外科器械、外套管、套管组件及超电混合能量平台

技术领域

本说明书涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种外科器械、外套管、套管组件及超电混合能量平台。

背景技术

外科手术中使用的超声刀是一种以超声波为基础的外科器械，通过超声波换能器将超声波信号转换成机械振动，常用于组织的切割。高频电刀(简称电刀)，也是一种常用的外科器械，常用于血管的密封，需要高频电能量来驱动。超声电刀(简称超电刀)兼有超声刀和电刀的优势，有助于改善手术效果。

为了在应用超声电刀时获得更佳的手术效果，可搭建一个超电混合能量平台。在该平台中，包括执行手术操作的器械、能量传输线路、涉及能量转换的换能器、电连接装置，以及能量源设备等，都需要进行特定设计，才能确保系统运行时的安全和稳定。

适用于超电混合能量平台的超声波能量转换装置，也称为超声波换能器(以下简称换能器)，不仅要将驱动超声刀功能的超声波能量(例如频率为55kHz的超声电流)转化为机械振动后传递到外科器械前端的刀头处，同时作为外科器械和能量源设备之间的电通道，还要根据需要将高频能量(例如频率为470kHz的高频电流)传递到外科器械前端的钳口处，以及将器械端产生的一些用于控制或检测的信号传回到设备端等其他功能。

当需要运用超电混合能量执行手术操作时，需要将高频电流传递到操作部的远端，能量的传输路径需要经过特殊设计才能实现。因此，对其结构的设计是实现外科超电混合能量运用的重要环节之一。

发明内容

为解决相关技术中的问题，本公开实施例提供了一种外科器械、外套管、套管组件及超电混合能量平台。

本公开的一个方面提供了一种适用于超电混合能量平台的外科器械，包括：手持壳体，内部设有电极环和第一限位槽；导电滑环，安装于所述第一限位槽内，并与所述电极环电连接；以及操作部，固定于所述手持壳体，所述操作部包括波导杆和套设在所述波导杆外部的外套管，所述波导杆的远端为刀头，所述外套管的远端连接钳口，所述波导杆和外套管均为导体且相互绝缘，所述外套管的外部设有弹性顶针，所述弹性顶针与所述导电滑环的内壁接触。其中，在安装换能器的状态下，所述换能器的第一电极穿过所述电极环与所述波导杆导通并固定，所述换能器的第二电极经所述电极环、导电滑环、外套管与所述钳口导通，所述第一电极和第二电极用于传输高频电信号。

本公开的另一个方面提供了一种适用于能量外科器械的外套管，该外套管具有近端和与所述近端相对的远端，所述远端用于连接钳口，在所述近端的表面设有弹性顶针。

本公开的另一个方面提供了一种适用于能量外科器械的套管组件，包括：外套管，所述外套管的近端设有弹性顶针，所述外套管的远端具有舌状部，所述舌状部上设有贯穿孔；内套管，设置于所述外套管的内部，所述内套管的远端设有固定孔；钳口，通过所述贯穿孔和所述固定孔连接于所述内套管和外套管，在所述内套管移动的情况下，所述钳口呈打开或闭合的状态。

本公开的另一个方面提供了一种超电混合能量平台，包括：如上所述的外科器械；换能器，安装于所述外科器械，所述换能器包括压电组件、第一电极和第二电极；以及主机，与所述换能器电连接，所述主机包括超声信号发生装置和高频电信号发生装置，用于通过所述换能器向所述外科器械提供超声能量和高频电能量。

根据本公开实施例的技术方案，通过电极环、导电滑环和弹性顶针的设计，外科器械中的电路结构可以将换能器中的高频电流的双电极传递到波导杆和外套管，减少了电极接触不良的风险，提高了连接的稳定性，从而改善了超电混合的外科手术操作的安全性。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示意性示出应用本公开实施例的超电混合能量平台的示意图；

图2示意性示出本公开实施例的外科器械的示意图；

图3示意性示出本公开实施例的外科器械的局部示意图；

图4示意性示出本公开实施例的外科器械的隐藏导电滑环后的局部示意图；

图5示意性示出本公开实施例的外套管和内套管远端的示意图；

图6为在图5的基础上安装钳口后的示意图；

图7示意性示出本公开实施例的弹性顶针的正视图；

图8示意性示出本公开实施例的外套管、内套管和波导杆近端的示意图；

图9为在图8的基础上安装旋钮和导电滑环后的示意图；

图10为从轴向方向观察图9所示组件的示意图；

图11示意性示出了本公开另一实施例的手持壳体内部的示意图；

图12示意性示出了本公开实施例的外套管的示意图；

图13示意性示出了本公开实施例的套管组件的示意图。

附图标记：

100-外科器械        115-信号电路板      123-内套管

200-换能器          10-弹性顶针         124-钳口

300-主机            11-可伸缩部分       125-旋钮

110-手持壳体        12-固定部分         1211-刀头

111-电极环          20-导电滑环         1221-舌状部

112-第一限位槽      120-操作部          1222-贯穿孔

113-排线            121-波导杆          1231-固定孔

114-第三电极        122-外套管

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

本公开的实施例提供了一种适用于超电混合能量平台的外科器械，包括：手持壳体，内部设有电极环和第一限位槽；导电滑环，安装于所述第一限位槽内，并与所述电极环电连接；以及操作部，固定于所述手持壳体，所述操作部包括波导杆和套设在所述波导杆外部的外套管，所述波导杆的远端为刀头，所述外套管的远端连接钳口，所述波导杆和外套管均为导体且相互绝缘，所述外套管的外部设有弹性顶针，所述弹性顶针与所述导电滑环的内壁接触。其中，在安装换能器的状态下，所述换能器的第一电极穿过所述电极环与所述波导杆导通并固定，所述换能器的第二电极经所述电极环、导电滑环、外套管与所述钳口导通，所述第一电极和第二电极用于传输高频电信号。根据本公开实施例的技术方案，通过电极环、导电滑环和弹性顶针的设计，外科器械中的电路结构可以将换能器中的高频电流的双电极传递到波导杆和外套管，减少了电极接触不良的风险，提高了连接的稳定性，从而改善了超电混合的外科手术操作的安全性。

以下结合附图，详细说明本公开各实施例提供的技术方案。

在外科手术应用超电混合能量的场景下，外科器械的刀头和钳口要运用超电混合能量来执行手术操作。在一些场景下，刀头和钳口之间夹持组织后要形成高频电流的两极，从而实现电刀功能。在另一些场景下，刀头只施行单纯的超声刀功能。此外，有时需要同时使用电刀功能和超声刀功能，并分配两者之间的能量，以更好地适应各种复杂的手术场景。

图1示意性示出应用本公开实施例的超电混合能量平台的示意图。

如图1所示，该超电混合能量平台包括外科器械100、换能器200和主机300。其中，换能器200安装于外科器械100，通过线缆与主机300相连。主机300包括超声信号发生装置和高频电信号发生装置，用于通过换能器200向外科器械100提供超声能量和高频电能量。

图2示意性示出本公开实施例的外科器械100的示意图。

如图2所示，该适用于超电混合能量平台的外科器械100包括手持壳体110、导电滑环20以及操作部120。

首先需要说明的是，在下文所描述的各种实施方式中，操作部、外套管、内套管或波导杆的“近端”是指该些部件靠近手持壳体的一侧；“远端”是指该些部件远离手持壳体的一侧。

根据本公开实施例，手持壳体110的内部设有电极环111和第一限位槽112。导电滑环20安装于第一限位槽112内，并与电极环111电连接，例如可以通过图2所示的排线113连接。

如图2所示，电极环111可以设置在手持壳体110内部靠近换能器的位置处，用于与所连接的换能器200中的高频电流线路的一个电极连接。导电滑环20可以设置在手持壳体110内部靠近操作部120的位置处。

操作部120固定于手持壳体110。如图2所示，操作部120可以安装在手持壳体110内远离换能器200的一端。操作部120包括波导杆121和套设在波导杆121外部的外套管122。波导杆121的远端为刀头1211，近端在手持壳体110内，与所连接的换能器200中的高频电流线路的另一个电极连接。例如，波导杆121可以与所连接的换能器的传导杆进行螺接安装。外套管122的远端连接钳口124，近端外部设有弹性顶针10，弹性顶针10与导电滑环20的内壁接触。波导杆121和外套管122均为导体且相互绝缘，这样可以在刀头和钳口124处形成高频电流的两个电极。

根据本公开实施例，弹性顶针与外套管的近端之间的距离可以为0-10mm，由于外套管需要伸入手持壳体内部，弹性顶针更加靠近外套管的近端，可以减少对手持壳体内部空间的占用，使得手持壳体内部其他电路和支撑结构等内容的设计更加方便；或者可以节省手持壳体的体积。

根据本公开实施例，弹性顶针10可以为弹簧顶针。弹簧顶针也称探针，是电测试的接触媒介，为高端精密型电子五金元器件。弹簧顶针表面通常会镀金，以提高其防腐蚀性、机械性能、电气性能等。弹簧顶针因为体型小，精密度高，质量轻的优点广泛用于航空、航天、军工通讯、军事电子、汽车、车载导航、医疗设备、无线设备、数据通讯设备等领域。

根据本公开实施例，换能器200可以包括压电组件、第一电极和第二电极。该外科器械100在安装换能器200的状态下，换能器200的第一电极穿过电极环111与波导杆121导通并固定，例如可以通过螺接固定。换能器200的第二电极经电极环111、导电滑环20、外套管122与钳口124导通，第一电极和第二电极用于传输高频电信号。

具有上述结构的外科器械100，在与换能器200连接时，高频电流经由外套管122和波导杆121传递到钳口124和刀头，同时波导杆121也可以从所连接的换能器200获得超声波振动，从而可以在执行端实施超电混合的手术操作，有利于获得更好的手术效果。

图3和图4分别示意性示出本公开实施例的带有导电滑环和隐藏导电滑环的外科器械100的局部放大的示意图。

如图3和图4所示，操作部120的近端伸入手持壳体110的内部。操作部120上设有弹性顶针10，具体地，弹性顶针10设置于外套管122的近端表面。导电滑环20设置在弹性顶针10的外部，并安装于第一限位槽112中。弹性顶针10的顶端接触导电滑环20的内壁。

根据本公开实施例，外科器械100还包括旋钮125，固定于外套管122的外部，设置在外套管122的近端处。旋钮125可以至少部分地伸入手持壳体110，与手持壳体可转动地连接。旋钮125转动时可以带动外套管转动，从而用于调整钳口124的方向。如图4所示，旋钮124靠近手持壳体110的一端设有容纳槽，用于容纳弹性顶针10。

根据本公开实施例，该外科器械100还可以包括内套管123，设置于外套管122内部。

图5示意性示出本公开实施例的外套管122和内套管123远端的示意图，图6为在图5的基础上安装钳口124后的示意图。

如图5和图6所示，内套管123的远端可设有固定孔1231。外套管122的远端具有舌状部1221，舌状部1221上设有贯穿孔1222，钳口124通过贯穿孔1222和固定孔1231连接于内套管123和外套管122，在内套管123移动的情况下，钳口124呈打开或闭合的状态。

例如，钳口124可以具有勾爪，用于与固定孔1231配合，钳口124与内套管123可转动地连接。钳口124上也具有贯穿孔，可以使用销轴贯穿外套管122和钳口124上的贯穿孔，使钳口124与外套管122可转动地连接。从而，在内套管123前后移动的情况下，钳口124相对于内套管123和外套管122转动，以实现手术动作。

图7示意性示出本公开实施例的弹性顶针10的正视图。

如图7所示，弹性顶针10包括固定部分12和可伸缩部分11，固定部分12的高度大于可伸缩部分11的高度，以便在可伸缩部分11被压缩时能够尽可能地进入到固定部分12的内部空间，提高伸缩量。伸缩量为可伸缩部分11的高度的80％-95％。例如，可伸缩部分11的高度可以为0.95mm，伸缩量可以为0.90mm，此时，伸缩量为可伸缩部分高度的94.7％。在精密仪器的有限空间中，尽可能地提高伸缩量是有利的。

根据本公开实施例，固定部分12的底面直径为1mm-3mm，例如2mm。弹性顶针10例如可以通过弧面焊接的方式固定在外套管122的近端表面。由于外套管122的表面为曲面，选用较小底面积的弹性顶针更容易实现固定。

根据本公开实施例，固定部分12的高度为2mm-3mm，例如2.5mm。可伸缩部分11为表面镀金的黄铜材质，高度为0.8mm-1.2mm，例如1mm，直径为0.8mm-1.2mm，例如0.95mm，顶端为半球面。

图8示意性示出本公开实施例的外套管122、内套管123和波导杆121近端的示意图，图9为在图8的基础上安装旋钮125和导电滑环20后的示意图，图10为从轴向方向观察图9所示组件的示意图。

如图8-图10所示，由内至外分别为波导杆121、内套管123和外套管122，弹性顶针10设置在外套管122的表面。弹性顶针10可以为一个或多个，在图8-图10所示意的实施例中，外套管122相对的位置设有两个弹性顶针10。

如图9和图10所示，旋钮125固定于外套管122的外部。旋钮125可以通过一个销钉与外套管122和内套管123保持固定，避免三者之间的相对转动。导电滑环20设置在弹性顶针10外部，其内径的设计使弹性顶针10不能完全展开，这样，即使导电滑环20在第一限位槽112中发生转动，也能保持两者之间的稳定连接。

根据本公开实施例，导电滑环20的内表面设有限位结构，用于阻挡弹性顶针10从侧面滑出导电滑环20，进一步保证了连接的稳定性。例如，在导电滑环20内壁的宽度方向上，半径可以连续或阶梯式变化，使得至少一个边缘的半径小于中间部分的半径，以防止弹性顶针从该边缘滑出导电滑环。在一些实施例中，两个边缘的半径可以均小于中间区域的半径，即在中间区域形成第二限位槽。在另一些实施例中，一个边缘的半径小于另一边缘的半径，中间区域的半径可以连续变化，或者形成一个台阶状的结构，使得弹性顶针不会从导电滑环的一侧滑出。

根据本公开实施例，该外科器械100还可以包括第三电极和信号电路板。

图11示意性示出了本公开另一实施例的手持壳体110内部的示意图。

如图11所示，第三电极114可以为环形接触式电极。第三电极114可以与电极环111固定在同一个电极盘内，形成同心电极环。该电极盘的形状和位置的设置均与所连接的换能器200相配合。第三电极114可用于与换能器200的第四电极连接，以实现信号电流线路。在电极盘的中央有通孔，便于换能器200的传导杆穿过而与波导杆121的近端进行连接。导电滑环20在手持壳体111的前部，以便外套管122通过导电滑环20接通高频电流线路。

信号电路板115设于手持壳体110的内部。信号电路板115的两个电极分别与电极环111和第三电极114连接，用于产生信号，并通过第三电极114和电极环111形成的回路与主机300通信，实现对手术过程的控制、优化等功能，帮助改善手术效果。

由此，换能器200产生的超声波振动传递到波导杆121。高频电流线路的一个电极通过电极环111和导电滑环20传递到外套管122，进从传递到钳口124。高频电流线路的另一个电极经由波导杆121直接传递到刀头1211。信号电流线路的一个电极经由外科器械100的电极环111，连接信号电流板115。信号电流线路的另一个电极经由外科器械100的第三电极114，连接信号电路板115。

根据本公开实施例，信号电路板115可以是无源电路板，其所需的供电电流是通过电极环111和第三电极114从所连接的换能器200获得。有别于现有的外科器械中采用开关电路板需要三个电极的结构，本公开实施例中的信号电路板只需要两个电极连接即可获得供电电流，同时实现信号传输的功能。

通过上述结构，电极环111不仅与换能器200中的高频电流线路的一个电极连接，还与信号电流线路的一个电极连接。高频电流线路和信号电流线路共用电极的连接方式，可以减少手柄中的一个电极，简化了手柄的结构，也降低了由于电极接触不良而产生的风险。由于高频电流通常是高压(例如220V)的差分信号，信号电流通常是低压(例如12V)的电平信号，两种不同信号的电流传输时共用电极，相互之间产生的串扰被控制在可接受范围内，保证了系统的安全性和稳定性。

根据本公开实施例的外科器械还可以包括输入组件。输入组件设置在手持壳体110上。信号电路板115例如可以在手持壳体110内部靠近输入组件的位置。信号电路板115能够接收输入组件的输入指令而产生第一信号，该第一信号通过所连接的换能器200传送到设备端。

输入组件可以是按压键和/或滑动键，与信号电路板115是接触式连接。例如，输入组件可以包括两个手指按键，便于操作者在握持时用手指按压，还可以包括一个滑动键，以便进行挡位选择。为了适应操作者的操作习惯，滑动键开关可以是两组，分别设置在手柄的两侧。输入组件也可以是触摸屏，与信号电路板115是电连接。输入组件也可以是一个无线的遥控器，与信号电路板115是无线连接。输入组件所输入的指令可以根据需求而设定，例如，两个手指按键可以是能量挡位的选择，而滑动键可以是更细化的能量模式的选择，例如一种能量模式下先输出超声后输出电，另一种能量模式下为先输出超电混合再输出电，等等。

根据本公开实施例，信号电路板115还可以基于对操作部的工作状态进行检测而产生第二信号。例如，通过检测刀头和钳口124闭合后的阻抗值来判断钳口124处是否出现异常磨损，从而发出相应的提示信息。

根据本公开实施例，外科器械100还可以包括输出组件，设置于手持壳体110上，信号电路板115可以向输出组件发送第二信号。例如，输出组件可以是LED指示灯，第二信号通过点亮不同颜色的指示灯向操作者指示操作部的工作状态是否正常，便于操作者检测故障。输出组件也可以是音频指示部件，通过不同的警告音来提示操作者，也可以是音频与灯结合的指示部件。另一方面，信号电路板115检测产生的第二信号还可以传输到设备端，通过设备端处理后向操作者进行提示，或者用于其他性能改善的用途，本公开对此不做限制。

本公开实施例还提供了一种适用于能量外科器械的外套管，图12示意性示出了本公开实施例的外套管122的示意图。

如图12所示，该外套管122具有近端和与近端相对的远端，远端用于连接钳口124，在近端的表面设有弹性顶针10。弹性顶针10可以参照上文图7的描述，此处不再赘述。

本公开实施例还提供了一种适用于能量外科器械的套管组件，图13示意性示出了本公开实施例的套管组件的示意图。

如图13所示，该套管组件包括外套管122、内套管123和钳口124。结合图5-图7，外套管122的近端设有弹性顶针，远端具有舌状部1221，舌状部1221上设有贯穿孔1222。内套管123设置于外套管122的内部，内套管123的远端设有固定孔1231。钳口124通过贯穿孔1222和固定孔1231连接于内套管123和外套管122，在内套管123移动的情况下，钳口124呈打开或闭合的状态。弹性顶针10可以参照上文图7的描述，此处不再赘述。

本公开实施例还提供了一种超电混合能量平台，参照图1。该超电混合能量平台包括如图2-图11所描述的外科器械、换能器以及主机。其中，换能器200安装于外科器械100，通过线缆与主机300相连。主机300包括超声信号发生装置和高频电信号发生装置，用于通过换能器200向外科器械100提供超声能量和高频电能量。换能器包括压电组件，用于能量转换，还包括第一电极和第二电极，用于分别与外科器械的波导杆和电极环连接，以实现外科手术的功能。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。