一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块技术方案

本发明专利技术公开了一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块。该直流偏置模块适用于特定的医疗设备云系统，且系统中的设备终端包括控制模块、人机交互模块、波形功率放大模块、DDS波形生成模块、直流偏置模块、阻抗检测模块、通信模块和存储模块。本发明专利技术实现了界面的智能可调；实现了终端的智能判断；实现大夫的手术器械“随身带”。本发明专利技术直流偏置模块适用于特定的医疗设备云系统。

A DC Bias Module for Medical Equipment Cloud System

The invention discloses a DC bias module for medical equipment cloud system. The DC bias module is suitable for specific medical equipment cloud system, and the device terminal in the system includes control module, human-computer interaction module, waveform power amplification module, DDS waveform generation module, DC bias module, impedance detection module, communication module and storage module. The invention realizes the intelligent adjustment of the interface, the intelligent judgment of the terminal and the \carry-on\ of the surgeon's surgical instruments. The DC bias module of the invention is suitable for a specific medical equipment cloud system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块
本专利技术属于医疗领域，提供一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块。
技术介绍
早在1928年，美国人提出利用电灼烧的方式，对人体组织进行蛋白质变性，分解等操作，进而实现切割、凝血等效果。从那时开始，电加热的方式渐渐取代了柳叶刀，开始走进外科手术室。相对于传统的柳叶刀，电刀、电镊等器械具有切割时能同步凝固蛋白质，出血少等特点，目前在外科手术室中被大量使用。由于科室的差异、病人的差异、病情的差异等各种原因，导致医院内的电疗设备种类繁多。虽然不同的电疗仪器设备功能类似，但实际操作流程并不相同，尤其是档位和实际效果之间的对应关系相差颇大。这给大夫的使用带来了困难。根据调研情况，目前针对耳鼻喉科的美国杰西低温等离子，频率100-300KHz，输出功率0-100W；美国ellman射频消融电波刀，频率1.7-3.8MHz，输出功率0-140W；强生豪韵超声止血刀，频率55.5KHz，输出功率0-100W；日本Olympus射频消融仪，频率470KHz，输出功率0-250W；美国valley电刀，频率500KHz，输出功率0-300W。可见不同的仪器设备，能量的输出的频率和功率范围差异大。带来的问题是大夫需要学习不同仪器设备的操作方式,，尤其是不同的设备在相同的档位下，输出效果的差异，这都给大夫带来了很大的困扰。就某一台手术来说，大夫需要熟悉不同工作模式下，比如凝血和切割的实际效果区别，同时还要清楚知道不同仪器设备档位输出功率的差别。由于不同的设备适用不同的手术环节，因此在手术间常备多台设备。过多的设备，挤占了手术空间。如何将不同的设备集成在一起，采用相同的操作方式来应对不同的手术过程，是非常具有挑战性的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术医疗设备云系统包括设备终端、视频采集设备和云平台服务器，包括设备终端、视频采集设备和云平台服务器；设备终端和视频采集设备相关信息在云平台服务器备份保留；所述的设备终端包括控制模块、人机交互模块、波形功率放大模块、DDS波形生成模块、直流偏置模块、阻抗检测模块、通信模块和存储模块；直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；控制模块控制DDS波形生成模块输出波形到波形功率放大模块；波形经过波形功率放大模块后的信号Ⅰ传输至待测对象，同时该信号Ⅰ发送至阻抗检测模块，阻抗检测模块对接收到的信号Ⅰ进行模数转换处理后输出信号Ⅱ到控制模块，并存储在存储模块中；控制模块根据信号Ⅱ对直流偏置进行调控，从而控制高压电平的稳定输出；控制模块与通信模块互通信息，控制模块通过通信模块将存储模块中的数据发送给云平台服务器。所述的数据有自定义的格式，具体的数据格式包括医生ID、终端模式ID和模式参数；所述的医生ID唯一；终端模式ID是指设备终端，在实施不同手术时不同参数的设置；模式参数是指选中的模式当前的具体参数，包括电压、电流。所述的直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；高压电平实现如下：220V交流的市电经变压器隔离后连接至桥堆，电压正极接至二极管D1的负端以及二级管D2的正端，二极管D1的正端接至二极管D4的正端以及电容C1的下端，D2的负端接至二极管D3的负端以及电容C1的上端，D3的正端接至D4的负端以及电源输入的负端，电容C2的上端接至电容C1的上端，C2的下端接至电容C1的下端以及地；假负载R1上端接电容C2上端，下端接电容C2下端，后续电路简化为电阻R0，电阻R0上端接电阻R1上端，电阻R0下端接至电阻R1下端；直流偏置模块的另一部分的低电平具体实现如下：整流桥U1的4脚与3脚分别接至12V交流电压的正负极，整流桥U1的型号为SINB，整流桥U1的2脚接至地，整流桥U1的1脚接至降压芯片U2的Vin脚，降压芯片U2的型号为LM2575S-ADJ电容C3的上端以及电容C4的下端；电容C3与C4的下端均接至地；降压芯片U2的ON/OFF脚与COMMON脚均接至地，降压芯片U2的FEEDBACK脚接至电阻R3、电阻R4的左端，降压芯片U2的OUTPUT脚接至稳压二极管IN5819的上端以及电感L1的左端；稳压二极管D5的下端接至地，稳压二极管D5的型号为IN5819；电感L1的右端接至电容C6和电容C6的上端，电容C5和电容C6的下端均接地；电阻R3的右端接地；电阻R4的右端接电阻R2的左端、Vo端以及电容C6的上端；电阻R2的右端接至发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接至地；所述的高压电平工作过程如下：C1为滤波电解电容，C2为高频滤波无极性电容，R1为伪负载，提供电容放电回路；根据电路工作过程来分析：当输入Ui为正电压时，二极管D2和D4导通，D1和D3截止，此时，脉动电压U1和电容电压Uc存在压差问题，若U1>Uc，脉动电压给电容充电；若U1<Uc，电容经过电阻R放电；同理，当Ui为负电压时，二极管D1和D3导通，D2和D4截止，电路工作过程与上面一致；这说明整个周期内的平均电压即为输出电压Udc，充放电过程输出为纹波电压，且纹波频率为工频的两倍。DDS波形生成模块提出采用多个BUCK电路并联，每个BUCK电路的输出电平由控制模块单独进行设置；DDS波形生成模块具体实现如下：市电经过直流偏置模块整流后进入DDS波形生成模块中；直流偏置模块的正端接至DDS波形生成模块中开关管Q1的D脚以及开关管Q3的D脚，开关管Q1的G脚以及开关管Q3的G脚均接至控制模块，由控制模块决定DDS波形生成模块的工作状态；开关管Q1的S脚同时与二极管D8的负极、电感L1的一端相连接；开关管Q3的S脚同时与二极管D7的负极、电感L2的一端相连接；二极管D8和D7的正极均接至直流偏置模块的负端；电感L2的另一端同时与电容C7上端以及开关管Q4的D脚相连接，电感L1的另一端分别与电容C8的上端以及开关管Q2的D脚相连接；开关管Q4和Q2的G脚均接至控制模块，通过控制模块控制开关管的通断；开关管Q4和Q2的S脚均接至待测对象的正端；电容C7和C8的下端以及待测对象的负端均接至整流模块的负极；所述的BUCK电路用于实现电压的降压输出，具体实现如下：直流电源UDC的正端接开关管Q的D脚，开关管的S脚接二极管D的负端以及电感L的左端，二极管D的正端与直流电源UDC的负端相连，电感L的右端与电容C的上端相连，电容C的下端与直流电源UDC的负端相连；假负载R的上端与电感L的右端以及电容C的上端相连，其下端与直流电源的负端相连；DDS波形生成模块的工作过程如下：通过MOS开关管Q的开关特性实现斩波降压输出，当开关管Q开通时，输入电压对电感L、电容C充电，为输出提供能量；当开关管Q关断时，电感L通过二极管D形成续流回路，维持输出；控制模块能够通过控制开关管Q1、Q3多条并联BUCK电路上的开关管来控制BUCK电路的后续输出电压，再通过控制开关管Q2、Q4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块，其特征在于该直流偏置模块适用于特定的医疗设备云系统，且系统中的设备终端还包括人机交互模块、波形功率放大模块、DDS波形生成模块、阻抗检测模块、通信模块和存储模块；；直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；控制模块控制DDS波形生成模块输出波形到波形功率放大模块；波形经过波形功率放大模块后的信号Ⅰ传输至待测对象，同时该信号Ⅰ发送至阻抗检测模块，阻抗检测模块对接收到的信号Ⅰ进行模数转换处理后输出信号Ⅱ到控制模块，并存储在存储模块中；控制模块根据信号Ⅱ对直流偏置进行调控，从而控制高压电平的稳定输出；控制模块与通信模块互通信息，控制模块通过通信模块将存储模块中的数据发送给云平台服务器；所述的直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；高压电平实现如下：220V交流的市电经变压器隔离后连接至桥堆，电压正极接至二极管D1的负端以及二级管D2的正端，二极管D1的正端接至二极管D4的正端以及电容C1的下端，D2的负端接至二极管D3的负端以及电容C1的上端，D3的正端接至D4的负端以及电源输入的负端，电容C2的上端接至电容C1的上端，C2的下端接至电容C1的下端以及地；假负载R1上端接电容C2上端，下端接电容C2下端，后续电路简化为电阻R0，电阻R0上端接电阻R1上端，电阻R0下端接至电阻R1下端；直流偏置模块的另一部分的低电平具体实现如下：整流桥U1的4脚与3脚分别接至12V交流电压的正负极，整流桥U1的型号为SINB，整流桥U1的2脚接至地，整流桥U1的1脚接至降压芯片U2的Vin脚，降压芯片U2的型号为LM2575S‑ADJ电容C3的上端以及电容C4的下端；电容C3与C4的下端均接至地；降压芯片U2的ON/OFF脚与COMMON脚均接至地，降压芯片U2的FEEDBACK脚接至电阻R3、电阻R4的左端，降压芯片U2的OUTPUT脚接至稳压二极管IN5819的上端以及电感L1的左端；稳压二极管D5的下端接至地，稳压二极管D5的型号为IN5819；电感L1的右端接至电容C6和电容C6的上端，电容C5和电容C6的下端均接地；电阻R3的右端接地；电阻R4的右端接电阻R2的左端、Vo端以及电容C6的上端；电阻R2的右端接至发光二极管D6的正极，发光二极管D6的负极接至地。...

【技术特征摘要】
1.一种用于医疗设备云系统的直流偏置模块，其特征在于该直流偏置模块适用于特定的医疗设备云系统，且系统中的设备终端还包括人机交互模块、波形功率放大模块、DDS波形生成模块、阻抗检测模块、通信模块和存储模块；；直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；控制模块控制DDS波形生成模块输出波形到波形功率放大模块；波形经过波形功率放大模块后的信号Ⅰ传输至待测对象，同时该信号Ⅰ发送至阻抗检测模块，阻抗检测模块对接收到的信号Ⅰ进行模数转换处理后输出信号Ⅱ到控制模块，并存储在存储模块中；控制模块根据信号Ⅱ对直流偏置进行调控，从而控制高压电平的稳定输出；控制模块与通信模块互通信息，控制模块通过通信模块将存储模块中的数据发送给云平台服务器；所述的直流偏置模块将输入的市电转换为两类直流电平，其中低压电平用于给控制模块、人机交互模块、DDS波形生成模块供电；另一高压电平用于给波形功率放大模块供电；高压电平实现如下：220V交流的市电经变压器隔离后连接至桥堆，电压正极接至二极管D1的负端以及二级管D2的正端，二极管D1的正端接至二极管D4的正端以及电容C1的下端，D2的负端接至二极管D3的负端以及电容C1的上端，D3的正端接至D4的负端以及电源输入的负端，电容C2的上端接至电容C1的上端，C2的下端接至电容C1的下端以及地；假负载R1上端接电容C2上端，下端接电容C2下端，后续电路简化为电阻R0，电阻R0上端接电阻R1上端，电阻R0下端接至电阻R1下端...

【专利技术属性】
技术研发人员：余厉阳，屠佳炜，邵仁杰，吴义，胡心怡，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33