用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：控制設(shè)備、內(nèi)鏡電極及其對(duì)應(yīng)的電纜，所述內(nèi)鏡電極通過(guò)所述電纜與所述控制設(shè)備相連，所述控制設(shè)備用于控制輸出手術(shù)所需的電磁信號(hào)，其中，所述控制設(shè)備中的內(nèi)置電路的輸出阻抗與所述電纜的輸入阻抗匹配，且所述控制設(shè)備的內(nèi)置電路的輸出阻抗小于所述電纜的特性阻抗，所述內(nèi)鏡電極電纜的特性阻抗大于所述電纜的特性阻抗；與所述電纜的芯線(xiàn)連接的金屬電極作為正電極，與所述電纜的屏蔽線(xiàn)連接的金屬導(dǎo)體屏蔽層作為負(fù)電極。本發(fā)明的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，能夠提高內(nèi)鏡電極系統(tǒng)的能量輸出效率，使內(nèi)鏡電極輸出能量的聚焦性更好，提高手術(shù)安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用電磁刀手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行顱內(nèi)手術(shù)時(shí)，一種新型微創(chuàng)手術(shù)方法是在頭顱上打一個(gè)小孔，插入內(nèi)鏡，并使用一根細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)鏡電極通過(guò)內(nèi)鏡通道進(jìn)入腦部，通過(guò)攝像鏡頭一邊觀察確認(rèn)病灶區(qū)狀態(tài)，一邊控制內(nèi)鏡電極進(jìn)行手術(shù)操作。但由于在腦外科、脊柱外科等狹窄的區(qū)域中，內(nèi)鏡的操作通道只有2mm左右內(nèi)徑，且需要在腦積液或灌流液體中工作。傳統(tǒng)的高頻手術(shù)裝置輸出電流信號(hào)在液體的導(dǎo)體環(huán)境中無(wú)法將電流功率的能量聚焦在一點(diǎn)，因此不能有效地在液體中實(shí)施手術(shù)操作，并且由于有流過(guò)人體組織的電流存在，可能導(dǎo)致燒傷的安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，該內(nèi)鏡電極系統(tǒng)可以提高能量傳輸效率，提高手術(shù)安全性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，包括:控制設(shè)備、內(nèi)鏡電極及其對(duì)應(yīng)的電纜，所述內(nèi)鏡電極通過(guò)所述電纜與所述控制設(shè)備相連，所述控制設(shè)備用于控制輸出手術(shù)所需的電磁信號(hào)，其中，所述控制設(shè)備中的內(nèi)置電路的輸出阻抗與所述電纜的輸入阻抗匹配，且所述控制設(shè)備的內(nèi)置電路的輸出阻抗小于所述電纜的特性阻抗;所述內(nèi)鏡電極與所述電纜之間連接有內(nèi)鏡電極電纜，所述內(nèi)鏡電極電纜的特性阻抗大于所述電纜的特性阻抗;所述內(nèi)鏡電極電纜內(nèi)包括連接電纜芯線(xiàn)的金屬電極和金屬導(dǎo)體屏蔽層，與所述電纜的芯線(xiàn)連接的金屬電極作為正電極，與所述電纜的屏蔽線(xiàn)連接的金屬導(dǎo)體屏蔽層作為負(fù)電極，其中，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)絕緣物隔離，構(gòu)成開(kāi)路狀態(tài)，并在空間保持預(yù)定的物理距離，或者，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)電阻性材料相連接。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提出的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整控制設(shè)備的內(nèi)置電路、電纜、內(nèi)鏡電極之間的逐級(jí)阻抗特性，使得電路整體輸出更加穩(wěn)定，提高了功率信號(hào)的輸出效率，保證了內(nèi)鏡電極在液體環(huán)境中的能量聚焦，提高手術(shù)的安全性和有效性。另夕卜，通過(guò)在內(nèi)鏡電極外套裝具有一定繞性、剛性和光滑性的有機(jī)高分子材料的套管，在一定的外徑尺寸條件下，例如1.2mm，滿(mǎn)足既有一定繞性又有一定剛性，具有光滑性，且滿(mǎn)足內(nèi)鏡長(zhǎng)度要求，方便手術(shù)操作，且避免了漏電的危險(xiǎn)。
[0007]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0008]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0009 ]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)鏡電極的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)鏡電極在工作時(shí)的等效電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例，本發(fā)明還提出一種用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)。
[0015]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)包括:控制設(shè)備100、內(nèi)鏡電極200及其對(duì)應(yīng)的電纜300。
[0016]具體地，內(nèi)鏡電極200通過(guò)電纜300與控制設(shè)備100相連，控制設(shè)備100用于控制輸出手術(shù)所需的電磁信號(hào)。
[0017]其中，控制設(shè)備100中的內(nèi)置電路的輸出阻抗與電纜300的輸入阻抗匹配，電纜300的特性阻抗與內(nèi)鏡電極200的特性阻抗匹配，且控制設(shè)備100的內(nèi)置電路的輸出阻抗小于電纜300的特性阻抗;所述內(nèi)鏡電極與所述電纜之間連接有內(nèi)鏡電極電纜，所述內(nèi)鏡電極電纜的特性阻抗大于所述電纜的特性阻抗。
[0018]所述內(nèi)鏡電極電纜內(nèi)包括連接電纜芯線(xiàn)的金屬電極和金屬導(dǎo)體屏蔽層，與所述電纜的芯線(xiàn)連接的金屬電極作為正電極，與所述電纜的屏蔽線(xiàn)連接的金屬導(dǎo)體屏蔽層作為負(fù)電極，其中，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)絕緣物隔離，構(gòu)成開(kāi)路狀態(tài)，并在空間保持預(yù)定的物理距離，或者，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)電阻性材料相連接。
[0019]其中，電纜200的特性阻抗是由電纜的內(nèi)導(dǎo)體和外(屏蔽)導(dǎo)體的尺寸、以及內(nèi)外導(dǎo)體間的絕緣體的電導(dǎo)率大小決定的，與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，不是常規(guī)意義上的直流電阻。在電纜上傳輸信號(hào)時(shí)，只有輸出終端負(fù)載與電纜特性阻抗相匹配時(shí)才能有效傳送輸型號(hào)能量，否則一部分信號(hào)將被反射，導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法正常傳輸?shù)截?fù)載終端。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，通過(guò)控制設(shè)備的內(nèi)置電路、電纜、內(nèi)鏡電極之間的逐級(jí)阻抗匹配特性的設(shè)計(jì)，使得電路整體輸出更加穩(wěn)定，提高了功率信號(hào)的輸出效率，保證了內(nèi)鏡電極在液體環(huán)境中的能量聚焦，提高手術(shù)的安全性和成功率。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電纜300可以是一段電纜，也可以包括多個(gè)分段電纜，在鄰接的分段電纜中，從遠(yuǎn)離所述內(nèi)鏡電極200—側(cè)到靠近所述內(nèi)鏡電極200—側(cè)，分段電纜的直徑逐段減小，內(nèi)鏡電極電纜的直徑小于鄰接的電纜的直徑，可以減輕電纜重量，提高醫(yī)生手持電極進(jìn)行手術(shù)的穩(wěn)定性。其中，電纜300可以是由絕緣外皮包裹、內(nèi)置屏蔽線(xiàn)和芯線(xiàn)的同軸結(jié)構(gòu)。
[0022]進(jìn)一步地，內(nèi)鏡電極200可以為多層同軸結(jié)構(gòu)，由軸心到外層依次為金屬電極210、隔離層220、屏蔽層230和絕緣層240。如圖2所示是內(nèi)鏡電極的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，內(nèi)鏡電極200的屏蔽層可以由網(wǎng)狀金屬導(dǎo)電層構(gòu)成，隔離層可以由半導(dǎo)體或絕緣材料構(gòu)成。在一個(gè)具體實(shí)施例中，絕緣層外皮的前端與所述負(fù)電極的前端在結(jié)構(gòu)上處于同一斷面，即與正電極保持上述相同的物理距離，外加套管要覆蓋住絕緣層外皮和金屬屏蔽層的前段，與金屬電極頭距離不大于0.1mm。
[0023]進(jìn)一步地，所述多層同軸結(jié)構(gòu)外面加層套具有符合預(yù)設(shè)繞性和剛性的光滑的有機(jī)高分子材料套管。例如在一個(gè)具體實(shí)施例中，套管可采用聚酰亞胺套管，外徑尺寸1.08mm，內(nèi)徑尺寸1mm，壁厚0.04mm，這種高分子材料的一般特性是:耐高溫達(dá)400 °C以上，無(wú)明顯恪點(diǎn)，遇熱無(wú)收縮變形，導(dǎo)熱系數(shù)低，高絕緣性能，介電強(qiáng)度>100kv/mm，擊穿電壓大于3000V，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐各種有機(jī)溶劑和酸等，耐水煮，耐輻照，熱真空下?lián)]發(fā)物少，并且具有很好的生物相容性，在血液相容性實(shí)驗(yàn)為非溶血性，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)為無(wú)毒。能夠較好地適用于本申請(qǐng)的用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)。
[0024]進(jìn)一步地，所述電纜的輸出阻抗與所述內(nèi)鏡電極電纜的輸入阻抗匹配，所述內(nèi)鏡電極電纜的輸出阻抗與所述內(nèi)鏡電極的等效負(fù)載阻抗匹配，所述內(nèi)鏡電極200的等效負(fù)載阻抗是所述內(nèi)鏡電極200的金屬電極210與所述內(nèi)鏡電極200工作時(shí)所處的液體環(huán)境及所述屏蔽層230構(gòu)成回路的等效負(fù)載阻抗。通常的，內(nèi)鏡電極200工作的液體環(huán)境是生理鹽水，屏蔽層230作為無(wú)源輸出端，金屬電極210作為有源輸出端，有源輸出端與生理鹽水、進(jìn)行手術(shù)的生物體組織和無(wú)源輸出端構(gòu)成回路，其等效負(fù)載阻抗與內(nèi)鏡電極的材料、結(jié)構(gòu)，有源輸出端到無(wú)源輸出端之間的距離，以及環(huán)境介質(zhì)有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)而得。無(wú)源輸出端可以處于開(kāi)路狀態(tài)，使得電磁功率信號(hào)在通過(guò)內(nèi)鏡電極200正常輻射時(shí)，大部分由無(wú)源輸出端回收。需要說(shuō)明的是，無(wú)源輸出端的位置(即屏蔽層的末端)與有源輸出端的位置(即金屬電極的末端)之間的距離d需要滿(mǎn)足以下條件:電路不發(fā)生擊穿且電路保持穩(wěn)定輸出。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)相關(guān)電路的參數(shù)匹配輸出阻抗得到合適的距離。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示是內(nèi)鏡電極在工作時(shí)的等效電路示意圖，控制設(shè)備100中包括放大電路110和輸出電路120，放大電路110的輸出阻抗與輸出電路120的輸入阻抗匹配，輸出電路120的輸出阻抗與電纜300的輸入阻抗匹配。需要理解的是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，控制設(shè)備110還包括其他部件，例如，放大電路110與輸出電路120之間還可以設(shè)置電氣隔離電路，輸出電路與電纜之間還可以設(shè)置隔離交流電路等，本實(shí)施例只對(duì)主要涉及部件進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)其他部件不做限定。
[0026]對(duì)于整個(gè)電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，由放大電路110至內(nèi)鏡電極200，需要滿(mǎn)足逐級(jí)阻抗匹配特性，例如阻抗共軛，以保證功率能夠有效傳輸，且輸出的功率最大。具體地，(如果設(shè)置有分段電纜，則相鄰的分段電纜阻抗匹配，)電纜300的輸出阻抗與內(nèi)鏡電極電纜的輸入阻抗匹配，所述內(nèi)鏡電極電纜的輸出阻抗與所述內(nèi)鏡電極的等效負(fù)載阻抗匹配。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，可以根據(jù)內(nèi)鏡電極的等效負(fù)載阻抗，設(shè)置系統(tǒng)電路中的各部分阻抗，使得由放大電路、輸出電路到電纜、內(nèi)鏡電極之間的前后級(jí)傳輸線(xiàn)路阻抗匹配，還能通過(guò)逐段增加特性阻抗的方式實(shí)現(xiàn)傳輸線(xiàn)路的阻抗遞增且滿(mǎn)足一定的匹配特性，提高了信號(hào)傳輸效率，無(wú)需增加控制設(shè)備的輸出功率，內(nèi)鏡電極在液體環(huán)境中仍然能輸出手術(shù)所需的功率信號(hào)，內(nèi)鏡電極輻射能量的聚焦性更好，提高了手術(shù)的安全性和成功率。
[0028]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0029]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn):具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門(mén)電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門(mén)電路的專(zhuān)用集成電路，可編程門(mén)陣列(PGA)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，CPU中央處理器等。
[0031]本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。
[0032]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0033]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于電磁刀手術(shù)的內(nèi)鏡電極系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 控制設(shè)備、內(nèi)鏡電極及其對(duì)應(yīng)的電纜，所述內(nèi)鏡電極通過(guò)所述電纜與所述控制設(shè)備相連，所述控制設(shè)備用于控制輸出手術(shù)所需的電磁信號(hào)，其中， 所述控制設(shè)備中的內(nèi)置電路的輸出阻抗與所述電纜的輸入阻抗匹配，且所述控制設(shè)備的內(nèi)置電路的輸出阻抗小于所述電纜的特性阻抗； 所述內(nèi)鏡電極與所述電纜之間連接有內(nèi)鏡電極電纜，所述內(nèi)鏡電極電纜的特性阻抗大于所述電纜的特性阻抗； 所述內(nèi)鏡電極電纜內(nèi)包括連接電纜芯線(xiàn)的金屬電極和金屬導(dǎo)體屏蔽層，與所述電纜的芯線(xiàn)連接的金屬電極作為正電極，與所述電纜的屏蔽線(xiàn)連接的金屬導(dǎo)體屏蔽層作為負(fù)電極，其中，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)絕緣物隔離，構(gòu)成開(kāi)路狀態(tài)，并在空間保持預(yù)定的物理距離，或者，所述正電極與所述負(fù)電極通過(guò)電阻性材料相連接。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)鏡電極電纜的直徑小于所述電纜的直徑。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制設(shè)備中包括放大電路和輸出電路，所述放大電路的輸出阻抗與所述輸出電路的輸入阻抗匹配，所述輸出電路的輸出阻抗與所述電纜的輸入阻抗匹配。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)鏡電極為多層同軸結(jié)構(gòu)，由軸心到外層依次為金屬電極、隔離層、金屬導(dǎo)體屏蔽層和絕緣層外皮。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多層同軸結(jié)構(gòu)外層套有符合預(yù)設(shè)繞性和剛性的光滑的有機(jī)高分子材料套管。6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜的輸出阻抗與所述內(nèi)鏡電極電纜的輸入阻抗匹配，所述內(nèi)鏡電極電纜的輸出阻抗與所述內(nèi)鏡電極的等效負(fù)載阻抗匹配，所述內(nèi)鏡電極的等效負(fù)載阻抗是所述內(nèi)鏡電極的金屬電極與所述內(nèi)鏡電極工作時(shí)所處的液體環(huán)境及所述屏蔽層構(gòu)成回路的等效負(fù)載阻抗。
【文檔編號(hào)】A61B18/18GK105832411SQ201610046864
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日
【發(fā)明人】趙偉
【申請(qǐng)人】安進(jìn)醫(yī)療科技（北京）有限公司