CN111831039A - 一种用于激光手术刀的独立冷却器控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于激光手术刀的独立冷却器控制***，包括操作面板、控制部分和气动部分；操作面板设有电源开关、工作启动按键、指示灯、气体流量调节阀、二氧化碳压力调节阀、气体流量数显、二氧化碳压力数显、气体温度数显和鲁尔接头；控制部分包括电源、控制板和测温模块；气动部分包括空气压缩泵、气路管道、阀体。能够支持三种不同的冷却方式：空气制冷、电子制冷和二氧化碳制冷，可以依据不同类型手术对激光刀头的冷却要求，使独立冷却器在满足冷却温度的前提下操作简便、冷却速度快、工作稳定可靠。

Description

一种用于激光手术刀的独立冷却器控制***

技术领域

本发明涉及一种冷却器控制***，尤其涉及一种用于激光手术刀的独立冷却器控制***。

背景技术

激光是一种能产生高能量、高度聚焦，具有一定穿透力的单色光，作用于人体组织而在局部产生高热量以去除或破坏病灶组织，手术效率高，流血少，既能减轻医生的劳动强度，又能减少病人的痛苦。随着激光技术的发展,激光在临床医学领域的应用也日益增多。由于激光的高热量，在使用时，需要降温后才能作用于皮肤。不同类型的手术，降温的程度也不同。因此需要可调节的冷却器配合使用。国外已有类似的独立冷却器用于半导体激光手术刀，但由于冷却器功率偏低，冷却温度一般，导致激光手术效果不佳。

现有技术中，美国PhotoMedex公司研制了一款独立冷却***(SACS)，可通过液体/气体盒对SLT光纤传输***(FDS)和SLT接触式激光探头及手术刀(接触式刀头)进行共轴式冷却。在接触式激光***工作工程中，需要使用共轴冷却剂来冷却FDS末端，或接触式刀头与FDS连接处。即使刀头是在液体介质中使用，也一样需要冷却。冷却剂可选择无菌等渗液、空气或二氧化碳。具体冷却剂的类型由医师决定，同时也要根据手术的类别以及所使用的FDS及接触式刀头类型来确定。SACS仅可配合SLT光纤传输***，SLT接触式刀头，SLT冷却剂盒及与之兼容的激光器***使用。

现有技术的缺点：

冷却功率低，不能很好的冷却刀头，导致手术切割中不易掌控切割程度。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率、支持多种冷却方式的用于激光手术刀的独立冷却器控制***。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，包括操作面板、控制部分和气动部分；

所述操作面板设有电源开关、工作启动按键、指示灯、气体流量调节阀、二氧化碳压力调节阀、气体流量数显、二氧化碳压力数显、气体温度数显和鲁尔接头，通过按键和旋钮实现人机交互，能通过操作面板设置工作模式、调节气体压力和流量，并能监控当前气体流量、压力和温度；

所述控制部分包括电源、控制板和测温模块，能实现不同制冷模式下的气路切换及逻辑控制；

所述气动部分包括空气压缩泵、气路管道、阀体，所述空气压缩泵采用二级减震，所述阀体主要用于气体流量调节和压力调节，能实现不同制冷模式下的冷源输送。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，可以依据不同类型手术对激光刀头的冷却要求，使独立冷却器在满足冷却温度的前提下操作简便、冷却速度快、工作稳定可靠。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于激光手术刀的独立冷却器控制***工作原理示意图。

图2为本发明实施例中独立冷却器操作面板效果图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，其较佳的具体实施方式是：

包括操作面板、控制部分和气动部分；

所述操作面板设有电源开关、工作启动按键、指示灯、气体流量调节阀、二氧化碳压力调节阀、气体流量数显、二氧化碳压力数显、气体温度数显和鲁尔接头，通过按键和旋钮实现人机交互，能通过操作面板设置工作模式、调节气体压力和流量，并能监控当前气体流量、压力和温度；

所述控制部分包括电源、控制板和测温模块，能实现不同制冷模式下的气路切换及逻辑控制；

所述气动部分包括空气压缩泵、气路管道、阀体，所述空气压缩泵采用二级减震，所述阀体主要用于气体流量调节和压力调节，能实现不同制冷模式下的冷源输送。

能够支持三种不同的冷却方式：空气制冷、电子制冷和二氧化碳制冷。

最大气体输出流量为4L/分钟。

所述电子制冷模式的出口气体温度为1～5℃。

本发明的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，功率大、支持多种冷却方式的独立冷却器，辅助激光手术刀进行冷却，使手术效果达到最佳，促进激光手术刀在临床上的应用。解决了激光手术冷却器冷却功率低、冷却效果不佳的问题。

可以依据不同类型手术对激光刀头的冷却要求，使独立冷却器在满足冷却温度的前提下操作简便、冷却速度快、工作稳定可靠。

工作原理如图1所示：

采用电子制冷技术，在搭建的逻辑控制电路和气路的基础上设计了独立冷却器。设计的冷却器支持三种工作模式：电子半导体制冷、空气制冷和二氧化碳制冷。根据不同的手术类型，可以选择不同的工作模式。模式间的切换通过逻辑电路实现，可一键完成，操作简便。气体流量和压力均可调节，可通过前面的数显模块实时观察当前的气体流量、压力和温度。

本发明主要由空气压缩泵、半导体冷却模块、电气控制***、气路和气动元件组成。空气压缩泵为空气冷却和电子冷却提供压缩气体来源。压缩后的气体在后级气路中具有一定的流速，流动的气体可快速带走刀头的热量，从而达到降温的目的。半导体冷却模块主要由电子制冷片和风机冷却模组组成，是电子制冷的核心部件。气体流经电子制冷腔体内的铜质盘管时，被迅速冷却，冷却后的流动气体可快速带走刀头热量。气路和气动元件在电气控制***的配合下实现不同冷却模式的切换、气源选择及气体流向控制。电气控制***包括电源开关、电源滤波器、开关电源、逻辑控制电路、数显模块等。模式切换按键、数显模块、流量调节旋钮及压力调节旋钮布局在前面板上，方便操作和观察。

本发明中，使用空气压缩泵为冷却气体提供压缩气源。工作在空气制冷模式时，压缩后的空气经过流量、流速调节输送到后级供激光刀头冷却。工作在电子制冷模式时，压缩后的空气经过电子制冷片冷却后供激光刀头冷却。工作在二氧化碳冷却模式时，由外部二氧化碳气源为独立冷却器提供二氧化碳气源。二氧化碳气体经过流量、压力调节后输送到后级供激光刀头冷却。

本发明中，为了减小空气压缩泵在工作时产生的噪音。设计了二级减震结构并在空气压缩泵的入口设置了消音器，很好的解决了空气压缩泵的噪音问题。

本发明中，为了提高整机的制冷效率，根据内部结构和布局，设计了风道和外壳散热***。

如图2所示，本发明设计了简洁易用的操作面板，方便用户根据需要选择工作模式，调节气体压力和流量。操作面板布置在冷却器壳体正面，由电源开关、工作启动按键、指示灯、气体流量调节阀、二氧化碳压力调节阀、气体流量数显、二氧化碳压力数显、气体温度数显和鲁尔接头组成。

本发明的主要优点：

1、冷却功率大：采用大功率电源、空气压缩泵和电子制冷片，能够冷却最大25W的激光刀头；2、支持三种冷却模式：空气制冷模式、电子制冷模式和二氧化碳制冷模式，能够满足大部分手术需求。

具体实施例：

冷却器配合激光手术刀使用，用于手术刀头的冷却。使用时，与激光手术刀主机安装在同一辆台车上。手术准备时，操作人员操作电源开关将冷却器通电成功之后，冷却器进入准备好状态，此时可根据手术类型选择不同的制冷工作模式进行制冷。

二氧化碳制冷模式：在确保其他制冷模式关闭的情况下按下二氧化碳选择按键，对应的二氧化碳指示灯亮，说明二氧化碳制冷模式被选中并已启动。此时，可调节二氧化碳气体压力和流量。

电子制冷模式：在确保其他制冷模式关闭的情况下按下电子制冷选择按键，对应的电子制冷指示灯亮，说明电子制冷模式被选中并已启动。电子制冷模式启动后先预冷，预冷时间大约20分钟，预冷时间结束后开始输出冷气，此时可以正常使用，气体流量大小可调节。因此，使用电子制冷模式时，应提前开机准备。使用结束后，按下电子制冷选择按键，电子制冷工作模式停止，但仍有空气输出，时间大约20分钟。在此期间，请勿切断电源，当流量数显显示零之后，再关闭电源。如果提前关闭了电源，可能会导致冷却器工作异常。

空气制冷模式：在确保其他制冷模式关闭的情况下按下空气制冷选择按键，对应的空气制冷指示灯亮，说明空气制冷模式被选中并已启动。此时，可根据需要调节空气流量。

本发明的有益效果：

1、冷却功率大

冷却功率直接关系到激光刀头的冷却效果，从而影响手术效果。冷却功率的大小与电源功率、冷却方式、冷却气体流速有直接关系。本设计采用大功率开关电源，为大功率制冷器件提供电源。采用电子制冷片，能够快速冷却空气，提供更低温的空气冷却源。采用流量调节阀，可调节气体流量大小。

2、支持三种冷却方式

为满足不同的手术场合，设计了三种冷却方式：空气制冷、电子制冷和二氧化碳制冷。用户可根据需要选择不同的冷却方式。空气制冷采用压缩常温空气的方式，通过流量调节后直接作用于激光手术刀头，用于手术刀头的冷却；电子制冷通过电子制冷片冷却常温气体，冷却后的气体通过压缩和流量调节后作用于激光手术刀头，用于手术刀头的冷却。二氧化碳制冷模式采用外部二氧化碳气源，气源经过压力调节和流量调节后作用于激光手术刀头，用于手术刀头的冷却。

3、噪音小

采用二级减震结构，同时在气体入口处安***器，很大程度上降低了空气压缩泵的噪声；选用静音风扇，降低了风扇工作时带来的噪声；通过以上措施，整机噪音能够控制在60分贝以内，能够满足手术室的使用要求。

具体实施中，用于激光手术刀的独立冷却器控制***的冷却源不限于气体，也可以是液体。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于激光手术刀的独立冷却器控制***，其特征在于，包括操作面板、控制部分和气动部分；

所述操作面板设有电源开关、工作启动按键、指示灯、气体流量调节阀、二氧化碳压力调节阀、气体流量数显、二氧化碳压力数显、气体温度数显和鲁尔接头，通过按键和旋钮实现人机交互，能通过操作面板设置工作模式、调节气体压力和流量，并能监控当前气体流量、压力和温度；

所述控制部分包括电源、控制板和测温模块，能实现不同制冷模式下的气路切换及逻辑控制；

所述气动部分包括空气压缩泵、气路管道、阀体，所述空气压缩泵采用二级减震，所述阀体主要用于气体流量调节和压力调节，能实现不同制冷模式下的冷源输送。

2.根据权利要求1所述的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，其特征在于，能够支持三种不同的冷却方式：空气制冷、电子制冷和二氧化碳制冷。

3.根据权利要求2所述的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，其特征在于，最大气体输出流量为4L/分钟。

4.根据权利要求3所述的用于激光手术刀的独立冷却器控制***，其特征在于，所述电子制冷模式的出口气体温度为1～5℃。

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