CN115177362B - 高频电刀功率自动调节控制装置 - Google Patents

高频电刀功率自动调节控制装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种高频电刀功率自动调节控制装置，包括：控制器、反馈信号检测模块和电刀功率输出模块。实施时，反馈信号检测模块检测患者人体电路的电信号，并将电信号发送到控制器；控制器根据电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整电刀功率输出模块的输出。本申请中的高频电刀功率自动调节控制装置，可以根据获取的患者人体电路的电信号对电刀功率输出模块的输出进行调整，使得人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗满足预设的对应关系。从而满足由患者个体差异导致对输出功率的不同要求，并且相对于人工选择电刀功率输出更加准确。

Description

高频电刀功率自动调节控制装置
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种高频电刀功率自动调节控制装置。
背景技术
高频电刀是一种常用的外科手术器械，其通过将200KHZ-5MHZ的高频电压施加在电极尖端和身体组织之间，通过高频电流产生的热量完成组织的分离和凝固，实现切割和凝血的作用。
伴随手术进行，受术组织有一个变化过程：正常—脱水—发白—焦黄—碳化。由于变化过程中组织的阻抗由小变大，从而引起输出功率的变化。当功率变化不受控时将会增大组织热损伤，增加病人术后恢复时间，严重时会导致烫伤等医疗事故。
现有技术中，高频电刀输出功率的控制有两种方式：一种是开环，完全靠医生的经验来选择输出模式和功率；一种是闭环，有功率补偿，但这种方式是功率设定好之后就不再随受术组织的阻抗变化而变化。手术位置的不同和病人的个体差异会对输出功率有不同的要求，人工选择高频电刀的输出模式和功率并不能保证完全准确，设定好的功率又不能满足对输出功率的不同要求，所以现有的两种控制高频电刀输出功率的方式都不理想。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中人工选择高频电刀的输出模式和功率并不能保证完全准确，设定好的功率又不能满足对输出功率的不同要求的问题，本申请提供一种高频电刀功率自动调节控制装置。
本申请的方案如下：
一种高频电刀功率自动调节控制装置，包括：
控制器、反馈信号检测模块和电刀功率输出模块；
所述反馈信号检测模块用于检测患者人体电路的电信号，并将所述电信号发送到所述控制器；
所述控制器用于根据所述电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整所述电刀功率输出模块的输出。
优选地，所述反馈信号检测模块包括：
电流传感器、电压传感器、第一电阻隔离变换器、第二电阻隔离变换器、第一电位器、第二电位器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一信号转换器、第二信号转换器、第一跟随器和第二跟随器；
所述电流传感器和所述第一电阻隔离变换器用于获取患者人体电路的高频电流信号；所述第一电位器、所述第一电容和所述第二电容用于对所述高频电流信号进行降压滤波；所述第一信号转换器用于将所述高频电流信号转换为电流模拟信号；所述第一跟随器用于将所述电流模拟信号输出到所述控制器；
所述电压传感器和所述第二电阻隔离变换器用于获取患者人体电路的高频电压信号；所述第二电位器、所述第三电容和所述第四电容用于对所述高频电压信号进行降压滤波；所述第二信号转换器用于将所述高频电压信号转换为电压模拟信号；所述第二跟随器用于将所述电压模拟信号输出到所述控制器。
优选地，所述控制器用于根据所述电流模拟信号和所述电压模拟信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，判断患者人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗是否对应；若不对应，则调整向所述电刀功率输出模块输入的PWM信号的占空比；若对应，则保持当前向所述电刀功率输出模块输入的PWM信号的占空比。
优选地，所述电刀功率输出模块包括：
可调电源、频率发生器和功率放大器；
所述可调电源用于根据所述控制器输入的PWM信号的占空比，向所述频率发生器输送对应电流；
所述频率发生器用于根据所述可调电源输入的电流发生对应频率信号；
所述功率放大器用于将所述频率发生器发生的频率信号进行放大。
优选地，所述控制器还用于判断患者人体电路的当前组织阻抗是否处于预设范围内，若超出预设范围则停止向所述电刀功率输出模块输入PWM信号。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的高频电刀功率自动调节控制装置，包括：控制器、反馈信号检测模块和电刀功率输出模块。实施时，反馈信号检测模块检测患者人体电路的电信号，并将电信号发送到控制器；控制器根据电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整电刀功率输出模块的输出。本申请中的高频电刀功率自动调节控制装置，可以根据获取的患者人体电路的电信号对电刀功率输出模块的输出进行调整，使得人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗满足预设的对应关系。从而满足由患者个体差异导致对输出功率的不同要求，并且相对于人工选择电刀功率输出更加准确。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种高频电刀功率自动调节控制装置的结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的一种高频电刀功率自动调节控制装置中反馈信号检测模块的电路结构示意图；
图3是本申请一个实施例提供的一种预设的输出功率和组织阻抗的对应关系示意图。
附图标记：控制器-1；反馈信号检测模块-2；电刀功率输出模块-3；电流传感器-T21；电压传感器-T22；第一电阻隔离变换器-R21；第二电阻隔离变换器-R22；第一电位器-W21；第二电位器-W22；第一电容-C21；第二电容-C22；第三电容-C23；第四电容-C24；第一信号转换器-U21；第二信号转换器-U23；第一跟随器-U22D；第二跟随器-U22C。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
一种高频电刀功率自动调节控制装置，参照图1，包括：
控制器1、反馈信号检测模块2和电刀功率输出模块3；
反馈信号检测模块2用于检测患者人体电路的电信号，并将电信号发送到控制器1；
控制器1用于根据电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整电刀功率输出模块3的输出。
需要说明的是，本实施例中的技术方案应用于高频电刀功率自动调节控制领域。
需要说明的是，参照图2，反馈信号检测模块2包括：
电流传感器-T21；电压传感器-T22；第一电阻隔离变换器-R21；第二电阻隔离变换器-R22；第一电位器-W21；第二电位器-W22；第一电容-C21；第二电容-C22；第三电容-C23；第四电容-C24；第一信号转换器-U21；第二信号转换器-U23；第一跟随器-U22D和第二跟随器-U22C；
电流传感器T21和第一电阻隔离变换器R21用于获取患者人体电路的高频电流信号；第一电位器W21、第一电容C21和第二电容C22用于对高频电流信号进行降压滤波；第一信号转换器U21用于将高频电流信号转换为电流模拟信号；第一跟随器U22D用于将电流模拟信号输出到控制器1；
电压传感器T22和第二电阻隔离变换器R22用于获取患者人体电路的高频电压信号；第二电位器W22、第三电容C23和第四电容C24用于对高频电压信号进行降压滤波；第二信号转换器U22用于将高频电压信号转换为电压模拟信号；第二跟随器U22C用于将电压模拟信号输出到控制器1。
需要说明的是，控制器1具体用于根据电流模拟信号和电压模拟信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，判断患者人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗是否对应；若不对应，则调整向电刀功率输出模块3输入的PWM信号的占空比；若对应，则保持当前向电刀功率输出模块3输入的PWM信号的占空比。
需要说明的是，本实施例中通过电流模拟信号I和电压模拟信号U，得到患者人体电路的当前输出功率P=UI，患者人体电路的当前组织阻抗R=U/I。基于图3中预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，判断患者人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗是否对应。若不对应，可以通过调整向电刀功率输出模块3输入的PWM信号的占空比。
需要说明的是，电刀功率输出模块3包括：
可调电源、频率发生器和功率放大器；
可调电源用于根据控制器1输入的PWM信号的占空比，向频率发生器输送对应电流；
频率发生器用于根据可调电源输入的电流发生对应频率信号；
功率放大器用于将频率发生器发生的频率信号进行放大。
可以理解的是，本实施例中可以通过调整PWM信号的占空比，对可调电源的电流输出进行调节，进而使得频率发生器发生的频率信号产生变化，直到患者人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗满足预设的对应关系。
可以理解的是，本实施例中的高频电刀功率自动调节控制装置，包括：控制器1、反馈信号检测模块2和电刀功率输出模块3。实施时，反馈信号检测模块2检测患者人体电路的电信号，并将电信号发送到控制器1；控制器1根据电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整电刀功率输出模块3的输出。本申请中的高频电刀功率自动调节控制装置，可以根据获取的患者人体电路的电信号对电刀功率输出模块3的输出进行调整，使得人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗满足预设的对应关系。从而满足由患者个体差异导致对输出功率的不同要求，并且相对于人工选择电刀功率输出更加准确。
实施例二
一些实施例中的高频电刀功率自动调节控制装置，控制器1还用于判断患者人体电路的当前组织阻抗是否处于预设范围内，若超出预设范围则停止向电刀功率输出模块3输入PWM信号。
可以理解的是，在患者人体电路的当前组织阻抗超出预设范围内时，可判断为当前电刀功率输出模块3的输出不符合规定或可能对患者人体造成影响，此时应及时停止向电刀功率输出模块3输入PWM信号以免使患者出现损伤。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种高频电刀功率自动调节控制装置，其特征在于，包括：
控制器、反馈信号检测模块和电刀功率输出模块；
所述反馈信号检测模块用于检测患者人体电路的电信号，并将所述电信号发送到所述控制器；
所述控制器用于根据所述电信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，并根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，调整所述电刀功率输出模块的输出；
所述反馈信号检测模块包括：
电流传感器、电压传感器、第一电阻隔离变换器、第二电阻隔离变换器、第一电位器、第二电位器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一信号转换器、第二信号转换器、第一跟随器和第二跟随器；
所述电流传感器和所述第一电阻隔离变换器用于获取患者人体电路的高频电流信号；所述第一电位器、所述第一电容和所述第二电容用于对所述高频电流信号进行降压滤波；所述第一信号转换器用于将所述高频电流信号转换为电流模拟信号；所述第一跟随器用于将所述电流模拟信号输出到所述控制器；
所述电压传感器和所述第二电阻隔离变换器用于获取患者人体电路的高频电压信号；所述第二电位器、所述第三电容和所述第四电容用于对所述高频电压信号进行降压滤波；所述第二信号转换器用于将所述高频电压信号转换为电压模拟信号；所述第二跟随器用于将所述电压模拟信号输出到所述控制器。
2.根据权利要求1所述的高频电刀功率自动调节控制装置，其特征在于，所述控制器用于根据所述电流模拟信号和所述电压模拟信号确定患者人体电路的当前输出功率和当前组织阻抗，根据预设的输出功率和组织阻抗的对应关系，判断患者人体电路的当前输出功率与当前组织阻抗是否对应；若不对应，则调整向所述电刀功率输出模块输入的PWM信号的占空比；若对应，则保持当前向所述电刀功率输出模块输入的PWM信号的占空比。
3.根据权利要求2所述的高频电刀功率自动调节控制装置，其特征在于，所述电刀功率输出模块包括：
可调电源、频率发生器和功率放大器；
所述可调电源用于根据所述控制器输入的PWM信号的占空比，向所述频率发生器输送对应电流；
所述频率发生器用于根据所述可调电源输入的电流发生对应频率信号；
所述功率放大器用于将所述频率发生器发生的频率信号进行放大。
4.根据权利要求2所述的高频电刀功率自动调节控制装置，其特征在于，所述控制器还用于判断患者人体电路的当前组织阻抗是否处于预设范围内，若超出预设范围则停止向所述电刀功率输出模块输入PWM信号。
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