用于以数字方式生成超声外科器械的组合电信号波形的发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种通过发生器生成电信号波形的方法。所述方法包括将第一数字电信号波形和第二数字电信号波形的相位点存储在第一查找表和第二查找表中。所述第一数字电信号波形和所述第二数字电信号波形由限定波形状的预定数量的相位点表示。在每个时钟周期，数字合成电路从所述第一查找表和所述第二查找表中检索相位点，并且所述数字处理电路将来自所述第一查找表和所述第二查找表的相位点组合。数模转换器(DAC)电路将所述组合相位点转换成模拟信号。所述模拟信号被配置成驱动第一超声换能器和第二超声换能器。

Generator for digital electrical signal waveform generation in digital form

The invention discloses a method for generating electrical signal waveform through a generator. The method comprises storing the first digital electrical signal waveform and the second digital electrical signal waveform phase point in the first lookup table and the second lookup table. The first digital electrical signal waveform and the second digital electrical signal waveform are represented by a predetermined number of phase points defining the wave shape. In each clock cycle, the digital synthetic circuit retrieves the phase points from the first lookup table and the second lookup table, and the digital processing circuit will combine the phase points from the first lookup table and the second lookup table. The analog to digital converter (DAC) converts the combined phase point into analog signal. The analog signal is configured to drive the first ultrasonic transducer and the second ultrasonic transducer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以数字方式生成超声外科器械的组合电信号波形的发生器优先权本申请要求2015年9月30日提交的标题为“GENERATORFORPROVIDINGCOMBINEDRADIOFREQUENCYANDULTRASONICENERGIES”的美国临时申请序列号62/235,260、2015年9月30日提交的标题为“CIRCUITTOPOLOGIESFORGENERATOR”的美国临时申请序列号62/235,368以及2015年9月30日提交的标题为“SURGICALINSTRUMENTWITHUSERADAPTABLEALGORITHMS”的美国临时申请序列号62/235,466的权益，这些专利中每一个的内容全文以引用方式并入本文。
本公开一般涉及用于执行诸如凝固、密封和/或切割组织的超声手术系统、电外科系统和组合电外科/超声系统。具体地，本公开涉及用于基于待治疗组织的类型来执行此类手术的定制算法。更具体地，本公开涉及为用于执行此类手术的外科器械以数字方式生成电信号波形的发生器。数字电信号波形存储在查找表中。发生器以数字方式生成多个电信号波形，以驱动多个超声换能器。
技术介绍
超声外科器械凭借此类器械的独特性能特性而在外科手术中得到日益广泛的应用。根据具体器械配置和操作参数，超声外科器械能够基本上同时进行组织的切割和通过凝固的止血，从而有利地使患者创伤最小化。切割动作通常通过器械的远侧端部处的端部执行器或刀末端来实现，所端部执行器或刀末端将超声能量传输到与该端部执行器接触的组织。这种性质的超声器械可被配置用于开放性外科用途、腹腔镜式或内窥镜式外科手术，包括机器人辅助手术。一些外科器械将超声能量同时用于精确切割和受控凝固。超声能量通过振动与组织接触的刀进行切割和凝固。通过高频振动(例如，每秒55,500次)，超声刀使组织中的蛋白变性以形成粘性凝固物。刀表面施加到组织上的压力使血管塌缩并且允许凝固物形成止血密封。切割和凝固的精度受外科医生的技术以及对功率水平、刀刃、组织牵引力和刀压力的调节的控制。用于将电能施加到组织以治疗和/或破坏组织的电外科装置也在外科手术中得到日益广泛的应用。电外科装置通常包括手持件、在远侧安装有端部执行器(例如一个或多个电极)的器械。所述端部执行器可抵靠组织定位，使得电流被引入组织中。电外科装置可被配置用于双极或单极操作。在双极操作期间，电流分别通过端部执行器的有源电极和返回电极被引入组织中并从组织返回。在单极操作期间，电流通过端部执行器的有源电极被引入组织中并且通过单独设置在患者身体上的返回电极(例如，接地垫)返回。流过组织的电流所产生的热可在组织内和/或在组织之间形成止血密封，并因此可尤其适用于例如密封血管。电外科装置的端部执行器也可包括能够相对于组织运动的切割构件以及用以横切组织的电极。由电外科装置施加的电能可通过与手持件连通的发生器传输至器械。电能可为可在EN60601-2-2:2009+A11:2011的定义201.3.218-高频率中所述频率范围内的射频(RF)能量形式。例如，单极RF应用中的频率通常被限制为小于5MHz。然而，在双极RF应用中，频率几乎可为任何值。单极应用通常使用200kHz以上的频率，以避免由于使用低频电流而对神经和肌肉造成不需要的刺激。如果风险分析显示神经肌肉刺激的可能性已减轻至可接受的水平，则双极技术可使用较低频率。通常，不使用5MHz以上的频率以最小化与高频渗漏电流相关联的问题。然而，在双极技术的情况下可使用更高的频率。通常认为，10mA是组织热效应的下限阈值。在应用中，电外科装置可穿过组织传输低频RF能量，这会引起离子振荡或摩擦，并实际上造成电阻性加热，从而升高组织的温度。由于受影响的组织与周围组织之间形成明显的边界，因此外科医生能够以高精确度进行操作，并在不损伤相邻的非目标组织的情况下进行控制。RF能量的低操作温度适用于在密封血管的同时移除、收缩软组织、或对软组织塑型。RF能量尤其奏效地适用于结缔组织，所述结缔组织主要由胶原构成并且在接触热时收缩。其它电外科器械包括但不限于不可逆和/或可逆的电穿孔和/或微波技术等等。因此，本文所公开的技术可适用于超声双极或单极RF(电外科)的不可逆和/或可逆的电穿孔和/或基于微波的外科器械等等。使用这些医疗装置的挑战在于不能根据正由装置处理的组织的类型来控制和定制功率输出。期望提供一种克服当前器械的某些缺陷的外科器械。本文所述的外科系统克服了这些缺陷。如本文所公开，发生器可被配置成以数字方式生成输出波形并将波形提供给外科器械，使得外科器械可利用波形来获得各种组织效应。本公开为发生器提供经由波成形来促进组织效应并且同时将RF和超声能量驱动到单个外科器械或多个外科器械的能力。用于超声外科器械的常规发生器被配置成驱动单个超声换能器。此类常规超声发生器的缺点在于无法同时驱动一个或多个器械中的多个超声换能器。其它缺点包括超声发生器无法驱动一个器械的多种振动模式以在超声刀的末端实现更长的有效长度，从而提供各种组织效应。
技术实现思路
如本文所公开，发生器可被配置成以数字方式生成输出波形并将波形提供给外科器械，使得外科器械可利用波形来获得各种组织效应。本公开为发生器提供经由波成形来促进组织效应并且同时将RF和超声能量驱动到单个外科器械或多个外科器械的能力。在一个方面，提供一种通过发生器生成电信号波形的方法。该发生器包括数字处理电路、与数字处理电路通信的存储器电路、与数字处理电路和存储器电路通信的数字合成电路、以及数模转换器(DAC)，存储器电路限定第一查找表和第二查找表。该方法包括通过数字处理电路将第一数字电信号波形的相位点存储在由存储器电路限定的第一查找表中，其中第一数字电信号波形由第一预定数量的相位点表示，其中第一预定数量的相位点限定第一预定波形状；通过数字处理电路将第二数字电信号波形的相位点存储在由存储器电路限定的第二查找表中，其中第二数字电信号波形由第二预定数量的相位点表示，其中第二预定数量的相位点限定第二预定波形状；以及通过数字合成电路接收时钟信号，并且在每个时钟周期，通过数字合成电路从第一查找表中检索相位点；通过数字合成电路从第二查找表中检索相位点；通过数字处理电路将来自第一查找表的相位点与来自第二查找表的相位点组合以生成组合相位点；以及通过DAC电路将组合相位点转换成模拟信号；其中模拟信号被配置成驱动第一超声换能器和第二超声换能器。在另一方面，提供一种通过发生器生成电信号波形的方法。该发生器包括数字处理电路、与数字处理电路通信的存储器电路、与数字处理电路和存储器电路通信的数字合成电路、以及数模转换器(DAC)电路，存储器电路限定第一查找表和第二查找表。该方法包括通过数字处理电路将第一数字电信号波形的相位点存储在由存储器电路限定的第一查找表中，其中第一数字电信号波形由第一预定数量的相位点表示，其中第一预定数量的相位点限定第一预定波形状；通过数字处理电路将第二数字电信号波形的相位点存储在由存储器电路限定的第二查找表中，其中第二数字电信号波形由第二预定数量的相位点表示，其中第二预定数量的相位点限定第二预定波形状；以及通过数字合成电路接收时钟信号，并且在每个时钟周期，通过数字合成电路从第一查找表中检索相位点；通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过发生器生成电信号波形的方法，所述发生器包括数字处理电路、与所述数字处理电路通信的存储器电路、与所述数字处理电路和所述存储器电路通信的数字合成电路、以及数转模(DAC)电路，所述存储器电路限定第一查找表和第二查找表，所述方法包括：通过所述数字处理电路将第一数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路限定的第一查找表中，其中所述第一数字电信号波形由第一预定数量的相位点表示，其中所述第一预定数量的相位点限定第一预定波形状；通过所述数字处理电路将第二数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路限定的第二查找表中，其中所述第二数字电信号波形由第二预定数量的相位点表示，其中所述第二预定数量的相位点限定第二预定波形状；以及通过所述数字合成电路接收时钟信号，并且在每个时钟周期：通过所述数字合成电路从所述第一查找表中检索相位点；通过所述数字合成电路从所述第二查找表中检索相位点；通过所述数字处理电路将来自所述第一查找表的所述相位点与来自所述第二查找表的所述相位点组合以生成组合相位点；以及通过所述DAC电路将所述组合相位点转换成模拟信号；其中所述模拟信号被配置成驱动第一超声换能器和第二超声换能器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 US 62/235,260;2016.09.07 US 15/258,6111.一种通过发生器生成电信号波形的方法，所述发生器包括数字处理电路、与所述数字处理电路通信的存储器电路、与所述数字处理电路和所述存储器电路通信的数字合成电路、以及数转模(DAC)电路，所述存储器电路限定第一查找表和第二查找表，所述方法包括：通过所述数字处理电路将第一数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路限定的第一查找表中，其中所述第一数字电信号波形由第一预定数量的相位点表示，其中所述第一预定数量的相位点限定第一预定波形状；通过所述数字处理电路将第二数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路限定的第二查找表中，其中所述第二数字电信号波形由第二预定数量的相位点表示，其中所述第二预定数量的相位点限定第二预定波形状；以及通过所述数字合成电路接收时钟信号，并且在每个时钟周期：通过所述数字合成电路从所述第一查找表中检索相位点；通过所述数字合成电路从所述第二查找表中检索相位点；通过所述数字处理电路将来自所述第一查找表的所述相位点与来自所述第二查找表的所述相位点组合以生成组合相位点；以及通过所述DAC电路将所述组合相位点转换成模拟信号；其中所述模拟信号被配置成驱动第一超声换能器和第二超声换能器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一数字电信号波形和所述第二数字电信号波形表示第一数字超声电信号波形和第二数字超声电信号波形。3.根据权利要求2所述的方法，包括将射频(RF)电信号波形与所述第一超声电信号波形和所述第二超声电信号波形组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述数字处理电路将数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路限定的所述查找表中，包括：通过所述数字处理电路将多个数字电信号波形的相位点存储在由所述存储器电路或其它存储器电路限定的对应多个查找表中，其中所述数字电信号波形中的每一个由预定数量的相位点表示，并且其中所述预定数量的相位点中的每一个限定不同的波形状。5.根据权利要求1所述的方法，包括：通过所述数字处理电路接收与组织参数相关联的反馈信号；以及根据所述反馈信号修改所述第一预定波形状或所述第二预定波形状。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一数字电信号波形或所述第二数字电信号波形表示具有不同振幅的多个波形的组合。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一数字电信号波形或所述第二数字电信号波形表示具有不同频率的多个波形的组合。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一数字电信号波形或所述第二数字电信号波形表示具有不同振幅的多个波形的组合。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预定波形状或所述第二预定波形状为梯形波、正弦波或余弦波、方波、三角波、或它们的任意组合。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合相位点被配置成保持预定超声频率。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·T·维纳，D·C·亚特斯，
申请(专利权)人：伊西康有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US