CN218274086U - 一种用于外科手术设备的医疗线缆 - Google Patents

Abstract

一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，缆芯包括相互绞合在一起的两条电源线、四条控制信号线、一条射频信号线、一条差分信号传输线以及填充材料；差分信号传输线包括平行设置的两条线芯与一条地线，线芯与地线外共同包覆有第二屏蔽层，第二屏蔽层具有4层结构，包括从内至外依次设置的PET高温聚脂带层、铝箔麦拉带层、PTFE包带层、镀锡铜线编织层，第二屏蔽层外包覆有第二中被层。电源线、控制信号线、射频信号线、差分信号传输线全部均匀绞合，使信号传输完成了边发送和边接收信实操指令，达到了高速高清传输目的，且能够在特定的手术室中承担独立供电，独立音视频信号和控制信号一站式精准传输。

Description

一种用于外科手术设备的医疗线缆

技术领域

本实用新型涉及一种线缆，具体涉及一种用于外科手术设备的医疗线缆。

背景技术

当前全球医疗器械科技仪器的先进性和智能性发展催生了神经外科设备的快速发展，使神经外科手术设备向着精准，微创，智能，微型化目标前进，尤其是中欧德国的INI医疗技术是神经外科治疗项目的世界权威。而微创的宗旨要求是：在同等甚至具备更好疗效前提下，最大限度保留或保护人们神经系统组织的结构原始性。从而保障神经患者手术后的康复舒适性，加快康复时效性，实现以人为本的治疗理念。实现微创手术成功对于先进的医疗设备及其辅助设备依赖性相当强，关键手术设备主要包括：术中磁共振成像系统设备，术中神经功能导航GPS影像系统设备，大脑功能映射技术设备，术中神经导航联合系统设备，对大脑神经实时监控的术中神经电生理监测系统设备，荧光介导的5-ALA肿瘤切除蓝光手术显微镜，一边手术一边对话的“清醒开颅术系统设备”。作为精准医疗器械和互联网远程治疗产业，面临的挑战和发展方向表现在：医疗成像的音视频传输快捷性和高清性、神经手术机器人的精准动作和指令正确的执行无误性。

鉴于一种监控神经系统手术辅助设备，同时兼顾外科手术设备控制医疗电缆，医疗设备所有功能指令的发出，都与监控型控制医疗电缆息息相关。医疗电缆的传输信号精确度，传输视频信号达到的快速效果，音频信号传输的清晰度，从低频到高频整个手术过程中都是人命关天的生命关键。所以，重点研发一种监控神经系统手术辅助设备和外科手术设备控制医疗配套电缆，完全符合现有精准，微创，智能，微型化发展方向和当务之急临床医疗产业需要。

当前用于神经体内外科手术医疗线缆结构主要有3类：第1类是核磁共振型医疗手术电缆，由12芯信号线+5芯监控控制线形成结构主体，外加双屏蔽设计，护套采用热塑性弹性体：选用医疗级TPE材料；

第2类是内窥镜型医疗电缆，是由1对差分信号对+4芯监控型信号线+1芯双屏蔽同轴线为主体结构，外加单双屏蔽型结构，护套由热塑性弹性体医疗级TPU材料组成；

第3类是动态型手术机器人医疗电缆，由多对信号传输线缆和3芯电源线缆主体组成，外加双屏蔽结构，护套选型医疗级改性聚氯乙烯或聚氨脂热塑性材料。

但是上述线缆的主要缺点表现在：高速传输信号单对线对整体传输效果无法达到4K*8K高清显示理想视频状态和实现3D成像结果，缺少单独的电源控制；其次产品整体设计效果无法达到20万次弯折使用寿命，屏蔽效能因结构设计和选材较差，转移阻抗大，直接影响到医疗器械设备相互电磁兼容性和信号相互干扰性。另外，当前医疗外科手术器械类连接医疗线缆，抗菌效能低，无法达到1~2年的长效病房环境抗菌功能。

实用新型内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种用于外科手术设备的医疗线缆。

本实用新型所采用的技术方案：一种用于外科手术设备的医疗线缆，包括从内至外依次设置的缆芯、总线包带层、总线编织层以及总线外护套；所述缆芯整体呈圆形，其包括相互绞合在一起的两条电源线、四条控制信号线、一条射频信号线、一条差分信号传输线以及填充材料；

所述差分信号传输线包括平行设置的两条线芯与一条地线，线芯与地线外共同包覆有第二屏蔽层，所述第二屏蔽层具有4层结构，包括从内至外依次设置的PET高温聚脂带层、铝箔麦拉带层、PTFE包带层、镀锡铜线编织层，所述第二屏蔽层外包覆有第二中被层。

所述线芯包括第四导体以及包覆在第四导体外的第四绝缘层，所述第四导体采用单根镀银铜线，镀银厚度为3µm，所述第四绝缘层采用FEP绝缘材料。

所述第二中被层采用医疗级气相型硅胶料。

所述电源线包括第一导体以及包覆在第一导体外的第一绝缘层，所述第一导体采用镀锡无氧铜导体，所述第一绝缘层采用医疗级气相型硅胶料。

所述控制信号线包括第二导体以及包覆在第二导体外的第二绝缘层，所述第二导体采用镀锡铜线，所述第二绝缘层采用FEP绝缘材料。

所述射频信号线包括从内至外依次设置的第三导体、第三绝缘层、第一屏蔽层、第一中被层，所述第三导体采用镀银铜线，所述第三绝缘层采用FEP绝缘材料，所述第一屏蔽层具有双层结构，包括内层的镀锡铜线缠绕层以及外层的PTFE包带层，所述第一中被层采用医疗级气相型硅胶料。

所述填充材料采用凯夫拉芳纶纱防弹丝填充物。

所述总线包带层具有双层结构，包括内层的高温棉纸带层以及外层的PTFE包带层。

所述总线编织层采用镀锡铜线与芳纶纱混合编织而成。

所述总线外护套采用硅胶护套，其外表面形成有一层防护涂层。

本实用新型的有益效果是：两条电源线主要起到传输医疗设备电磁能作用，四条控制信号线主要起到将医疗设备监测到的语音信号和控制信号传输到显示屏上，一条独立射频信号线主要将医疗设备端的射频载波信号和视频信号反馈并传输到显示屏上，以快速让手术室现场主治医生作出操作指令和诊断判定，一条独立平包结构的差分信号传输线能够高清晰传输医疗设备端4K8K音视频信号，而且达到高速，精准无误信息传输效果。差分信号传输线的两条线芯平行设置，使线缆达到了信号传输高速、电物理长度的作用；电源线、控制信号线、射频信号线、差分信号传输线全部均匀绞合，使信号传输完成了边发送和边接收信实操指令，达到了高速高清传输目的，能够在特定的手术室中承担独立供电，独立音视频信号和控制信号一站式精准传输。

附图说明

图1为本实用新型实施例用于外科手术设备的医疗线缆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1所示，一种用于外科手术设备的医疗线缆，包括从内至外依次设置的缆芯、总线包带层、总线编织层以及总线外护套，所述缆芯整体呈圆形，其包括相互绞合在一起的两条电源线1、四条控制信号线2、一条射频信号线3、一条差分信号传输线4以及填充材料5。

两条电源线1相互绞合在一起，所述电源线1包括第一导体11以及包覆在第一导体11外的第一绝缘层12。

所述第一导体11采用22AWG(7*7/0.1mm)镀锡无氧铜导体，导体分2次绞合，第一次绞合，Z绞=5±1mm,绞线排列方式为1+6；第二次绞合，S绞=15±2mm，采用φ630mm单绞机复绞7束*6/0.08mm（每个瓷眼穿7根0.1mm铜线）镀锡无氧铜线，绞线模1.0mm,确保高圆整度。

其中，所述第一导体11也可以采用裸铜导体进行替换，当然优先采用镀锡无氧铜导体，效果会更好。

所述第一绝缘层12采用高抗撕裂高回弹型的医疗级气相型硅胶料，两条电源线1通过采用不同颜色的第一绝缘层进行区分，如黑色与红色。第一绝缘层的成型选用φ65mm硅胶押出机作业，螺杆长径比为22：1，螺杆转速为30转/分钟，采用渐变式螺杆，压缩比为2.5~3，押出温度为NO1：280℃~320℃、NO2~NO10:200℃~265℃,温度设定原则为高-低-中渐变式设置，以方便线径充分定型和绝缘材料均匀成熟硫化。

采用上述材料的第一绝缘层12具有良好的辊上加工性能，不粘辊，上辊容易，可塑度适中；具有良好的挤出性能,挤出平顺，挤出表面良好；具有良好的机械强度，抗撕裂性能及电性能优异，通过ROHS认证，REACH认证。

两条电源线1绞合时采用8轴型退扭式动力放线设备单独对绞，对绞绞距为45±5mm。

两条电源线主要起到传输医疗设备电磁能作用，两条电源线形成独立控制单元，电磁能传输灵活，产品易弯折，耐高低温，电气性能稳定，安全系数高；同时，可以增强高清辅助设备自动识别功能，可以进行电源集中供电，最大限度省去供电设备建设和维护成本，资料备份方便。

所述控制信号线2包括第二导体21以及包覆在第二导体21外的第二绝缘层22。

所述第二导体21采用32AWG（7/0.08）镀锡铜线，绞合时绞向为Z向，绞线排列方式为1+6，绞合节距=3±1mm，采用Ø400mm绞铜机实现绞合。

所述第二绝缘层22采用FEP绝缘材料，四条控制信号线2通过采用不同颜色的第二绝缘层进行区分，如黄色、黑色、绿色、紫色。第二绝缘层成型时，首先，先将FEP绝缘材料在120°的烘料箱中烘烤3小时，选用Ø35ｍｍ氟塑押出机押出芯线，模套拉伸比为50~200，拉伸平衡系数1~1.2，温度设定为机头温度380℃、机颈温度410℃、NO1:260℃~310℃、NO2:315℃~330℃、NO3:340℃~360℃、NO4:360℃~380℃。

其中，所述第二绝缘层22也可以采用ETFE绝缘材料进行替换，当然优选为FEP绝缘材料。

四条控制信号线主要起到将医疗设备监测到的语音信号和控制信号传输到显示屏上的作用，具有优异的耐热性能，耐化学性能，耐药品性能佳，与其他化学药品接触时不腐蚀，力学性能优，动力摩擦系数小；耐蠕变能力强，介电常数稳定。

所述射频信号线3包括从内至外依次设置的第三导体31、第三绝缘层32、第一屏蔽层33、第一中被层34。

所述第三导体31采用30AWG（7/0.1）镀银铜线，绞合时绞向为Z向，绞线排列方式为1+6，绞合节距=4.5±1mm，采用Ø400mm绞铜机实现绞合。

其中，第三导体31也可以采用镀锡铜丝进行替换，当然优选为镀银铜线。

所述第三绝缘层32采用FEP绝缘材料，选用Ø35ｍｍ氟塑押出机押出芯线，模套拉伸比为50~200，拉伸平衡系数1~1.2，温度设定为机头温度390℃、机颈温度420℃、NO1:260℃~320℃、NO2:315℃~330℃、NO3:340℃~360℃、NO4:360℃~380℃。

其中，所述第三绝缘层32也可以采用ETFE绝缘材料进行替换，当然优选为FEP绝缘材料。

所述第一屏蔽层33具有双层结构，包括内层的镀锡铜线缠绕层以及外层的PTFE包带层，镀锡铜线缠绕层采用（36±3/0.08mm）镀锡铜线进行缠绕，缠绕节距=16mm,采用Ø400mm缠绕机进行屏蔽作业，每根铜丝张力保持在0.25Kgf，缠绕屏蔽率为100%，缠绕完成后再进行PTFE包带包覆作业，包覆率135%，PTFE包带层可以高效防止化学腐蚀，耐高温，抗老化性能强，介电常数优异，能够增强线缆的高清晰传输效果。

所述第一中被层34采用高抗撕裂高回弹型的医疗级气相型硅胶料，其选用φ80mm硅胶押出机作业，螺杆长径比为22：1，螺杆转速为30转/分钟，采用渐变式螺杆，压缩比2.5~3，押出温度为NO1：280℃~320℃，NO2~NO10:200℃~265℃,温度设定原则为高-低-中渐变式设置，以方便线径充分定型和绝缘材料均匀成熟硫化。

采用上述材料的第一中被层34具有良好的辊上加工性能，不粘辊，上辊容易，可塑度适中；具有良好的挤出性能,挤出平顺，挤出表面良好；具有良好的机械强度，抗撕裂性能及电性能优异，通过ROHS认证，REACH认证。

射频信号线主要将医疗设备端的射频载波信号和视频信号反馈并传输到显示屏上，以快速让手术室现场主治医生作出操作指令和诊断判定，采用独立结构的独立射频信号线，信号接收和反射，信号损耗小，保真度高，并且耐拉扯，高柔性，耐高低温和耐用化学溶剂和医用酸碱性溶剂腐蚀，信号传输速度快。

所述差分信号传输线4包括平行设置的两条线芯41与一条地线42，线芯41与地线42外共同包覆有第二屏蔽层43，所述第二屏蔽层43外包覆有第二中被层44，所述线芯41包括第四导体411以及包覆在第四导体411外的第四绝缘层412。

所述第四导体411采用单根镀银铜线，镀银厚度为3µm，导体真圆度高达95%或以上；导体镀层均匀，附着力好，防腐蚀性好，导体电阻小，柔韧度高，纯真空退火。

其中，第四导体411也可以采用镀锡铜丝进行替换，当然优选为镀银铜线。

所述第四绝缘层412采用FEP绝缘材料，两条芯线41通过采用不同颜色的第四绝缘层进行区分，如白色与绿色，第四绝缘层成型时，选用Ø35ｍｍ氟塑押出机押出芯线，模套拉伸比为50~200，拉伸平衡系数1~1.2，温度设定为机头温度390℃、机颈温度420℃、NO1:260℃~310℃、NO2:315℃~330℃、NO3:340℃~360℃、NO4:360℃~380℃。

其中，所述第四绝缘层也可以采用ETFE绝缘材料进行替换，当然优选为FEP绝缘材料。

所述第二屏蔽层43具有4层结构，包括从内至外依次设置的PET高温聚脂带层、铝箔麦拉带层、PTFE包带层、镀锡铜线编织层。首先按照2芯线平包放线，采用Ø500mm数控双层包带机，平包节距=12±1mm，地线规格为30AWG(1/0.4mm)镀锡铜线，地线在平包芯线时进行直放，PET高温聚脂带层选用宽5mm/厚0.025mm的PET高温聚脂带，铝箔麦拉带层选用宽6mm/厚0.025mm的铝箔麦拉带，PTFE包带层选用宽7mm/厚0.025mmPTFE包带，镀锡铜线编织层选用16/10/0.1mm镀锡铜线,编织率90%以上，编织角度35度~45度，编织节距30mm。

所述第二中被层44采用高抗撕裂高回弹型的医疗级气相型硅胶料，其选用φ80mm硅胶押出机作业，螺杆长径比为22：1，螺杆转速为30转/分钟，采用渐变式螺杆，压缩比2.5~3，押出温度为NO1：280℃~320℃，NO2~NO10:200℃~265℃,温度设定原则为高-低-中渐变式设置，以方便线径充分定型和绝缘材料均匀成熟硫化。

采用上述材料的第一中被层34具有良好的辊上加工性能，不粘辊，上辊容易，可塑度适中；具有良好的挤出性能,挤出平顺，挤出表面良好；具有良好的机械强度，抗撕裂性能及电性能优异，通过ROHS认证，REACH认证。

独立平包结构的差分信号传输线能够高清晰传输医疗设备端4K8K音视频信号，而且达到高速，精准无误信息传输效果，差分信号传输线的两条线芯平行设置，使线缆达到了信号传输高速、电物理长度的作用。

所述填充材料5采用凯夫拉芳纶纱防弹丝填充物，其具有高强度、轻质，耐高温，强度高，韧性好，燃烧时无烟、不仅能在负196度到正204度的温度范围内连续使用而不会有很明显的变化或减损；同时具有不溶解、防火性（不助燃）、仅会在427度开始碳化的特性，即使在-196度的低温下，也没有变脆和性能损失的现象，能忍受温度高达538度短暂时间接触的优异耐温性能。总体效果阻燃、比重轻、不吸湿、无毒、柔软富有弹性、拉力强和不霉烂、不腐蚀、耐温等物化性能，同时高频绝缘性能好，击穿电压高。

其中，所述填充材料5也可以采用PP特多龙丝进行替换，当然优选为凯夫拉芳纶纱防弹丝。

所述填充材料5与两条电源线1、四条控制信号线2、一条射频信号线3、一条差分信号传输线4一起用Ø800mm行星式绞线机上成缆加工，绞合时以填充圆整为标准添加。

所述总线包带层6具有双层结构，包括内层的高温棉纸带层以及外层的PTFE包带层，高温棉纸带层采用15mm宽/厚0.035mm高温棉纸带，所述PTFE包带层采用宽18mm/厚0.05mmPTFE高温包带，包带作业同样采用带自动返燃退扭放线装置的Ø800mm行星式绞线机，在成缆集合过程中完成包带作业。

所述总线编织层7采用16/6/0.1mm镀锡铜线与16/6/400D芳纶纱混合编织而成，编织率90%以上，编织角度40度~45度，编织节距35mm。

所述总线外护套8采用超柔抗震防水抗菌型65Shore A,耐温等级150度医疗级硅胶，选用Ø90mm护套专用硅橡胶挤出机作业，作业前先进行主胶翻炼，再进行色胶均匀混合，最后按照添加单组份硫化A剂比例加入混炼，直到整体块状12~15MM厚的混炼胶混合均匀。

其中，所述总线外护套8也可以采用医疗级TPU护套料进行替换。

所述总线外护套8外表面还形成有一层防护涂层，防护涂层通过将粉末状的固态材料经过特定条件温度200度的气化后，流经高温分解室进行热裂解，裂解后的分子在常温聚合室缓慢地在一定真空度前提下，通过化学气相沉积在医疗线缆护套表面上聚合成一个特殊亲肤，质感细腻的柔顺涂层。

总线外护套8的耐臭氧，耐紫外线照射，耐高低温，耐拉扯，超能抗震，抗菌效果佳；具有高拉伸和高撕裂强度（达到35~45KN/m），综合性能优异。良好的机械强度，优异的电性能，满足ROHS10项和REACH环保性能检测。同时，医疗级涂层可以起到灭菌，干润滑，生物相容性良好的防护作用，并且完全具有防水，防潮，防腐蚀，防酸碱，耐电压高，热稳定性好，介电常数极低效果。

两条电源线主要起到传输医疗设备电磁能作用，四条控制信号线主要起到将医疗设备监测到的语音信号和控制信号传输到显示屏上，一条独立射频信号线主要将医疗设备端的射频载波信号和视频信号反馈并传输到显示屏上，以快速让手术室现场主治医生作出操作指令和诊断判定，一条独立平包结构的差分信号传输线能够高清晰传输医疗设备端4K8K音视频信号，而且达到高速，精准无误信息传输效果。

上述医疗线缆总填充层采用了高弹力芳纶纱防弹丝，各编织层采用防弹丝和镀锡铜丝+芳纶纱混合编织工艺，合理的编织角度，极大提升了线缆在高强度多频次的弯曲和内部线芯摩擦力，将极速突拉和病房环境瞬间受到的机械应力和高强度弯曲过程中的内部应力实时化解，形成一个内外结构平面和垂直及曲面应力多方面消除的闭环系统，使产品工作时效长使用寿命。

上述医疗线缆的差分信号传输线的平包节距设计，使线缆达到了信号传输高速、电物理长度的作用；同时各个独立的电源线、控制信号线、射频信号线、差分信号传输线4全部均匀绞合，有序通过行星式笼绞设备内部自动退扭工艺，使信号传输完成了边发送和边接收信实操指令，从而在选材设计和结构及工艺上均达到了高速高清传输目的，能够在特定的手术室中承担独立供电，独立音视频信号和控制信号一站式精准传输。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型，任何运用本实用新型思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于外科手术设备的医疗线缆，包括从内至外依次设置的缆芯、总线包带层、总线编织层以及总线外护套；其特征在于，所述缆芯整体呈圆形，其包括相互绞合在一起的两条电源线（1）、四条控制信号线（2）、一条射频信号线（3）、一条差分信号传输线（4）以及填充材料（5）；

所述差分信号传输线（4）包括平行设置的两条线芯（41）与一条地线（42），线芯（41）与地线（42）外共同包覆有第二屏蔽层（43），所述第二屏蔽层（43）具有4层结构，包括从内至外依次设置的PET高温聚脂带层、铝箔麦拉带层、PTFE包带层、镀锡铜线编织层，所述第二屏蔽层（43）外包覆有第二中被层（44）。

2.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述线芯（41）包括第四导体（411）以及包覆在第四导体（411）外的第四绝缘层（412），所述第四导体（411）采用单根镀银铜线，镀银厚度为3µm，所述第四绝缘层（412）采用FEP绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述第二中被层（44）采用医疗级气相型硅胶料。

4.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述电源线（1）包括第一导体（11）以及包覆在第一导体（11）外的第一绝缘层（12），所述第一导体（11）采用镀锡无氧铜导体，所述第一绝缘层（12）采用医疗级气相型硅胶料。

5.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述控制信号线（2）包括第二导体（21）以及包覆在第二导体（21）外的第二绝缘层（22），所述第二导体（21）采用镀锡铜线，所述第二绝缘层（22）采用FEP绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述射频信号线（3）包括从内至外依次设置的第三导体（31）、第三绝缘层（32）、第一屏蔽层（33）、第一中被层（34），所述第三导体（31）采用镀银铜线，所述第三绝缘层（32）采用FEP绝缘材料，所述第一屏蔽层（33）具有双层结构，包括内层的镀锡铜线缠绕层以及外层的PTFE包带层，所述第一中被层（34）采用医疗级气相型硅胶料。

7.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述填充材料（5）采用凯夫拉芳纶纱防弹丝填充物。

8.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述总线包带层（6）具有双层结构，包括内层的高温棉纸带层以及外层的PTFE包带层。

9.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述总线编织层（7）采用镀锡铜线与芳纶纱混合编织而成。

10.根据权利要求1所述的一种用于外科手术设备的医疗线缆，其特征在于，所述总线外护套采用硅胶护套，其外表面形成有一层防护涂层。

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