電外科系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】電外科系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是2004年3月14日提交的實(shí)用新型名稱為“電外科發(fā)生器和電外科系統(tǒng)”的中國(guó)專利申請(qǐng)201420116989.8的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開涉及電外科系統(tǒng)和操作電外科發(fā)生器的方法。更具體來說，本公開涉及用于控制由適用于電弧切割和凝結(jié)的射頻諧振逆變器產(chǎn)生的電外科波形的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]電外科包括將高射頻電流施加到手術(shù)部位以切割，燒蝕或凝結(jié)組織。在單極電外科中，源電極或有源電極將射頻交流電流從電外科發(fā)生器傳送到目標(biāo)組織，并且返回電極將該電流傳導(dǎo)回到發(fā)生器。病人返回電極的位置遠(yuǎn)離有源電極，以將電流傳導(dǎo)回到發(fā)生器。
[0004]在雙極電外科中，返回電極和有源電極位置彼此靠近，使得在兩個(gè)電極之間形成電路(例如，在電外科鑷子的情形中)。這樣，所施加的電流被限制在位于電極之間的身體組織。因此，雙極電外科通常包括例如鑷子等器械的使用，其中希望在位于該器械上的兩個(gè)電極之間實(shí)現(xiàn)電外科能量的聚焦傳送。鑷子是鉗狀器械，其依賴于其鉗爪之間的機(jī)械作用來抓住、夾緊并壓迫血管或組織。電外科鑷子(開放的或內(nèi)窺鏡)使用機(jī)械夾緊作用和電能在被夾緊的組織上實(shí)現(xiàn)止血。該鑷子包括電外科導(dǎo)電表面，其將電外科能量施加到被夾緊的組織。通過控制經(jīng)由導(dǎo)電板施加到組織的電外科能量的強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時(shí)間，外科醫(yī)生可以凝結(jié)，燒灼和/或封閉組織。然而，上述例子僅是用于說明的目的，并且在本公開的范圍內(nèi)存在許多其他已知的雙極電外科器械。
[0005]以上概述的電外科過程可以使用基于反饋的控制系統(tǒng)中的各種組織和能量參數(shù)。改進(jìn)向組織傳送的能量的需要在持續(xù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在改進(jìn)電外科過程中向組織傳送的能量。
[0007]本公開提供一種用于控制電外科發(fā)生器的方法。所述方法包括:通過RF輸出級(jí)產(chǎn)生至少一個(gè)電外科波形，所述RF輸出級(jí)包括耦合到RF逆變器的脈沖寬度調(diào)制器，所述RF逆變器耦合到用于輸出DC電流的功率源；通過至少一個(gè)電極將所述至少一個(gè)電外科波形施加到組織，所述至少一個(gè)電外科波形包括多個(gè)周期；測(cè)量所述至少一個(gè)電外科波形的電壓和電流；計(jì)算電壓極限和電流極限中的至少一個(gè)；以及基于所述電壓極限或所述電流極限中的至少一個(gè)向所述脈沖寬度調(diào)制器提供控制信號(hào)，以基于所述RF輸出級(jí)的電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)飽和。
[0008]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述RF輸出級(jí)包括耦合到控制器的至少一個(gè)切換元件。
[0009]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述控制器包括比例-積分-微分控制器和脈沖寬度調(diào)制器，其中所述脈沖寬度調(diào)制器配置為向所述至少一個(gè)切換元件輸出所述控制信號(hào)，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)的占空比。
[0010]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述控制器配置為基于測(cè)得的電壓和電流確定阻抗。
[0011 ] 根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0012]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器包括電壓限制器功能。
[0013]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器包括電流限制器功能。
[0014]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述方法還包括在耦合到所述RF輸出級(jí)的功率源產(chǎn)生DC電流；以及基于所述電壓極限或所述電流極限中的至少一個(gè)向所述功率源提供所述控制信號(hào)，以基于所述RF輸出級(jí)的電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)飽和。
[0015]本公開還提供一種電外科發(fā)生器，包括:RF輸出級(jí)，其配置為產(chǎn)生包括多個(gè)周期的至少一個(gè)電外科波形；耦合到所述RF輸出級(jí)的至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器配置為測(cè)量所述至少一個(gè)電外科波形的電壓和電流；以及控制器，其耦合到所述至少一個(gè)傳感器和所述RF輸出級(jí)，所述控制器包括具有電壓限制器或電流限制器中的至少一個(gè)的比例-積分-微分控制器，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述RF輸出級(jí)的電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)飽和。
[0016]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述RF輸出級(jí)包括耦合到配置為輸出DC電流的功率源的RF逆變器。
[0017]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述RF逆變器包括耦合到所述控制器的至少一個(gè)切換元件。
[0018]根據(jù)上述實(shí)施例的其他方面，所述控制器包括脈沖寬度調(diào)制器，其配置為向所述至少一個(gè)切換元件輸出控制信號(hào)，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)的占空比。
[0019]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述控制器配置為基于測(cè)得的電壓和電流確定阻抗。
[0020]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0021]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述控制器還配置為增加所述至少一個(gè)電外科波形的電流，以增加放電的發(fā)生。
[0022]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述發(fā)生器還包括具有耦合到所述RF輸出級(jí)的AC-DC轉(zhuǎn)換器的功率源，其中所述RF輸出級(jí)包括DC-AC逆變器。
[0023]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述控制器耦合到所述DC-AC逆變器。
[0024]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述功率源還包括耦合到所述AC-DC轉(zhuǎn)換器和所述RF輸出級(jí)的DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器耦合到所述控制器并且可由所述控制器來控制。
[0025]本公開還提供一種電外科系統(tǒng)，包括:電外科發(fā)生器，其具有配置為輸出DC電流的功率源；耦合到所述功率源的RF輸出級(jí)，所述功率源包括配置為從所述DC電流產(chǎn)生包括多個(gè)周期的至少一個(gè)電外科波形的至少一個(gè)切換元件；耦合到所述RF輸出級(jí)的至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器配置為測(cè)量所述至少一個(gè)電外科波形的電壓和電流；以及耦合到所述至少一個(gè)傳感器以及所述RF輸出級(jí)或所述功率源中至少一個(gè)的控制器，所述控制器包括具有電壓限制器或電流限制器中的至少一個(gè)的比例-積分-微分控制器，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述RF輸出級(jí)的電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)或所述功率源中的至少一個(gè)飽和。
[0026]所述系統(tǒng)還包括配置為耦合到所述電外科發(fā)生器并且向組織施加所述至少一個(gè)電外科波形的至少一個(gè)電外科器械。
[0027]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述控制器配置為基于測(cè)得的電壓和電流確定阻抗，并且所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0028]本公開還提供一種電外科系統(tǒng)，包括:
[0029]電外科發(fā)生器，包括:
[0030]被配置為輸出DC電流的功率源；
[0031 ] 耦接到所述功率源的RF輸出級(jí)，所述RF輸出級(jí)包括:
[0032]脈沖寬度調(diào)制器；和
[0033]耦接到所述脈沖寬度調(diào)制器的RF逆變器，所述RF逆變器被配置為基于所述DC電流生成至少一個(gè)電外科波形；
[0034]耦接到所述RF輸出級(jí)的至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器被配置為測(cè)量所述至少一個(gè)電外科波形的電壓和電流；以及
[0035]耦接到所述至少一個(gè)傳感器和所述RF輸出級(jí)的控制器，所述控制器被配置成向所述脈沖寬度調(diào)制器提供控制信號(hào)，從而基于所述RF輸出級(jí)的至少一個(gè)電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)飽和；以及
[0036]至少一個(gè)電極，被配置成將所述至少一個(gè)電外科波形傳送到組織。
[0037]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，所述RF輸出級(jí)還包括與控制器耦接的至少一個(gè)切換元件。
[0038]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述控制器包括比例-積分-微分控制器。
[0039]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述脈沖寬度調(diào)制器被配置成向所述至少一個(gè)切換元件輸出控制信號(hào)，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調(diào)節(jié)所述控制信號(hào)的占空比。
[0040]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述控制器被配置為基于測(cè)得的電壓和電流確定阻抗。
[0041]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器被配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0042]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器包括電壓限制器功能。
[0043]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器包括電流限制器功能。
[0044]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述控制器基于所述RF輸出級(jí)的電壓限制或電流限制中的至少一個(gè)向功率源提供控制信號(hào)，從而基于所述RF輸出級(jí)的電壓-電流特性使所述RF輸出級(jí)飽和。
[0045]根據(jù)上述實(shí)施例的其它方面，其中所述控制器還被配置為增大所述至少一個(gè)電外科波形