CN115192137A - 一种可识别血管的超声手术系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可识别血管的超声手术系统，包括血管判定部分、能量自动切换部分，所述血管判定部分包括依次连接的超声激励电路、超声换能器、隔离电路、信号处理电路，识别血管直径、血管壁厚的参数；所述能量自动切换部分包括控制电路和超声发生电路，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。本发明的超声手术系统，在手术过程中可以对血管进行实时、准确、高效的判定，并根据判定结果系统会自动切换到适合该血管的能量，避免错误选择手术能量，大大提高手术成功率、优化手术效率、降低手术风险、加快患者术后恢复。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种可识别血管的超声手术系统。
背景技术
在一般外科手术，如微创外科手术以及开放手术中，生物组织的切割与血管闭合等操作，通常采用超声手术系统。超声手术系统具有出血少、对周围组织伤害少、术后恢复快等特点，其作用于人体组织起到切割与凝闭的作用，不会引起组织干燥、灼伤等副作用，刀头工作时也没有电流通过人体，在手术室中有着广泛的应用。
目前市面上包括各种文献资料中，还没有对血管可以识别的超声手术系统。现有的对手术血管的评估方式分为：
（1）术前
通过影像的方式，如B超等，对手术部位血管进行评估；
（2）术中
医生依照经验判定血管直径；
医生目视估量；
通过标尺测量、或者对比估计。
现有技术存在的缺陷或不足包括：
（1）覆盖不全：手术部位涉及血管较多，术前只会评估主要血管，忽视其他周边血管。当术中涉及周边血管的时候，只能按照医生经验进行判断和选择器械能量进行手术；
（2）腔内血管会随组织移动位置，手术中去定位术前已评估的血管，不仅影响手术效率，也存在很大程度误判的可能；
（3）依靠医生个人经验法判断血管，偏差较大，无法量化和确定准确度；
（4）直接通过目视估量准确性较差，特别是微创手术大多不是直接观察腔内状况，而是通过腔镜显示屏观察，判定结果更加不准确；
（5）标尺或者参照物操作不方便，尤其在腔镜手术下的时候，评估不准确，也影响手术效率；
（6）除了血管直径，术中根本无法缺血管壁厚等重要信息，医生无法准确选用适合的器械能量进行手术。
综上所述，市面上没有产品可以对器械拟作用的血管进行实时、准确、高效判定。医生可能选择了错误或不匹配的能量对血管实施手术，造成最终手术效果不佳、患者术后恢复差，甚至可能手术失败需二次手术，更有甚者可能引起患者死亡。
目前市面上也没有针对血管特征（如直径、壁厚）可选择能量的超声手术系统。常规超声手术系统，如Ethicon GEN11，有五档，其中4/5档常用于切割血管，1/2/3档常用于闭合血管。但是，不同直径、不同壁厚的血管，切割或者闭合需要的能量参数（能量大小、能量曲线等）是不同的。术中血管直径不一，使用单一能量模式，作用不同直径血管，不能达到理想的切割或者闭合效果，甚至可能引发生命危险：错误使用能量，比如需要闭合的时候使用高档位切割能量，容易造成封闭不完全，造成手术失败；使用不匹配的手术能量，比如对于1mm的血管，使用3档闭合，容易造成热损伤过大，不利于术后恢复；能量不匹配，比如对于3.5mm血管，使用4挡能量过大、造成血管热损伤，使用3挡能量过小、无法闭合。
发明内容
本发明目的是：提供一种可识别血管的超声手术系统，在手术过程中可以对血管进行实时、准确、高效的判定，并根据判定结果器械会自动切换到适合该血管的能量，避免错误选择手术能量，大大提高手术成功率、优化手术效率、降低手术风险、加快患者术后恢复。
本发明的技术方案是：
一种可识别血管的超声手术系统，包括血管判定部分、能量自动切换部分，其中：
血管判定部分，识别血管直径、血管壁厚的参数；
能量自动切换部分，通过识别到的血管参数，控制超声手术系统自动切换到对应的能量输出水平。
优选的，所述血管判定部分包括依次连接的超声激励电路、超声换能器、隔离电路、信号处理电路；其中：
超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得超声换能器发出指定频率超声波，超声波遇到血管后反射，形成超声回波，超声回波被超声换能器接收，产生超声回波的电信号，超声回波的电信号通过隔离电路，再经过信号处理电路滤波、放大处理，最终传递到能量自动切换部分。
优选的，所述能量自动切换部分，包括控制电路和超声发生电路，所述信号处理电路对信号处理后，识别出血管参数，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。
优选的，所述超声激励电路还连接激发开关，超声激励电路接收到激发开关信号后，生成激励脉冲。
优选的，所述激励脉冲使得超声换能器发出的指定频率超声波，频率为2-80MHz。
优选的，所述隔离电路，允许超声回波的电信号通过，抑制超声激励脉冲通过。
优选的，所述超声发生电路生成的驱动信号频率为20-80kHz。
优选的，所述驱动信号激励超声换能器产生超声振动的频率20-80kHz，振幅20-200微米。
优选的，所述超声换能器的数量为两个，其中血管判定部分中采用第一超声换能器，能量自动切换部分的驱动信号激励第二超声换能器产生超声振动。
优选的，所述超声换能器的数量为两个，其中第一超声换能器用于超声波信号的发送，第二超声换能器用于超声波信号的接收。
有益效果
本发明提出的可识别血管的超声手术系统，存在以下优点：
（1）不需要术前对血管进行评估；
（2）避免了术前血管评估不充分；
（3）改变了存在较大误差的经验判断；
（4）不需要标尺或参考物判断；
（5）可以实时判断血管，包括血管直径以及血管壁厚等信息；
（6）针对血管实际参数，自动选择适合的手术能量，提高手术成功率；
（7）识别准确；
（8）识别效率高；
（9）避免错误或不匹配能量作用到血管上。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例1的可识别血管的超声手术系统的原理图；
图2为本发明实施例2的可识别血管的超声手术系统的原理图；
图3为本发明实施例3的可识别血管的超声手术系统的原理图。
具体实施方式
本发明的可识别血管的超声手术系统，包括血管判定部分、能量自动切换部分，其中：血管判定部分，识别血管直径、血管壁厚等参数；能量自动切换部分，通过识别到的血管参数，控制超声手术系统自动切换到对应的能量输出水平。
实施例1
如图1所示，本发明超声手术系统的血管判定部分包括依次连接的激发开关、超声激励电路、超声换能器、隔离电路、信号处理电路；所述能量自动切换部分，包括控制电路和超声发生电路，控制电路输入端连接信号处理电路输出端，超声发生电路输出端连接超声换能器。本发明中的超声换能器包含与其连接的变幅杆或者刀杆，为便于说明，统一简称“超声换能器”。
本发明的超声换能器集成于超声手术刀中，同时应用了压电陶瓷的压电效应与逆压电效应。超声换能器主要包括压电陶瓷、匹配层、背衬层和电极四个重要部分。压电振片是由压电材料组成，是可逆的机电换能系统，它可以将电能转化为声能，也可以将声能转化为电能。当作用在超声换能器压电振片上的高压电信号的频率和换能器本身的谐振频率相同时，逆电效应最明显，产生的超声波振幅最大，能量最高。当作用在超声换能器压电振片上的超声回波振动频率等于换能器谐振频率时，压电效应最明显，换能器输出的电信号幅度最高。
超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得超声换能器发出指定频率超声波，超声波遇到血管后反射，形成超声回波，超声回波被超声换能器接收，产生超声回波的电信号，超声回波的电信号通过隔离电路，再经过信号处理电路滤波、放大处理，最终传递到能量自动切换部分。
所述能量自动切换部分，包括控制电路和超声发生电路，所述信号处理电路对信号处理后，识别出血管参数，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。
具体工作实施时，用户按动产品上的激发开关，收到开关信号后，超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得超声手术刀内的超声换能器发出指定频率超声波（通常频率在2-80MHz），超声波遇到血管后反射，形成超声回波，回波被超声换能器接收，产生幅值较大的超声回波电信号，超声回波电信号通过隔离电路。所述隔离电路抑制高压超声激励脉冲，同时无衰减地通过幅值较小的超声回波信号。超声回波信号再经过信号处理电路滤波、放大等处理，最终传递到控制电路。
控制电路对信号处理后，识别出血管参数（如直径、壁厚等），并根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号（通常为正弦波，频率20-80kHz），驱动信号激励超声换能器产生超声振动（频率20-80kHz，振幅20-200微米）将血管凝闭同时切开。
实施例2
如图2所示，本发明的可识别血管的超声手术系统，还可以采用两个超声换能器，其中血管判定部分中采用第一超声换能器，能量自动切换部分的驱动信号激励第二超声换能器产生超声振动。
血管判定部分的超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得第一超声换能器发出指定频率超声波，超声波遇到血管后反射，形成超声回波，超声回波被第一超声换能器接收，产生超声回波的电信号，超声回波的电信号通过隔离电路，再经过信号处理电路滤波、放大处理，最终传递到能量自动切换部分。
所述信号处理电路对信号处理后，识别出血管参数，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励第二超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。
实施例3
如图3所示，本发明的可识别血管的超声手术系统，采用两个超声换能器，其中第一超声换能器用于超声波信号的发送，第二超声换能器用于超声波信号的接收。
血管判定部分的超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得第一超声换能器发出指定频率超声波，超声波遇到血管后反射，形成超声回波，超声回波被第二超声换能器接收，产生超声回波的电信号，超声回波的电信号通过隔离电路，再经过信号处理电路滤波、放大处理，最终传递到能量自动切换部分。
所述信号处理电路对信号处理后，识别出血管参数，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励第一超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可识别血管的超声手术系统，其特征在于，包括血管判定部分、能量自动切换部分，其中：
血管判定部分，识别血管直径、血管壁厚的参数；
能量自动切换部分，通过识别到的血管参数，控制超声手术系统自动切换到对应的能量输出水平。
2.根据权利要求1所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述血管判定部分包括依次连接的超声激励电路、超声换能器、隔离电路、信号处理电路；其中：
超声激励电路生成激励脉冲，激励脉冲使得超声换能器发出指定频率超声波，超声波遇到血管后反射，形成超声回波，超声回波被超声换能器接收，产生超声回波的电信号，超声回波的电信号通过隔离电路，再经过信号处理电路滤波、放大处理，最终传递到能量自动切换部分。
3.根据权利要求2所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述能量自动切换部分，包括控制电路和超声发生电路，所述信号处理电路对信号处理后，识别出血管参数，控制电路根据识别结果通过超声发生电路生成特定的驱动信号，驱动信号激励超声换能器产生超声振动，将血管凝闭同时切开。
4.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述超声激励电路还连接激发开关，超声激励电路接收到激发开关信号后，生成激励脉冲。
5.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述激励脉冲使得超声换能器发出的指定频率超声波，频率为2-80MHz。
6.根据权利要求2所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述隔离电路，允许超声回波的电信号通过，抑制超声激励脉冲通过。
7.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述超声发生电路生成的驱动信号频率为20-80kHz。
8.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述驱动信号激励超声换能器产生超声振动的频率20-80kHz，振幅20-200微米。
9.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述超声换能器的数量为两个，其中血管判定部分中采用第一超声换能器，能量自动切换部分的驱动信号激励第二超声换能器产生超声振动。
10.根据权利要求3所述的可识别血管的超声手术系统，其特征在于，所述超声换能器的数量为两个，其中第一超声换能器用于超声波信号的发送，第二超声换能器用于超声波信号的接收。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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