腹腔镜手术低温冷刀设计

梁锋，张维录，梁健，唐新平

1.枣庄市妇幼保健院 妇科，山东 枣庄 277101；2.枣庄职业学院 机电工程系，山东 枣庄 277800；3.山东中信科技有限公司，山东 枣庄 277100

腹腔镜手术低温冷刀设计

梁锋1，张维录2，梁健2，唐新平3

1.枣庄市妇幼保健院 妇科，山东 枣庄 277101；2.枣庄职业学院 机电工程系，山东 枣庄 277800；3.山东中信科技有限公司，山东 枣庄 277100

针对电手术器械会导致手术创口组织热损伤，而冷冻手术刀又会使创口组织坏死，不利于创口愈合及后续妊娠孕育等问题，本文设计了一款腹腔镜手术低温冷刀装置。该装置的设计方案是在传统手术刀的基础上增加安全护套，涉及定位冷刀导入、伸缩、防转、导向、氮气输入、积液回收等技术。该装置的手术刀片可以在更换、工作、安全3种状态下进行定位，使低温冷刀进出腹腔安全可靠；其氮气低温可以加速微血管冷凝，减少创口出血量，保证手术创口组织新鲜，有利于术后创口愈合及后续妊娠，并能够兼容腹腔积液的有效清理，使腹腔镜手术过程更加完善。[关键词]腹腔镜手术；低温冷刀；刀片定位；氮气输入；积液清理

0 前言

腹腔镜技术因其具有创伤小，患者痛苦轻、恢复快等优点得到了迅猛发展。特别是电手术器械的广泛应用和手术技巧的不断提高，使过去属于腹腔镜手术的一些禁忌症，如过度肥胖、过瘦、高龄、多次盆腹腔手术史已经不再受到限制。子宫内膜癌、宫颈癌、卵巢癌、盆腹腔重度粘连、盆腔脓肿、失血性休克等疾病逐步采用腹腔镜手术治疗，并取得了良好的效果。对于患有子宫腺肌瘤影响生育功能而有生育要求的患者，进行腹腔镜手术剔除腺肌瘤时，最常使用单极电钩、Ligasure等去除病灶，其优点是能够封闭微血管创口，减少出血。但是，电手术器械存在着共同的弊端，即由于高频放电作用，经电流转变的热能作用于手术组织，会导致手术创口组织热损伤，不利于创口愈合及后续妊娠[1-3]。

为了攻克电手术器械存在的弊端，防止由于手术创口组织热损伤造成创口愈合时间长、影响后续妊娠等问题，相关人员不断对手术器械进行着创新。比如重庆大学曾发明一种体内微创冷冻手术刀，其原理是采用交替通入氮气冷冻与热水熔解的方法，让体内组织在-196～45℃的冷热交替的作用下，使病变组织坏死从而进行手术切除；但由于创口组织因组织坏死而受损，将该手术刀应用于腹腔镜手术同样不利于创口愈合及后续妊娠。针对以上问题，笔者在传统手术刀的基础上，增加安全护套，并通入微量氮气对手术刀进行冷却，从而设计了一种安全性高的腹腔镜手术低温冷刀。该手术刀利用氮气低温封闭微血管创口，可减少出血量，使手术创口组织保持新鲜，有利于术后创口愈合及后续妊娠，且进出腹腔更加安全可靠。

1 低温冷刀技术方案设计

为了保证手术刀安全可靠并能实现低温冷却，手术刀应该能够在安全护套内进行定位伸缩，形成刀片更换、刀片工作及刀片安全这3个能够固定的位置，特别是在刀片安全位置应该能够自动回弹，使刀片自动回缩到安全护套内[4-5]。冷却氮气的通道应该能保证手术刀片在处于不同位置时，能够始终对手术刀片进行冷却。此外，还要利用安全护套的内部空间设计腹腔液体的回收系统。以上技术方案的优点是能够克服电手术器械及冷冻手术刀存在的共同弊端，防止手术创口组织因为热损伤或冷热交替而坏死，从而保持手术创口新鲜，有利于术后创伤愈合及后续妊娠。另外，在手术刀导入腹腔微创切口时，由于手术刀片可回缩到安全护套内，能够避免不必要的误伤，且能够回收腹腔积水，不需要单独设置腹腔积水回收切口。

2 定位冷刀设计

2.1 总体结构

低温冷刀总体设计框图，见图1。

图1 低温冷刀总体设计框图

2.2 安全护套

安全护套采用薄壁不锈钢管制造，导入端经过缩口工艺加工成锥形[6]，通过调节刀杆的定位伸缩，在非工作状态时，手术刀片可回缩到安全护套中，防止导入或撤出腹腔时误伤病人。导入端加工成锥形有利于低温冷刀导入腹腔，能够减少病人痛苦。

2.3 调节刀杆伸缩定位系统

调节刀杆伸缩系统由调节刀杆、固定导向套、压缩弹簧、压簧垫、棘爪机构、按钮开关、封头套组成。调节刀杆安装在固定导向套与封头套的内孔中，在两个套之间安装压缩弹簧，由压簧垫压缩压缩弹簧。固定导向套固定安全护套中部。调节刀杆有3个分档斜槽，通过压缩弹簧并配合棘爪机构，能够控制手术刀片固定在刀片更换、刀片工作及刀片安全3个位置，实现调节刀杆的伸缩与定位[7]。

2.4 调节刀杆防转导向系统设计

调节刀杆防转系统由支承套、安全护套、调节刀杆、固定导向套、封头套组成。调节刀杆两侧加工成平面，固定导向套内加工与调节刀杆截面相同的内孔，能够防止调节刀杆旋转作用。支承套固定在调节刀杆前端，其外径与安全护套、内孔滑动配合，并通过固定导向套、封头套实现调节刀杆的导向作用。

2.5 腹腔积液回收系统

腹腔积液回收系统由支承套、安全护套、固定导向套、压缩弹簧、积液回收管组成。在支承套与固定导向套的外径加工槽口；积液回收管焊接固定在安全护套上。需要清理腹腔积液时，接通负压吸收机，腹腔积液沿安全护套前端口、支承套槽口、固定导向套槽口、安全护套腔与积液回收管进行回收。

2.6 氮气输入系统

氮气输入系统由手术刀片、刀片更换卡位、调节刀杆及氮气接口组成。调节刀杆为空心结构，其尾端为氮气接口；在刀片更换卡位处留出氮气出口，从氮气出口流出的氮气实现用于对手术刀片进行冷却，以保证手术刀片锋利，并能够促进微血管的冷凝止血[8]。

3 低温冷刀的使用程序

（1）使用前将氮气气源通过供气软管接入氮气接口，负压吸收机通过软管接入积液回收管；推动调节刀杆，让棘爪机构嵌入刀片更换位置斜槽，调节刀杆前端伸出安全护套的前端口，安装手术刀片；压按按钮开关，使棘爪机构脱离斜槽，在压缩弹簧的作用下，调节刀杆后退，棘爪机构嵌入刀片工作位置；调试氮气供气量后，再次按压按钮开关，棘爪机构脱离斜槽，在压缩弹簧作用下，调节刀杆继续后退，棘爪机构嵌入刀片安全位置，手术刀片隐藏在安全护套内。

（2）当进行腹腔镜手术时，定位冷刀通过安全护套前端锥形导入腹腔，可以防止手术刀片误伤病人肌体，在进入腹腔切割病灶前，推动调节刀杆，使棘爪机构嵌入刀片工作位置，即可进行病灶切除。

（3）需要清理腹腔积液时，打开负压吸收机开关，腹腔积液在负压作用下，通过积液回收系统进行收集。完成病灶切除以后，按压按钮开关，使棘爪机构脱离斜槽，在压缩弹簧的作用下，调节刀杆自动后退，棘爪机构嵌入刀片安全位置，手术刀片隐藏在安全护套内，定位冷刀即可安全的从病人腹腔中退出。

4 结语

腹腔镜手术低温冷是在传统手术刀的基础上增加安全护套设计而成，涉及定位冷刀导入、伸缩、防转、导向、氮气输入、积液回收等技术。其手术刀片可以在更换、工作、安全3种状态下进行定位，使低温冷刀进出腹腔更加安全可靠；其氮气低温可加速微血管冷凝，从而减少创口出血量，保证手术创口组织新鲜，有利于术后创口愈合及后续妊娠，且能够兼容腹腔积液的有效清理，使腹腔镜手术过程更加完善。

[1]徐彬,周宁明,曹伟田,等.超声引导下冷循环微波消融治疗脾外伤的实验研究[J].中国超声医学杂志,2014,30（1）：69-71.

[2]刁云春.超声刀在妇科腹腔镜手术中的运用[J].中国保健营养（上旬刊）, 2014,24（2）：828-829.

[3]崔凤鸣.超声刀在甲状腺次全切除术中的应用[J].中外医学研究,2014,（28）：19-20,21.

[4]梁锋.腹腔镜手术低温冷刀[P].中国：201410300490.7,2014-09-17.

[5]苏英.腹腔镜微创外科手术刀[P].中国：201210354718.1,2013-01-16.

[6]宋正权.一种套管手术刀[P].中国：201310508525,1.2014-01-22.

[7]布鲁斯.利.基恩.具有可伸缩护套的外科手术刀[P].中国：03822188.8,2013-01-16.

[8]童明伟.体内微创冷冻手术刀[P].中国：201010204079.1,2005-10-12.

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：梁锋，副主任医师。

作者邮箱：sdzzlf@126.com