一种基于敏感元件反馈的电外科双极钳钳头装置的制作方法

1.本实用新型涉及电外科双极钳技术领域，特别涉及一种基于敏感元件反馈的电外科双极钳钳头装置。


背景技术：

2.电外科双极钳是夹钳状器械，钳状器械依赖于其钳爪之间的机械动作来抓持、夹持和约束组织。基于电能的双极钳利用机械夹持动作和能量输出，以加热组织从而凝结和/或烧灼组织来实现止血。双极钳进行组织封闭时，一般分为三步，一夹紧组织束、二高频能量作用于组织束，三使用器械自带的推刀离断组织束。其中第二步的组织束密封优良的判断依据是组织束中的血管是否继续出血，意味着血管的闭合情况直接影响手术的效果。现有双极钳在闭合组织束时，随着组织汇总射频能量密度的增加，组织表面变得干燥，并抵抗额外的欧姆加热，当组织阻抗升高时，局部组织干燥和烧焦几乎可以立即发生，从而导致组织不均匀密封。典型的现有技术双极钳可通过所涉组织横向传播多余的射频能量，从而引起不必要的附带热损伤。
3.为实现较好的组织封闭效果，商业用电外科双极钳需要控制好主要的三个参数：施加到血管的压力、电极间隙和加热温度。适当的电极间隙防止电极间短路，同时也不可过大，需要适应较薄组织的闭合，因此电极间隙最优值处于0.001英寸到0.006英寸的范围，闭合较大组织束闭合压力的最优值处于3kg/cm2到16kg/cm2的范围内。因此准确的压力反馈及温度控制是实现组织闭合的重要手段。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于敏感元件反馈的电外科双极钳钳头装置，解决钳头对于温度和/或压力控制的准确性，使其所夹持组织处于在较好的闭合温度范围，增强闭合凝闭效果。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种基于敏感元件反馈的电外科双极钳钳头装置，包括上钳口组件20和下钳口组件30，所述上钳口组件20包括上底座21、上电极片22和上垫片23，所述上底座21位于所述上电极片22的上方，所述上底座21与所述上电极片22之间填充有所述上垫片23，所述上垫片23为绝缘垫片，所述下钳口组件30包括敏感组件33、下电极片32、下底座31和绝缘物质35，所述敏感组件33包含至少一个的敏感元件，所述敏感元件为温度敏感元件和/或压力敏感元件，所述下电极片32与所述敏感元件的顶面平齐，所述下电极片32、敏感组件33位于所述下底座31的上方，所述下电极片32与所述敏感组件33之间、所述下电极片32与所述下底座31之间、所述敏感组件33与所述下底座31之间均填充有所述绝缘物质35，所述上底座21的后端与所述下底座31的后端铰接。
7.进一步的，所述敏感元件上表面设有凸台，所述下电极片32上设有通孔321，所述凸台插入所述通孔321内，所述凸台的顶面与所述下电极片32的顶面平齐。
8.进一步的，所述下钳口组件30还包括下垫片36，所述下垫片36为绝缘垫片，所述敏感组件33放置在所述下垫片36上。
9.进一步的，所述敏感元件底面向下延伸有沿前后方向设置的下凸条，所述下垫片36上设有与所述下凸条位置和形状对应的下凹槽，所述敏感元件的下凸条伸入所述下垫片36的下凹槽内。
10.进一步的，多个所述敏感元件沿前后方向间隔排列设置，所述下垫片36在相邻敏感元件之间的间隙内填充有绝缘填块361。
11.进一步的，所述绝缘填块的横断面形状与所述敏感元件的横断面形状相同。
12.进一步的，所述下钳口组件30还包括下绝缘外壳34，所述下绝缘外壳34将所述下底座31、下垫片36、敏感组件33及下电极片32整体包裹，所述上钳口组件20还包括上绝缘外壳24，所述上绝缘外壳24将所述上底座21、上垫片23及上电极片22整体包裹。
13.进一步的，所述下绝缘外壳34为顶面设有上开口、后侧面设有下底座伸入孔的壳体结构，所述下绝缘外壳24为底面设有下开口、后侧面设有上底座伸入孔的壳体结构。
14.进一步的，所述下绝缘外壳34的左内侧壁、前内侧壁、右内侧壁上设有下嵌合凹槽341，所述下电极片32底部边缘设有向外弯曲的下弯曲凸边322，所述敏感元件和下垫片36的底部边缘均设有向外延伸的下凸边33b，所述下电极片32的下弯曲凸边、所述敏感元件的下凸边、所述下垫片36的下凸边均嵌合在所述下绝缘外壳34的下嵌合凹槽内；所述上绝缘外壳24的左内侧壁、前内侧壁、右内侧壁上设有上嵌合凹槽241，所述上电极片22的顶部边缘设有向外弯曲的上弯曲凸边221，所述上垫片23的顶部边缘设有向外延伸的上凸边231，所述上电极片22的上弯曲凸边、所述上垫片23的上凸边均嵌合在所述上绝缘外壳24的上嵌合凹槽内。
15.进一步的，所述敏感组件33包括4个敏感元件，分别为第一敏感元件331、第二敏感元件332、第三敏感元件333、第四敏感元件334，每个所述敏感元件为正温度系数的热敏电阻、负温度系数的热敏电阻、临界温度热敏电阻、压力传感元件类型中的一种。
16.本实用新型的有益效果在于：在所述下钳口组件30中设置包含温度和/或压力检测元件的敏感组件33，解决钳头对于温度和/或压力控制的准确性，使其所夹持组织处于在较好的闭合温度范围，增强闭合凝闭效果。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例现有电外科双极钳钳头部位上、下钳口闭合时的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例中双极钳钳头上、下钳口张开时的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例中上钳口组件的分解结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例中下钳口组件的分解结构示意图；
21.图5为本实用新型实施例中上、下钳口组件闭合时图2中横断面a处的电位示意图；
22.图6为本实用新型实施例中不同温度敏感元件阻值温度特性曲线示意图；
23.图7为本实用新型实施例中双极钳前端上、下钳口闭合血管时图2中横断面a处断面示意图；
24.图8为本实用新型实施例中结合ptc的双极钳钳头闭合血管操作流程示意图；
25.图9为本实用新型实施例中多个信号电路并联的数据采集示意图。
26.标号说明：
27.10、内外杆组件；11、外杆；111、滑槽；12、移动销；13、固定轴；
28.20、上钳口组件；21、上底座；211、上斜槽；212、上圆孔；
29.30、下钳口组件；31、下底座；311、下斜槽；312、下圆孔；
30.40、推刀；
31.213、上凹槽；
32.22、上电极片；221、上弯曲凸边；23、上垫片；231、上凸边；232、上凸条；24、上绝缘外壳；241、上嵌合凹槽；
33.32、下电极片；321、通孔；322、下弯曲凸边；33、敏感组件；331、第一敏感元件；332、第二敏感元件；333、第三敏感元件；334、第四敏感元件；33a、圆形凸台；33b、下凸边；34、下绝缘外壳；341、下嵌合凹槽；35；绝缘物质；36、下垫片；361、绝缘填块。
具体实施方式
34.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
35.请参照图1至图9，本实用新型提供的实施例为：
36.首先介绍下现有电外科双极钳的前端开闭结构，如图1、图2所示，现有电外科双极钳(以下简称双极钳)，一般由内外杆组件10、上钳口组件20、下钳口组件30、推刀40等组成，对组织进行闭合及离断。所述内外杆组件10包括外杆11、内杆(未示出，与外杆同轴)、固定轴13和移动销12，在所述外杆11上设有滑槽111。所述固定轴13作为上钳口组件20及下钳口组件30开合动作的枢轴，所述固定轴13安装在上底座21的上圆孔212、下底座31的下圆孔312内，所述移动销12固定于内杆(未示出，与外杆同轴)上，同时滑动伸入上底座21的上斜槽211、下底座31的下斜槽311及所述外杆11的滑槽111内。若内杆(未示出，与外杆同轴)在外杆11中滑动，所述移动销12在所述滑槽111中直线运动，同时也在所述上斜槽211、下斜槽311中滑动，即可带动上钳口组件20及下钳口组件30的开合。对于该段中论述的双极钳结构因属于现有技术，本专利仅描述到此，整体结构详细内容可参考vessel sealer and divider for lager tissue structures(us2014249528a1)这一美国专利。
37.接下来介绍本技术中电外科双极钳的改进结构部分：
38.如图3所示，所述上钳口组件20的分解示意图，所述上底座21上设有上垫片23，在所述上垫片23上设有上电极片22，所述上绝缘外壳24将所述上底座21、上垫片23及上电极片22整体包裹。
39.同样地，如图4所示，所述下钳口组件30的分解示意图，所述下底座31上设有下垫片36，在所述下垫片36上设有敏感组件33，所述下绝缘外壳34将所述下底座31、下垫片36、敏感组件33及下电极片32整体包裹。所述敏感组件33包含至少一个的敏感元件，所述敏感元件为温度敏感元件和/或压力敏感元件，所述下电极片32与所述敏感元件的顶面平齐，两者均能与上电极片22电接触。本具体实施例中在所述下电极片32上设有通孔321，在所述敏感组件33包括4个敏感元件，分别为第一敏感元件331、第二敏感元件332、第三敏感元件333及第四敏感元件334，并在每个敏感元件上设有1或2个凸台，具体的，所述敏感元件上的凸
台为圆形凸台33a。所述圆形凸台33a可以插入所述通孔321中，所述圆形凸台33a的直径小于所述通孔321的孔径。
40.所述下垫片36为绝缘垫片，所述敏感组件33放置在所述下垫片36上，所述下垫片36用来对所述敏感元件进行支撑。
41.所述敏感元件底面向下延伸有沿前后方向设置的下凸条，所述下垫片36上设有与所述下凸条位置和形状对应的下凹槽，所述敏感元件的下凸条伸入所述下垫片36的下凹槽内，方便对敏感元件放置在下垫片36上的位置进行定位。
42.多个所述敏感元件沿前后方向间隔排列设置，所述下垫片36在相邻敏感元件之间的间隙内填充有绝缘填块361，优选地，所述绝缘填块的横断面形状与所述敏感元件的横断面形状相同，保证敏感元件之间具有良好的绝缘性。
43.所述下绝缘外壳34为顶面设有上开口、后侧面设有下底座伸入孔的壳体结构，所述下绝缘外壳24为底面设有下开口、后侧面设有上底座伸入孔的壳体结构。所述下底座31从所述下绝缘外壳34后侧面的下底座伸入孔伸入下绝缘外壳34内，实现下绝缘外壳34对下底座31的绝缘包裹，所述上底座21从所述上绝缘外壳24后侧面的上底座伸入孔伸入上绝缘外壳24内，实现上绝缘外壳24对上底座21的包裹，安装方便。
44.如图5所示，为所述图2中的横断面a的截面，此横断面a通过所述第二敏感元件332上两个圆形凸台33a的中心线，所述下电极片32与第二敏感元件332之间填有绝缘物质35，此绝缘物质35可以为绝缘胶、塑料、绝缘漆。图5中所述上电极片22为负极，所述下电极片32为正极，所述上电极片22与所述下电极片32之间构成加热电路，所述敏感组件33为正极，所述上电极片22与所述敏感组件33之间构成信号电路。本实施例中所述敏感组件33为另外一个单独的正极，与所述上电极片22，构成信号电路。其中所述第二敏感元件332可以为正温度系数的热敏电阻(简称ptc)、负温度系数的热敏电阻(简称ntc)、临界温度热敏电阻(简称ctr)或压力传感元件类型中的一种，而敏感组件33中4个敏感元件可以由正温度系数的热敏电阻(简称ptc)、负温度系数的热敏电阻(简称ntc)、临界温度热敏电阻(简称ctr)、压力传感元件类型中一种或者二种以上类型的敏感元件组合。
45.如图5所示，所述下绝缘外壳34的左内侧壁、前内侧壁、右内侧壁上设有下嵌合凹槽341，所述下电极片32底部边缘设有向外弯曲的下弯曲凸边322，所述敏感元件和下垫片36的底部边缘均设有向外延伸的下凸边33b，所述下电极片32的下弯曲凸边、所述敏感元件的下凸边、所述下垫片36的下凸边均嵌合在所述下绝缘外壳34的下嵌合凹槽内；所述上绝缘外壳24的左内侧壁、前内侧壁、右内侧壁上设有上嵌合凹槽241，所述上电极片22的顶部边缘设有向外弯曲的上弯曲凸边221，所述上垫片23的顶部边缘设有向外延伸的上凸边231，所述上电极片22的上弯曲凸边、所述上垫片23的上凸边均嵌合在所述上绝缘外壳24的上嵌合凹槽内。
46.所述上垫片23顶面向上延伸有沿前后方向设置的上凸条232，所述上底座21上设有与所述上凸条位置和形状对应的上凹槽213，所述上垫片23的上凸条伸入所述上底座21的上凹槽内，实现上垫片23与上底座21之间的定位。
47.如图6所示，细实线表示正温度系数的热敏电阻(简称ptc)的温度阻值特性曲线，虚线表示负温度系数的热敏电阻(简称ntc)的温度阻值特性曲线，粗实线表示临界温度热敏电阻(简称ctr)的温度阻值特性曲线。由ptc的温度阻抗特性曲线可知，常温状态下呈低
阻值状态，阻值一般较小，比如5ω，当温度超过设定的居里温度tc后(所谓的开关温度)，本案例中设置90℃为居里温度，ptc的阻值将会随温度的增加呈非线性骤升。当ptc温度阻抗特性曲线达截止温度时，本案例中设置100℃为截止温度，ptc的阻值增加到最大状态，比如1000ω，当超过截止温度时，其阻值增加极其缓慢，甚至持平。而ctr与ptc呈相反的趋势，常温状态其阻值呈最大状态，比如1000ω，当随温度增加，到达某一温度时，比如本案例中的90℃，其阻值骤降，超过100℃时，阻值降低明显缓慢，甚至持平。ntc其阻值在常温状态呈最大状态，随温度增加逐渐下降，在开关温度前，阻值随着温度降低明显，超过开关温度后平缓。
48.如图7所示为双极钳前端双闭合血管时横断面a处断面示意图，本实用新型一具体实施例为：所述第二敏感元件332为热敏电阻。当所述上钳口组件20与下钳口组件30之间夹持血管组织时，设血管组织的等效电阻为rv，其等效电阻有几百至上千欧姆；假设ptc的常温阻值为r0，设定为5ω，血管组织与所述第二敏感元件332为串联状态，信号电路中的总阻值即为rv+5。进行血管组织闭合时，所述上电极片22与所述下电极片32所夹持组织接触面温度升高，组织迅速脱水，血管组织等效电阻rv变化缓慢，而从图6中的ptc的阻抗温度特性曲线可知，当超过开关温度后，ptc的阻值r0具有骤变的特性。当输入电压不变情况下，根据伏安特性曲线，电流与电阻呈反比，相应的其电流会随串联电阻骤升而迅速减小。
49.如图8所示，使用ptc的双极钳闭合血管的具体操作流程，当双极钳进行所述步骤100a开始血管闭合时，双极钳需要连接配套的主机，当连接主机后，出现步骤100b中加热电路处于断开状态，信号电路通电处于闭合状态，信号电路中即通有固定的初始电压，一般比较小，比如5v，此时信号通路中的阻值为rv+r0，电流变化率为δi变化缓慢，按下双极钳操作手柄上的开关按键，此时进行步骤100c，加热电路通电由断开变为闭合状态时，加热电路则对组织进行加热及炙烤。主机同时执行步骤100d中检测电流变化信号，结合图7中ptc的阻抗温度曲线，随着时间的推移，温度超过开关温度时，信号电路中的电阻骤升，主机通过检测电流变化速率δi由慢变快时，判定钳口温度处于90℃左右，主机不执行任何命令，直到温度继续达到ptc最大电阻温度100℃时，其阻值变化趋平，主机通过检测电流变化速率δi由快变慢时，判定钳口温度处于100℃左右，此时主机端执行步骤100e中的加热电路断开，血管闭合结束。在步骤100d中，可以直接发出断开信号，也可以延迟一段时间后发出断开信号到达步骤100e。以上操作步骤可以在一个血管闭合过程中，循环多次。
50.由图4、图5可知，所述第一敏感元件331、第二敏感元件332、第三敏感元件333及第四敏感元件334的任意一个与所述上电极22构成独立的信号电路，彼此信号电路间为并联状态。如图9所示，当所述第一敏感元件331、第二敏感元件332、第三敏感元件333及第四敏感元件334均为同一类型的敏感元件时，例如本实施例中统一使用ptc为敏感元件时，其中eeprom 61、eeprom62、eeprom 63、eeprom 64可以为非易失存储器，并与发生器中的mcu等芯片通信，可以在术中确定发生高温的ptc位置甚至升温顺序，帮助医生判断组织组成，特别是血管丰富的肿瘤组织；同时，记录在存储设备中的数据，允许发生器后台调取，回顾总结手术过程，并成为手术辅助系统的学习输入数据。
51.如图7所示，也可为本实用新型另一具体实施例，所述第二敏感元件332也可为压力传感元件，对于闭合血管过程中的压力进行检测，当压力值过小或者过大时，将信号传输至主机，比如小于3kg/cm2或大于16kg/cm2，主机对压力数值进行采集并做出判断，分别发
出压力过大或者过小警报，以改善使用者的操作，实现较好的血管闭合效果。
52.综上所述，本实用新型提供的基于敏感元件反馈的电外科双极钳钳头装置，通过在钳口增加温度和/或压力敏感元件，对其一或者两种状态进行信号采集，并通过主机对双极钳钳口功率、电压或者电流进行调整，以期取得较好的血管组织闭合效果。
53.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。