手术室无线供电系统技术方案

一种手术室无线供电系统，包括设置于手术床底部的接收线圈和设置于手术室地面的发射线圈组，以及相应的电路。本系统，在手术室地面铺设发射线圈组，在手术床底部设置接收线圈，通过功率检测及反馈调节电路自动根据手术设备的功耗情况调节发射线圈的发射功率，配合相应的防干扰措施，可以在保证不影响手术设备工作的条件下，极大地降低手术室供电系统的布线复杂程度。配合不间断电源、相应的储能设备以及通信模块，本系统能够有效保证供电安全，基本实现除气管、插管外，手术床周无布线的理想状态。便于术者及助手的走动、换位，提高手术效率。

Wireless power supply system in operation room

The utility model relates to a wireless power supply system for an operation room, comprising a receiving coil arranged at the bottom of an operating bed, a transmitting coil set arranged on the ground of an operation room, and a corresponding circuit. This system, laying in the operation room ground transmitting coil group, receiving coil is arranged in the surgical bed bottom by transmitting power detection and feedback control circuit automatically according to the power equipment operation regulation of the transmitting coil, with anti interference measures, can ensure that does not affect the operating condition of the equipment, greatly reduce the wiring of the operation room the complexity of the power supply system. With the uninterrupted power supply, the corresponding energy storage equipment and communication module, the system can effectively ensure the safety of power supply, and basically realize the ideal condition of no routing in the operating bed except the trachea and the intubation. It is convenient for the assistant and the assistant to move and change positions so as to improve the operation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
手术室无线供电系统
本专利技术涉及低压供电系统，尤其涉及一种针对手术室环境的无线供电系统。
技术介绍
现代手术的顺利完成离不开各种有源医学电气电子设备，如电钻、电刀、电凝、心血监护等。这些设备都是为了现代化的手术特意设计，有些设备是手术器械的革命，如双极电凝的止血作用，省却了丝线结扎的繁杂和松动。但这些电器需要在手术床旁边配置各式各样的供电设备。而不同规格、不同用途的供电设备均需要通过不同的接口及粗细、长短不一的导线与手术床上或医生手中的器械相连。因此，手术床周围的导线错综复杂，很难排布，杂乱的导线给术者和助手的活动带来不便，甚至可能导致灾难性事故。如全神贯注于手术的术者或助手在移动时没有留神脚下或身边的线路，就会拉动电线甚至被绊倒。在抢救过程中这一问题尤为突出。为此，一些手术室尝试配备供电吊塔，从顶棚引下来的供电主体或插座，为手术室电器设备供电。但是不同厂家的设备规格不统一，大大小小的设备堆砌、散落必然需要占据大量空间。另一种解决手术设备连线的方式是采用无线供电技术。但现有的无线供电技术主要针对的还都是家用设备，比较典型的是无线手机、平板电脑、笔记本电脑等充电设备，或无线供电桩，无线供电的照明灯等。针对医用无线设备，尤其是手术器械、无线摄像系统，无线信号传输，或无线通讯指挥机器人手臂，无线充电的电子体温计等，目前尚无无线供电设备与之匹配。目前医用无线供电系统的大多局限于小功率无线供电。例如，谭永宏的无线供电的医用工作站，以无线供电模式来解决输液泵、监测仪等不同设备都通过一个接线板供电。但这种接线板容易因液体滴落其上而发生短路。何淑珍专利技术的植入式自适应无线传输方法和系统。该系统包括体外无线电源发射单元及体内无线电源接收和恢复单元，为克服液体造成的供电设备短路问题提供了启示，并实现了根据植入体内设备对所需电量的变化进行体外无线电源发射功率的自适应调节。该专利技术避免由于无线电源传输距离的变化导致的体外对植入体内设备供电不足与过量的问题，提高了供电的可靠性及安全性。但该专利技术所提供的供电方案，其供电电能和功率均较低，只能解决纤小植入体一类低功率设备的近距离无线供电，无法满足手术室多个电器或设备的供电需求。医用器械通常需要远距离、大功率无线供电。但大功率无线充电所用的电磁场比较强，通常会干扰手术室里的各种电子设备，导致心电监护系统、金属器械带有感应电流，尤其，环状金属设备所受感应电流还会更强。而现有技术条件下，并没有合适的方法能够解决大功率无线充电设备所造成的电磁干扰以及感应电流。因此，目前急需一种能够解决手术室远距离、大功率可靠供电时，无线供电线圈所产生的电磁干扰与感应电流影响的技术。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种手术室供电系统，包括发射端电路、至少一个发射线圈、接收端电路和至少一个与所述发射线圈频率相匹配的接收线圈：所述发射线圈铺设于手术室地面，所述接收线圈设置于手术床底部，所述接收端电路设置于手术床床体内；所述发射端电路包括依次串接的三相进线模块、数控直流电源和逆变电路，其中，所述三相进线模块连接所述数控直流电源的交流输入端，所述数控直流电源的直流输出端连接所述逆变电路的直流输入端，所述逆变电路的交流输出端连接所述发射线圈的输入端；所述三相进线模块用于将电网能量输入至手术室供电系统，所述数控直流电源用于根据要求产生直流电，所述逆变电路用于将数控直流电源输出的直流电转化为能够通过线圈进行电磁辐射的交流电，所述接收端电路包括依次串接的整流电路、逆变器、不间断电源和电源输出装置，其中，所述整流电路的交流输入接口连接所述接收线圈的输出接口，所述整流电路的直流输出接口连接所述逆变器的直流输入接口，所述整流电路由4个二极管桥接构成，用于将接收线圈接收到的交流信号转化为直流；所述逆变器的交流输出接口连接所述不间断电源的输入接口，用于将所述整流电路输出的直流信号转化为220V50Hz的交流电；所述不间断电源的输出接口连接所述电源输出装置，用于在线路故障时报警并提供稳定的电能输出。所述发射端电路将电能转换为电磁能量通过发射线圈向对应的接收线圈进行辐射，所述接收线圈在接收到对应发射线圈的电磁辐射能量后通过接收端电路将电磁能量转化为电能，通过其内的电源输出装置输出至相应的手术仪器设备。所述接收线圈面积较大，可同时覆盖多各发射线圈。当所述发射线圈或所述接收线圈为多组线圈时，可通过发射端电路或接收端电路的相应控制单元进行控制，通过线圈之间的感应耦合关系控制位于接收线圈范围外的发射线圈不工作，以节省电能并避免不必要的电磁辐射干扰。随着手术床的移动，系统可自动选择接收线圈覆盖范围内的发射线圈进行工作。进一步的，上述系统中，为进一步避免电磁辐射干扰，所述发射线圈或所述接收线圈还可设置于屏蔽结构内，所述屏蔽结构包括设置于所述发射线圈或所述接收线圈非辐射方向上的金属框、金属网、或金属板。由于本系统中发射线圈和接受线圈均接近地面附近，发射线圈将电磁能量通过地面辐射至接收线圈，因此所述发射线圈或接收线圈的辐射方向均为对地的方向，费辐射方向均为不对地的各向。进一步的，上述系统中，为进一步保证系统各模块共地避免干扰，所述手术床的底轮为金属轮，所述屏蔽结构、发射端电路和接收端电路连接所述金属轮，通过所述金属轮接地。进一步的，上述系统中，为进一步避免发射端电路工作产生的电磁干扰，所述发射端电路设置于屏蔽柜内，所述屏蔽柜还可设置调节所述数控直流电源的控制接口。所述数控直流电源根据控制接口设置的参数产生合乎要求的直流电。所述控制接口包括可进行控制操作的面板、计算机接口或控制芯片接口等。进一步的，上述系统中，为避免无线充电电磁场干扰手术室内无线数据通信系统，所述发射线圈和所述接收线圈的工作频率选择4k至9kHz的低频，避开通信频段。同时，为保证系统对电能的利用效率，上述系统中，所述发射端电路和所述接收端电路分别还包括相互配合的发射端LSK解调模块和接收端LSK调制模块；所述发射端LSK解调模块环接于所述数控直流电源与所述发射线圈之间，所述发射端LSK解调模块包括功率信息解调单元和控制单元；所述功率信息解调单元用于解调所述发射线圈接收到的功率信息，所述控制单元用于根据所述解调单元解调出的功率信息调节所述数控直流电源的输出功率；所述控制单元包括嵌入式MCU；所述接收端LSK调制模块环接于所述电源输出装置与所述接收线圈之间，所述接收端LSK调制模块包括PWM误差采样单元和功率信息调制单元；所述PWM误差采样单元用于采集所述电源输出装置输出的功率信息，所述功率信息调制单元用于将所述功率信息调制至能够通过所述接收线圈进行辐射的信号。进一步的，上述系统中，为保证无线供电出现故障时的供电，所述不间断电源还包括蓄电池，所述蓄电池设置于所述手术床的床体立柱内。在UPS(不间断电源)报警期间，将供电系统切换至应急供电模式，通过所述蓄电池输出电能，提供至少30分钟以上的供电。同时，为进一步减少手术台周围接线，上述系统中，所述接收端电路还包括无线数据发射电路，所述无线数据发射电路与所述发射端LSK解调模块和接收端LSK调制模块连接，用于传输所述功率信息和医疗设备数据。所述医疗设备数据包括心电信号、呼吸信号等。其中，所述无线数据发射电路选择2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术室供电系统，包括发射端电路(1)、至少一个发射线圈(5)、接收端电路(3)和至少一个与所述发射线圈(5)频率相匹配的接收线圈(7)，其特征在于，所述发射线圈(5)铺设于手术室地面(6)，所述接收线圈(7)设置于手术床(8)底部，所述接收端电路(3)设置于手术床(8)床体内；所述发射端电路(1)包括依次串接的三相进线模块、数控直流电源(1‑1)和逆变电路(1‑3)，所述逆变电路(1‑3)的交流输出端连接所述发射线圈(5)的输入端；所述接收端电路(3)包括依次串接的整流电路(3‑9)、逆变器(3‑10)、不间断电源(3‑11)和电源输出装置(3‑12)，其中，所述整流电路(3‑9)的交流输入接口连接所述接收线圈(7)的输出接口，所述整流电路(3‑9)的直流输出接口连接所述逆变器(3‑10)的直流输入接口，所述逆变器(3‑10)的交流输出接口连接所述不间断电源(3‑11)的输入接口，所述不间断电源(3‑11)的输出接口连接所述电源输出装置(3‑12)。

【技术特征摘要】
1.一种手术室供电系统，包括发射端电路(1)、至少一个发射线圈(5)、接收端电路(3)和至少一个与所述发射线圈(5)频率相匹配的接收线圈(7)，其特征在于，所述发射线圈(5)铺设于手术室地面(6)，所述接收线圈(7)设置于手术床(8)底部，所述接收端电路(3)设置于手术床(8)床体内；所述发射端电路(1)包括依次串接的三相进线模块、数控直流电源(1-1)和逆变电路(1-3)，所述逆变电路(1-3)的交流输出端连接所述发射线圈(5)的输入端；所述接收端电路(3)包括依次串接的整流电路(3-9)、逆变器(3-10)、不间断电源(3-11)和电源输出装置(3-12)，其中，所述整流电路(3-9)的交流输入接口连接所述接收线圈(7)的输出接口，所述整流电路(3-9)的直流输出接口连接所述逆变器(3-10)的直流输入接口，所述逆变器(3-10)的交流输出接口连接所述不间断电源(3-11)的输入接口，所述不间断电源(3-11)的输出接口连接所述电源输出装置(3-12)。2.如权利要求1所述的手术室供电系统，其特征在于，所述发射线圈(5)或所述接收线圈(7)设置于屏蔽结构(10)内，所述屏蔽结构(10)包括设置于所述发射线圈(5)或所述接收线圈(7)非辐射方向上的金属框、金属网、或金属板。3.如权利要求1所述的手术室供电系统，其特征在于，所述手术床(8)的底轮(4)为金属轮，所述屏蔽结构(10)、发射端电路(1)和接收端电路(3)连接所述金属轮，通过所述金属轮接地。4.如权利要求1所述的手术室供电系统，其特征在于，所述发射端电路(1)设置于屏蔽柜内，所述屏蔽柜还设有调节所述数控直流电源(1-1)的控制接口。5.如权利要求1至4任一所述的手术室供电系统，其特征在于，所述发射线圈(5)和所述接收线圈(7)的工作频率为4k至9kHz。6.如权利要求5所述的手术室供电系统，其特征在于，所述发射端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建军，高嵩，
申请(专利权)人：北京聚精瑞生医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11