CN113712632B - 一种超声刀自适应自动触发系统 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供一种超声刀自适应自动触发系统，包括超声刀与超声主机，所述超声主机包括一主控单元；所述超声刀至少包括一换能器单元，一手柄组件和一刀头组件；其中所述手柄组件至少包括一扳机和一自动触发单元，所述刀头组件包括一钳口；所述自动触发单元电性连接所述主控单元，所述主控单元电性连接所述换能器；其中自动触发单元触发时，所述钳口的闭合程度在0‑5度之间自适应变化。本公开内容有助于适配不同的组织，以及能够实现电子部件紧凑，具有操作简单，避免误操作风险，提高手术效率的效果。

Description

一种超声刀自适应自动触发系统

技术领域

本公开内容涉及超声外科器械的自动触发系统，更具体而言，涉及一种外科超声刀的自适应自动触发系统。

背景技术

随着医疗技术的发展，外科手术越来越呈现多样化趋势，外科手术中经常使用超声刀对各种组织进行切割、凝血的操作。由于超声刀是通过将电能转化为机械能，且集切割、凝闭、抓持、分离于一体，且具有切割速度快、止血效果好、操作简单的优点，因此越来越多应用在各种内窥镜手术中，如腹腔镜、前列腺切镜、膀胱镜、宫腔镜等手术。

现有技术中，超声刀在使用过程中，闭合过程与超声剪切是相对独立的两个过程，医生在手术过程中在超声剪切触发前，先要拉动钳口闭合控制杆，在内镜辅助观察下，完成钳口闭合加紧组织或血管后，再按动超声能量触发按钮，才能实现对组织或血管的切割、止血过程，切割止血过程中，需要同时按住扳机和触发按键，一方面手部操作不便，另一方面极易形成误操作。

现有技术中如CN106102606B中公开了一种超声刀，其使用扳机128闭合钳口，使用按钮126产生超声能量(所述按钮中一个代表激发高频超声，一个代表激发低频超声)，当以中指、无名指扳动触发器以闭合钳口144后，再通过食指按下按钮126以激发超声能量，在手术操作中若要维持钳口闭合并激发能量，就需要一直同时按住扳机128和按钮126。这种触发方式属于现有最为常见的触发方式，但可以看到这种操作方式容易造成操作者手部疲劳，对操作者的操作能力要求也比较高。

现有技术中为了解决闭合、触发需要单独操作，增大误操作的风险，也尝试在手柄处触发部件，通过钳口闭合控制杆的扣动，进而触发手柄处的触发部件，避免了如前述CN106102606B中所述的需要一直同时按住扳机128和按钮126，导致手部疲劳的问题。然而，目前的现有技术方案中，超声能量的触发需要在所述钳口完全闭合后才能进行触发，对于筋膜类的韧性高，强度大的组织而言，比较适配，而对于黏膜类的薄组织而言，则应避免采用钳口完全闭合的方式来夹持，以防止创面裂开的情况发生。此外，现有技术中上述的触发部件设置在手柄处导致其与其他的电子部件的布局上有物理空间上的距离，从而不利于器件体积的减小。

本公开内容针对上述技术问题，设计出了一种新颖的自动触发的超声刀控制系统，使得其能完美适配不同的组织，以及能够实现电子部件紧凑，具有操作简单，避免误操作风险，提高手术效率的效果。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开内容的一方面提供一种超声刀自适应自动触发系统，包括超声刀与超声主机，所述超声主机包括一主控单元；所述超声刀至少包括一换能器单元，一手柄组件和一刀头组件；其中所述手柄组件至少包括一扳机和一自动触发单元，所述刀头组件包括一钳口和一刀头；所述自动触发单元电性连接所述主控单元，所述主控单元电性连接所述换能器；其中自动触发单元触发时，所述钳口与所述刀头的闭合角度在0-60度之间自适应变化。

进一步的，所述自动触发单元是通过触发开关与手柄抵接部的接触而被触发的。

进一步的，所述自动触发单元是通过触发开关与手柄抵接部的分离而被触发的。

进一步的，所述触发开关和所述手柄抵接部中至少一方设置为可弹性变形的模式。

进一步的，所述可压缩变形的量为0-5mm。进一步的，还具有一变形检测单元用来检测所述触发开关和/或所述手柄抵接部的变形量。

进一步的，所述手柄抵接部还可以具有一音响提示单元。

进一步的，所述手柄组件中还具有连接到主控单元的一独立的功率调节单元。

进一步的，所述手柄组件中还具有连接到主控单元的一独立的一键触发单元。

进一步的，所述手柄组件中还具有一能量指示单元。

本公开内容的方案至少能有助于实现如下效果之一：实现了单一操作即可同时实现夹紧闭合、超声激发的功能，同时该模式还可以适配不同的处理对象，增大了处理的灵活性，简化了超声刀的操作步骤，减少了误操作的风险，且还可实现器件的小型化。

附图说明

参照附图下面说明本公开内容的具体内容，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。

图1-3示出了根据第一实施方案的超声刀控制系统的示意图；

图4示出了根据第二实施方案的超声刀控制系统的示意图；

图5-6示出了根据第三实施方案的超声刀控制系统的示意图。

图7-10示出了根据第四实施方案的超声刀控制系统的示意图。

图11-12示出了根据第五实施方案的超声刀控制系统的示意图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本公开内容的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实现本公开内容的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实现本公开内容的过程中可以做出很多特定于本公开内容的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着本公开内容的不同而有所改变。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的器械结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。

应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。本文中，在可行的情况下，不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征。

第一实施方案

参见图1-3示出本公开超声刀控制系统的第一实施方案，其中相同的附图标记表示相同的部件。

所述超声刀控制系统结构如图1-2所示，所述超声刀控制系统包括超声刀与超声主机。所述超声刀和所述超声主机电性连接。

具体的如图3所示，所述超声刀包括换能器201、手柄组件202、和刀头组件203。所述刀头组件203进一步包括套管组件、套管组件中的变幅杆以及执行组件，所述执行组件包括与所述变幅杆的一端一体形成的刀头，以及相对所述刀头旋转的钳口。所述刀头组件中的变幅杆与所述换能器201连接。

所述手柄组件202包括用于驱动所述执行结构开闭的扳机2021，自动触发单元2022等。所述手柄组件202与所述刀头组件203可以是固定或可拆卸连接。所述自动触发单元2022设置在所述手柄组件202靠近所述换能器的一端手柄支撑部2024。所述手柄组件内部还具有一主控单元2023，所述主控单元与所述换能器电性连接。

如图2所示，所述超声刀的手柄组件202还包括有第一连接件2025和第二连接件2026，所述第一连接件2025呈现具有大体的Y字型，所述Y字型的两端中一端具有分叉。所述分叉的两分支中的一支与所述扳机固定销轴2027连接且与所述手柄组件202中横向放置的第二连接件2026相抵接，所述分叉的两分支中的另一支固定在所述第二连接件上。所述第一连接件Y型中的另一端与手柄的握持部相连接，可绕中间的枢轴转动。所述第二连接件可沿所述刀头组件的轴向做直线的返复运动。

当操作者扣动扳机2021以闭合钳口时，扳机上部围绕扳机固定销轴转动，类L形扳机2021本体中的L形长臂沿图中黑色实线箭头运动，带动所述第一连接件绕其枢轴转动，进而牵动横向放置的第二连接件朝着图中虚线箭头方向移动，所述第二连接件的朝向所述换能器的近端部设置有一手柄抵接部2028，手柄支撑部2024内壁与所述手柄抵接部对应的位置设置有触发开关。所述第二连接件行至一定行程后，所述第二连接件的所述手柄抵接部将与所述触发开关抵接，从而实现超声能量的激发。

需要重点说明的是，所述超声能量的激发并不需要所述执行机构完全闭合时才能启动，由于超声刀根据手术的需要，其功能上可以是切割、止血，超声刀所具体夹持的组织可以包括黏膜、皮肤、肌肉、软组织、筋膜等等，为了适配不同的组织的需求，执行机构所需要闭合的程度需不同，例如，在切割较为脆弱的黏膜等组织层时，往往需要在钳口张开的状态下，直接用刀头接触组织即可实现组织的断开，因此，此时希冀所述超声能量的触发不一定需要钳口完全闭合才能启动。具体的，此时所述钳口与所述刀头闭合的角度大致为5-60度之间。

为了使得所述超声刀能同时适配切割脆弱的血管等组织层时在钳口不能完全闭合时即可启动的需求以及适配筋膜等韧性强度大的组织时需要钳口完全闭合时再启动的需求，所述超声刀控制系统中，将所述触发开关或者所述抵接部中的至少一个设置成具有一定压缩量的模式。具体而言，所述触发开关和/或所述抵接部可以是附接有弹片的结构，或者所述触发开关和/或所述抵接部处可以是弹性材料制成的结构。从而实现所述扳机在移动小量的行程后，手柄抵接部刚与所述触发开关的弹性结构有物理接触时，而所述弹性结构尚未变形时，就可以触发所述超声能量。随后，继续扣动扳机闭合钳口时，由于所述弹性结构被压缩变形，从而能满足钳口的完全闭合，也即其钳口与刀头闭合的角度为0-5度。所述弹性结构的变形范围大致可为0-5mm。

进一步的在所述弹性结构未变形且已触发超声能量时，可以附加声音提示从而配合在手柄上设置的止动档，保持所述扳机的扣合程度以适配钳口不能完全闭合时需求。

所述超声主机100进一步包括一主控单元2023，所述主控单元2023用于驱动所述超声刀，更具体的，所述驱动电路用于驱动所述超声刀中的换能器，进而带动刀头组件203。

更具体而言，本实施例中自动触发的控制方式如下：在操作者扣动扳机后，触发了自动触发单元，自动触发单元将电信号传递至主控单元，主控单元经过处理后向换能器发出激发超声能量的指令，换能器在接收到激发指令后将电信号转换为超声机械振动并传递至刀头组件中的变幅杆，从而对血管、皮肤、黏膜等人体组织进行切割、止血等手术操作。本公开内容中的超声能量激发过程中，无需现有技术中通常设置的能量激发按键，即简化了能量激发过程中，操作者的触发动作，操作者仅需要扣动扳机即可根据具体的操作对象实现所述钳口在不同的闭合的情况下同时实现超声能量的激发，且所示自动触发单元在手柄支撑部设置也能更好的实现器件的小型化。

第二实施方案

图4示出本公开超声刀控制系统的的第二实施方案。本实施方案是对所述第一实施方案的进一步改进。

所述第二实施方案中在所述类L形扳机2021本体中的L形长臂的内部设置有手柄抵接部。所述触发开关设置在所述手柄的握持部2022上。对应的，在所述手柄的握持部2022上设置有一引导结构，示例性的，所述引导结构为一滑动轨，在所述手柄握持部2022的内壁上设置有一触发开关。进一步的，所述滑动轨道上可设置有不同的卡槽，所述手柄抵接部设置有与所述卡槽匹配的卡扣。

当沿着所述图4中箭头的方向扣动所述扳机时，所述手柄抵接部可以沿着所述滑动轨朝着手柄握持部内壁上的触发开关移动，当扳机移动一定行程卡合到第一个卡槽时，所述手柄抵接部接触到所述弹性的触发开关，此时手柄抵接部尚未引起所述触发开关的弹性变形，从而使得所述钳口未完全闭合，其与刀头的闭合角度设置在5-60度以满足操作特定组织的需求，但此时已经启动超声能量的激发。进一步的在所述卡槽处当所述卡扣扣合其内时还可以激发声音提示，提醒操作者此位置为适配的黏膜组织的操作位置。

同样的，在操作者扣动扳机后，触发了自动触发单元，自动触发单元将电信号传递至主控单元，主控单元经过处理后向换能器发出激发超声能量的指令，换能器在接收到激发指令后将电信号转换为超声机械振动并传递至刀头组件中的变幅杆，从而对血管、皮肤、黏膜等人体组织进行切割、止血等手术操作。通过上述流程可以看出，本专利中的超声能量激发过程中，无需现有技术中通常设置的能量激发按键，即简化了能量激发过程中，操作者的触发动作，操作者仅需要扣动扳机就能实现超声能量的激发，使得手术过程操作更为简便，以及通过卡槽的设置可以适配不同的操作组织，增加系统的应用功能。

第三实施方案

图5示出本公开的第三实施方案。第三实施方案与第一实施方案不同在于，在第一实施方案基础上，对所述触发开关的位置做了进一步的改进。

所述第二连接件朝向所述换能器的远端部设置有一手柄抵接部，手柄支撑部2024内壁与所述手柄抵接部对应的位置设置有触发开关2022。

所述第二连接件的所述手柄抵接部与所述触发开关抵接，在未扣动扳机时保持接触状态，此时不能实现超声能量的激发。

当操作者扣动扳机2021时，扳机上部围绕扳机固定销轴转动，类L形扳机2021本体中的L形长臂如前述实施例中所述开始运动，带动所述第一连接件绕其枢轴转动，进而牵动横向放置的第二连接件朝着换能器方向移动，从而导致所述第二连接件的所述手柄抵接部将与所述触发开关分离，实现超声能量的激发。

也就是说第三实施方案中将第一实施方案中的触发开关与手柄抵接部的“常开状态”变化成“常闭状态”，从而对超声能量的激发方式也从所述触发开关与所述手柄抵接部的“接触即触发”的方式变换为“分离即触发”的方式。

同样的，为了使得所述超声刀能同时适配切割脆弱的黏膜等组织层时在钳口不能完全闭合时即可启动的需求以及适配切割筋膜等韧性强度大的组织时需要钳口完全闭合时再启动的需求，所述超声刀控制系统中，将所述触发开关或者所述手柄抵接部中的至少一个设置成具有一定压缩量的模式。示例性的，所述手柄触发开关和所述手柄抵接部在“常闭状态”下可以具有一定压缩量，当所述压缩量释放到一定量后，达到压力传感器的设定阈值后，可以适配钳口不需要完全闭合时自动启动超声能量激发需求。对应的，达到压力传感器的设定阈值时可以设置声音提示。

可以理解的是在前述的实施方案中同样可以设置有相应的弹性形变检测单元。

当所述第二连接件朝着图中虚线箭头方向移动一定的距离后压缩能量完全释放，此时适配钳口完全闭合，也可以认为其张开角度为0-5度时自动启动超声能量激发的需求。

对应的，如图6所述的自适应自动触发系统中与实施方案一的区别在于：在自适应自动触发系统中在所述手柄组件中增设有弹性形变变形检测单元，以及设定相应的阈值，在所述检测单元检测到所述阈值时，自动激发超声能量。

第四实施方案

本实施方案在所述第一-第三实施方案的基础上，还可以如图7-8所示在所述手柄上增设高低功率选择按键2029a和2029b。

由于操作者根据手术需要，对超声刀的高低功率的需求也不同。例如根据不同功能的手术需要，需要进行切割或止血等；或者根据面对的对象的不同，手术中作用的组织可能是黏膜、皮肤、肌肉、软组织或筋膜等等，从而在手术中对功率的需求也各不相同。

现有的手柄组件中高功率按钮2029a和低功率按钮2029b其实际仍为超声能量触发键。也就是说，现有技术中，需要同时按住高功率或者低功率按键(除了手柄上的高低功率激发按键，通常也可同时配套使用脚踏来提供超声能量的触发)才能实现能量的激发，现有技术中高低功率按钮配合主机上的触屏选择，来调节所述的功率大小，也就是说现有技术中高低按钮仅起到开关作用，真正的能量的功率调节是通过操控主机完成的。

本实施方案中区别于现有技术，所述高低功率选择按键2029a-b的设置是提供给操作者在闭合钳口激发超声前，可以根据需要机动调整主机的功率，使得本实施方案中的高低功率选择键无需配合主机的触屏选择即可自身完成所述功率数值的调整。从而实现了调整数值功能的前置，极大的提升了操作者使用的便捷程度。

图8为所述手柄组件内部视图。由图8可以看出，高低功率选择按键压片为一整体结构(当然可以为两个按键)当按压某一按键时，按键背面的凸部与电路板连通，实现对高功率或低功率对应的档位数值的调整，控制电路可以采用现有已知的常规芯片，以能够实现上述功能为准。

需要补充说明的是，高功率和低功率选择按键的结构类不仅仅局限于图8中所示的类型，还可以是其它类型的按键结构，例如：拨轮开关或旋钮开关。

进一步的，还可以如图9所示在所述手柄上设置能量值指示灯2029c，用于指示输出的超声能量值的大小，这样在通过高功率和低功率选择按键调整主机功率时，同时能对所述能量进行调整。而且可以通过手柄上的能量值指示灯直观观察到此时的能量值大小，而无需通过主机进行观察，提升了调节时的准确度和使用时的便携程度。

所述指示灯例如可以采用LED指示灯，所述指示灯的个数的设置可以根据功率的高低范围来进行设置，例如功率的高低范围具有1-5区间时，所述能量值指示灯可以设置为5个，不同的指示灯用于指示不同的档位。

可以理解的是，本实施方案中的高低功率选择按键，也可以仅具有选择高低功率的功能而不具有调节能量值的大小。如此设置时，在使用所述超声刀控制系统时需要根据手术类型提前通过主机设置手术中需要使用的高功率以及低功率所对应的能量值(例如，高功率对应的能量值为5，低功率对应的能量值为3)。之后在手术过程中，当需要使用高功率时则通过按压高功率选择按键进行选择，此时输出的能力值为5；当需要使用低功率时则通过按压低功率选择按键进行选择，此时输出的能量值为3。

进一步可以理解的是，所述高低功率按键也可以用高低能量按键来替代，所述能量指示灯用所述功率指示灯来替代。

对应的，所述的自适应自动触发系统中与前述实施方案一至实施方案三的区别如图10所示，在系统中增设了独立的功率调节单元，所述功率调节单元设置在手柄组件中，连接到所述主控单元。

在手术中，当超声刀处于非触发状态下时，操作者通过手柄上的高低功率选择按键，对功率数值进行选择，电信号传递至主控单元后，当主控单元再接收到自动触发单元接收到的触发信号后，即按照调整后的功率数值向换能器提供相应的功率电信号，进而实现对激发超声能量的灵活调整。

第五实施方案

本实施方案在第四实施方案的基础上，进一步增设一直接触发按键2029d。

所述直接触发按键设置在所述手柄支撑部2024上，更具体而言，如图11所示，专利中将按键设置在靠近操作者拇指一侧手柄侧壁上，便于操作者方便进行操作。所述直接触发按键的设置能极大方便切割较为脆弱的黏膜等组织层时的需要。

现有手术过程中，在切割较为脆弱的黏膜等组织层时，医生往往不需要扣动扳机，在钳口张开的状态下，直接用刀头接触组织即可实现组织的断开，因此为了实现能够在不扣动扳机的状态下激发超声能量，本实施方案中通过了一键触发按键，使用过程中可以先通过按动低功率选择按键，调整超声能量至低功率值，然后直接按下一键触发按键，即开始激发超声能量，实现组织切割。

对应的，所述的自适应自动触发系统中与前述实施方案四的区别如图12所示，在系统中进一步增设了独立的一键触发单元，所述一键触发单元设置在手柄组件中，连接到所述主控单元。

本实施方案中的系统，当通过功率调节单元调整至预设功率数值后，通过触动手柄上的物理按键，在钳口不转动的情况下，一键触发单元即向主控单元发送触发信号，主控单元接收到电信号后，即向换能器发送激发超声能量的电信号，从而实现一键激发超声能量以进行手术治疗的目的，提升了超声刀手术应用的灵活性。

以上结合具体的实施方案对本公开内容进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本公开内容的保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本公开内容的精神和原理对本公开内容做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本公开内容的范围内。

Claims (7)

1.一种超声刀自适应自动触发系统，包括超声刀与超声主机，其特征在于：

所述超声主机包括一主控单元；

所述超声刀至少包括一换能器单元，一手柄组件和一刀头组件；

其中所述手柄组件至少包括一扳机和一自动触发单元，所述刀头组件包括一钳口和一刀头；所述自动触发单元电性连接所述主控单元，所述主控单元电性连接所述换能器单元；

所述自动触发单元的触发开关与手柄组件的手柄抵接部中至少一方设置为可弹性变形的模式，所述自动触发单元是通过触发开关与手柄抵接部的接触或分离而被触发的；

其中自动触发单元触发时，自动触发单元将电信号传递至主控单元，主控单元经过处理后向换能器单元发出激发超声能量的指令，换能器单元在接收到激发超声能量的指令后将电信号转换为超声机械振动并传递至刀头组件中的变幅杆，并且适配不同组织的需求所述钳口与所述刀头的闭合角度在0-60度之间自适应变化。

2.如权利要求1所述的自适应自动触发系统，其中所述可弹性变形的量为0-5mm。

3.如权利要求1所述的自适应自动触发系统，其中还具有一变形检测单元用来检测所述触发开关和/或所述手柄抵接部的变形量。

4.如权利要求3所述的自适应自动触发系统，其中所述手柄抵接部还具有一音响提示单元。

5.如权利要求1所述的自适应自动触发系统，其中所述手柄组件中还具有连接到主控单元的一独立功率调节单元。

6.如权利要求1所述的自适应自动触发系统，其中所述手柄组件中还具有连接到主控单元的一独立的一键触发单元。

7.如权利要求5或6所述的自适应自动触发系统，其中所述手柄组件中还具有一能量指示单元。