CN113397656A - 双极高频超声双输出手术系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双极高频超声双输出手术系统，包括：多用剪，用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流；手柄，其与多用剪相连，用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至多用剪和/或将高频驱动信号传递至多用剪；主机，其与手柄相连，包括主控单元、超声驱动单元和高频电力驱动单元，主控单元用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动超声驱动单元和/或高频电力驱动单元，以向手柄输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；激发装置，与主机相连，用于根据用户的控制向所述主控单元输入激发信号。该系统能够轻松实现高频电流和超声波能量的任意组合输出，在手术中且无需操作者更换手术器械及进行输出切换，有效降低手术风险。

Description

双极高频超声双输出手术系统
技术领域
本发明涉及手术医疗设备领域，特别是涉及一种双极高频超声双输出手术系统。
背景技术
超声刀又称超声切割止血刀，工作原理是通过超声换能器(压电陶瓷)将电能转换成机械能，经放大、聚焦后作用于人体目标组织，其工作频率一般为20～100kHz。目标组织在短时间内温度可达70℃以上，致使组织细胞凝固坏死而又不损伤聚焦区域以外的正常组织。超声刀具有止血、切割、抓持、分离等多种功能。与传统电刀或激光刀相比，超声刀具有最小的侧热损伤，可作用于重要脏器；由于没有电流通过病人，有效避免对神经肌肉的刺激，可以安全使用于已安装有心脏起搏器的病人；工作时只形成水汽，不产生烟雾，可减少组织焦化，在腔镜手术中保证手术视野清晰。伴随着技术的不断成熟，超声刀在外科手术中得到了越来越广泛的应用。超声能量应用于外科手术，虽然具有切割精细、安全、低温止血等特点，但超声刀凝闭效果不好，无法凝闭5mm以上血管，且凝血时间长，效果差，容易出现凝闭后渗血现象需二次凝闭，给操作者和患者带来不必要的负担。高频电刀则是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械。它通过有效电极尖端产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的，且其相对于超声刀，具有更佳的血管凝闭效果，可以凝闭7mm以下的血管。
目前，在手术中如果需要同时用到超声刀及高频电刀两种器械时，还需要操作者临时对多用剪进行输出单元的切换，不仅操作复杂，且存在一定的医疗风险。
发明内容
本发明提供了一种具备多种组合输出模式的双极高频超声双输出手术系统，用以实现高频电流及超声波能量的任意组合输出，所述双极高频超声双输出手术系统包括：
多用剪，用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流；
手柄，其与所述多用剪相连，用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至所述多用剪和/或将高频驱动信号传递至所述多用剪；
主机，其与所述手柄相连，所述主机包括主控单元、超声驱动单元和高频电力驱动单元，所述主控单元用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动所述超声驱动单元和/或所述高频电力驱动单元，以向所述手柄输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；
激发装置，与所述主机相连，用于根据用户的控制向所述主控单元输入激发信号。
具体实施中，所述主控单元具有多个供用户选择的所述工作模式，多个所述工作模式包括超声切割、超声凝血、混合切割和混合凝血中的任意切割与凝血的组合手术动作。
具体实施中，所述主控单元设置有五个所述工作模式，其中：
第一工作模式为包括超声切割和双极凝血的组合手术动作；
第二工作模式为包括超声切割和混合凝血的组合手术动作；
第三工作模式为包括混合切割和双极凝血的组合手术动作；
第四工作模式为包括超声切割和超声凝血的组合手术动作；
第五工作模式为包括混合切割和混合凝血的组合手术动作。
具体实施中，所述混合切割手术动作包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、电凝延迟0.5s输出及电凝延迟1s输出。
具体实施中，所述混合凝血手术动作包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、超声延迟2s输出及超声延迟4s输出。
具体实施中，所述多用剪包括夹嘴、刀具、套筒及手把。
具体实施中，所述激发装置为设置于所述多用剪的手控激发装置，所述手控激发装置包括切割键和凝血键。
具体实施中，所述激发装置为脚踏激发装置，所述脚踏激发装置与所述主机相连。
具体实施中，所述主机包括触摸屏，所述触摸屏用于供用户选择并向用户展示所述工作模式。
具体实施中，所述主控单元还用于超声频率的自动跟踪，包括：
实时获取超声的电压电流模拟信号；
对超声的电压电流模拟信号进行计算，获得相位差；
将相位差与第一预设阈值进行比较；
若相位差大于或等于第一预设阈值，则改变超声频率，并再次获取超声波驱动信号以进行判断，直至相位差小于第一预设阈值。
具体实施中，所述主控单元还用于进行双极凝血手术动作时的阻抗监测，包括：
实时获取高频驱动的电压电流模拟信号；
对高频驱动的电压电流模拟信号进行计算，获得阻抗值；
将阻抗值与第二预设阈值进行比较；
若阻抗值大于第二预设阈值，则关闭高频电力驱动单元的输出。
本发明提供的双极高频超声双输出手术系统，包括用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流的多用剪；分别与多用剪及主机相连的手柄，其用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至多用剪和/或将高频驱动信号传递至多用剪；主机，包括主控单元、超声驱动单元和高频电力驱动单元，该主控单元用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动超声驱动单元和/或高频电力驱动单元，以向所述手柄输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；与主机相连的激发装置，用于根据用户的控制向主控单元输入激发信号。该系统可以实现一把器械同时输出高频电流和超声波能量，有效结合两者优势，提高手术效率；且能够轻松实现高频电流和超声波能量的任意组合输出，在手术中且无需更换手术器械及进行输出切换，有效减轻操作者的压力，针对不同手术部位和实际情况可灵活调节输出模式和功率，可实现快速切割和7mm以下血管凝闭，降低手术风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是根据本发明一个具体实施方式中双极高频超声双输出手术系统的结构示意图；
图2是根据本发明一个具体实施方式中双极高频超声双输出手术系统的外部结构示意图；
图3是根据本发明一个具体实施方式中超声频率自动跟踪的流程示意图；
图4是根据本发明一个具体实施方式中双极输出时的阻抗检测的流程示意图；
图5是根据本发明一个具体实施方式中双极高频超声双输出手术系统的运行流程示意图。
具体实施方式
为使本发明具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的示意性具体实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明提供了一种具备多种组合输出模式的双极高频超声双输出手术系统，用以实现高频电流及超声波能量的任意组合输出，所述双极高频超声双输出手术系统包括：
多用剪300，用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流；
手柄200，其与所述多用剪300相连，用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至所述多用剪300和/或将高频驱动信号传递至所述多用剪300；
主机100，其与所述手柄200相连，所述主机100包括主控单元101、超声驱动单元102和高频电力驱动单元103，所述主控单元101用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动所述超声驱动单元102和/或所述高频电力驱动单元103，以向所述手柄200输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；
激发装置400，与所述主机100相连，用于根据用户的控制向所述主控单元101输入激发信号。
具体实施中，为了避免操作者在手术中切换输出方式，进一步的简化操作，降低手术风险，可以预先在主机100的主控单元101内预设多个工作模式，各工作模式为超声输出与双极输出的任意组合，当进行手术时，操作人员只需要根据需要选择对应的模式，便可以根据激发直接执行该选定的工作模式，即所述主控单元101可以具有多个供用户选择的所述工作模式，多个所述工作模式包括超声切割、超声凝血、混合切割和混合凝血中的任意切割与凝血的组合手术动作。进一步的，如表1所示，所述主控单元101设置有五个所述工作模式，其中：
第一工作模式为包括超声切割和双极凝血的组合手术动作；
第二工作模式为包括超声切割和混合凝血的组合手术动作；
第三工作模式为包括混合切割和双极凝血的组合手术动作；
第四工作模式为包括超声切割和超声凝血的组合手术动作；
第五工作模式为包括混合切割和混合凝血的组合手术动作。
表1：工作模式表
Figure BDA0003173400030000051
Figure BDA0003173400030000061
具体实施中，为了进一步的细化输出的工作模式，提升该系统的适用范围，如表2所示，所述混合切割手术动作可以包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、电凝延迟0.5s输出及电凝延迟1s输出；所述混合凝血手术动作则可以包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、超声延迟2s输出及超声延迟4s输出。
表2：混合切割及混合凝血功效表
Figure BDA0003173400030000062
具体实施中，多用剪300结构的设置可以有多种实施方案。例如，如图2所示，所述多用剪300可以包括夹嘴301、刀具302、套筒303及手把304。
具体实施中，激发装置400的选用可以有多种实施方案。例如，为了便于操作，如图2所示，所述激发装置400可以为设置于所述多用剪300的手控激发装置401，所述手控激发装置401包括切割键和凝血键。再例如，为了便于操作者更好地握持多用剪300，解放操作者双手，如图2所示，所述激发装置400还可以为脚踏激发装置402，所述脚踏激发装置402与所述主机100相连。
具体实施中，用户选定工作模式的方式在设置时可以有多种实施方案。例如，如图1所示，可以通过在主机100上设置触摸屏104同时实现工作模式的显示和选定，即所述主机100可以包括触摸屏104，所述触摸屏104用于供用户选择并向用户展示所述工作模式。
具体实施中，由于超声刀的核心就是如何驱动换能器将电能转换成机械能，手柄200中的换能器工作在谐振状态的时候，电能转换为机械能的效率最高，超声刀的使用寿命也才会更久，因此需要对于换能器进行阻抗匹配(即频率跟踪)，并且在负载以及外部条件发生变化的情况还能够使换能器始终工作在谐振点附近，因此，为了有效保证换能器始终工作在谐振点附近，如图3所示，所述主控单元101还可以用于超声频率的自动跟踪，包括：实时获取超声的电压电流模拟信号；对超声的电压电流模拟信号进行计算，获得相位差；将相位差与第一预设阈值进行比较；若相位差大于或等于第一预设阈值，则改变超声频率，并再次获取超声波驱动信号以进行判断，直至相位差小于第一预设阈值。
具体实施中，超声驱动单元102中的电流检测电路及电压检测电路分别获取超声的电压、电流模拟信号，经过超声相位/功率检测电路提取超声阻抗信息，反馈到主控单元101，经过主控单元101的计算、判定，为超声驱动单元102提供控制信号。
具体实施中，因组织干燥过程中阻抗会增大，双极输出时可以通过实时检测阻抗来控制输出，即可以计算阻抗大小，然后与阈值进行比较，若超过阈值，证明组织已经接近干燥，为了防止进一步焦化，程序控制关闭双极输出。具体的，如图4所示，所述主控单元101还用于进行双极凝血手术动作时的阻抗监测，包括：实时获取高频驱动的电压电流模拟信号；对高频驱动的电压电流模拟信号进行计算，获得阻抗值；将阻抗值与第二预设阈值进行比较；若阻抗值大于第二预设阈值，则关闭高频电力驱动单元103的输出。
具体实施中，高频电力驱动单元103的电流检测电路、电压检测电路分别获取高频电力驱动单元103的电压、电流模拟信号，经过高频相位/功率检测电路提取负载阻抗信息，反馈到主控单元101，经过处理器计算、判定，为高频电力驱动单元103提供控制信号。
具体实施中，在主控单元101的控制下超声驱动单元102中的超声频率驱动能够根据负载特性实时输出超声波频率驱动信号，经过直流变换电路和超声驱动电路，将超声波频率信号放大，再由超声隔离电路、超声匹配电路，为手柄200提供超声波驱动信号，经过手柄200转化为超声波机械振动到达刀具302部；同时，在主控单元101的控制下高频电力驱动单元103中的高频驱动电路提供高频驱动信号，经过高频隔离电路和高频匹配电路，向高频处置器具夹嘴301、刀具302提供高频驱动信号，进而向生物组织施加高频电流。
具体实施中，该系统的运行流程可以如图5所示，即首先由操作者在主机100侧通过触摸屏104进行模式及功效的自由选择，然后由主机100内部的主控单元101进行模式/功效的扫描并确认，当操作者踩下脚踏激发装置104或按下手控激发装置401时，进行超声或双极对应模式的输出。
综上所述，本发明提供的双极高频超声双输出手术系统，包括用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流的多用剪300；分别与多用剪300及主机100相连的手柄200，其用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至多用剪300和/或将高频驱动信号传递至多用剪300；主机100，包括主控单元101、超声驱动单元102和高频电力驱动单元103，该主控单元101用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动超声驱动单元102和/或高频电力驱动单元103，以向所述手柄200输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；与主机100相连的激发装置，用于根据用户的控制向主控单元101输入激发信号。该系统可以实现一把器械同时输出高频电流和超声波能量，有效结合两者优势，提高手术效率；且能够轻松实现高频电流和超声波能量的任意组合输出，在手术中且无需更换手术器械及进行输出切换，有效减轻操作者的压力，针对不同手术部位和实际情况可灵活调节输出模式和功率，可实现快速切割和7mm以下血管凝闭，降低手术风险。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (11)

1.一种双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述双极高频超声双输出手术系统包括：
多用剪(300)，用于向生物组织施加超声振动和/或高频电流；
手柄(200)，其与所述多用剪(300)相连，用于将超声波驱动信号转换为超声波机械振动并传递至所述多用剪(300)和/或将高频驱动信号传递至所述多用剪(300)；
主机(100)，其与所述手柄(200)相连，所述主机(100)包括主控单元(101)、超声驱动单元(102)和高频电力驱动单元(103)，所述主控单元(101)用于根据激发信号及用户选定的工作模式驱动所述超声驱动单元(102)和/或所述高频电力驱动单元(103)，以向所述手柄(200)输出超声波驱动信号和/或高频驱动信号；
激发装置(400)，与所述主机(100)相连，用于根据用户的控制向所述主控单元(101)输入激发信号。
2.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述主控单元(101)具有多个供用户选择的所述工作模式，多个所述工作模式包括超声切割、超声凝血、混合切割和混合凝血中的任意切割与凝血的组合手术动作。
3.如权利要求2所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述主控单元(101)设置有五个所述工作模式，其中：
第一工作模式为包括超声切割和双极凝血的组合手术动作；
第二工作模式为包括超声切割和混合凝血的组合手术动作；
第三工作模式为包括混合切割和双极凝血的组合手术动作；
第四工作模式为包括超声切割和超声凝血的组合手术动作；
第五工作模式为包括混合切割和混合凝血的组合手术动作。
4.如权利要求3所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述混合切割手术动作包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、电凝延迟0.5s输出及电凝延迟1s输出。
5.如权利要求3所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述混合凝血手术动作包括三种功效模式：超声与电凝同时输出、超声延迟2s输出及超声延迟4s输出。
6.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述多用剪(300)包括夹嘴(301)、刀具(302)、套筒(303)及手把(304)。
7.如权利要求6所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述激发装置(400)为设置于所述多用剪(300)的手控激发装置(401)，所述手控激发装置(401)包括切割键和凝血键。
8.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述激发装置(400)为脚踏激发装置(402)，所述脚踏激发装置(402)与所述主机(100)相连。
9.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述主机(100)包括触摸屏(104)，所述触摸屏(104)用于供用户选择并向用户展示所述工作模式。
10.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述主控单元(101)还用于超声频率的自动跟踪，包括：
实时获取超声的电压电流模拟信号；
对超声的电压电流模拟信号进行计算，获得相位差；
将相位差与第一预设阈值进行比较；
若相位差大于或等于第一预设阈值，则改变超声频率，并再次获取超声波驱动信号以进行判断，直至相位差小于第一预设阈值。
11.如权利要求1所述的双极高频超声双输出手术系统，其特征在于，所述主控单元(101)还用于进行双极凝血手术动作时的阻抗监测，包括：
实时获取高频驱动的电压电流模拟信号；
对高频驱动的电压电流模拟信号进行计算，获得阻抗值；
将阻抗值与第二预设阈值进行比较；
若阻抗值大于第二预设阈值，则关闭高频电力驱动单元(103)的输出。
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