一种多按键超声波手术刀的耗材控制系统的制作方法

1.本发明涉及超声波手术器控制技术领域，特别涉及一种多按键超声波手术刀的耗材控制系统。


背景技术：

2.超声外科手术系统是利用超声频率发生器驱动手柄和刀头以超声频率 (55.5khz)进行超声振动从而实施手术切割，切割时能使接触的组织细胞内的蛋白氢键断开，使破裂的血管凝固止血，同时实现切割和闭合，因而可靠性强，手术安全性大。目前超声外科手术系统是全球最领先的微创外科手术的基本主要辅助器械，也是全球及中国大中型医院常规的必备医疗设备用品，广泛应用于普通外科、妇产科、泌尿科等手术中。超声外科手术系统一般由三大部分组成，即发生器、手柄和刀具附件。
3.超声波在一定媒介传播时，其会产生力学、热学、声学等响应，超声外科手术系统就是利用超声波的特性对组织产生机械作用、热作用和空化作用，进行相关的组织切割和闭合，从而实现临床的应用。如专利申请号为 201811114966.2的专利申请所公开的可重复使用的超声波手术刀，其包括一个刀具组件。该刀具组件包括一个刀杆组件。当该刀杆组件高频振动时，对所接触的组织进行切割。
4.虽然该刀具组件可以重复使用，但在实际的使用过程中，由于刀具组件本身是有寿命的，如果使用了寿命耗尽的刀具组件将无法完成手术，从而会消耗医生宝贵的手术时间。同时，由于刀杆组件的结构及形状基本完全一致，医生很难识别也很记录其使用次数。另外，在刀组组件的使用过程中，厂家也无法跟踪记录刀杆组件的使用次数，无法为医疗机构提供及时的更换服务，从而使得服务难以跟得上需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种可以解决上述问题的多按键超声波手术刀的耗材控制系统。
6.一种多按键超声波手术刀的耗材控制系统，所述超声波手术刀包括至少一种耗材。所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统包括一个副信号控制模块，一个与所述副信号控制模块电性连接的控制信号输入模块，以及一个与所述控制信号输入模块电性连接的耗材控制模块。所述副信号控制模块用于采集来自所述控制信号输入模块的信息与数据。所述控制信号输入模块包括一个与所述副信号控制模块电性连接的按键输入单元。所述按键输入单元包括至少两个互相并联的按键次单元。每一个按键次单元包括一个按键，以及一个与所述按键电性连接的分压电阻。所述耗材控制模块包括一个与所述按键输入单元电性连接的数据存储单元，一个数据读取单元，以及一个寿命判断单元。所述数据存储单元用于存储所述耗材的最大寿命值。所述数据读取单元用于读取所述耗材的即时寿命值。所述寿命判断单元用于判断所述耗材的即时寿命值是否大于0 并当所述耗材的即时寿命值大于0时输出按键控制信号。只有当所述耗材控制模块输出按键控制信号时所述按键次单元
中的一个才可以被导通以使所述超声波手术刀进行工作状态。
7.进一步地，所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统还包括一个电气隔离模块，所述副信号控制模块电性连接在所述电气隔离模块的输出侧。
8.进一步地，所述耗材为刀杆，所述刀杆的寿命值记录在所述耗材控制模块中。
9.进一步地，所述按键输入单元还包括一个与所述按键输入单元串联的检测电阻，所述检测电阻用于检测确定哪一个按键次单元被导通按下。
10.进一步地，所述耗材控制模块还包括一个耗材在线识别单元，所述耗材在线识别单元用于检测所述超声波手术刀是否组装有所述耗材并识别该耗材是否与所述超声波手术刀相适配。
11.进一步地，所述耗材控制模块还包括一个耗材数据库，所述耗材数据库用于记录不同耗材的特征值和剩余寿命值。
12.进一步地，所述耗材控制模块还包括一个延时判断模块，所述延时判断模块用于滤除干扰，防止误判。
13.进一步地，至少两个所述按键次单元并联设置以使所述按键输入单元具有两根控制导线，两根所述控制导线用于传输数据信号或模拟信号。
14.进一步地，所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统还包括一个设置在所述电气隔离模块的输入侧的主控制模块，所述主控制模块用于根据来自所述副控制模块以及耗材控制模块的控制信号以控制所述超声波手术刀的工作状态。
15.进一步地，所述耗材控制系统能控制一个2线制刀具，所述2线制刀具包括两个并联设置的按键次单元，两个该按键次单元分别与一个二极管相连，且该两个二极管的连接极性相反。
16.与现有技术相比，本发明提供的多按键超声波手术刀的耗材控制系统通过设置所述副控制模块，耗材控制模块，以及按键输入单元的电路设计，使得只有当所组装的耗材的剩余寿命值大于0时，同时所述按键输入单元的按键次单元里的按键被按下时所述耗材控制系统才会输出控制所述超声波手术刀工作被启用的控制信号，否则即使按键被按下，所述超声波手术刀也不会被启用。同时，上述的判断在手术前即可进行，从而可以避免使用无效的耗材，赢取宝贵的手术时间，同时医护人员与厂商也可以即时地了解该耗材的寿命，从而可以及时更换与储备。
附图说明
17.图1为本发明提供的一种多按键超声波手术刀的耗材控制系统的工作原理框图。
18.图2为图1的多按键超声波手术刀的耗材控制系统的实物框图之一。
19.图3为图1的多按键超声波手术刀的耗材控制系统的实物框图之二。
具体实施方式
20.以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
21.如图1至图3所示，其为本发明提供的一种多按键超声波手术刀的耗材控制系统的结构示意图。众所周知，通常超声波手术刀都包括一个刀具组件，该刀具组件里具有一个刀
杆。该刀杆或整个刀具为耗材，即其使用一段时间就需要报废，因此，需要实时地监控其使用次数，剩余次数等参数。所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统包括一个电气隔离模块10，一个电性连接在所述电气隔离模块10的输入侧的主控制模块20，一个电性连接在所述电气隔离模块 10的输出侧的副控制模块30，一个与所述副信号控制模块30电性连接的控制信号输入模块40，以及一个与所述控制信号输入模块40电性连接的耗材控制模块50。可以想到的是，所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统同时也用作控制所述超声波手术刀的工作，如启动，执行手术操作等等。所述多按键超声波手术刀的耗材控制系统还包括其他的一些电子元器件或功能单元，如缓冲器，稳压电路单元，供电单元等等，其本为领域技术人员习知的技术，在此不再一一详细说明。
22.所述电气隔离模块10用于将信号输入端与输出端进行电气隔离，即用于为所述主、副控制模块20、30提供电气隔离，但其本身为现有技术，在此不再赘述。所述电气隔离模块10具有输入侧与输出侧，输入侧与主控制模块20连接，以接收来自主控制模块20的控制命令。众所周知，任意一个超声波手术刀系统都与一个控制器连接，该控制器输出各种参数的超声波能量以驱动所述超声波手术刀系统按照医生的指令进行工作。所述电气隔离模块10的输出侧与所述副控制模块30电性连接，该输出侧输出的信号使得所述副控制模块30可以开始正常工作。同时，众所周知的是，所述电气隔离模块10的输入侧与输出侧都具有输出端与输入端，可以理解的是，在实际产品中，所述输出端与输入端都为金属插脚。
23.所述主控制模块20可以为一个微处理器，其用于监测是否有耗材接入，并在耗材接入后根据所述控制信号输入模块40输出的控制信号控制所述超声波手术刀开始工作，并进行手术操作。具体地，所述主控制模块20通过通讯读取副控制模块端30采集到的模拟信号值，该模拟信号可以为耗材系统端的按键端输入值，该模拟信号用于判断按键是否按下，进而控制手术刀工作状态，同时所述主控制模块20通过通讯读取副控制模块端30读取到的位于耗材系统如刀具组件当中的存储信息，判断该耗材系统是否处于有效寿命内。当然可以想到的是，所述主控制模块20还可以输出或处理其他控制信号，其工作原理及控制方法本身为现有技术，在此不再赘述。
24.所述副控制模块30也可以为一个微处理器，且其可以与所述耗材控制模块 50共用该微处理器，即该微处理器可以完成不同的工作。所述副控制模块30可以通过通讯接口与主控制模块20进行信息交互，以控制各自的控制信息。所述通讯接口可以为任何模式的通讯接口。耗材与系统的连接为2条线，该2线制接口，与模块40电性连接，从而形成两线制接口。该两线制接口，其可以兼容模拟信号与数字信号，即所述模拟信号与数字信号分时复用在该两线制接口当中。所述副控制模块30针对所述控制信号输入模块40及耗材控制模块50的主要工作为采集adc模拟数据识别按键，以及操作存储单元即ic的读写与收发信息等。
25.所述控制信号输入模块40包括一个与所述副信号控制模块30电性连接的按键输入单元41，以及一个与所述按键输入单元41串联的检测电阻42。所述按键输入单元41通过两根导线串联在所述副控制模块30上，具体地，所述按键输入单元40的两条导线分别电连接在所述微处理器的key 引脚与key-引脚上。所述按键输入单元41包括至少两个相互并联的按键次单元411，以及至少两个分别与每一个按键次单元411电性连接的分压电阻412。任意两个所述按键次单元411并联设置以使所述按键输入单元40仅具有两根控制导线。所述按键次单元411可以为一个开关。在本实施例中，所述按键输入单元41包括n个按键次单元
411，如5个。所述开关本身应当为现有技术，如按键开关等，在此不再赘述。所述分压电阻412用于识别哪一个开关被导通。当某一个开关被导通时，各个所述分压电阻412与所述检测电阻42之间的分压值是不同的，从而可以识别是具体哪一个开关被导通。所述检测电阻42本身为现有技术，在此不再赘述。从图2和图3的实物电路图中可以看出，所述检测电阻42是设置在发生器中的，而所述按键输入单元41是设置在超声刀中的，通过该检测电阻42可以检测到哪一个按键输入单元41被导通按下。
26.所述耗材控制模块50包括一个耗材数据库51，一个与所述按键输入单元 40电连连接的数据存储单元52，一个数据读取单元53，一个寿命判断单元54，一个耗材在线识别单元55，以及一个延时判断模块56，以及一个控制信号输出单元57。可以想到的是，根据实际的需要，所述耗材控制模块50根据实际的需要还包括其他的一些功能单元，如耗材自测单元，等待功能单元等等，其为现有技术中常见的功能，在此不再一一详细说明。所述耗材数据库51用于记录每一个耗材的信息，如耗材型号及编号，每一个编号所对应的耗材的剩余寿命等等。所述数据存储单元52可以为一个ic存储芯片，其并联在所述按键次单元 411的电路中，用于获取哪一个按键开关被按下，并记录该按键被按下的次数，同时更新相对应编号的耗材的信息，如更新耗材的剩余寿命。如图2和图3的实物电路图中，所述数据存储单元52即ic存储芯片在固定设置在所述超声波手术刀中的。所述数据读取单元53用于读取为所述超声波手术刀装配的耗材如刀杆的信息，如编号等。所述寿命判断单元54用于判断所装配入的耗材的寿命即剩余次数。如果剩余次数等于为0，则由所述控制信号输出单元57输出报警信号，同时为所述副控制模块30输出控制信号。当所述副控制模块30接收到该控制信号，则停止向主控制模块30输出控制信号，即使某一个所述按键次单元411被按下，所述超声波手术刀也不会有输出。所述耗材在线识别单元55用于识别是否装配入耗材，以及所装配的耗材是否符合要求，如是否与该耗材控制系统相适配。通过该耗材在线识别单元55可以防止无效的耗材接入。当然如果该耗材控制系统一直在处于开机状态下时，所述耗材在线识别单元55将一直循环执行，直到有有效的耗材接入。所述延时判断模块56用于滤除干扰，防止误判，即判断所插入的耗材的时间，如果耗材插入时间过短，所述延时判断模块56则不会输出控制信号，以避免错误插入对整个控制系统的干扰并防止误判。所述控制信号输出单元57用于接收来自各个功能单元的控制信号，并将该控制信号传输给所述副控制模块30，由该副控制模块30将该控制信号传输给主控制信号，以及显示装置等外设。
27.对于图2所提供的实物图，当有耗材装配入超声波手术刀后，所述耗材控制模块50对该耗材进行识别检测，如果与超声波手术刀相适配且剩余的使用次数不为零，则表明该超声波手术刀可以使用。在延时时间符合要求的情况下，所述按键次单元411中的任意一个按键开关被按下，所述副控制模块30的io1 拉高key 端，io2拉低key-端时，key-与key 端形成有效回路，analog2接口，其作为adc模拟信号接口读取rn与r379端中间的分压值。或者从io1拉低key 端、key-被拉低时，key 与key-端形成有效回路，analog1接口，其作为adc 模拟信号接口,读取r382与rn之间的分压值，从而所述超声波手术刀可以在主控制模块20的控制下开始启动并使用。同时所述副控制模块30将key-端设置为输出模式并将key-信号拉低，所述数据存储单元52即ic芯片形成回路，可以进入工作模式，所述副控制模块30可对ic进行读写操作,保证该耗材的正确使用。
28.可以想到的是，对于某种情况，有时可能没有设置所述ic芯片，本发明提供的耗材
控制系统也可以对传统的2线制刀具进行控制。所述2线制刀具包括两个并联设置的按键次单元，两个该按键次单元分别与一个二极管相连，且该两个二极管的连接极性相反。本发明提供的耗材控制系统同样可以控制其正常工作，即该发明兼容传统的超声波手术刀系统。
29.与现有技术相比，本发明提供的多按键超声波手术刀的耗材控制系统通过设置所述副控制模块，耗材控制模块，以及按键输入单元的电路设计，使得只有当所组装的耗材的剩余寿命值大于0时，同时所述按键输入单元的按键次单元里的按键被按下时所述耗材控制系统才会输出控制所述超声波手术刀工作被启用的控制信号，否则即使按键被按下，所述超声波手术刀也不会被启用。同时，上述的判断在手术前即可进行，从而可以避免使用无效的耗材，赢取宝贵的手术时间，同时医护人员与厂商也可以即时地了解该耗材的寿命，从而可以及时更换与储备。
30.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。