一种多功能等离子体手术刀

1.本发明属于手术医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种多功能等离子体手术刀。


背景技术：

2.等离子体技术是从上个世纪90年代开始应用于医学当中，英国佳乐公司在1998年率先将其用于前列腺的组织切除，我国于2001年才首次引入该技术。由于低温等离子消融术在组织切割、术后止血止痛以及微创手术等方面逐渐显现出优越性及其令人瞩目的发展前景，如今，低温等离子消融术已在国内外的外科医疗手术界中占据了重要的一席之地。
3.传统的低温等离子射流刀一般是用类似于氩气、氦气这样的单原子组成的惰性气体作为工作介质，虽然空气、氮气也可以作为气体等离子体的工作介质，但因其产生等离子的难度大大增加，所以应用的相对较少。等离子体随着氩气的流动从喷嘴轻轻吹出，生成流动性很好的等离子射流焰，射流焰中的高能活性粒子可以轻易打断蛋白质大分子的肽键，因此用于切割组织时具有方便快捷的优点，且使创面非常整洁。
4.但是由于存在氧化反应会使电极和喷嘴容易损耗和烧蚀，另外，在大气压下放电，由于气体的击穿电压也比较高，因此放电间隙通常会很小，使被处理组织的大小受到限制。在手术中存在因为处理组织的不同操作而频繁更换手术刀的情况，极大降低了手术效率，手术操作极其不便。


技术实现要素：

5.针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种多功能等离子体手术刀，旨在解决手术刀的电极和喷嘴所需的电压较高，容易损耗，以及在手术中根据不同组织处理需求而频繁更换手术刀，造成操作繁琐和手术效率下降的问题。
6.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种多功能等离子体手术刀，包括：刀头、刀杆主体、刀柄、气源管、气瓶、注液管和吸引管；
7.所述刀头包括从外至内依次嵌套设置的橡胶管、不锈钢管和陶瓷绝缘头，以及设置在所述陶瓷绝缘头上的消融电极、射流组件和吸引口；
8.所述刀头通过所述刀杆主体连接至所述刀柄，所述刀柄上设置功能按钮，用于切换手术刀的工作模式；
9.所述刀柄上连接所述注液管，在所述手术刀处于消融模式时，生理盐水通过所述注液管进入所述刀头，并通过所述橡胶管和所述不锈钢管之间的间隙注入待手术的目标组织；
10.所述消融电极为环形半圆状，采用分段电极组成，在所述手术刀处于消融模式时，所述消融电极用于在目标组织处产生离子体辉光放电对所述目标组织进行切割并将切除的组织碎片化；
11.所述气源管的一端连接所述气瓶，另一端连接所述刀柄，在所述手术刀处于射流模式时，所述气瓶中的工作气体通过所述气源管进入所述刀头；
12.所述射流组件包括石英玻璃管和两层金属电极，按照金属电极-石英玻璃管-金属电极依次嵌套形成三层结构，并且一端的中心开孔作为射流孔；在所述手术刀处于射流模式时，所述射流组件用于将工作气体射流至所述目标组织进行快速凝血或精细切割；
13.所述吸引口将切除的组织吸入后通过与所述刀柄相连的所述吸引管排出。
14.可选的，所述陶瓷绝缘头包括柱状陶瓷主体和陶瓷端面；
15.所述柱状陶瓷主体设置于所述不锈钢管的内侧，用于隔绝各电极以及和所述刀柄连接；
16.所述陶瓷端面上设置电极槽，所述电极槽内设置所述消融电极；
17.所述陶瓷端面上设置射流槽，所述射流槽内设置所述射流组件；
18.所述陶瓷端面上设置一个所述吸引口，所述柱状陶瓷主体内设置一个吸引通道与所述吸引口相连，所述吸引通道与所述吸引管相连，所述吸引口将所述消融电极切割产生的组织以及组织液和生理盐水吸出。
19.可选的，所述射流组件采用三层堆叠式的放电结构，包括从内到外依次嵌套的高压电极、石英玻璃介质管和接地电极，均为一端开口的空心柱状，另一端的中心开孔作为射流孔；所述工作气体在柱状的高压电极中流动和反应，并通过所述射流孔到达所述目标组织。
20.可选的，所述射流组件采用类dbd的放电结构，包括从内到外依次设置的高压针电极、石英玻璃介质管和接地电极；所述石英玻璃介质管和所述接地电极的一端均为开口的空心柱状，另一端的中心开孔作为射流孔，所述高压针电极设置在所述石英玻璃介质管的中心位置，且针尖正对所述射流孔的中心；所述工作气体在所述石英玻璃介质管和所述高压针电极之间的间隙中流动和反应，并通过所述射流孔到达所述目标组织。
21.可选的，所述多功能等离子体手术刀还包括电源线及接口，所述电源线与所述刀柄连接，并通过所述接口接入外部电源。
22.可选的，所述消融电极和射流组件均可伸缩。
23.可选的，所述多功能等离子体手术刀还包括控制模块，所述功能按钮包括电源按钮、消融功能按钮、射流凝血功能按钮和射流切割功能按钮，所述控制模块用于根据不同的功能按钮进行功能控制；
24.按下所述电源按钮时，所述手术刀处于待机状态，所述手术刀接通电源，所述消融电极和所述射流组件收于所对应的槽中；
25.按下所述消融功能按钮时，所述手术刀切换为消融模式，所述消融电极由控制模块操纵伸出；所述消融电极接通脉冲电压，生理盐水通过所述注液管从所述橡胶管和所述不锈钢管之间流出，在所述消融电极的周围产生等离子体辉光放电；
26.按下所述射流凝血功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的凝血模式，所述射流组件由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为5kv的脉冲高压，所述气源管将所述气瓶中的工作气体导入，在所述高压电极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对伤口进行消毒杀菌；
27.按下所述射流切割功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的切割模式，所述射流组件由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为15kv的脉冲高压，所述气源管将所述气瓶中的工作气体导入，在所述高压电
极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对目标组织进行精确切割。
28.可选的，所述消融电极接入的脉冲电源的电压幅值为150v、占空比为50％、工作频率为100khz。
29.可选的，所述工作气体采用空气。
30.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
31.(1)本发明提供的一种多功能等离子体手术刀，将等离子体射流刀和消融刀进行结合和创新：射流刀的等离子体随着气体的流动从喷嘴轻轻吹出，生成流动性很好的等离子射流焰，射流焰中的高能活性粒子可以轻易打断蛋白质大分子的肽键，用于切割组织时具有方便、快捷、精确的优点，且使创面非常整洁。消融刀以生理盐水为介质进行放电，等离子体中的高能电子可以和水分子发生反应，生成高活性自由基与邻近的组织表面发生反应，将组织消融。消融电极同时作用面积更大，弥补了射流刀处理组织面积大小受限的缺点。将这两者结合起来后，实现了真正意义上的多功能等离子体手术刀。
32.(2)本发明提供的一种多功能等离子体手术刀的射流刀属于类介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，dbd)射流，独特的小孔和收口设计保证了射流的大功率工作条件下的高能粒子密度，能够迅速产生大量活性氧和活性氮粒子，射流长度长，切割速度快，切割面整洁光滑，手术视野更清晰，能够大大减轻病人的痛苦，缩短康复周期；同时射流工作气体为空气，有效避免了氩气射流容易造成电极氧化的问题。
33.(3)本发明提供的一种多功能等离子体手术刀通过功能按钮可以随时切换工作状态和模式，外侧有大面积消融刀，内侧有小体积射流刀可根据不同需求快捷切换刀头，避免了术中频繁更换手术刀的情况；同时除了消融和切割两种工作状态外，本装置通过控制电极上施加的电压和射流组件的工作气体，还能实现单独的消毒和凝血功能。其多功能性适用于多种手术场景，可以根据需求便捷切换功能，可以有效缩短手术时间。
34.(4)本发明提供的一种多功能等离子体手术刀的消融刀阳极结构创新性的采用环状的分段电极，环状电极保证了大面积操作时的易控性，同时分段式的设计一方面加强了边沿的等离子体放电强度，降低了对驱动电压的要求，另一方面又可以将切割下来的组织进行碎片化，有利于陶瓷绝缘头上吸引口的吸引，避免出现大块组织堵塞吸引通道的情况，对电极的保护更好。
附图说明
35.图1是本发明实施例提供的一种多功能等离子体手术刀的结构示意图。
36.图2是本发明实施例提供的刀头结构示意图。
37.图3是本发明实施例提供的一种射流组件的结构示意图。
38.图4是本发明实施例提供的另一种射流组件的结构示意图。
39.图5是本发明实施例提供的一种多功能等离子体手术刀在两种工作模式下形成的典型焦痂直径图。
40.图6是本发明实施例提供的一种多功能等离子体手术刀在两种工作模式下形成的典型焦痂深度图。
41.标记说明：
42.1、刀头；2、刀杆主体；3、刀柄；4、电源线；5、气源管；6、注液管；7、吸引管；8、功能按钮，9、气瓶、10接口。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
44.下面结合一个优选实施例，对上述实施例中涉及的内容进行说明。
45.如图1所示，一种多功能等离子体手术刀，包括：刀头1、刀杆主体2、刀柄3、气源管5、气瓶9、注液管6和吸引管7；
46.所述刀头1包括从外至内依次嵌套设置的橡胶管101、不锈钢管102和陶瓷绝缘头103，以及设置在所述陶瓷绝缘头103上的消融电极104、射流组件105和吸引口106；
47.所述刀头1通过所述刀杆主体2连接至所述刀柄3，所述刀柄3上设置功能按钮8，用于切换手术刀的工作模式；
48.所述刀柄3上连接所述注液管6，在所述手术刀处于消融模式时，生理盐水通过所述注液管6进入所述刀头1，并通过所述橡胶管101和所述不锈钢管102之间的间隙注入待手术的目标组织；
49.所述消融电极104为环形半圆状，采用分段电极组成，在所述手术刀处于消融模式时，所述消融电极104用于在目标组织处产生离子体辉光放电对所述目标组织进行切割并将切除的组织碎片化；
50.所述气源管5的一端连接所述气瓶9，另一端连接所述刀柄3，在所述手术刀处于射流模式时，所述气瓶9中的工作气体通过所述气源管5进入所述刀头1；
51.所述射流组件105包括石英玻璃管(未示出)和两层金属电极(未示出)，按照金属电极-石英玻璃管-金属电极依次嵌套形成三层结构，并且一端的中心开孔作为射流孔(未示出)；在所述手术刀处于射流模式时，所述射流组件105用于将工作气体射流至所述目标组织进行快速凝血或精细切割；
52.所述吸引口106将切除的组织吸入后通过与所述刀柄3相连的所述吸引管7排出。
53.参考图1-图2，气源管5、注液管6、吸引管7均与刀柄相连。刀头1一端与刀杆主体2连接在一起，另一端设置了相关等离子体组件，等离子体组件包括两部分，其中，一部分是实现消融切割功能的双电极放电组件，包括外地电极、陶瓷绝缘头103和消融电极104，其中，消融电极104设置在陶瓷绝缘头103的表面；另一部分是实现等离子体快速凝血和切割的多功能射流组件105，包括两层金属电极和一层玻璃管，并且一端的中心开孔作为射流孔，其中，射流组件105设置在陶瓷绝缘头103的表面。
54.刀杆主体2还包括一个绝缘橡胶管101，与双电极放电组件的地电极之间留有一定空隙，作为输送生理盐水的通道，该通道一端直接与通向刀头1，一端与刀柄3上的注液管6连通，生理盐水作为电解质，建立从消融电极104到地电极的电路。生理盐水在目标组织处淹没消融电极，消融电极104在高频电场的作用下放电，具体为：当消融电极104附近的电场和电流密度引起的盐水局部欧姆加热超过盐水的汽化热和热量耗散速率时，从电极附近发
出很多小气泡，在电极表面区域的高场区域上形成一层薄的水蒸气层，由于蒸汽层较薄的厚度和盐水的高电导率，引起蒸汽层中的电场迅速增加，使气体击穿在电极周围产生瞬态非平衡辉光放电。等离子体中的高能电子可以和水分子发生反应，生成高活性自由基和活性物质(oh，o和h2o2)，发生击穿并生成大量电子、自由基团、离子，同时大量带电的自由粒子在外施电场的作用下，会获得能量从而变成带电高能粒子，这些高能粒子可以作用于蛋白质大分子并用自身能量打断蛋白质分子肽键，与邻近的目标组织表面发生反应，这些反应能够从高度氢化的蛋白质表面提取氢原子，以及进一步的蛋白质脱氢，最终导致蛋白质的碎片化，从而实现组织的清洁高效消融。
55.其中，消融电极104呈半圆形环状分段电极，材料为不锈钢，增强了消融电极周围的电场强度，降低了对驱动电压大小的要求，脉冲电压幅值150v即可产生有效的足够强的等离子体，实现更加快速的对组织的消融切割；在涉及到较大面积的手术时，采用消融电极104进行处理，提高了效率，降低了处理时间，也就提高了手术刀的使用寿命；分段式的设计可以在消融切割的同时将切除的组织碎片化，在陶瓷绝缘头103的表面还设置有吸引口106，碎片化组织便于吸引口106进行抽取，从而避免切割下来的组织堵塞吸引口106和吸引管7。
56.进一步的，双电极放电组件具有两种模式工作，通过调制驱动电压，来控制好手术切口边界处的凝结程度。一种为凝血模式，其中，消融电极104配置施加的电压低于等离子体放电阈值，该手术刀以凝血模式运行，通过细胞干燥和蛋白质变性使组织失活和止血，用于止血、凝血和组织坏死。一种为消融模式，当消融电极104施加的电压增加到更高的值时，该手术刀以消融模式运行，离子体可以在消融模式下产生，用于消融和切割组织。
57.医用等离子所使用电源的工作频率较传统的热能刀和电切刀的工作频率更低，减少了分子间摩擦所产生的热量，在70℃内就能完成切割、消融和止血等过程，作用深度仅50-100μm，真正实现微创手术。
58.工作气体通过气源管5进入射流组件105中，射流组件105包括石英玻璃管和两层金属电极，工作气体在射流组件105的金属电极处放电生成活性物质，并通过射流孔到达目标组织处进行作用。其中，工作气体采用空气。射流组件105中空气放电可产生大量的活性氧和活性氮粒子，在与组织液接触后能进一步产生大量的活性氧、活性氮粒子和其他活性粒子，例如，羟基自由基、过氧化氢、过氧亚硝酸等，而活性氧和氮物质和其他自由基是非热等离子体触发细胞机制和细胞死亡的主要原因。在金属电极连接不同电压时具有不同的效果，在第一电压下，能够对伤口进行有效的消毒杀菌，极大促进伤口的恢复，进行快速凝血；在第二电压下，能在室温下对组织进行精确切割。
59.消融刀以生理盐水为介质，相比较等离子射流刀而言，水介质等离子消融刀术部更清洁，可以将切下的组织和生理盐水通过吸引通道迅速吸走，同时作用面积更大，弥补了射流刀处理组织面积大小受限的缺点。将这两者结合起来后，实现了真正意义上的多功能等离子体手术刀。
60.本实施例通过在手术刀头上将射流刀和消融刀进行结合，并且消融电极采用环状的分段电极，使之降低了起始放电电压，产生等离子难度降低，具有大面积消融、小面积精确切割、消毒凝血等多种功能，通过在刀柄上设置不同功能按钮，根据使用场景通过按钮便捷切换，能够避免在手术中频繁切换手术器材，解决了手术刀的电极和喷嘴所需的电压较
高，容易损耗，以及在手术中根据不同组织处理需求而频繁更换手术刀，造成操作繁琐和手术效率下降的问题，实现了根据需求便捷切换功能，适用多种手术场景，减少电极和射流口的损耗，有效缩短手术时间，加速病人康复的有益效果。
61.在上述实施例的基础上，射流组件105包括两种结构。其中，两种结构的射流组件的后端和刀柄上的输气装置连接，供应工作气体，实现凝血和切割等不同的功能。
62.第一种，如图3所示，所述射流组件105采用三层堆叠式的放电结构，包括从内到外依次嵌套的高压电极105a、石英玻璃介质管105b和接地电极105c，三层堆叠结构均为一端开口的空心柱状，另一端在前侧的锥形收口尾端相同部位开孔，即在端面的中心处开孔作为射流孔105d；所述工作气体在柱状的高压电极105a中流动和反应，并通过所述射流孔105d到达所述目标组织。
63.第二种，如图4所示，所述射流组件105采用类dbd的放电结构，包括从内到外依次设置的高压针电极105e、石英玻璃介质管105f和接地电极105g；所述石英玻璃介质管105f和所述接地电极105g的一端均为开口的空心柱状，另一端在前侧的锥形收口尾端相同部位开孔，即在端面的中心处开孔作为射流孔105h，所述高压针电极105e设置在所述石英玻璃介质管105f的中心位置，且针尖正对所述射流孔105h的中心；所述工作气体在所述石英玻璃介质管105f和所述高压针电极105e之间的间隙中流动和反应，并通过所述射流孔105h到达所述目标组织。
64.射流孔105d和105h的孔径都为2.5mm，金属电极的材质都为不锈钢。锥形收口和射流孔的设计保证了清晰的手术视野以及射流刀的小体积，便于进行精确操作。
65.射流组件105的高压电极105a(105e)由高性能纳秒脉冲电源驱动，脉冲上升沿2ns，脉宽500ns，频率10k hz，根据不同工作模式切换电压幅值5kv-15kv。
66.工作气体在高压电极的作用下放电，产生等离子体，等离子体随着气体的流动从射流孔轻轻吹出，生成流动性很好的等离子射流焰，射流焰中的高能活性粒子可以轻易打断蛋白质大分子的肽键，用于切割组织时具有方便、快捷、精确的优点，且使创面非常整洁。
67.本发明实施例中优选采用第一种射流组件的结构，属于类介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，dbd)射流，并不是纯粹的介质阻挡放电，因电极没有完全被介质隔开，更容易放电产生活性粒子，独特的小孔和收口设计保证了射流的大功率工作条件下的高能粒子密度，能够迅速产生大量活性氧和活性氮粒子，射流长度长，切割速度快，切割面整洁光滑，手术视野更清晰，能够大大减轻病人的痛苦，缩短康复周期；同时射流工作气体为空气，有效避免了氩气射流容易造成电极氧化的问题。
68.在上述实施例的基础上，可选的，陶瓷绝缘头103包括柱状陶瓷主体103a和陶瓷端面103b；
69.所述柱状陶瓷主体103设置于所述不锈钢管102的内侧，用于隔绝各电极以及和所述刀柄3连接；
70.所述陶瓷端面103b上设置电极槽，所述电极槽内设置所述消融电极104；
71.所述陶瓷端面103b上设置射流槽，所述射流槽内设置所述射流组件105；
72.所述陶瓷端面103b上设置一个所述吸引口106，所述柱状陶瓷主体103a内设置一个吸引通道与所述吸引口106相连，所述吸引通道与所述吸引管7相连，所述吸引口106将所述消融电极104切割产生的组织以及组织液和生理盐水吸出。
73.陶瓷绝缘头103主要由两部分组成，包括柱状陶瓷主体103a和陶瓷端面103b；柱状陶瓷主体103a主要起到隔绝各电极以及和刀柄连接的作用；陶瓷端面103b上有电极槽，内置消融电极104；在中心处的通心管道，内置凝血或精细切割用射流组件105；其中，消融电极104和射流组件105均可伸缩，在不使用时收回对应的槽内，使用时再伸出，对消融电极104和射流组件105进行保护。
74.陶瓷绝缘头103上还有一个吸引口106以及相连的吸引通道，所属吸引通道与刀柄3上的吸引管7相连，所述吸引口106可以将消融电极切割下来的组织以及多余的组织液、生理盐水等吸走，避免其阻挡手术视野以及引起伤口二次感染。
75.在上述实施例的基础上，可选的，所述多功能等离子体手术刀还包括电源线4及接口10，所述电源线4与所述刀柄3连接，并通过所述接口10接入外部电源。
76.可选的，所述多功能等离子体手术刀还包括控制模块(未示出)，所述功能按钮8包括电源按钮、消融功能按钮、射流凝血功能按钮和射流切割功能按钮，所述控制模块用于根据不同的功能按钮8进行功能控制；
77.按下所述电源按钮时，所述手术刀处于待机状态，所述手术刀接通电源，所述消融电极104和所述射流组件105收于所对应的槽中；
78.按下所述消融功能按钮时，所述手术刀切换为消融模式，所述消融电极104由控制模块操纵伸出；所述消融电极104接通脉冲电压，生理盐水通过所述注液管6从所述橡胶管101和所述不锈钢管102之间流出，在所述消融电极104的周围产生等离子体辉光放电；
79.按下所述射流凝血功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的凝血模式，所述射流组件105由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极104收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为5kv的脉冲高压，所述气源管5将所述气瓶9中的工作气体导入，在所述高压电极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对伤口进行消毒杀菌；
80.按下所述射流切割功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的切割模式，所述射流组件105由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极104收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为15kv的脉冲高压，所述气源管5将所述气瓶9中的工作气体导入，在所述高压电极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对目标组织进行精确切割。
81.在消融模式下，消融电极104将会被接通电压幅值为150v、占空比为50％、上升沿为600ns以及工作频率为100khz的脉冲电压，同时注液管6和吸引管7开始工作，注液管6的生理盐水流量可以通过管身上配套的流量调节器来调节，生理盐水会通过注液管6从橡胶管101和不锈钢管102之间流出，在消融电极104周围产生等离子体辉光放电，从而可以进行较大面积的消融切割操作。
82.在凝血模式下，高压电极接通电压幅值为5kv的脉冲高压，同时气源管5由控制模块切换为空气供应，等离子体从射流口喷出。空气放电的特性是会产生高浓度的气体活性氧和活性氮成分，与组织和生理盐水接触后还会产生羟基自由基、过氧亚硝酸等成分，能够对伤口进行有效的消毒杀菌，极大促进伤口的恢复。
83.在切割模式下，高压电极会接通电压幅值为15kv的脉冲高压，气源管5由控制模块切换为空气供应，等离子体从射流口喷出。空气放电射流手术刀电子温度高，电子密度大，
组织液活性氮、氧物质产量大，能在室温下对组织进行精确切割，而且能够减轻病人的痛苦，减少对健康组织的伤害，缩短康复时间。
84.以上四种工作模式可以直接通过按钮便捷切换，可以根据实际使用场景进行选择，适用于多种手术场景，可以极大提高手术效率。
85.参见图5和图6，手术刀在消融模式下形成的典型焦痂直径为5mm，深度0.8mm；在空气射流切割模式下形成的典型焦痂直径仅为2mm，深度仅为0.3mm。
86.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多功能等离子体手术刀，其特征在于，包括：刀头、刀杆主体、刀柄、气源管、气瓶、注液管和吸引管；所述刀头包括从外至内依次嵌套设置的橡胶管、不锈钢管和陶瓷绝缘头，以及设置在所述陶瓷绝缘头上的消融电极、射流组件和吸引口；所述刀头通过所述刀杆主体连接至所述刀柄，所述刀柄上设置功能按钮，用于切换手术刀的工作模式；所述刀柄上连接所述注液管，在所述手术刀处于消融模式时，生理盐水通过所述注液管进入所述刀头，并通过所述橡胶管和所述不锈钢管之间的间隙注入待手术的目标组织；所述消融电极为环形半圆状，采用分段电极组成，在所述手术刀处于消融模式时，所述消融电极用于在目标组织处产生离子体辉光放电对所述目标组织进行切割并将切除的组织碎片化；所述气源管的一端连接所述气瓶，另一端连接所述刀柄，在所述手术刀处于射流模式时，所述气瓶中的工作气体通过所述气源管进入所述刀头；所述射流组件包括石英玻璃管和两层金属电极，按照金属电极-石英玻璃管-金属电极依次嵌套形成三层结构，并且一端的中心开孔作为射流孔；在所述手术刀处于射流模式时，所述射流组件用于将工作气体射流至所述目标组织进行快速凝血或精细切割；所述吸引口将切除的组织吸入后通过与所述刀柄相连的所述吸引管排出。2.如权利要求1所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述陶瓷绝缘头包括柱状陶瓷主体和陶瓷端面；所述柱状陶瓷主体设置于所述不锈钢管的内侧，用于隔绝各电极以及和所述刀柄连接；所述陶瓷端面上设置电极槽，所述电极槽内设置所述消融电极；所述陶瓷端面上设置射流槽，所述射流槽内设置所述射流组件；所述陶瓷端面上设置一个所述吸引口，所述柱状陶瓷主体内设置一个吸引通道与所述吸引口相连，所述吸引通道与所述吸引管相连，所述吸引口将所述消融电极切割产生的组织以及组织液和生理盐水吸出。3.如权利要求1所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述射流组件采用三层堆叠式的放电结构，包括从内到外依次嵌套的高压电极、石英玻璃介质管和接地电极，均为一端开口的空心柱状，另一端的中心开孔作为射流孔；所述工作气体在柱状的高压电极中流动和反应，并通过所述射流孔到达所述目标组织。4.如权利要求1所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述射流组件采用类dbd的放电结构，包括从内到外依次设置的高压针电极、石英玻璃介质管和接地电极；所述石英玻璃介质管和所述接地电极的一端均为开口的空心柱状，另一端的中心开孔作为射流孔，所述高压针电极设置在所述石英玻璃介质管的中心位置，且针尖正对所述射流孔的中心；所述工作气体在所述石英玻璃介质管和所述高压针电极之间的间隙中流动和反应，并通过所述射流孔到达所述目标组织。5.如权利要求1所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述多功能等离子体手术刀还包括电源线及接口，所述电源线与所述刀柄连接，并通过所述接口接入外部电源。6.如权利要求3所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述消融电极和射流组件
均可伸缩。7.如权利要求6所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述多功能等离子体手术刀还包括控制模块，所述功能按钮包括电源按钮、消融功能按钮、射流凝血功能按钮和射流切割功能按钮，所述控制模块用于根据不同的功能按钮进行功能控制；按下所述电源按钮时，所述手术刀处于待机状态，所述手术刀接通电源，所述消融电极和所述射流组件收于所对应的槽中；按下所述消融功能按钮时，所述手术刀切换为消融模式，所述消融电极由控制模块操纵伸出；所述消融电极接通脉冲电压，生理盐水通过所述注液管从所述橡胶管和所述不锈钢管之间流出，在所述消融电极的周围产生等离子体辉光放电；按下所述射流凝血功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的凝血模式，所述射流组件由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为5kv的脉冲高压，所述气源管将所述气瓶中的工作气体导入，在所述高压电极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对伤口进行消毒杀菌；按下所述射流切割功能按钮时，所述手术刀切换为射流模式中的切割模式，所述射流组件由控制模块操纵伸出，同时，所述消融电极收回到所述电极槽中；所述高压电极接通电压幅值为15kv的脉冲高压，所述气源管将所述气瓶中的工作气体导入，在所述高压电极处放电后从所述射流口喷出，与目标组织和生理盐水接触后对目标组织进行精确切割。8.如权利要求7所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述消融电极接入的脉冲电源的电压幅值为150v、占空比为50％、工作频率为100khz。9.如权利要求1所述的多功能等离子体手术刀，其特征在于，所述工作气体采用空气。

技术总结
本发明公开一种多功能等离子体手术刀，属于手术医疗器械技术领域。该手术刀包括：刀头、刀杆主体、刀柄、气源管、气瓶、注液管和吸引管；刀头包括从外至内依次嵌套设置的橡胶管、不锈钢管和陶瓷绝缘头，以及设置在陶瓷绝缘头上的消融电极、射流组件和吸引口；刀柄上设置功能按钮，切换手术刀的工作模式；消融电极为环形半圆状，采用分段电极组成，对目标组织进行切割；射流组件包括依次嵌套的金属电极-石英玻璃管-金属电极，一端开孔作为射流孔；气瓶中的工作气体通过气源管进入射流组件，射流至目标组织进行快速凝血或精细切割；吸引口将切除的组织吸入后通过与刀柄相连的吸引管排出。实现多种功能便捷切换，有效缩短手术时间，加速病人康复。人康复。人康复。


技术研发人员：刘大伟 李嘉诚
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/12