CN116919572A - 软组织切割止血器械及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种软组织切割止血器械及***，软组织切割止血器械包括操作器械、供能组件及换向结构，操作器械包括操作主体和***主体，***主体包括波导杆和设于波导杆的前端的刀体，波导杆沿前后向可往复振动地安装于操作主体；供能组件与操作主体及波导杆的后端分别可拆卸地连接，供能组件包括换能器和传输器，换能器在得电时产生压电信号，以驱动波导杆前后振动；传输器在接收到射频信号后，将射频信号传递至刀体，以能够在刀体产生射频信号；换向结构将波导杆的前后振动转换为刀体沿波导杆的周向的扭转振动。本发明提供的组织切割止血器械能够适配多种能量形式和振动形式，满足多种手术需求，优化手术效果，从而具有更高的实用性。

Description

软组织切割止血器械及***
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种软组织切割止血器械及***。
背景技术
超声软组织切割止血***(以下简称超声刀)通常由主机和附件组成，附件通常包括换能器、超声刀头(包含手柄、波导杆、套管等)和脚踏开关。主机为换能器及刀头组成的声学***提供能量，脚踏开关、刀头上的手动控制装置用以控制主机输出超声能量。超声软组织切割止血***通过设置不同的输出功率档位，可同时兼顾切割和凝闭组织，切割的同时能够止血，提高了手术效率。高功率档位可更快速地切割组织，低功率档位可更好地凝闭组织。主机中超声频率的电流传导至换能器，换能器将电能转化为前后振动的纵振机械能，通过刀头的传递和放大使刀头末端以一定频率(例如55.5kHz、50KHz、47KHz)振动，摩擦产生的热量导致与刀头接触的组织细胞内水汽化，蛋白质氢键断裂，细胞崩解重新融合，组织凝固后被切开；在切割血管时，刀头与组织蛋白接触，通过机械振动产生热量，导致组织内胶原蛋白结构被破坏，造成蛋白凝固，进而封闭血管，达到止血目的。目前该类器械适用于需要控制出血和最小程度热损伤的软组织切割，可用于闭合直径不超过5mm的血管。
超声软组织切割止血***中，换能器与超声刀头(包含手柄、波导杆、套管等)组成超声声学***，拥有本征谐振频率，主机通过激励和反馈电信号，实时搜索并跟踪声学***的谐振频率，并及时调整输出的电信号，以使得前端声学***处于完美谐振状态，以实现高效的切割与止血。
在实际临床应用中，因为传统超声刀为纵向振动且能量单一，在处理高阻抗负载的软组织或者较大直径(如5-7mm)的血管时，易造成切割时间较长，热损伤严重、血管闭合不稳定出现血管端破损和渗血等情况。同时，纵向振动的超声刀刀头，在手术视野不佳的情况下(如人体内结构死角、腹腔内气腹不稳定、烟雾等较大)易对前端组织造成穿孔操作，极大的增加了手术的风险，造成组织出血或者脏器受损等情况。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种软组织切割止血器械及***，旨在解决传统超声刀振动形式和能量形式单一的问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种软组织切割止血器械，包括：
操作器械，包括操作主体和***主体，所述***主体包括波导杆和设于所述波导杆的前端的刀体，所述波导杆沿前后向可往复振动地安装于所述操作主体；
供能组件，与所述操作主体及所述波导杆的后端分别可拆卸地连接，所述供能组件包括换能器和传输器，所述换能器用于在得电时产生压电信号，以驱动所述波导杆前后振动；所述传输器用于获得射频信号时，将所述射频信号至少传递至所述刀体，以至少在所述刀体处产生射频信号；以及，
换向结构，设于所述刀体与所述波导杆之间，以将所述波导杆的前后振动转换为所述刀体沿所述波导杆的周向的扭转振动。
可选地，所述换能器及所述传输器分别与所述波导杆独立连接，且分别可独立启闭设置，以使得所述换能器及所述传输器能够被控制而同步地或者交替地作用于所述刀体。
可选地，所述换能器所产生的压电信号频率范围与所述传输器所传递的射频信号频率范围至少部分相异设置。
可选地，所述换能器所产生的压电信号频率范围为30～60KHz，所述传输器所传递的射频信号频率范围为300～800KHz。
可选地，所述***主体还包括外套管、内套管以及钳体，所述外套管、所述内套管及所述波导杆自外至内依次套接，所述钳体转动连接于所述外套管的前端，且所述钳体的后端与所述内套管连接，所述刀体自所述外套管及所述内套管的前端向外伸出，并与所述钳体正对设置，所述内套管沿前后向可活动设置，以在其活动过程中，带动所述钳体旋转靠近和远离所述刀体；
其中，所述波导杆与所述传输器的信号负极端连接，所述钳体由金属材料制成，且与所述传输器的信号正极端连接。
可选地，所述换向结构包括在所述波导杆的前段外壁开设的切槽，所述切槽沿所述波导杆的轴向及周向螺旋延伸。
可选地，所述切槽设有多个，多个所述切槽沿所述波导杆的周向间隔并排布设，各所述切槽在所述波导杆的周向上呈局部延伸布设。
可选地，所述切槽的深度不超过所述波导管的直径的五分之一。
可选地，所述波导杆包括靠近所述波导杆的前端设置的波腹段、以及连接所述波腹段的波节段，所述切槽靠近所述波节段设置。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种软组织切割止血***，包括：
主机；
脚踏开关，与所述主机电性连接，以触发调节信号；以及，
软组织切割止血器械，包括操作器械、供能组件及换向结构，其中，所述操作器械包括操作主体和***主体，所述***主体包括波导杆和设于所述波导杆的前端的刀体，所述波导杆沿前后向可往复振动地安装于所述操作主体；所述供能组件与所述操作主体及所述波导杆的后端分别可拆卸地连接，所述供能组件包括换能器和传输器，所述换能器用于在得电时产生压电信号，以驱动所述波导杆前后振动；所述传输器用于获得射频信号时，将所述射频信号至少传递至所述刀体，以至少在所述刀体处产生射频信号；所述换向结构设于所述刀体与所述波导杆之间，以将所述波导杆的前后振动转换为所述刀体沿所述波导杆的周向的扭转振动；
所述供能组件与所述主机电性连接，以供所述主机根据所述调节信号，控制所述供能组件工作。
本发明提供的技术方案中，换能器能够通过压电效应将压电信号转换为波导杆的机械振动，传输器能够通过传递射频能量实现刀体对目标软组织的正常处理，二者为刀体提供的能量形式不同，使得当换能器和传输器同时地或者交替地运行时，能够对刀体输出至少三种供能状态，有助于丰富软组织切割止血器械的能量形式；换向结构能够将波导杆的前后振动转换为周向的扭转振动，有助于丰富组织切割止血器械的振动形式。如此地，本发明提供的组织切割止血器械能够适配多种能量形式和振动形式，满足多种手术需求，优化手术效果，从而具有更高的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的软组织切割止血***的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的软组织切割止血器械的一实施例的结构示意图；
图3为图2中***主体与供能组件的部分结构示意图；
图4为图2中***主体的前端处的结构示意图；
图5为图2中波导杆的前段结构示意图。
附图标号说明：
100主机；200脚踏开关；300软组织切割止血器械；310操作主体；320***主体；321波导杆；321a波腹段；321b波节段；322刀体；323外套管；324内套管；325钳体；330供能组件；340换向结构；341切槽。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1至图5，本发明提供了一种软组织切割止血***，包括主机100、脚踏开关200和软组织切割止血器械300。
其中，主机100包括控制装置，控制装置内部存储有相关的控制程序，基于该控制程序，主机100可对与之电性连接的例如脚踏开关200和软组织切割止血器械300进行通讯和控制，实现软组织切割止血***的自动化智能运行。
此外，主机100还包括与控制装置电性连接的显控装置，显控装置至少包括显示模块和触发模块。显示模块例如包括各类显示屏，可用于显示各项数据；触发模块例如包括虚拟按键或者实体按键等，可在用户按压时触发指令信号。
脚踏开关200也可以是任意其他便于用户手动操作的开关部件。脚踏开关200与主机100电性连接，以触发调节信号。脚踏开关200一般具有多个脚踏位，每一脚踏位可关联触发至少一种调节信号，例如启动信号、功率调节信号等。
需要说明的是，本发明主要的发明点在于对软组织切割止血器械300的改进，因此，以下将结合主要附图对软组织切割止血器械300进行说明。
所述软组织切割止血器械300包括操作器械、供能组件330以及换向结构340，其中，所述供能组件330与所述主机100电性连接，以供所述主机100根据所述调节信号，控制所述供能组件330工作。
所述操作器械包括操作主体310和***主体320，所述***主体320包括波导杆321和设于所述波导杆321的前端的刀体322，所述波导杆321沿前后向可往复振动地安装于所述操作主体310；所述供能组件330与所述操作主体310及所述波导杆321的后端分别可拆卸地连接，所述供能组件330包括换能器和传输器，所述换能器用于在得电时产生压电信号，以驱动所述波导杆321前后振动；所述传输器用于获得射频信号时，将所述射频信号至少传递至所述刀体322，以至少在所述刀体322处产生射频信号；所述换向结构340设于所述刀体322与所述波导杆321之间，以将所述波导杆321的前后振动转换为所述刀体322沿所述波导杆321的周向的扭转振动。
本发明提供的技术方案中，换能器能够通过压电效应将压电信号转换为波导杆321的机械振动，传输器能够通过传递射频能量实现刀体322对目标软组织的正常处理，二者为刀体322提供的能量形式不同，使得当换能器和传输器同时地或者交替地运行时，能够对刀体322输出至少三种供能状态，有助于丰富软组织切割止血器械300的能量形式；换向结构340能够将波导杆321的前后振动转换为周向的扭转振动，有助于丰富组织切割止血器械的振动形式。如此地，本发明提供的组织切割止血器械能够适配多种能量形式和振动形式，满足多种手术需求，优化手术效果，从而具有更高的实用性。
可以理解，操作主体310一般包括壳体，壳体沿前后向贯设有安装孔，安装孔的前段可供***主体320的后端插置连接，安装孔的后段可供供能组件330插置连接。壳体被设置为便于用户握持的形状，例如枪体状或者手柄状。
***主体320至少包括波导杆321和刀体322，波导杆321大致沿前后向延伸。波导杆321的后端与供能组件330中的换能器和/或传输器例如可以采用螺纹连接，波导杆321的前端与刀体322之间也可以通过例如螺纹连接。供能组件330、波导杆321和刀体322在正常运行时按照谐振频率发生共振。波导杆321可将供能组件330中换能器通过压电效应形成的超声振动传递至刀头，在此过程中，一方面波导杆321需要将振动放大，以使得刀体322获得足够的振幅；另一方面波导杆321可保持刀体322的稳定合适的振动频率，兼顾振动频率和振幅增益。当然，波导杆321基本的原理已为成熟技术，此处不做详述。
此外，在一实施例中，所述***主体320还包括外套管323、内套管324以及钳体325，内套管324套接在波导杆321的外侧，外套管323套接在内套管324的外侧。内套管324及外套管323的前端管口均敞口设置，至少刀体322自内套管324及外套管323的前端管口向前伸出。
外套管323的后端相对操作主体310中的壳体固定；内套管324相对外套管323沿前后向可活动设置。具体而言，当操作主体310还包括活动设于壳体的操作件时，操作件可具体设置为开关件、拨扭件、按压手柄或者其他可用于接收用户的手动驱动力的部件，操作件与内套管324的后端连接，以在接收到用户的手动驱动力时，带动内管体向后牵引活动；以及在用户的手动驱动力撤销时，释放内管体向前复位活动。
钳体325大致呈板状，其后端可与内套管324的前端口连接，钳体325间隔其后端的部位可与外管体的前端口转动连接，或者与外管体的前端口抵接。钳体325与刀体322至少局部在波导杆321/内套管324/外套管323的径向上呈正对间隔设置。如此地，当操作件被驱动而进行向后牵引活动时，可带动钳体325的至少前段朝向刀体322旋转，实现钳体325与刀体322之间的相互靠近，可对处于钳体325与刀体322之间的例如血管等目标软组织进行夹持；反之，当操作件被驱动而进行向前复位活动时，可带动钳体325的至少前段朝远离刀体322的方向旋转，实现钳体325与刀体322之间的相互远离，可对处于钳体325与刀体322之间的目标软组织进行释放。
当操作器械与供能组件330连接后，供能组件330的连接线缆(长度例如为2～4m)头端的插头可以与主机100进行插拔连接。主机100在与供能组件330插拔连接后，主机100将识别此软组织切割止血器械300的身份信息，并将输出能量信号的算法调整到超声和/或射频的能量模式，控制软组织切割止血器械300正常运行。
进一步地，在一实施例中，所述换能器及所述传输器分别与所述波导杆321独立连接，且分别可独立启闭设置，以使得所述换能器及所述传输器能够被控制而同步地或者交替地作用于所述刀体322。如此地，主机100可以根据用户的实际需要，控制换能器单独驱动波导杆321进行机械振动、控制传输器单独地为刀体322提供射频能量、或者控制换能器及传输器交替地或者同步地为刀体322提供能量，切割并凝闭目标软组织。
其中，当主机100控制换能器及传输器交替地为刀体322提供驱动力时，二者的交替方式不做限制，在每一交替循环周期中，可以是换能器及传输器各进行一次，或者是换能器及传输器中的至少一个进行连续多次。
具体而言，在一实施例中，当基于上述***主体320包括外套管323、内套管324及钳体325时，所述波导杆321与所述传输器的信号负极端连接，所述钳体325由金属材料制成，钳体325的制成材料可具体设置为304不锈钢材质。所述钳体325与所述传输器的信号正极端连接。
如此地，波导杆321可将换能器的超声能量传递至刀体322，最终作用于目标软组织；刀体322及钳体325共同将传输器传递的射频能量作用于目标软组织。其中，当刀体322与钳体325夹持住目标软组织后，将提供一定大小的压榨力。射频能量的交流电信号将通过钳体325、目标软组织、刀体322及波导杆321进行导通，并最终回到主机100。同时，主机100将通过搜频算法，搜索供能组件330与操作器械之间形成的声学***的谐振频率Fs，并输出相同的频率的交流电信号，此交流电信号的电流值大小为I，一般的，为例如350mA有效电流值。
接着，在一实施例中，所述换能器所产生的压电信号频率范围与所述传输器所传递的射频信号频率范围至少部分相异设置。如此地，可使得刀体322对目标软组织施加的作用频率范围更广，形式更加多样，更具通用性。
具体而言，在一实际应用中，所述换能器所产生的压电信号频率范围为30～60KHz，具体可设置为36KHz、47KHz、50KHz或者55KHz，具体可优选为36KHz；所述传输器所传递的射频信号频率范围为300～800KHz，且具体可优选为475KHz。通过上述能量的组合，有助于最大限度的发挥软组织切割止血器械300性能，达到期望的手术效果。在手术过程中，软组织切割止血器械300将同时提供超声能量和射频电能量至目标软组织，射频能量将稳定密封例如7mm直径内的血管，而超声能量将对凝闭的组织进行快速精细切割，既保证了手术安全性，又提高了手术过程的切割效率，同时热损伤较低，对病人损伤较小。
基于上述任意实施例，实现上述功能的换向结构340可以有多种，例如被设置为摇杆机构、丝杆螺母机构等，而在本实施例中，请参阅图5，所述换向结构340包括在所述波导杆321的前段外壁开设的切槽341，所述切槽341沿所述波导杆321的轴向及周向螺旋延伸。如此地，当换能器驱动波导杆321前后向振动、也即沿轴向振动时，切槽341能够将部分的轴向转动转换为周向振动，使得部分的轴向振动转化为扭转振动，实现刀体322的纵扭复合加工，有利于实现对目标软组织的大振幅处理。
具体而言，所述切槽341设有多个，多个所述切槽341沿所述波导杆321的周向间隔并排布设。其中，各所述切槽341可以在波导杆321的轴向及周向上进行整周地螺旋延伸布设，或者各所述切槽341在所述波导杆321的周向上呈局部延伸布设，构成弧线槽。
进一步地，在一实施例中，所述切槽341的深度不超过所述波导管的直径的五分之一。可以理解，若切槽341的深度过大，则易造成应力过大，产生振动传导的低效率或者振动体断裂等问题；反之，若切槽341的深度过小，则容易降低切槽341的换向效率，降低扭转振动的效果。
具体而言，在一实施例中，所述波导杆321包括靠近所述波导杆321的前端设置的波腹段321a、以及连接所述波腹段321a的波节段321b，所述切槽341靠近所述波节段321b设置。波导杆321的材料为医用钛合金，具有较高的强度。如此设置，波导杆321的波腹段321a处，是整个波导杆321中振动幅度最大的位置，在此位置的波导杆321的振动为扭转振动，其以波导杆321的纵向轴为圆点，进行扭转振动，并作用到人体目标软组织上，对目标软组织进行切割与止血。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种软组织切割止血器械，其特征在于，包括：
操作器械，包括操作主体和***主体，所述***主体包括波导杆和设于所述波导杆的前端的刀体，所述波导杆沿前后向可往复振动地安装于所述操作主体；
供能组件，与所述操作主体及所述波导杆的后端分别可拆卸地连接，所述供能组件包括换能器和传输器，所述换能器用于在得电时产生压电信号，以驱动所述波导杆前后振动；所述传输器用于获得射频信号时，将所述射频信号至少传递至所述刀体，以至少在所述刀体处产生射频信号；以及，
换向结构，设于所述刀体与所述波导杆之间，以将所述波导杆的前后振动转换为所述刀体沿所述波导杆的周向的扭转振动。
2.如权利要求1所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述换能器及所述传输器分别与所述波导杆独立连接，且分别可独立启闭设置，以使得所述换能器及所述传输器能够被控制而同步地或者交替地作用于所述刀体。
3.如权利要求1所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述换能器所产生的压电信号频率范围与所述传输器所传递的射频信号频率范围至少部分相异设置。
4.如权利要求3所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述换能器所产生的压电信号频率范围为30～60KHz，所述传输器所传递的射频信号频率范围为300～800KHz。
5.如权利要求1至4任一项所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述***主体还包括外套管、内套管以及钳体，所述外套管、所述内套管及所述波导杆自外至内依次套接，所述钳体转动连接于所述外套管的前端，且所述钳体的后端与所述内套管连接，所述刀体自所述外套管及所述内套管的前端向外伸出，并与所述钳体正对设置，所述内套管沿前后向可活动设置，以在其活动过程中，带动所述钳体旋转靠近和远离所述刀体；
其中，所述波导杆与所述传输器的信号负极端连接，所述钳体由金属材料制成，且与所述传输器的信号正极端连接。
6.如权利要求1至4任一项所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述换向结构包括在所述波导杆的前段外壁开设的切槽，所述切槽沿所述波导杆的轴向及周向螺旋延伸。
7.如权利要求6所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述切槽设有多个，多个所述切槽沿所述波导杆的周向间隔并排布设，各所述切槽在所述波导杆的周向上呈局部延伸布设。
8.如权利要求6所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述切槽的深度不超过所述波导管的直径的五分之一。
9.如权利要求6所述的软组织切割止血器械，其特征在于，所述波导杆包括靠近所述波导杆的前端设置的波腹段、以及连接所述波腹段的波节段，所述切槽靠近所述波节段设置。
10.一种软组织切割止血***，其特征在于，包括：
主机；
脚踏开关，与所述主机电性连接，以触发调节信号；以及，
如权利要求1至9任一项所述的软组织切割止血器械，所述供能组件与所述主机电性连接，以供所述主机根据所述调节信号，控制所述供能组件工作。
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