CN112535517A - 一种两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统 - Google Patents

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Abstract

一种两线制且具有多个输入控制的超声波手术刀系统，其包括电气隔离模块，信号读取模块，以及控制信号输入模块。所述数据读取模块用于一直从所述电气隔离模块接收信号数据。所述控制信号输入模块包括按键输入单元，以及第一接地开关。所述按键输入单元包括至少两个按键次单元。每一个按键次单元包括按键，以及数据存储器。在所述第一接地开关导通接地时，所述控制信号输入模块形成回路以使任意一个数据存储器中的数据由所述数据读取模块读取，以控制所述超声波手术刀系统。本超声波手术刀系统的所述按键输入单元可以具有多个按键次单元，进而实现所述超声波手术刀系统的按键在两根输出连接线的前提下不再受限制，而是可以为任意个，以实现任意功能参数的控制。

Description

一种两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统
技术领域
本发明涉及微创外科手术器械技术领域，特别涉及一种具有两线制多个控制输入的超声波手术刀系统。
背景技术
超声波手术刀是指将高强度超声通过变幅杆传导到刀头，由刀头的高频振动来切除人体软组织的肿瘤等病变。采用超声能量对软组织进行处理，能够使切割、凝血同时完成，并能确保最小的组织侧向热损伤。因此，超声波手术刀非常适用于对需要控制出血和最小程度热损伤的软组织实施切割。也因此，超声波手术刀是各种微创外科手术中必备的手术器械，同时，随着微创外科手术的普及，超声波手术刀已经成为一种常规手术器械。
在现有技术中，超声波手术刀系统一般都具有两个按键，即一个高档位键，一个低档位键，同时现有的超声波手术刀系统一般只具有两个按键，因为刀头按键信号线只有两根线，即两线制，当高档位键按下时需要禁止所述低档位键工作，同时当低档位键按下时需要禁止所述高档位键工作，因此，在现有技术中，所述高档位键与低档位键分别串联有两个极性相反的二极管。而由于二极管只有两个极性，从而导致现有的超声波手术刀系统只能有两个工作按键，即在只有两根输出连接线的情况下只能有两个按键。同时，现有的超声波手术刀系统只有两根输出连接线，因此当需要调节所述高档位键或低档位键的输出功率时，则需要人工手动调节控制器，如果在一个手术中需要调节多次控制器，这无疑给医生造成了很大的工作量
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可以解决上述问题的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统。
一种两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其包括一个电气隔离模块，一个与所述电气隔离模块的输入侧电性连接的信号读取模块，以及一个与所述电气隔离模块的输出侧电性连接的控制信号输入模块。所述电气隔离模块用于为所述信号读取模块与所述控制信号输入模块提供电气隔离。所述数据读取模块用于一直从所述电气隔离模块接收信号数据。所述控制信号输入模块包括一个串联在所述电气隔离模块的输出侧的输出端与输入端之间的按键输入单元，以及一个设置在所述电气隔离模块输出侧的输出端与所述按键输入单元一端的第一接地开关。所述按键输入单元包括至少两个互相并联的按键次单元。每一个按键次单元包括一个按键，以及一个与所述按键串联的数据存储器。当任意一个按键次单元中的按键导通时，与该按键相对应的所述数据存储器中的控制信号输入到电气隔离模块的输出侧的输入端并由所述数据读取单元读取。在所述第一接地开关导通接地时，所述控制信号输入模块形成回路以使任意一个按键次单元中的数据存储器中的数据由所述数据读取模块读取，以控制所述超声波手术刀系统的工作状态。
进一步地，所述信号读取模块还包括一个电性连接在所述电气隔离模块的输出侧的输入端的数据写入单元，所述数据写入单元间歇地向所述电气隔离模块的输入侧的输入端输出控制信号以探测所述按键输入单元是否有所述数据存储器的控制信号输出。
进一步地，所述数据写入单元输出的信号数据为方波。
进一步地，所述控制信号输入模块还包括一个设置在所述电气隔离模块的输出侧的输入端与所述按键输入单元的另一端的第二接地开关。
进一步地，所述第二接地开关为一个MOS管，所述MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元的一端电性连接。
进一步地，当所述MOS管的栅极为高电平时，所述源极与漏极导通，且所述数据写入单元输出信号的同时所述按键输入单元的任意一个按键次单元的按键按下时，所述控制信号输入模块形成回路以使数据存储器的控制信号输入到所述电气隔离模块中。
进一步地，所述第一接地开关为一个MOS管，所述MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元的一端电性连接。
进一步地，当所述数据存储器的控制信号输入到所述电气隔离模块中，所述数据读取单元读取并响应控制信号以使所述超声波手术刀系统处于工作状态。
进一步地，所述按键输入单元包括5个按键次单元，每一个按键次单元包括一个数据存储器。
进一步地，所述按键输入单元的两端分别通过上拉电阻与电源连接。
与现有技术相比，本发明提供的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统通过所述电气隔离模块使得信号读取模块与控制信号输入模块之间可以实现电气隔离，，而当所述第一接地开关导通接地时，并当所述按键输入单元中的一个按键次单元被按下时，即可使所述控制信号输入模块形成一个回路，该回路使得该按键次单元中的数据存储器中所存储的控制信号可以被输出并由所述信号读取模块读取，从而控制所述超声波手术刀系统的工作状态。由于所述电气隔离模块与所述第一接地开关的存在，以及整个电路的设计当中每一个按键次单元具有一个数据存储器，而使每一个按键次单元对应一个功能，使得所述按键输入单元可以具有多个按键次单元，，进而实现所述超声波手术刀系统的按键在两根输出连接线的前提下不再受限制，而是可以为任意个，以实现任意功能参数的控制。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有多个控制输入的超声波手术刀系统的电路图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1所示，其为本发明提供的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统的电路图。所述两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统包括一个电气隔离模块10，一个与所述电气隔离模块10的输入侧电性连接的信号读取模块20，以及一个与所述电气隔离模块10的输出侧电性连接的控制信号输入模块30。可以想到的是，所述两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统还具有其他的一些功能模块，如电气连接组件，超声波手术刀系统本身的硬件等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
所述电气隔离模块10用于将信号输入端与输出端进行电气隔离，即用于所述信号读取模块与所述控制信号输入模块提供电气隔离，但其本身为现有技术，在此不再赘述。所述电气隔离模块10具有输入侧与输出侧，输入侧与控制器连接，以接收来自控制器的控制命令。众所周知，任意一个超声波手术刀系统都与一个控制器连接，该控制器输出各种参数的超声波能量以驱动所述超声波手术刀系统按照医生的指令进行工作。所述电气隔离模块10的输出侧与所述控制信号输入模块30电性连接，该输出侧输出的信号使得所述控制信号输入模块30可以开始正常工作。同时，众所周知的是，所述电气隔离模块10的输入侧与输出侧都具有输出端与输入端，可以理解的是，在实际产品中，所述输出端与输入端都为金属插脚。
所述信号读取模块20电性连接在所述电气隔离模块10的输入侧，其包括一个电性连接在所述电气隔离模块10的输入端的数据使能单元21，一个电性连接在所述电气隔离模块10的输入端的数据写入单元22，以及一个与所述电气隔离模块10的输出端的数据读取单元23。所述数据使能单元21所输出的信号用于使所述控制信号输入模块30处于可工作状态。所述数据使能单元21的一端与控制器电性连接，其输出控制信号以使所述控制信号输入模块30处于可工作状态。所述数据写入单元22的一端与控制器电性连接，其所输出的控制信号为方波。具体的，所述数据读取单元23间歇的向所述电气隔离模块10输出侧的输入端读取下述的数据存储器的存储信号，通过读取到的存储器信号，判断控制信号输入模块30是否有信号输出，同时根据读取到的存储器信号判定按下的属于哪一个功能按键。当所述控制信号输入模块30当中的任意一个按键按下时，所述数据读取单元23读取到存储在所述数据存储器当中的信息，根据该数据存储器内的信息，控制超声波手术刀系统工作状态。其工作原理会在下面结合所述控制信号输入模块30的具体电路说明。所述数据读取单元23用于读取所述控制信号输入模块30所输出的控制信号，其与超声波手术刀系统所具有的换能器连接，从而控制超声波手术刀系统的刀杆以一定的参数进行高频振动。
所述控制信号输入模块30包括一个通过两根导线串联在所述电气隔离模块10的输出侧的输出端与输入端之间的按键输入单元31，一个设置在所述电气隔离模块10输出侧的输出端与所述按键输入单元31一端的第一接地开关32，以及一个设置在所述电气隔离模块10的输出侧的输入端的所述按键输入单元31另一端的第二接地开关33。所述按键输入单元31包括至少两个互相并联的按键次单元。在本实施例中，所述按键输入单元31包括n个按键次单元，如5个。所述按键输入单元31的两个输出连接线端不仅与所述电气隔离模块10的输出侧的输出端与输入端电性连接以接收和输出控制信号，同时其两端还通过上拉电阻拉高，从而为所述控制信号输入模块30供电。可以理解的是，由于所述按键输入单元31通过所述上拉电阻的上拉，使得该单元的两个输出接线端为高电平。每一个所述按键次单元包括一个按键311，以及一个与所述按键311串联的数据存储器312。所述按键311应当为现有技术中的超声波手术刀系统所使用的通用按键，其具体的机械结构在此不再详细说明。当所述按键311按下时，电路将导通，而释放按下该按键311时，电路将断开。所述数据存储器312可以为一个集成电路芯片，如带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，其用于存储与所述按键311相对应的数据，即控制所述超声波手术刀系统的刀杆的振动等参数。具体地，所述数据存储器312可以对相应的按键311进行编码，从而使得不同的数据存储器可以对应不同的按键。同时由于所述数据存储器312的存在，使得每一个按键311被按下的次数都会被记录，从而可以记录超声波手术刀系统的刀杆的使用次数，进而可以知晓该超声波手术刀系统的使用情况。
所述第一接地开关32可以为一个MOS管。当然可以想到的是，所述第一接地开关32还可以是其他类型的开关或者不使用该第一、第二接地开关31、32而直接将按键输入单元31的一端直接接地，此时可以不再需要输入数据使能单元21。该MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块10的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元31的一端电性连接，具体地，该漏极与所述按键输入单元31的按键311侧的输出连接线电性连接。当所述第一接地开关32的MOS管的源极为高电平时，即所述数据使能单元21输出电平为高电平时，所述MOS管的源极为高电平，从而使得该MOS管导通，即该MOS管的栅极与漏极导通，进而使得该MOS管的一个输出连接线接地而成为低电平，即将所述按键输入单元31的一个输出连接线的高电平拉低，而所述按键输入单元31的另一个输出连接线端仍为高电平，因此当某一个例如所述按键311被按下时，整个电路回路就形成了，与该按键311相连的数据存储器312中的数据便可以被读取。当然可以想到的是，如果所述第一、第二接地开关32、33都没有被导通，则由于所述按键输入单元31的两个输出接线端皆为高电平，从而使得该按键输入单元31不会形成回路，也就不会有信号输出。同理，所述第二接地开关33也可以为一个MOS管，该MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块10的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元31的另一个输出连接线电性连接，具体地，所述按键输入单元31与数据存储器312电性连接。当所述第二接地开关33的MOS管的栅极为高电平时，即数据写入单元22有方波信号输出时，所述源极与漏极导通，从而使得按键输入单元31的另一端的高电平被拉低，电路回路可以形成，此时如果所述按键输入单元31的任意一个按键次单元的按键311按下时，所述控制信号输入模块30形成回路以使数据存储器312的控制信号或反馈信号输入到所述电气隔离模块10中并由所述数据读取单元23读取数据从而控制所述超声波手术刀系统的刀杆工作。
与现有技术相比，本发明提供的具有多个控制输入的超声波手术刀系统通过所述电气隔离模块10使得信号读取模块20与控制信号输入模块30之间可以实现电气隔离，而当数据使能单元21输入信号时，其使所述第一接地开关32导通接地，并当所述按键输入单元31中的一个按键次单元中的按键311被按下时，即可使所述控制信号输入模块30形成一个回路，该回路使得该按键次单元中的数据存储器312中所存储的控制信号可以被输出并由所述信号读取模块23读取，从而控制所述超声波手术刀系统的工作状态。由于所述电气隔离模块10与所述第一、第二接地开关的32、33的存在，以及整个电路的设计使得所述按键输入单元31可以具有多个按键次单元，而每一个按键次单元具有一个数据存储器312，从而使每一个按键次单元对应一个功能，进而实现所述超声波手术刀系统的按键在两根输出连接线的前提下不再受限制，而是可以为任意个，以实现任意功能参数的控制，从而在不改变现有结构的基础上，可实现按键数量的任意扩展，满足临床参数任意调整的需求。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统包括一个电气隔离模块，一个与所述电气隔离模块的输入侧电性连接的信号读取模块，以及一个与所述电气隔离模块的输出侧电性连接的控制信号输入模块，所述电气隔离模块用于为所述信号读取模块与所述控制信号输入模块提供电气隔离，所述数据读取模块用于一直从所述电气隔离模块接收信号数据，所述控制信号输入模块包括一个串联在所述电气隔离模块的输出侧的输出端与输入端之间的按键输入单元，以及一个设置在所述电气隔离模块输出侧的输出端与所述按键输入单元一端的第一接地开关，所述按键输入单元包括至少两个互相并联的按键次单元，每一个按键次单元包括一个按键，以及一个与所述按键串联的数据存储器，当任意一个按键次单元中的按键导通时，与该按键相对应的所述数据存储器中的控制信号输入到电气隔离模块的输出侧的输入端并由所述数据读取单元读取，在所述第一接地开关导通接地时，所述控制信号输入模块形成回路以使任意一个按键次单元中的数据存储器中的数据由所述数据读取模块读取，以控制所述超声波手术刀系统的工作状态。
2.如权利要求1所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述信号读取模块还包括一个电性连接在所述电气隔离模块的输出侧的输入端的数据写入单元，所述数据写入单元间歇地向所述电气隔离模块的输入侧的输入端输出控制信号以探测所述按键输入单元是否有所述数据存储器的控制信号输出。
3.如权利要求2所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述数据写入单元输出的信号数据为方波。
4.如权利要求2所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术系统，其特征在于：所述控制信号输入模块还包括一个设置在所述电气隔离模块的输出侧的输入端与所述按键输入单元的另一端的第二接地开关。
5.如权利要求4所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述第二接地开关为一个MOS管，所述MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元的一端电性连接。
6.如权利要求5所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：当所述MOS管的栅极为高电平时，所述源极与漏极导通，且所述数据写入单元输出信号的同时所述按键输入单元的任意一个按键次单元的按键按下时，所述控制信号输入模块形成回路以使数据存储器的控制信号输入到所述电气隔离模块中。
7.如权利要求1所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述第一接地开关为一个MOS管，所述MOS管的源极接地，栅极与所述电气隔离模块的输出侧的输出端电性连接，漏极与所述按键输入单元的一端电性连接。
8.如权利要求7所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：当所述数据存储器的控制信号输入到所述电气隔离模块中，所述数据读取单元读取并响应控制信号以使所述超声波手术刀系统处于工作状态。
9.如权利要求1所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述按键输入单元包括5个按键次单元，每一个按键次单元包括一个数据存储器。
10.如权利要求1所述的两线制且具有多个控制输入的超声波手术刀系统，其特征在于：所述按键输入单元的两端分别通过上拉电阻与电源连接。
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