電外科高頻發(fā)生器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】用于切割和/或凝結(jié)生物組織的電外科高頻發(fā)生器，包括電源和用于在輸出過(guò)濾器中激發(fā)高頻振蕩的發(fā)生器平臺(tái)，該輸出過(guò)濾器包括并聯(lián)諧振回路和連接其上的串聯(lián)諧振回路，其上連接有至少一個(gè)電極，如果串聯(lián)諧振回路具有高于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率的諧振回路，則具有改進(jìn)的效率水平。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電外科高頻發(fā)生器
[0001]本專(zhuān)利為2011年2月25日提交的PCT進(jìn)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00980133629.0，專(zhuān)利名稱(chēng)為電外科高頻發(fā)生器的分案申請(qǐng)。
[0002]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的電外科高頻(HF)發(fā)生器。
[0003]在現(xiàn)代外科手術(shù)中，電外科高頻發(fā)生器通常用于切割或凝結(jié)生物組織。為此，頻率大于300KHZ的高頻信號(hào)由電外科高頻發(fā)生器產(chǎn)生，并在待處理的位置由外科醫(yī)生通過(guò)電極加以施加。電外科高頻發(fā)生器包括用于為發(fā)生器平臺(tái)供能的電源，該發(fā)生器平臺(tái)在包括并聯(lián)諧振回路和串聯(lián)諧振回路的輸出過(guò)濾器中激發(fā)高頻振蕩。這種電外科高頻發(fā)生器是已知的，例如根據(jù)DE 39 04 558 Al。
[0004]電外科高頻發(fā)生器研制中存在的問(wèn)題在于，它們必須具有極高的效率，因?yàn)橐环矫鎸?duì)于電外科高頻發(fā)生器來(lái)說(shuō)將會(huì)需要在手術(shù)場(chǎng)所中不能接受的冷卻系統(tǒng)，另一方面因?yàn)榭赡艿脑?huà)并不需要三相連接。因此，只有進(jìn)一步提高電外科高頻發(fā)生器的效率水平，才可能增加電外科聞?lì)l發(fā)生器輸出的最大電流和最大聞?lì)l電壓。
[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種具有改進(jìn)效率水平的用于切割或凝結(jié)生物組織的電外科高頻發(fā)生器。
[0006]根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器使該目的得以完成。優(yōu)選實(shí)施方式公開(kāi)在從屬權(quán)利要求中。
[0007]電外科高頻發(fā)生器具有用于為發(fā)生器平臺(tái)供能的電源，該發(fā)生器平臺(tái)在包括并聯(lián)諧振回路和連接其上的串聯(lián)諧振回路的輸出過(guò)濾器中激發(fā)高頻振蕩。串聯(lián)諧振回路具有高于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率的諧振頻率。
[0008]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，串聯(lián)諧振回路和并聯(lián)諧振回路的諧振頻率極其一致，因?yàn)榉駝t的話(huà)電壓和電流不會(huì)成相位地振蕩。本發(fā)明的重點(diǎn)是偏離這一教導(dǎo)，使串聯(lián)諧振回路的諧振頻率高于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率。這基于以下事實(shí)的認(rèn)知，即輸出過(guò)濾器的并聯(lián)諧振的諧振頻率在負(fù)載下移向較高的頻率，也就是說(shuō)，電流和電壓在負(fù)載下不成相位。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電外科高頻發(fā)生器的頻率水平隨著負(fù)載增加而下降。根據(jù)本發(fā)明諧振頻率選擇的結(jié)果在于，在電外科高頻發(fā)生器的自由運(yùn)行期間，盡管與現(xiàn)有技術(shù)相比，負(fù)載下兩相位之間的差減小，電壓和電流不成相位，即高頻發(fā)生器的頻率水平在負(fù)載下提高了。
[0009]優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路的諧振頻率在并聯(lián)諧振回路的諧振頻率之上5% -25%的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選7.5% -12%。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，隨著諧振頻率的這種選擇，在通常的載荷下獲得了特別高的頻率水平。
[0010]串聯(lián)諧振回路的諧振頻率優(yōu)選低于電外科高頻發(fā)生器短路期間存在的由電外科高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻振蕩的頻率。優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路的諧振頻率比電外科高頻發(fā)生器短路期間存在的高頻信號(hào)的頻率低0.9倍，更優(yōu)選低0.8倍。這樣，能夠獲得防短路的輸出過(guò)濾器。
[0011]優(yōu)選地，并聯(lián)諧振回路通過(guò)變壓器連接到串聯(lián)諧振回路上。因此兩個(gè)諧振回路彼此電接觸分離。正用該電外科高頻發(fā)生器治療的病人也因此與電源電接觸分離。
[0012]如果并聯(lián)諧振回路的電感是例如其一級(jí)繞組的變壓器的電感時(shí)，則產(chǎn)生特別簡(jiǎn)單的輸出過(guò)濾器的設(shè)計(jì)。
[0013]優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路在變壓器的每側(cè)，即在其二級(jí)繞組的每側(cè)上都具有電感，連接到其每個(gè)的輸出側(cè)上的是電容，每個(gè)電容連接到各個(gè)電極上。
[0014]如果發(fā)生器平臺(tái)包括有激發(fā)輸出過(guò)濾器中的振蕩的切換平臺(tái)則是便利的，因?yàn)榍袚Q平臺(tái)的激發(fā)頻率控制簡(jiǎn)單。
[0015]為了產(chǎn)生與電外科高頻發(fā)生器頻率相匹配的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生器平臺(tái)可具有通過(guò)電容連接到并聯(lián)諧振回路上的控制輸入。通過(guò)電容從并聯(lián)諧振回路去耦合的信號(hào)可供送給相位轉(zhuǎn)換器，在其輸出端上連接有脈沖形成的平臺(tái)。
[0016]通過(guò)由外科醫(yī)生觸動(dòng)的開(kāi)關(guān)，例如手動(dòng)開(kāi)關(guān)或腳動(dòng)開(kāi)關(guān)，脈沖形成平臺(tái)的信號(hào)可供送給驅(qū)動(dòng)平臺(tái)。
[0017]下面參照附圖以簡(jiǎn)單示例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，其中:
[0018]圖1不出了顯不電外科聞?lì)l發(fā)生器原理的回路圖，和
[0019]圖2顯示了作為高頻信號(hào)的頻率函數(shù)的電外科高頻發(fā)生器的發(fā)生器輸入阻抗和串聯(lián)回路阻抗。
[0020]圖1中的電外科高頻發(fā)生器通過(guò)主輸入平臺(tái)13供能。這供送有可調(diào)節(jié)的電源裝置12，該裝置連接到包括電容I和電感2的并聯(lián)諧振回路上。電感2是變壓器的一級(jí)繞組。變壓器將并聯(lián)諧振回路1，2連接到串聯(lián)諧振回路上，包括在變壓器的二級(jí)繞組每側(cè)上的串聯(lián)回路閉塞部3，去耦合電容4在輸出側(cè)連接到其每個(gè)上。各個(gè)電極連接到每個(gè)去耦合電容4上。并聯(lián)諧振回路1，2和串聯(lián)諧振回路3，4構(gòu)成了輸出過(guò)濾器。對(duì)于驅(qū)動(dòng)輸出過(guò)濾器必要的脈沖通過(guò)電容6和電阻7從并聯(lián)諧振回路1，2去耦合。來(lái)自并聯(lián)諧振回路1，2的信號(hào)在電容6和電阻7之間分接出兵供送給相位轉(zhuǎn)換器8。脈沖形成平臺(tái)9連接在相位轉(zhuǎn)換器8的輸出側(cè)。相位轉(zhuǎn)換器8和脈沖形成平臺(tái)9構(gòu)成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)按照輸出過(guò)濾器存在的諧振同步化并通過(guò)操作裝置11供送給驅(qū)動(dòng)平臺(tái)10。操作裝置11可以是例如手動(dòng)開(kāi)關(guān)或腳動(dòng)開(kāi)關(guān)并通過(guò)啟動(dòng)電外科高頻發(fā)生器的外科醫(yī)生加以操作。驅(qū)動(dòng)平臺(tái)10控制構(gòu)造為Mosfet的開(kāi)關(guān)5，它將并聯(lián)諧振回路1，2連接到可控制的電源裝置12。
[0021]串聯(lián)回路閉塞部3和去耦合電容4的尺寸要使得串聯(lián)諧振回路3，4的諧振頻率要高于并聯(lián)諧振回路1，2的諧振頻率。例如，發(fā)生器的基本頻率可選擇為等于并聯(lián)諧振回路頻率，例如350kHz。串聯(lián)諧振回路的諧振頻率可以是例如并聯(lián)諧振回路諧振頻率的1.1倍，具體為385kHz (參見(jiàn)圖2)。發(fā)生器短路頻率為500kHz，因此顯著高于串聯(lián)回路諧振頻率。虛線(xiàn)顯示在不同負(fù)載情況下并聯(lián)諧振回路1，2的阻抗。連續(xù)線(xiàn)是包絡(luò)線(xiàn)。在電外科高頻發(fā)生器的自由運(yùn)行狀態(tài)(負(fù)載阻抗Rwii非常高，表示為R_i>>)下，在350kHz的基本頻率，阻抗是最大的。隨著增加負(fù)載，即降低負(fù)載阻抗(Rwi1,最大值移向更高的頻率，例如移到385kHz。串聯(lián)諧振回路3，4的阻抗在該頻率(385kHz)是最大的。因此在385kHz的工作頻率，電壓和電流成相位，即效率在對(duì)應(yīng)該頻率的負(fù)載是最佳的。在短路下(Rwgi〈O，并聯(lián)諧振回路阻抗的最大值是在500kHz的短路頻率。
[0022]附圖標(biāo)記
[0023]I電容/電容器
[0024]2電感/線(xiàn)圈
[0025]3電感/線(xiàn)圈
[0026]4去耦合電容
[0027]5開(kāi)關(guān)
[0028]6電容器
[0029]7電阻器
[0030]8相位轉(zhuǎn)變器
[0031]9脈沖形成平臺(tái)
[0032]10驅(qū)動(dòng)器平臺(tái)
[0033]11操作裝置
[0034]12電源裝置
[0035]13主輸入平臺(tái)
【權(quán)利要求】
1.用于切割和/或凝結(jié)生物組織的電外科高頻發(fā)生器，包括電源(12)，發(fā)生器平臺(tái)和輸出過(guò)濾器，發(fā)生器平臺(tái)用于在輸出過(guò)濾器中激發(fā)高頻振蕩，其中至少一個(gè)電極連接到輸出過(guò)濾器上，輸出過(guò)濾器包括并聯(lián)諧振回路(1，2)和連接到該并聯(lián)諧振回路(1，2)上的串聯(lián)諧振回路(3，4)，并聯(lián)諧振回路包括第一電容(I)和第一電感(2)，第一電感(2)是變壓器的一級(jí)繞組，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)具有高于并聯(lián)諧振回路(1，2)的諧振頻率的諧振頻率，其中串聯(lián)諧振回路(3，4)的諧振頻率在并聯(lián)諧振回路(1，2)諧振頻率之上的7.5% -12.5%范圍內(nèi)，其中串聯(lián)諧振回路(3，4)的諧振頻率低于電極短路期間發(fā)生的頻率且并聯(lián)諧振回路(1，2)通過(guò)所述變壓器耦合到串聯(lián)諧振回路(3，4)上，串聯(lián)諧振回路(3，4)的諧振頻率比電極短路期間發(fā)生的高頻信號(hào)頻率低0.8倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)在變壓器的二級(jí)繞組的每側(cè)上都具有第二電感(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，連接到兩第二電感(3)每一個(gè)輸出側(cè)上的是第二電容(4)，所述第二電容(4)每個(gè)連接到各個(gè)電極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，發(fā)生器平臺(tái)包括開(kāi)關(guān)平臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，發(fā)生器平臺(tái)具有控制輸入，其通過(guò)第三電容(6)連接到并聯(lián)諧振回路(1，2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，為了產(chǎn)生同步于高頻發(fā)生器頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在其外側(cè)上連接有脈沖形成平臺(tái)(9)的相位轉(zhuǎn)換器(8)連接到控制輸入上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，來(lái)自脈沖形成平臺(tái)(9)的輸出信號(hào)通過(guò)操作裝置(11)供送給驅(qū)動(dòng)平臺(tái)(10)。
【文檔編號(hào)】A61B18/12GK104323853SQ201410577542
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2008年8月27日
【發(fā)明者】埃里?！ぞS爾納 申請(qǐng)人:愛(ài)爾伯電子醫(yī)療設(shè)備有限公司