CN1104871C - 内热式电热手术刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用电热手术刀，它包括有手术刀片体及其手柄和电源输出控制主机，刀片体为多层体，其前段刀刃部分从内部的高速钢基材向外部依次为高熔点合金钎料层、导热金属层、不粘层，其后段刀背部分从内部的陶瓷基片向外部依次为厚膜电路层、高温电绝缘层、导热金属层、不粘层，刀片体的前、后段两部分及其前、后段部分各层之间均为一整体，且厚膜电路层的厚膜电路通过内导线引出与电源输出控制主机相连。

Description

内热式电热手术刀

本发明涉及一种医用外科手术刀，特别是一种电热式手术刀。

在外科学的发展历史中，切割组织的手术刀很早就广泛用于外科手术中，与之相伴的手术出血也是妨碍外科发展的重要因素之一。寻求切割加止血的手术技术或方法始终贯穿于外科学的发展进程，自Wells(1872)的止血钳和Esmach(1873)的止血带发明后，各类具有止血功能的手术器械相继推出，近代临床上使用最为普通的是电外科切割止血设备，其中最典型的就是利用高压高频电弧切割并热凝止血的高频电刀，然而由于电弧的温度高达几千度，对生物组织的电热损伤程度十分严重，高频电刀受其工作原理的限定，易造成术中烫伤、电击、干扰、爆炸等事故，术中产生的烟雾影响病人和医生健康，其应用和发展受到局限；九十年代后期美国生产的新一代ShawII型电热止血手术刀(亦称热凝刀)虽然克服了上述缺点，但由于其中的一些关键技术尚不成熟，以及成本高，售后服务困难等，应用范围也很有限。这种电热止血手术刀采用的技术是在金属刀体表面光刻生成电/热功率转换器和温度传感微电路的厚膜电路，它是一种“外热式”电热手术刀，工作时在70-300℃范围内调控，其表面为数十微米厚的特氟隆(Teflon)绝缘保护层，而资料表明特氟隆的电学性能及热力学性能有限(230℃短时间下的介电强度为4Kv/mil)，在高温下电气安全性难以保证，达不到IEC-601或GB9706.1-1995所规定的基本绝缘要求，在电气安全方面仍存在很大的缺陷。

综上所述，现有的高频电刀和美国产电热手术刀存在以下缺陷：

1、在电气安全方面：

高频电刀由于功能电流的存在，防电击伤害的难题仍是制约其完善的重要因素。

美产电热手术刀(ShawII)存在于设计和工艺上的缺陷降低了其在电气安全性上的可靠程度。

2、在术中器械与组织粘连方面：

高频电刀术中在手术电极附着组织碎片(粘连)时，产生炭化，使电极被其绝缘而无法继续手术，通常需不断清洗或更换电极。由于粘连的作用，当电极从出血点移开时，还可能重新引起出血。

美产电热手术刀(ShawII)采用“外热式”设计，刀片外表有热不均衡现象存在，工作温度在70℃～300℃，而快速热凝止血设定为300℃，会导致防粘层特氟隆的防粘性降低，刀片粘结组织后，其锋利度和止血效果均会下降，严重时使手术无法继续进行。

3、对患者和手术医生潜在伤害方面：

高频电刀对患者手术或非手术部位有烧伤的潜在可能，高频电刀电弧高温所产生的烟雾可能对患者和手术医生的健康是不利的。

美产电热手术刀(ShawII)快速热凝止血温度300℃，术中也可见粘连等不足，其术中产生的烟雾仍可能是对健康不利的。

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种在多层复合基材的刀体内嵌入陶瓷封装高效电/热功率转换器和面阵式温度传感微电路的厚膜电路，且其机械强度高、电气安全性能好的内热式电热手术刀。

本发明的技术解决方案：

一种内热式电热手术刀，它包括有手术刀片体及其手柄和电源输出控制主机，其特征在于刀片体为多层体，其前段刀刃部分从内部的高速钢基材向外部依次为高熔点合金钎料层、导热金属层、不粘层，其后段刀背部分从内部的陶瓷基片向外部依次为厚膜电路层、高温电绝缘层、导热金属层、不粘层，刀片体的前、后段两部分及其前、后段部分各层之间均为一整体，构成内热式电热手术刀刀片体，且厚膜电路层的厚膜电路通过内导线引出与电源输出控制主机相连。

本发明在外形和切割方式均同普通的金属刀片相似，同时具有热凝止血的功能。电热刀的凝血机理是依靠电热刀片在进行组织切割的同时，刀片上精确控制的温度能够在切割组织表面形成一层很薄又很致密的蛋白凝固层，防止切割断面和细小血管的出血和渗血，从而达到电热凝血的效果。本发明一举解决了电热刀在电气安全性能等方面的难题，超过了美国产品的安全性能和防粘连等方面的技术水平，是一种全新概念的手术器械。本发明具下述优点：

1、本发明可切割包括皮肤、脂肪、肌肉、瘢痕等各种软组织，切割创面整齐，无肌肉收缩，无粘连或焦痂，无烟雾和刺激性异味，缝合时层次清楚，容易对合。

2、本发明“带热”不“带电”，适用传统上由普通手术刀和高频电刀进行的各种外科手术，避免烫伤、电击、干扰和爆炸等潜在的损伤，可安全用于ECG等监护下手术，佩带心脏起搏器的患者及不能使用高频电刀的妇产科剖腹产等手术也均可使用。

3、本发明操作灵巧、使用方便、性能稳定、安全可靠。

以下将结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明刀片体及其手柄的结构示意图；

图2是本发明刀片体的示意图；

图3是图2的A-A放大剖面图(该位置为刀片体前、后段部分的重合部)

图4是本发明电源输出控制主机的原理框图。

如图1、2、3，本发明包括有手术刀片体1及其手柄14和电源输出控制主机2，本发明的特点是刀片体1为多层体，其前段刀刃部分3从内部的高速钢基材4向外部依次为高熔点合金钎料层5、导热金属层6、不粘层7，其后段刀背部分8从内部的陶瓷基片9向外部依次为厚膜电路层10、高温电绝缘层11、导热金属层12、不粘层13，刀片体1的前、后段两部分及其前、后段部分各层之间均为一整体，构成内热式电热手术刀刀片体，且厚膜电路层10的厚膜电路通过内导线17引出与电源输出控制主机2相连。

本发明中，刀片体1的前段刀刃部分3内部的高速钢基材4可以向外单面依次为高熔点合金钎料层5、导热金属层6、不粘层7，高速钢基材4另一面可仅为不粘层7，相应地后段刀背部分8内部的陶瓷基片9亦可向外单面依次为厚膜电路层10、高温电绝缘层11、导热金属层12、不粘层13，陶瓷基片9另一面可仅为不粘层13。但最佳方案是前段刀刃部分3和后段刀背部分8分别从其内部的高速钢基材4和陶瓷基片9向外部的对称两面依次为高熔点合金钎料层5、导热金属层6、不粘层7和厚膜电路层10、高温电绝缘层11、导热金属层12、不粘层13。

上述高速钢基材4可选用牌号为W18CrQ4V的高速钢材料，高熔点合金钎料层5可采用银铜锡混合钎料层，它具有熔点温度高、焊接强度好等特点。刀片体1前、后段上的导热金属层6、12可采用紫铜材料层，它的导热特性最好。刀片体1前、后段上的不粘层7、13可为特氟隆(Teflon)材料，它用来保证刀片体1手术时与人体组织不发生粘连。刀片体1后段的陶瓷基片9及厚膜电路采用现有的陶瓷厚膜集成电路技术。陶瓷基片9及其厚膜电路层10外围的高温电绝缘层11可采用现有陶瓷的上釉工艺来完成。

刀片体1前段刀刃部分3内部的高速钢基材4通过两面的高熔点合金钎料层5与两面的导热金属层6焊接为一体，刀片体1后段刀背部分8内部的陶瓷基片9表面模压有厚膜电路层10，其中的厚膜电路可用一个，或者为了提高加热功率也可用多个，陶瓷基片9及其厚膜电路层10外围包裹有一层釉，形成高温电绝缘层11，在高温电绝缘层11外围模压有导热金属层12，该导热金属层12与刀片体1前段部分的导热金属层6为一整体，使得刀片体1的前、后段部分形成一整体，在整体的导热金属层6、12外围喷涂有整体不粘层7、13。但刀片体1前段刀刃部分3的刃口处不喷涂不粘层，以保证切割的锋利度。

本发明的电源输出控制主机2为现有技术，如图4，它由微处理控制器(如采用型号为89C51的单片机构成)、温度检测与信号变换电路(如采用型号为ADC0804的模数转换器构成)、电功率发生电路(如采用固态继电器及其驱动电路构成)组成，刀片体1的厚膜电路中的温度传感微电路输出通过导线与电源输出控制主机2中的温度检测与信号变换电路相连，控制主机2中的功率发生电路的输出亦通过导线与刀片体1厚膜电路中的电/热功率转换器连接。

本发明工作时，先接通电源输出控制主机2的网电源，使刀片体1处于预热状态，一般为70℃左右，操作时，医生通过设置在刀片体1后部刀柄14上的热凝键15和工作/暂停键16(这两个控制键亦通过外导线18与电源输出控制主机2中的微处理控制器相连)来控制刀片体1的加热状态，使之达到事先设置的刀片工作温度，然后医生即可用刀片体1切割患者组织或快速凝血。由于本发明采用内热式结构，则在手术中即使出现不粘层脱落，也不会发生漏电现象，彻底避免了由于漏电造成的电击伤害现象，安全性可靠性大大提高。此外，又由于本发明采用内热式结构，则它可以降低热凝止血温度，从而使表面特氟隆不粘层不易分解和脱落，以保证刀片体1的不粘性。

Claims (6)

1、一种内热式电热手术刀，它包括有手术刀片体及其手柄和电源输出控制主机，其特征在于刀片体为多层体，其前段刀刃部分从内部的高速钢基材向外部依次为高熔点合金钎料层、导热金属层、不粘层，其后段刀背部分从内部的陶瓷基片向外部依次为厚膜电路层、高温电绝缘层、导热金属层、不粘层，刀片体的前、后段两部分及其前、后段部分各层之间均为一整体，构成内热式电热手术刀刀片体，且厚膜电路层的厚膜电路通过内导线引出与电源输出控制主机相连。

2、根据权利要求1所述的内热式电热手术刀，其特征在于所述刀片体的前段刀刃部分内部的高速钢基材可以向外单面依次为高熔点合金钎料层、导热金属层、不粘层，高速钢基材另一面可仅为不粘层，相应地后段刀背部分内部的陶瓷基片亦可向外单面依次为厚膜电路层、高温电绝缘层、导热金属层、不粘层，陶瓷基片另一面可仅为不粘层。

3、根据权利要求1所述的内热式电热手术刀，其特征在于所述前段刀刃部分和后段刀背部分分别从其内部的高速钢基材和陶瓷基片向外部的对称两面依次为高熔点合金钎料层、导热金属层、不粘层和厚膜电路层、高温电绝缘层、导热金属层、不粘层。

4、根据权利要求1所述的内热式电热手术刀，其特征在于所述高速钢基材可选用牌号为W18CrQ4V的高速钢材料，高熔点合金钎料层可采用银铜锡混合钎料层，刀片体前、后段上的导热金属层可采用紫铜材料层。

5、根据权利要求1所述的内热式电热手术刀，其特征在于所述刀片体前段刀刃部分内部的高速钢基材通过两面的高熔点合金钎料层与两面的导热金属层焊接为一体，刀片体后段刀背部分内部的陶瓷基片表面模压有厚膜电路层，其中的厚膜电路可用一个，或者为了提高加热功率也可用多个，陶瓷基片及其厚膜电路层外围包裹有一层釉，形成高温电绝缘层，在高温电绝缘层外围模压有导热金属层，该导热金属层与刀片体前段部分的导热金属层为一整体，使得刀片体的前、后段部分形成一整体，在整体的导热金属层外围喷涂有整体不粘层。

6、根据权利要求1所述的内热式电热手术刀，其特征在于所述电源输出控制主机由微处理控制器、温度检测与信号变换电路、电功率发生电路组成，刀片体的厚膜电路中的温度传感微电路输出通过导线与电源输出控制主机中的温度检测与信号变换电路相连，控制主机中的功率发生电路的输出亦通过导线与刀片体厚膜电路中的电/热功率转换器连接。

Images