胸腔微创手术灯块、单灯装置和双灯装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种胸腔微创手术灯块，包括电源和电路板，所述电路板的电路包括：互补双稳态电路和恒流源电路。本实用新型还公开了使用该胸腔微创手术灯块的单灯装置和双灯装置。本实用新型体积小、亮度恒定。
【专利说明】胸腔微创手术灯块、单灯装置和双灯装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及胸腔微创手术【技术领域】，具体涉及一种胸腔微创手术灯块、单灯装置和双灯装置。
【背景技术】
[0002]从传统断肋骨的后外侧大切口，到保留胸肌的改良切口，再到本世纪初的胸腔镜手术，胸腔微创技术突飞猛进。接受胸腔镜手术的患者不但恢复快，并发症少而且可缩短住院时间，还有部分文献报道其可提高早期肺癌的5年生存率。随着腔镜技术突飞猛进，胸腔开孔的数目也由原来的4孔发展到3孔，少数技术精湛的医生甚至可以做到2孔操作。而单孔操作只需一个孔就可完成手术(腔镜也在同一个孔)，创伤将更小，是未来微创外科的一个发展方向。
[0003]目前胸腔镜手术有若干待解决的问题:施术者手腕处于功能位时自然下垂，对切口上端利用较少；操作孔减少后吸引器无法固定于胸腔内，导致烟雾无法及时排出影响手术进程，并间接令施术者摄入较多废气；手术灯光受切口限制无法满足胸腔内照明需要，常以胸腔镜作为辅助光源，但单光源的强光对术者有潜在的视力损害；由于术者的直视视野和胸腔镜镜头存在高度和角度的差异，二维条件下由传统手术向微创手术过渡的学习曲线长。
[0004]因此，有必要对现有的胸腔微创设备进行改进。
实用新型内容
[0005]本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种体积小、亮度恒定的胸腔微创手术灯块。
[0006]本实用新型的第二目的是提供一种应用该胸腔微创手术灯块的单灯装置，适用于小型胸腔微创手术。
[0007]本实用新型的第三目的是提供一种应用该胸腔微创手术灯块的双灯装置，适用于胸腔微创手术。
[0008]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:本胸腔微创手术灯块，包括电源和电路板，所述电路板的电路包括:
[0009]互补双稳态电路:包括开关S1、开关S2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R10、电阻R11、晶体管Q2、晶体管Q7和场效应管Ql，晶体管Q2为PNP型晶体管，晶体管Q7为NPN型晶体管，电源经过电阻Rl和电阻R4接开关SI，开关S2与电阻Rll并联，电阻R7接于晶体管Q2的集电极与晶体管Q7的基极之间，电阻RlO接晶体管Q2的集电极，电阻R5接晶体管Q2的基极，电阻R2接于电源与晶体管Q7的集电极之间，晶体管Q2基极通过电阻Rl接发射极，晶体管Q7基极通过电阻Rll接发射极，场效应管Ql源极通过电阻R2接控制极，配对晶体管Q2和晶体管Q7形成互补双稳态，晶体管Q2和晶体管Q7经过触发，交替出现两个稳定状态:导通状态和断开状态；[0010]恒流源电路:包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3、晶体管Q4、LED灯Dl和LED灯D2，晶体管Q3为PNP型晶体管，晶体管Q4为PNP型晶体管，精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3和晶体管Q4组成恒流源，晶体管Q3和晶体管Q4并联，LED灯Dl接晶体管Q3的集电极，LED灯D2接晶体管Q4的集电极，场效应管Ql接电阻R3，电阻R3接精密稳压集成电路TL431，精密稳压集成电路TL431接电源负极，电阻R6接晶体管Q3的基极，电阻R8接晶体管Q4的基极。
[0011]所述电源为锂电池，锂电池的容量为900mA/h，电压为3.2?4.2V，锂电池位于电路板的上方，锂电池和电路板通过丁腈进行整体密封封装，透明丁腈塑料，保证透光又保证防水性能，2个开关为轻触按钮开关，精密稳压集成电路TL431的电压为稳压2.5V，LED灯的色度为暖白42-46LM，色温为2800-8000K，电路板为印制PCB板，2个LED灯位于电路板的两侧。
[0012]锂电池的电压为3.2?4.2V，并不是恒定的，因此采用了精密稳压集成电路TL431，具体分析如下:
[0013]电池电压为4.2伏时，精密稳压集成电路TL431第1，2脚电压为2.5伏，通过限流电阻R6、R8到达晶体管Q3、晶体管Q4基极的电压基本维持不变，流进晶体管Q3、Q4基极的电流也基本维持不变，根据晶体管的工作原理，流过LED灯的电流为晶体管的集电极电流Ic，其大小为=Ic=IbX β，β为晶体管的放大倍数(对各个晶体管来说，基本为常数)。
[0014]...Ib=v/R (Ib=基极电流，V=稳压电压=2.5伏，R=限流电阻阻值)
[0015]...1c=IbX β =v/RX β
[0016]...V=不变的2.5伏，β为常数，
[0017]...R的阻值决定Ic即LED灯的电流。
[0018]电池电压下降到3.2伏时，因为精密稳压集成电路TL431第1，2脚电压仍为2.5伏，按上述分析，LED灯的电流仍为定值，与电池电压无关。
[0019]当锂电池电压下降到低于3.2伏时，锂电池内部保护电路起作用，停止使用。
[0020]上述的胸腔微创手术灯块的使用方法，包括如下三种:
[0021](I)开关SI和开关S2处于断开位置:晶体管Q2基极通过电阻Rl接发射极，晶体管Q2处于截止状态，集电极与发射极之间断开；晶体管Q7基极通过电阻Rll接发射极，晶体管Q7处于截止状态，集电极与发射极之间也断开；场效应管Ql源极通过电阻R2接控制极，控制极处于高电位，源极与集电极之间断开，全电路不通；
[0022](2)瞬间导通开关SI，晶体管Q2基极通过电阻R4瞬时接地，集电极与发射极饱和导通，电源通过晶体管Q2、电阻R7接晶体管Q7基极，使晶体管Q7的集电极与发射极也饱和导通，晶体管Q7导通使晶体管Q2基极接地，维持了晶体管Q2的导通状态，因此也维持了晶体管Q7的导通状态，整个过程为正反馈，在一瞬间完成并保持两个晶体管Q2和Q7同时导通的稳定状态；
[0023]同时因为晶体管Q7导通，场效应管Ql控制极接地，处于低电位，源极与集电极之间接通，电源向恒流源模块供电，这是第二个稳定状态，精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3和晶体管Q4组成恒流源，使LED灯Dl和LED灯D2在恒定电流下工作，不随电源电压变化；
[0024](3)瞬间导通开关S2,晶体管Q7基极瞬时接地，退出饱和，晶体管Q7变成截止，晶体管Q2基极失去对地通路，退出饱和变成截止，整个过程也是正反馈，在一瞬间完成并保持两个晶体管Q2和Q7同时截止的稳定状态，回到静态，电路复位，全电路不通。
[0025]使用胸腔微创手术灯块的单灯装置，包括灯块、固定边和活动边，固定边为L形，活动边为钩形，所述灯块固定于固定边的下面，活动边与固定边的上方铰接。
[0026]所述活动边与固定边的旋转角度为-90°到90°，固定边和活动边的材料为金属，灯块的长度为50mm，宽度为14mm，固定边的高度为45mm，灯块与固定边为粘接。
[0027]上述的单灯装置的使用方法，包括如下步骤:在小型胸腔微创手术的切口开好之后，活动边旋转90°，轻触开关SI开启2个LED灯，把灯块倾斜放入切口之后放平，活动边复位，活动边夹着身体外皮肤，单灯装置定位，放入切口保护套，在LED灯照明下直视手术。
[0028]使用上述的胸腔微创手术灯块的双灯装置，包括2个灯块、Y形管、夹板、弹簧和吸引管，所述2个灯块分别通过扭簧与Y形管的下端连接，夹板套在Y形管上，弹簧上端顶着Y形管的凸环，下端顶着夹板，吸引管套接在Y形管上方的其中一端，另一端可内置用于辅助观察的弯曲内镜。
[0029]上述的胸腔微创手术灯块的双灯装置的使用方法，包括如下步骤:在胸腔微创手术的切口开好之后，轻触开关SI开启2个LED灯，同时下压两侧灯块使之向下旋转90°靠拢，垂直置入切口，进入胸腔之后慢慢松开灯块复位，弹簧顶着夹板，夹板固定于皮肤表面，在LED灯照明下直视手术，吸引管导出手术废气及胸腔内的水蒸气，通过内镜采集到的图像由外接显示器放大显示，供术者参考。
[0030]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点:
[0031]1、为满足手术要求，本胸腔微创手术灯块电路元器件采用体积小的贴片封装，体积小，重量轻。普通的机械开关无法满足体积和重量要求，因此选用轻触按钮开关，直径只有4毫米，高度1.5毫米。
[0032]2、为满足手术要求，本胸腔微创手术灯块采用丁腈透明塑料进行密封封装，密封性和透光性良好。
[0033]3、为满足手术要求，并且本灯块为一次性用品，其工作时间也是一个重要指标，本胸腔微创手术灯块采用能量大，重量轻的锂电池作为电源，白光高亮，输出均衡，恒光强达到5小时以上。
[0034]4、晶体管Q2，Q7组成“互补双稳态”电路，平时耗电接近零，保证待机时间达到数年。
[0035]5、因为电池在使用过程中电压会从4.2伏下降到3.2伏，如果不采取措施，灯光亮度会变化。电路右侧为“恒流源”电路，精密精密稳压集成电路TL431和晶体管Q3，Q4组成恒流源，在电池电压3.2-4.2V的标准范围内，使LED灯Dl和LED灯D2在恒定电流下工作，灯光亮度稳定。
[0036]6、本灯块创造直视下胸腔微创手术的必要条件，均匀的光线以及适当的亮度和色温，使直视下胸腔微创手术得到实现，传统胸腔镜手术腔镜所占用的孔道可改为置入操作器械，降低手术难度，建立新的手术模式，提高学习效率；同时增加术中观察范围，并有效克服了传统胸腔镜手术强光伤眼和学习曲线长的缺点。
[0037]7、本实用新型针对由于生理解剖和手术技巧差异造成的不同长度切口，提供了单灯装置和双灯装置，能减少病患的痛苦和住院时间。[0038]8、双灯装置的Y形管设计，有利于简化结构，减少成本和对切口空间的占用，将发光、观察孔道、排烟管道集成为一个整体，使用方便，减少废气烟雾对手术过程和术者健康的影响，电源亦没有电磁干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是本实用新型的胸腔微创手术灯块的电路图。
[0040]图2是单灯装置的主视图。
[0041]图3是单灯装置活动边旋转90°的主视图。
[0042]图4是双灯装置在手术状态时的主视图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0044]实施例1:
[0045]如图1所示，胸腔微创手术灯块，包括电源和电路板，所述电路板的电路包括:
[0046]互补双稳态电路:包括开关S1、开关S2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R10、电阻R11、晶体管Q2、晶体管Q7和场效应管Ql，晶体管Q2为PNP型晶体管，晶体管Q7为NPN型晶体管，电源经过电阻Rl和电阻R4接开关SI，开关S2与电阻Rll并联，电阻R7接于晶体管Q2的集电极与晶体管Q7的基极之间，电阻RlO接晶体管Q2的集电极，电阻R5接晶体管Q2的基极，电阻R2接于电源与晶体管Q7的集电极之间，晶体管Q2基极通过电阻Rl接发射极，晶体管Q7基极通过电阻Rll接发射极，场效应管Ql源极通过电阻R2接控制极，配对晶体管Q2和晶体管Q7形成互补双稳态，晶体管Q2和晶体管Q7经过触发，交替出现两个稳定状态:导通状态和断开状态；
[0047]恒流源电路:包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3、晶体管Q4、LED灯Dl和LED灯D2，晶体管Q3为PNP型晶体管，晶体管Q4为PNP型晶体管，精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3和晶体管Q4组成恒流源，晶体管Q3和晶体管Q4并联，LED灯Dl接晶体管Q3的集电极，LED灯D2接晶体管Q4的集电极，场效应管Ql接电阻R3，电阻R3接精密稳压集成电路TL431，精密稳压集成电路TL431接电源负极，电阻R6接晶体管Q3的基极，电阻R8接晶体管Q4的基极。
[0048]所述电源为锂电池，锂电池的容量为900mA/h，电压为3.2?4.2V，锂电池位于电路板的上方，锂电池和电路板通过丁腈进行整体密封封装，透明丁腈塑料，保证透光又保证防水性能，2个开关为轻触按钮开关，精密稳压集成电路TL431的电压为稳压2.5V，LED灯的色度为暖白42-46LM，色温为5000K，电路板为印制PCB板，2个LED灯位于电路板的两侧。
[0049]上述的胸腔微创手术灯块的使用方法，包括如下三种:
[0050](I)开关SI和开关S2处于断开位置:晶体管Q2基极通过电阻Rl接发射极，晶体管Q2处于截止状态，集电极与发射极之间断开；晶体管Q7基极通过电阻Rll接发射极，晶体管Q7处于截止状态，集电极与发射极之间也断开；场效应管Ql源极通过电阻R2接控制极，控制极处于高电位，源极与集电极之间断开，全电路不通；
[0051](2)瞬间导通开关SI，晶体管Q2基极通过电阻R4瞬时接地，集电极与发射极饱和导通，电源通过晶体管Q2、电阻R7接晶体管Q7基极，使晶体管Q7的集电极与发射极也饱和导通，晶体管Q7导通使晶体管Q2基极接地，维持了晶体管Q2的导通状态，因此也维持了晶体管Q7的导通状态，整个过程为正反馈，在一瞬间完成并保持两个晶体管Q2和Q7同时导通的稳定状态；
[0052]同时因为晶体管Q7导通，场效应管Ql控制极接地，处于低电位，源极与集电极之间接通，电源向恒流源模块供电，这是第二个稳定状态，精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3和晶体管Q4组成恒流源，使LED灯Dl和LED灯D2在恒定电流下工作，不随电源电压变化；
[0053](3)瞬间导通开关S2，晶体管Q7基极瞬时接地，退出饱和，晶体管Q7变成截止，晶体管Q2基极失去对地通路，退出饱和变成截止，整个过程也是正反馈，在一瞬间完成并保持两个晶体管Q2和Q7同时截止的稳定状态，回到静态，电路复位，全电路不通。
[0054]实施例2:
[0055]如图2和图3所示，使用实施例1的胸腔微创手术灯块的单灯装置，包括灯块1、固定边2和活动边3，固定边2为L形，活动边3为钩形，灯块I固定于固定边2的下面，活动边3与固定边2的上方铰接。活动边3与固定边2的旋转角度为-90°到90°，固定边2和活动边3的材料为金属，灯块I的长度为50mm，宽度为14mm，固定边2的高度为45mm，灯块I与固定边2为粘接。
[0056]本实施例采用两个单灯装置，虽然功能相对减少，但是对切口占用较少，适用小切□。
[0057]上述的单灯装置的使用方法，包括如下步骤:在胸腔微创手术的切口(长度为3?4cm)切开后，活动边旋转90°，轻触开关SI开启2个LED灯，把灯块倾斜放入上端切口之后放平，活动边复位，活动边置于皮肤表面，活动边与固定边共同将单灯装置固定，为了保证足够的亮度，因此采用2个单灯装置，同理置入另一方向的单灯装置，此时2个单灯装置和切口构成T字形形状。然后放入切口保护套，在LED灯照明下直视手术。
[0058]实施例3:
[0059]如图4所示，使用实施例1的胸腔微创手术灯块的双灯装置，包括2个灯块1、Y形管5、夹板6、弹簧7和吸引管8，2个灯块I分别通过扭簧9与Y形管5的下端连接，夹板6套在Y形管5上，弹簧7上端顶着Y形管5的凸环10，下端顶着夹板6，吸引管8套接在Y形管5上方的其中一端，另一端可内置用于辅助观察的弯曲内镜。
[0060]本实施例采用双灯装置，对切口占用较多，但可实现功能较多，适用稍长切口。
[0061]上述的胸腔微创手术灯块的双灯装置的使用方法，包括如下步骤:在胸腔微创手术的切口(长度大于4cm情况下)切开后，轻触开关SI开启2个LED灯，同时下压两侧灯块使之向下旋转90°靠拢，垂直置入切口，进入胸腔之后慢慢松开灯块复位，弹簧顶着夹板，夹板固定于皮肤表面，此时2个灯块和切口构成T字形形状(类似于实施例2的2个单灯装置和切口构成的T字形形状)。在LED灯照明下直视手术，吸引管导出手术废气及胸腔内的水蒸气，通过内镜采集到的图像由外接显示器放大显示，供术者参考。
[0062]上述【具体实施方式】为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.胸腔微创手术灯块，其特征在于:包括电源和电路板，所述电路板的电路包括: 互补双稳态电路:包括开关S1、开关S2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R10、电阻R11、晶体管Q2、晶体管Q7和场效应管Q1，晶体管Q2为PNP型晶体管，晶体管Q7为NPN型晶体管，电源经过电阻Rl和电阻R4接开关SI，开关S2与电阻Rll并联，电阻R7接于晶体管Q2的集电极与晶体管Q7的基极之间，电阻RlO接晶体管Q2的集电极，电阻R5接晶体管Q2的基极，电阻R2接于电源与晶体管Q7的集电极之间，晶体管Q2基极通过电阻Rl接发射极，晶体管Q7基极通过电阻Rll接发射极，场效应管Ql源极通过电阻R2接控制极，配对晶体管Q2和晶体管Q7形成互补双稳态，晶体管Q2和晶体管Q7经过触发，交替出现两个稳定状态:导通状态和断开状态； 恒流源电路:包括电阻R3、电阻R6、电阻R8、精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3、晶体管Q4、LED灯Dl和LED灯D2，晶体管Q3为PNP型晶体管，晶体管Q4为PNP型晶体管，精密稳压集成电路TL431、晶体管Q3和晶体管Q4组成恒流源，晶体管Q3和晶体管Q4并联，LED灯Dl接晶体管Q3的集电极，LED灯D2接晶体管Q4的集电极，场效应管Ql接电阻R3，电阻R3接精密稳压集成电路TL431，精密稳压集成电路TL431接电源负极，电阻R6接晶体管Q3的基极，电阻R8接晶体管Q4的基极。
2.根据权利要求1所述的胸腔微创手术灯块，其特征在于:所述电源为锂电池，锂电池的容量为900mA/h，电压为3.2?4.2V，锂电池位于电路板的上方，锂电池和电路板通过丁腈进行整体密封封装，2个开关为轻触按钮开关，精密稳压集成电路TL431的电压为稳压2.5V，LED灯的色度为暖白42-46LM，色温为2800-8000K，电路板为印制PCB板，2个LED灯位于电路板的两侧。
3.使用权利要求1所述的胸腔微创手术灯块的单灯装置，其特征在于:包括灯块、固定边和活动边，固定边为L形，活动边为钩形，所述灯块固定于固定边的下面，活动边与固定边的上方铰接。
4.根据权利要求3所述的单灯装置，其特征在于:所述活动边与固定边的旋转角度为-90°到90°，固定边和活动边的材料为金属，灯块的长度为50mm，宽度为14mm，固定边的高度为45mm，灯块与固定边为粘接。
5.使用权利要求1所述的胸腔微创手术灯块的双灯装置，其特征在于:包括2个灯块、Y形管、夹板、弹簧和吸引管，所述2个灯块分别通过扭簧与Y形管的下端连接，夹板套在Y形管上，弹簧上端顶着Y形管的凸环，下端顶着夹板，吸引管套接在Y形管上方的其中一端。
【文档编号】F21W131/205GK203537630SQ201320678698
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】林欢, 吴一龙 申请人:广东省人民医院