CN103300918A - 采用射频芯片的一次性电刀笔限次装置及限次方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种采用射频芯片的一次性电刀笔的限次装置及限次方法，该限次装置包括电刀内部的识别装置和电刀笔插头内的IC芯片组成，IC芯片设置在电刀笔的插头的外壳内，识别装置和IC芯片采用射频识别技术，识别装置和IC芯片之间通过空间交变磁场或电磁场耦合，实现无接触信息传递并通过所传递的信息识别IC芯片的数据。本发明的IC芯片内预存有电刀笔型号和序列号等内容，使不同刀笔型号适应不同手术术式，对当前使用刀笔内芯片进行识别位改写并加密、封闭地址总线和数据总线，使他人无法改写芯片，强制性的迫使用后的电刀笔按医疗垃圾常规处理，避免交叉感染的风险。

Description

采用射频芯片的一次性电刀笔限次装置及限次方法

技术领域

    本发明涉及一种高频电外科手术器械，具体是指一种设置在插头内的一次性电刀笔限次装置及限次方法。 

背景技术

电刀笔作为操作手柄是高频电刀(一种利用高频电流的热效应完成切割和凝血的手术设备)的主要附件。现已作为一次性附件广为使用。一次性电刀笔可以有效地防止交叉感染。 

但是，出于消费水品限制和利益驱动,在实际临床使用中,一次性电刀笔很难真正做到"一次性"使用。而受到成本限制,一次性电刀笔不可能可靠地反复使用。这给本来就风险丛生的电外科手术带来了不该发生的隐患。为保护患者安全,确保真正"一次性"使用， 目前，在高频电刀设备上采用了各种限制电刀笔重复使用的结构或装置，一般是在电刀笔插头上使用特殊的结构，使用一次以后即被自毁，防止再次使用，但是，该方式并不完善和彻底，比较容易通过低成本修复再利用。 

有的技术方案对传统电刀笔的结构和使用方式做了较大的变动，虽然达到了"一次性"使用的目的，但是不符合医生的操作使用习惯，难以推广，仍然达不到保护患者安全的目的。 

发明内容

本发明的目的是在传统电刀笔的基础上,保留原有的外部电气特性，在不改变医生的操作习惯的调降下，通过对其插头做出的改进，实现一次性电刀笔的限次功能。 

为了实现本发明的目的，提出以下技术方案： 

一种采用射频芯片的一次性电刀笔的限次装置，所述限次装置包括电刀内部的识别装置和电刀笔插头内的IC芯片组成，所述IC芯片设置在电刀笔的插头的外壳内， 所述识别装置和IC芯片采用射频识别技术，识别装置和IC芯片之间通过空间交变磁场或电磁场耦合，实现无接触信息传递并通过所传递的信息识别IC芯片的数据。

所述IC芯片为被动式、主动式或电池辅助式。 

所述IC芯片为读写式，可以通过现场可编程序将特定数据写进标签。 

所述识别装置包括读取器和单片机识别电路，所述限次装置的工作频率为13.56MHz。 

所述识别装置设置有断路保护器，所述断路保护器为大容量电容器，为电路提供15秒的供电需要。 

本发明还提出了一种采用射频芯片的一次性电刀笔的限次方法，在所述一次性电刀笔的插头内设置IC芯片，在电刀设备内设置读卡器和识别电路； 

电刀笔的插头连接后，IC芯片内的线圈与读卡器耦合产生数据，然后利用识别电路读取数据后，达到识别IC芯片的数据并给IC芯片写入特征码；

当该电刀笔被重复使用时，电刀设备内部的读卡器检测到特征码，显示是二次使用，即申请中断，封闭电刀启动功能。并发出提示，直到使用者重新插入未经使用的新电刀笔。

所述方法还包括通过读卡器的RF电路将不同型号刀笔内的IC芯片写入不同数据，当建立通信后，读卡器输出不同数据；所述不同型号刀笔内的写入不同数据设定如下： 

刀形刀笔   代码001、设定电切功率40W、电凝方式手动、电刀笔单向移动； 

剑形刀笔   代码002、设定电切功率40W、电凝方式手动、电刀笔双向移动；

针形刀笔   代码003、设定电切功率20W、电凝功率5W、只有电切功能；

球形刀笔   代码004、设定电切功率5W、电凝功率40W、只有电凝功能；

环形刀笔   代码005、设定电切功率30W、电凝功率5W、只有电切功能。

所述方法还包括：当电刀设备内的识别装置与IC芯片通讯后,完成以下动作: 

根据电刀笔内IC芯片提供的信息,初步设定电刀的输出功率和凝血方式，达到识别电刀笔的功能；

对当前使用的电刀笔内的IC芯片进行识别位改写，并加密、封闭地址总线和数据总线。

本发明效果： 

本发明的一次性电刀笔的芯片内预存有电刀笔型号和序列号等内容，使不同刀笔型号适应不同手术术式，实现不同的电刀工作方式与手术术式对应。对当前使用刀笔内芯片进行识别位改写并加密、封闭地址总线和数据总线，使他人无法改写芯片。手术室短时停电时，通讯数据可以由系统自动保存，方便更换电刀笔。强制性的迫使用后的电刀笔按医疗垃圾常规处理，避免交叉感染的风险。

附图说明

图1是本发明一次性电刀笔的插头结构示意图； 

图2和图3是电刀识别装置的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。 

图1是本发明一次性电刀笔的插头结构示意图；如图所示，这套装置由电刀内部的器械识别装置和器械插头内芯片组成。电刀笔的插头1与传统的国际型电刀插头外形尺寸一致,包括外壳6，外壳6内封闭接线，分别接电切接头2、电凝接头3和功率接头4；电切接头2、电凝接头3和功率接头4伸出外壳6，分别对应刀笔插座的相应插孔。外壳6内设置IC芯片。 

IC内芯片为电子标签，可以使用被动式标签（无源标签）、主动式标签（有源标签）或电池辅助式无源标签。本发明优选被动式标签，被动式标签没有内部供电电源，其内部的集成电路通过接收到的电磁波进行驱动，这些电磁波是由电刀内部的器械识别装置中的读取器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。 

本发明的被动式标签是读写式的，系统通过现场可编程序可以将特定数据写进标签。 

识别装置为读卡模块，包括读取器和电脑，采用射频识别技术和电子标签之间通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别。 

本发明的工作频率为13.56MHz，远远高于高频电刀500KHz的工作频率。在系统中，采用的电路设计和算法编程，保证当高频电刀工作时，识别电路正常工作。 

当附件与设备连接后，附件内的线圈会与读卡模块耦合产生数据，然后用单片机读取数据后，通过算法来达到识别附件的功能。 

当该刀笔被二次灭菌后重复使用时，电刀内部的通讯装置检测到的是特定的特征码，显示是二次使用，故申请中断，封闭电刀启动功能。并发出适当提示，直到使用者重新插入未经使用的新电刀笔。方能恢复正常功能。 

本发明使用的射频识别技术（Radio  Frequency  identification)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术；是一种非接触式的自动识别技术通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据利用无线电波进行双向通信的一种自动识别技术。目前，此项技术已得到广泛应用。如ETC速通卡、公交卡、考勤卡、门禁卡、军用车牌识别等。 

为了使得高频电刀CPU系统清楚识别连接附件为何种刀笔，并做相应操作。RF电路模块会将不同型号刀笔内识别芯片写入不同数据，当建立通信后，读卡模块会输出不同数据。 

附件刀笔型号代码和电刀功率凝血效果设定如下： 

刀形刀笔 001 设定电切40W 电凝手动 单向移动； 

剑形刀笔 002 设定电切40W 电凝手动 双向移动；

针形刀笔 003 设定电切20W 电凝5W 只有电切；

球形刀笔 004 设定电切5W 电凝40W 只有电凝；

环形刀笔 005 设定电切30W 电凝5W 只有电切。

图2和图3是电刀识别装置的电路原理图。其工作原理如下： 

1、当一次性刀笔的插头1插入高频电刀的插座后，芯片U1会跟电刀笔插头1内的IC芯片5，通过射频技术建立通信，读取IC芯片5的数据，然后通过串口方式与单片机U2通信。当U2接收到数据后，会继续通过串口发送数据控制芯片U1将IC芯片5的数据清0；全0码为特征禁止码。并在P01口（FLAG，标志位）输出高电平。通过CAN总线通知电刀主机。这样刀笔无法二次使用。由于IC芯片5的数据在烧写程序时采用加密方式，所以无法被盗用。为了防止高频电刀启动时产生的高频偕波分量干扰到射频芯片读取数据，我们采取当高频电刀启动时候，禁止RF芯片工作，其余状态下实时检测刀笔使用状态，保证一次性刀笔无法重复使用，这样既保护了电路安全，又防止产生误操作。

2、我们将每种型号刀笔分别命名，将IC芯片5内写入不同的数据，当单片机读取到刀笔芯片内的数据后，会在不同口输出不同的电平信号。如图2：（1）P03口输出高电平信号意味着附件为刀形刀笔 （2）P04口输出高电平信号意味着附件为剑形刀笔（3）P05口输出高电平信号意味着附件为针形刀笔（4）P06口输出高电平信号意味着附件为球形刀笔（5）P07口输出高电平信号意味着附件为环形刀笔 

3、当系统断电后，高频电刀自带的断路保护器（实为一个大容量电容器继续为CPU电路供电，当15S之内恢复供电，附件刀笔可以继续使用。否则，需要重新更换刀笔。

4、当刀笔二次使用时，单片机读取的刀笔内芯片数据为0，故单片机输出端为P01口（FLAG，标志位）为低电平。该输出口经过整形电路会控制高频电刀内部启动电路和驱动电路无法正常输出，导致电刀无法正常工作。并可以发送该电平信号给高频电刀CPU，最终输出错误代码，提示用户更换刀笔。 

使用时将该插头插入电刀的插座内,电刀主机内的器械识别装置与电刀笔沟通通讯后,完成以下动作: 

1. 根据电刀笔内芯片提供的信息,初步设定电刀内部的        输出功率和凝血效果等工作方式。达到器械识别功能。

2. 对当前使用刀笔内芯片进行识别位改写，并加密、封闭地址总线和数据总线，使他人无法改写芯片。 

3.  待机备用。 

手术室短时停电（欧洲标准15秒）时 ，通讯数据由系统自动保存。超过15秒，需要更换电刀笔。  

使用后的电刀笔按医疗垃圾常规处理。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种采用射频芯片的一次性电刀笔的限次装置，其特征在于，所述限次装置包括电刀内部的识别装置和电刀笔插头内的IC芯片组成，所述IC芯片设置在电刀笔的插头的外壳内，所述识别装置和IC芯片采用射频识别技术，识别装置和IC芯片之间通过空间交变磁场或电磁场耦合，实现无接触信息传递并通过所传递的信息识别IC芯片的数据。

2.根据权利要求1所述的限次装置，其特征在于，所述IC芯片为被动式、主动式或电池辅助式。

3.根据权利要求2所述的限次装置，其特征在于，所述IC芯片为读写式，可以通过现场可编程序将特定数据写进标签。

4.根据权利要求3所述的限次装置，其特征在于，所述识别装置包括读取器和单片机识别电路，所述限次装置的工作频率为13.56MHz。

5.根据权利要求4所述的限次装置，其特征在于，所述识别装置设置有断路保护器，所述断路保护器为大容量电容器，为电路提供15秒的供电需要。

6.一种采用射频芯片的一次性电刀笔的限次方法，其特征在于，在所述一次性电刀笔的插头内设置IC芯片，在电刀设备内设置读卡器和识别电路；

电刀笔的插头连接后，IC芯片内的线圈与读卡器耦合产生数据，然后利用识别电路读取数据后，达到识别IC芯片的数据并给IC芯片写入特征码；

当该电刀笔被重复使用时，电刀设备内部的读卡器检测到特征码，显示是二次使用，即申请中断，封闭电刀启动功能，并发出提示，直到使用者重新插入未经使用的新电刀笔。

7.根据权利要求6所述的限次方法，其特征在于，所述方法还包括通过读卡器的RF电路将不同型号刀笔内的IC芯片写入不同数据，当建立通信后，读卡器输出不同数据；所述不同型号刀笔内的写入不同数据设定如下：

刀形刀笔   代码001、设定电切功率40W、电凝方式手动、电刀笔单向移动； 

剑形刀笔   代码002、设定电切功率40W、电凝方式手动、电刀笔双向移动；

针形刀笔   代码003、设定电切功率20W、电凝功率5W、只有电切功能；

球形刀笔   代码004、设定电切功率5W、电凝功率40W、只有电凝功能；

环形刀笔   代码005、设定电切功率30W、电凝功率5W、只有电切功能。

8.根据权利要求7所述的限次方法，其特征在于，所述方法还包括：当电刀设备内的识别装置与IC芯片通讯后,完成以下动作:

根据电刀笔内IC芯片提供的信息,初步设定电刀的输出功率和凝血方式，达到识别电刀笔的功能；

对当前使用的电刀笔内的IC芯片进行识别位改写，并加密、封闭地址总线和数据总线。

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