【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种被设计为向电外科手术器械输出高频交流电压的电外科手术发生器及操作其的方法。该电外科手术发生器包括控制单元和生成高频交流电压的高电压用逆变器，高频交流电压具有被供给用于电外科手术器械的连接的输出插座可变频率和振幅。
技术介绍
1、电外科手术发生器通常特征在于包括一大组功能的相当复杂的功能。从而，外科手术发生器能够处理各种应用。这些功能在向电外科手术器械供电的方式方面不同。向电外科手术器械供电的不同的方式通常被称为“模式”。如果仅仅要实现组织的切割，则选择切割模式，持续地向电外科手术器械提供中等电压。如果凝结更加重要，则选择不同的模式，例如使用具有低占空比的相当高的电压的喷雾或凝结模式。其他类型的应用程序有更多不同的模式。
2、目前，电外科手术发生器具有主要通过谐振转换器来形成的高电压发生器。此为可靠且经过验证的技术。然而其具有缺点在于，频率无法被正向控制，并且振幅仅能够通过改变谐振转换器的直流电源的电压来调节。频率和/或振幅的任何改变是相当不灵便的。
3、为了改进可调节性，已知提供了一种具有被配置成h桥的逆变器的电外科手术发生器(ep3248560a1)。然而，为了避免过多的谐波的形成，必须采用特殊控制方案。
4、此外，本申请人已经开发了包括级联拓扑式的多电平逆变器的电外科手术发生器。从而能够大大改进输出信号的可调节性。振幅和频率的快速改变是可能的。此外，原则上，输出电压的曲率的任意形状是可能的。然而，这样做需要一个像fpga的专用的高性能控制器，其能够以比所生成的高电压的输出
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种减轻所述缺点的电外科手术发生器和改进的逆变器控制。
2、在被设计为向电外科手术器械输出高频交流电压的电外科手术发生器中，包括：控制单元和生成高频交流电压的高电压用逆变器，所述高频交流电压具有被提供给用于所述电外科手术器械的连接的输出插座可变频率和振幅，根据本专利技术，逆变器为由限定所生成的高频交流电压的形状的参考信号控制的多电平逆变器，所述参考信号由数据报限定，所述数据报包括在限定的周期数内的有限系列的序列化的振幅和频率数据向量。
3、首先，应解释若干术语：
4、多电平逆变器为能够以各种电平发射输出电压的逆变器，而非仅以正和/或负极性提供导通/关断输出。通常的拓扑为，但不限于级联h桥、中点钳位及飞跨电容器。
5、数据报被理解为有限长度的数据分组。其通常是最大256字节的小尺寸，尤其为50字节或更小。其可以可选地包括源和目的地标识，但这不是必需的。
6、这里的术语“周期”被用于指代完成波形的完整周期所耗费的时间，该波形通常指逆变器所生成的高频ac电压的波形。
7、根据本专利技术来控制逆变器并提供其参考信号避免了对于像fpga的昂贵的高速控制器的需求。本专利技术提供了一种用于形成参考信号的不同的方法，具体地，是基于提供要生成的参考信号的灵活且简洁的描述的数据报来形成参考信号。为此，已经开发了特殊的数据格式，其包括在限定的周期数内的有限系列的序列化的振幅和频率数据向量。数据报用最少的信息来描述要生成的参考信号。
8、电外科手术发生器以各种模式来提供其高频交流输出电压。作为连续振荡电压提供简单模式，例如“purecut”模式。此外，存在一些更复杂的模式，其被配置使得输出电压根据频率、振幅、占空比和/或波峰因子在时间上变化。示例为“spraycoag”模式，该模式在很短的时间内(例如一个或两个振荡内)具有尖峰状的很高的电压，随后是很低的电压或无电压的长得多的暂停，其中，暂停的持续时间至少是一维(10次)比波峰长，例如20倍长。
9、为了能够根据相当复杂的模式生成输出电压，针对多电平逆变器提供参考信号可能相当地数据密集。生成达500khz的高频交流输出电压的多电平逆变器经常由在通常约为200mhz的范围内的高得多的频率来驱动。根据电平数，针对每一个数据点可能需要半个、一个、或甚至两个字节。这导致相当高的带宽要求，其要求高且昂贵。
10、本专利技术已经实现的是，能够通过针对想要的输出电压的高频正弦曲线提供包括描述性数据的数据报而非大量数据点流来大幅减少数据量和因此所需的带宽。如果想要的输出电压是连续电压，则这是相当清楚的，其中，数据报可能只需要两位数的位数。但令人惊讶的是，如果使用根据本专利技术的数据报，则更复杂的模式也只需要少量数据，具体地，该数据报包括在限定的周期数内的有限系列的序列化的振幅和频率数据向量。从而能够使用只有几十个字节长的、数据的最小值来描述各种模式。显然，这是带宽要求的大幅减少。
11、优选地，参考信号要由参考信号形成单元来形成。其被配置为形成由数据报限定的参考信号。更优选地，参考信号形成单元包括被配置为接收描述参考信号的数据记录的接收器。从而，降低了的根据本专利技术的数据报带宽要求允许增加了参考信号形成单元在所述电外科手术发生器内的设置的自由度，而不受限于在数据报源的附近。
12、本专利技术优选地通过使用合成器来允许参考信号的有效生成。为此，参考信号形成单元优选地包括：解码器，该解码器被配置为解码由所述接收器接收的数据记录并且在周期中的每一个周期内提取数据向量；序列化器，该序列化器被配置为以由数据字段限定的序列从在每一个周期内所提取的数据向量输出针对振幅和频率的信号，并且重复该序列；以及合成器，该合成器被配置为根据相应的数据向量，针对数据向量中的每一个形成具有振幅和频率的振荡波，其中，一系列的振荡波形成被提供给逆变器的参考信号。结合被根据本专利技术的数据报控制，能够容易地形成针对输出电压的连续参考信号以及非连续参考信号。
13、优选地，数据报包括多个数据字段，一个数据字段针对每一个周期，每一个数据字段包括数据向量中的一个，数据向量具有指示被限定的周期数中的相应的一个的振幅和频率的值。在周期中的每一个周期内提供包括数据向量的自身的数据字段允许在限定复杂的序列方面的高度的灵活性，从而使参考信号形成单元甚至对于电外科手术发生器的诸如具有由暂停分隔的电压脉冲的模式之类的复杂的模式也能够形成参考信号。
14、有利地，数据报还包括指示极性的第一附加数据字段，尤其是第一周期的第一半波的极性。从而能够选择参考信号是以正半波开始还是以负半波开始，并且从而能够由外科医生使用电外科手术发生器来选择高压输出电压的极性(正或负第一半波)。
15、更有利地，数据报还包括指示周期数的第二附加数据字段。凭借此，接收器，尤其是解码器和序列化器能够检查数据报的完整性。从而，能够容易地标识并拒绝一些周期内的有缺陷的数据报或丢失了数据向量的数据报，从而改进操作安全性。
16、附加地或可选地，数据报可以优选地包括指示开始信息和停止信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电外科手术发生器，所述电外科手术发生器被设计为向电外科手术器械(16)输出高频交流电压，所述电外科手术发生器包括控制单元(10)和生成高频交流电压的高电压用逆变器(3)，所述高频交流电压具有可变频率和振幅，馈送到用于连接所述电外科手术器械(16)的输出插座(14)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的电外科手术发生器，其中，所述参考信号由参考信号形成单元(30)提供。
3.根据权利要求2所述的电外科手术发生器，其中，所述参考信号形成单元(30)包括：
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)包括多个数据字段(101、102；201、202、203、204)，一个数据字段针对每一个周期，每一个数据字段包括所述数据向量中的一个，所述数据向量具有指示被限定的周期数中的相应的一个的振幅和频率的值。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)还包括指示极性的第一附加数据字段(111、211)，所述极性尤其是第一周期的第一半波的极性。
...【技术特征摘要】
1.一种电外科手术发生器，所述电外科手术发生器被设计为向电外科手术器械(16)输出高频交流电压，所述电外科手术发生器包括控制单元(10)和生成高频交流电压的高电压用逆变器(3)，所述高频交流电压具有可变频率和振幅，馈送到用于连接所述电外科手术器械(16)的输出插座(14)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的电外科手术发生器，其中，所述参考信号由参考信号形成单元(30)提供。
3.根据权利要求2所述的电外科手术发生器，其中，所述参考信号形成单元(30)包括：
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)包括多个数据字段(101、102；201、202、203、204)，一个数据字段针对每一个周期，每一个数据字段包括所述数据向量中的一个，所述数据向量具有指示被限定的周期数中的相应的一个的振幅和频率的值。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)还包括指示极性的第一附加数据字段(111、211)，所述极性尤其是第一周期的第一半波的极性。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)还包括指示所述周期数的第二附加数据字段(112、113)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述数据报(100、200)包括指示开始信息和停止信息的附加数据字段(113、114；213、214)，所述开始信息和所述停止信息尤其是开始字节和停止字节。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的电外科手术发生器，其中，所述合成器(7)被配置为形成半波振荡，并且所述数据报(100、200)中的周期与所述半波振荡的持续时间相关。
9.根据上一个权利要求所述的电外科手术发生器，其中，所述合成器(7)被配置为仅形成单极半波，尤其是正半波。
10.根据上一个权利要求所述的电外科手术发生器，其中，逆变电路(8)被耦合至所述合成器(7)并且被配置为...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·亚尼赫，J·迪克斯特拉，R·贝伦特，
申请(专利权)人：奥林匹斯冬季和IBE有限公司，
类型：发明
国别省市：
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