本发明属于医用手术器件的设计生产技术领域，特别是一种等离子束直径可调的等离子气体手术刀，该手术刀采用电子透镜的原理、通过控制输入电压的高低来调节等离子束直径的大小，实现其聚集(焦)或发散，以适应手术过程中所需的不同功能。
背景技术：
低温等离子体消融技术(手术)具有手术时间短、创伤小、见效快等优点，被广泛应用于鼻炎、扁桃体、腺样体、咽喉等疾病的治疗；近年这项技术又开始被医务工作者用于美容、治疗皮肤病等。与微波、电刀，激光相比，采用等离子体手术具有更精确、更安全等特点。
在医学等离子气体手术器件中，普遍采用的等离子气体手术器件主要分为两类：
一类是如申请号为200380100907.5的《等离子体手术设备》专利文件所公开的等离子体手术设备(刀/器件)，包括阴极、阳极及设于其间的电极(中间电极)在内的等离子体生成系统，该系统通过在阴极上加高压，使得在阴极和阳极之间产生比较高的电压差，使阴极管里的稀有(惰性)气体，在强电场作用下发生电离，从而产生气体等离子体。等离子体经阳极加速形成等离子流，并通过设在其前端的喷射口喷射出，喷射出的等离子体对生物组织进行凝结和止血等处理。但是采用此类手术设备所产生的等离子体密度小，单位面积上的能量相对较低，主要用于凝结生物组织和止血，而用于切割和消融手术则效果差。
另一类如申请号为201420614171.9、名称为《一种射频等离子体手术电极》的专利文件所公开的一种设有刀杆组件的等离子体手术电极(刀)，这种等离子体手术电极的刀头设在刀杆组件前端，并通过活性电极和回路电极提供能量，所供能量在介质(生物组织)中形成等离子体层，并通过分子离解的方式将生物组织解体，从而达到对生物组织切割和消融的目的。该类带有电极刀头的等离子体器件，由于是利用生物组织本身作为导电介质产生等离子体，因此在整个过程中并不能针对出血部位进行止血处理，还必须借助加热电极或其他方式对手术过程中的出血进行处理。
上述两类等离子气体手术器件(刀)中，前一种主要用来凝结和止血，后一种设备主要用来切割和消融。因而这两类等离子体手术器件均存在功能单一，或因等离子体密度小、单位面积的等离子体能量相对较低主要用于凝结生物组织和止血；或因利用生物组织本身为导电介质产生等离子体，等离子体聚集性差、强度低，虽可达到对生物组织进行切割和消融的目的，但其止血的效果差。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对背景技术存在的缺陷，设计一种等离子束直径可调的等离子气体手术刀，在小型化的基础上，通过调节等离子束直径的大小使等离子体聚集(焦)或发散，以达到在手术过程中既可进行切割、消融，又可进行凝结、止血等手术，或仅进行其中单一的手术等多用途，以及结构简单、体积小、重量轻、加工易等目的。
本发明的解决方案是：根据电子透镜中的静电透镜原理，采用由中间电极与前后对称的两个电极组成的静电透镜结构作为大阳极，通过调节透镜中两个对称电极及中间电极的极性和对称电极与中间电极之间的电压差，将等离子气体以透镜轴线为中心进行聚集或发散，亦即调节输出的等离子束的直径，以控制到达生物组织受治疗部位的等离子体的密度和强度，从而实现不同的治疗目的；本发明即以此实现其发明目的。因而，本发明等离子束直径可调的等离子气体手术刀，包括壳体及设于壳体内的阴极、阳极、惰性气体及冷却液流道，手柄及阴极座、阳极电接头，等离子束输出头，关键在于所述阳极为由中间电极与前后对称的两个电极组成的静电透镜式大阳极，且中间电极与前、后对称电极之间的极性及电压差可调，在中间电极与前后对称电极之间设置绝缘环；阴极通过固定套固定在位于壳体中心线后部的阴极腔内，在阴极头前部设置电离腔，以电离惰性气体生成等离子气体；而等离子气体流道则设于电离腔前端及静电透镜式大阳极、等离子束输出头的中心线上；冷却液输入、输出管头，惰性气体输入管头及阴极座、阳极输入接头均设于手柄内，并通过设于手柄后端的外接头分别与对应的管、线连接，手柄前端则与壳体后端采用可拆卸式密封固定；大阳极中的绝缘环—后对称电极—绝缘环—中间电极—绝缘环—前对称电极—绝缘则环通过等离子束输出头压紧固定于阳极腔内。
所述静电透镜式大阳极，其中：中间电极为垂直于中心线的环片形电极；前、后对称电极则均为向外侧凸出的锥环片形电极或垂直于中心线的环片形电极，当采用锥环片形电极时两电极与中心线之间的倾斜角均≤45°。所述静电透镜式大阳极为1-3组，每组均由一个中间电极与前、后对称的两个电极组成，当采用2-3组静电透镜式大阳极时，各组大阳极之间通过等离子气体流道串联连通。所述中间电极与前后对称电极之间的极性及电压差可调，当需等离子束处于聚集状态工作时，中间电极的电位为＞0至1kV，前、后电极的电位为-1kV至0kV；当需等离子束处于发散状态工作时，中间电极的电位为-1kV至＜0kV，前、后电极的电位为0至1kV。而所述惰性气体为氩气或氖、氙、氦。
本发明采用静电透镜结构体作为等离子手术刀的大阳极，由于静电透镜的电位分布是左右对称的，改变透镜中对称电极及中间电极的极性和对称电极与中间电极之间的电压差，即可调节输出的等离子束的直径和等离子体的密度和强度，从而实现不同的治疗目的。因而本发明具有既可以很好的对生物组织进行切割、消融和及凝结、止血，或专用于消融，亦或专用于凝结和止血等综合功能，又具有结构简单、体积小、重量轻、加工易等特点。
附图说明
图1为本发明等离子束直径可调的等离子气体手术刀结构示意图(剖视图)。
图中：1.壳体，2.导线槽/导线，3.冷却腔，4.阴极、4-1.阴极头，5.(阴极)固定套，6.(惰性气体)进气道，7.电离腔，8-2、8-1：前、后电极，9.中间电极，10.绝缘环，11.等离子束输出头，12.等离子气体流道，13.手柄头，13-1、13-2：冷却液进、出管，13-3.(阳极)电源插座，13-4.电源插头，13-5.阴极座，13-6.(惰性气体)输入管；F为等离子束(气体)输出方向。
具体实施方式
本实施方式以采用单组静电透镜作为大阳极的等离子气体手术刀为例：壳体1外径Φ5.1mm、轴向长18.5mm，阴极固定腔直径Φ0.8mm、长7.0mm，阴极固定套5的内、外径分别为Φ0.5mm及Φ0.8mm，轴向长1.2mm；(惰性气体)进气道6直径Φ0.3mm、长7.0mm；电离腔7直径Φ1.7mm、轴向长1.2mm、前部锥环面角度为45°；等离子气体流道12总长7.4mm(其中：大阳极部分长2.8mm、等离子束输出头部分长7.4mm)、直径Φ0.8mm；冷却腔3为环形腔体，内、外壁直径分别为Φ2.4mm及Φ3.4mm，轴向长10.5mm；导线槽2轴向长13.8mm、直径Φ0.25mm；大阳极固定腔的直径为Φ2.7mm、轴向长2.75mm，内中所设前、后电极8-2、8-1，中间电极9，四个绝缘环10的厚度均为0.4mm(总厚2.8mm，略大于固定腔的轴向长，以确保等离子束输出头11能将其压紧固定)，内、外直径均分别为Φ0.8mm及Φ2.7mm，其中前、后电极8-2、8-1的锥环片形电极头向外侧与中心线的倾斜角本实施方式主为30°；等离子束输出头11外径Φ5.1mm、轴向长7.4mm，本实施方式头部为30°锥头、其端口外径Φ1.0mm；手柄13本实施方式采用直管式手柄，冷却液输入、输出管头13-1、13-2，惰性气体输入管头13-6及阴极座13-5，阳极输入接头13-3均固定于手柄内，并分别通过设于手柄后端的接头与对应的管、线连接，手柄前端在将冷却液输入、输出管头13-1、13-2，惰性气体输入管头13-6及阴极座13-5，(阳极)电源插座13-3分别与冷却腔3的冷却液输入、输出口，(惰性气体)进气道6的进气口，阴极4及阳极导线电源插头13-4连接固定后再与壳体后端通过卡接式密封固定。
本实施方式当阴极工作电压区间为-5至-10kV、工作电流为2-3A时：若需使等离子束处于聚集状态工作，只需将中间电极9的电位设置为＞0至1kV，前、后电极8-2、8-1的电位设置为-1kV至0kV，此时等离子体密度和强度大，一般用于切割或消融手术，其中，若用于切割手术，电子透镜中间电极9与前、后电极8-2、8-1的电压差范围为1～2kV，若用于消融手术，电子透镜中间电极9与前、后电极8-2、8-1的电压差范围为0.2～0.8kV；若需使等离子束处于发散状态工作时，此时，等离子体密度和强度小，一般用于凝结和止血手术，只需将中间电极9的电位设置为-1kV至＜0kV，前、后电极8-2、8-1的电位设置为0至1kV即可，凝结和止血同步发生，电子透镜中间电极9与前、后电极8-2、8-1的电压差范围为＞0至1.2kV。