CN111544109B - 一种多通道射频输出电路及消融设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道射频输出电路及消融设备，该电路包括控制模块、开关切换模块、射频信号产生模块、刺激信号产生模块以及至少两条射频电极支路和至少一条中性电极支路；其中，射频信号产生模块和刺激信号产生模块均根据控制模块的控制，产生射频信号和刺激信号，开关切换模块根据控制模块的控制，而连接相应的射频电极支路与中性电极支路，使射频信号产生模块产生的射频信号或刺激信号发生模块产生的刺激信号通过相连接的射频电极支路进行输出并形成相应的电极回路。因此，本发明能够形成多个电极回路，并实现相应的射频能量的输出，从而提高消融处理效率。

Description

一种多通道射频输出电路及消融设备
技术领域
本发明涉及射频消融技术领域，特别涉及一种多通道射频输出电路及消融设备。
背景技术
目前，在微创手术中，射频技术得到了很广泛的应用，被用于诸多疾病的治疗。射频技术是通过产生频率在300Khz～1000Khz之间的正弦波，正弦波所产生的射频能量通过射频导管或者射频电极作用到需要治疗的病灶点，使其达到阻断或者调理的作用，进而达到治疗的效果。
比如在疼痛治疗领域，射频消融设备往往采用单极或者双极的方式进行射频消融手术，先通过刺激信号对病灶点进行识别，再通过射频信号对病灶点进行射频治疗。其中，采用单极方式是指将一个射频电极作为工作电极，将一个中性电极作为回路电极，从而组成传输刺激信号和射频信号的电极回路。而采用双极方式是指将一个射频电极作为工作电极，将另一个射频电极为回路电极，从而形成传输刺激信号和射频信号的电极回路。
因此，在疼痛治疗领域，射频消融设备无论是采用单极方式，还是采用双极方式，均只能构成单个回路来实现射频能量的输出，这样会导致射频消融治疗的手术时间变长，难以保证消融效果。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能够支持多个电极回路的射频能量输出电路。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种多通道射频输出电路，其包括控制模块、开关切换模块、射频信号产生模块、刺激信号产生模块以及至少两条射频电极支路和至少一条中性电极支路；其中，
所述射频信号产生模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，产生射频信号；所述刺激信号产生模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，产生刺激信号；所述开关切换模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，导通相应的射频电极支路与中性电极支路，使射频信号或刺激信号通过一条导通的射频电极支路输出，并与一条导通的中心电极支路或另一条射频电极支路构成相应的电极回路。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道射频输出电路中，所述射频电极支路与所述中性电极支路上均设置有数据检测模块，用于对检测信号进行处理，得到相应的检测数据，并将检测数据传输给所述控制模块。
进一步地，所述射频电极支路与所述中性电极支路上均设置有滤波抗干扰模块，所述滤波抗干扰模块包括高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元；其中，所述高频滤波单元，用于滤除检测信号的高频干扰；所述第一带阻滤波单元，用于滤除刺激信号对检测信号的干扰；所述第二带阻滤波单元，用于滤除射频信号对检测信号的干扰；所述第三带阻滤波单元，用于滤除切换电极回路时输出信号对检测信号的干扰，以及输出刺激信号时检测信号对刺激信号的干扰；
而且，所述控制模块，用于控制所述高频滤波单元、所述第一带阻滤波单元、所述第二带阻滤波单元和所述第三带阻滤波单元接入相应的射频电极支路或中心电极支路。
再进一步地，所述滤波抗干扰模块包括四个开关，每个开关分别对应高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元的接入控制；其中，所述控制模块通过控制相应的开关，以将相应的滤波单元接入至射频电极支路与中性电极支路。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道射频输出电路中，所述射频信号产生模块包括隔离传输控制器、射频功放驱动电路、射频功放电路、功放电源和隔离变压器；其中，所述隔离传输控制器与所述控制模块连接，并将所述控制模块发送的射频控制信号传输给所述射频功放驱动电路；所述射频功放驱动电路根据所述射频控制信号的控制，驱动所述射频功放电路将所述功放电源提供的信号转换成射频信号；所述射频功放电路与所述隔离变压器连接，并通过所述隔离变压器输出射频信号。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道射频输出电路中，所述刺激信号产生模块包括DA转换电路和运算放大器处理电路；其中，所述DA转换电路与所述控制模块连接，并将所述控制模块发送的刺激控制信号转换成相应的模拟信号；所述运算放大器处理电路对所述模拟信号进行处理，得到刺激信号。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道射频输出电路中，所述开关切换模块包括开关阵列控制电路和开关阵列；其中，所述开关阵列控制电路与所述控制模块连接，并根据所述控制模块发送的支路控制信号，控制所述开关阵列导通相应的射频电极支路与中性电极支路。
根据一种具体的实施方式，本发明的多通道射频输出电路中，所述控制模块具有人机交互接口，用于根据由所述人机交互接口输入的数据，控制所述射频信号产生模块、刺激信号产生模块和所述开关切换模块。
基于同一发明构思，本发明还提供一种多通道射频输出消融设备，其包括如本发明上述的多通道射频输出电路、与所述人机交互接口连接的人机交互模块以及分别与所述射频电极支路和所述中性电极支路连接的消融电极。
进一步地，所述人机交互模块为触控显示屏和/或按键输入设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的多通道射频输出电路包括控制模块、开关切换模块、射频信号产生模块、刺激信号产生模块以及至少两条射频电极支路和至少一条中性电极支路；其中，射频信号产生模块和刺激信号产生模块均根据控制模块的控制，产生射频信号和刺激信号，开关切换模块根据控制模块的控制，而导通相应的射频电极支路与中性电极支路，使射频信号或刺激信号通过一条导通的射频电极支路输出，并与一条导通的中心电极支路或另一条射频电极支路构成相应的电极回路。因此，本发明能够形成多个电极回路，并实现相应的射频能量的输出，从而提高消融处理效率。
2、本发明的多通道射频输出电路中，射频电极支路与中性电极支路上均设置有数据检测模块，能够对包含射频信号/刺激信号的电流和电压，回路阻抗以及温度等信息的各个检测信号进行处理，并得到相应的检测数据，同时，控制模块根据各个支路上的检测数据，适应地控制调整射频信号/刺激信号的参数，从而保证消融效果能够达到预期。
3、本发明的多通道射频输出电路中，射频电极支路与中性电极支路上均设置有滤波抗干扰模块，且滤波抗干扰模块包括高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元，而且，控制模块通过控制滤波抗干扰模块中各个滤波单元接入相应的射频电极支路或中心电极支路，而分别滤除检测信号的高频干扰、检测信号对刺激信号的干扰、射频信号对检测信号的干扰以及切换电极回路时输出信号对检测信号的干扰、输出刺激信号时检测信号对刺激信号的干扰，从而提高检测信号和刺激信号的质量，进一步保证消融效果。
附图说明：
图1为本发明多通道射频输出电路的结构示意图；
图2为本发明射频电极支路和中性电极支路的结构示意图；
图3为本发明射频信号产生模块的结构示意图；
图4为本发明刺激信号产生模块的结构示意图；
图5为本发明多通道射频输出消融设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示，本发明的多通道射频输出电路包括控制模块、开关切换模块、射频信号产生模块、刺激信号产生模块、N条射频电极支路和一条中性电极支路。在实施时，射频电极支路至少包括两条。
其中，射频信号产生模块与控制模块连接，用于根据控制模块的控制，产生射频信号；刺激信号产生模块与控制模块连接，用于根据控制模块的控制，产生刺激信号；开关切换模块与控制模块连接，用于根据控制模块的控制，导通相应的射频电极支路与中性电极支路，使射频信号或刺激信号通过一条导通的射频电极支路输出，并与一条导通的中心电极支路或另一条射频电极支路构成相应的电极回路。
如图2所示，本发明的多通道射频输出电路中，既可由射频电极支路1与射频电极支路2构成电极回路，也可由射频电极支路1与中性电极支路构成电极回路。而且，射频电极支路与中性电极支路上均设置有数据检测模块，数据检测模块通过对包含射频信号/刺激信号的电流和电压，回路阻抗以及温度等信息的各个检测信号进行处理，并得到相应的检测数据，并将其得到检测数据传输给控制模块。控制模块根据各个支路上的检测数据，相对独立地调整各个射频电极支路上的射频信号/刺激信号的参数，从而保证消融效果能够达到预期。具体的，控制模块通过控制射频信号产生模块与刺激信号产生模块，调整所产生的射频信号与刺激信号的参数，并通过开关切换模块将调整的射频信号/刺激信号传送到相应的射频电极支路上。
而且，射频电极支路与中性电极支路上还设置有滤波抗干扰模块，而且滤波抗干扰模块包括高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元。
其中，高频滤波单元，用于滤除检测信号的高频干扰；第一带阻滤波单元，用于滤除刺激信号对检测信号的干扰；第二带阻滤波单元，用于滤除射频信号对检测信号的干扰；第三带阻滤波单元，用于滤除切换电极回路时输出信号对检测信号的干扰，以及输出刺激信号时检测信号对刺激信号的干扰。而且，控制模块，用于控制高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元接入相应的射频电极支路或中心电极支路。
本发明的多通道射频输出电路中，控制模块通过控制滤波抗干扰模块中各个滤波单元接入相应的射频电极支路或中心电极支路，而分别滤除检测信号的高频干扰、刺激信号对检测信号的干扰、射频信号对检测信号的干扰以及检测信号对刺激信号切换电极回路时输出信号对检测信号的干扰，从而提高检测信号和刺激信号的质量，进一步保证消融效果。
具体的，在待机时，即不产生射频信号/刺激信号，若需要检测阻抗信息，则可在射频电极支路或中心电极支路上接入高频滤波单元，高频滤波单元的特征指标需要满足能够滤除检测信号的高频干扰信号的要求，从而提高检测信号的抗高频干扰信号的能力。
在有刺激信号输出时，由于刺激信号会对阻抗检测信号有影响，因此，需要在检测阻抗信号期间接入第一带阻滤波单元，以此消除对刺激信号的影响。同时，由于刺激信号有可能输出的幅度较低，为了防止刺激信号受到阻抗检测信号或者阻抗检测电路的影响，可以在刺激能量输出时，接入第三带阻滤波单元，以消除此干扰，在刺激信号输出停止时，移除第三带阻滤波单元，保证系统能够知晓外接阻抗的信息。即第一带阻滤波单元的特征指标需要满足能够滤除刺激信号的要求，第三带阻滤波单元的特征指标需要满足能够滤除阻抗检测信号的要求。
在有射频信号输出时，由于射频信号的能量较大，为了防止强信号对阻抗检测的影响，可以载入第二带阻滤波单元，保证射频信号对于阻抗检测的影响下降，即第二带阻滤波单元的特征指标需要满足能够滤除射频信号的要求。同时，由于射频可以实现多通道射频，多通道射频是通过开关阵列的切换实现功率源在不同通道的切换。在切换的过程中，会由于不同通道的载入对阻抗检测有很强的干扰，如果不去抑制，会使得阻抗检测信号在通道切换期间有较大的变化，而阻抗检测电路的恢复稳定又需要一定的时间，这样会严重影响阻抗检测电路的实时性，并且增加软件设计的复杂性。此时，可以在此期间载入第三带阻滤波单元，相当于切断阻抗检测电路与输出信号的联系，在射频信号输出停止时，移除第三带阻滤波单元，保证系统能够知晓外接阻抗的信息。
在实施时，滤波抗干扰模块包括四个开关，每个开关分别对应高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元的接入控制；其中，控制模块通过控制滤波抗干扰模块中的相应开关，从而控制相应的滤波单元接入至射频电极支路与中性电极支路中。具体的，开关的功能可由继电器或三极管、MOS管等电子元件实现。
如图3所示，本发明的多通道射频输出电路中，射频信号产生模块包括隔离传输控制器、射频功放驱动电路、射频功放电路、功放电源和隔离变压器。
其中，隔离传输控制器与控制模块连接，并将控制模块发送的射频控制信号传输给射频功放驱动电路；射频功放驱动电路根据射频控制信号的控制，驱动射频功放电路将功放电源提供的信号转换成射频信号；射频功放电路与隔离变压器连接，并通过隔离变压器将射频信号传输给相应的射频电极支路上。
如图4所示，本发明的多通道射频输出电路中，刺激信号产生模块包括DA转换电路和运算放大器处理电路；其中，DA转换电路与控制模块连接，并将控制模块发送的刺激控制信号转换成相应的模拟信号；运算放大器处理电路对模拟信号进行处理，得到刺激信号。
在实施时，开关切换模块包括开关阵列控制电路和开关阵列。其中，开关阵列控制电路与控制模块连接，并根据控制模块发送的支路控制信号，控制开关阵列连接相应的射频电极支路与中性电极支路。开关阵列由多个继电器和多个MOS管构成，通过继电器和MOS管构成多个通断可控的支路。而且，未输出能量期间通过继电器进行通断保护，在输出能量期间通过MOS管进行动态切换。
而且，为了方便实现对工作模式的选择(例如选择刺激信号识别病灶点或者选择射频信号对病灶点消融处理，设置刺激信号、射频信号的参数、射频电极支路和中性电极支路的选择等)，控制模块还设置有人机交互接口，控制模块接收通过人机交互接口输入的数据，并根据输入的数据，控制射频信号产生模块、刺激信号产生模块和开关切换模块。
结合图5所示，本发明的多通道射频输出消融设备，包括如本发明的多通道射频输出电路、与控制模块的人机交互接口相连接的触摸显示器和按键输入设备，以及分别与射频电极支路和中性电极支路连接的消融电极。操作者通过操作触摸显示器上显示的操作项，或者通过按键输入设备完成工作模式的选择，并通过本发明的多通道射频输出消融设备，形成多个电极回路，并实现相应的射频能量的输出。从而提高消融处理效率。

Claims (8)

1.一种多通道射频输出电路，其特征在于，包括控制模块、开关切换模块、射频信号产生模块、刺激信号产生模块以及至少两条射频电极支路和至少一条中性电极支路；其中，
所述射频信号产生模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，产生射频信号；所述刺激信号产生模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，产生刺激信号；所述开关切换模块与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的控制，导通相应的射频电极支路与中性电极支路，使射频信号或刺激信号通过一条导通的射频电极支路输出，并与一条导通的中心电极支路或另一条射频电极支路构成相应的电极回路；
所述射频电极支路与所述中性电极支路上均设置有数据检测模块，用于对检测信号进行处理，得到相应的检测数据，并将检测数据传输给所述控制模块；
所述射频电极支路与所述中性电极支路上均设置有滤波抗干扰模块，所述滤波抗干扰模块包括高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元；其中，所述高频滤波单元，用于滤除检测信号的高频干扰；所述第一带阻滤波单元，用于滤除刺激信号对检测信号的干扰；所述第二带阻滤波单元，用于滤除射频信号对检测信号的干扰；所述第三带阻滤波单元，用于滤除切换电极回路时输出信号对检测信号的干扰，以及输出刺激信号时检测信号对刺激信号的干扰；
而且，所述控制模块，用于控制所述高频滤波单元、所述第一带阻滤波单元、所述第二带阻滤波单元和所述第三带阻滤波单元接入相应的射频电极支路或中心电极支路。
2.如权利要求1所述的多通道射频输出电路，其特征在于，所述滤波抗干扰模块包括四个开关，每个开关分别对应高频滤波单元、第一带阻滤波单元、第二带阻滤波单元和第三带阻滤波单元的接入控制；其中，所述控制模块通过控制相应的开关，以将相应的滤波单元接入至射频电极支路与中性电极支路。
3.如权利要求1~2之一所述的多通道射频输出电路，其特征在于，所述射频信号产生模块包括隔离传输控制器、射频功放驱动电路、射频功放电路、功放电源和隔离变压器；其中，所述隔离传输控制器与所述控制模块连接，并将所述控制模块发送的射频控制信号传输给所述射频功放驱动电路；所述射频功放驱动电路根据所述射频控制信号的控制，驱动所述射频功放电路将所述功放电源提供的信号转换成射频信号；所述射频功放电路与所述隔离变压器连接，并通过所述隔离变压器输出射频信号。
4.如权利要求1~2之一所述的多通道射频输出电路，其特征在于，所述刺激信号产生模块包括DA转换电路和运算放大器处理电路；其中，所述DA转换电路与所述控制模块连接，并将所述控制模块发送的刺激控制信号转换成相应的模拟信号；所述运算放大器处理电路对所述模拟信号进行处理，得到刺激信号。
5.如权利要求1~2之一所述的多通道射频输出电路，其特征在于，所述开关切换模块包括开关阵列控制电路和开关阵列；其中，所述开关阵列控制电路与所述控制模块连接，并根据所述控制模块发送的支路控制信号，控制所述开关阵列导通相应的射频电极支路与中性电极支路。
6.如权利要求1~2之一所述的多通道射频输出电路，其特征在于，所述控制模块具有人机交互接口，用于根据所述人机交互接口输入的数据，控制所述射频信号产生模块、刺激信号产生模块和所述开关切换模块。
7.一种多通道射频输出消融设备，其特征在于，包括如权利要求6所述的多通道射频输出电路、与所述人机交互接口连接的人机交互模块以及分别与所述射频电极支路和所述中性电极支路连接的消融电极。
8.如权利要求7所述的多通道射频输出消融设备，其特征在于，所述人机交互模块为触控显示屏和/或按键输入设备。
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