CN114424965B - 一种分体式便携式超声手术刀 - Google Patents

一种分体式便携式超声手术刀 Download PDF

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Abstract

一种分体式便携式超声手术刀,包括电源组件，与电源组件相连的卷线器，与卷线器另一端相连的握把换能器组件，设置于握把换能器组件前部的可拆卸式的刀头组件；经电源组件输出电能，经卷线器输出至握把换能器组件内部的超声换能器，经超声换能器转换为高频机械振动，经传导轴杆输出至刀头工作部产生高频超声振动，根据夹持组织和输出反馈调整输出信号的频率以达到最佳效能；本发明采用分体式设计减轻操作者的手臂负担；高输出功率的电池组件，动态变频输出控制和反馈回路，相较于传统超声手术刀，大大降低了系统整体的体积和重量，同时不增加手持部的重量；本发明系统质量分布合理，使用便携性、舒适性、可控性均较高。

Description

一种分体式便携式超声手术刀
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及外科手术器械中的一种分体式便携式超声手术刀。
背景技术
超声切割止血系统(以下简称“超声手术刀”)是临床医疗过程中广泛使用的外科手术器械之一，是一种精准高效的能量手术器械。超声手术刀将组织分离、切割、止血三大功能集成于一体，显著提高了手术操作的效率和安全性。
超声手术刀采用交流电源供电，经过函数发生器和信号放大器生成高频电脉冲信号，其经超声换能器的压电材料转换为高频机械振动，再经变幅杆和连接杆输送传递至刀头工作部，最终在刀头工作部输出高频机械振动。高频振动的超声手术刀头工作部可在局部产生多种生理效应，包括微声流作用、空化效应、热效应等，最终达到生物组织的切割与止血等功能。此外，刀头还兼具钳夹、牵拉、分离等作用，能够辅助手术实施。
目前市场上常用超声手术刀系统主要由主机、超声换能器、输出控制开关、手持式握柄和工作刀头以及必要的连接线缆组成，如专利申请CN106214245A公布的系统；该系统体积大、质量重，不易搬动，使用非常不灵活。其次，由于连接线缆繁杂，术中因线缆牵扯和互相缠绕，对术者的使用会造成很大限制，非常不便利。最后，由于部件多，且需交流电源供电，需要频繁地进行维护、检修，无形中增加了使用的困难和成本。
因此，目前市场上已经出现了无线超声手术刀专利和产品，以克服临床使用中的不便利性，例如专利申请CN211243602U公开了一种无线超声手术刀。然而，由于无线超声手术刀在追求实用便捷性的同时对各个组成部件有严格的体积限制，导致其仍然存在诸多技术不足与缺陷。首先，由于电源组件的体积限制，使其在输出功率、切割效率和持续工作性上存在严重不足。手术时间较长时需要频繁更换电池，增加了术中额外的操作和感染风险。其次，大多数部件集中于超声手术刀的手持握把部分，导致整体重量分布不合理，在操作时工作刀头部会出现非预期的移动和震颤，严重影响了手术的精准操作，并大大增加了术中重要神经及血管的副损伤风险。此外，较重的手持操作部件增加了术者的体力负担，长时间操作易疲劳，影响手术的精细化与精准化程度。最后，现有无线超声手术刀成本较高，大范围使用会显著增加医院经营成本，并进而增加患者的医疗经济负担。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种分体式便携式超声手术刀，采用分体式符合人机工程学设计的手持式结构，减轻了操作者的手臂负担；采用高输出功率的电池组件，动态变频输出控制和反馈回路，相较于传统超声手术刀，大大降低了系统整体的体积和重量，同时不增加手持部的重量；本发明系统质量分布合理，使用便携性、舒适性、可控性均较高。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为；
一种分体式便携式超声手术刀,包括电源组件1，与电源组件1一端相连的卷线器2，与卷线器2另一端线缆相连的握把换能器组件3，设置于握把换能器组件3前部的可拆卸式的刀头组件4。
所述的电源组件1包括提供电能的电池组单元7，电池组单元7通过传输电缆接口8与电路组件9的BMS电池管理单元16连接，MS电池管理单元16信号端连接控制电路10，控制电路10的信号输出端分别连接监测输出载荷状态单元14，内置可存储记录的记忆单元15和函数发生器11，函数发生器11输出依次连接功率放大器12、匹配反馈电路17，匹配反馈电路17的反馈信号再连接至函数发生器11和功率放大器12，监测输出载荷状态单元14还与匹配反馈电路17信号相连。
所述的卷线器2上的线缆为双向可插拔式自锁线缆，通过可插拔式的连接方式分别与电源组件1、握把换能器组件3相连。
所述电源组件1的背侧面设置有卡扣5，卷线器2中部用于卷线的拨盘6背侧面也设计有卡扣。
所述的握把换能器组件3的后方设置有与卷线器2连接的可插拔式接口20，握把换能器组件3的内部设置对刀头组件4起调节和控制作用的开关控制组件18、输出模式调节组件19以及超声换能器21，且开关控制组件18、输出模式调节组件19和超声换能器21信号端均连接至可插拔式接口20，超声换能器21的变幅杆轴连接刀头组件4的传导轴杆22。
所述的刀头组件4包括一体式结构的传导轴杆22和刀头工作部23，传导轴杆22上套接套筒24，套筒24前部设置有可动式夹持部件25；刀头工作部23和可动式夹持部件25形成钳式结构，该钳式结构的放松与夹合通过握把换能器组件3内部的开关控制组件18控制；其工作模式通过握把换能器组件3的输出模式调节组件19调节和控制。
可动式夹持部件25的工作面上设置有垫片。
本发明的优点：
第一，采用分体式设计，占整机重量比例最高的电源部分采用背带式设计，能够采用更大体积的电源，能够有效增加电源输出功率和效率，增加电源容量，延长使用时间；同时，占整机重量比例最高的电源部分不再集成于握把部分，更合理的刀体重量分配，更符合人体工程学设计，使手术操作更为便捷和精准的同时，大大减轻对使用者的手臂负担。
第二，刀头组件为术中一次性使用，可快速拆卸及更换，大大降低医疗成本。
第三，采用了卷线器设计，可根据术中操作的具体需求自行调节长度，最大程度减少因术中线缆牵扯和互相缠绕，对术者所造成的影响及可能带来的术中不良事件的发生。
第四、降低使用的不便利性，降低维护、检修成本，大大降低总体使用成本，降低医疗成本，提高覆盖率和使用率。填补了国内超声手术刀领域空白，有利于降低医疗成本，提供更高质量的医疗服务，促进我国医疗事业发展。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的电源组件1的结构示意图。
图3为本发明的卷线器2的结构示意图。
图4为本发明的握把换能器组件3的结构示意图。
图5为本发明的刀头组件4的结构示意图。
图6为本发明的电路组件9连接及控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
如图1所示，一种分体式便携式超声手术刀,包括电源组件1，与电源组件1一端相连的卷线器2，与卷线器2另一端线缆相连的握把换能器组件3，设置于握把换能器组件3前部的可拆卸式的刀头组件4。
参照图1，所述电源组件1的背侧面设置有卡扣5，可安全、稳固地置于操作者肩背部。
参照图2、图6，所述的电源组件1包括提供电能的电池组单元7，电池组单元7通过传输电缆接口8与电路组件9的BMS电池管理单元16连接，MS电池管理单元16信号端连接控制电路10，控制电路10的信号输出端分别连接监测输出载荷状态单元14，内置可存储记录的记忆单元15和函数发生器11，函数发生器11输出依次连接功率放大器12、匹配反馈电路17，匹配反馈电路17的反馈信号在连接至函数发生器11和功率放大器12，监测输出载荷状态单元14还与匹配反馈电路17信号相连。
参照图3，所述的卷线器2上的线缆为双向可插拔式自锁线缆，通过可插拔式的连接方式分别与电源组件1、握把换能器组件3相连。
卷线器2中部设置有拨盘6；通过手动操作，对双向的线路进行收放操作。在拨盘6的背侧面也设计有卡扣，可安全、稳固地置于操作者手臂部。在使用过程中卷线器2与导电部始终保持电连接。
参照图4，所述的握把换能器组件3的后方设置有与卷线器2连接的可插拔式接口20，握把换能器组件3的内部设置对刀头组件4起调节和控制作用的开关控制组件18、输出模式调节组件19以及超声换能器21，且开关控制组件18、输出模式调节组件19和超声换能器21信号端均连接至可插拔式接口20，信号经过卷线器2连接至电源组件1的接口13，受控制电路10的控制，超声换能器21的变幅杆轴连接刀头组件4的传导轴杆22。
参照图5，所述的刀头组件4包括一体式结构的传导轴杆22和刀头工作部23，传导轴杆22上套接套筒24，套管24具有能供传导轴杆22沿着轴向自由移动的中空管道，套筒24前部设置有可动式夹持部件25，可动式夹持部件25的工作面上设置有垫片；刀头工作部23和可动式夹持部件25形成钳式结构，便于夹持人体组织，该钳式结构的放松与夹合通过握把换能器组件3内部的开关控制组件18控制；其工作模式通过握把换能器组件3的输出模式调节组件19调节和控制。
本发明的工作原理为：
参照图6，在操作者控制可动式夹持部件25和刀头工作部23钳式结构夹合组织后，操作者通过输出模式调节组件19设置输出模式，通过开关控制组件18发出控制信号至控制电路10，实现启停和工作模式的设定。
电源组件1的电池组单元7输出电能经BMS电池管理单元16至控制电路10，经函数发生器11调制和功率放大器12放大后输出高频电信号，经超声换能器21转换为高频机械振动，经传导轴杆22输出至刀头工作部23，在刀头工作部23处产生高频超声振动。
此外，功率放大器12输出的高频信号受到监测输出载荷状态单元14的监测，经匹配反馈电路17的微调，调整函数发生器11和功率放大器12，以达到最佳效能。
该手术刀系统具有符合人机工程学设计的手持式结构，高输出功率的电池组件，动态变频输出控制和反馈回路，相较于传统超声手术刀，大大降低了系统整体的体积和重量，同时不增加手持部的重量，且系统质量分布合理；另外，分体式便携式的设计使超声手术刀的使用不受线缆长度的限制，使用更加方便精准；同时通过自锁连接实现了超声手术刀刀头，超声手术刀手柄，卷线器，电源组件的依次电连接，安全可靠，使得手术操作过程中不会因为连接断开而产生手术事故；同时，超声手术刀刀头、超声手术刀手柄、卷线器、电源组件的分模块设计增加了超声手术刀的便携性，存放、使用和携带都更为方便。
分体式便携式超声手术大系统采用了可拆卸式刀头组件，由于刀头组件在医疗过程中属于消耗品，这样只更换刀头而不更换握把组件的方式大大降低了手术刀的成本，提高了握把的利用率，具有广阔的应用场景和市场空间。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣和顺序。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种分体式便携式超声手术刀,其特征在于，包括电源组件(1)，与电源组件(1)一端相连的卷线器(2)，与卷线器(2)另一端线缆相连的握把换能器组件(3)，设置于握把换能器组件(3)前部的可拆卸式的刀头组件(4)；
所述的电源组件(1)包括提供电能的电池组单元(7)，电池组单元(7)通过传输电缆接口(8)与电路组件(9)的BMS电池管理单元(16)连接，BMS电池管理单元(16)信号端连接控制电路(10)，控制电路(10)的信号输出端分别连接监测输出载荷状态单元(14)，内置可存储记录的记忆单元(15)和函数发生器(11)，函数发生器(11)输出依次连接功率放大器(12)、匹配反馈电路(17)，匹配反馈电路(17)的反馈信号再连接至函数发生器(11)和功率放大器(12)，监测输出载荷状态单元(14)还与匹配反馈电路(17)信号相连；
所述的卷线器(2)上的线缆为双向可插拔式自锁线缆，通过可插拔式的连接方式分别与电源组件(1)、握把换能器组件(3)相连；
所述的握把换能器组件(3)的后方设置有与卷线器(2)连接的可插拔式接口(20)，握把换能器组件(3)的内部设置对刀头组件(4)起调节和控制作用的开关控制组件(18)、输出模式调节组件(19)以及超声换能器(21)，且开关控制组件(18)、输出模式调节组件(19)和超声换能器(21)信号端均连接至可插拔式接口(20)，超声换能器(21)的变幅杆轴连接刀头组件(4)的传导轴杆(22)；
所述的刀头组件(4)包括一体式结构的传导轴杆(22)和刀头工作部(23)，传导轴杆(22)上套接套筒(24)，套筒(24)前部设置有可动式夹持部件(25)；刀头工作部(23)和可动式夹持部件(25)形成钳式结构，该钳式结构的放松与夹合通过握把换能器组件(3)内部的开关控制组件(18)控制；所述的刀头组件(4)的工作模式通过握把换能器组件(3)的输出模式调节组件(19)调节和控制。
2.根据权利要求1所述的一种分体式便携式超声手术刀,其特征在于，所述电源组件(1)的背侧面设置有卡扣(5)，卷线器(2)中部用于卷线的拨盘(6)背侧面也设计有卡扣。
3.根据权利要求1所述的一种分体式便携式超声手术刀,其特征在于，可动式夹持部件(25)的工作面上设置有垫片。
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