一种低温等离子手术系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种低温等离子手术系统。

背景技术

心脏起搏器植入术是指人工植入心脏起搏器，用特定频率的脉冲电流，经过导线和电极刺激心脏，代替心脏的起搏点带动心脏搏动的治疗方法。接受起搏器植入术的部分患者，特别是合并糖尿病，高龄，免疫力低下等，有发生囊袋感染，破溃或脉冲发生器外露的风险。

常规的感染伤口清创手术是采用高频电刀进行手术清创，高频电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械，它通过有效电极尖端产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。但是，术中可能会发生组织或皮肤的灼伤，也会产生大量的烟雾，需要额外使用负压吸引器来减轻烟雾刺激。其次，高频电刀的主要手术功能是通过手术电极端放电，由于电极端面积小能量密度大，流过的高频电流通过热效应实现手术消融，而过高的能量会因为温度快速上升导致组织碳化并产生较大的手术烟雾，过低的能量又会导致组织切割消融效率降低，电极和组织粘连的问题。

发明内容

针对上述领域中存在的问题，本发明提出了一种低温等离子手术系统，解决了如何克服术中发生术者组织或皮肤的灼伤的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种低温等离子手术系统，包括：

低温等离子体主机，用于控制产生射频能量，其一端连通有生理盐水；

手术刀头，与低温等离子体主机的输出端连接，通过所述手术刀头激发生理盐水产生手术用低温等离子；所述手术刀头的一侧连接有吸引器；

功率转换模块，通过主控制器调节和控制射频能量的输出；

RF控制器，接收主控制器发送的控制指令，监控能量输出参数，并发送能量变换信号至驱动模块；

辅助电源模块，用于对主控制器、RF控制器、驱动模块和流量控制模块辅助供电；

主控制器，对RF控制器发送控制指令；

流量控制模块，接收由主控制器通过DAC控制模块输出的控制信号，内部集成步进电机驱动板和步进电机，通过步进电机驱动板驱动步进电机，控制生理盐水输出；

驱动模块，完成对RF控制器发送的能量变换信号中的电路的有效驱动，并实时监测RF控制器的能量输出参数。

优选地，所述辅助电源模块包括依次电连接的滤波整流电路、AC/DC电路、DC/DC电路。

优选地，还包括存储模块，用于存储设备内部校准参数和用户编程参数，所述存储模块与所述主控制器电连接。

优选地，还包括显示模块，用于工作波形、电压、功率、模式参数状态的显示，所述显示模块与所述主控制器电连接。

优选地，还包括触控模块，用于完成术者手术参数、模式的设定，完成人机交互功能，所述触控模块与所述主控制器电连接。

优选地，还包括电极识别模块，用于对所述手术刀头插入识别，当手术刀头识别成功后，辅助高振幅复合陡脉冲能量输出，所述电极识别模块与所述主控制器电连接。

优选地，还包括脚踏控制模块，用于术者通过所述脚踏控制模块的开关控制高振幅复合陡脉冲能量输出，所述脚踏控制模块与所述主控制器电连接。

优选地，还包括音频模块，用于设备工作过程中工作提示以及故障告警，所述音频模块与所述主控制器电连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明提出了一种低温等离子手术系统，该手术系统通过设置的低温等离子体主机产生一定频率的射频电场，使得生理盐水电解液被激发，通过手术刀头在发射电极表层形成一定厚度的氯离子和钠离子等离子薄层，被激发为等离子态的氯离子和钠离子粒子薄层是低温等离子，但是因为射频电场使得等离子具备足够的动能，对电极区域内生物组织细胞进行撞击，打断分子键结构，使得靶组织细胞以分子为单位解体，从而实现切割以及消融的效果，低温等离子应用到该手术类型上，可以提高抗感染的风险；通过设置的功率转换模块，使得该手术系统可以在低档位射频能量输出实现热效应，可以实现组织止血的效果；

2.通过手术刀头使得被激发的低温等离子薄层在100μm-200μm之间，结合主控制器可实现手术过程的精确控制；

3.通过在低温等离子体主机一端连接有生理盐水，将生理盐水作为手术介质被激发产生的氯离子和钠离子属于低温等离子，能有效保护电极周围其他组织不会被损伤；

4.本发明通过设置的流量控制模块，把该流量控制模块内部的步进电机作为流量控制核心，控制手术刀头激发的生理盐水的出水量，当手术刀头头部出现阻塞，该流量控制模块可以提供一定的压力保证生理盐水的正常出水量；

5.通过设置的低温等离子体主机和功率转换模块输出能量，使得手术电极采用双极设计，其输出的能量主要集中在手术电极端部，不需要经过术者身体，手术的安全性大大提高。

附图说明

图1是本发明的起搏器清创手术低温等离子体手术设备示意图；

图2是本发明的低温等离子体手术系统功能框图；

图3是本发明的功率转换电路模块示意图；

图4是本发明的流量控制电路模块功能示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。

实施例

在起搏器清创手术中目前应用最广泛得是高频电刀，因其自身设计特点，手术电极是单极输出，会有手术过程中负极板贴合不好得安全风险，另外手术功率设置过大会导致组织碳化并且有手术烟雾产生，功率设置过低会导致手术效率降低并且会有手术刀头和组织粘连得问题。而低温等离子手术系统也是一种高频手术设备，因其高效、安全以及消毒功能等独特的优势，已在骨科、泌尿科、妇科、疼痛科以及耳鼻喉等多科室有着广泛应用，本发明提出一种可用于起搏器清创手术的低温等离子手术系统，可有效解决上述问题。

基于此，本发明提出了一种低温等离子手术系统，包括：

低温等离子体主机，用于控制产生射频能量，其一端连通有生理盐水；

手术刀头，与低温等离子体主机的输出端连接，通过所述手术刀头激发生理盐水产生手术用低温等离子；所述手术刀头的一侧连接有吸引器；

功率转换模块，通过驱动模块调节和控制射频能量的输出；

RF控制器，接收主控制器发送的控制指令，监控能量输出参数，并发送能量变换信号至驱动模块；

辅助电源模块，用于对主控制器、RF控制器、驱动模块和流量控制模块辅助供电；

主控制器，对RF控制器发送控制指令；

流量控制模块，接收由主控制器通过DAC控制模块输出的控制信号，内部集成步进电机驱动板和步进电机，通过步进电机驱动板驱动步进电机，控制生理盐水输出；

驱动模块，完成对RF控制器发送的能量变换信号中的电路的有效驱动，并实时监测RF控制器的能量输出参数。

本发明提出的低温等离子手术系统，相比较于传统的高频电刀，该手术系统通过设置的低温等离子体主机产生一定频率的射频电场，使得生理盐水电解液被激发，通过手术刀头在发射电极表层快速形成一定厚度的氯离子和钠离子等离子薄层，被激发为等离子态的氯离子和钠离子粒子薄层是低温等离子，但是因为射频电场使得等离子具备足够的动能，对电极区域内生物组织细胞进行撞击，打断分子键结构，使得靶组织细胞以分子为单位解体，从而实现切割以及消融的效果，将低温等离子应用到该手术类型上，可以提高抗感染的风险。

如图1所示，用于起搏器清创的低温等离子手术设备是由低温等离子体主机、手术刀头，即手术电极、生理盐水、控制脚踏以及吸引器组成的。

其中，低温等离子体主机负责控制产生100KHz的射频能量，通过手术刀头激发生理盐水产生手术用低温等离子。手术刀头作为低温等离子体的载体，由术者直接操作，从而达到起搏器手术清创效果；手术刀头在手术过程中由术者控制低温等离子的能量的激发，使得被激发的低温等离子薄层在100μm-200μm之间，结合主控制器可实现手术过程的精确控制；吸引器将清创手术过程中产生的消融杂质吸出。

基于上述设备，本发明设计了用于起搏器清创的低温等离子体手术系统，其主要的功能部分包括功率转换模块电路、驱动模块电路、流量控制模块电路、主控制模块电路、刀头识别模块电路以及其他功能模块电路等，如图2功能框图所示。

如图3所示，功率转换模块由两级功率转换拓扑结构组成，第一级功率转换电路主要实现为第二级功率转换电路能量池P实现所需能量的充电控制功能；第二级能量变换电路通过控制器调制功能，调制输出100KHz的射频能量输出。

驱动模块是由第一级功率变换驱动电路和第二级功率变换驱动电路组成。第一级功率变换驱动电路负责完成对第一级功率变换模块中的功率器件完成有效驱动，并且在对该级能量输出电参数实时监测中对异常输出起到有效保护的功能；第二级功率变换驱动电路负责完成对第二级功率变换模块中的有效驱动，并且在对该级能量输出电参数实时监测中对异常输出起到有效保护的功能。

主控制器主要完成外部刀头识别、外部脚踏控制开关的识别和扫描控制、外部人机交互模块的控制以及音频控制等功能模块的控制，对RF控制器发送控制指令，同时有一定的系统安全监控功能；RF控制器主要由主控制器控制，负责完成第一级功率电路能量变换控制以及第二级功率电路能量变换的控制，同时监控能量输出参数，保证能量变换安全有效。

流量控制模块内部集成步进电机精确控制生理盐水出水流量。该模块内部集成步进电机驱动板电路、步进电机以及为保证该模块正常工作的辅助电源模块。主控制器通过DAC输出控制信号，步进电机驱动板接收该信号，输出对应的驱动信号驱动步进电机从而保证精确控制生理盐水输出。在手术刀头出现堵塞可提供足够压力用于精确控制手术用生理盐水的输出流量，避免手术过程中因为手术刀头拥堵导致的生理盐水流量不足，从而无法产生有效的被激发等离子，使得手术刀头产生不能有效手术清创，如图4所示。

其他功能模块包括存储模块、显示模块、触控模块、音频模块、电极识别模块、脚踏控制模块，分别与主控制器电连接。

辅助电源模块用于辅助供电，完成对主控制器、RF控制器、驱动模块和流量控制模块的辅助供电，该辅助电源模块包括依次电连接的滤波整流电路、AC/DC电路和DC/DC电路；存储模块用于存储设备内部校准参数，用户编程参数等参数；显示模块用于工作波形、电压、功率、模式等参数状态的显示功能；触控模块用于完成术者手术参数、模式等设定，完成人机交互功能；音频模块用于设备工作过程中工作提示以及故障告警功能；电极识别模块用于手术刀头插入识别，在手术刀头识别成功后，才可以有效的高振幅复合陡脉冲能量输出；脚踏控制模块用于术者通过脚踏控制开关控制高振幅复合陡脉冲能量输出。

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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

另外，除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。