本發明屬于醫用手術器件的設計生產技術領域，特別是一種等離子束直徑可調的等離子氣體手術刀，該手術刀采用電子透鏡的原理、通過控制輸入電壓的高低來調節等離子束直徑的大小，實現其聚集(焦)或發散，以適應手術過程中所需的不同功能。

背景技術：

低溫等離子體消融技術(手術)具有手術時間短、創傷小、見效快等優點，被廣泛應用于鼻炎、扁桃體、腺樣體、咽喉等疾病的治療；近年這項技術又開始被醫務工作者用于美容、治療皮膚病等。與微波、電刀，激光相比，采用等離子體手術具有更精確、更安全等特點。

在醫學等離子氣體手術器件中，普遍采用的等離子氣體手術器件主要分為兩類：

一類是如申請號為200380100907.5的《等離子體手術設備》專利文件所公開的等離子體手術設備(刀/器件)，包括陰極、陽極及設于其間的電極(中間電極)在內的等離子體生成系統，該系統通過在陰極上加高壓，使得在陰極和陽極之間產生比較高的電壓差，使陰極管里的稀有(惰性)氣體，在強電場作用下發生電離，從而產生氣體等離子體。等離子體經陽極加速形成等離子流，并通過設在其前端的噴射口噴射出，噴射出的等離子體對生物組織進行凝結和止血等處理。但是采用此類手術設備所產生的等離子體密度小，單位面積上的能量相對較低，主要用于凝結生物組織和止血，而用于切割和消融手術則效果差。

另一類如申請號為201420614171.9、名稱為《一種射頻等離子體手術電極》的專利文件所公開的一種設有刀桿組件的等離子體手術電極(刀)，這種等離子體手術電極的刀頭設在刀桿組件前端，并通過活性電極和回路電極提供能量，所供能量在介質(生物組織)中形成等離子體層，并通過分子離解的方式將生物組織解體，從而達到對生物組織切割和消融的目的。該類帶有電極刀頭的等離子體器件，由于是利用生物組織本身作為導電介質產生等離子體，因此在整個過程中并不能針對出血部位進行止血處理，還必須借助加熱電極或其他方式對手術過程中的出血進行處理。

上述兩類等離子氣體手術器件(刀)中，前一種主要用來凝結和止血，后一種設備主要用來切割和消融。因而這兩類等離子體手術器件均存在功能單一，或因等離子體密度小、單位面積的等離子體能量相對較低主要用于凝結生物組織和止血；或因利用生物組織本身為導電介質產生等離子體，等離子體聚集性差、強度低，雖可達到對生物組織進行切割和消融的目的，但其止血的效果差。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對背景技術存在的缺陷，設計一種等離子束直徑可調的等離子氣體手術刀，在小型化的基礎上，通過調節等離子束直徑的大小使等離子體聚集(焦)或發散，以達到在手術過程中既可進行切割、消融，又可進行凝結、止血等手術，或僅進行其中單一的手術等多用途，以及結構簡單、體積小、重量輕、加工易等目的。

本發明的解決方案是：根據電子透鏡中的靜電透鏡原理，采用由中間電極與前后對稱的兩個電極組成的靜電透鏡結構作為大陽極，通過調節透鏡中兩個對稱電極及中間電極的極性和對稱電極與中間電極之間的電壓差，將等離子氣體以透鏡軸線為中心進行聚集或發散，亦即調節輸出的等離子束的直徑，以控制到達生物組織受治療部位的等離子體的密度和強度，從而實現不同的治療目的；本發明即以此實現其發明目的。因而，本發明等離子束直徑可調的等離子氣體手術刀，包括殼體及設于殼體內的陰極、陽極、惰性氣體及冷卻液流道，手柄及陰極座、陽極電接頭，等離子束輸出頭，關鍵在于所述陽極為由中間電極與前后對稱的兩個電極組成的靜電透鏡式大陽極，且中間電極與前、后對稱電極之間的極性及電壓差可調，在中間電極與前后對稱電極之間設置絕緣環；陰極通過固定套固定在位于殼體中心線后部的陰極腔內，在陰極頭前部設置電離腔，以電離惰性氣體生成等離子氣體；而等離子氣體流道則設于電離腔前端及靜電透鏡式大陽極、等離子束輸出頭的中心線上；冷卻液輸入、輸出管頭，惰性氣體輸入管頭及陰極座、陽極輸入接頭均設于手柄內，并通過設于手柄后端的外接頭分別與對應的管、線連接，手柄前端則與殼體后端采用可拆卸式密封固定；大陽極中的絕緣環—后對稱電極—絕緣環—中間電極—絕緣環—前對稱電極—絕緣則環通過等離子束輸出頭壓緊固定于陽極腔內。

所述靜電透鏡式大陽極，其中：中間電極為垂直于中心線的環片形電極；前、后對稱電極則均為向外側凸出的錐環片形電極或垂直于中心線的環片形電極，當采用錐環片形電極時兩電極與中心線之間的傾斜角均≤45°。所述靜電透鏡式大陽極為1-3組，每組均由一個中間電極與前、后對稱的兩個電極組成，當采用2-3組靜電透鏡式大陽極時，各組大陽極之間通過等離子氣體流道串聯連通。所述中間電極與前后對稱電極之間的極性及電壓差可調，當需等離子束處于聚集狀態工作時，中間電極的電位為＞0至1kV，前、后電極的電位為-1kV至0kV；當需等離子束處于發散狀態工作時，中間電極的電位為-1kV至＜0kV，前、后電極的電位為0至1kV。而所述惰性氣體為氬氣或氖、氙、氦。

本發明采用靜電透鏡結構體作為等離子手術刀的大陽極，由于靜電透鏡的電位分布是左右對稱的，改變透鏡中對稱電極及中間電極的極性和對稱電極與中間電極之間的電壓差，即可調節輸出的等離子束的直徑和等離子體的密度和強度，從而實現不同的治療目的。因而本發明具有既可以很好的對生物組織進行切割、消融和及凝結、止血，或專用于消融，亦或專用于凝結和止血等綜合功能，又具有結構簡單、體積小、重量輕、加工易等特點。

附圖說明

圖1為本發明等離子束直徑可調的等離子氣體手術刀結構示意圖(剖視圖)。

圖中：1.殼體，2.導線槽/導線，3.冷卻腔，4.陰極、4-1.陰極頭，5.(陰極)固定套，6.(惰性氣體)進氣道，7.電離腔，8-2、8-1：前、后電極，9.中間電極，10.絕緣環，11.等離子束輸出頭，12.等離子氣體流道，13.手柄頭，13-1、13-2：冷卻液進、出管，13-3.(陽極)電源插座，13-4.電源插頭，13-5.陰極座，13-6.(惰性氣體)輸入管；F為等離子束(氣體)輸出方向。

具體實施方式

本實施方式以采用單組靜電透鏡作為大陽極的等離子氣體手術刀為例：殼體1外徑Φ5.1mm、軸向長18.5mm，陰極固定腔直徑Φ0.8mm、長7.0mm，陰極固定套5的內、外徑分別為Φ0.5mm及Φ0.8mm，軸向長1.2mm；(惰性氣體)進氣道6直徑Φ0.3mm、長7.0mm；電離腔7直徑Φ1.7mm、軸向長1.2mm、前部錐環面角度為45°；等離子氣體流道12總長7.4mm(其中：大陽極部分長2.8mm、等離子束輸出頭部分長7.4mm)、直徑Φ0.8mm；冷卻腔3為環形腔體，內、外壁直徑分別為Φ2.4mm及Φ3.4mm，軸向長10.5mm；導線槽2軸向長13.8mm、直徑Φ0.25mm；大陽極固定腔的直徑為Φ2.7mm、軸向長2.75mm，內中所設前、后電極8-2、8-1，中間電極9，四個絕緣環10的厚度均為0.4mm(總厚2.8mm，略大于固定腔的軸向長，以確保等離子束輸出頭11能將其壓緊固定)，內、外直徑均分別為Φ0.8mm及Φ2.7mm，其中前、后電極8-2、8-1的錐環片形電極頭向外側與中心線的傾斜角本實施方式主為30°；等離子束輸出頭11外徑Φ5.1mm、軸向長7.4mm，本實施方式頭部為30°錐頭、其端口外徑Φ1.0mm；手柄13本實施方式采用直管式手柄，冷卻液輸入、輸出管頭13-1、13-2，惰性氣體輸入管頭13-6及陰極座13-5，陽極輸入接頭13-3均固定于手柄內，并分別通過設于手柄后端的接頭與對應的管、線連接，手柄前端在將冷卻液輸入、輸出管頭13-1、13-2，惰性氣體輸入管頭13-6及陰極座13-5，(陽極)電源插座13-3分別與冷卻腔3的冷卻液輸入、輸出口，(惰性氣體)進氣道6的進氣口，陰極4及陽極導線電源插頭13-4連接固定后再與殼體后端通過卡接式密封固定。

本實施方式當陰極工作電壓區間為-5至-10kV、工作電流為2-3A時：若需使等離子束處于聚集狀態工作，只需將中間電極9的電位設置為＞0至1kV，前、后電極8-2、8-1的電位設置為-1kV至0kV，此時等離子體密度和強度大，一般用于切割或消融手術，其中，若用于切割手術，電子透鏡中間電極9與前、后電極8-2、8-1的電壓差范圍為1～2kV，若用于消融手術，電子透鏡中間電極9與前、后電極8-2、8-1的電壓差范圍為0.2～0.8kV；若需使等離子束處于發散狀態工作時，此時，等離子體密度和強度小，一般用于凝結和止血手術，只需將中間電極9的電位設置為-1kV至＜0kV，前、后電極8-2、8-1的電位設置為0至1kV即可，凝結和止血同步發生，電子透鏡中間電極9與前、后電極8-2、8-1的電壓差范圍為＞0至1.2kV。