专利名称：电外科机头的四位置摇杆开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的外科装置。
背景技术：
在现代外科中使用大量电子组件和电子装置，以保证可靠并且毫无伤
害地对患者进行手术。例如，高频外科(high-frequency surgery)已在 人体和兽医学中使用了多年，用来凝固和/或切割生物组织。在该过程中， 高频电流流过要治疗或者要去除的组织，因而该组织由于蛋白质凝固和脱 水而变性(alter)或者分解。从而，以封闭血管并止住流血的方式使该 组织收缩。随后增大电流密度使组织液极为J^il地蒸发，并且4吏细胞膜分 开，从而完全切除该组织。与纯机械切割过程相比，这种方法有利于在刀 口处止血。
原则上，可以用相同的医疗器械进行凝固和切割。在这两种手^漠式 下，对器械提供来自高频发生器的高频电压。控制高频发生器需要大量参 数，必须根据所希望的两种手^式中的一种、组织的性质和其它标准来 选择这些参数，以达到凝固或切割的最佳结果。现代器械提供了集合特定 应用场合所需的^t的多种模式。实践中发现，手术期间需要在特定凝固 模式和特定切割模式之间频繁切换，而不经常在不同的切割模式或者不同 的凝固模式之间进行这样的切换。同样为了满足后一种需要，申请人提供 了凝固和切割生物组织的器械，该器械被构造为可以使用器械手柄上的两 个按钮在预设的凝固模式和预设的切割模式之间直接进行切换，而手柄上 的第三g使得可以针对第一和第二^Li^^适当的模式。这种三g手 柄的缺点在于，为了可靠地操作按钮，必须牢固地紧握手柄。此外，因为 需要连续地在不同的手指位置之间改变，所以用户需要相当长的时间来习 惯对这三个键的"盲(blind)"操作。也可能发生由于按下错误的按钮或 者同时按下几个掩組而错误地控制该装置，有时，这会对手术过程产生非 常负面的影响。
发明内容
本发明的目的是开发如上所述种类的外科装置，通过简单且可靠的方 式保证用来在控制外科装置的多个模式之间的切换及执行用于控制外科 装置的多个模式。
通过根据权利要求1所述的外科设备来达到该目的。
具体地，通过一种外科设备来达到该目的，该外科设备包括电器械，
特别用于切割和/或凝固生物组织，其中，在优选长条形(oblong)的手 柄上设置致动单元和控制单元，并JU吏得可以利用用于控制所述电器械的 至少三种模式，以便可以通过所述致动单元来选择并因此来执行所述模 式，其特征在于，所述致动单元包括具有长条形操作元件的切换摇杆，所 述操作元件安装在导向装置内以使所述操作元件可以围绕摇杆轴旋转，所 述摇杆轴可以垂直于所述手柄的表面移动，以这样的方式从初始位置开 始，通过围绕所述摇杆轴向前或者向后旋转可以到达第一或第二功能位 置，通过向内按下所述操作元件可以到达第三功能位置，在所述操作元件 上在所述摇杆轴的左侧设置一个传感器，在所述摇杆轴的右侧设置另一个 传感器，因而控制单元可以通过传感器来检测通过所述切换摇杆所选择的 功能位置。因此，在所述电器械的手柄上存在可以用来间接控制该器械的 摇杆开关。所述控制单元对这种控制提供各种模式，并且这些模式可以通 过所述切换摇杆来被选择和执行。
因此，本发明的一个优点在于当外科i殳备正在使用中时，不需要到达 器械周围或者甚至放下器械。这提高了设备操作的容易性，大大排除了由 于操作错误的键而错误地进行控制的可能性，并且由于可以快速地达到各 个模式，因此提高了外科手术的质量和效率。
所述外科i殳备的优点在于，所述控制单元被设计为至少一个功能位置 的设定通过预定的等待时间而,级迟。这意味着当控制单元检测时，至少 有一个功能位置不立即产生响应。即，控制单元通过电器械延i^式的执 行或者延^^莫式自身的改变。因此，医师自己有机会独立#测对切换摇 杆的不良操作并且足够快地对该不良操作做出反应，以避免餘溪地控制设 备。对于机械结构，通过预定延迟时间得到的延i^具有另一个优点。机 械触发的传感器触发经常伴随着某些延迟。因此，可能在使用切换摇杆来 选定功能位置的情况下， 一个或两个传感器没有立即进行检测。如果这种 情况发生，则控制单元可能会#^地检测功能位置。当检测功能位置时， 适合于该延迟的延迟时间保证将会检测到正确的功能位置。
优选地，所述导向装置被设计为防止在所述功能位置之间直接进行切 换。因此，有机械保护以防止从一个功能位置切换到另一个功能位置，可 以^初始位置开始选择功能位置之间的切换。这种清楚的事件序列防止 占用"中间位置"(例如，第一和第三功能位置之间的位置)，并保证对外
^H殳备进行明确且可靠的操作。尤其结合该M保护，有助于所述控制单
元被设计为当检测到从一个功能位置直接切换到另一个功能位置时，
错误状态以便发出信号和/或消除错误。因为由于有上述机械保护而不可 能进行直接切换，所以所述控制单元可以诊断是w^错误还是致动装置的 传感器g，并w目应地通知或者警告该外科设备的用户。这有助于当该
设备ii7v错误状态时使该电器械进入安全状态。
优选地，每个所述传感器包括M。可以将这两个,设置为在第一 功能位置中电路仅涉及第一掩組，在第二位置中电路仅涉及第二，，在 第三位置中闭合两个电路。这种非常简单的结构是鲁棒的，然而使得可以 检测三个功能位置。
优选地，存在固定地连接到长条形操作元件的长条形突出部分，该突
中，并且该突出部分以所述操作元件可以旋转或者被向内按下的方式与所 述导向装置的导向开口在功能性上相互作用。该突出部分和该长条形操作 元件形成T形体，其水平部分对应于操作元件，垂直部分对应于突出部分， 从初始状态开始，可以围绕摇杆轴旋转，所述摇杆轴被设置为垂直于该T 形体的水平和垂直部分。然而，如果没有垂直的力作用在该T形体上，则
该突出部分的至少一部分伸到该导向开口中，阻止围绕摇杆轴的旋转。正 是由于这种设置，所以可以防止功能位置之间的直接切换，这也就产生上 述优点。
优选地，以用一只手可以同时操作切换摇杆和引导器械的方式，将切 换摇杆设置在所述手柄处。因此，可以保证舒适且可靠地操作器械。
优选地，所述控制单元被设计为在所述功能位置中的一个，尤其在第 一功能位置，可以使用至少一个模式来切割生物组织。其结杲是，首先， 将切割模式一致分配到一个功能位置，这保证快速地进入切割模式，其次， 避免由于操作器械而产生的餘误。
另夕卜，其优点在于，所述控制单元^l没计为在所述功能位置中的一个， 尤其在第二功能位置，可以使用至少一个模式来凝固生物组织。而且，这 种一致分配到特定功能位置提供了快速的进入以及操作的可靠性。
已证明其优点在于，在可以使用例如切割和凝固的两个主模式并且对 每一个主模式可以使用例如切割肝组织或者切割肌肉组织的几个子模式 的外科装置的情况下，两个功能位置中的每一个用来执行两个主模式中的 一个，而第三功能位置可以用来在子模式之间进行切换。
优选地，所述切换摇杆包括至少一个弹性元件，以所述操作元件从至 少一个功能位置自动返回到所述初始位置的方式，将所述弹性元件i殳置在 所述操作元件的下方。实践证明这种结构操作特别便捷并且可靠。
参考附图，根据下面的示例性实施例的说明，本发明另外的细节、优
点和进一步改善将显而易见，在附图中
图1是外科i殳备的各个组件的示意图2a至2c示出切换摇杆的结构；
图3是具有相应的输入输出装置的控制单元的示意图4a至4c是切换摇杆的初始位置、第一、第二和第三功能位置的示 意图5a是切割过程的工作图
图5b是凝固过程的工作图 图5c是模式切换的工作图
以及
图5d是用于产生發溪状态的控制单元的工作图。
具体实施例方式
在以下说明中，相同的部件或者具有相同动作的部件使用相同的附图 标记。
图1示出外^i殳备最重要的组件。这里示出的两个主要组件包括具有 手柄11的器械10和控制该器械的控制单元30。连接线1将这两个主要 组件彼此相连。手柄11还包括由控制单元30进行询问的开关20,并且 开关20间接有助于器械10的控制。控制单元30具有几个^作模式，例 如，用于切割肝脏组织和肌纤维的模式以及用于进行凝固的模式。通过开 关20可以选择并执行这些模式。控制单元30根据所选择的模式来控制该
器械o
图2a示出集成到手柄11中的开关20。使开关20的长条形操作元件 21定向平行于手柄轴13。图2b示出沿着手柄轴13通过图2a所示的开关 20的立体截面图。摇杆轴28使其轴方向平行于操作元件21的表面且垂 直于手柄轴13。对称地设置两个接触元件29、 29，，在摇杆轴28左右侧 的^作元件21的每一端各设置一个，并且突出到开关20内部。图2c示 出通过图2a和2b所示的开关20的功能截面图。开关20包括操作元件 21，所述操作元件21具有伸入到开关内部的接触元件29、 29，。导向装 置26以如下方式保持操作元件21:当围绕摇杆轴28进行旋转运动时， 接触元件29、 29，与传感器22、 23相接触。如果垂直于摇杆轴28和手 柄轴13的操作元件21被向内按下，则设置在操作元件21下方的突出部 分24进入导向开口 27，并从此刻开始阻止围绕摇杆轴28的旋转。如果 操作元件21被按下足够远，则接触元件29、 29， 二者都与传感器22、 23 接触。这使得激活与控制单元30(参考图1)进行通信的传感器22、 23。
在某种意义上，能够在操作元件21下方提供弹性元件，以使得只要 没有另外的力施加给操作元件21，操作元件21就从任何功能位置自动返 回到初始位置。例如，可以在突出部分24周围设置螺旋形弹簧。只要向 内按下垂直于轴13和28的^作元件21,螺旋形弹簧就压缩，并且只要 不再施加压力，就会使操作元件21返回到其初始位置。
图2c所示的传感器22、 23可以是简单的电开关，在接触元件29、 29，中的一个与传感器22、 23接触时闭合电路。这样，控制单元30可以 确定操作元件21的位置。在可替选的实施例中，传感器22、 23可以M 力传感器，所述压力传感器确定通过操作元件21对传感器22、 23中的一 个所施加的力。在这种情况下，控制单元30可以处理由可能的用户所施 加的压力量，并相应地控制该器械。
为了说明图2a至2c所示的开关20的功能，图4a至4d示意性地示 出操作元件21可以占据的四个可能位置。根据这些位置，传感器22、 23 被触发，如上所述，传感器22、 23和控制单元30通信，传感器22、 23 用来检测操作元件的位置。图4a至4d中的每一个示意性地示出图2a至 2c中的摇杆轴28、导向装置26、操作元件21和传感器22、 23。在图4a 中，操作元件21位于水平初始位置，且与传感器22和传感器23都不接 触。在图4b中，操作元件21围绕摇杆轴28在导向装置26内顺时针旋转。 其结果是，操作元件21与传感器23接触。因此，通知控制单元30第一
功能位置被占据。在图4c中，操作元件21围绕摇杆轴28逆时针旋转。 此时操作元件21与传感器22接触，因此控制单元30可以检测到第二功 能位置。在图4d中，^Mt元件朝着传感器22、 23转移到与图4a所示的 初始位置平行。此时操作元件21与传感器22、 23二者接触。这样，控制 单元可以检测到操作元件21的第三功能位置。
图3给出了与图1中的控制单元30相对应的控制单元30的可能的输 入和输出的详细视图。控制单元30接收来自两个传感器22、 23的输入， 通过连接线1控制器械10。控制单元30可以通过警报灯31向该器械的 用户发出信号。也可以用振动警报、数字显示等来代替警报灯31。
为了保证可靠地控制医疗器械10(参考图1)，控制单元30基于从传 感器22、 23接收到的信号对开关20的操作元件21所占据的位置进行确 定，在优选示例性实施例中，在预定等待时间tL之后，根据该位置控制 该器械。为了帮助理解控制单元30中使用的逻辑，图5a至5d示出控制 单元30的工作图。在全部工作图中，时间轴从上延伸到下。
在图5a至5c中的每一个中，动作者是传感器22、传感器23、控制 单元30、切割以及凝固。
图5a示出如何进行切割过程。传感器22被激活。控制单元30检测 到传感器的激活，等待预定时间间隔(即所谓的等待时间tL)，然后使得 切割过程被执行，直到控制单元30确定传感器22不再被激活为止。
图5b示出凝固过程。激活传感器23，并且由控制单元30检测到传 感器的激活。将控制单元30的响应也延迟等待时间t"然后，仅开始凝 固过程。传感器23的未激活使得凝固过程通过控制单元30被终止。
图5c示出切割过程之前控制单元30模式的变化。在这种情况下，控 制单元30检测以时间间隔L分开的传感器22和23的连续激活。一方面， 开关20的机制可以产生延迟tn或者另一方面传感器22、 23本身可以产 生延迟t"因为时间间隔h小于等待时间U，所以两个传感器22、 23的 激活导致控制单元30的状态发生变化。具体地，在本示例中，这意味着 切割模式被改变。如下所示，如果进行新的切割过程，其与图5a所示的 切割过程不同。例如，图5c所示的切割过程特别适合于切割肌肉组织， 而图5a中的切割过程更适合于肝组织。虽然在示出的例子中通过稍微改 变控制单元30的逻辑来使状态的变化仅对切割过程有效，但是状态可以 从那时M生变化、或者只从那时M生变化，以引起凝固模式的变化。
在图5d的工作图中，动作者是传感器22、传感器23、控制单元30、 切割和發溪单元。这里，控制单元检测传感器22的激活，等待直到经过 指定等待时间L为止，然后使切割过程被执行。从激活传感器22开始延 迟间隔"之后，激活传感器23。控制单元30检测到时间间隔"大于等待 时间L。因此，控制单元确定发生了错误，就停止切割过程，并激活#^ 单元。例如，餘误单元可以传送用户警寺艮或者关于，的性质的信息。因 为将开关20 (参考图3a至2c)设计为不可以在各个功能位置之间直接进 行切换，所以如上所述控制单元30可以识别机械故障或者传感器22、 23 处的故障。
附图标记的列表
1连接线
10器械
11手柄
13手柄轴
20开关
21操作元件
22传感器l
23传感器2
24突出部分
26导向装置
27导向开口
28摇杆轴
29、 29，接触元件
30控制单元
31警报灯
10
权利要求
1.一种外科设备，包括器械(1)，特别用于切割和/或凝固生物组织，所述器械具有设置在手柄(11)上的致动单元和控制单元(30)，提供至少三种用于控制所述器械(1)的模式，可以通过所述致动单元来选择和/或执行所述模式，其特征在于，所述致动单元包含切换摇杆(20)，所述切换摇杆(20)具有安装在导向装置(26)中使得可以围绕摇杆轴(28)旋转的长条形操作元件(21)，所述摇杆轴(28)垂直于所述手柄的表面移动，从初始位置开始，通过围绕所述摇杆轴(28)向前或者向后旋转可以到达第一或第二功能位置，通过向内按下所述操作元件(21)可以到达第三功能位置，在所述操作元件(21)上设置两个传感器(22，23)，一个在所述摇杆轴(28)的左侧，另一个在所述摇杆轴(28)的右侧，以这种方式，控制单元(30)可以通过所述传感器(22，23)来检测通过所述切换摇杆(20)所选择的所述功能位置。
2. 根据权利要求1所述的外科设备，其特征在于，所述控制单元(30 )被设计为对至少一个所述功能位置的检测延迟预 定等待时间(t,)。
3. 根据权利要求1或2所述的外科设备，其特征在于， 所述导向装置(26 )被设计为防止在所述功能位置之间直接进行切换。
4. 根据前述权利要求中的任一项、尤其是才艮据权利要求3所述的外 ^H殳备，其特征在于，所述控制单元(30)被设计为当检测到从一个功能位置直接切换到另 一个功能位置时，ii^错误状态以发出信号和/或消除g。
5. 才艮据前述权利要求中的任一项所述的外科i殳备，其特征在于， 所述传感器(22， 23)中的每个包括开关。
6. 才艮据前述权利要求中的任一项所述的外科设备，其特征在于，所述长条形操作元件(21)包括固定地附着到其上的长条形突出部分 (24)，所述突出部分伸入到基本垂直于所述摇杆轴(28)和所述操作元 件(21)的纵轴的所述手柄(11)中，以所述操作元件(21)可以围绕所 述摇杆轴(28)旋转或者被向内按下的方式，将所述突出部分功能上连接 到所述导向装置(26)中的导向开口 (27)。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的外科设备，其特征在于，以用一只手可以同时操作所述切换摇杆(20)和引导所述器械(10) 的方式，将所述切换摇杆(20)设置在所述手柄(11)上。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的外科设备，其特征在于，所述控制单元(30),皮i殳计为在所述功能位置中的一个，尤其在所述 第一功能位置，可以至少执行一个用于切割生物组织的模式。
9. 根据前述权利要求中的任一项所述的外科设备，其特征在于，所述控制单元(30 )被设计为在所述功能位置中的一个，尤其在所述 第二功能位置，可以至少执行一个用于凝固生物组织的模式。
10. 根据前述权利要求中的任一项、尤其根据权利要求8或9所述的 外科设备，其特征在于，所述控制单元(30),皮设计为在所述功能位置中的一个，尤其在所述 第三功能位置，可以通过另一个功能位置来改变可以执行的所述模式中的 一个。
11. 根据前述权利要求中的任一项所述的外科设备，其特征在于，所述切换摇杆(20)包括至少一个弹性元件(25)，以所述操作元件 (21)从至少一个功能位置自动返回到所述初始位置的方式，将所述弹性 元件(25 )安装在所述操作元件(21)的下方。
全文摘要
在现代外科中使用大量电子组件和电子装置，以保证手术可靠并且不伤害患者。本发明的目的是提供一种外科设备，其保证能以简单且可靠的方式在用于控制外科装置的多个模式之间进行切换并执行用于控制外科装置的多个模式。为了达到该目的，该外科设备包括特别用于切割和/或凝固生物组织的电器械，该电器械具有设置在优选地长条形的手柄上的致动单元和提供用来控制电器械的至少三种模式的控制单元，使得通过致动单元来选择和/或执行这些模式。致动单元包含具有长条形操作元件的切换摇杆，切换摇杆安装在导向装置中使得可以围绕摇杆轴旋转，摇杆轴可以垂直于手柄的表面移动，从初始位置开始，通过围绕摇杆轴向前或者向后旋转可以到达第一或第二功能位置，通过向内按下操作元件可以到达第三功能位置，在操作元件上设置两个传感器，一个在摇杆轴的左侧，另一个在摇杆轴的右侧，以这种方式，控制单元可以通过传感器来确定由切换摇杆所选择的功能位置。
文档编号A61B18/14GK101180003SQ200680017762
公开日2008年5月14日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年5月25日
发明者乌韦·施尼茨勒 申请人:爱尔伯电子医疗设备公司