电外科生成器制造技术

提供了一种电外科生成器。该电外科生成器包括被配置成输出DC波形和非线性载波控制电流的至少一个转换器。至少一个升压反相器被耦合到至少一个转换器，并且被配置成转换DC波形以生成至少一个电外科波形。至少一个电感器与至少一个转换器和至少一个升压反相器串联连接，并且被配置成输出电感器电流。控制器被耦合到至少一个转换器和至少一个升压反相器，并且被配置成被配置成通过基于电感器电流与非线性控制电流的比较来控制至少一个转换器的占空比的脉冲持续时间而将电感器电流维持在预定值。

【技术实现步骤摘要】
电外科生成器
本公开涉及电外科生成器。更具体而言，本公开涉及利用具有非线性控制电流的 电流编程控制来产生恒定功率源的电外科生成器。
技术介绍
电外科手术涉及向外科手术点施加高射频电流，以切割、切除或凝结组织。在单极 电外科手术中，源或有源电极将射频交流电流从电外科生成器提供到目标组织。患者返回 电极被放置成远离有源电极，以将电流传导回到生成器。 在双极电外科手术中，返回电极和有源电极被放置成彼此非常接近，使得在两个 电极之间形成电路（例如，在电外科钳的情况下）。以此方式，施加的电流仅限于位于这些 电极之间的身体组织。因此，双极电外科手术一般涉及如下仪器的使用：其中，期望的是在 位于仪器上的两个电极（例如钳等）之间实现集中的电外科能量递送。钳是依赖于其钳口 之间的机械作用来夹持、卡箍和压缩血管或组织的类似于钳子的仪器。电外科钳（开放的 或者内窥镜的）利用机械卡箍动作和电能量来实现在卡箍的组织上的止血（hemostasis)。 钳包括向被卡箍的组织施加电外科能量的电外科导电板。通过控制通过导电板向组织施加 的电外科能量的强度、频率和持续时间，外科医生可以凝结、烧灼和/或闭合组织。然而，以 上示例仅仅用于示例性目的，并且存在处于本公开的范围内的许多其他已知的双极电外科 仪器。 以上列出的电外科过程可以利用基于反馈的控制系统中的各种组织和能量参数。 对于改进向组织递送能量存在持续的需求。
技术实现思路
如可以理解的，可以证明利用具有非线性控制电流的电流编程控制来产生恒定功 率源的电外科生成器在外科领域中是有用的。 本公开的一个方面提供了 一种电外科生成器，其包括被配置成输出DC波形和非 线性载体控制电流的一个或者多个转换器。一个或者多个升压反相器被耦合到转换器并且 被配置成转换DC波形以生成至少一个电外科波形。一个或者多个电感器与转换器和升压 反相器串联连接。该电感器被配置成输出电感器电流。一个或者多个控制器被耦合到转换 器和升压反相器，并且被配置成通过基于电感器电流与非线性控制电流的比较来控制至少 一个转换器的占空比的脉冲持续时间而将电感器电流维持在预定值。 转换器是包括但不限于以下各项的DC-DC转换器：DC-DC Buck转换器、 DC-DC 亡uk.转换器、DC-DC Buck-Squared 转换器和 DC-DC inverse-SEPIC 转换器。此外， 升压反相器可以是DC-AC升压反相器。转换器和/或升压反相器可以包括被布置成Η桥拓 扑结构的多个开关元件。 控制器被配置成调节转换器的占空比和升压反相器的占空比，以使至少一个电外 科波形在以下模式中的至少一个中进行操作：恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率 模式。转换器可以包括以转换器的占空比进行操作的一个或者多个第一开关元件，并且升 压反相器可以包括以升压反相器的第二占空比进行操作的一个或者多个第二开关元件。控 制器可以被配置成在电流编程模式中控制转换器，并且将升压反相器的占空比维持在大约 100%，以使至少一个电外科波形在恒定电流模式中进行操作。可替代地，控制器可以被配 置成在非线性载波控制模式中控制转换器，并且将升压反相器的占空比维持在大约100%， 以使至少一个电外科波形在恒定功率模式中进行操作。在非线性载波控制模式中，控制器 基于经过的时间与DC波形的每个循环的周期长度之间的比率来计算设定点电流。 控制器可以被配置成在电流编程模式中控制升压反相器，并且将转换器的占空比 维持在大约100%，以使至少一个电外科波形在恒定功率模式中进行操作。控制器可以被配 置成将转换器的占空比维持在大约100%，并且将升压反相器的占空比维持在小于100%， 以使至少一个电外科波形在恒定电压模式中进行操作。控制器可以被配置成调节至少一个 转换器的占空比，以对至少一个电外科波形进行功率控制。 控制器可以被配置成基于至少一个转换器的占空比而在恒定电流模式、恒定电压 模式、或者恒定功率模式的至少一个之间切换至少一个电外科波形的操作。可替代地，控制 器可以被配置成通过监控电外科生成器的变压器的初级绕组的电压与电感器电流而在恒 定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率模式中的至少一个之间切换至少一个电外科波 形的操作。 本公开的一个方面提供了用于控制电外科生成器的方法。初始地，可以从至少一 个转换器输出DC波形和非线性载波控制电流。此后，升压反相器可以被用于转换DC波形 以生成至少一个电外科波形。随后，可以从与转换器和升压反相器串联连接的一个或者多 个电感器输出电感器电流。此外，通过基于电感器电流与非线性控制电流的比较来控制转 换器的占空比的脉冲持续时间而将电感器电流维持在预定值。 对于转换器可以利用DC-DC Buck转换器、DC-DC 转换器、DC-DC Buck-Squared转换器和DC-DC inverse-SEPIC转换器。对于转换器可以利用DC-AC升压反 相器。可以向转换器和/或升压反相器提供被布置成Η桥拓扑结构的多个开关元件。 可以调节转换器的占空比和升压反相器的占空比，以使至少一个电外科波形在以 下模式中的至少一个中进行操作：恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率模式。 可以向转换器提供以转换器的占空比进行操作的一个或者多个第一开关元件。此 夕卜，可以向升压反相器提供以至少一个升压反相器的第二占空比进行操作的一个或者多个 第二开关元件。 可以在电流编程模式中控制转换器，并且可以将升压反相器的占空比维持在大约 100%，以使至少一个电外科波形在恒定电流模式中进行操作。 可以在非线性载波控制模式中控制转换器，并且将升压反相器的占空比维持在大 约100%，以使至少一个电外科波形在恒定功率模式中进行操作。在非线性载波控制模式 中，基于经过的时间与DC波形的每个循环的周期长度之间的比率来计算设定点电流。 可以在电流编程模式中控制升压反相器，并且将转换器的占空比维持在大约 100%，以使至少一个电外科波形在恒定功率模式中进行操作。可以将转换器的占空比维持 在大约100%，并且将升压反相器的占空比维持在小于100%，以使至少一个电外科波形在 恒定电压模式中进行操作。 _8]可以调节至少-个转换器的占空比，以对至少-个电外科波形进行功雜制。可 以基于至少^个转换器的占空比而在恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率模式的 至少一个之间切换至少一个电外科波形的操作。可替代地，可以通过监控电外科生成器的 变压器的初级绕组的电压与电感器电流而在恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率 模式中的至少一个之间切换至少一个电外科波形的操作。 【附图说明】 本文通过参照附图对本公开的各个实施例进行描述，其中： 图1是根据本公开的电外科系统的一个示例性实施例的各部件的透视图； 图2是根据本公开的电外科生成器的一个实施例的前视图； 图3是根据本公开的图2的电外科生成器的一个实施例的示意性框图； 图4是根据本公开的图2的电外科生成器的dc-DC转换器和DC-AC反相器的示意 性框图； 图5是根据本公开的期望的输出特性的图形表示； 图6是根据本公开的图2的生成器的DC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电外科生成器，包括：至少一个转换器，被配置成输出DC波形和非线性载波控制电流；至少一个升压反相器，被耦合到所述至少一个转换器，所述至少一个升压反相器被配置成转换所述DC波形以生成至少一个电外科波形；至少一个电感器，与所述至少一个转换器和至少一个升压反相器串联连接，所述至少一个电感器被配置成输出电感器电流；以及至少一个控制器，被耦合到所述至少一个转换器和所述至少一个升压反相器，并且被配置成通过基于所述电感器电流与非线性控制电流的比较来控制所述至少一个转换器的占空比的脉冲持续时间而将所述电感器电流维持在预定值。

【技术特征摘要】
2013.07.19 US 61/856,480;2014.02.06 US 14/174,6071. 一种电外科生成器，包括： 至少一个转换器，被配置成输出DC波形和非线性载波控制电流； 至少一个升压反相器，被耦合到所述至少一个转换器，所述至少一个升压反相器被配 置成转换所述DC波形以生成至少一个电外科波形； 至少一个电感器，与所述至少一个转换器和至少一个升压反相器串联连接，所述至少 一个电感器被配置成输出电感器电流；以及 至少一个控制器，被耦合到所述至少一个转换器和所述至少一个升压反相器，并且被 配置成通过基于所述电感器电流与非线性控制电流的比较来控制所述至少一个转换器的 占空比的脉冲持续时间而将所述电感器电流维持在预定值。2. 根据权利要求1所述的电外科生成器，其中，所述至少一个转换器是选自包括 以下各项的群组中的DC-DC转换器：DC-DC Buck转换器、DC-DC转换器、DC-DC Buck-Squared转换器和DC-DCinverse-SEPIC转换器，并且其中，所述至少一个升压反相器 是DC-AC升压反相器。3. 根据权利要求1所述的电外科生成器，其中，所述至少一个转换器和至少一个升压 反相器包括被布置成Η桥拓扑结构的多个开关元件。4. 根据权利要求1所述的电外科生成器，其中，所述至少一个控制器被配置成调节所 述至少一个转换器的占空比和所述至少一个升压反相器的占空比，以使所述至少一个电外 科波形在以下模式中的至少一个中进行操作：恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率 模式。5. 根据权利要求4所述的电外科生成器，其中，所述至少一个转换器包括以所述至少 一个转换器的占空比进行操作的至少一个第一开关元件，并且所述至少一个升压反相器包 括以所述至少一个升压反相器的第二占空比进行操作的至少一个第二开关元件。6. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·弗里德里克斯，J·A·吉尔伯特，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US