CN101897612B - 组合式腔内碎石机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合式腔内碎石机，包括弹道手柄、弹道探针调节器、超声手柄、超声碎石杆和弹道探针，其中超声碎石杆连接在超声手柄的前端，超声手柄通过弹道探针调节器与超声手柄的后端相接，弹道探针位于中空的超声碎石杆内并在轴向上穿过超声手柄及超声碎石杆。超声手柄上通过引线同频率自动跟踪系统连接，频率自动跟踪系统包括操作控制单元与单片机正弦波发生器，通过智能化数字锁相技术实现对超声波频率的实时自动跟踪。本发明有效地将超声波与弹道振动两种能量结合在一起，克服了单一碎石的局限性，可同时作用于结石从而提高了治疗效率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗微创技术领域，具体涉及一种组合式腔内碎石机。
背景技术
泌尿系统结石是泌尿外科的常见病，除了比较小的结石可以通过服药和体外冲击波碎石外，相当大比例部分患者需要接受腔内碎石手术治疗。人体泌尿系统结石的腔内治疗设备很多，主要有腔内超声碎石机、腔内激光碎石机、腔内弹道碎石机等。但临床上由于结石的产生部位、形状大小、组成成分、质地以及是否伴有其他疾患等因素千差万别，因此往往需要使用多种碎石方式。然而任何一款单一功能的碎石设备都难以解决所有的临床问题，例如：超声碎石对于质地较脆或较软的肾及膀胱结石效果较好，但由于超声基础理论研究的限制对于质地坚硬的结石效率低，进而增加病人的风险；气压弹道碎石对于较坚硬的结石效果优于其他方式但治疗时结石有位移并且无清石功能；而激光碎石只对于体积较小的输尿管结石具有优势，对大型结石则效率低导致手术时间加长同时无清石功能，进而增加病人风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式腔内碎石机，能够针对结石的多样性，克服单一碎石方式的局限性，实现对所有成分结石的高效有效治疗，以一台设备满足所有要求。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种组合式腔内碎石机，包括弹道手柄、弹道探针调节器、超声手柄、超声碎石杆和弹道探针，其特征在于所述超声碎石杆连接在所述超声手柄的前端，所述超声手柄通过所述弹道探针调节器与所述超声手柄的后端相接，所述弹道探针位于中空的超声碎石杆内并在轴向上穿过所述超声手柄及超声碎石杆。与现有技术相比，本发明的优点在于：有效地将超声波与弹道振动两种能量结合在一起，克服了单一碎石的局限性，可同时作用于结石从而提高了治疗效率。
优选的是，所述超声手柄上通过引线同频率自动跟踪系统连接，所述频率自动跟踪系统包括操作控制单元与单片机正弦波发生器，通过智能化数字锁相技术实现对超声波频率的实时自动跟踪。与采用常规的频率寻踪相比，该频率自动跟踪系统可使组合式应用部分正常工作。
优选的是，所述单片机正弦波发生器通过SPI通信接受其他单片机数字信号。
优选的是，所述操作控制单元采用液晶屏显示，通过触摸屏控制。
可选的是，所述操作控制单元采用液晶屏显示，通过按键控制。
可选的是，所述操作控制单元采用数码管显示，通过触摸屏控制。
可选的是，所述操作控制单元采用数码管显示，通过按键控制。
优选的是，所述操作控制单元的芯片之间采用SPI口通信，与触摸屏通信用232口。
优选的是，所述弹道探针的轴向位置通过所述弹道探针调节器调节，工作时所述弹道探针的端面与超声碎石杆的端面平齐。
优选的是，所述超声手柄上设有出水孔，可用于排除灌注液及结石碎屑。
优选的是，所述超声碎石杆的表面设有防堵孔，可以达到防止结石粉末堵塞超声碎石杆的目的。
附图说明
为了使本发明便于理解，现在结合附图描述本发明的具体实施例，其中：
图1为本发明最佳实施例的示意图。
图2为图1中探针端面处示意图。
图3为频率自动跟踪系统的原理图。
附图中各部分名称编号如下所示：
1、弹道手柄；2、弹道探针调节器；3、超声手柄；4、超声碎石杆；5、弹道探针；6、吸附通道；7、防堵孔；8、引线；9、出水孔；10、单片机一；11、单片机二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种组合式腔内碎石机，包括弹道手柄1、弹道探针调节器2、超声手柄3、超声碎石杆4和弹道探针5，其中超声碎石杆4连接在超声手柄3的前端，超声手柄3通过弹道探针调节器2与超声手柄3的后端相接，弹道探针5位于中空的超声碎石杆4内并在轴向上穿过超声手柄3及超声碎石杆4；超声手柄3通过引线8同频率自动跟踪系统连接，所述频率自动跟踪系统包括操作控制单元与单片机正弦波发生器，通过智能化数字锁相技术实现对超声波频率的实时自动跟踪。
鉴于手柄的离散型及接触物体的变化，手柄的谐振频率是不断变化的，所有此项技术应用者都要进行频率跟踪。这里采用了智能化数字锁相技术并加以改进，将检出的负载电压电流信号经整形直接送入单片机输入口，由单片机内的锁相环（PLL）估算器求出相位偏差值。改进部分为两部分，一是相位检出，二是控制部分。相位检出更新了采样周期，以适合超声波频率的应用；控制部分，对于PID控制改进，用智能PI环输出，使得跟踪性能提高。
频率自动跟踪系统工作的原理图如图3所示，整机功放电路等电原理均为常规技术，如输出变压器匹配设计等，要求与核心部分达到理想配合即可。频率自动跟踪系统包括两大部分，分别是单片机一10提供的操作控制单元和由单片机二11制成的单片机正弦波发生器。其中，单片机正弦波发生器可通过SPI通信接受其他单片机数字信号，在工作范围内任意改变频率和输出幅度；操作控制单元用于提供操作、报警及控制信号，通过操作显示单元显示，操作显示单元可以为液晶屏或者数码管；控制可采用按键或触摸屏。芯片之间用SPI口通信，与触摸屏通信用232口。
开机后，首先进行试输出，逐点对反馈数据进行记忆，得到频率与相位差关系的曲线以及频率与输出电流关系曲线。根据上述曲线，对PLL、PI计算值输出修正，最后求出应该输出的工作频率。除了采集功率输出的电压电流相位关系，还采集其输出幅度信号进入单片机，以对负载工作实行全面监控，判断是否有非正常工作状态。可对手柄损坏、手柄电缆连接接触不良、故障等分类判别，及时报警以保证设备正常使用。
具体临床操作过程中，根据内窥镜提供的工作通道和影像系统提供手术视野，超声碎石杆4和弹道探针5从内窥镜的工作通道进入，到达腔内结石所在部位，通过弹道探针调节器2调节弹道探针5在超声碎石杆4内的轴向位置，保证两种探针的端面平齐。通过之前所述的频率自动跟踪系统实现实时自动跟踪，使组合式应用部分正常工作，超声波能量与弹道的气压振动同时作用于结石，粉碎结石后并利用负压将结石粉末通过超声碎石杆4中空内表面所形成的吸附通道6吸引出來，从而达到碎石和清除结石的目的。吸附通道上的防堵孔7可以达到防止结石粉末堵塞超声碎石杆的目的。超声手柄3上设置的出水孔9用于排除灌注液及结石碎屑。
以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种组合式腔内碎石机，包括弹道手柄、弹道探针调节器、超声手柄、超声碎石杆和弹道探针，所述超声碎石杆连接在所述超声手柄的前端，所述超声手柄通过所述弹道探针调节器与所述超声手柄的后端相接，所述弹道探针位于中空的超声碎石杆内并在轴向上穿过所述超声手柄及超声碎石杆，其特征在于：超声手柄上通过引线同频率自动跟踪系统连接，所述频率自动跟踪系统包括操作控制单元与单片机正弦波发生器，所述频率自动跟踪系统通过智能化数字锁相技术实现对超声波频率的实时自动跟踪，使组合式部分正常工作，超声波能量与弹道的气压震动同时作用于结石并粉碎结石；所述频率自动跟踪系统将检出的负载电压电流信号经整形直接送入单片机输入口，由单片机内的锁相环PLL估算器求出相位偏差值；智能化数字锁相技术中的相位检出更新了采样周期以适合超声波频率的应用，智能化数字锁相技术中的控制部分，对于PID控制改进，用智能PI环输出。
2.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述单片机正弦波发生器通过SPI通信接受其他单片机数字信号。
3.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元采用液晶屏显示，通过触摸屏控制。
4.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元采用液晶屏显示，通过按键控制。
5.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元采用数码管显示，通过触摸屏控制。
6.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元采用数码管显示，通过按键控制。
7.如权利要求3所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元的芯片之间采用SPI口通信，与所述触摸屏通信用232口。
8.如权利要求5所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述操作控制单元的芯片之间采用SPI口通信，与所述触摸屏通信用232口。
9.如权利要求1所述的组合式腔内碎石机，其特征在于：所述弹道探针的轴向位置通过所述弹道探针调节器调节，工作时所述弹道探针的端面与超声碎石杆的端面平齐。
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