CN110573103B - 电外科器械中防止绝缘破坏的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于检测解剖组织与屏蔽导体之间的电接触的装置，包括：变压器；交流(AC)参考频率信号发生器，所述交流参考频率信号发生器将参考频率信号注入所述变压器的初级绕组；电抗阻抗，所述电抗阻抗在第一节点和第二节点之间与所述变压器的次级绕组并联耦合；以及相位匹配检测器电路，所述相位匹配检测器电路用于检测所述参考频率信号与从所述次级绕组反射到所述初级绕组的反射的参考频率信号之间的相位匹配。

Description

电外科器械中防止绝缘破坏的系统和方法
优先权要求
本申请要求2017年5月31日提交的美国临时专利申请No.62/513,282的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用合并于此。
背景技术
电外科涉及使用电来引起生物组织的热破坏，以便例如通过干燥、凝结或汽化来切割或移除组织。益处包括能够在限制失血的情况下进行精确切割。在外科手术规程期间经常使用电外科器械以帮助在医院手术室或门诊规程中防止失血。最常用的两种类型的电外科是高频电外科和电灼术。高频电外科涉及高频(射频)交流电，该高频交流电在穿过组织时会通过电阻转化为热量。组织内的热量积聚会引起热组织损伤，从而例如导致切口或减瘤。电灼术也涉及将热量直接转移到组织。然而，代替使电流通过组织，该电流用于加热手持式元件，然后将该手持式元件施加到组织。电外科的其他方式包括：电解，其利用直流电产生的化学反应来损伤组织；以及消融，其使用电流将诸如等渗盐水的传导介质离子化，该传导介质然后用于将热量传递到组织。
图1是包围电外科器械的有源电极104的伸长管状器械轴102的说明性局部切除的侧视截面图。轴102包括伸长管状安全屏蔽导体(屏蔽物)106，其被不导电管状外部绝缘护套108围绕。屏蔽物106围绕有源导体104(也称为有源电极)，以提供免于电外科能量从有源电极104到邻近器械轴102的金属物体的意外寄生电容耦合的保护。高电介质绝缘体110设置在屏蔽物106和有源电极104之间。
图2是表示第一单极电外科系统200的设置的说明性系统级框图。系统200包括单极电外科信号发生器202，其在电外科器械(ESI)203的有源导体104上递送高频电信号。患者的生物组织204电耦合在有源导体104和返回导体205之间。在外科手术规程期间，例如，有源导体104在要切割或消融组织的外科手术部位处接触组织部分206。电外科器械(ESI)电流从有源导体104流到外科手术部位处的患者组织部分206，并且再从那里流向与患者返回导体垫210接触的另一个患者组织部分208。ESI电流从返回导体垫210流到返回导体205。更具体地，有源导体104的端部执行器尖端部分212延伸超过轴102的端部，以便在外科手术位置处施加能量以切割或移除生物组织。因此，ESI电流从有源导体尖端212流到外科手术位置处的患者组织部分206，通过患者解剖结构204，到达返回垫处的患者组织部分208，并且通过发生器的返回导体205到达发生器202。
图3A是表示第二电外科系统300的设置的说明性框图。第二电外科系统300包括单极电外科信号发生器202和第一监测器电路304。第二系统300的可能与第一系统200的部件相同的部件由相同的附图标号标识，并且将从以上描述中理解。在安全屏蔽导体106和返回导体205之间耦合保护阻抗ZP的保护导体306在其间提供保护电流路径。图3B是器械轴102的一部分的说明性侧视截面图，示出了屏蔽导体106和保护电导体306之间的电接触303。保护阻抗ZP包括电阻性元件和电抗性元件，诸如电容性元件(未显示)，其耦合屏蔽导体106和返回导体205以限制可以从安全屏蔽导体106递送到例如其他器械(未示出)的高频能量。电容耦合的能量可能潜在地导致对于患者组织204的电弧放电或传导，这可能导致对患者组织204的热损伤。为了保持这种保护，屏蔽导体必须与患者组织电隔离。如果围绕屏蔽导体106的绝缘护套108受损并且下面的屏蔽导体106接触患者组织204，则电导体306和保护阻抗ZP可以提供导电路径，该导电路径用于使异常ESI电流流动从有源导体尖端212通过患者组织204到安全屏蔽导体106，并且然后经由电导体306和保护阻抗ZP到达返回导体205，从而导致对患者组织204的热损伤。
图4A-图4B是图3A的第二系统300的一部分的说明性图，其表示在正常操作(图4A)期间的外科手术规程中通过患者组织204的正常ESI电流(IESI)路径410，并且表示在操作期间的在围绕导体安全屏蔽(也称为“屏蔽导体”)106的绝缘护套108中存在破坏的情况下的通过患者组织204的异常ESI电流路径412(图4B)。在以图4A表示的正常操作期间，ESI电流从有源导体尖端212流动到返回垫210。返回垫210的表面积足够大以使得与垫物理接触的患者组织208具有足够大的表面积，从而使得返回ESI电流会散布在足够宽的患者组织区域上以充分限制电流密度，以便避免由于例如返回ESI电流而引起的组织烧伤或其他创伤。如图4B所示，例如，由于另一个器械(未示出)在外科手术规程期间物理地接触轴102，因此绝缘108中可能发生破坏414。在一些情况下，绝缘层108可能由于在外科手术规程期间的意外使用或激进使用而被损坏。异常ESI电流412可以从可以在外科手术部位处接触患者组织部分206的有源导体尖端212流动到另一个患者组织部分402，该另一个患者组织部分由于绝缘层108中的破坏而与安全屏蔽导体104的暴露部分404物理接触，该暴露部分被暴露为与患者组织部分进行物理接触。由于绝缘破坏尺寸通常很小，比接触垫210的尺寸小得多，因此在安全屏蔽导体104的破坏部分404处的电流密度可以大于在接触垫210处的电流密度，从而由于从有源电极尖端212通过患者组织部分402到屏蔽导体106的暴露部分404的异常ESI电流流动412，而在与屏蔽导体106接触的组织部分402处产生对患者造成热损伤的风险。
参照图3A和图4B，第一监测器电路304优选地响应于由于异常状况而引起的保护导体电流路径306上的电流超过阈值水平而停用电外科信号发生器202，该异常状况诸如为由于绝缘108中的破坏414(该破坏使屏蔽导体106的一部分暴露以接触患者组织204)而引起的异常电流流动412。在美国专利号4,414,277；5,312,401；和8,007,494；以及在美国公开号2014/0249523中描述了示例性监测器电路。有关监测与保护阻抗ZP耦合的导体306中的电流流动以确定何时由于异常ESI电流412而停用电外科信号发生器202的问题是：例如，可能存在某个期望水平的电流流过导体306以抑制有源导体104和其他器械之间的寄生电容。然而，用于减小寄生电容的期望电流流动的量值可能变化，例如，取决于发生器设置和器械设计。因此，可能难以选择可以允许这种预期电流递送的合适阈值电流，例如，其可以变化，并且仍然提供足够的安全余量来抵抗在绝缘破坏事件中可以引起热损伤的异常ESI电流412。
发明内容
在一个方面，在注入变压器的初级绕组的交流(AC)参考信号与从变压器的次级绕组反射到初级绕组的反射的AC频率之间的相位差用于确定在围绕电外科器械的有源电极的安全屏蔽导体与患者组织之间是否存在电路径。
附图说明
图1是包围电外科器械的有源电极的伸长管状器械轴的说明性局部切除的侧正视图。
图2是表示第一电外科系统的设置的说明性系统级框图。
图3A是表示包括第一监测器电路的第二电外科系统的设置的说明性框图。
图3B是图3A的系统的器械轴的一部分的说明性侧视截面图，其示出了屏蔽导体与耦合至保护阻抗的电导体之间的电接触。
图4A-图4B是图3A-图3B的第二系统的的一部分的说明性图，示出了在正常操作期间的外科手术规程中(图4A)以及在操作期间在围绕导体安全屏蔽的绝缘护套中具有破坏的情况下(图4B)的通过患者组织的电外科器械电流流动。
图5A是表示第三电外科系统的设置的说明性示意图。
图5B是示出了图5A的第三系统的部分的说明性图，以示出正常和异常的ESI电流流动期间的电流路径。
图5C是表示正常和异常的ESI电流流动期间的保护阻抗和身体阻抗的并联耦合的说明性电路图。
图6是图5A的第三系统的说明性图，示出了第二监测器电路的附加细节。
图7是说明性示例异常ESI信号时序图。
图8是说明性示例检测器控制信号时序图。
具体实施方式
图5A是表示第三电外科系统500的设置的说明性示意图。第三系统500包括单极电外科信号发生器502和第二监测器电路504。电外科信号发生器502产生去往有源导体104以用于电外科手术的高频ESI电流。在一些实施例中，发生器产生3kV、350kHz的信号。有源导体104在伸长轴102内延伸。有源导体104的端部执行器尖端212延伸超过轴102的远端，以在邻近或接触尖端的外科手术位置206处施加能量以切割或移除患者的组织204。端部执行器尖端212可以具有各种形状，例如，针形、钩形、刮铲形、抓紧器、剪刀。在正常操作期间，高频ESI电流在轴102的邻近信号发生器502的近端与轴102的邻近外科手术部位处的患者组织部分206的远端尖端212之间流动。患者返回垫210在患者组织204上的处于外科手术区域之外的位置处物理接触患者组织部分208。返回导体205将返回垫210耦合到信号发生器502的返回节点。保护导体路径包括耦合在安全屏蔽导体106和返回导体205之间的保护阻抗ZP。更具体地，第一保护路径导体306和第二保护路径导体307将保护阻抗ZP耦合在第一节点N1和第二节点N2之间。第一导体306将第一节点N1耦合到保护屏蔽导体106。第二导体307将第二节点N2耦合到返回路径205。在正常操作期间，正常ESI电流410可以例如从有源电极尖端212流到外科手术位置处的患者组织部分206，通过患者组织解剖结构204，到达患者返回垫210处的患者组织208，并且然后通过返回导体205到达信号发生器的返回节点。保护阻抗ZP包括电阻性元件和电抗性元件(未显示)，以便限制由于在正常操作期间(例如，即在没有绝缘破坏的情况下)屏蔽导体106和其他器械(未示出)之间的电容耦合而引起的潜在无意能量递送。
图5B是示出了图5A的第三系统500的部分的说明性图，以示出在正常和异常的ESI电流流动期间的电流路径。在操作中，如果例如由于损坏而在保护绝缘层108中发生破坏414，则患者组织部分406与导体屏蔽106的暴露部分之间的不需要的电接触可能在外科手术部位206处的患者组织以及与导电屏蔽106的由于绝缘层108中的破坏而暴露的部分接触的患者组织406之间创建潜在有害的异常电流路径412。此外，异常电路路径可以包括保护电流路径，该保护电流路径由导体306、保护阻抗ZP和第二导体307形成，该第二导体耦合到返回引线205。例如，异常ESI电流流动412可以对患者造成热损伤的风险。
在正常ESI电流流动期间，患者组织204不与第一节点N1和第二节点N2之间的保护阻抗ZP并联耦合。然而，在异常ESI电流流动期间，患者组织204与第一节点N1和第二节点N2之间的保护阻抗ZP并联耦合。因此，在异常电流流动期间的患者组织204的并联耦合导致患者身体组织阻抗ZB与保护阻抗ZP并联耦合。更具体地，正常ESI电流路径410包括处于以下之间的患者组织204：节点NT，其中尖端212在外科手术区域中接触患者组织206；以及患者接触垫210，其经由返回导体205和第二导体307电耦合到第二节点N2。在正常ESI电流流动期间，患者组织204与屏蔽导体106或第一节点N1之间没有电耦合。然而，在异常ESI电流流动期间，其是由于例如由绝缘护套108中的破坏414而引起组织与屏蔽导体106接触所导致的，患者组织204被耦合在电路径中，该电路径包括正常电路径410，并且还包括在其中有源导体尖端212接触患者组织206的节点NT、与屏蔽106接触的患者组织部分406、第一导体306和第一节点N1之间延伸的路径。因此，第一节点N1和第二节点N2上的阻抗响应于由于绝缘屏蔽108的破坏而包括与屏蔽导体106接触的患者组织204而变化。
图5C是示出第三系统500的部分的说明性电路图，以示出在图5A-图5B的第三系统内的保护阻抗ZP和身体阻抗ZB的并联耦合。在正常ESI电流流动期间，当身体阻抗ZB未与保护阻抗ZP并联耦合时，处于打开位置的虚拟开关510表示系统500的操作，其中绝缘护套108中没有破坏。在异常ESI电流流动期间，处于闭合位置的虚拟开关510表示系统500的操作，其中绝缘护套108中的破坏414引起身体阻抗ZB与保护阻抗ZP并联耦合。第二监测器电路504监测第一节点N1和第二节点N2之间的阻抗以检测它们之间的变化阻抗的发生。第二监测器电路504在输出节点512上提供检测器控制信号，其被耦合以致使电外科信号发生器502系统响应于检测到指示身体阻抗ZB与保护阻抗ZP并联耦合的阻抗ZP的变化而转变到阻止ESI电流流向有源导体尖端212。
图6是图5A的第三系统的说明性图，示出了第二监测器电路504的附加细节。第二监测器电路504包括交流(AC)参考信号发生器702、变压器704、电流感测电路708和相位匹配检测器710。AC参考信号发生器702以可与由电外科信号发生器502所产生的ESI信号的频率区分的参考信号频率产生参考信号。在一些实施例中，参考信号具有45kHz的参考信号频率。变压器704包括初级绕组712和次级绕组714。保护阻抗ZP耦合在第一节点N1和第二节点N2之间。第一电容C1和第一电阻R1串联耦合在第一节点N1和次级绕组714的第一端714-1之间。第二电容C2和第二电阻R2串联耦合在第二节点N2和次级绕组714的第二端714-2之间。选择这些部件的值以提供参考信号的频率和ESI信号的基频之间的预期区别量。
电流感测电路708包括差分放大器电路720，该差分放大器电路包括第一输入722和第一输入724。电流感测电阻器RCS耦合在差分放大器电路720的第一输入722和第二输入724之间。更具体地，差分放大器电路720的第一输入722耦合在电流感测电阻器RCS的第一节点与初级绕组712的第一端712-1之间，并且差分放大器电路720的第二输入724耦合在电流感测电阻器RCS的第二端节点与参考电位724之间，该参考电位可以是接地电位。电流感测电路708的输出728耦合到相位匹配检测器710的第一输入730。AC参考信号发生器702包括耦合到初级绕组712的第二端712-2的AC参考信号输出726。AC参考信号节点726也耦合到相位匹配检测器710的第二输入732。相位匹配检测器710包括输出512以提供检测器控制信号，该检测器控制信号的值用于指示身体阻抗ZB是否与第一节点N1和第二节点N2之间的保护阻抗ZP并联耦合。
图7是说明性示例异常ESI信号时序图。在第一示例性时间间隔(t0至t1)期间，没有异常ESI电流在安全屏蔽导体106和返回引线205之间流动。在第二时间间隔(t1至t2)期间，异常ESI电流在安全屏蔽导体106和返回引线205之间流动。
图8是说明性示例检测器控制信号时序图。在第一示例性时间间隔(t0至t1)期间，线512上的检测器控制信号的第一值用于指示无相位匹配，该无相位匹配指示没有异常ESI电流在安全屏蔽导体106和返回引线205之间流动。在从时间t2开始的第二时间间隔期间，线512上的检测器控制信号的值指示相位匹配，该相位匹配指示异常ESI电流在安全屏蔽导体106和返回引线205之间流动。再次参考图7，应当理解，电外科信号发生器502响应于控制信号在时间t2转变为第二值而关闭，从而导致异常ESI电流流动的停止。
参照图7-图8的信号时序图来解释包括图5-图6的第二监测器电路504的第三电外科系统500的操作。AC参考信号发生器702被耦合以在其输出726处将参考频率信号注入到初级绕组。所注入的参考频率信号从初级绕组712磁耦合至次级绕组714。耦合的AC参考信号流过保护阻抗ZP，该保护阻抗耦合在第一节点N1和第二节点N2之间。电容C1和第一电阻R1以及第二电容C2和第二电阻R2用作旨在滤除频率高于AC参考信号的频率的信号的低通滤波器。流过保护阻抗ZP的AC参考频率电流从次级绕组714反射回初级绕组712。反射的AC参考频率电流流过电流感测电阻器RCS。差分放大器720在其输出728处产生AC电压值，该AC电压值指示由于反射的AC参考频率电流而引起的电流感测电阻器RCS两端的AC电压降。
相位匹配检测器710响应于在其第一输入730上提供的反射AC参考频率信号以及在其第二输入732处接收的AC参考频率信号的指示，在控制线512上产生控制信号。在一些实施例中，相位匹配检测器710在线512上产生DC控制信号，该DC控制信号的值指示在其第一输入730处接收的AC电压信号(其指示反射的AC参考频率信号)以及在其第二输入732处接收的AC参考信号的相位和频率关系。响应于缺少在其第一输入730和第二输入732处接收的信号的匹配相位和频率，相位匹配检测器710产生指示缺少匹配的第一DC电压值。响应于在其第一输入730和第二输入732处接收的信号的匹配相位和频率，相位匹配检测器710产生指示匹配的第二DC电压值。
在一些实施例中，相位匹配检测器710包括同步检测器。在一些实施例中，同步检测器包括模拟乘法电路，该模拟乘法电路将第一检测器输入730和第二检测器输入732处的信号相乘以便在检测器输出512处产生控制信号，该控制信号指示相乘后的信号是否具有匹配相位和匹配频率。可替代地，这可以通过计算每个信号的均方根(RMS)值并将它们相乘在一起，以及然后乘以两个波形之间的相位差的余弦来确定。在两个信号之间的相位差的范围是0(纯电阻)(例如，在ZB并联耦合时的可能异常ESI电流流动期间)和-90或90度(纯电抗)(例如，在ZB不并联耦合时的正常ESI电流流动期间)之间时，两个波形的平均积的范围是从1到0。
参照图7-图8，假设相位匹配检测器710包括同步检测器，在第一时间间隔(t0至t1)期间，在相位匹配检测器710的第一输入730处提供的AC电压信号相对于在相位匹配检测器710的第二输入节点732处提供的AC参考信号的相位相移。在第一时间间隔期间，虚拟开关510处于断开状态，身体阻抗ZB未与保护阻抗ZP并联耦合，并且没有异常ESI电流流动。在第一时间间隔期间，通过在保护阻抗ZP内的电抗元件(未示出)将相移赋予反射的AC参考频率信号。因此，相位匹配检测器710的第一输入730处的AC电压信号相对于相位匹配检测器710的第二输入节点732处的AC参考信号相移。因此，在第一时间间隔(t0至t1)期间，相位匹配检测器710在输出线512上产生DC控制信号电压，该DC控制信号电压具有指示反射的AC频率信号和参考AC频率信号之间缺少相位和频率匹配的第一值，这指示在第一节点N1和第二节点N2之间缺少ZB耦合。
在第二时间间隔(t1至t2)期间，在相位匹配检测器710的第一输入730处提供的AC电压信号与在相位匹配检测器710的第二输入732处提供的参考AC信号同相(即，没有相移)。在第二时间间隔期间，虚拟开关510处于闭合状态，身体阻抗ZB与保护阻抗ZP并联耦合，并且存在异常ESI电流流动。在第二时间间隔期间，向反射的AC频率信号赋予不同的相移，这是由于与保护阻抗ZP并联耦合的患者身体组织204阻抗ZB大体是电阻性的，而不是电抗性的，并且因此导致向反射的AC参考频率信号赋予不同的相移。因此，在第二时间间隔(t1至t2)期间，相位匹配检测器710在输出线512上产生DC控制信号电压，该DC控制信号电压具有指示反射的AC频率信号和参考AC频率信号之间的匹配的相位和频率的第一值，这指示在第一节点N1和第二节点N2之间耦合的ZB的存在。
应当理解，第二监测器电路504可以独立于电外科信号发生器502是否正在操作以产生ESI信号而操作。因此，即使在电外科信号发生器702关闭的情况下，第二监测器电路504也可以操作以确定是否存在异常ESI信号路径。此外，在电外科信号发生器502的正常操作期间，流过患者返回垫210的ESI返回信号的某个部分可以从次级绕组714耦合到初级绕组712。然而，ESI返回信号的相位和频率与AC参考频率信号的相位和频率不匹配，并且因此，ESI频率信号与相位匹配检测器710的耦合不会导致错误的检测结果，在线512处产生指示不匹配的输出控制信号。此外，第一和第二电容器和电阻器C1、R1和C2、R2起到滤除较高频ESI信号分量的作用，否则这些信号分量可能会与次级绕组714耦合。因此，ESI信号的存在不影响第二监测器电路的性能。
呈现以上描述是为了使得本领域的任何技术人员能够创建和使用具有免于由于绝缘体损坏而引起的损伤的患者保护的电外科系统。对实施例的各种修改对于本领域技术人员将是明显的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。在前面的描述中，阐述了许多细节以用于解释。然而，本领域普通技术人员将意识到，可以在不使用这些特定细节的情况下实践电路。在其他情况下，以框图形式示出了公知的电路和过程以免不必要的细节使本发明的描述不清楚。相同的附图标记可以用于表示不同附图和说明书中相同或相似项目的不同视图。因此，根据本发明的实施例的前述描述和附图仅是本发明原理的说明。因此，将理解本领域技术人员可以对实施例进行各种修改，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于检测外科手术部位附近的解剖组织部分与围绕电外科器械轴的有源导体的安全屏蔽导体之间的电接触的装置，所述装置用于单极电外科系统，所述单极电外科系统包括单极电外科信号发生器、电外科器械，以及耦合到接触垫的返回导体；其中所述返回导体耦合在所述接触垫和所述单极电外科信号发生器之间；其中所述电外科器械包括所述电外科器械轴，所述电外科器械轴包括有源导体、围绕所述有源导体的所述安全屏蔽导体、位于所述有源导体和所述安全屏蔽导体之间的电介质材料以及围绕所述安全屏蔽导体的非导电绝缘护套；其中所述单极电外科信号发生器被耦合以向所述有源导体提供高频电信号；其中所述有源导体能够在所述外科手术部位接触患者组织，以将能量施加到外科手术位置；其中所述接触垫在接触垫部位处接触患者组织；其中施加到所述有源导体的所述高频电信号使电流从所述有源导体流向所述外科手术部位处的所述患者组织，从所述外科手术部位处的所述患者组织流向所述接触垫部位处的所述患者组织，从所述接触垫部位处的所述患者组织流向所述接触垫，从所述接触垫流向所述返回导体，并且从所述返回导体流向所述单极电外科信号发生器，所述装置包括：
变压器，所述变压器包括初级绕组和次级绕组；
交流参考频率信号发生器即AC参考频率信号发生器，所述交流参考频率信号发生器被耦合以将参考频率信号注入所述初级绕组；
第一电抗阻抗，所述第一电抗阻抗在第一节点和第二节点之间与所述次级绕组并联耦合；
其中所述初级绕组和所述次级绕组磁耦合，使得在所述初级绕组中的注入参考频率信号在所述次级绕组中感应出AC参考频率信号，并且所述次级绕组将反射的AC频率信号反射回所述初级绕组，所述反射的AC频率信号相对于注入AC参考频率信号具有相移，所述相移指示所述第一节点和所述第二节点之间的阻抗；以及
相位匹配检测器电路，所述相位匹配检测器电路用于检测所述参考频率信号和反射的参考频率信号之间的相位匹配。
2.根据权利要求1所述的装置，
患者接触垫，所述患者接触垫用于电接触除外科手术部位之外的解剖组织部分；以及
第一导体路径和第二导体路径，所述第一导体路径和所述第二导体路径在所述安全屏蔽导体和所述患者接触垫之间耦合所述电抗阻抗。
3.根据权利要求1所述的装置，
其中所述相位匹配检测器电路包括同步检测器。
4.根据权利要求1所述的装置，
其中所述相位匹配检测器电路包括同步检测器；并且
其中所述同步检测器包括乘法器电路。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括：
其中所述反射的参考频率信号包括反射的参考频率电流信号；所述装置还包括：
转换器电路，所述转换器电路被耦合以将所述反射的参考频率电流信号转换为参考频率电压信号，并将已转换的信号提供给所述相位匹配检测器。
6.根据权利要求1所述的装置，
其中所述反射的参考频率信号包括反射的参考频率电流信号；所述装置还包括：
放大器电路，所述放大器电路被耦合以基于所述反射的参考频率电流信号产生参考频率电压信号。
7.根据权利要求1所述的装置，
其中所述反射的参考频率信号包括反射的参考频率电流信号；所述装置还包括：
电阻器，所述电阻器被耦合在所述次级绕组的第一端与参考电压之间；以及
放大器电路，所述放大器电路被耦合以基于所述电阻器两端的电压产生参考频率电压信号。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括：
耦合在所述次级绕组的第一端与所述第一节点之间的电抗设备；以及
耦合在所述次级绕组的第二端之间的电抗设备。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第一电路径，所述第一电路径耦合在所述第一节点和所述安全屏蔽导体之间；以及
第二电路径，所述第二电路径在患者接触垫和所述第二节点之间。
10.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第一电导体路径，所述第一电导体路径耦合在所述第一节点和所述安全屏蔽导体之间以耦合到所述第一节点，第一解剖组织部分与所述安全屏蔽导体电接触；
患者接触垫，所述患者接触垫电接触第二解剖组织部分；以及
第二电导体路径，所述第二电导体路径耦合在所述患者接触垫和所述第二节点之间。
11.一种用于检测外科手术部位附近的解剖组织部分与围绕电外科器械轴的有源导体的安全屏蔽导体之间的电接触的装置，所述装置用于单极电外科系统，所述单极电外科系统包括单极电外科信号发生器、电外科器械，以及耦合到接触垫的返回导体；其中所述返回导体耦合在所述接触垫和所述单极电外科信号发生器之间；其中所述电外科器械包括所述电外科器械轴，所述电外科器械轴包括有源导体、围绕所述有源导体的所述安全屏蔽导体、位于所述有源导体和所述安全屏蔽导体之间的电介质材料以及围绕所述安全屏蔽导体的非导电绝缘护套；其中所述单极电外科信号发生器被耦合以向所述有源导体提供高频电信号；其中所述有源导体能够在所述外科手术部位接触患者组织，以将能量施加到外科手术位置；其中所述接触垫在接触垫部位处接触患者组织；其中施加到所述有源导体的所述高频电信号使电流从所述有源导体流向所述外科手术部位处的所述患者组织，从所述外科手术部位处的所述患者组织流向所述接触垫部位处的所述患者组织，从所述接触垫部位处的所述患者组织流向所述接触垫，从所述接触垫流向所述返回导体，并且从所述返回导体流向所述单极电外科信号发生器，所述装置包括：
变压器，所述变压器包括初级绕组和次级绕组；
用于将参考频率信号注入所述初级绕组的装置；
第一电抗阻抗，所述第一电抗阻抗在第一节点和第二节点之间与所述次级绕组并联耦合；
其中所述初级绕组和所述次级绕组磁耦合，使得在所述初级绕组中的注入参考频率信号在所述次级绕组中感应出AC参考频率信号，并且所述次级绕组将反射的AC频率信号反射回所述初级绕组，所述反射的AC频率信号相对于注入AC参考频率信号具有相移，所述相移指示所述第一节点和所述第二节点之间的阻抗；以及
用于检测所述参考频率信号和反射的参考频率信号之间的相位匹配的装置。
12.根据权利要求11所述的装置，
患者接触垫，所述患者接触垫用于电接触除外科手术部位之外的解剖组织部分；以及
第一导体路径和第二导体路径，所述第一导体路径和所述第二导体路径在所述安全屏蔽导体和所述患者接触垫之间耦合所述电抗阻抗。
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