[發(fā)明專利]基于溫差制冷的可調溫手術刀

在審

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• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104523331A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 崔雪;龔建芳;鄭翔
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: A61B18/02
• 分類號: A61B18/02;A61B18/08
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子及電制冷領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于溫差制冷的可調溫手術刀。

背景技術

現有的“冷刀”也叫冷凍探針，其主要是冷凍器械應用液氮(也有用氬氣的)汽化吸收大量熱的原理實現致冷的。具體地，現有的“熱刀”主要是高頻電刀，是利用高頻電流接觸組織造成的強大電阻而產生的高溫來切割組織，凝固血管。

目前，冷凍手術設備工作的原理是制冷的原理是焦耳－湯姆遜原理，也就是氣體節(jié)流效應。一般在數十秒內氬氣可使針尖溫度迅速降至零下175℃，氦氣使溫度升至零上45℃。主要存在的不足有以下幾點：1.由于采用低溫液體汽化，因此系統體積重量龐大。2.需要精密的溫度檢測和控制系統，系統價格高昂。3.探針尺寸小、需要中空并封閉，且需要承受較大的氣體壓力，因此制作工藝要求高。

高頻電刀在使用過程中主要的缺點有：1.手術室中不得有易燃易爆的氣體、液體或其它物質，因為高頻電刀手術中會產生火花、弧光，易燃易爆物遇火花、弧光會發(fā)生燃燒或爆炸。2.帶有心臟起搏器的病人一般不能使用高頻電刀，因高頻會干擾心臟起搏器，使之工作不正常甚至停博。如一定要使用高頻電刀，則必須按起搏器的使用說明書規(guī)定，采取必要而有效的預防措施。3.極板必須正確連接和安放，與病人皮膚接觸面要足夠大。4.系統復雜并且價格高。5.高頻電刀本身必須具有十分完善而可靠的安全保障體系，這是保證病員和醫(yī)護人員安全的最基本的條件。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠同時完成冷凍和灼燒功能、可以倒立或者側立使用、沒有方向性限制且不受氣體量限制的基于溫差制冷的可調溫手術刀。

為了實現上述技術目的，根據本發(fā)明，提供了一種基于溫差制冷的可調溫手術刀，包括：刀片、半導體制冷片、直流電源、PWM波形發(fā)生器、半導體制冷片、溫度檢測裝置、溫度顯示裝置以及控制部分；其中，半導體制冷片與刀片以相互接觸的方式布置；而且其中，直流電源向PWM波形發(fā)生器提供直流電，PWM波形發(fā)生器對直流電進行調制以產生方波信號，并且將方波信號提供給半導體制冷片的輸入端；溫度檢測裝置用于檢測半導體制冷片的冷端和/或熱端的溫度，并且將檢測到的冷端溫度傳遞給控制部分；而且，控制部分將接收到的冷端和/或熱端的溫度顯示在溫度顯示裝置上。

優(yōu)選地，用戶通過向PWM波形發(fā)生器輸入控制指令以調節(jié)PWM波形發(fā)生器產生的方波信號的頻率。

優(yōu)選地，控制部分進一步用于調節(jié)PWM波形發(fā)生器產生的方波信號的頻率。

優(yōu)選地，方波信號的頻率大于2000Hz。

優(yōu)選地，基于溫差制冷的可調溫手術刀還包括手柄，其中手柄有制冷片插槽及刀片插槽，分別用于布置半導體制冷片和刀片。

優(yōu)選地，所述手柄的材料為隔熱材料。

優(yōu)選地，控制部分由AT89S51單片機實現，而且由直流電源向AT89S51單片機提供5V的直流電。

優(yōu)選地，所述半導體制冷片是電制冷芯片。

優(yōu)選地，所述半導體制冷片的冷端與熱端之間的最大溫差不低于60℃。

本發(fā)明利用PWM(Pulse?Width?Modulation)脈沖寬度調制技術，通過調節(jié)脈沖寬度，控制電制冷芯片的溫度，適合于手術中對切口進行冷凍處理。由于電制冷有制冷芯片和制熱芯片，并且可以多個制冷片并聯使用；因此，制熱芯片連接手術刀也可以對手術過程中的出血點進行灼燒處理。利用可調溫手術刀，對凝固血管、減少手術過程出血量、提高手術效率較傳統方式有很大優(yōu)勢。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的基于溫差制冷的可調溫手術刀采用的手術刀部件的結構圖。

圖2示意性地示出了根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的基于溫差制冷的可調溫手術刀的功能框圖。

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內容進行詳細描述。