專利名稱：超聲集成手術(shù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的手術(shù)儀器，具體涉及一種新型的超聲集成 手術(shù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)的發(fā)展，超聲波技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用范圍越來越廣，如工業(yè)制造領(lǐng)域、交 通運(yùn)輸領(lǐng)域以及醫(yī)療器械等領(lǐng)域。超聲清洗技術(shù)作為一種新興技術(shù)，已得到人們的普遍認(rèn) 可，其基本原理為利用超聲波的空化效應(yīng)，使其在清洗液中產(chǎn)生無數(shù)微小氣泡，在超聲波 的作用下不斷擴(kuò)張_收縮而形成較大的沖擊力清洗部件表面的污垢，達(dá)到清洗的目的。目前，超聲波技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如椎管和椎體腫瘤摘除手 術(shù)、顱內(nèi)手術(shù)、眼科手術(shù)、肝膽腫瘤切除手術(shù)、潰爛及感染病變組織創(chuàng)面清洗等手術(shù)，使得各 類外科手術(shù)趨向于精細(xì)化與微創(chuàng)化，如實(shí)用新型專利ZL00236716. 5所公布的超聲腫瘤吸 引器，該設(shè)備采用彎曲式結(jié)構(gòu)，在手術(shù)時(shí)操作手柄不會阻擋醫(yī)生的視線，方便醫(yī)生觀察手術(shù) 部位，減輕了患者的疼痛，大大提高了手術(shù)質(zhì)量。但是，在復(fù)雜的外科手術(shù)中，需要同時(shí)進(jìn)行腫瘤摘除、患部清洗等不同類型手術(shù)操 作，而傳統(tǒng)的醫(yī)療器械存在以下缺點(diǎn)第一，現(xiàn)有超聲手術(shù)器械無法實(shí)時(shí)精確跟蹤手術(shù)刀具 所輸出的能量、頻率、相位和振幅等信息，影響手術(shù)的順利進(jìn)行；第二，現(xiàn)有的清洗機(jī)內(nèi)部結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，需要以超聲作為能量來源進(jìn)行清洗，應(yīng)用范圍較窄，且清洗時(shí)需把待清洗部件或受 損部位放置于清洗槽中，其功能無法滿足醫(yī)用手術(shù)的需求；第三，某些超聲手術(shù)器械雖功能 較強(qiáng)，但工作狀態(tài)單一，無法實(shí)現(xiàn)多種手術(shù)功能的有效切換，大大提高了手術(shù)難度，增加了 患者的治療時(shí)間；第四，現(xiàn)有手術(shù)器械不具有一機(jī)兼容多種流量控制系統(tǒng)的性能，無法實(shí)時(shí) 切換其工作方式；第五，傳統(tǒng)手術(shù)器械提供的刀頭種類較少，僅僅針對于專項(xiàng)手術(shù)而言，大 大降低了手術(shù)效率；第六，手術(shù)過程中，無法根據(jù)人體患部情況實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器的運(yùn)行狀態(tài)及 調(diào)整手術(shù)刀具輸出能量的大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功能齊全的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，使得在同一手術(shù)中有效 切換器械的不同手術(shù)功能，方便手術(shù)操作，減輕手術(shù)難度，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜手術(shù)微創(chuàng)化。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括主機(jī)、超聲吸引器模 塊、超聲清創(chuàng)模塊和清洗模塊，將三種功能集成于一體，其中超超聲吸引器/清創(chuàng)模塊主要 由主機(jī)、超聲波發(fā)生器、智能控制器、超聲手柄、吸引/噴射流量控制系統(tǒng)以及手術(shù)刀具組 成。清洗模塊主要由主計(jì)算機(jī)、流量控制系統(tǒng)、噴射管、噴射刀頭和速度/流量反饋系統(tǒng)組 成。智能控制器主要由智能控制系統(tǒng)CPU、DDS頻率控制器、功放、匹配網(wǎng)絡(luò)、能量控制系統(tǒng)、 相位/振幅控制系統(tǒng)、負(fù)壓控制系統(tǒng)、負(fù)載識別系統(tǒng)和指令模塊組成。本發(fā)明所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)1.系統(tǒng)中的超聲吸引器/清創(chuàng)模塊包括智能控制器，對超聲發(fā)生器頻率、輸出能量、負(fù)載狀態(tài)和工作模式進(jìn)行識別和控制。2.系統(tǒng)中所使用的清洗模塊依靠流量控制系統(tǒng)控制噴射頭中沖洗液的速度和流 量進(jìn)行清洗的，實(shí)現(xiàn)流量和速度可控以及無超聲波對人體受損部位上的贓物進(jìn)行清洗，節(jié) 約能源，操作簡單。3.系統(tǒng)中包括三種工作狀態(tài)超聲吸引工作狀態(tài)、超聲清創(chuàng)工作狀態(tài)和清洗工作 狀態(tài)，適用于多種復(fù)雜外科手術(shù)，術(shù)中可根據(jù)不同忠位情況實(shí)時(shí)選擇儀器的工作狀態(tài)，降低 手術(shù)復(fù)雜度，縮短手術(shù)時(shí)間。4.超聲主機(jī)提供二種工作模式能量調(diào)整模式和自動監(jiān)控模式。在手術(shù)過程中， 可實(shí)時(shí)監(jiān)控變幅器所輸出的超聲波能量和作用于人體組織的能量大小，手術(shù)醫(yī)師可根據(jù)用 戶界面所顯示的數(shù)值調(diào)整手術(shù)刀具所輸出的超聲波能量和沖洗液流量和速度。5.超聲主機(jī)包括兩種液體控制系統(tǒng)，吸引控制系統(tǒng)和灌注控制系統(tǒng)，在腫瘤摘除 等手術(shù)中可有效控制手術(shù)器械的工作狀態(tài)及灌注液體的容量大小。6.本系統(tǒng)中所使用的刀頭為三類不同結(jié)構(gòu)，分別為超聲外科吸引刀頭、清理刀頭 和清洗刀頭。三類刀頭皆以其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，可進(jìn)行多種不同種類、形狀的刀頭任意切 換。本發(fā)明的超聲外科吸引刀頭主要以直桿式、彎曲式和尖嘴式為例進(jìn)行說明，清洗 刀頭主要以八種刀頭為例對其刀頭外觀形狀進(jìn)行說明，分別為柱形刀頭、楔形刀頭、環(huán)形刀 頭、葫蘆形直桿式刀頭、葫蘆形彎曲式刀頭、多孔碗形刀頭、多孔碗形一彎曲式刀頭、多孔直 桿形刀頭；清洗刀頭主要為有單孔噴射式刀頭、多孔噴射式刀頭和主輔噴射式刀頭。為簡易 化起見，本系統(tǒng)主要采用柱形、楔形、環(huán)形、葫蘆形直桿式和多孔噴射式刀頭。


圖1是本發(fā)明超聲吸引器/清創(chuàng)模塊的原理框2是本發(fā)明智能控制器工作原理示意3是本發(fā)明清洗模塊原理框4是超聲外科吸引刀頭基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)5是清理刀頭的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)6是清洗刀頭的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示為超聲吸引器/清創(chuàng)模塊工作原理示意圖。超聲吸引器/清創(chuàng)模塊主 要由主機(jī)、超聲波發(fā)生器、智能控制器、超聲手柄、吸引/噴射流量控制系統(tǒng)以及手術(shù)刀具 組成。當(dāng)該模塊工作時(shí)，主機(jī)控制智能控制器和超聲發(fā)生器產(chǎn)生超聲信號，一方面輸出至超 聲手柄中，經(jīng)其換能器將超聲波能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，變幅器對其進(jìn)行振幅放大后，輸出到手 術(shù)刀具中，作用于人體組織；另一方面，將超聲波信號的狀態(tài)參數(shù)(如能量、相位、振幅和負(fù) 載等)反饋至智能控制器中，智能控制器根據(jù)所獲得的信息控制超聲波發(fā)生器。同時(shí)，通過 控制吸引/噴射流量控制系統(tǒng)進(jìn)行超聲吸引器手術(shù)和超聲清創(chuàng)手術(shù)的切換以及吸引/灌注 及噴射沖洗液的容量的控制。
本模塊適用于多種外科手術(shù)，如普通外科、神經(jīng)外科、腫瘤外科、泌尿外科、手術(shù) 傷、感染傷口 /創(chuàng)面、燒傷創(chuàng)面、化膿性傷口以及慢性難愈合傷口等手術(shù)。如圖2是本發(fā)明智能控制器的工作原理示意圖。該智能控制器主要由智能控制系 統(tǒng)CPU、DDS頻率控制器、功放、匹配網(wǎng)絡(luò)、能量控制系統(tǒng)、相位/振幅控制系統(tǒng)、負(fù)壓控制系 統(tǒng)、負(fù)載識別系統(tǒng)和指令模塊組成。當(dāng)超聲吸引器/清創(chuàng)模塊啟動時(shí)，指令模塊控制智能控 制器開始工作，智能控制系統(tǒng)CPU運(yùn)行DDS頻率控制器對超聲波信號進(jìn)行頻率控制，將超聲 波信號輸出到功率放大器中，經(jīng)過匹配網(wǎng)絡(luò)送至超聲手柄中。在手術(shù)過程中，超聲波信號分 別經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)和超聲手柄輸出后，將能量信號、相位/振幅信號、負(fù)載識別信號送至智能控 制器CPU中進(jìn)行處理，由智能控制系統(tǒng)控制超聲波信號的輸出參數(shù)以及整個(gè)系統(tǒng)中的負(fù)壓 大小，實(shí)時(shí)對超聲發(fā)生器頻率、輸出能量、負(fù)載狀態(tài)和工作模式進(jìn)行識別和控制。如圖3是本發(fā)明清洗模塊原理框圖，該模塊包括計(jì)算機(jī)、流量控制系統(tǒng)、噴射管、 噴射刀頭和速度/流量反饋系統(tǒng)。本模塊適用于輕度感染傷口和創(chuàng)面的清洗手術(shù)。進(jìn)行創(chuàng) 面清洗手術(shù)時(shí)，首先計(jì)算機(jī)控制流量控制系統(tǒng)啟動，將大量沖洗溶液經(jīng)由噴射管輸出到噴 射刀頭，作用到人體感染組織，可將其表面的壞死組織及污垢等物質(zhì)徹底清洗干凈。在手術(shù) 過程中，可根據(jù)手術(shù)需要，通過人機(jī)界面流量控制系統(tǒng)控制輸入到噴射頭的沖洗液的流量， 實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高速度的手術(shù)操作。如圖4是超聲外科吸引刀頭基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，在運(yùn)行超聲吸引器模塊時(shí)使用?？梢罁?jù) 其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行多種手術(shù)刀頭的設(shè)計(jì)與制造，本發(fā)明主要以直桿式、彎曲式和尖嘴式刀 頭刀頭為例，對其外觀形狀進(jìn)行簡要說明。如圖5清理刀頭的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，在運(yùn)行超聲清創(chuàng)模塊時(shí)使用。清理刀頭以本圖所 示基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，可進(jìn)行多種不同種類、形狀的刀頭任意切換.本發(fā)明主要以八種刀 頭為例對其刀頭外觀形狀進(jìn)行說明，分別為柱形刀頭、楔形刀頭、環(huán)形刀頭、葫蘆形直桿式 刀頭、葫蘆形彎曲式刀頭、梅花形刀頭、彎蝎形刀頭和直桿形刀頭，此類手術(shù)刀頭噴射面積 大，清洗效率高。為簡易化起見，本系統(tǒng)主要采用柱形、楔形、環(huán)形和葫蘆形直桿式刀頭。如圖6清洗刀頭的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，在進(jìn)行創(chuàng)面清洗手術(shù)時(shí)使用，主要有單孔噴射式 刀頭、多孔噴射式刀頭和主輔噴射式刀頭，該多孔噴射式刀頭和主輔噴射式刀頭噴射面積 大，清洗效率高單孔噴射式適用于精細(xì)、微創(chuàng)手術(shù)操作。
權(quán)利要求
一種超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，本發(fā)明包括主機(jī)、超聲吸引器模塊、超聲清創(chuàng)模塊和清洗模塊，將三種功能集成于一體，其中超超聲吸引器/清創(chuàng)模塊主要由主機(jī)、超聲波發(fā)生器、智能控制器、超聲手柄、吸引/噴射流量控制系統(tǒng)以及手術(shù)刀具組成。清洗模塊主要由主計(jì)算機(jī)、流量控制系統(tǒng)、噴射管、噴射刀頭和速度/流量反饋系統(tǒng)組成。智能控制器主要由智能控制系統(tǒng)CPU、DDS頻率控制器、功放、匹配網(wǎng)絡(luò)、能量控制系統(tǒng)、相位/振幅控制系統(tǒng)、負(fù)載識別系統(tǒng)、負(fù)壓控制系統(tǒng)和指令模塊組成。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是超聲吸引器/清創(chuàng)模塊包括智能 控制器，對超聲發(fā)生器頻率、輸出能量、負(fù)載狀態(tài)和工作模式進(jìn)行識別和控制。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)中所使用的清洗模塊依靠流 量控制系統(tǒng)控制噴射沖洗液的速度和流量，實(shí)現(xiàn)無超聲清洗的目的。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是包括三種工作狀態(tài)，分別為超聲 吸引工作狀態(tài)、超聲清創(chuàng)工作狀態(tài)和超聲清洗工作狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是超聲主機(jī)包括二種工作模式，分 別為狀態(tài)自動調(diào)整模式和監(jiān)控模式。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是超聲主機(jī)包括兩種流量控制系 統(tǒng)，分別為吸引控制系統(tǒng)和灌注控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲集成手術(shù)系統(tǒng)，其特征是所述刀頭為三類不同結(jié)構(gòu)，分別 為超聲外科吸引刀頭、清理刀頭和清洗刀頭，三類刀頭皆以其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，可進(jìn)行多 種不同種類、形狀的刀頭任意切換。本發(fā)明的超聲外科吸引刀頭主要以直桿式、彎曲式和尖 嘴式為例進(jìn)行說明，清洗刀頭主要以八種刀頭為例對其刀頭外觀形狀進(jìn)行說明，分別為柱 形刀頭、楔形刀頭、環(huán)形刀頭、葫蘆形直桿式刀頭、葫蘆形彎曲式刀頭、多孔碗形刀頭、多孔 碗形-彎曲式刀頭、多孔直桿形刀頭；清洗刀頭主要為有單孔噴射式、多孔噴射式和主輔噴 射式刀頭。為簡易化起見，本系統(tǒng)主要采用柱形、楔形、環(huán)形、葫蘆形直桿式和多孔噴射式刀 頭。
全文摘要
一種超聲集成手術(shù)系統(tǒng)包括主機(jī)、超聲吸引器模塊、超聲清創(chuàng)模塊和清洗模塊，提供三種工作狀態(tài)吸引、清創(chuàng)和清洗，及二種工作模式狀態(tài)自動調(diào)整和監(jiān)控模式；超聲吸引器/清創(chuàng)模塊中包括智能控制器，其工作原理圖如摘要附圖所示。本發(fā)明包括兩種流體控制系統(tǒng)吸引控制系統(tǒng)和灌注控制系統(tǒng)；同時(shí)，為醫(yī)生使用方便，提供三類儀器刀頭，如超聲外科吸引刀頭、清理刀頭和清洗刀頭。本系統(tǒng)可根據(jù)患部情況方便切換儀器工作狀態(tài)，可及時(shí)有效地處理傷口，減少手術(shù)時(shí)間、提高手術(shù)效果。
文檔編號A61B18/00GK101884566SQ201010127999
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者劉慶明, 周兆英, 張毓笠, 羅曉寧 申請人:張毓笠;周兆英;羅曉寧