一种可变频率输出的电外科发生器和电外科系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可变频率输出的电外科发生器以及电外科系统。可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械和超声刀手术器械以及电外科发生器，所述高频电刀手术器械和所述超声刀手术器械共用一个能量输出接口或者分别使用不同的能量输出接口。电外科发生器内还带有能量切换系统，能够根据需要随时切换输出能量类型从而避免了频繁更换手术器械。

An electrosurgical generator and system with variable frequency output

【技术实现步骤摘要】
一种可变频率输出的电外科发生器和电外科系统
本专利技术涉及电外科医疗器械领域，应用于电外科手术的能量平台，尤其涉及一种能够使用同一接口并分时向高频手术器械和超声手术器械提供能量的电外科系统。
技术介绍
当前在电外科医疗器械领域以高频手术刀和超声刀相关产品为主，两者各有优势，工作原理和实现方式也有较大差别。超声刀驱动控制主要采用使MOS管工作在线性放大区来获取较高频率正弦波能量来驱动换能器将电能转换成高频机械振动能量，这种方式损耗大、效率低、适合小功率精细操作场合。高频电刀多采用MOS管等开关器件对直流电压进行高频斩波再进行LC滤波的方式实现高频正弦波能量的输出，这种方式输出功率大、效率高，使用广泛；但是输出谐波含量大对滤波器设计要求高，高功率输出时易造成组织热损伤。目前市场上出现了将高频电刀和超声刀合一的需求，但是由于这两者的驱动控制方式差异较大，难以进行整合。如果能够将它们的驱控方式都统一起来，将能够大为简化电路设计，提高整体性能。目前市面上已有的高频电刀和超声刀合并的方案有奥林巴斯的双电外科发生器方案和强生的G11复用电外科发生器方案。奥林巴斯的双电外科发生器方案原理是使用一台超声刀电外科发生器USG-400和一台高频电刀电外科发生器ESG-400同时给一把手术器械提供能量，实际上只是在手术器械上做了较大创新，能量的提供方式并没有太大的改变，此外双电外科发生器对用户来说成本较高，使用也较为复杂。强生的G11电外科发生器可以接超声刀也可以接大血管凝闭器械，但是两种器械一次只能接一种，无法进行快速切换；且无法提供普通单极和普通双极电刀的功能，限制了高频电刀器械的使用；此外G11输出功率较低，在使用过程中有一定的局限性。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术将高频电刀和超声刀的驱控系统进行了统一，均使用脉宽调制的工作原理。一台电外科发生器内只需要一套功率变换器和一套驱动控制器，既可以输出高频交流电能供给高频电刀器械，也可以输出满足超声刀器械所需的较低频率的交流电能。电外科发生器内还带有能量切换系统，能够根据需要随时切换输出能量类型从而避免了频繁更换手术器械。此外，本电外科发生器最大输出功率不小于200W，能够满足绝大多数市场需求。一方面，本专利技术提供一种可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械和超声刀手术器械以及电外科发生器，所述高频电刀手术器械和所述超声刀手术器械共用一个能量输出接口。进一步地，所述电外科发生器既可以提供高频电刀能量也可以提供超声刀低频能量，但是同一时刻只能输出一种能量，能量输出以抢占的方式决定。能量的变换由切换网络自动完成。另一方面，本专利技术提供一种可变频率输出的电外科系统，包括：超声刀和电刀合一手术器械、连接线缆以及电外科发生器，所述超声刀和电刀合一手术器械通过所述连接线缆与所述电外科发生器相连，所述连接线缆分成高频线缆和超声线缆两股，分别与所述超声刀和电刀合一手术器械上的相应接口连接。进一步地，所述超声刀和电刀合一手术器械包括切割按钮和凝闭按钮,所述超声刀和电刀合一手术器械通过所述切割按钮和所述凝闭按钮来控制所述电外科发生器分别输出超声能量和高频电能。进一步地，当切割按钮按下时超声能量通过线缆经超声换能器转换成机械振动能量传递到刀头上；当凝闭按钮按下时，高频电能通过高频线缆分别传递到刀头和夹钳上。另一方面，本专利技术提供一种可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械和超声刀手术器械以及电外科发生器，所述高频电刀手术器械和所述超声刀手术器械分别使用不同的电外科发生器能量输出接口。本专利技术的上述可变频输出的电外科系统，其中电外科发生器还提供普通单级和普通双极手术器械接口。此外，本专利技术还提供一种用于可变频输出的电外科系统的电外科发生器，其中外科发生器的内部系统包括直流供电系统、可调DC/DC变换器、逆变系统、切换系统、滤波系统、控制系统以及输出接口。控制系统用以完成电外科发生器的能量输出控制，它由多个模块组成，主要包括集成控制系统、输出能量闭环控制模块、反馈采样调理模块、切换控制逻辑模块、直流驱动模块、逆变驱动模块，直流电压和直流电流采样模块、交流电压和交流电流采样模块以及切换控制模块。电外科发生器的功率主回路组成主要包括有直流供电系统、可调DC/DC变换器、逆变系统、切换系统、滤波系统以及输出接口组成。滤波系统由两组滤波器组成，第一组为高频能量输出滤波通道，由高频隔离变压器和低通滤波器组成；第二组为超声能量输出滤波通道，由高频隔离变压器和低通滤波器组成。本专利技术将超声刀功率输出原理统一到高频电刀的实现原理，用一套电外科发生器同时实现了高频电刀和超声刀的使用功能，大为简化了电外科发生器驱动控制系统的设计，降低了设备成本。同时依靠快速能量切换系统，能够有效避免频繁更换手术器械，提高用户使用体验。附图说明附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。图1为本专利技术的可变频率输出的电外科系统的组成示意图；图2为本专利技术的可变频率输出的电外科系统的另一组成示意图；图3为本专利技术的可变频率输出的电外科系统的另一组成示意图；图4为本专利技术的电外科发生器系统结构图；图5为本专利技术的电外科发生器功率主回路图1；图6为本专利技术的电外科发生器功率主回路图2；图7为高频能量输出模式下Vab与V_RF波形图；图8为超声能量输出模式下Vab与V_US波形图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本申请作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本申请的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本申请中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本申请保护的范围。如图1为本专利技术的可变频率输出的电外科系统的组成示意图，该电外科系统由高频电刀手术器械10和超声刀手术器械30以及电外科发生器20组成，其中高频电刀手术器械10和超声刀手术器械30共用一个能量输出接口290。电外科发生器20既可以提供高频电刀能量也可以提供超声刀低频能量，但是同一时刻只能输出一种能量。能量输出以抢占的方式决定，即：先激发的器械优先输出并屏蔽另一把器械的输出，当无器械激发时回复至抢占状态。器械激发能量的变换由切换系统240自动完成。如图2为本专利技术的可变频率输出的电外科系统的组成示意图，该电外科系统的电外科发生器20与图1的系统的电外科发生器20相同，超声刀和电刀合一手术器械50则采用高频电刀和超声刀合一化设计。手术器械50通过连接线缆40与电外科发生器20相连，连接线缆40分成高频线缆41和超声线缆42两股，分别与手术器械50上的相应接口连接。手术器械50通过切割按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械(10)和超声刀手术器械(30)以及电外科发生器(20)，其特征在于，所述高频电刀手术器械(10)和所述超声刀手术器械(30)共用一个能量输出接口(290)。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械(10)和超声刀手术器械(30)以及电外科发生器(20)，其特征在于，所述高频电刀手术器械(10)和所述超声刀手术器械(30)共用一个能量输出接口(290)。


2.根据权利要求1所述的可变频率输出的电外科系统，其特征在于,所述电外科发生器(20)既可以提供高频电刀能量也可以提供超声刀低频能量，但是同一时刻只能输出一种能量，能量输出以抢占的方式决定。


3.根据权利要求1所述的可变频率输出的电外科系统，其特征在于，能量的变换由切换网络(240)自动完成。


4.根据权利要求1所述的可变频输出的电外科系统，其特征在于，所述电外科发生器(20)还提供普通单级和普通双极手术器械接口。


5.一种可变频率输出的电外科系统，包括：超声刀和电刀合一手术器械(50)、连接线缆(40)以及电外科发生器(20)，其特征在于，所述超声刀和电刀合一手术器械(50)通过所述连接线缆(40)与所述电外科发生器(20)相连，所述连接线缆(40)分成高频线缆(41)和超声线缆(42)两股，分别与所述超声刀和电刀合一手术器械(50)上的相应接口连接。


6.根据权利要求5所述的可变频率输出的电外科系统，其特征在于，所述超声刀和电刀合一手术器械(50)包括切割按钮(51)和凝闭按钮(52),所述手术器械(50)通过所述切割按钮(51)和所述凝闭按钮(52)来控制所述电外科发生器(20)分别输出超声能量和高频电能。


7.根据权利要求6所述的可变频率输出的电外科系统，其特征在于，当切割按钮(51)按下时超声能量通过线缆(42)经超声换能器(53)转换成机械振动能量传递到刀头(55)上；当凝闭按钮(52)按下时，高频电能通过高频线缆(41)分别传递到刀头(55)和夹钳(54)上。


8.根据权利要求5所述的可变频输出的电外科系统，其特征在于，所述电外科发生器(20)还提供普通单级和普通双极手术器械接口。


9.一种可变频率输出的电外科系统，包括：高频电刀手术器械(10)和超声刀手术器械(30)以及电外科发生器(20)，其特征在于，所述高频电刀手术器械(10)和所述超声刀手术器械(30)分别使用不同的电外科发生器能量输出接口。


10.根据权利要求9所述的可变频输出的电外科系统，其特征在于，所述电外科发生器(20)还提供普通单级和普通双极手术器械接口。


11.一种用于权利要求1-10任一项所述的可变频输出的电外科系统的电外科发生器(20)，其特征在于，所述电外科发生器(20)包括内部系统(200)，其特征在于，内部系统(200)包括直流供电系统(210)、可调DC/DC变换器(220)、逆变系统(230)、切换系统(240)、滤波系统(260)、控制系统(250)以及输出接口(290)，其中所述控制系统(250)用以完成所述电外科发生器(20)的能量输出控制。


12.根据权利要求11所述的电外科发生器(20)，其特征在于，所述内部系统(200)还包括直流电压和直流电流采样模块(270)、交流电压和交流电流采样模块(280)以及切换控制模块(257)。


13.根据权利要求12所述的电外科发生器(20)，其特征在于，所述控制系统(250)主要包括集成控制系统(251)、输出能量闭环控制模块(252)、反馈采样调理模块(253)、切换控制逻辑模块(254)、直流驱动模块(255)、逆变驱动模块(256)。


14.根据权利要求13所述的电外科发生器(20)，其特征在于，所述反馈采样调理模块(253)用以将所述直流电压和直流电流采样模块(270)和所述交流电压和交流电流采样模块(280)反馈的电量信号调理成所述集成控制系统(251)能够使用的反馈电量信号。


15.根据权利要求13所述的电外科发生器(20)，其特征在于，所述集成控制系统(251)是由MCU、DSP或者FPGA数字控制芯片组成的复杂控制系统，可以根据用户指令及反馈电量输出能量至输出能量闭环控制模块(252)，同时由所述切换控制逻辑模块(254)生成对应的切换策略。


16.根据权利要求13所述的电外科发生器(20)，其特征在于，所述直流驱动模块(255)根据输出能量闭环控制模块(252)输出的给定...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁俊，顾善民，李枝东，张丽平，
申请(专利权)人：上海逸思医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31