CN104161584A - 新型的低温等离子手术装置 - Google Patents
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Abstract
本发明专利是一种新型的电外科低温等离子手术装置,包括产生2种频率的高频发生器主机和与高频发生器主机连接并安装手术电极的手术刀柄。发生器产生400k高频以及1.09兆射频两种频率。所述电极,电极覆盖40-50纳米绝缘涂层,并且采用特种工艺在刀头电极绝缘涂层上制作出5-30微米的狭缝,狭缝尖端狭小区域裸露导电电极。操作刀柄上的相应切割控制开关,高频发生器主机输出相应能量的1.09兆射频处理波形输出至电极。刀头电极5-30微米的狭缝的尖端射频放电,作用于组织中水分子产生等离子体,等离子体能量高度集中在狭小的范围5-30微米,进而实现组织的切割。能量集中在非常小的5-30微米范围里对30微米以外的周围组织不会产生热损伤,进而实现低温切割。
Description
一、技术领域
本发明专利属于电外科手术器械范畴。
二、背景技术
现在临床上大规模使用高频电刀、双极水冷低温等离子电刀。高频电刀主机频率500k以下,对组织的切割依靠电流通过电极本身阻抗时产生的高温热能来完成。
高频电刀的缺陷在于由于手术电极高热,过薄或过细的电极其机械强度不足以支持手术的完成,因此现有高频电刀的电极较粗,造成切割人体组织较宽的切口,温度很高对于周边组织热损伤很大,不适合精细手术的要求。
现有的双极水冷等离子电刀,在刀头上采用双极技术,使放电在双极之间进行,同时采用水冷技术使等离子气体温度降至70度,利用等离子气体进行切割,但由于温度很低凝血较差。
解决上述高频电刀损伤过大,双极水冷等离子电刀的凝血问题,提供一种新型低温射频等离子装置变得非常必要。
三、发明内容
本发明专利是一种新型的低温等离子手术装置,包括产生两种频率的高频发生器主机和与高频发生器主机连接并安装手术电极的手术刀柄。高频发生器产生400k高频以及1.09兆射频两种频率。所述手术电极,电极覆盖40-50纳米绝缘涂层,并且采用特种工艺在刀头电极绝缘涂层上制作出5-30微米的狭缝,狭缝尖端狭小区域裸露导电电极。操作手术刀柄上的相应切割控制开关,高频发生器主机输出相应能量的1.09兆射频处理波形输出至手术电极。手术刀头 电极5-30微米的狭缝的尖端射频放电,作用于组织中水分子产生等离子体,等离子体能量高度集中在狭小的范围5-30微米(根据临床需要不同,尖端放电的范围有所不同),进而实现组织的切割。能量集中在非常小的5-30微米范围里,对30微米以外的周围组织不会产生热损伤,进而实现低温切割。操作手柄上相应的凝血控制开关,高频发生器主机输出相应能量的400k高频处理波形输出至手术电极,手术电极产生热量与组织作用实现组织凝血。
在手术刀柄上增加LED光源,利用光纤传导光源至刀柄前端为手术提供额外的照明。
本发明专利所要解决的技术问题是:克服现有技术的缺陷使手术切口的热损伤减小,同时保证良好的凝血效果,适合于更加精细的手术。
为此本发明专利射频等离子电刀采用一种新的技术,产生等离子与高频电场分别用于进行切割与止血。
本发明专利与现有技术相比具有以下优点:切口热损伤可控5-30微米,同时具备良好的凝血功能,大大提高了伤口愈合的速度以及伤口愈合的外观效果,满足了以前技术无法实现的微创精细手术的要求。
四、附图说明:(图1)新型的低温等离子手术装置结构示意图。
(图2)刀头电韧形状结构示意图。
(图1)、部件A主机:产生1300v频率为1.09兆的射频脉冲电场,作用于c3刀头电极的狭缝,定向尖端放电,作用于组织中的水分子,产生等离子体,用于切割组织。
产生1300v频率为400k脉冲高频电场,作用于c3刀头电极狭缝,产生高温,用于组织凝血。
产生3v的恒流源,为刀笔上的LED灯c1提供电源。
部件B:负极板与人体接触作为负极与刀头电极形成回路。
部件C:部件C由c1,c2,c3,c4组成。
C1、由led二极管灯组成,由主机提供3v恒流源供电,发光,通过c4光纤传导至刀头前端提供额外的照明光源。
C2、为手术刀笔,上面安装有c1光源,c3刀头电极,c4传导光纤,切割键,凝血键,光源开关键。
C3、为刀头电极,电极覆盖绝缘涂层,涂层上开有5-30微米的狭缝,狭缝上暴露导电电极。
电极狭缝在1.09兆的射频脉冲电场作用下,尖端放电,使组织中的水分子电离,产生定向的等离子体(等离子体的范围为5-30微米)用于组织切割。
电极刀头上的电极狭缝在400k的高频脉冲电场作用下,产生局部高温,用于组织凝血。
C4、光导纤维,传导c1发出的光线到达刀头前端提供额外的光线照明。
(图2)、图2刀头电极的形状设计不同,刀头电极配上不同的涂层材料,不同的狭缝宽度应用于不同的临床需要。
部件A 片状的刀头电极:涂层用特氟龙材料,陶瓷,纳米硅(二氧化硅纳米颗粒)。涂层厚度40-50纳米,狭缝宽度:分别为5-10微米,10-20微米,20-30微米,相对于窄的狭缝,宽狭缝的凝 血效果好适用于大面积的大范围的切割。
部件B 针状刀头电极:涂层用特氟龙材料,陶瓷,纳米硅(二氧化硅纳米颗粒).涂层厚度40-50纳米.狭缝宽度:分别为5-10微米,10-20微米,20-30微米.针状电极主要适用于特殊位置的手术,比如乳房保留乳头的手术中。
部件C 丝状电极:涂层用特氟龙材料,陶瓷,纳米硅(二氧化硅纳米颗粒)。涂层厚度40-50纳米。狭缝宽度:分别为5-10微米,10-20微米,20-30微米。适用于更加精细的手术如游离皮瓣手术。
关于涂层材料:特氟龙材料的延展性好,但容易脱落,适用于制作一次性刀头。
陶瓷材料刚性好,延展性较差,适用于制作反复消毒使用的刀头电极。
纳米硅的延展性非常好,适用于在切割过程中易于形变的手术刀头。
不同材料的涂层会产生不同的手术刀头电极,适用于不同的手术。
五、具体实施方式
1、改进现有的发生器使之产生两种不同的频率
A、产生1.09兆的射频用于使电极狭缝作用于水分子,产生等离子用于切割。
B、产生400k的高频电场用于凝血。
C、产生3伏恒压恒流电源用于刀头光源中的LED。
2、刀头电极的狭缝制作
A、刀头电极本体的制作采用数控机床,控制刀尖边缘的宽度在5-30微米,根据不同的临床需要产生5-10微米,10-20微米,20-30微米不同宽度的刀头边缘产生3种不同型号的刀头电极。
电极形状有:刀片型,针尖型,丝状三种不同形态,适合于不同手术要求。
B、采用镀膜技术使刀头电极覆盖绝缘涂层
绝缘材料采用:特氟龙,陶瓷,特种纳米硅。这三种不同材料都可以满足绝缘的要求,由于其强度耐磨性与延展性不同,分别用于制造不同电极,满足临床不同的手术需要。涂层厚度控制在40-50纳米,这样可以达到1300V电压绝缘。
特氟龙与陶瓷涂层制备工艺如下
1、喷砂:0.2MPa压强距离工件表面10mm,使工件表面光洁。
2、喷涂特氟龙或者陶瓷底漆。
3、喷涂特氟龙或者陶瓷面漆。
4、烧结:温度控制200-300度,一小时,缓慢冷却至室温。
5、测厚:厚度保持在40-50纳米。
纳米硅涂层制备工艺如下
1、喷砂:使工件表面光洁。
2、超声无水乙醇清洗。
3、40%的二氧化硅水凝胶溶液(ph值8.5-10,密度1.25-1.3g/cm立方,平均颗粒10-20纳米)喷涂。
4、干燥处理:24小时静置干燥,完成凝胶的转化。
5、热处理:50-150度升温速度0.5度每分钟,升至400度保温半小时,缓慢 冷却至室温。
6、涂层厚度检测:厚度保持在40-50纳米。
不同的材料涂层的强度与延展度不同,根据临床不同的需要,可以制备不同型号的刀头。例如用于整形外科的刀头电极,需要对皮肤有很好的处理,电极需要很细,电极在使用过程中有轻微的变形,这就需要涂层具有良好的延展性,故使用二氧化硅涂层效果较好,由于其使用寿命短不适合大规模切割组织。
对于大规模切割时使用陶瓷材料作为涂层,涂层的耐磨性较好,但延展性较差,适合刚性较好的刀头电极。
对于特氟龙涂层由于它还具有不粘连的特性,尤其适合作为游离皮瓣时使用。
C、刀头电极开槽
使用数控机床,采用特殊的夹具,在刀头电极上开槽。开槽规格5-10微米,10-20微米,20-30微米。由于刀头电极已经预制了5-30微米的尖端,在后期的工艺处理上,只需要去除尖端上面的涂层使电极暴露即可。
工艺相对简单可控。
质检:采用显微镜下测量开槽宽度。
刀笔的制作:
采用开模注塑工艺,安装电线,开关键,光源,刀头电极等组件后,采用超声焊接技术使刀笔成型。
Claims (9)
1.一种低温等离子手术装置,包括高频发生器主机和与高频发生器主机连接并安装手术电极的手术刀柄,以及手术刀头;手术刀柄上具有切割控制开关和凝血控制开关。
2.如权利要求1所述的低温等离子手术装置,其特征在于,所述高频发生器主机产生400k高频以及1.09兆射频两种频率。
3.如权利要求2所述的低温等离子手术装置,其特征在于,操作手术刀柄上的切割控制开关,高频发生器主机输出相应能量的1.09兆射频处理波形输出至手术电极,实现组织的切割。
4.如权利要求2所述的低温等离子手术装置,其特征在于,操作手柄上的凝血控制开关,高频发生器主机输出相应能量的400k高频处理波形输出至手术电极,手术电极产生热量与组织作用实现组织凝血。
5.如权利要求1所述的低温等离子手术装置,其特征在于,所述手术电极覆盖40-50纳米绝缘涂层。
6.如权利要求5所述的低温等离子手术装置,其特征在于,采用特种工艺在刀头电极绝缘涂层上制作出5-30微米的狭缝,狭缝尖端狭小区域裸露导电电极。
7.如权利要求5所述的低温等离子手术装置,其特征在于,绝缘涂层材料使用特氟龙、陶瓷、纳米硅三种不同的材料,利用这三种材料不同的物理特性制作不同类型的手术刀头电极满足不同的临床需要。包括:普通外科、肝胆外科、胃肠外科、乳腺外科、妇产科、骨科、口腔科、耳鼻喉科、神经外科、整形外科等多种手术要求。
8.如权利要求6所述的低温等离子手术装置,其特征在于,所述狭缝有三种不同的狭缝宽度,分别为5-10微米,10-20微米,20-30微米。
9.如权利要求1所述的低温等离子手术装置,其特征在于,在手术刀柄上增加LED光源,利用光纤传导光源至刀柄前端为手术提供额外的照明。
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PB01 | Publication | ||
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Address after: 100853 No. 28 Fuxing Road, Beijing Co-patentee after: Hunan Jing Yi Medical Technology Co., Ltd. Patentee after: General Hospital of Chinese PLA Address before: 100853 No. 28 Fuxing Road, Beijing Co-patentee before: BEIJING NUOTESI TECHNOLOGY CO., LTD. Patentee before: General Hospital of Chinese PLA |
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