医用手术电极的识别及信息记录系统的制作方法

本发明涉及一种用电子电路对医疗器械进行识别及记录的系统，特别是采用二维码对医用手术电极和器械进行识别及记录的系统和识别方法。

背景技术：

双极手术电极，是用于双极高频功率源对病人进行电外科治疗的手术器械，比如对男性病人进行前列腺增生、妇科疾病、膀胱肿瘤、耳鼻喉等进行手术治疗。通过对高频功率、电压、电流的适当控制，当高频电流经电极流经人体病灶组织时，因电磁场的快速变化使得细胞内的正、负离子快速运动，于是它们之间以及它们与细胞内的其它分子、离子等的摩擦使病变部位升温，致使细胞内外水分蒸发、干燥、固缩脱落以致无菌性坏死等外科效应，从而达到治疗的目的。一般是在生理盐水中通过内窥镜进行手术。一个高频手术系统，针对手术的用途，可配很多种不同型号的电极和器械。

每种专用的电极和器械都有不同的性能，比如适应模式限制、最大限制功率等，如进行人为输入设置操作，出错的概率较大。所以一般高频手术系统均对手术电极和器械进行电子标识。即电极插入高频功率源后，系统能识别该电极的型号，同时进行该型号电极的优化工作参数和限制参数等设置。

现有技术采用下列几种标识方法：

电容标识方法。该方法采用一只或两只电容器对电极进行标识。每个电容的电容量代表电极的型号，每个型号对应的电容量与其它型号有适当的容量差别，识别电路既能准确识别，又要让可测的电容值区段内容纳更多的型号识别值。该方法的优点是，识别读取电容量的电路简单，电容器的一端容易做到与电极等参考电位，但太多型号将造成电容量过大。使用两只电容器，可以使可标识的数量大大增加，但电极会因此增加至少一根连接导线和接插针。使用该方法的例子有：佳乐医疗公司(gyrusmedicalinc.)的“gyeusplasmakineticsystem”和g400workstation(g400工作站),前者使用一只电容器作标识，后者使用两只电容器作标识。

电阻标识法。该方法采用一只或多只电阻对电极进行标识。每段电阻值区间对应一种型号，或多个电阻的组合对应电极的型号，连接方法为与电极共极或绝缘。对电阻值的读取方法较为简单，如电阻与电极共极则需使用电隔离的读取方法。

中国专利实用新型，专利权人：北京恒实基业科技有限公司，申请号为：201120372589.x的“高频电外科设备用手术电极识别与计数装置”中公开的方法，该实用新型公开了一种高频电外科设备用手术电极识别与计数装置，包括识别计数主模块和射频卡，识别计数主模块设在高频电外科设备箱体内，射频卡设在手术电极连接的插头上，识别计数主模块包括微处理器，射频读写模块、时钟电路的信号输入输出端分别与微处理器上相应的io端连接，微处理器的信号通讯传送端与高频电外科设备中相应控制电路的控制端连接，射频读写模块的天线插接端与天线连接，当手术电极的插头插设在手术电极用端座上时，射频卡的感应工作面与天线的感应工作面相对。本实用新型可对手术电极进行识别，并对其使用次数进行计数，提醒医护人员及时更换使用超限的手术电极，避免因使用不安全的手术电极带来的隐患。

中国发明专利，专利权人：广东合好工贸有限公司，申请号为：02135013.2的“医用双极等离子体切割头的电路标识方法”。其特征在于二端口稳压器件的一端与医用等离子体切割外电极和切割头立交桥连接，切割内电极由于切割头连接器连接。系统对稳压器件施加电流，测试稳压器件的电压即可，不同的稳压器件标识切割头的型号。该发明的测量标识准确可靠，测量精度不受潮湿漏电因素影响，耐受电脉冲冲击。该专利的权属已转至珠海市司迈科技有限公司，登记生效日:2011年05月12日。

中国实用新型专利，申请人：珠海市司迈科技有限公司，申请号为：201521112634.2的“一种医用手术电极的识别电路”。此实用新型提供一种医用手术电极的识别电路，包括：具有两线端口的一线总线的存储器芯片、电极连接器及系统主机；系统主机包括信号连接的高频功率发生器和隔离接口适配电路；电极连接器包括插头和端座；端座是高频功率发生器的输出端座，存储器芯片的两个端口分别与插头和所述医用手术电极连接，用于作为医用手术电极的识别器件，插头连接至端座中，从而与所述隔离接口适配电路连接；系统主机通过隔离接口适配电路读取存储器芯片的数据，识别电极的型号和读取数据信息。本实用新型用电路隔离的方法，在一线总线存储器件内特定区域存储数据对电极的型号进行标识，系统主机也可以对该存储器件的其它存储区域写入信息，对电极的状态进行管理。该专利的权属已转至珠海市司迈科技有限公司，登记生效日:2011年12月25日。

下面分析五种方法的优劣：

电容标识法是用得较多的方法，可标识的型号种类较多，需专门的电容容量测试电路，在实际的工作条件下，测试电路需能承受高频电流的干扰。电容法只能读取电容值。

电阻法因读取简单，用得也较多，但当电阻值较大时，抗高频电流干扰的能力会下降息。

二端口稳压器件标识法，该标识方法，准确可靠，识别电路简单，但能标识的种类较少，系统主机也不能对它存储新的信息。

射频卡标识方法的优点是非接触，且能进行计数等交互操作，因射频卡可以距端座一定距离时即可读取或存储，作为系统判别电极是否可靠插入存在不确定性。另外射频卡需要高频感应供电和取电，会增加系统电磁干扰。

一线总线存储器件的优点是可以存储电极的型号及对电极的状态进行管理，但需要每只电极增加器件，使用受器件的质量影响，另外由于需要增加器件，限制了电极头体积，不借助专用设备无法了解电极信息。

技术实现要素：

有鉴于背景技术所述，本发明有必要提供一种新的电极标识记录方法，可以兼具上述各种方法的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种医用手术电极的识别及信息记录系统，其应用于电极手术系统中，所述电极手术系统包括手术电极和系统主机，所述手术电极为手术执行器，其通过电极连接器与所述系统主机信号连接，其特征在于：所述识别及信息记录系统包括：

识别码，其设置于作为被识别件的所述手术电极的所述电极连接器的插头上；

所述插头连接至所述系统主机的连接器端座中；

所述系统主机包括识别电路；

所述识别电路对所述识别码进行读取、识别，从而识别所述手术电极的型号和/或数据信息，然后依此由系统主机的高频功率源向所述手术电极输出对应的工作能量。

所述的手术电极为双极电极，其输出两线对地隔离，可以实现电极的端口的最少两针连接及信息识别。

所述特定二维码采用datamatrix码的ecc200符号方式，在小零件上印制，读取20％即可精确辨读，二维码采用非编码加密或编码加密方式。

所述系统主机识别电路包含微距摄像头(如，tof相机)、镜头、isp芯片、led、检测传感器、识别控制器、flash存储器、dc-dc变换器。当电极插头入系统主机连接端座时，电极端二维码图标抵住摄像窗，检测传感器检测，微距摄像头，扫描二维码图片传感isp进行图像处理后，传递给识别控制器，识别二维码包含的电极型号、使用参数等信息，必要的信息可以存储于flash存储器中。

所述系统主机识别电路可包含：(1)串口与系统主机主控制模块连接，将电极的工作参数传递至系统主机，使系统主机按照电极特定性要求输出；(2)传输控制器及2g/3g/4g制式移动网络模块，和/或也可以是无线、有线网卡模块,用于对电极数据的网络数据库查询或工作数据存取。

所述系统主机识别电路由mi5100感光芯片构成的微距二维码扫描传感器，扫描二维码图片后传递给mb86s22aa图像处理模块转化后传递给识别控制器后①通过stm32f429为核心的控制板连接网络对接数据库读写电极批次型号规格使用参数以及使用次数；②或解析二维码读取电极批次型号规格使用参数以及使用次数；③或读取电极型号信息后调用识别电路中预存的对应参数信息。

(1)所述系统主机识别电路的串口使用控制芯片的tx与rx脚并通过使用两片max13237e芯片做电平匹配可实现高速收发电极型号及设置参数编码信息，并由系统主机主控制模块解码，并在程序控制代码中实现控制；(2)2g/3g/4g制式移动网络模块采用quectelec20全网通4g模块及传输控制器具有minipcie接口以及支持gprs和gps功能的可以直接连接于带pcie插槽的主机识别电路中或转换为串口进行连接。主机识别电路可以通过2g/3g/4g制式移动网络模块采用quectelec20全网通4g模块及传输控制器接入移动网络然后tcp/ip接入云端数据库。

相对于现有技术，本发明的优点包括：

(1)不用额外增加电极的组成元件，即可以实现电极的信息识别，使用信息识别；

(2)电极部分不存在识别用的电气元件，完美的解决了原电气读写部分与电极工作组件的电气隔离问题，以及读取时的电磁干扰问题；

(3)在二维码信息不加密的情况用手机等通用设备的二维码扫描app也可以读取了解电极的基本信息；

(4)系统主机可以通过其带的识别电路，读取二维码获得电极的信息及状态并发送到互联网存储至网络数据库或存储于本地设备中，以便追溯电极使用情况及状态。

(5)易于制作，制作成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的整体原理框图；

图2为本发明实施例的两针双极电极连接器的插头示意图；

图3为本发明实施例的带有二维码的两针双极电极连接器插头正面图。

具体实施方式

本实施例提供一种医用手术电极的识别、信息记录方法及对应电路。

所述医用手术电极的识别及信息记录系统应用于电极手术系统中，所述电极手术系统包括手术电极和系统主机，所述手术电极为手术执行器。所述电极连接器连接有插头，插头结构如图2及图3所示。所述系统主机设有连接器端座，所述系统主机与所述手术电极通过电极连接器信号连接，用于向所述手术电极输出工作能量。

如图1至图3所示，所述识别及信息记录系统包括：识别码12，其为二维码，采用datamatrix码的ecc200符号方式编码，其设置于作为被识别件的手术电极的电极连接器的插头上；所述插头连接至所述系统主机的连接器端座中；所述系统主机包括识别电路；所述识别电路对所述二维码50进行读取、识别，从而识别所述手术电极的型号和/或数据信息。

如图2所示，所述手术电极为双极电极，其输出两线对地隔离，可实现对电极端口的至少两针进行连接及信息识别。其包括电极插头针10、20，以及电极引线30。

如图1所示，所述识别电路包括微距摄像头、图像处理模块、led灯、识别控制器、传输控制器及flash存储器及网络模块。所述系统主机的连接器端座中设有一摄像窗，当所述插头插入所述系统主机的连接器端座中时，二维码50正对该摄像窗，所述检测传感器用于检测所述二维码50的位置，所述微距摄像头在所述摄像窗的另一侧正对摄像窗，其用于透过所述摄像窗扫描所述二维码并传至所述图像处理模块，所述图像处理模块用于对所述二维码进行转化处理后，传递给所述识别控制器，所述识别控制器用于识别所述二维码包含的电极型号及使用参数；所述led灯设置于摄像窗后用于为所述识别电路提供光源，所述flash存储器与所述识别控制器信号连接，用于存储识别到的信息。所述微距摄像头为mi5100感光芯片构成的微距二维码扫描传感器模块rer-usb500w05g-fv100。识别控制器和传输控制器为该系统中的微控制器模块，其中，识别控制器为以rk3328为核心的控制板，其与图像处理模块、所述传输控制器和所述系统主机连接，所述传输控制器为以stm32f429为核心的控制板，其与所述识别控制器、所述网络模块、系统主机及所述flash存储器连接。

所述识别电路的识别控制器的tx与rx脚通过串口与所述系统主机的主控模块信号连接，并通过两片max13237e芯片做电平匹配实现高速收发手术电极的型号及设置参数编码信息。所述系统主机的主控制模块中包含程序控制代码，其用于：当识别电路的识别控制器对所述二维码的图像解码后，形成手术电极的控制参数，该控制参数是含有校验位的编码数据，所述识别控制器将该控制参数通过所述串口传输至所述系统主机的所述主控模块中后，控制所述主控模块对所述编码数据进行解码，分解出多项电极控制参数，并由所述系统主机输出至所述手术电极。

所述识别控制器用于识别处理所述二维码包含的电极型号及使用参数的方法可以有以下三种：

一、在无网络连接，且系统主机中(包括识别电路中)没有预存的手术电极的参数信息对照数据库的情况下，识别控制器通过解码所述二维码提取出二维码中所包含的电极型号、电极编号、默认功率、默认电压、默认工作频率、默认电流、生产厂家、生产批号、预计使用寿命或次数等参数信息，形成手术电极的控制参数，由系统主机的主控模块通过解码，分解出多项电极控制参数；

二、在无网络连接，但是系统主机(包括识别电路)中有预存的手术电极的参数信息对照数据库的情况下，识别控制器通过解码所述二维码，提取出二维码中的电极型号、电极编号后以及其它附带信息后，通过电极型号信息从设置于系统主机中(包括识别电路)的存储介质中的本地对照数据库，即所述预存的手术电极的参数信息对照数据库中提取出对应的手术电极的使用功率、使用电压、使用电流的公式数学模型参数信息，形成手术电极的控制参数，由系统主机的主控模块通过解码，分解出多项电极控制参数，同时对该电极的编号以及更新后的已使用次数形成64位编码保存在存储介质中，当有网络连接时与服务器或云端数据库交互。

上述的对该电极的编号以及更新后的已使用次数形成64位编码保存在存储介质中，具体为一种控制电极使用次数的本地策略：当该电极段使用满时或发现新年份字段时，屏蔽使用满字段或前期年字段的电极使用，具体方式为读取电极编号，提取出其中的头字段年份及流水编号，当如2017年份的电极编号满了后，设备遇到2017年的电极将无法再启动输出以及正常工作；另一种新年份字段，如发现2018年字段电极时，依据电极的有效期(如3年)即将2016年以前的即以16为头字段的电极将无法再启动输出以及正常工作，这种策略保证了存储介质可以进行自更新及反复使用，且利用最小容量存储，使设备介质不会因为满溢而影响设备运行，同时可以对市场上的电极在无网络时也实现使用寿命的完全控制。例如：读出的电极编号的是1702010103，17代表年份为2017年，02代表月份为2月，01代表日期为1日，03代表使用次数，当17020101-17020199的电极编号都有记录，就意味着2017年02月01日的电极编号都读取到满，设备遇到2017年02月01日的电极将无法再启动输出以及正常工作。所述存储介质不限于epprom、flash、硬盘、闪存卡等。

三、在网络连接状态下，所述识别控制器通过传输控制器连接网络对接服务器或云端的数据库解码二维码，获得所述手术电极的批次型号规格、使用参数以及使用次数、同时获取使用时的契合预测参数，所述契合预测参数包含匹配的动态输出功率、电压、电流等驱动参数以及对应效应参数如阻抗、温度等。网络连接的方式是：所述识别电路通过传输控制器连接2g/3g/4g制式移动网络模块或也可以是无线、有线网卡模块，所述2g/3g/4g制式移动网络模块采用quectelec20全网通4g模块，具有minipcie接口，以及支持gprs和gps功能；所述无线、有线网卡模块为采用802.11b/g/n无线标准的串口wifi、以太网模块如hlk-rm04模块，使得所述识别电路可以由此接入移动网络然后通过tcp/ip接入云端数据库。

优选的，采用上述第三种形式，带有二维码的两针双极电极连接器的电极插头插入电极连接端座时，电极插头上的二维码50对齐电极连接端座上的摄像窗，电极插头针10、20亦插入对应的凹槽中。此时，二维码50的图片被mi5100核心微距摄像头摄取到后，由图形信号感光转换为电信号，再由mb86522aa为核心的图像处理模块转化为数字信息通过识别控制器传递给传输控制器，传输控制器提取出电极编号，并将电极编号通过网络模块，即quectelec20的4g模块连接移动网络传到云数据库，由云数据库返回对应电极的使用功率、使用次数等信息，通过所述串口发送给高频功率源控制电极工作输出，并存储在存储介质以及flash存储器中。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。