腹腔鏡手術(shù)低溫冷刀設(shè)計

梁鋒，張維錄，梁健，唐新平

1.棗莊市婦幼保健院 婦科，山東 棗莊 277101；2.棗莊職業(yè)學(xué)院 機電工程系，山東 棗莊 277800；3.山東中信科技有限公司，山東 棗莊 277100

腹腔鏡手術(shù)低溫冷刀設(shè)計

梁鋒1，張維錄2，梁健2，唐新平3

1.棗莊市婦幼保健院 婦科，山東 棗莊 277101；2.棗莊職業(yè)學(xué)院 機電工程系，山東 棗莊 277800；3.山東中信科技有限公司，山東 棗莊 277100

針對電手術(shù)器械會導(dǎo)致手術(shù)創(chuàng)口組織熱損傷，而冷凍手術(shù)刀又會使創(chuàng)口組織壞死，不利于創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠孕育等問題，本文設(shè)計了一款腹腔鏡手術(shù)低溫冷刀裝置。該裝置的設(shè)計方案是在傳統(tǒng)手術(shù)刀的基礎(chǔ)上增加安全護套，涉及定位冷刀導(dǎo)入、伸縮、防轉(zhuǎn)、導(dǎo)向、氮氣輸入、積液回收等技術(shù)。該裝置的手術(shù)刀片可以在更換、工作、安全3種狀態(tài)下進行定位，使低溫冷刀進出腹腔安全可靠；其氮氣低溫可以加速微血管冷凝，減少創(chuàng)口出血量，保證手術(shù)創(chuàng)口組織新鮮，有利于術(shù)后創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠，并能夠兼容腹腔積液的有效清理，使腹腔鏡手術(shù)過程更加完善。[關(guān)鍵詞]腹腔鏡手術(shù)；低溫冷刀；刀片定位；氮氣輸入；積液清理

0 前言

腹腔鏡技術(shù)因其具有創(chuàng)傷小，患者痛苦輕、恢復(fù)快等優(yōu)點得到了迅猛發(fā)展。特別是電手術(shù)器械的廣泛應(yīng)用和手術(shù)技巧的不斷提高，使過去屬于腹腔鏡手術(shù)的一些禁忌癥，如過度肥胖、過瘦、高齡、多次盆腹腔手術(shù)史已經(jīng)不再受到限制。子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌、卵巢癌、盆腹腔重度粘連、盆腔膿腫、失血性休克等疾病逐步采用腹腔鏡手術(shù)治療，并取得了良好的效果。對于患有子宮腺肌瘤影響生育功能而有生育要求的患者，進行腹腔鏡手術(shù)剔除腺肌瘤時，最常使用單極電鉤、Ligasure等去除病灶，其優(yōu)點是能夠封閉微血管創(chuàng)口，減少出血。但是，電手術(shù)器械存在著共同的弊端，即由于高頻放電作用，經(jīng)電流轉(zhuǎn)變的熱能作用于手術(shù)組織，會導(dǎo)致手術(shù)創(chuàng)口組織熱損傷，不利于創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠[1-3]。

為了攻克電手術(shù)器械存在的弊端，防止由于手術(shù)創(chuàng)口組織熱損傷造成創(chuàng)口愈合時間長、影響后續(xù)妊娠等問題，相關(guān)人員不斷對手術(shù)器械進行著創(chuàng)新。比如重慶大學(xué)曾發(fā)明一種體內(nèi)微創(chuàng)冷凍手術(shù)刀，其原理是采用交替通入氮氣冷凍與熱水熔解的方法，讓體內(nèi)組織在-196～45℃的冷熱交替的作用下，使病變組織壞死從而進行手術(shù)切除；但由于創(chuàng)口組織因組織壞死而受損，將該手術(shù)刀應(yīng)用于腹腔鏡手術(shù)同樣不利于創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠。針對以上問題，筆者在傳統(tǒng)手術(shù)刀的基礎(chǔ)上，增加安全護套，并通入微量氮氣對手術(shù)刀進行冷卻，從而設(shè)計了一種安全性高的腹腔鏡手術(shù)低溫冷刀。該手術(shù)刀利用氮氣低溫封閉微血管創(chuàng)口，可減少出血量，使手術(shù)創(chuàng)口組織保持新鮮，有利于術(shù)后創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠，且進出腹腔更加安全可靠。

1 低溫冷刀技術(shù)方案設(shè)計

為了保證手術(shù)刀安全可靠并能實現(xiàn)低溫冷卻，手術(shù)刀應(yīng)該能夠在安全護套內(nèi)進行定位伸縮，形成刀片更換、刀片工作及刀片安全這3個能夠固定的位置，特別是在刀片安全位置應(yīng)該能夠自動回彈，使刀片自動回縮到安全護套內(nèi)[4-5]。冷卻氮氣的通道應(yīng)該能保證手術(shù)刀片在處于不同位置時，能夠始終對手術(shù)刀片進行冷卻。此外，還要利用安全護套的內(nèi)部空間設(shè)計腹腔液體的回收系統(tǒng)。以上技術(shù)方案的優(yōu)點是能夠克服電手術(shù)器械及冷凍手術(shù)刀存在的共同弊端，防止手術(shù)創(chuàng)口組織因為熱損傷或冷熱交替而壞死，從而保持手術(shù)創(chuàng)口新鮮，有利于術(shù)后創(chuàng)傷愈合及后續(xù)妊娠。另外，在手術(shù)刀導(dǎo)入腹腔微創(chuàng)切口時，由于手術(shù)刀片可回縮到安全護套內(nèi)，能夠避免不必要的誤傷，且能夠回收腹腔積水，不需要單獨設(shè)置腹腔積水回收切口。

2 定位冷刀設(shè)計

2.1 總體結(jié)構(gòu)

低溫冷刀總體設(shè)計框圖，見圖1。

圖1 低溫冷刀總體設(shè)計框圖

2.2 安全護套

安全護套采用薄壁不銹鋼管制造，導(dǎo)入端經(jīng)過縮口工藝加工成錐形[6]，通過調(diào)節(jié)刀桿的定位伸縮，在非工作狀態(tài)時，手術(shù)刀片可回縮到安全護套中，防止導(dǎo)入或撤出腹腔時誤傷病人。導(dǎo)入端加工成錐形有利于低溫冷刀導(dǎo)入腹腔，能夠減少病人痛苦。

2.3 調(diào)節(jié)刀桿伸縮定位系統(tǒng)

調(diào)節(jié)刀桿伸縮系統(tǒng)由調(diào)節(jié)刀桿、固定導(dǎo)向套、壓縮彈簧、壓簧墊、棘爪機構(gòu)、按鈕開關(guān)、封頭套組成。調(diào)節(jié)刀桿安裝在固定導(dǎo)向套與封頭套的內(nèi)孔中，在兩個套之間安裝壓縮彈簧，由壓簧墊壓縮壓縮彈簧。固定導(dǎo)向套固定安全護套中部。調(diào)節(jié)刀桿有3個分檔斜槽，通過壓縮彈簧并配合棘爪機構(gòu)，能夠控制手術(shù)刀片固定在刀片更換、刀片工作及刀片安全3個位置，實現(xiàn)調(diào)節(jié)刀桿的伸縮與定位[7]。

2.4 調(diào)節(jié)刀桿防轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計

調(diào)節(jié)刀桿防轉(zhuǎn)系統(tǒng)由支承套、安全護套、調(diào)節(jié)刀桿、固定導(dǎo)向套、封頭套組成。調(diào)節(jié)刀桿兩側(cè)加工成平面，固定導(dǎo)向套內(nèi)加工與調(diào)節(jié)刀桿截面相同的內(nèi)孔，能夠防止調(diào)節(jié)刀桿旋轉(zhuǎn)作用。支承套固定在調(diào)節(jié)刀桿前端，其外徑與安全護套、內(nèi)孔滑動配合，并通過固定導(dǎo)向套、封頭套實現(xiàn)調(diào)節(jié)刀桿的導(dǎo)向作用。

2.5 腹腔積液回收系統(tǒng)

腹腔積液回收系統(tǒng)由支承套、安全護套、固定導(dǎo)向套、壓縮彈簧、積液回收管組成。在支承套與固定導(dǎo)向套的外徑加工槽口；積液回收管焊接固定在安全護套上。需要清理腹腔積液時，接通負壓吸收機，腹腔積液沿安全護套前端口、支承套槽口、固定導(dǎo)向套槽口、安全護套腔與積液回收管進行回收。

2.6 氮氣輸入系統(tǒng)

氮氣輸入系統(tǒng)由手術(shù)刀片、刀片更換卡位、調(diào)節(jié)刀桿及氮氣接口組成。調(diào)節(jié)刀桿為空心結(jié)構(gòu)，其尾端為氮氣接口；在刀片更換卡位處留出氮氣出口，從氮氣出口流出的氮氣實現(xiàn)用于對手術(shù)刀片進行冷卻，以保證手術(shù)刀片鋒利，并能夠促進微血管的冷凝止血[8]。

3 低溫冷刀的使用程序

（1）使用前將氮氣氣源通過供氣軟管接入氮氣接口，負壓吸收機通過軟管接入積液回收管；推動調(diào)節(jié)刀桿，讓棘爪機構(gòu)嵌入刀片更換位置斜槽，調(diào)節(jié)刀桿前端伸出安全護套的前端口，安裝手術(shù)刀片；壓按按鈕開關(guān)，使棘爪機構(gòu)脫離斜槽，在壓縮彈簧的作用下，調(diào)節(jié)刀桿后退，棘爪機構(gòu)嵌入刀片工作位置；調(diào)試氮氣供氣量后，再次按壓按鈕開關(guān)，棘爪機構(gòu)脫離斜槽，在壓縮彈簧作用下，調(diào)節(jié)刀桿繼續(xù)后退，棘爪機構(gòu)嵌入刀片安全位置，手術(shù)刀片隱藏在安全護套內(nèi)。

（2）當(dāng)進行腹腔鏡手術(shù)時，定位冷刀通過安全護套前端錐形導(dǎo)入腹腔，可以防止手術(shù)刀片誤傷病人肌體，在進入腹腔切割病灶前，推動調(diào)節(jié)刀桿，使棘爪機構(gòu)嵌入刀片工作位置，即可進行病灶切除。

（3）需要清理腹腔積液時，打開負壓吸收機開關(guān)，腹腔積液在負壓作用下，通過積液回收系統(tǒng)進行收集。完成病灶切除以后，按壓按鈕開關(guān)，使棘爪機構(gòu)脫離斜槽，在壓縮彈簧的作用下，調(diào)節(jié)刀桿自動后退，棘爪機構(gòu)嵌入刀片安全位置，手術(shù)刀片隱藏在安全護套內(nèi)，定位冷刀即可安全的從病人腹腔中退出。

4 結(jié)語

腹腔鏡手術(shù)低溫冷是在傳統(tǒng)手術(shù)刀的基礎(chǔ)上增加安全護套設(shè)計而成，涉及定位冷刀導(dǎo)入、伸縮、防轉(zhuǎn)、導(dǎo)向、氮氣輸入、積液回收等技術(shù)。其手術(shù)刀片可以在更換、工作、安全3種狀態(tài)下進行定位，使低溫冷刀進出腹腔更加安全可靠；其氮氣低溫可加速微血管冷凝，從而減少創(chuàng)口出血量，保證手術(shù)創(chuàng)口組織新鮮，有利于術(shù)后創(chuàng)口愈合及后續(xù)妊娠，且能夠兼容腹腔積液的有效清理，使腹腔鏡手術(shù)過程更加完善。

[1]徐彬,周寧明,曹偉田,等.超聲引導(dǎo)下冷循環(huán)微波消融治療脾外傷的實驗研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2014,30（1）：69-71.

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[3]崔鳳鳴.超聲刀在甲狀腺次全切除術(shù)中的應(yīng)用[J].中外醫(yī)學(xué)研究,2014,（28）：19-20,21.

[4]梁鋒.腹腔鏡手術(shù)低溫冷刀[P].中國：201410300490.7,2014-09-17.

[5]蘇英.腹腔鏡微創(chuàng)外科手術(shù)刀[P].中國：201210354718.1,2013-01-16.

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Design of a Low-Temperature Cryo-Scalpel for Laparoscopic Surgeries

LIANG Feng1, ZHANG Wei-lu2, LIANG Jian2, TANG Xin-ping3
1.Department of Gynaecology,Maternal and Child Health Hospital of Zaozhuang, Zaozhuang Shandong 277101, China；2.Mechanical and Electrical Engineering Department, Zaozhuang Vocational College, Zaozhuang Shandong 277800, China；3.Shandong Zhongxin Bio-Technology Co., Ltd., Zaozhuang Shandong 277100, China

The electrosurgical instrument might cause the thermaldamage of thesurgical wound tissue, whereas the cryo-surgicalsystem would result in necrosis of the wound tissue, both of which were harmful to wound healing andsubsequent pregnancy. In view the problems, a low-temperature cryo-scalpel wasdesigned for laparoscopicsurgeries in this paper, which added thesecuritysheath to the traditionalsurgicalsystem. Thesystem was integrated with multiple technologies, including positioning and introduction, expansion, anti-rotation, guidance, nitrogen input as well as accumulated fluid collection of the cryo-scalpel. Positioning of thesurgical blade of thedevice could be performed under threestatuses：replacement, work andsafety, making itsafe and reliable to enter and exit from the abdominal cavity. The nitrogen could promote the capillary condensation, reduce the wound bleeding, and ensure the freshness of thesurgical wound tissue, which was conducive to the postoperative wound healing andsubsequent pregnancy. Additionally, thedevice could also make the accumulated fluid in the abdominal cavity cleaned effectivelyso as to perfect the process of laparoscopicsurgeries.

laparoscopicsurgeries；low temperature cryo-scalpels；blade positioning；nitrogen input；cleanness of accumulated fluid

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.08.009

1674-1633（2015）08-0030-03

2015-04-10

修回日期：2015-05-28

本文作者：梁鋒，副主任醫(yī)師。

作者郵箱：sdzzlf@126.com