一種高功率變頻超聲手術刀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高功率變頻超聲手術刀，包括手術刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，電源包括高頻電流發(fā)生器，超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；變頻控制器包括單片機以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。本實用新型通過對傳統(tǒng)超聲手術刀的改進，實現(xiàn)了高功率變頻的超聲波輸出，具有刀頭小、產(chǎn)熱少、止血好，可在視野很小的情況下進行操作等優(yōu)點，可廣泛應用于各種切除手術中，輸出功率充足，可調(diào)變頻范圍大，調(diào)節(jié)準確，給醫(yī)護人員的急救及手術治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應用前景。
【專利說明】一種高功率變頻超聲手術刀

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療手術裝置【技術領域】，尤其涉及一種高功率變頻超聲手術刀。

【背景技術】
[0002]近些年來，超聲外科是在臨床應用并迅速發(fā)展起來的新技術，它實現(xiàn)了無損傷劑量，改善組織生理或病理狀態(tài)的治療模式，進而采用破壞組織、消除病灶、恢復組織及機體健康的外科治療方式。尤其是在手術領域時，傳統(tǒng)的開刀治療方法是使用鋒利的刀片切開人體細胞組織，雖然結構簡單、價格便宜、應用廣泛，但是傳統(tǒng)的手術切割效果差，往往需要進行多次切割，而且，切割過程中出血量比較大，因此具有恢復慢、愈合難、易感染等缺點，此時，人們便將超聲裝置應用于手術刀領域，從而緩解手術對人體造成的痛苦。
[0003]申請?zhí)枮?6231412.9的中國專利涉及一種多功能超聲手術刀，組成包括外殼、變幅桿、刀頭、裝于外殼中的超聲波換能器、與蠕動泵連接且通向刀頭的注水管、與負壓裝置連接且通向刀頭的吸引管，變幅桿上具有與吸引管連通的負壓調(diào)控孔，醫(yī)生在手術過程中可以根據(jù)需要對該孔進行堵住、部分開放或全部開放等操作，增加了手術操作的靈活性，使手術刀可與中心負壓系統(tǒng)連用，避免手術中不必要的損傷。
[0004]申請?zhí)枮?01210235793.6的中國專利公開一種超聲波手術刀，包括手柄、中間桿、安裝在所述手柄與所述中間桿之間的后彎曲連接部、與所述中間桿連接的剛性刀桿、刀頭及安裝在所述剛性刀桿與所述刀頭之間的前彎曲連接部；所述前彎曲部、后彎曲部均包括多個關節(jié)片、將所述多個關節(jié)片串聯(lián)起來的四根傳動鋼絲，所述中間桿設有一容腔，所述容腔內(nèi)安裝有壓電換能器、位于所述壓電換能器后端的尾質量塊，所述中間桿通過超聲波放大器與所述剛性刀桿連接，所述中間桿上設有在所述前彎曲連接部、后彎曲連接部彎曲后將其彎曲角度保持住的鎖緊裝置。本發(fā)明的超聲手術刀，在壓電換能器后部增加了尾質量塊，克服由于彎曲部件引起的超聲能量衰減，保證了切割效果。
[0005]申請?zhí)枮?01210306558.3的中國專利涉及超聲手術刀。目前超聲手術刀的刀頭不能彎轉、超聲功率小。本發(fā)明包括刀頭、刀桿、手柄、壓電換能器。刀頭包括夾持部分和伸縮部分，刀桿包括夾持刀桿和伸縮刀桿。夾持部分和夾持刀桿活動連接，伸縮部分和伸縮刀桿活動連接，夾持部分和伸縮部分同步轉動，伸縮刀桿尾部連接有壓電換能器。壓電換能器包括多組壓電換能單元，相鄰兩個壓電換能單元之間設置有實心喇叭形的形變變換塊，壓電換能單元包括多個同軸設置的圓片形狀的壓電片，壓電片的表面設置有金屬電極，相鄰的兩個壓電片之間設置有兩個圓臺形的金屬帽。本發(fā)明有效地提高了電聲轉換效率，提高了超聲波輻射的指向性，同時提高了器械的可操作性。
[0006]然而，上述方案中的雖然均應用了超聲波原理，但是在臨床手術中，超聲波手術刀多存在兩種缺陷，一是受現(xiàn)場環(huán)境和條件的約束，輸出功率大多不強，另一個是超聲裝置多為定頻輸出，無法做到變頻可控的精微控制，這些都需要得到改進。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是提供一種聞功率變頻超聲手術刀，它通過對傳統(tǒng)超聲手術刀的改進，可被用于對病變部位的微創(chuàng)操作，控制簡便，準確度高，能夠提高工作效率，給醫(yī)護人員的手術治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應用前景。
[0008]為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是:一種高功率變頻超聲手術刀，包括手術刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，所述電源包括高頻電流發(fā)生器，所述超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；所述發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；所述變頻控制器包括單片機以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。
[0009]所述刀頭為鈦合金制件，呈細長柱狀結構，刀頭頂端設置鐮刀型鉤頭。
[0010]所述刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設置通訊端口。
[0011]所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
[0012]所述單片機為系列，所述變頻控制器頻率為25狃2至35狃2。
[0013]本實用新型的超聲手術刀，既可以完成傳統(tǒng)外科的切割，又具有超聲的選擇性破壞組織的特點，它是利用治療聲頭的超聲效應和高頻機械振動，切割、分離組織，手柄由工程塑料制成，便于手持操作，手柄內(nèi)腔包括電源與超聲波輸出裝置，可以產(chǎn)生超聲，并將超聲由前端的刀頭傳出。刀頭是由鈦合金屬制成，為細長柱狀，頂端呈鐮刀樣的鉤狀，內(nèi)刃較薄，用于切割，外刃寬鈍，可用于剝離止血。
[0014]為實現(xiàn)高功率變頻功能，手術刀的核心在于發(fā)送器與變頻控制器，其中，發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器，其中超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個反相器組成發(fā)射驅動電路，超聲波換能器由電源供電，并由單片機外接引腳輸出脈沖群作為其驅動的輸入信號，信號一路經(jīng)一級反相器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路經(jīng)兩級反相器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。外圍放大器采用反相比例放大器，用以提高驅動能力。上位電阻81、以一方面可以提高反相器輸出高電平的驅動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時間，反相器可選取抗干擾能力強的六反相施密特觸發(fā)器。
[0015]變頻控制器的核心在于單片機芯片，由控制器對單片機參數(shù)進行控制設置，用以控制單片機脈沖群信號的輸出與調(diào)節(jié)，單片機為系列可編程微控制器，采用121取高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小輸出與調(diào)節(jié)誤差。單片機連接溫度傳感器，可以用來檢測裝置的實時溫度，從而判斷監(jiān)控裝置是否處于正常工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)保護功能。刀柄末端設置通訊端口，可以將實現(xiàn)單片機信號與外界通訊設備的互聯(lián)，如微機控制單元、儀表、顯示裝置等，從而實現(xiàn)功能的擴展。
[0016]本實用新型通過對傳統(tǒng)超聲手術刀的改進，實現(xiàn)了高功率變頻的超聲波輸出，該切割式手術刀應用于臨床上時，具有刀頭小、產(chǎn)熱少、止血好，可在視野很小的情況下進行操作等優(yōu)點，可廣泛應用于如肝膽外科及普通外科的各種切除手術中，輸出功率充足，可調(diào)變頻范圍大，調(diào)節(jié)準確，給醫(yī)護人員的急救及手術治療工作帶來很大的便利，具有廣泛的應用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的外觀示意圖。
[0018]圖2是本實用新型超聲波輸出裝置的原理結構圖。
[0019]圖3是本實用新型放大器電路示意圖。

【具體實施方式】
[0020]如圖1至圖3所示，一種高功率變頻超聲手術刀，包括手術刀頭1、刀柄2和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源3、超聲波輸出裝置4，電源3包括高頻電流發(fā)生器，超聲波輸出裝置4包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器7 ；變頻控制器包括單片機8以及分別與之相連的控制器9、溫度傳感器10。
[0021]刀頭1為欽合金制件，呈細長柱狀結構，刀頭1頂纟而設直鍵刀型鉤頭11，刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設置通訊端口 12，超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器5與多個反相器6組成，超聲波換能器連接單片機的外接引腳，放大器為反相比例放大電路，單片機為八V尺系列，變頻控制器頻率為25狃2至35狃2。
[0022]在作為切割式手術刀時，刀頭為尖端細長的金屬管，長度根據(jù)手術所需選擇，一般為10?30挪,刀頭頂端配合鉤頭即構成超聲手術刀的切割裝置,直徑為3至5挪，計算表明對于頻率為30紐2的超聲手術刀，其刀頭振，動位移幅值不小于45 4！11，可輕松切開生物組織。工作時，切割處發(fā)生空化效應。
[0023]因為超聲空化作用是在含水豐富的細胞中完成的，因此對含水分多、膠原成分少的組織效果最好，如腦、肝、脾等器官。本實用新型在應用時，利用超聲的空化效應，完成切割超聲刀頭對組織的破壞，因為其既不是鋒利的刀刃，也不依靠熱的損壞，沒有過熱現(xiàn)象，所以其既不會形成煙霧，也不會影響切口組織的愈合。超聲手術刀的切割速度快、其刀頭溫升會促進凝血反應機制，具有明顯的止血作用。
【權利要求】
1.一種高功率變頻超聲手術刀，包括手術刀頭、刀柄和封裝于刀柄腔內(nèi)的電源、超聲波輸出裝置，所述電源包括高頻電流發(fā)生器，其特征在于:所述超聲波輸出裝置包括變頻控制器和與之相連的發(fā)送器；所述發(fā)送器包括超聲波發(fā)射模塊及其連接的外圍放大器；所述變頻控制器包括單片機以及分別與之相連的控制器、溫度傳感器。
2.如權利要求1所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述刀頭為鈦合金制件，呈細長柱狀結構，刀頭頂端設置鐮刀型鉤頭。
3.如權利要求1所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述刀柄為工程塑料制件，刀柄末端設置通訊端口。
4.如權利要求1所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
5.如權利要求1所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述單片機為AVR系列，所述變頻控制器頻率為25KHz至35KHz。
6.如權利要求2或3所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述超聲波發(fā)射模塊由超聲波換能器與多個反相器組成，所述超聲波換能器連接所述單片機的外接引腳，所述放大器為反相比例放大電路。
7.如權利要求2或3所述的高功率變頻超聲手術刀，其特征在于:所述單片機為AVR系列，所述變頻控制器頻率為25KHz至35KHz。
【文檔編號】A61B17/3211GK204121118SQ201420549517
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】孫園園 申請人:南陽醫(yī)學高等?？茖W校第一附屬醫(yī)院