专利名称：射频刀和使用该射频刀的电外科系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种用于执行电外科操作的装置，更具体地，本发明涉及能够方便地进行切割和融合并便于使用者控制切割范围的射频刀和使用该射频刀的电外科系统。
背景技术：
近年来已经出现了多种类型的可对生物体组织进行切割或者融合操作的装置，例如超声刀、激光刀、冷切刀，电刀，等等，与传统的仅依靠锋利刀刃执行切割的刀片相比，这些装置具有很多优点，例如创伤小、出血少等等，非常适合于微创或者无创治疗，但是，这些装置也具有相应的缺点，例如成本高贵，使用者需要具有更多的培训，更依赖于使用者的经验来发挥装置的性能，等等。
在某些领域中目前已经常使用LEEP刀来进行治疗，LEEP刀包括一个作为工作部的线圈。LEEP刀技术是电极尖端产生3. 8兆赫的高频电波，在接触身体组织的瞬间，由组织本身产生阻抗，吸收电波产生高热，使细胞内水分形成蒸汽波来完成各种切割、止血等手术目的。LEEP刀与传统电刀的原理是不同的，传统电刀是由电极本身阻抗，因电流通过而产生高热来达到手术目的，输出频率是O. 3 I. O兆赫，而LEEP刀射频转化的热能产生于组织内部，由射频产生正弦波使细胞内水分震荡，产热蒸发，发射术所接触的细胞破裂从而使组织分开，而射频发射极本身不发热。使用LEEP刀往往不需要病人住院治疗，能够为病人节省大量时间和金钱。而且，使用这种装置还便于将切割的样本取出而有较少的破坏，便于对其进行可靠的组织学检查和分析。在使用上述装置时，LEEP刀的工作部和单极发生器(射频信号源)相连，该单极发生器能够输出各种模式的波形，分别适合执行切割或者融合操作。在使用时，操作者控制单极发生器输出信号，使射频电流流过病人身体，其中LEEP刀的工作部作为活动电极，此处电流密度集中，适于作为切割或者凝结操作的工作部，而在扩散电极电流密度小，扩散电极必须原理执行切割或融合操作的部位设置，并保证与病人身体良好接触以避免灼伤。在上述电外科操作中，活动电极、扩散电极和单极发生器以及人体共同构成了闭合回来。在切割操作中，为了产生最小热量避免造成伤害，一般使单极发生器工作于连续波输出的模式；而在凝结操作中，则使单极发生器工作于混合模式，输出经过调制的脉冲波形，通常根据需要，可调整脉冲波形的占空比以达到最佳凝结效果，此时发生器输出功率一般较低。在凝结操作中，为了提高凝结效果，有时候需要更换LEEP刀的工作部线圈，用具有较大横截面的电极代替。在使用中发现现有技术的LEEP刀及使用LEEP的电外科系统具有以下技术问题。首先，LEEP刀使用者对切割范围的控制存在一定困难，例如，对于在妇科领域，某些涉及宫颈病变的妇科手术理想的切割范围是大约5_到7_，如果切割过多可能伤及子宫，然而，到目前为止，切割范围只能依赖于使用者的操作经验和临床技术，这严重限制了这种技术的普及和推广。另外，当需要在切割和凝结模式之间切换时，必须对射频信号源的输出波形、输出功率进行调整，相应地，为取得最好的效果，最好更换工作部线圈，但是现有的LEEP刀工作部更换较为麻烦，使用者往往不愿意更换。此外，由于在操作中，虽然工作部线圈的阻抗效应产生的热量低于传统电刀，但是由于工作部线圈附近处于较高的温度，导致工作部线圈上仍有可能积聚被加热后的组织残留物，影响LEEP刀的正常工作，并且不易清洗。此外，目前在使用LEEP刀时，往往用超声设备协助定位操作位置，操作起来较为复杂，使用者缺少对操作位置的直观观察。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种新型的用于执行电外科操作的射频刀和使该种射频刀的电外科系统。本发明的射频刀包含刀杆和刀头，所述刀杆具有第一端和第二端，刀杆的第一端用于连接到射频信号源以便接收执行电外科操作所需的能量，刀杆的第二端用于安装刀头，在所述第一端和第二端之间，环绕所述刀杆覆有绝缘材料；所述刀头由外部轮廓为圆 柱形的导电材料制成，刀头前端呈字母U形，刀头通过后端安装在所述刀杆的第二端，以使所述刀头在电气上与所述刀杆的第一端相连以接受所述射频信号源的输出；切割范围限定器，包括可沿着刀头的U形部分的两臂滑动的滑动限定部分和与滑动限定部分连接的用于改变滑动限定部分在刀头上的位置的调节手柄，所述滑动限定部分和操作手柄均由绝缘材料制成，其中，滑动限定部分上还安装有一个由导电材科形成的半球形凸起部分，该半球形凸起部分的底面固定在滑动限定部分上，且底面上具有一伸出的导电触点，当调节手柄被推到最前端时，所述导电触点和刀头的最前端接触。本发明的射频刀所包括的切割范围限定器能够限定执行切割的范围。使用时，操作者可通过调节手柄调整滑动限定部分在刀头上的位置。具体来说，U形刀头的两个基本平行的臂部由例如不锈钢的导电材料制成，它们可作为滑动限定部分的轨道。当通过调节手柄向刀头方向推动滑动限定部分时，滑动限定部分与U形刀头前端所限定出的切割范围变小；当把调节手柄向刀杆的第二端拉动时，滑动限定部分与U形刀头前端所限定出的切割范围变大。当把手柄推到尽头时，滑动限定部分上具有较大横截面的半球形电极通过球冠底面上向刀头方向伸出的导电触点与刀头的最前端位置电连接，此时，有效的切割范围为零，射频刀适进行凝结操作。在本发明中，构成刀头的圆柱形的导电材料可以为中空的金属管，并且相应地可以在刀杆上设有冷却液注入口和冷却液流出口，在刀杆内设有冷却液注入管道和冷却液流出管道，当刀头与刀杆连接时，刀头与冷却液注入管道和冷却液流出管道连通，形成由冷却液注入口、冷却液注入管道，刀头内部管道、冷却液流出管道和冷却液流出口形成的冷却通道。在操作过程中，使冷却液不断流过刀头，避免切割下的组织残留积聚在刀头表面。根据本发明的射频刀还可以包括设置在刀杆的第二端顶部，正对刀头最前端的位置处的照明摄像单元，用于对刀头工作区域成像，并把图像经控制接口传送到外部控制装置。摄像头采集的图像可以显示在显示装置上，为使用者提供操作位置的视场。采用本发明的射频刀能够可靠地控制切割范围，无需频繁更换或清洁工作线圈，便于操作者使用电外科系统进行各种操作，避免因使用者经验不足可能产生的切割过深的后果。
图I示出了根据本发明一个实施例的射频刀的视图；图2是示出根据本发明实施例的射频刀刀头与刀杆的一种连接方式的图；图3不出了图根据本发明实施例的射频刀滑动移动部分的正视图；图4示出了根据本发明另一个实施例的射频刀的视图；和图5示出了可以使用根据本发明实施例的射频刀的电外科系统的框图。
具体实施例下面参考附图和实施例来说明本发明。注意，为了更清晰的说明本发明的特点，在附图中不一定所有的元件都按比例绘制，例如为了突出某些元件的细节可能放大其在整体 中的比例。贯穿本说明书，相似或相同的原件用相同的参考数字指示。图I示出了根据本发明的一个实施例的射频刀100。根据该实施例的射频刀100包括刀杆120和刀头110。所述刀杆由例如金属的导电材料制成，具有第一端125和第二端130，刀杆的第一端125用于连接到射频信号源以便接收执行电外科操作所需的能量，刀杆的第二端130用于安装刀头。在刀杆的第一端125和第二 130端之间，环绕所述刀杆覆有绝缘材料(图中未示出)，在使用过程中，使用者将握持覆盖绝缘材料的部位以保证与刀头、刀尾等承载射频信号的部分绝缘。可以使用各种技术上已知的绝缘材料覆盖刀杆的手持部分，例如可以使用四氟乙烯材料，或者其他具有良好绝缘性的并满足外科卫生条件的塑料材料。所述刀头110由外部轮廓为圆柱形的导电材料制成，例如各种实心的金属丝或者金属管，其外直径依据实际的切割需要而定，例如可以为不超过2mm。在使用金属丝形成刀头的情况下，金属丝可以由一种金属形成，如不锈钢，也可以是具有包芯的复合结构，例如在银制的内芯外部包覆着不锈钢，在工作中这种包芯结构能够具有比单一不锈钢刀头更小的电阻抗，能够在一定程度上减少被切割组织在刀头上的残留结痂。刀头110前端呈字母U形，刀头110通过后端安装在所述刀杆的第二端125，以使所述刀头110在电气上与所述刀杆120的第一端130相连以接受所述射频信号源的输出。在本发明中，U形刀头的两臂是平行的，刀头最前端的弯曲部分与平行部分平滑过渡。另夕卜，虽然在本发明中为了方便将刀头描述为U形，实际上刀头的弯曲部分既可以是半圆形，也可以是具有中心对称性质的其他曲线形状。刀头110与刀杆120可以采用各种方式连接。图I中示出的连接方式是在刀杆120的第二端125上形成两个与形成刀头的金属丝或金属管直径配合的孔洞，当将刀头末端插入孔洞后再通过侧面的螺钉180紧固。此外，还可以先把刀头焊接到加工有内螺纹142的金属套管过渡件140上，再将该过渡件140安装到加工有外螺纹132的刀杆第二端125上，如图2所示。本领域技术人员将会知道，刀头与刀杆的连接方式不限于本说明书和附图中已经详细描述的类型，只要能够保证刀头与刀杆在电气上的可靠连接和足以支持刀头的切割运动的连接方式都可在本发明中使用。根据本发明实施例的射频刀还包括切割范围限定器，其作用是限制切割过程中刀头的切割范围，避免使用者经验不足使用整个刀头切入患者组织。所述切割范围限定器包括可沿着刀头的U形部分的两臂滑动的滑动限定部分115和与滑动限定部分连接的用于改变滑动限定部分在刀头上的位置的调节手柄116，所述滑动限定部分115和操作手柄116均由绝缘材料制成。图3输出了滑动限定部分115的正视图。图3中，滑动限定部分115由上下两半构成，其中留有用于在刀头平行部分上滑动的通孔117。参考图I和图3可知，滑动限定部分上还安装有一个由导电材料形成的半球形凸起部分114，该半球形凸起部分114的底面固定在滑动限定部分115上，且底面上具有一伸出的导电触点112，当调节手柄116被推到最前端时，所述导电触点112和刀头的最前端能够接触。也就是说，当使用者推动调节手柄到前向最大位置时，此时刀头的切割范围变为最小，滑动限定部分的半球形凸起部分通过其下面的导电凸起与刀头耦合，到与外部信号源导通时，凸起部分附近具有较高的能量密度，此时本发明的射频刀实际上可以起到组织融合的作用。即切割范围限定器不仅能够限定切割范围，还能够在一定程度上调整射频刀的功能。根据本发明的实施例，所述滑动限定部分115和调节手柄116均可以由透明材料制成，以方便使用者观察被切割区域以及刀头的工作状况。当然，所述滑动限定部分115和 调节手柄116是否由透明材料制成对于实现本发明并非必要的。所述滑动限定部分和操作手柄也可以由不锈钢等非透明材料制成。为了使根据本发明的射频刀的融合功能效果更佳，可以在所述滑动限定部分115上的半球形凸起部分114的球冠的最高处设置一个锥形尖端118以形成高能量密度区域，所述锥形尖端118由和半球形凸起部分114相同的材料形成，该锥形尖端114的高度为半球形凸起部分所在球面半径的2/3，锥角大小在30度到60度之间。优选地，所述锥形尖端118和半球形凸起部分114 一体地形成。或者，所述锥形尖端118可以焊接在半球形凸起部分114的最闻处。根据本发明的一个实施例，本发明射频刀的刀头由外部轮廓为圆柱形的导电材料制成，构成刀头的圆柱形的导电材科不仅可以是实心的，也可以是中空的金属管，如图4所示。当使用中空金属管制成刀头时，相应地可以在刀杆上设置冷却液注入口 161和冷却液流出口 162，并在刀杆内形成冷却液注入管道163和冷却液流出管道163，当刀头110与刀杆120连接时，刀头110与冷却液注入管道163和冷却液流出管道164连通，形成由冷却液注入口 161、冷却液注入管道163，刀头内部管道、冷却液流出管道165和冷却液流出口 162形成的冷却通道，当射频刀工作时，冷却液在上述通道内流动，降低刀头110及附近区域的温度，减少被切割的组织在刀头上结痂累积，避免影响射频刀正常工作和使用。根据本发明的实施例，优选地，滑动限定部分横向超过刀头U形部分的两臂最外侧3mm。根据本发明其他的实施例，滑动限定部分横向超过刀头U形部分的两臂最外侧的长度可以在2mm到5mm范围内，不影响射频刀的正常移动且能够使滑动限定部分可靠地固定在刀头两臂上为宜。参考附图I和附图4，根据本发明的实施例，在本发明射频刀的刀杆上还可以设有控制接口 152和模式开关151，控制接口 152将用户对模式开关的操作传送到外部控制装置，用于选择射频信号源输出的射频信号波形。根据本发明的实施例，在本发明射频刀的刀杆120上设有收纳调节手柄116的凹槽121，调节手柄末端具有突出刀杆的适合手指推拉操作的凸起(即图I和图4中调节手柄末端的圆形部分所示)，方便使用者推拉调节手柄，从而控制滑动限定部分在刀头上的位置，以确定切割区域的大小。参考图3和图4，根据本发明的实施例，本发明的射频刀还包括设置在滑动限定部分115上方，正对刀头最前端的位置处的照明摄像单元119，用于对刀头工作区域成像，并把图像经控制接口传送到外部控制装置，再由外部控制装置将图像显示在显示设备上，供使用者查看。这样，当刀头处于不便直接观察的区域或空间中时，可以通过外部的显示设备来指导使用者的操作。根据本发明的射频刀可以在如图5中所示的电外科系统500中使用，所述电外科系统还包括能够提供多模式信号的射频信号源200和外部控制装置300，其中，射频信号源200能够给射频刀提供各种频率和波形的信号，外部控制装置300用于接收射频刀的模式选择信号，并控制射频信号源200的输出。当射频刀具有摄像头时，外部控制装置还接收射频刀的摄像头拍摄的图像，并将其在外部显示设备400上显示。 尽管已经示出和描述了儿个示范性实施例，但是本领域技术人员将会理解，不偏离本公开的精神和原则就可以在这些实施例中作出改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
权利要求
1.一种用于执行电外科操作的射频刀，包含 刀杆和刀头，所述刀杆具有第一端和第二端，刀杆的第一端用于连接到射频信号源以便接收执行电外科操作所需的能量，刀杆的第二端用于安装刀头，在所述第一端和第二端之间，环绕所述刀杆覆有绝缘材料；所述刀头由外部轮廓为圆柱形的导电材料制成，刀头前端呈字母U形，刀头通过后端安装在所述刀杆的第二端，以使所述刀头在电气上与所述刀杆的第一端相连以接受所述射频信号源的输出； 切割范围限定器，包括可沿着刀头的U形部分的两臂滑动的滑动限定部分和与滑动限定部分连接的用于改变滑动限定部分在刀头上的位置的调节手柄，所述滑动限定部分和操作手柄均由绝缘材料制成，其中，滑动限定部分上还安装有一个由导电材料形成的半球形凸起部分，该半球形凸起部分的底面固定在滑动限定部分上，且底面上具有一伸出的导电触点，当调节手柄被推到最前端时，所述导电触点和刀头的最前端接触。
2.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，在滑动限定部分上的半球形凸起部分的球冠的最高处具有一锥形尖端。
3.如权利要求2所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，所述锥形尖端由和半球形凸起部分相同的材料形成，该锥形尖端的高度为半球形凸起部分所在球面半径的2/3，锥角大小在30度到60度之间。
4.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，构成刀头的圆柱形的导电材料为中空的金属管，并且在刀杆上设有冷却液注入口和冷却液流出口，在刀杆内设有冷却液注入管道和冷却液流出管道，当刀头与刀杆连接时，刀头与冷却液注入管道和冷却液流出管道连通，形成由冷却液注入口、冷却液注入管道,刀头内部管道、冷却液流出管道和冷却液流出口形成的冷却通道。
5.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，滑动限定部分横向超过刀头U形部分的两臂最外侧3mm。
6.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，在刀杆上还设有控制接口和模式开关，控制接口将用户对模式开关的操作传送到外部控制装置，用于选择射频信号源输出的射频信号波形。
7.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，在刀杆上设有收纳调节手柄的凹槽，调节手柄末端具有突出刀杆的适合手指推拉操作的凸起。
8.如权利要求I所述的用于执行电外科操作的射频刀，其中，所述滑动限定部分和操作手柄均由透明材料制成。
9.如权利要求6所述的用于执行电外科操作的射频刀，还包括设置在刀杆的第二端顶部，正对刀头最前端的位置处的照明摄像单元，用于对刀头工作区域成像，并把图像经控制接口传送到外部控制装置。
10.一种电外科系统，包含如权利要求1-9所述的射频刀、能够提供多模式信号的射频信号源和外部控制装置。
全文摘要
一种用于执行电外科操作的射频刀和使用该种射频刀的电外科系统。射频刀包含刀杆、刀头和切割范围限定器。切割范围限定器能够限定执行切割的范围，包括可沿着刀头的U形部分的两臂滑动的滑动限定部分和与滑动限定部分连接的用于改变滑动限定部分在刀头上的位置的调节手柄。根据本发明的射频刀可以在电外科系统中使用，所述电外科系统还包括能够提供多模式信号的射频信号源和外部控制装置。根据本发明的射频刀使用方便并且更为灵活安全。
文档编号A61B18/12GK102940527SQ201210464600
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者贺豪杰, 郭红燕, 朱馥丽 申请人:北京大学第三医院