本發(fā)明屬于醫(yī)用電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在醫(yī)院電外科領(lǐng)域，高頻電刀使用的手術(shù)電極多為一次性使用，尤其是等離子高頻電刀的手術(shù)電極，幾乎都是一次性使用，但是在實際使用中有些使用者會重復(fù)使用，這就會造成很多隱患，比如說等離子高頻電刀使用的電極，超過使用壽命之后，電極絲會腐蝕加重，可能會在手術(shù)過程中脫落，掉入人體，而有些等離子高頻電刀的電極，在加工中，電極為中空，中間使用銅導(dǎo)線穿過，如果發(fā)生電極脫落，就會讓銅這種對人體有害的重金屬進入人體，造成醫(yī)療事故；還有多次使用如果消毒不徹底，極易造成交叉?zhèn)魅尽Ｋ栽O(shè)計一種能對電極次數(shù)控制的手術(shù)電極是很必要的。

高頻電刀通常都是在電極插入之后，主機識別到電極之后才可以輸出能量，目前，醫(yī)院使用的等離子高頻電刀幾乎全部都是先識別到電極，然后才可以輸出能量。對于電極的識別方式，最早的是gyrusacmi公司通過在等離子電極中放置電容來達到識別，珠海市司邁科技有限公司的很多產(chǎn)品都是使用瞬態(tài)抑制二極管來識別，還有一些廠家采用的是同gyrusacmi公司一樣放置電容來識別，但是前述的識別方式無法在規(guī)定的使用次數(shù)之后，斷開用于識別的電容或者瞬態(tài)抑制二極管，使得高頻電刀就無法再次使用這個電極。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，能夠在規(guī)定的使用次數(shù)之后，斷開用于識別的電容或者瞬態(tài)抑制二極管，從而使得高頻電刀無法再次使用這個電極，最終達到使用次數(shù)控制的目的，從而杜絕發(fā)生電極脫落，交叉?zhèn)魅镜氖鹿拾l(fā)生，目前在售的產(chǎn)品都沒法做到這種功效。

實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括用于供電的電源模塊、單片機芯片、振動傳感器模塊、按鍵、繼電器驅(qū)動電路和繼電器；所述單片機芯片的輸入端分別與振動傳感器模塊和按鍵的輸出端相連；單片機芯片的輸出端與繼電器驅(qū)動電路的輸入端相連；所述繼電器包括一組線圈、第一組觸點和第二組觸點；所述線圈與繼電器驅(qū)動電路的輸出端相連；所述第一組觸點中的第一公共觸點接地，其第一常開觸點和第一常閉觸點均與單片機芯片的數(shù)據(jù)傳輸端相連，用于供單片機芯片檢測繼電器的狀態(tài)；所述第二組觸點中的第二公共點連接有識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管，用于與第一手術(shù)電極相連，其第二常開觸點用于第二手術(shù)電極相連。

進一步地，所述振動傳感器模塊包括兩個相互垂直設(shè)置的第一振動傳感器和第二振動傳感器，所述第一振動傳感器和第二振動傳感器分別與單片機芯片相連。震動傳感器在檢測震動的時候有一定的方向性，兩個互相垂直安裝目的是為了能夠靈敏的檢測左右，上下的震動.

進一步地，所述單片機芯片的各電源引腳均連接有退耦濾波電容；所述電源模塊是電池。

進一步地，所述的一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器的輸入端與微處理器的輸出端相連；所述繼電器為磁保持繼電器。

一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

(1)、將第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電機安裝到醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)中，保持醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，啟動電源，第一振動傳感器和第二振動傳感器的狀態(tài)穩(wěn)定，單片機芯片進入停止模式；

(2)、當單片機芯片檢測到第一振動傳感器和/或第二振動傳感器輸出的觸發(fā)信號，且檢測到按鍵被按下后，單片機芯片對按鍵進行按下時間計時；

(3)、在按鍵按下設(shè)定時間后，單片機芯片進入工作模式，發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，由繼電器驅(qū)動電路啟動繼電器，將識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管接入高頻電刀，高頻電刀識別到第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極的接入后，控制其輸出能量，繼電器進入工作模式；

(4)當單片機芯片檢測到繼電器處于工作模式，單片機芯片開始計時，并與預(yù)設(shè)的工作時間進行比較，當達到預(yù)設(shè)的工作時間時，單片機芯片發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，繼電器驅(qū)動電路斷開繼電器，從而斷開識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管，結(jié)束本次使用；

(5)在完成一次使用后，單片機芯片會自動將預(yù)設(shè)的使用次數(shù)減1，當預(yù)設(shè)的使用次數(shù)為0時，單片機芯片不再響應(yīng)按鍵的信號，無法進入工作模式狀態(tài)，第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極將無法再次被高頻電刀識別和使用。

進一步地，在所述步驟(1)之前還包括：向單片機芯片中寫入預(yù)設(shè)的工作時間和預(yù)設(shè)的使用次數(shù)。

進一步地，所述步驟(2)，具體為：

(2.1)當醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)出現(xiàn)振動的時候，第一振動傳感器和/或第二振動傳感器輸出觸發(fā)信號到單片機芯片，喚醒單片機芯片，使得單片機芯片進入淺睡眠模式；

(2.2)檢測按鍵是否被按下，當檢測到按鍵被按下后，單片機芯片對按鍵進行按下時間計時；當檢測到按鍵沒有被按下，則單片機芯片檢查繼電器是否閉合狀態(tài)，如果是閉合狀態(tài)，單片機芯片發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，繼電器驅(qū)動電路控制繼電器斷開，然后單片機芯片繼續(xù)進入停止模式。

進一步地，所述步驟(3)還包括：在設(shè)定的時間后，單片機芯片控制蜂鳴器發(fā)出聲音，提示使用者，第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極已經(jīng)被激活。

進一步地，所述步驟(4)中的預(yù)設(shè)工作時間為預(yù)設(shè)的一次手術(shù)的時間；步驟(4)中還包括：在斷開識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管前，單片機芯片控制蜂鳴器發(fā)出聲音，提示使用者。

進一步地，所述步驟(5)具體為：在完成一次使用后，單片機芯片會自動將預(yù)設(shè)的使用次數(shù)減1，當預(yù)設(shè)的使用次數(shù)為0時，單片機芯片不再響應(yīng)按鍵的信號，接著會進入停止模式，之后，當s1和/或s2有震動的時候，單片機芯片會從停止模式喚醒，檢查繼電器是否閉合狀態(tài)，如果是閉合狀態(tài)，則復(fù)位繼電器，使得繼電器的第二組觸點中的第二公共觸點與其常開觸點斷開，單片機芯片繼續(xù)進入停止模式，于是手術(shù)電極將無法再次被高頻電刀識別并使用。閉合狀態(tài)是指k1的6腳和5腳相連接；復(fù)位繼電器是指k1的6腳和7腳相連接。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，能夠在規(guī)定的使用次數(shù)之后，斷開用于識別的電容或者瞬態(tài)抑制二極管，從而使得高頻電刀就無法再次使用這個電極，最終達到使用次數(shù)控制的目的，從而杜絕了手術(shù)過程中電極脫落、交叉?zhèn)魅镜氖鹿实陌l(fā)生。

本發(fā)明中使用的繼電器為磁保持繼電器，當控制公共觸點與常開觸點相連后，就不再需要控制(控制時間只有15ms左右，所以會很節(jié)約電力)，該觸點會一直保持閉合，只有在受到強磁場或猛烈的震動的時候才有可能斷開，此時繼電器觸點狀態(tài)不明確，并且由于兩組觸點受一組線圈的同步控制，所以將第一組觸點的兩個觸點與單片機相連，保證了在受到猛烈震動或強磁場之后，單片機能夠檢測出繼電器第一組觸點的狀態(tài)，從而間接判斷出第二組線圈觸點的狀態(tài)，有效提高了本發(fā)明的使用穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖；

圖2為與圖1中的原理示意圖對應(yīng)的電路圖的第一部分。

圖3為與圖1中的原理示意圖對應(yīng)的電路圖的第二部分。

圖4為與圖1中的原理示意圖對應(yīng)的電路圖的第三部分。

圖5為與圖1中的原理示意圖對應(yīng)的電路圖的第四部分。

圖6為與圖1中的原理示意圖對應(yīng)的電路圖的第五部分。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。

實施例一

如圖1所示，一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，包括用于供電的電源模塊、單片機芯片、振動傳感器模塊、按鍵、繼電器驅(qū)動電路和繼電器；

所述單片機芯片的輸入端分別與振動傳感器模塊和按鍵的輸出端相連；單片機芯片的輸出端與繼電器驅(qū)動電路的輸入端相連；

所述繼電器包括一組線圈、第一組觸點和第二組觸點；所述線圈與繼電器驅(qū)動電路的輸出端相連，由繼電器驅(qū)動電路為繼電器供電，提供驅(qū)動力；所述第一組觸點中的第一公共點接地，其第一常開觸點和第一常閉觸點均與單片機芯片上對應(yīng)的i/o口相連，用于供單片機檢測繼電器的狀態(tài)；所述第二組觸點中的第二公共點連接有識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管，用于與第一手術(shù)電極相連，其第二常開觸點用于與第二手術(shù)電極相連。

震動傳感器在檢測震動的時候有一定的方向性，因此，所述振動傳感器模塊包括兩個相互垂直設(shè)置的第一振動傳感器和第二振動傳感器，所述第一振動傳感器和第二振動傳感器分別與單片機芯片相連，通過設(shè)置兩個互相垂直的振動傳感器能夠靈敏的檢測左、右、上、下方向的震動。

所述單片機芯片的電源引腳均連接有退耦濾波電容。所述電源模塊為電池。

所述的一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器的輸入端與微處理器的輸出端相連。

上述的一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)，能夠在規(guī)定的使用次數(shù)之后，斷開用于識別的電容或者瞬態(tài)抑制二極管，從而使得高頻電刀就無法再次使用這個電極，最終達到使用次數(shù)控制的目的；從而杜絕了手術(shù)過程中電極脫落、交叉?zhèn)魅镜氖鹿实陌l(fā)生。

實施例二

一種醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

(1)、保持醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，啟動電源，第一振動傳感器和第二振動傳感器的狀態(tài)穩(wěn)定，單片機芯片進入停止模式；

(2)、當單片機芯片檢測到第一振動傳感器和/或第二振動傳感器的輸出觸發(fā)信號，且檢測到按鍵被按下后，單片機芯片對按鍵進行按下時間計時；

(3)、在按鍵按下設(shè)定時間后，單片機芯片進入工作模式，發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，由繼電器驅(qū)動電路啟動繼電器，將識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管接入高頻電刀，高頻電刀識別到第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極接入后，其輸出能量，繼電器進入工作模式；

(4)當單片機芯片檢測到繼電器處于工作模式狀態(tài)，單片機芯片開始計時，并與預(yù)設(shè)的工作時間進行比較，當達到預(yù)設(shè)的工作時間時，單片機芯片發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，繼電器驅(qū)動電路斷開繼電器，從而斷開識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管，結(jié)束本次使用；

(5)在完成一次使用后，單片機芯片會自動將預(yù)設(shè)的使用次數(shù)減1，當預(yù)設(shè)的使用次數(shù)為0時，單片機芯片不再響應(yīng)按鍵的信號，無法進入工作模式狀態(tài)，第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極將無法再次被高頻電刀識別和使用。

在所述步驟(1)之前還包括：向單片機芯片中寫入預(yù)設(shè)的工作時間和預(yù)設(shè)的使用次數(shù)。

優(yōu)選地，所述步驟(2)，具體為：

(2.1)當醫(yī)用手術(shù)電極使用次數(shù)控制系統(tǒng)出現(xiàn)振動的時候，第一振動傳感器和/或第二振動傳感器輸出觸發(fā)信號到單片機芯片，喚醒單片機芯片，使得單片機芯片進入淺睡眠模式；只有寫入預(yù)設(shè)的工作時間和預(yù)設(shè)的適用次數(shù)，比如說預(yù)設(shè)的工作時間為1小時，預(yù)設(shè)的適用次數(shù)為2次，則系統(tǒng)每一次激活，可以連續(xù)使用1小時，總共可以工作2小時。

(2.2)檢測按鍵是否被按下，當檢測到按鍵被按下后，單片機芯片對按鍵進行按下時間計時；當檢測到按鍵沒有被按下，則單片機芯片檢查繼電器是否閉合狀態(tài)，如果是閉合狀態(tài)，單片機芯片發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路，繼電器驅(qū)動電路控制繼電器斷開，然后單片機芯片繼續(xù)進入停止模式。

優(yōu)選地，所述步驟(3)還包括：在設(shè)定的時間后，單片機芯片控制蜂鳴器發(fā)出聲音，提示使用者，第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極已經(jīng)被激活。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中的預(yù)設(shè)工作時間為預(yù)設(shè)的一次手術(shù)的時間；步驟(5)中還包括：在斷開識別電容或者瞬態(tài)抑制二極管前，單片機芯片控制蜂鳴器發(fā)出聲音，提示使用者。

優(yōu)選地，所述步驟(5)具體為：在完成一次使用后，單片機芯片會自動將預(yù)設(shè)的使用次數(shù)減1，當預(yù)設(shè)的使用次數(shù)為0時，單片機芯片不再響應(yīng)按鍵的信號，接著會進入停止模式，之后，當s1和/或s2有震動的時候，單片機芯片會從停止模式喚醒，檢查繼電器是否閉合狀態(tài)，如果是閉合狀態(tài)，則復(fù)位繼電器，使得繼電器的第二組觸點中的第二公共觸點與其常開觸點斷開，單片機芯片繼續(xù)進入睡眠模式，于是手術(shù)電極將無法再次被高頻電刀識別并使用。

實施例三

如圖2—圖6所示，本實施例中：

所述電源模塊為cr1632電池，它可以提供120mah的電量，標準放電電流0.2ma，最大可以提供5ma-10ma的放電電流。其用于為整個控制系統(tǒng)提供持續(xù)的電力。

所述單片機芯片采用的是型號為efm32zg110的單片機，它是一款超低功耗的單片機；如圖2所示，u1代表efm32zg110的單片機，c1、c2、c4、c6、c8、c9均退耦濾波電容，分別與u1的各個電源引腳和復(fù)位引腳連接，用于保障u1穩(wěn)定工作，其中c9為低頻濾波電容，一般容量為1uf-10uf之間，c1、c2、c4、c6、c8為高頻退耦電容，容量一般為0.01uf-0.1uf；優(yōu)選地，還利用r6和c7構(gòu)成u1的復(fù)位電路，與u1的復(fù)位引腳連接。r6一般為10k-47k，c7為0.1uf。

所述繼電器為磁保持繼電器(如圖2中的k1)，可以采用omron的g6ku-2f-y-3v或者宏發(fā)的hfd4/3-l，磁保持繼電器觸點的切換僅僅需要一個脈沖的方向電流，所以可以極大的節(jié)約電池電力。繼電器k1其中一組觸點的公共觸點(6腳)和常開觸點(5腳)之間接入了識別電容c3(還可以根據(jù)實際需要將識別電容換成瞬態(tài)抑制二極管，來適配不同廠商的電刀)，圖2中的t1和t2為接入電刀的電極輸入口，用于連接第一手術(shù)電極和第二手術(shù)電極。由于磁保持繼電器的初始狀態(tài)不穩(wěn)定，所以繼電器k1另一組觸點的公共觸點(3腳)接地，對應(yīng)的常閉觸點(2腳)和常開觸點(4腳)接u1的i/o口(如圖2中的21腳和24腳)，用來檢測繼電器的狀態(tài)。繼電器k1的線圈(1腳和8腳)接入到繼電器驅(qū)動電路(u2)的輸出端(即u2的2腳和3腳)。原理圖中k1顯示的狀態(tài)為常閉狀態(tài)，也就是k1的2腳和7腳為常閉觸點，4腳和5腳為常開觸點。

所述繼電器驅(qū)動電路(u2)采用繼電器驅(qū)動芯片，優(yōu)選型號為drv8837的繼電器驅(qū)動芯片，也可以使用其他低功耗，小體積的芯片。繼電器驅(qū)動電路u2可以給繼電器k1的線圈提供驅(qū)動力。c5和c10為u2濾波退耦電容，c5和c10可使用1uf-10uf。繼電器驅(qū)動電路u2為低功耗驅(qū)動芯片，當繼電器驅(qū)動電路u2的7腳為低電平時候，繼電器驅(qū)動電路u2會進入睡眠模式，電流為100na左右。

所述振動傳感器模塊包括第一振動傳感器s1和第二振動傳感器s2，優(yōu)選使用型號為csx-sen-300a的震動傳感器，因為s1和s2工作過程中不會有大電流，高壓通過，所以可以選用其他體積小巧的同類型震動傳感器。

單片機芯片u1在裝入電池之后馬上會進入停止模式，此時系統(tǒng)耗電極少，工作電流一般會為na級別；第一振動傳感器s1和第二振動傳感器s2為互相呈90度安裝，單片機芯片u1的18腳和17腳配置為停止模式喚醒功能；

當整個系統(tǒng)靜止的時候，第一振動傳感器s1和第二振動傳感器s2狀態(tài)穩(wěn)定，單片機芯片u1持續(xù)運行在停止模式；當系統(tǒng)有震動的時候，第一振動傳感器s1和第二振動傳感器s2會在單片機芯片u1的17腳或者18腳輸入電平邊沿變化，此時u1會被喚醒，進入淺睡眠模式，然后檢查按鍵是否被按下，如果檢查到按鍵沒有被按下，u1開始檢查24腳(與繼電器k1相連的腳)，是否為低電平，如果是表示繼電器k1處于閉合狀態(tài)，單片機芯片u1發(fā)出控制信號給繼電器驅(qū)動電路u2，繼電器驅(qū)動電路u2控制繼電器k1斷開，然后單片機芯片u1繼續(xù)進入停止模式。在單片機芯片u1被第一振動傳感器s1或者第二振動傳感器s2喚醒之后，如果按鍵被按下，則單片機芯片u1會對按鍵時間開始計時，當按鍵時間超過設(shè)定的時間之后，蜂鳴器bp1會響一聲，提示使用者，電極已經(jīng)被激活，同時單片機芯片u1會認為此時電極已經(jīng)開始使用了，會進入工作模式，通過控制單片機芯片u1的3腳、4腳、5腳，經(jīng)過r2限流電阻(r2為排阻，由4個電阻集成到一起，與u2上的5、6、7腳相連)，喚醒繼電器驅(qū)動電路u2并讓繼電器驅(qū)動電路u2驅(qū)動繼電器k1，讓識別電容c3或者瞬態(tài)抑制二極管接入高頻電刀，其中限流電阻r2可選范圍為1k-47k。當高頻電刀識別到電容(或者瞬態(tài)抑制二極管)接入之后，高頻電刀會識別出手術(shù)電極，這時可以控制高頻電刀輸出能量。

控制系統(tǒng)正式開始工作之后，單片機芯片u1就會開始計時，不斷同預(yù)設(shè)的工作時間(即預(yù)設(shè)的一次手術(shù)的時間)做比較，如果達到預(yù)設(shè)的工作時間，單片機芯片u1會控制繼電器驅(qū)動電路u2讓繼電器k1斷開識別電容c3(或者瞬態(tài)抑制二極管)，根據(jù)統(tǒng)計，電外科手術(shù)時間不會超過三個小時，單片機芯片u1的使用時間可以通過swd下載口p2的3腳和4腳通過串口在出廠前寫入，一般說來，推薦寫入時間為3小時，這個時間滿足手術(shù)使用時間。在繼電器k1斷開識別電容c3之前，蜂鳴器bp1會發(fā)出提示音，表示電極使用壽命即將結(jié)束。c3為識別電容，可以更換成瞬態(tài)抑制二極管。

在完成一次使用之后，單片機芯片u1會減去預(yù)設(shè)的使用次數(shù)一次，如果使用次數(shù)減到0之后，u1會不再響應(yīng)按鍵信號，接著會轉(zhuǎn)入停止模式，之后，當s1和/或s2有震動的時候，單片機芯片u1會從停止模式喚醒，檢查繼電器k1是否閉合，如果是閉合狀態(tài)，則復(fù)位繼電器k1，斷開繼電器k1上公共觸點(6腳)與常開觸點(5腳)的連接，單片機芯片u1繼續(xù)進入停止模式；如果不是閉合狀態(tài)，則單片機直接進入停止模式，于是手術(shù)電極將無法再次被高頻電刀識別并使用。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。