高频手术能量平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高频手术能量平台，具有计算机系统模块，所述计算机系统模块上并接有低压稳压电源模块、隔离系统模块、A／D1模块和A／D0模块、操作系统模块和D／A0模块；所述隔离系统模块上依次连接有启动模块和功率输出模块，所述启动模块上设置有摇控刀笔，所述功率输出模块上并接有第一功率放大器和第二功率放大器、有中性电极检测模块、电流取样模块和电压取样模块。这种高频手术能量平台是将外科及微创外科等所需高频能量集中于一体的电外科手术设备，一台设备可解决各种电外科手术的能量所需，降低医疗机构设备采购支出以及设备成本，从而有效地降低患者的手术费用支出。
【专利说明】高频手术能量平台
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及一种医疗设备，尤其涉及一种高频手术能量平台。
【背景技术】:
[0002]目前市场上电外科能量产品在技术上大多为某单一手术模式的产品。综合能量产品如高频手术器支持普通外科，双极电凝支持神经外科等尚未出现。
[0003]由于多年的临床体验发现，外科大夫在手术中可能会遇到很多意想不到的突发情况，但是处理起来只靠一台电外科设备，并不能满足需要，有时需要两台或两台以上的设备才能满足，这样就会给手术带来很大的不便，甚至还会给病员带来生命危险。并且有些医院因没有设备而只能缝合转入大医院治疗，给病人带来无限的痛苦。
[0004]国际公认的人体无感阻抗为10Ω--2000Ω，其中10Ω-50Ω是人体血液的阻抗，100Ω--500Ω是人体的肌肉组抗，500 Ω—900 Ω是人体的脂肪、肌肉、和网膜等组抗，1000 Ω是典型的前列腺组抗，1000 Ω—2000 Ω基本上是带有毛细血管的脂肪阻抗。如果要让电能量在人体上有效的发挥电能(如电切、电凝、游离、大血管闭合、双极前列腺汽化等)，那么就要对高频功率放大器有严格的匹配要求，其中要解决的问题就是能够使高频功率放大器输出与人体所有阻抗相应的能量，目前可以分为以下几种，普通外科及大血管闭合所需能量、微创外科所需能量、氩离子外科手术所需能量以及神经外科手术所需能量。
[0005]对于普通外科及大血管闭合所需能量，首先我们分析一下现有的电外科技术，以市场上最普及的美国电外科设备Force FX-8A为例。前面已经提过人体无感阻抗是10 Ω -2000 Ω，那么高频电能是怎样在人体阻抗发挥能量的，如说明书附图1所示，图中横坐标为人体阻抗，用电阻Ω为单位表示，纵坐标为在人体阻抗中所得到的电能，用电功率W表示；从图1中不难看出，当人体阻抗在200 Ω-1000 Ω时，人体得到的电能量为300W，在1000 Ω-2000 Ω时开始下降，当在10 Ω-200 Ω时，基本上在几十W左右。而200 Ω-1000 Ω只是人体的肌肉和脂肪，也就是说，在手术时，如果术者使用的最大功率为50W左右(是临床经验值)，那么遇到10 Ω-50 Ω的血液阻抗，按照图1的分析基本上无能量输出了。因此，从图1中可以得知，当手术大夫使用的最大功率在50W左右时，只能做切割而不能进行止血。附图2所示凝血曲线图，从图2中可以看出，当人体阻抗在250Ω-450Ω时，人体得到的电能量为120W，在600Ω-2000Ω时开始下降。当然，人体的血液阻抗比较低，600 Ω以上不能表示为血液，10 Ω-50 Ω时则表明已进入血液中。根据图2显示分析，人体血液阻抗在10 Ω -50 Ω时基本上无能量输出了，那么也就是说，在手术时，如果术者使用的最大功率为80W左右(是临床经验值)，遇到大血管破裂再指望图2的功率曲线去止血是不可能的。因此，现有的电外科技术已经不能满足现代的手术需要，尤其是高频功率放大器无法与人体的10Ω-100Ω阻抗相匹配，也就无法实现大血管闭合术。
[0006]对于微创外科所需能量，其是指通过各种内窥镜的导管，将电极能量释放在病灶组织上，根据附图1和附图2的曲线基本满足要求，但现有技术仍无法解决大血管出血的现象。[0007]对于氩离子外科手术所需能量，其是借助于氩离子束的电传导，将高频电能量传递至目标组织，从而发挥其优越于普通高频功率发生器对目标组织非电极接触方式的高频电凝固治疗作用；该氩离子束的电传导是以氩气为介质，氩气在高频高压作用下形成氩等离子束，将高频电能量传递至组织进行凝血，该方式避免了传统的直接接触组织凝血引起的粘连等问题，从而提高了临床的凝血效果。但是随着此技术的普及，问题也就显现出来了。由于是非接触式操作并且又是在镜下，大夫很难对准病灶组织释放能量，离病灶组织的距离稍远，高压击穿不了氩离子气体，病灶组织不能获取能量，近了能量过大容易造成穿孔，从而发生手术事故。据调查，不少医院发生过此类穿孔的医疗事故。那么是什么原因造成穿孔事故？从现有技术角度分析，首先用一台德国生产的ERBEICC300型电刀比较，它的高频高压功率放大器的输出波形如附图3，从图3可以推算出输出的平均值功率即:P={VP*(tl / t2)}2 / R，其中VP=输出电压的峰值，tl=正脉宽uS，t2=脉冲周期(频率=1 / 59uS=17KHz), R=人体负载电阻=300 Ω，将数字带入公式即:P={800*(2 / 59)} 2 / 300=2.45W单个脉冲的功率；然后再将其带入均方根公式为:
{
【权利要求】
1.一种高频手术能量平台，其特征在于:具有计算机系统模块(I)，所述计算机系统模块(I)的输入端上并接有低压稳压电源模块(2)、隔离系统模块(9)、A / Dl模块(13)和A / DO模块(16)，输出端上并接有操作系统模块和D / AO模块(20);所述低压稳压电源模块⑵的输入端与外置电源⑶连接，隔离系统模块(9)的输入端上依次连接有启动模块(10)和功率输出模块(11)，所述启动模块(10)上设置有摇控刀笔(8)，所述功率输出模块(11)的输入端上并接有第一功率放大器(14)和第二功率放大器(18),所述第一功率放大器(14)和第二功率放大器(18)与并接在电源(3)输出端上的高压稳压电源模块(19)连接，且该高压稳压电源模块(19)的输入端连接D / AO模块(20)的输出端，所述功率输出模块(11)的输出端上并接有中性电极检测模块(12)、电流取样模块(15)和电压取样模块(17)，所述中性电极检测模块(12)与A/ Dl模块(13)的输入端连接，电流取样模块(15)和电压取样模块(17)的输出端与A / DO模块(16)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述操作系统模块由按键选择模块(4)、功能显示模块(5)和系统音响模块(6)构成，其中功能显示模块(5)上设置有记忆模块(7)。
3.根据权利要求1所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述第一功率放大器(14)包括功率输出变压器(21)、谐振电感(24)、谐振电容(25、26)、串联电感(22)、串联谐振电容(23、110)、输出耦合电容(27、28、29)、泄放电容(112、113、115)、续流二极管(114)和功率放大MOS管(117);其中谐振电感(24)与功率输出变压器(21)并联，谐振电感(24)与谐振电容(25、26)组成LC谐振电路，串联电感(22)与串联谐振电容(23、110)串联，续流二极管(114)与泄放电容(112、113、115)组成泄放回路。
4.根据权利要求3所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述功率放大MOS管(117)包括栅极分压电阻(116、118)、激励变压器(119)以及用于阻断MOS管内部寄生二极管的阻尼二极管(111)。
5.根据权利要求4所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述激励变压器(119)上设置有耦合电容(120)。
6.根据权利要求1所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述第二功率放大器(18)包括上管、下管以及连接上管和下管的输出变压器(136);所述上管上设置有激励管(121)、上管分压电阻(126、131)、滤穿心电感(127)、功率放大MOS上管(128)、续流二极管(130)、泄放电容(133)和泄放电阻(134)，所述下管上设置有激励管(147)、下管分压电阻(142、143)、滤穿心电感(141)、功率放大MOS下管(140)、续流二极管(139)、泄放电容(137)和泄放电阻(138)，其中续流二极管(130、139)与电容、电阻组成泄放回路，泄放电阻(134、138)与电容组成阻容泄放回路。
7.根据权利要求6所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述激励管(121)上设置有偏置电阻(122)、滤波电解电容(123)、吸收电容(125)和上管激励变压器(124);所述激励管(147)上设置有偏置电阻(146)、吸收电容(145)和下管激励变压器(144)。
8.根据权利要求6所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述功率放大MOS上管(128)和功率放大MOS下管(140)上分别设置有用于阻断MOS管内部寄生二极管的阻尼二极管(129、132)。
9.根据权利要求6所述的高频手术能量平台，其特征在于:所述输出变压器(136)上设置有耦合电容(135)。
【文档编号】A61B19/00GK203790034SQ201420138748
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】马广军, 王晓亮 申请人:北京康威电子技术有限公司