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。本實(shí)用新型通過對(duì)傳統(tǒng)超聲手術(shù)刀的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了高功率變頻的超聲波輸出，具有刀頭小、產(chǎn)熱少、止血好，可在視野很小的情況下進(jìn)行操作等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種切除手術(shù)中，輸出功率充足，可調(diào)變頻范圍大，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，給醫(yī)護(hù)人員的急救及手術(shù)治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種高功率變頻超聲手術(shù)刀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療手術(shù)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高功率變頻超聲手術(shù)刀。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，超聲外科是在臨床應(yīng)用并迅速發(fā)展起來的新技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了無損傷劑量，改善組織生理或病理狀態(tài)的治療模式，進(jìn)而采用破壞組織、消除病灶、恢復(fù)組織及機(jī)體健康的外科治療方式。尤其是在手術(shù)領(lǐng)域時(shí)，傳統(tǒng)的開刀治療方法是使用鋒利的刀片切開人體細(xì)胞組織，雖然結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛，但是傳統(tǒng)的手術(shù)切割效果差，往往需要進(jìn)行多次切割，而且，切割過程中出血量比較大，因此具有恢復(fù)慢、愈合難、易感染等缺點(diǎn)，此時(shí)，人們便將超聲裝置應(yīng)用于手術(shù)刀領(lǐng)域，從而緩解手術(shù)對(duì)人體造成的痛苦。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?6231412.9的中國專利涉及一種多功能超聲手術(shù)刀，組成包括外殼、變幅桿、刀頭、裝于外殼中的超聲波換能器、與蠕動(dòng)泵連接且通向刀頭的注水管、與負(fù)壓裝置連接且通向刀頭的吸引管，變幅桿上具有與吸引管連通的負(fù)壓調(diào)控孔，醫(yī)生在手術(shù)過程中可以根據(jù)需要對(duì)該孔進(jìn)行堵住、部分開放或全部開放等操作，增加了手術(shù)操作的靈活性，使手術(shù)刀可與中心負(fù)壓系統(tǒng)連用，避免手術(shù)中不必要的損傷。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01210235793.6的中國專利公開一種超聲波手術(shù)刀，包括手柄、中間桿、安裝在所述手柄與所述中間桿之間的后彎曲連接部、與所述中間桿連接的剛性刀桿、刀頭及安裝在所述剛性刀桿與所述刀頭之間的前彎曲連接部；所述前彎曲部、后彎曲部均包括多個(gè)關(guān)節(jié)片、將所述多個(gè)關(guān)節(jié)片串聯(lián)起來的四根傳動(dòng)鋼絲，所述中間桿設(shè)有一容腔，所述容腔內(nèi)安裝有壓電換能器、位于所述壓電換能器后端的尾質(zhì)量塊，所述中間桿通過超聲波放大器與所述剛性刀桿連接，所述中間桿上設(shè)有在所述前彎曲連接部、后彎曲連接部彎曲后將其彎曲角度保持住的鎖緊裝置。本發(fā)明的超聲手術(shù)刀，在壓電換能器后部增加了尾質(zhì)量塊，克服由于彎曲部件引起的超聲能量衰減，保證了切割效果。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01210306558.3的中國專利涉及超聲手術(shù)刀。目前超聲手術(shù)刀的刀頭不能彎轉(zhuǎn)、超聲功率小。本發(fā)明包括刀頭、刀桿、手柄、壓電換能器。刀頭包括夾持部分和伸縮部分，刀桿包括夾持刀桿和伸縮刀桿。夾持部分和夾持刀桿活動(dòng)連接，伸縮部分和伸縮刀桿活動(dòng)連接，夾持部分和伸縮部分同步轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮刀桿尾部連接有壓電換能器。壓電換能器包括多組壓電換能單元，相鄰兩個(gè)壓電換能單元之間設(shè)置有實(shí)心喇叭形的形變變換塊，壓電換能單元包括多個(gè)同軸設(shè)置的圓片形狀的壓電片，壓電片的表面設(shè)置有金屬電極，相鄰的兩個(gè)壓電片之間設(shè)置有兩個(gè)圓臺(tái)形的金屬帽。本發(fā)明有效地提高了電聲轉(zhuǎn)換效率，提高了超聲波輻射的指向性，同時(shí)提高了器械的可操作性。
[0006]然而，上述方案中的雖然均應(yīng)用了超聲波原理，但是在臨床手術(shù)中，超聲波手術(shù)刀多存在兩種缺陷，一是受現(xiàn)場環(huán)境和條件的約束，輸出功率大多不強(qiáng)，另一個(gè)是超聲裝置多為定頻輸出，無法做到變頻可控的精微控制，這些都需要得到改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種聞功率變頻超聲手術(shù)刀，它通過對(duì)傳統(tǒng)超聲手術(shù)刀的改進(jìn)，可被用于對(duì)病變部位的微創(chuàng)操作，控制簡便，準(zhǔn)確度高，能夠提高工作效率，給醫(yī)護(hù)人員的手術(shù)治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種高功率變頻超聲手術(shù)刀，包括手術(shù)刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，所述電源包括高頻電流發(fā)生器，所述超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；所述發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；所述變頻控制器包括單片機(jī)以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。
[0009]所述刀頭為鈦合金制件，呈細(xì)長柱狀結(jié)構(gòu)，刀頭頂端設(shè)置鐮刀型鉤頭。
[0010]所述刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設(shè)置通訊端口。
[0011]所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個(gè)反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機(jī)的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
[0012]所述單片機(jī)為系列，所述變頻控制器頻率為25狃2至35狃2。
[0013]本實(shí)用新型的超聲手術(shù)刀，既可以完成傳統(tǒng)外科的切割，又具有超聲的選擇性破壞組織的特點(diǎn)，它是利用治療聲頭的超聲效應(yīng)和高頻機(jī)械振動(dòng)，切割、分離組織，手柄由工程塑料制成，便于手持操作，手柄內(nèi)腔包括電源與超聲波輸出裝置，可以產(chǎn)生超聲，并將超聲由前端的刀頭傳出。刀頭是由鈦合金屬制成，為細(xì)長柱狀，頂端呈鐮刀樣的鉤狀，內(nèi)刃較薄，用于切割，外刃寬鈍，可用于剝離止血。
[0014]為實(shí)現(xiàn)高功率變頻功能，手術(shù)刀的核心在于發(fā)送器與變頻控制器，其中，發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器，其中超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個(gè)反相器組成發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路，超聲波換能器由電源供電，并由單片機(jī)外接引腳輸出脈沖群作為其驅(qū)動(dòng)的輸入信號(hào)，信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反相器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反相器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。外圍放大器采用反相比例放大器，用以提高驅(qū)動(dòng)能力。上位電阻81、以一方面可以提高反相器輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間，反相器可選取抗干擾能力強(qiáng)的六反相施密特觸發(fā)器。
[0015]變頻控制器的核心在于單片機(jī)芯片，由控制器對(duì)單片機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制設(shè)置，用以控制單片機(jī)脈沖群信號(hào)的輸出與調(diào)節(jié)，單片機(jī)為系列可編程微控制器，采用121取高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小輸出與調(diào)節(jié)誤差。單片機(jī)連接溫度傳感器，可以用來檢測裝置的實(shí)時(shí)溫度，從而判斷監(jiān)控裝置是否處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。刀柄末端設(shè)置通訊端口，可以將實(shí)現(xiàn)單片機(jī)信號(hào)與外界通訊設(shè)備的互聯(lián)，如微機(jī)控制單元、儀表、顯示裝置等，從而實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。
[0016]本實(shí)用新型通過對(duì)傳統(tǒng)超聲手術(shù)刀的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了高功率變頻的超聲波輸出，該切割式手術(shù)刀應(yīng)用于臨床上時(shí)，具有刀頭小、產(chǎn)熱少、止血好，可在視野很小的情況下進(jìn)行操作等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于如肝膽外科及普通外科的各種切除手術(shù)中，輸出功率充足，可調(diào)變頻范圍大，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，給醫(yī)護(hù)人員的急救及手術(shù)治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的外觀示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型超聲波輸出裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型放大器電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1至圖3所示，一種高功率變頻超聲手術(shù)刀，包括手術(shù)刀頭1、刀柄2和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源3、超聲波輸出裝置4，電源3包括高頻電流發(fā)生器，超聲波輸出裝置4包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器7 ；變頻控制器包括單片機(jī)8以及分別與之相連的控制器9、溫度傳感器10。
[0021]刀頭1為欽合金制件，呈細(xì)長柱狀結(jié)構(gòu)，刀頭1頂纟而設(shè)直鍵刀型鉤頭11，刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設(shè)置通訊端口 12，超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器5與多個(gè)反相器6組成，超聲波換能器連接單片機(jī)的外接引腳，放大器為反相比例放大電路，單片機(jī)為八V尺系列，變頻控制器頻率為25狃2至35狃2。
[0022]在作為切割式手術(shù)刀時(shí)，刀頭為尖端細(xì)長的金屬管，長度根據(jù)手術(shù)所需選擇，一般為10?30挪,刀頭頂端配合鉤頭即構(gòu)成超聲手術(shù)刀的切割裝置,直徑為3至5挪，計(jì)算表明對(duì)于頻率為30紐2的超聲手術(shù)刀，其刀頭振，動(dòng)位移幅值不小于45 4！11，可輕松切開生物組織。工作時(shí)，切割處發(fā)生空化效應(yīng)。
[0023]因?yàn)槌暱栈饔檬窃诤S富的細(xì)胞中完成的，因此對(duì)含水分多、膠原成分少的組織效果最好，如腦、肝、脾等器官。本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)，利用超聲的空化效應(yīng)，完成切割超聲刀頭對(duì)組織的破壞，因?yàn)槠浼炔皇卿h利的刀刃，也不依靠熱的損壞，沒有過熱現(xiàn)象，所以其既不會(huì)形成煙霧，也不會(huì)影響切口組織的愈合。超聲手術(shù)刀的切割速度快、其刀頭溫升會(huì)促進(jìn)凝血反應(yīng)機(jī)制，具有明顯的止血作用。
【權(quán)利要求】
1.一種高功率變頻超聲手術(shù)刀，包括手術(shù)刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，所述電源包括高頻電流發(fā)生器，其特征在于:所述超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；所述發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；所述變頻控制器包括單片機(jī)以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述刀頭為鈦合金制件，呈細(xì)長柱狀結(jié)構(gòu)，刀頭頂端設(shè)置鐮刀型鉤頭。
3.如權(quán)利要求1所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設(shè)置通訊端口。
4.如權(quán)利要求1所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個(gè)反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機(jī)的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
5.如權(quán)利要求1所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述單片機(jī)為AVR系列，所述變頻控制器頻率為25KHz至35KHz。
6.如權(quán)利要求2或3所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個(gè)反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機(jī)的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
7.如權(quán)利要求2或3所述的高功率變頻超聲手術(shù)刀，其特征在于:所述單片機(jī)為AVR系列，所述變頻控制器頻率為25KHz至35KHz。
【文檔編號(hào)】A61B17/3211GK204121118SQ201420549517
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】孫園園 申請(qǐng)人:南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校第一附屬醫(yī)院