CN102858264B - 电外科发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高频外科发生器，其具有一个输出电路和一个功率振荡器以便生成HF输出电压。根据本发明的功率振荡器被设计为在第一操作模式中在对应于输出电路的谐振频率的第一激励频率激励输出电路，并在第二操作模式中在不同于第一激励频率的第二激励频率激励输出电路，该第二激励频率不对应输出电路的谐振频率。
Description
描述
本发明涉及根据专利权利要求1的前序部分产生HF输出电压的一种电外科发生器。
目前，电外科用于许多医学领域。在该过程中，施加到一个单极或双极电极的一个相对高的电压被用来以一种定向方式损伤或切割生物组织。为产生这些电压，经常使用电外科发生器(HF外科发生器)。
不同类型的调制被用来切割和/或凝固生物组织。为此目的，例如爆裂必须具有一个迅速的开始和结束。
EP 1 776 929 A1描述了一种电外科发生器，其中HF外科发生器的输出电压可被迅速减小。在该过程中，如果超过一个阈值，则依靠将来自电源单元的能量通过连接一个另外的负载部件转化为热量来迅速减小HF外科发生器的输出电压。这种做法的缺点是需要耗散所生成的热量，以及HF外科发生器技术上复杂并具有低劣的切割性质。
DE 102 18 895 A1描述了另一种电外科发生器，其中电外科发生器的输出电压可被迅速减小。这里，依靠将输出电容器能量馈送回到DC电压源来减小电源单元的输出电压。结果，储存在DC电压源输出侧上和功率振荡器中的能量被迅速释放。这种做法的结果是电外科发生器的输出电压被迅速减小。这种做法的缺点是电外科发生器展现低劣的切割性质并且电路混乱并且技术上复杂。
US 2004/0193148 A1描述了一种电外科发生器，其中HF外科发生器的输出电压中的浪涌可被迅速调低。在此情况下，只要HF外科发生器的输出电压高于一个极限电压，即通过添加另外的部件来修改振荡器的谐振频率。结果，未发生改变的激发频率不再对应振荡器的谐振频率，因此HF外科发生器的输出电压被降至低于极限电压，即降至正常输出电压的水平，并且电火花被防止。在此情况下不利的是电路技术上复杂，并且有利于切割的电火花被防止，并因此HF外科发生器展现低劣切割性质。
本发明是基于强调一种HF外科发生器的目标，该外科发生器从技术观点而言是简单的并具有改善的切割性质。
该目标由根据权利要求所述1的HF外科发生器和根据权利要求5所述的方法实现。
本发明的本质点由以下事实构成：HF外科发生器包括两个操作模式：在第一操作模式中，输出电路由HF功率振荡器用输出电路的谐振频率来激励。在第二操作模式中，输出电路由HF功率振荡器用不对应其谐振频率的另一频率来激励。在从第一操作模式转换到第二模式的情况下，HF功率振荡器的输出电压迅速且突然被减小。
这种做法的结果是产生了具有谐波的输出电压，并且这导致HF外科发生器改善的切割性质。此外，HF外科发生器从技术观点而言是简单的并且是成本有效的。
HF功率振荡器可包括多个切换元件，更具体而言是晶体管，用来控制激励电压的符号，HF功率振荡器依靠这些切换元件在第一操作模式中的反馈操作中根据HF功率振荡器的激励电流的符号来激励输出电路；并且用来在第二强制操作模式中设定第二激励频率。这种做法的结果是在第一操作模式中，可使用谐振频率以一种能量损失尽可能小的技术上简单的方式驱动输出电路。可用技术上简单的方式设定第二操作模式中的激励电压的频率的事实在此情况下也是有利的。
在一个实施方案中，电外科发生器包括一个可控制操作-模式切换装置，以便从第一操作模式切换到第二操作模式从而产生具有谐波的输出电压。这种做法的优点是可用定向方式设定具有非常有利于切割组织的谐波的输出电压。
HF外科发生器可包括一个可调整频率控制仪器，该仪器用来测量激励电流的符号，并用来打开和/或关闭切换元件从而在第一操作模式中控制激励电压的符号，以及用来在第二操作模式中设定第二激励频率。这种做法的结果是可用一种技术上简单的方式捕捉激励电流的符号，并且因此可在第一操作模式中设定激励电压的符号。可用一种定向方式在第二操作模式中设定激励频率的事实在此情况下也是有利的。
在方法方面，本发明依靠HF功率振荡器在第一操作模式中用对应输出电路的谐振频率的一个第一激励频率来激励输出电路，以便产生HF输出电压，并且HF功率振荡器在第二操作模式中用一个第二激励频率激励输出电路以便加速减小HF输出电压，该第二激励频率不同于第一激励频率并且不对应输出电路的谐振频率。
本发明的优选实施方案从从属权利要求显露。在以下文本中，将基于示例实施方案的附图更详细解释本发明。在此情况下：
图1示出了一种HF外科发生器的示意图，以及
图2示出了在一个HF外科发生器的电源单元中和功率振荡器中的电路设计的示意图。
在以下描述中，相同参考号用于等效和功能等效的部件。
图1示出了一种HF外科发生器的示意图。HF外科发生器包括电源单元20，该单元经连接线22被连接到一个电流和电压源(未示出)并经连接线12向功率振荡器10供应电能。功率振荡器10经连接线21被连接到输出电路35。功率振荡器10用激励频率驱动输出电路35。输出电路35经连接线11被连接到HF外科发生器的输出端45之一上。HF外科发生器的输出电压被施加到其上的单极或双极电极40可被连接到输出端45上。
在第一操作模式中，输出电路35由功率振荡器10用第一激励频率激励，该第一激励频率对应一个谐振频率或输出电路35的谐振频率。在输出电路35的谐振频率处，具有振幅传递函数|A(f)|＝|uout/uin|的一个最大值(其中uin是在功率振荡器的输出端处施加的电压，并且uout是在输出电路的输出端，即在HF外科发生器的输出端，施加的电压)。最大功率在谐振频率传输。通常，这也是具有最高能量效率的工作点。
在输出电路35的第一操作模式中该激励如下出现，该激励具有对应输出电路的谐振频率或输出电路的多个谐振频率之一的一个激励频率：频率控制仪器30经连接线33借助于电流表34测量功率振荡器10的输出电流的符号，即输出电流当前所在的相位。依靠这样，频率控制仪器30因此经连接线32设定功率振荡器10的输出电压的符号，以使功率振荡器10的输出电压与功率振荡器10的输出电流同相。
在第二操作模式中，输出电流35由功率振荡器10用不对应第一激励频率的第二激励频率激励，由于无关于功率振荡器10的输出电流的相位，因此设定功率振荡器10的输出电压为对应第二激励频率的一个频率。第二激励频率由频率控制仪器30设定。第二激励频率不在输出电路35的谐振频率附近，即，因为振幅传递函数在靠近谐振频率的一个频率接近其最大值，所以第二激励频率不仅不实质地不同于谐振频率。
在该第二激励频率的情况下，振幅传递函数不在其最大值并远离它。结果，输出电路35的输出电压和输出功率减小，并因此HF外科发生器的输出电压迅速减小或降低。此外由于这样，因此HF外科发生器的发生器内阻突然增加。
在以第二操作模式打开HF外科发生器时，输出电路35供应具有充分谐波的输出电流形式和输出电压形式。这在电极40促进电火花。如果旨在使用电极40切割生物组织，那么在电极40的电火花是特别令人期望的。第二操作模式使得可能在一种其它形式低失真外科手术发生器的情况下产生具有谐波的输出电压或输出电压形式。
操作模式切换装置25经连接线35被连接到频率控制仪器30。这种做法的结果是它可能在第一操作模式和第二操作模式之间切换，或从第一操作模式切换到第二操作模式。这可被用于以一种定向方式设定其中组织可被切割的第二操作模式。
此外，一个应急按钮可以例如被连接到操作切换装置25，以使在紧急事件情况下，如果外科医生或另一人致动应急按钮，HF外科发生器的输出电压，即在电极40的电压，可被迅速降低。
HF外科发生器可包括一个指示器，例如处于指示灯的形式，该指示器展现HF外科发生器当前所在的模式。
在第二操作模式中，功率振荡器10总是用相同低电阻源阻抗驱动输出电路35。
这确保输出电路35的输出频率总是对应功率振荡器10的设定频率。
由于在第二操作模式中具有谐波的输出电压，因此在连接电极40的周围物由导电液例如生理盐水构成的情况下，HF外科发生器的切割性质同样由在此所强调的HF外科发生器改善。
图2示出了HF外科发生器的一个第二实施方案的电路设计。功率振荡器10经连接线22连接到一个电源单元(未示出)。电源单元供应在第一电容器75两端施加的电压U0。功率振荡器10经变压器70连接到输出电路35。由于变压器70，因此在HF功率振荡器10的电路和输出电路35之间具有电流绝缘。变压器70包括跨磁芯73连接的第一电感器71和第二电感器72。功率振荡器10包括四个晶体管50、55、60、65。电压U1在功率振荡器10的侧面上被施加到变压器。频率控制仪器30借助于电流表34在功率振荡器10的输出端处测量电流I1的符号。
第一晶体管50和第三晶体管60的输入端经连接线22之一被连接到电源单元。第一晶体管50的输出被连接到第一电感器71的连接器和第二晶体管55的输入端。第三晶体管60的输出端被连接到电流表34的输出端和第四晶体管65的输入端。第二晶体管55和第四晶体管65的输出端经其它连接线22之一被连接到电源单元。
频率控制仪器30经连接线85被连接到频率发生器(未在此示出)。频率控制仪器30被分别连接到第一晶体管50、第二晶体管55、第三晶体管60和第四晶体管65的控制连接器。
如果由电流表34测量的I1的值大于零，那么频率控制仪器30接通第一晶体管50和第四晶体管65。如果频率控制仪器30确定I1小于或等于零，那么频率控制仪器30接通第三晶体管60和第二晶体管55。其它两个晶体管分别断开。
输出电路35进一步包括第三电感器74和第二电容器80。这些部件被连接到HF外科发生器的输出端45之一上。射频电压UHF被施加到输出端45。由于由频率控制仪器30的控制，因此HF功率振荡器的输出电压U1和输出电流I1同相，并且振幅传递函数在其最大值或在其附近。
在第二操作模式中，输出电路35由一个谐振-远离激励频率激励。谐振-远离频率应理解为意思是不等于输出电路35的谐振频率并且也不仅不实质地偏离谐振频率的一个频率。在第二操作模式中，第一晶体管50和第四晶体管65以及同样第二晶体管55和第三晶体管60用所期望的第二激励频率的周期持续时间的各一半被交替接通，无关于激励电流I1的符号。其它两个对应的晶体管被断开。该第二激励频率依靠频率发生器传输到频率控制仪器30。可设定由频率发生器传输的第二激励频率。振幅传递函数在第二操作模式中(进一步)离开其最大值。
在这点上，参考在独立考虑或以任何结合考虑时被要求为对于本发明必要的上述全部部分，更特别是在附图中展示的详情。本领域技术人员认识到本发明的修改。
参考号列表：
1 HF外科发生器
10HF功率振荡器
11 输出电路-输出连接线
12 电源单元-HF功率振荡器连接线
20 电源单元
21HF功率振荡器-输出电路连接线
22 电源单元-电流源连接线
25 操作-模式切换装置
30 频率控制仪器
31 频率控制仪器-操作-模式切换装置连接线
32 频率控制仪器-HF功率振荡器连接线
33 频率控制仪器-电流表连接线
34 电流表
35 输出电路
40 电极
45HF外科发生器的输出端
50 第一晶体管
55 第二晶体管
60 第三晶体管
65 第四晶体管
70 变压器
71 第一电感器
72 第二电感器
73 磁芯
74 第三电感器
75 第一电容器
80 第二电容器
85 频率发生器–频率控制连接线
Claims (4)
1.一种用来生成HF输出电压的电外科发生器，该电外科发生器具有一个输出电路(35)和一个HF功率振荡器(10)以便在第一操作模式中用对应于该输出电路(35)的谐振频率的第一激励频率激励该输出电路(35)，其中
该HF功率振荡器(10)在第二操作模式中被实施，以便用第二激励频率激励该输出电路(35)，该第二激励频率不同于该第一激励频率并且不对应该输出电路(35)的谐振频率，
其特征在于该HF功率振荡器(10)包括多个切换元件，更具体地包括多个晶体管(50，55，60，65)以便控制激励电压的符号，该HF功率振荡器(10)依靠该切换元件在该第一操作模式中的反馈操作中根据该HF功率振荡器(10)的激励电流的符号激励该输出电路(35)，并且以便在第二强制操作模式中设定该第二激励频率。
2.如权利要求1所述的电外科发生器，其特征在于一个可控制操作-模式切换装置用于从该第一操作模式切换到该第二操作模式从而产生具有谐波的输出电压。
3.如以上权利要求中任何一项所述更具体地如权利要求2所述的电外科发生器，其特征在于一个可调整频率控制仪器(30)
用来测量该激励电流的符号，并用来为在该第一操作模式中控制该激励电压的符号而打开和/或关闭该切换元件，以及
用来在该第二操作模式中设定该第二激励频率。
4.一种对具有HF功率振荡器(10)和输出电路(35)的电外科发生器进行操作的方法，包括以下步骤：
-在第一操作模式中由该HF功率振荡器(10)用对应该输出电路(35)的谐振频率的第一激励频率激励该输出电路(35)，以便产生HF输出电压，-由该HF功率振荡器在第二操作模式中用第二激励频率激励该输出电路(35)以便加速减小该HF输出电压，该第二激励频率不同于该第一激励频率并且不对应该输出电路(35)的谐振频率，
-在该HF功率振荡器(10)中测量激励电流的符号，以及
-打开和/或关闭切换元件，更具体地为晶体管(50，55，60，65)，用来在该第一操作模式中的反馈操作中根据该HF功率振荡器(10)中激励电流的符号在该HF功率振荡器(10)中控制该激励电压的符号，并且用来在第二强制操作模式中设定该第二激励频率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150107 |