控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，該控制設(shè)備包括：高頻信號(hào)源模塊、功率放大模塊、反饋電路模塊、CPU控制模塊、輸出控制開關(guān)模塊、輸出電路模塊及至少一個(gè)電極接口；功率放大模塊輸入端連接至高頻信號(hào)源模塊；輸出電路模塊輸入端連接至功率放大模塊輸出端，輸出端連接至電極接口；反饋電路模塊輸入端連接至功率放大模塊輸出端，輸出端連接至CPU控制模塊；CPU控制模塊連接至功率放大模塊的增益控制端和輸出控制開關(guān)模塊；輸出電路模塊包括：依次連接的隔離變壓器、第一切換電路、至少一個(gè)輸出電路、第二切換電路、隔直流電路?？刂乒β史糯竽K的增益，使其輸出組織負(fù)載變化時(shí)所需的功率，解決了功率不穩(wěn)定問題。
【專利說明】
控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的手術(shù)設(shè)備，如高頻電刀，一般采用電流反饋或反射波功率反饋來控制、調(diào)節(jié) 和穩(wěn)定功率輸出。當(dāng)負(fù)載穩(wěn)定在設(shè)計(jì)的最佳負(fù)載值時(shí)，手術(shù)設(shè)備具有較穩(wěn)定的輸出特性。但 在外科手術(shù)中，伴隨著高頻電刀的功率輸出，生物組織的負(fù)載會(huì)發(fā)生劇烈變化，導(dǎo)致輸出功 率出現(xiàn)不穩(wěn)定和功率衰減，從而無法得到穩(wěn)定的手術(shù)效果。
[0003] 針對(duì)負(fù)載變化導(dǎo)致輸出功率不穩(wěn)定或功率衰減的問題，目前一般的高頻外科手術(shù) 設(shè)備控制技術(shù)會(huì)自動(dòng)加大輸出電流或輸出電壓來彌補(bǔ)功率輸出的減小，但實(shí)際上由于生物 組織負(fù)載的虛部阻抗特性的變化，造成有效功率得不到提升，而電流或電壓輸出過大，對(duì)手 術(shù)周圍組織造成很大的熱損傷，或?qū)е滤查g功率過大導(dǎo)致安全事故，從而使得一些需要防 止熱損傷的手術(shù)區(qū)域無法使用這些手術(shù)設(shè)備。另外，在電路技術(shù)的研究中有通過改變工作 頻率的辦法來改變輸出阻抗匹配特性的解決方案，但該方法目前只用于一些微小功率信號(hào) 的傳輸信號(hào)系統(tǒng)中，應(yīng)用在大功率信號(hào)的高頻外科手術(shù)設(shè)備中有一定困難，此外由于其工 作頻率的變化會(huì)造成頻率干擾信號(hào)，受到EMC(Electro Magnetic Compatibility，電磁兼 容性)安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限制。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，以至少解決組織負(fù)載隨手術(shù) 設(shè)備的功率輸出變化導(dǎo)致的功率衰減和功率不穩(wěn)定的問題。
[0005] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種控制設(shè)備，應(yīng)用于電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，包 括:高頻信號(hào)源模塊、功率放大模塊、反饋電路模塊、CPU控制模塊、輸出控制開關(guān)模塊、輸出 電路模塊以及至少一個(gè)電極接口；所述功率放大模塊的輸入端連接至所述高頻信號(hào)源模 塊;所述輸出電路模塊的輸入端連接至所述功率放大模塊的輸出端，所述輸出電路模塊的 輸出端連接至所述至少一個(gè)電極接口；所述反饋電路模塊的輸入端連接至所述功率放大模 塊的輸出端，所述反饋電路模塊的輸出端連接至所述CPU控制模塊，所述CPU控制模塊還連 接至所述功率放大模塊的增益控制端、所述高頻信號(hào)源模塊和所述輸出控制開關(guān)模塊;所 述高頻信號(hào)源模塊，用于輸出預(yù)設(shè)頻率的電磁功率信號(hào);所述輸出電路模塊，用于將經(jīng)所述 功率放大模塊放大的電磁功率信號(hào)通過所述電極接口傳輸給手術(shù)電極，以對(duì)生物組織進(jìn)行 處理;所述反饋電路模塊，用于采樣保持所述功率放大模塊的輸出電壓信號(hào)、輸出電流信 號(hào)、所述輸出電壓信號(hào)與所述輸出電流信號(hào)的相位差信號(hào)、輸出反射波功率信號(hào)，對(duì)采樣的 信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào);所述CPU控制模塊，用于輸出根據(jù)預(yù)設(shè) 輸入功率、預(yù)設(shè)比較值、所述輸出電壓信號(hào)、所述輸出電流信號(hào)、所述相位差信號(hào)及所述輸 出反射波功率信號(hào)得到的增益控制值至所述功率放大模塊的增益控制端，接收所述輸出控 制開關(guān)模塊發(fā)出的工作指令以及輸出控制指令;所述輸出控制開關(guān)模塊，用于輸出所述工 作指令，其中，所述工作指令用于指示工作模式以及指示輸出或停止輸出所述電磁功率信 號(hào);所述輸出電路模塊包括:依次連接的隔離變壓器、第一切換電路、至少一個(gè)輸出電路、第 二切換電路、隔直流電路;其中，所述第一切換電路和所述第二切換電路，還連接至所述CPU 控制模塊，用于根據(jù)來自所述CPU控制模塊的控制指令控制所述輸出電路的接通或斷開;所 述至少一個(gè)輸出電路與所述至少一個(gè)電極接口--對(duì)應(yīng)。
[0006] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，包括：上述控制設(shè) 備、至少一個(gè)電極及其對(duì)應(yīng)的電纜，其中，所述電極通過對(duì)應(yīng)的電纜連接至所述控制設(shè)備。
[0007] 通過本實(shí)用新型的控制設(shè)備及電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，根據(jù)有效功率和預(yù)設(shè)值進(jìn)行增益 控制，使得功率放大模塊輸出特定組織負(fù)載或組織負(fù)載變化時(shí)所需的最佳功率，改善了組 織負(fù)載隨功率輸出變化導(dǎo)致的功率衰減和不穩(wěn)定問題。控制設(shè)備可以輸出較高頻率的電磁 功率信號(hào)到手術(shù)電極，在手術(shù)電極與生物組織之間產(chǎn)生電磁場和誘導(dǎo)電磁場的相互作用， 從而產(chǎn)生弧光放電和焦耳熱，利用弧光放電和焦耳熱，可以對(duì)生物組織進(jìn)行切開、凝固等處 理。并且，控制設(shè)備提供了多種電極接口以及對(duì)應(yīng)的輸出電路，可以滿足不同的手術(shù)需求。
【附圖說明】
[0008] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限 定。在附圖中：
[0009] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖一；
[0010] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖二；
[0011] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的諧振電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁刀手術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的分段電纜連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲 得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0015] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的組織負(fù)載隨手術(shù)設(shè)備的功率輸出變化導(dǎo)致的功率衰減和功率 不穩(wěn)定的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種控制設(shè)備，應(yīng)用于電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，如圖1所 示，該控制設(shè)備可以包括:高頻信號(hào)源模塊10、功率放大模塊20、反饋電路模塊30、CPU控制 模塊40、輸出控制開關(guān)模塊50、輸出電路模塊60以及至少一個(gè)電極接口 70。下面對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。
[0016] 功率放大模塊20的輸入端連接至高頻信號(hào)源模塊10;輸出電路模塊60的輸入端連 接至功率放大模塊20的輸出端，輸出電路模塊60的輸出端連接至至少一個(gè)電極接口 70;反 饋電路模塊30的輸入端連接至功率放大模塊20的輸出端，反饋電路模塊30的輸出端連接至 CPU控制模塊40，CPU控制模塊40還連接至功率放大模塊20的增益控制、高頻信號(hào)源模塊10 和輸出控制開關(guān)模塊50。
[0017] 高頻信號(hào)源模塊10,用于輸出預(yù)設(shè)頻率的電磁功率信號(hào)。高頻信號(hào)源模塊10可以 是信號(hào)發(fā)生器，優(yōu)選地，可以是多頻信號(hào)發(fā)生器。該預(yù)設(shè)頻率可以是8MHz至60MHz范圍內(nèi)的 任意頻率。
[0018] 輸出電路模塊60，用于將經(jīng)功率放大模塊20放大的電磁功率信號(hào)通過電極接口 70 傳輸給手術(shù)電極，以對(duì)生物組織進(jìn)行處理。手術(shù)電極可以是:單極電極、雙極電極或內(nèi)鏡電 極。
[0019] 輸出電路模塊60包括:依次連接的隔離變壓器601、第一切換電路602、至少一個(gè)輸 出電路603、第二切換電路604、隔直流電路605。其中，第一切換電路602和第二切換電路 604，還連接至CPU控制模塊40，用于根據(jù)來自CPU控制模塊40的控制指令控制輸出電路603 的接通或斷開。至少一個(gè)輸出電路603與至少一個(gè)電極接口 70-一對(duì)應(yīng)。隔直流電路605可 以通過電容實(shí)現(xiàn)。
[0020] 反饋電路模塊30,用于采樣保持功率放大模塊20的輸出電壓信號(hào)、輸出電流信號(hào)、 輸出電壓信號(hào)與輸出電流信號(hào)的相位差信號(hào)、輸出反射波功率信號(hào)，對(duì)采樣的信號(hào)進(jìn)行處 理，并將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。
[0021] 反饋電路模塊30采樣保持信號(hào)可以通過采樣保持電路實(shí)現(xiàn)，具體地，可以利用周 期性脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)采樣與保持。當(dāng)功率放大模塊的輸出信號(hào)被周期性脈沖信號(hào)調(diào)制時(shí)，在 周期性脈沖信號(hào)為第一值的情況下，進(jìn)行信號(hào)采樣;在周期性脈沖信號(hào)為第二值的情況下， 進(jìn)行信號(hào)保持，保持的信號(hào)為前一個(gè)脈沖為第一值時(shí)所采樣的信號(hào)。例如，在周期性脈沖信 號(hào)為1的情況下，進(jìn)行信號(hào)采樣;在周期性脈沖信號(hào)為〇的情況下，進(jìn)行信號(hào)保持，保持的信 號(hào)為前一個(gè)脈沖為1時(shí)所采樣的信號(hào);或者信號(hào)為〇時(shí)進(jìn)行采樣，信號(hào)為1時(shí)進(jìn)行保持。本實(shí) 施例中，采樣保持功能是為了保證周期性脈沖信號(hào)（即脈沖調(diào)制信號(hào)）為第二值時(shí)，也能反 饋與脈沖信號(hào)為第一值時(shí)所采樣的同樣幅度的信號(hào)，以保證反饋控制的穩(wěn)定性。否則，在第 二值信號(hào)期間，反饋信號(hào)會(huì)自動(dòng)控制增大功率輸出。
[0022] 反饋電路模塊30對(duì)采樣的信號(hào)進(jìn)行的處理可以包括:放大、濾波、整形，以消除噪 聲和干擾，具體地，可以通過放大器、濾波電路、整形電路實(shí)現(xiàn)?？梢詫?duì)直流信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn) 換，得到可用于計(jì)算的數(shù)字信號(hào)。
[0023] CPU控制模塊40,用于輸出根據(jù)預(yù)設(shè)輸入功率、預(yù)設(shè)比較值、輸出電壓信號(hào)、輸出電 流信號(hào)、相位差信號(hào)及輸出反射波功率信號(hào)得到的增益控制值至功率放大模塊20的增益控 制端，接收輸出控制開關(guān)模塊50發(fā)出的工作指令以及輸出控制指令。其中，控制指令是針對(duì) 控制設(shè)備中其他模塊的，例如，輸出控制指令給反饋電路模塊，控制反饋電路模塊進(jìn)行采樣 保持。預(yù)設(shè)輸入功率可以是手術(shù)所需的功率，預(yù)設(shè)比較值可以是各工作模式下或特定負(fù)載 范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的最大輸出功率。
[0024]需要說明的是，功率放大模塊20、反饋電路模塊30和CPU控制模塊40可以完成功率 控制功能，穩(wěn)定輸出功率。
[0025]輸出控制開關(guān)模塊50,用于輸出工作指令，其中，工作指令用于指示工作模式以及 指示輸出或停止輸出電磁功率信號(hào)。輸出控制開關(guān)模塊50可以與控制設(shè)備外殼上設(shè)置的用 于選擇工作模式的按鍵連接，當(dāng)醫(yī)生按下按鍵時(shí)，輸出控制開關(guān)模塊50輸出相應(yīng)的工作指 令，指示當(dāng)前工作模式以及指示輸出當(dāng)前工作模式對(duì)應(yīng)的電磁功率信號(hào)。當(dāng)醫(yī)生按下關(guān)閉 按鍵，停止控制設(shè)備的工作時(shí)，輸出控制開關(guān)模塊50輸出相應(yīng)的工作指令，指示停止輸出電 磁功率信號(hào)。
[0026]通過上述控制設(shè)備，可以輸出較高頻率的電磁功率信號(hào)到手術(shù)電極，在手術(shù)電極 與生物組織之間產(chǎn)生電磁場和誘導(dǎo)電磁場的相互作用，從而產(chǎn)生弧光放電和焦耳熱，利用 弧光放電和焦耳熱，可以對(duì)生物組織進(jìn)行切開、凝固等處理。并且，上述控制設(shè)備提供了多 種電極接口以及對(duì)應(yīng)的輸出電路，可以滿足不同的手術(shù)需求。另外，上述控制設(shè)備根據(jù)有效 功率和預(yù)設(shè)值進(jìn)行增益控制，使得功率放大模塊輸出特定組織負(fù)載或組織負(fù)載變化時(shí)所需 的最佳功率，改善了組織負(fù)載隨功率輸出變化導(dǎo)致的功率衰減和不穩(wěn)定問題。
[0027]通過切換電路(第一切換電路602和第二切換電路604)可以使控制設(shè)備在相應(yīng)的 工作模式下工作，控制輸出電路603的接通或斷開，進(jìn)而使得對(duì)應(yīng)的手術(shù)電極接通，以進(jìn)行 生物組織的處理。在實(shí)際應(yīng)用中，切換電路可以是繼電器。一般地，控制設(shè)備中的模塊或電 路為二端網(wǎng)絡(luò)，切換電路進(jìn)行切換時(shí)，具有以下性能特征：（1)第一切換電路602和第二切換 電路604同時(shí)切換；（2)二端網(wǎng)絡(luò)的正負(fù)端回路同時(shí)切換；（3)對(duì)控制設(shè)備內(nèi)三個(gè)工作模式對(duì) 應(yīng)的安全保護(hù)電路同時(shí)進(jìn)行切換。其中，前兩點(diǎn)的目的是為了減小高頻能量泄露到其他電 路或工作模式的手術(shù)電極上，第三點(diǎn)是為了在各工作模式中應(yīng)用對(duì)應(yīng)的安全保護(hù)功能，防 止輸出電壓過高、電流過大、過壓時(shí)間太長等。
[0028] CPU控制模塊40輸出的增益控制值可以通過以下步驟由額外的計(jì)算模塊得到：對(duì) 直流形式的輸出電壓信號(hào)、輸出電流信號(hào)和相位差信號(hào)進(jìn)行乘法計(jì)算，得到有效功率;根據(jù) 直流形式的輸出反射波功率信號(hào)和相位差信號(hào)，確定組織負(fù)載阻抗的變化狀態(tài)，并根據(jù)組 織負(fù)載阻抗的變化狀態(tài)對(duì)有效功率進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，得到補(bǔ)償后的有效功率;將補(bǔ)償后的有 效功率與預(yù)設(shè)輸入功率pset進(jìn)行差分疊加運(yùn)算，得到差分疊加結(jié)果;將預(yù)設(shè)比較值與差分疊 加結(jié)果進(jìn)行比較，并將二者中較小的值作為增益控制值。
[0029] 預(yù)設(shè)比較值可以是與當(dāng)前工作模式對(duì)應(yīng)的值，例如，工作模式下的最大輸出功率。 取預(yù)設(shè)比較值與差分疊加結(jié)果中較小的值作為增益控制值，可以保證電路的安全性，避免 危險(xiǎn)發(fā)生。輸出到功率放大模塊20的增益控制端的增益控制值，使得功率放大模塊輸出特 定組織負(fù)載或組織負(fù)載變化時(shí)所需的功率。其中，組織負(fù)載指的是生物組織的等效負(fù)載。
[0030] 工作模式可以包括:單極工作模式、雙極切開工作模式、雙極凝固工作模式和內(nèi)鏡 工作模式。在手術(shù)過程中，采用單極電極對(duì)生物組織進(jìn)行處理，當(dāng)前工作模式即為單極工作 模式;采用雙極電極對(duì)生物組織進(jìn)行處理，當(dāng)前工作模式為雙極工作模式，具體地，雙極工 作模式下可以分為切開模式和凝固模式;采用內(nèi)鏡電極對(duì)生物組織進(jìn)行處理，當(dāng)前工作模 式即為內(nèi)鏡工作模式。雙極電極類似于鑷子，內(nèi)鏡電極可以通過內(nèi)鏡通道伸入生物組織，進(jìn) 行精密手術(shù)。
[0031] 具體地，組織負(fù)載阻抗可以表示為R+iX，其中，實(shí)部R吸收功率，虛部iX反射功率， 如果iX為0,則輸出電壓與輸出電流的相位差為0。由此，在手術(shù)過程中，隨著電磁刀手術(shù)系 統(tǒng)的功率輸出，生物組織的負(fù)載阻抗也會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)輸出反射波功率信號(hào)pr和相位差 信號(hào)和可以得知組織負(fù)載阻抗的變化狀態(tài)，例如，相位差信號(hào)不為〇且輸出反射波功率信號(hào) 比較大，表示組織負(fù)載阻抗的虛部變大，輸出給組織的有效功率P〇相對(duì)較少，可以通過反射 波功率信號(hào)pr乘上一定補(bǔ)償系數(shù)α對(duì)有效功率PQ補(bǔ)償，然后通過加法運(yùn)算器得到補(bǔ)償后的有 效功率pQ+apr。差分疊加運(yùn)算可以通過差分運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)，例如，差分運(yùn)算放大器。
[0032] 對(duì)于上述控制設(shè)備，在具體的使用過程中，CPU控制模塊接收來自輸出控制開關(guān)模 塊的工作指令，根據(jù)工作指令控制第一切換電路和第二切換電路，將工作指令中工作模式 對(duì)應(yīng)的輸出電路接通。然后，CPU控制模塊根據(jù)工作指令控制高頻信號(hào)源模塊輸出預(yù)設(shè)頻率 的電磁功率信號(hào);接通的輸出電路將經(jīng)功率放大模塊放大的電磁功率信號(hào)通過電極接口輸 出到對(duì)應(yīng)的手術(shù)電極，以對(duì)生物組織進(jìn)行處理；同時(shí)，CPU控制模塊控制反饋電路模塊采樣 保持功率放大模塊的輸出電壓信號(hào)、輸出電流信號(hào)、輸出電壓信號(hào)與輸出電流信號(hào)的相位 差信號(hào)、輸出反射波功率信號(hào)，對(duì)采樣的信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信 號(hào)，CPU控制模塊輸出根據(jù)預(yù)設(shè)輸入功率、預(yù)設(shè)比較值、輸出電壓信號(hào)、輸出電流信號(hào)、相位 差信號(hào)及輸出反射波功率信號(hào)得到的增益控制值至功率放大模塊的增益控制端，使得功率 放大模塊輸出特定組織負(fù)載或組織負(fù)載變化時(shí)所需的功率。
[0033]手術(shù)設(shè)備相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定手術(shù)設(shè)備的高頻漏電流應(yīng)小于固定值，例如，單極工 作模式下應(yīng)小于100mA，本實(shí)用新型實(shí)施例的控制設(shè)備輸出高頻電磁功率信號(hào)，較現(xiàn)有技術(shù) 中使用工作頻率為370KHz的信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生更大的漏電流。
[0034] 如圖2所示，本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中，控制設(shè)備還可以包括:諧振電路80，諧振電 路80的一端連接至輸出電路603的輸出端，另一端接地（由于控制設(shè)備的外殼會(huì)接地，因此， 此處可以理解為在輸出電路與控制設(shè)備外殼之間接入諧振電路）；諧振電路80的阻抗可調(diào)， 諧振電路80與控制設(shè)備的浮游電容及離散電容在上述預(yù)設(shè)頻率上構(gòu)成并聯(lián)諧振回路。其 中，浮游電容及離散電容是在上述預(yù)設(shè)頻率時(shí)控制設(shè)備的輸出電路模塊、電纜和大地間形 成的浮游電容及離散電容，是造成患者與輸出電路模塊隔離度降低，高頻漏電流增加的主 要原因，上述電纜用于連接控制設(shè)備和手術(shù)電極。圖2中僅以一個(gè)輸出電路為例說明諧振電 路的連接關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)輸出電路均可以連接一諧振電路，以抑制漏電流。諧振 電路80可以由至少一個(gè)電阻、至少一個(gè)電容、至少一個(gè)電感通過串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式構(gòu) 成，其中，電阻、電容、電感均可以是可調(diào)的。
[0035]本實(shí)施例中，在輸出電路與控制設(shè)備的外殼接地端之間接入諧振電路，該諧振電 路與看不見的浮游電容及離散電容在工作頻率(即上述預(yù)設(shè)頻率)上構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，并 在工作頻率上保持諧振，使控制設(shè)備的輸出電路模塊和大地之間形成很大的阻抗(理論上 無窮大），從而減小了由于浮游電容及離散電容導(dǎo)致的高頻漏電流，提高了患者和輸出電路 模塊的隔離度，解決了高頻漏電流較大的問題。
[0036]例如，諧振電路80的結(jié)構(gòu)可參見圖3所示，Z表示由浮游電容和離散電容導(dǎo)致的接 地阻抗，P表示電極。諧振電路的結(jié)構(gòu)還可以是電感和電容串聯(lián)，其結(jié)構(gòu)可以多種變化，此處 不進(jìn)行列舉。
[0037] 電極接口 70可以是單極電極接口、雙極電極接口或內(nèi)鏡電極接口，在實(shí)際應(yīng)用中， 根據(jù)具體需要，可以在控制設(shè)備上設(shè)置上述三個(gè)電極接口中的至少一個(gè)，以滿足不同的手 術(shù)需求。
[0038] 與現(xiàn)有技術(shù)中手術(shù)設(shè)備使用的低頻信號(hào)(一般使用頻率為5MHz以內(nèi)的信號(hào))相比， 本實(shí)用新型實(shí)施例使用高頻信號(hào)，使得傳輸?shù)诫p極電極的能量足夠?qū)ι锝M織進(jìn)行切開， 解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙極電極只能進(jìn)行凝固而不能切開的問題。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，控制設(shè)備還可以包括:絕緣電源模塊、顯示輸入模塊和安全保護(hù) 模塊。其中，絕緣電源模塊分別連接至高頻信號(hào)源模塊10、功率放大模塊20、反饋電路模塊 30、CPU控制模塊40、輸出控制開關(guān)模塊50、顯示輸入模塊和安全保護(hù)模塊，絕緣電源模塊用 于為控制設(shè)備供電；顯示輸入模塊還連接至CHJ控制模塊40，用于顯示信息以及提供輸入信 息的界面;安全保護(hù)模塊還連接至高頻信號(hào)源模塊10、功率放大模塊20和CPU控制模塊40， 用于防止過壓過流。
[0040] 另外，控制設(shè)備還可以設(shè)置語音回路，連接至CPU控制模塊40,用于報(bào)警或者語音 提示功能，例如，提示當(dāng)前工作模式或者當(dāng)前工作功率為多少。
[0041] 本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的電 磁刀手術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該電磁刀手術(shù)系統(tǒng)包括:控制設(shè)備100、至少一個(gè) 電極200及其對(duì)應(yīng)的電纜300,其中，控制設(shè)備100是上述實(shí)施例所描述的控制設(shè)備，電極200 通過對(duì)應(yīng)的電纜300連接至控制設(shè)備100,至少一個(gè)電極200可以是單極電極、雙極電極和內(nèi) 鏡電極中至少一個(gè)。
[0042] 通過上述電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，控制設(shè)備輸出較高頻率的電磁功率信號(hào)，該電磁功率 信號(hào)通過電纜輸出到電極，在電極與生物組織之間產(chǎn)生電磁場和誘導(dǎo)電磁場的相互作用， 從而產(chǎn)生弧光放電和焦耳熱，利用弧光放電和焦耳熱，可以對(duì)生物組織進(jìn)行切開、凝固等處 理。并且，該電磁刀手術(shù)系統(tǒng)提供了多種電極，可以滿足不同的手術(shù)需求。另外，其中的控制 設(shè)備根據(jù)有效功率和預(yù)設(shè)值進(jìn)行增益控制，使得功率放大模塊輸出特定組織負(fù)載或組織負(fù) 載變化時(shí)所需的最佳功率，改善了組織負(fù)載隨功率輸出變化導(dǎo)致的功率衰減和不穩(wěn)定問 題。
[0043] 上述電磁刀手術(shù)系統(tǒng)還可以包括:腳踏開關(guān)及其電纜，腳踏開關(guān)通過電纜連接至 控制設(shè)備上對(duì)應(yīng)的接口，腳踏開關(guān)用于選擇切開或者凝固。例如，當(dāng)醫(yī)生使用雙極電極進(jìn)行 手術(shù)時(shí)，用腳踩住切開開關(guān)，則使用雙極電極進(jìn)行生物組織的切開；用腳踩住凝固開關(guān)，則 使用雙極電極進(jìn)行凝固。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施例中，電纜300可以是同軸電纜，包括:芯線和以同軸方式通過絕緣材 料包圍該芯線的屏蔽線。電纜300可以包括多個(gè)分段電纜，在鄰接的分段電纜中，靠近電極 200-側(cè)的分段電纜的直徑小于靠近控制設(shè)備100-側(cè)的分段電纜的直徑?？拷姌O200- 側(cè)的分段電纜的直徑細(xì)，可以減輕電纜重量，提高醫(yī)生手持電極進(jìn)行手術(shù)的穩(wěn)定性。
[0045] 鄰接的分段電纜之間可以通過中接頭連接，中接頭內(nèi)部設(shè)置有包括變壓器、電感、 電容中至少一種器件的電路。如圖5所示，A表示靠近控制設(shè)備100-側(cè)的分段電纜(粗同軸 電纜），B表不靠近電極200-側(cè)的分段電纜(細(xì)同軸電纜），1表不芯線，2表不屏蔽線，電纜A 與電纜B通過虛線框內(nèi)的中接頭連接，圖5中的中接頭以變壓器為例，提高電纜B上的電壓， 進(jìn)而提高傳輸?shù)诫姌O200上的電壓，有利于切割生物組織。
[0046]在電纜300與電極200連接的一端，電纜300的屏蔽線作為無源輸出端，芯線作為有 源輸出端，有源輸出端與電極200連接。
[0047]對(duì)于雙極電極，可以是鑷子式雙極電極，也可以是單極式雙極電極。其中，鑷子式 雙極電極與雙極電極對(duì)應(yīng)的電纜連接;單極式雙極電極可以與單極電極對(duì)應(yīng)的電纜連接， 實(shí)現(xiàn)雙極切開凝固功能。單極式雙極電極包括兩個(gè)分支電極，與有源輸出端（電纜的芯線） 連接的分支電極作為正電極，與無源輸出端（電纜的屏蔽線)連接的分支電極作為負(fù)電極。 正電極與負(fù)電極可以通過絕緣物(例如，陶瓷材料的隔板)隔離，構(gòu)成開路狀態(tài)，并在空間保 持一定物理距離;或者，正電極與負(fù)電極通過電阻性材料相連接，例如，使用雙極電極進(jìn)行 生物組織處理時(shí)，生物組織可等效為電阻。
[0048] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表 述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在 任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0049] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制設(shè)備，應(yīng)用于電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:高頻信號(hào)源模塊、功率放 大模塊、反饋電路模塊、CPU控制模塊、輸出控制開關(guān)模塊、輸出電路模塊以及至少一個(gè)電極 接口； 所述功率放大模塊的輸入端連接至所述高頻信號(hào)源模塊;所述輸出電路模塊的輸入端 連接至所述功率放大模塊的輸出端，所述輸出電路模塊的輸出端連接至所述至少一個(gè)電極 接口；所述反饋電路模塊的輸入端連接至所述功率放大模塊的輸出端，所述反饋電路模塊 的輸出端連接至所述CHJ控制模塊，所述CPU控制模塊還連接至所述功率放大模塊的增益控 制端、所述高頻信號(hào)源模塊和所述輸出控制開關(guān)模塊； 所述高頻信號(hào)源模塊，用于輸出預(yù)設(shè)頻率的電磁功率信號(hào)； 所述輸出電路模塊，用于將經(jīng)所述功率放大模塊放大的電磁功率信號(hào)通過所述電極接 口傳輸給手術(shù)電極，以對(duì)生物組織進(jìn)行處理； 所述反饋電路模塊，用于采樣保持所述功率放大模塊的輸出電壓信號(hào)、輸出電流信號(hào)、 所述輸出電壓信號(hào)與所述輸出電流信號(hào)的相位差信號(hào)、輸出反射波功率信號(hào)，對(duì)采樣的信 號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)； 所述CPU控制模塊，用于輸出根據(jù)預(yù)設(shè)輸入功率、預(yù)設(shè)比較值、所述輸出電壓信號(hào)、所述 輸出電流信號(hào)、所述相位差信號(hào)及所述輸出反射波功率信號(hào)得到的增益控制值至所述功率 放大模塊的增益控制端，接收所述輸出控制開關(guān)模塊發(fā)出的工作指令，以及輸出控制指令； 所述輸出控制開關(guān)模塊，用于輸出所述工作指令，其中，所述工作指令用于指示工作模 式以及指示輸出或停止輸出所述電磁功率信號(hào)； 所述輸出電路模塊包括:依次連接的隔離變壓器、第一切換電路、至少一個(gè)輸出電路、 第二切換電路、隔直流電路； 其中，所述第一切換電路和所述第二切換電路，還連接至所述CPU控制模塊，用于根據(jù) 來自所述CHJ控制模塊的控制指令控制所述輸出電路的接通或斷開； 所述至少一個(gè)輸出電路與所述至少一個(gè)電極接口一一對(duì)應(yīng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述控制設(shè)備還包括:諧振電路，所述 諧振電路的一端連接至所述輸出電路的輸出端，另一端接地； 所述諧振電路的阻抗可調(diào)，所述諧振電路與所述控制設(shè)備的浮游電容及離散電容在所 述預(yù)設(shè)頻率上構(gòu)成并聯(lián)諧振回路； 其中，所述浮游電容及離散電容是在所述預(yù)設(shè)頻率時(shí)所述控制設(shè)備的所述輸出電路模 塊、電纜和大地間形成的浮游電容及離散電容，所述電纜用于連接所述控制設(shè)備和所述手 術(shù)電極。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)電極接口包括:單極 電極接口、雙極電極接口和內(nèi)鏡電極接口中至少一個(gè)。4. 一種電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備、 至少一個(gè)電極及其對(duì)應(yīng)的電纜，其中，所述電極通過對(duì)應(yīng)的電纜連接至所述控制設(shè)備。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于， 所述電纜包括:芯線和以同軸方式通過絕緣材料包圍所述芯線的屏蔽線； 所述電纜包括多個(gè)分段電纜，在鄰接的分段電纜中，靠近所述電極一側(cè)的分段電纜的 直徑小于靠近所述控制設(shè)備一側(cè)的分段電纜的直徑； 鄰接的分段電纜之間通過中接頭連接，所述中接頭內(nèi)部設(shè)置有包括變壓器、電感、電容 中至少一種器件的電路。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)電極包括:單 極電極、雙極電極和內(nèi)鏡電極中至少一個(gè)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁刀手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙極電極包括兩個(gè)分支電 極，與電纜的芯線連接的分支電極作為正電極，與電纜的屏蔽線連接的分支電極作為負(fù)電 極，其中，所述正電極與所述負(fù)電極通過絕緣物隔離，構(gòu)成開路狀態(tài)，并在空間保持預(yù)定的 物理距離;或者，所述正電極與所述負(fù)電極通過電阻性材料相連接。
【文檔編號(hào)】A61B18/12GK205433883SQ201620070612
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日
【發(fā)明人】趙偉
【申請(qǐng)人】安進(jìn)醫(yī)療科技（北京）有限公司