专利名称：医用负压手术刀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医用负压手术刀，它应用空气动力学原理，通过特别的刀头，将负压的吸引力转换成对手术部位组织的吸切力。
本实用新型的目的在于提供一种用于肝胆手术能破碎肝实质，保留血管和胆管的医用负压手术刀。
负压刀应用于肝脏等器官手术的原理肝脏是人体的化工厂，血供丰富，血管、胆管密布肝脏各处。肝组织显著的生理特点是质脆，但血管、胆管质韧。施加一定压力，肝实质被破碎，血管、胆管可以保留。负压刀是基于这一生理特点，选择合适的负压和刀口，达到破碎肝实质，保留血管和胆管的目的。
技术方案医用负压手术刀管路部分为负压泵1通过管路连接储液器2，储液器2通过管路连接刀头3电路部分为电源6连接稳压器7，稳压器7连接负压泵1、控制器5和显示器8，控制器5连接负压泵1和储液器2。工作原理负压泵1产生很大负压(真空度高)，通过连接气路作用于刀头3，在刀头3顶端的刀口处产生极强的吸引力，刀头内有刀片，使组织破碎并被吸入储液瓶中。由于肝、脾、胰、脑等器官的实质比较脆，血管的韧性较好，在极强的负压作用下，组织的实质被吸碎而保留血管，电路部分进行控制。
优点临床应用证明，本实用新型能快捷吸去肝组织，清晰的显露肝内胆管和肝门部胆管，便于施行肝的肝内胆管切开取石、引流和肝门部胆管癌的切除，由于能吸去切线上的肝组织，在肝断面裂隙中显露出架空的肝内管道，便于结扎切断，从而避免了阻断血供所造成的缺血性肝损伤，在肝外科中有减少手术失血，使肝的手术视野清晰，缩短手术时间，提高手术安全性的作用。
本实用新型能简化肝脏手术过程，简单、方便、易行，吸切过程中，如突然有邻近的大网膜或胃、肠等器官组织被误吸，应立即松开脚踏板，启动机内放气系统释放负压。这种释放负压的措施，可使刀头误吸组织迅速脱离，保证手术的安全顺利进行。
图1本实用新型的医用负压手术刀原理方框图。
图2本实用新型的医用负压手术刀内部结构图。
图3图1中的储液器2结构图。
图4本实用新型的医用负压手术刀控制电路方框图。
图5本实用新型的医用负压手术刀电路及管路安装示意图。
图6本实用新型的医用负压手术刀外壳后背结构图。
图7本实用新型的医用负压手术刀电路图之一。
图8本实用新型的医用负压手术刀电路图之二。
图中负压泵1、储液器2、刀头3、液面检测插座4、控制器5、电源6、稳压器7、显示器8、顶盖9、外设接口10、液面检测电极11、过滤器12、缓冲瓶13、储液瓶14、吸引管15、手动开关16、脚踏开关17、外接电源线18、缓冲瓶盖19、储液瓶盖20、气流分散器21、三通22、安全控制阀23、电源插座24、注油孔25、真空泵油标26、接地端27气路接口28。
实施例见图2，机壳内部结构为稳压器7和安全控制阀23安装在长方体的机壳的上部，控制器5和外设接口10安装在机壳的中部，下部安装负压泵1，采用真空泵，机壳顶部面板9上安装显示器8。
见图5，机壳的下后盖板上安装挂蓝，缓冲瓶13、储液瓶14放在挂蓝中，方便移动整个装置。负压刀的外部管路、电气线路连接均位于下后盖板上，储液瓶2500ml玻璃瓶；(2)缓冲瓶1000ml玻璃瓶；见图3、图5，气流回路储液器2包括缓冲瓶13的瓶口上有橡胶的缓冲瓶盖19，缓冲瓶盖19上有2个气管接头，第一个气管接头上端连接气管A，在气管A上连接有过滤器12，第2个气管接头上端连接气管B；储液瓶14的瓶口上有橡胶的储液瓶盖20，储液瓶盖20上有2个气管接头和2个电极接头，第1个气管接头上端连接气管B，第2个气管接头上端连接吸引管15后连接手术刀头3，第2个气管接头的下端连接气流分散器21，气流分散器21通过第2个气管接头与吸引管15的出口相通，储液瓶盖20上的2个电极接头下端各固定连接1个液面检测电极11，液面检测电极11连接到控制器5的电路板上。刀头3为金属通管，刀头3上有调节气量的调节阀。
负压泵1为单极旋片式真空泵，其气路输出端连接有一个三通22，三通22的一个通管接安全控制阀23，三通的另一个通管接过滤器12；安全控制阀23上连接压力传感器和电磁阀；手动开关16连接至电路控制器5；将脚踏开关17连接在后盖板脚踏开关插座上。
安全控制阀23手术过程中，当刀头3吸住大网膜或血管，此时应立即释放负压，使刀头3迅速脱离。以保证手术的安全，在气路上设有安全控制阀23，其工作方式是负压泵1不工作时，安全控制阀23也不工作，安全控制阀将负压系统与大气连通。按下手动开关或踏下脚踏开关17，启动负压系统时，安全控制阀23立即关闭，切断大气与负压系统的通路。关闭负压系统的同时，安全控制阀又将负压系统与大气接通，空气迅速进入管路，使负压消失。安全控制阀的通路设计得足够大，以保证进入的空气量大，负压消失迅速。一般在不到一秒时间，即可使管路负压降低为零，保证手术中的安全。
将报警电极线的插头插在下后盖板的液位报警检测插座4上，另外一端接在储液瓶盖报警插座上。将接地线一端用螺母紧固在下后盖板的接地螺栓上，另一端用夹子可靠夹在接地桩上。将电源线插头一端插在下后盖板电源插座24上，另一端插在220V、50Hz单相电源上。
见图4，图7控制器5为微电脑控制电路包括中央控制器U1，连接地址寄存器U2、程序存贮器U3和A/D转换器U13，地址寄存器U2、程序存贮器U3连接A/D转换器U13；U1型号为80C31,U2型号为74LS373,U3型号为2764,U13型号为ADC0809；真空泵电机、气路电磁阀连接固态继电器，连接反冲隔离级，然后连接U1的P10、P11脚；脚踏开关17、手动开关16连接U1的P12、P13脚，U1的P00-P07脚连接U2的00-07脚和U3的00-07脚和U13的2-1-2-8脚，U1的P20-P24脚连接U3的A8-A12脚，U1的MXD脚和TXD脚连接显示报警部分的接插件A2；地址寄存器U2的00-07脚连接程序存贮器U3的A0-A7脚和A/D转换器U13的A0-A2，压力传感器连接放大器，放大器连接连接U13的IN0脚，液面检测电极11连接U13(ADC0809)的IN4脚；见图8，显示报警部分包括接插件A2、A3,U4-U7型号均为74LS164。U4-U7连接发光管LED1-LED3，为压力显示电路，U4连接U5,U5的型号为ULM2003A，再连接发光二极管L11和蜂鸣器BUZZ，作储液瓶14液满的灯光和声音报警。
工作原理微电脑控制模块控制电路核心部件是采用单片机80C31。当医生踏下脚踏开关17(或按下面板上的手动开关16)后，微电脑发出控制信号，立即启动负压泵1，使刀头3处产生很强的吸引力；并适时将负压值送给压力数显模块U4-U8，通过中断和查询两种方式检测机器的工作状态，发出相应的控制信号。脚踏开关17为点动开关，便于控制负压泵1。
气流分散器及储液瓶为了降低噪音，避免高速流动的吸切物冲击液面，飞溅入储液瓶和负压泵中，对手术产生不利影响。在储液瓶14入口处设一气流分散器21，使吸切物能够比较平稳地进入储液瓶中。
电源电路采用一个3000KW的交流稳压器，将电源电压的范围扩大到160V～260V之间，大大改善了产品的工作环境，提高了产品的可靠性。
见图7，控制部分的线路原理图负压泵产生的负压值通过压力传感器转换成电压信号，经放大后(0～5V)进入模数转换器(ADC0809)IN0口，转换成8位数字信号，送到80C31的I/O端口，经CPU的处理，从串行数据口MXD脚和TXD脚将此时的压力数字送数字显示模块U4-U7，实时地显示出负压泵的负压值。(kpa)80C31的I/O端口具体的地址分配如下P1.0-输出端，负压泵控制，通过固态继电器实时控制，P1.1-输出端，气路电磁阀控制，通过控制固态继电器实现，P1.2-工作命令，脚开关输入信号端P1.3-工作命令，手开关输入信号端显示报警部分显示模块由三个一英寸的LED数码管、一个LED报警灯、一个报警蜂鸣器、四个74LS164串入并出的移位寄存器和一个驱动器2003组成。显示利用单片机8031的串行口(TXD、RXD)进行数据的传输。80C31的串行口工作于方式0，即移位寄存器方式。U4-U7的74LS164作为三位LED静态显示器的数据输出口，U8作为驱动器2003的输入信号，去驱动报警灯和蜂鸣器。欲显示的8位段码即字型码通过软件译码产生，由RXD串行发送出去，这样主程序就不必扫描显示器，从而大大节省CPU的时间而充分用于其他工作。在设计过程中，充分发挥单片机的硬件资源，利用串行数据通信的特点，使程序简洁，LED无闪烁，亮度高，传输线少，设计安装都很方便。
自动液面检测模数转换(ADC0809)的IN4作为液面控制信号的输入端。随着手术的继续进行，第Ⅰ瓶中吸切物的增加，吸切物进入第Ⅱ瓶，当液面达到报警电极11时，极间相当于接一个大约80K左右的电阻，模拟信号送到此A/D转换模块ADC0809的IN4端口，经过A/D转换成8位数字信号送到CPU的I/O端口，通过CPU的处理，和门限对比，从而在P1.0发出相应的控制信号。从P1.0口输出一个正脉冲去控制一个交流继电器，使负压泵停止工作，并在P1.1口输出一个正脉冲同样去控制一个继电器打开安全控制阀23，将瓶中的压力恢复到常压，并伴有DI-DI-DI-的报警声，等待工作人员倒尽Ⅰ、Ⅱ瓶中的吸切物后，重新接好气路和电极，继续进行工作。安全控制阀23和真空泵的额定工作电压为AC220V，并且额定功率大，单片机的I/O口不能直接驱动这样的大功率器件，采用固态继电器(SSR)，由P1.0和P1.1输出控制信号，固态继电器也需要一定的驱动功率，采用7407作为控制信号的反冲隔离级。
权利要求1.医用负压手术刀，其特征包括管路部分为负压泵1通过管路连接储液器2，储液器2通过管路连接刀头3；电路部分为电源6连接稳压器7，稳压器7连接负压泵1、控制器5和显示器8，控制器5连接负压泵1和储液器2。
2.根据权利要求1所述的医用负压手术刀，其特征包括储液器2包括缓冲瓶13的瓶口上有橡胶的缓冲瓶盖19，缓冲瓶盖19上有2个气管接头，第一个气管接头上端连接气管A，在气管A上连接有过滤器12，第2个气管接头上端连接气管B；储液瓶14的瓶口上有橡胶的储液瓶盖20，储液瓶盖20上有2个气管接头和2个电极接头，第1个气管接头上端连接气管B，第2个气管接头上端连接吸引管15后连接手术刀头3，第2个气管接头的下端连接气流分散器21，气流分散器21通过第2个气管接头与吸引管15的出口相通，储液瓶盖20上的2个电极接头下端各固定连接1个液面检测电极11，液面检测电极11连接到控制器1的电路板上；负压泵1为单极旋片式真空泵，其气路输出端连接有一个三通22，三通22的一个通管接安全控制阀23，三通的另一个通管接过滤器12；安全控制阀23上连接压力传感器和电磁阀。
3.根据权利要求2所述的医用负压手术刀，其特征包括控制器5为微电脑控制电路包括中央控制器U1连接地址寄存器U2、程序存贮器U3和A/D转换器U13，地址寄存器U2、程序存贮器U3连接A/D转换器U13；U1型号为80C31,U2型号为74LS373,U3型号为2764,U13型号为ADC0809；真空泵电机、气路电磁阀连接固态继电器，连接反冲隔离级，然后连接U1的P10、P11脚；脚踏开关17、手动开关16连接U1的P12、P13脚；U1的P00-P07脚连接U2的00-07脚和U3的00-07脚和U13的2-1-2-8脚，U1的P20-P24脚连接U3的A8--A12脚，U1的MXD脚和TXD脚连接显示报警部分的接插件A2；地址寄存器U2的00-07脚连接程序存贮器U3的A0-A7脚和A/D转换器U13的A0-A2；压力传感器连接放大器，放大器连接连接U13的IN0脚，液面检测电极11连接U13的IN4脚。
专利摘要医用负压手术刀,其特征包括:管路部分为:负压泵1、储液器2,刀头3;电路部分有:电源6、稳压器7和显示器8,控制器5为:中央控制器U1(80C31)连接地址寄存器U2(74LS373)、程序存贮器U3(2764)和A/D转换器U13(ADC0809),具有满液报警和负压显示功能,有安全控制阀23;负压泵1产生很大负压,作用于刀头3,在刀口处产生极强的吸引力,刀头内有刀片,使肝、脾、胰组织组织破碎并被吸入储液瓶中,而保留血管。便于结扎切断,从而避免了阻断血供所造成的缺血性肝损伤,减少手术出血。
文档编号A61B17/32GK2456646SQ0025996
公开日2001年10月31日 申请日期2000年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者袁波 申请人:成都济民医用设备有限公司