CN115951126A - 一种高频电刀中性电极检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及临床手术技术领域，具体涉及一种高频电刀中性电极检测系统及方法；包括电子开关电路、正激隔离电路、中性极板接口、积分补偿运算放大电路、嵌入式单片机CPU模块、阻抗显示模块和声光警示模块；正激隔离电路用于发出激励信号和接收反馈电压信号；积分补偿运算放大电路用于将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号；电子开关电路用于积分补偿运算放大电路和正激隔离电路之间连通和断开；嵌入式单片机CPU模块用于得到接触电阻；阻抗显示模块用于实时监测中性极板；声光警示模块用于发出声光提示，通过上述结构，实现在手术过程中的中性电极进行检测，从而避免影响临床手术效果。

Description

一种高频电刀中性电极检测系统及方法

技术领域

本发明涉及临床手术技术领域，尤其涉及一种高频电刀中性电极检测系统及方法。

背景技术

高频电刀常用于临床手术中，是一种取代机械手术、对组织切割或止血的电外科医疗器械。高频电刀单极模式电路包括高频发生器、中性电极、连接导线、电极等组成，单极模式下主机通过电刀笔和中性电极组合高频交流电通路，通过电极尖端产生的高频高压电流对组织加热，实现手术组织的分离和凝血功能。高频手术临床过程中，因中性电极极板粘连能力下降、患者移动、外力拉动中性极板连接线等，导致中性电极与患者皮肤接触面积变小，容易造成中性电极处的电流密度过大，而引起极板灼伤，临床安全风险较高。

目前，在临床高频电刀手术中，单极模式下，中性电极多数采用双片技术，极板接触质量多依赖于医护人员在手术的经验，在手术过程中无法对中性电极进行检测，影响临床手术效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高频电刀中性电极检测系统及方法，旨在解决现有技术中的在手术过程中无法对中性电极进行检测，影响临床手术效果的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种高频电刀中性电极检测系统，包括电子开关电路、正激隔离电路、中性极板接口、积分补偿运算放大电路、嵌入式单片机CPU模块、阻抗显示模块和声光警示模块，所述中性极板接口与所述正激隔离电路电性连接，所述电子开关电路与所述正激隔离电路电性连接，所述积分补偿运算放大电路、所述阻抗显示模块和所述声光警示模块分别与所述嵌入式单片机CPU模块电性连接；

所述中性极板接口用于插入中性极板的接口；

所述正激隔离电路用于发出激励信号和接收反馈电压信号；

所述积分补偿运算放大电路用于将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号；

所述电子开关电路用于所述积分补偿运算放大电路和所述正激隔离电路之间连通和断开；

所述嵌入式单片机CPU模块用于利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

所述阻抗显示模块用于实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离和贴合质量下降；

所述声光警示模块用于发出声光提示。

其中，所述高频电刀中性电极检测系统还包括频率振荡器电路，所述频率振荡器电路分别与所述电子开关电路和所述正激隔离电路电性连接；

所述频率振荡器电路用于形成频率振荡器，改变可调输出频率。

其中，所述高频电刀中性电极检测系统还包括VDC电源，所述VDC电源与所述嵌入式单片机CPU模块电性连接；

所述VDC电源用于为所述嵌入式单片机CPU模块提供电源。

其中，所述频率振荡器电路包括控制芯片U1、振荡模块CT、振荡模块RT和电阻R1，所述电阻R1、所述振荡模块CT和所述振荡模块RT分别与所述控制芯片U1电性连接，所述电子开关电路和所述积分补偿运算放大电路分别与所述控制芯片U1电性连接。

其中，所述控制芯片U1输出A路波形和B路波形。

本发明还提供一种高频电刀中性电极检测方法，包括如下步骤：

将双片中性极板黏贴在无毛发和油脂的离体组织表面，并将中性极板插入所述中性极板接口中；

调整所述正激隔离电路输出最大电压；

得到稳定低纹波直流电压信号；

对直流电压信号进行数模转换，所述嵌入式单片机CPU模块利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

根据校准参数对比，所述阻抗显示模块实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离或贴合质量下降，通过所述声光警示模块及时发出声光提示。

其中，在得到稳定低纹波直流电压信号的步骤中：

使用所述VDC电源接通电源，采用所述频率振荡器电路形成频率振荡器电路，改变可调输出频率，所述A路波形和所述B路波形互补得到方波电路，波形占空比40％～48％，在极板电路开路状态下，调整所述正激隔离电路输出最大电压。

本发明的一种高频电刀中性电极检测系统及方法，通过所述中性极板接口插入中性极板的接口，所述正激隔离电路发出反馈电压信号，所述积分补偿运算放大电路将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号，所述电子开关电路所述积分补偿运算放大电路和所述正激隔离电路之间连通和断开，所述嵌入式单片机CPU模块利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，可测量分辨率0.5Ω阻抗值，阻抗测量范围可以达到5Ω至200Ω，得到接触电阻，所述阻抗显示模块实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离和贴合质量下降，所述声光警示模块发出声光提示，实现在手术过程中的中性电极进行检测，从而避免影响临床手术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的高频电刀中性电极检测系统的结构示意图。

图2是本发明的高频电刀中性电极检测系统的电路图。

图3是本发明的高频电刀中性电极检测方法的步骤流程图。

1-电子开关电路、2-正激隔离电路、3-中性极板接口、4-积分补偿运算放大电路、5-嵌入式单片机CPU模块、6-阻抗显示模块、7-声光警示模块、8-频率振荡器电路、9-VDC电源。

具体实施方式

请参阅图1和图2，其中图1是高频电刀中性电极检测系统的结构示意图，图2是高频电刀中性电极检测系统的电路图。

本发明提供了一种高频电刀中性电极检测系统，包括电子开关电路1、正激隔离电路2、中性极板接口3、积分补偿运算放大电路4、嵌入式单片机CPU模块5、阻抗显示模块6和声光警示模块7，所述中性极板接口3与所述正激隔离电路2电性连接，所述电子开关电路1与所述正激隔离电路2电性连接，所述积分补偿运算放大电路4、所述阻抗显示模块6和所述声光警示模块7分别与所述嵌入式单片机CPU模块5电性连接；

所述中性极板接口3用于插入中性极板的接口；

所述正激隔离电路2用于发出反馈电压信号；

所述积分补偿运算放大电路4用于将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号；

所述电子开关电路1用于所述积分补偿运算放大电路4和所述正激隔离电路2之间连通和断开；

所述嵌入式单片机CPU模块5用于利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

所述阻抗显示模块6用于实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离和贴合质量下降；

所述声光警示模块7用于发出声光提示。

在本实施方式中，所述中性极板接口3插入中性极板的接口，所述正激隔离电路2发出反馈电压信号，所述积分补偿运算放大电路4将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号，所述电子开关电路1所述积分补偿运算放大电路4和所述正激隔离电路2之间连通和断开，所述嵌入式单片机CPU模块5利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，可测量分辨率0.5Ω阻抗值，阻抗测量范围可以达到5Ω至200Ω，得到接触电阻，所述阻抗显示模块6实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离和贴合质量下降，所述声光警示模块7发出声光提示，实现在手术过程中的中性电极进行检测，从而避免影响临床手术效果。

进一步地，所述高频电刀中性电极检测系统还包括频率振荡器电路8，所述频率振荡器电路8分别与所述电子开关电路1和所述正激隔离电路2电性连接；

所述频率振荡器电路8用于形成频率振荡器，改变可调输出频率。

在本实施方式中，所述频率振荡器电路8形成频率振荡器，改变可调输出频率。

进一步地，所述高频电刀中性电极检测系统还包括VDC电源9，所述VDC电源9与所述嵌入式单片机CPU模块5电性连接；

所述VDC电源9用于为所述嵌入式单片机CPU模块5提供电源。

在本实施方式中，所述VDC电源9为所述嵌入式单片机CPU模块5提供电源。

进一步地，所述频率振荡器电路8包括控制芯片U1、振荡模块CT、振荡模块RT和电阻R1，所述电阻R1、所述振荡模块CT和所述振荡模块RT分别与所述控制芯片U1电性连接，所述电子开关电路1和所述积分补偿运算放大电路4分别与所述控制芯片U1电性连接。

进一步地，所述控制芯片U1输出A路波形和B路波形。

在本实施方式中，所述控制芯片U1采用专用控制芯片KA3525或SG3525，所述R1为所述A路波形、所述B路波形死区控制电阻，所述振荡模块CT、所述振荡模块RT为RC振荡电路，JP1不接中性极板空载情况下，用示波器测量JP1引脚1、引脚3波形电压幅度，调节RT使得波形电压幅度最大，此时频率为控制所述A路波形、所述B路波形输出最佳频率，B路波形通过R3、C1、TR1组成高频激励源，通过TR1、C2、C3、C4、C5、JP1组成中性极板患者电路部分，用来实时检测极板阻抗所述A路波形控制K1电子开关模块采集TR1正激电路反馈电压信号，信号通过R5、C8滤波电路，输入由U2B、C10、R7、R6、C9组成低纹波控制电路积分补偿运算放大方法得到稳定直流有效电压信号，为防止信号电压过高，用D1进行最大电压限制保护嵌入式单片机端口，所述嵌入式单片机CPU模块5通过自带AD模块对直流电压信号进行数模转换，通过算数平均滤波算法对信号滤波处理得到接触电阻，根据校准参数对比，所述阻抗显示模块6实时显示中性极板贴合质量，实时监测中性极板贴合是否局部脱离或贴合质量下降，通过所述声光警示模块7及时发出声光提示。

请参阅图3，其中图3是高频电刀中性电极检测方法的步骤流程图。

本发明还提供了一种高频电刀中性电极检测方法，包括如下步骤：

S1：将双片中性极板黏贴在无毛发和油脂的离体组织表面，并将中性极板插入所述中性极板接口3中；

S2：调整所述正激隔离电路2输出最大电压，使用所述VDC电源9接通电源，采用所述频率振荡器电路8形成频率振荡器电路8，改变可调输出频率，所述A路波形和所述B路波形互补得到方波电路，波形占空比40％～48％，在极板电路开路状态下，调整所述正激隔离电路2输出最大电压；

S3：得到稳定低纹波直流电压信号，所述A路作为所述正激隔离电路2驱动波形，所述B路波形通过所述电子开关电路1，控制所述正激隔离电路2反馈电压信号，反馈电压信号通过所述积分补偿运算放大电路4得到稳定直流有效电压信号；

S4：对直流电压信号进行数模转换，所述嵌入式单片机CPU模块5利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

S5：根据校准参数对比，所述阻抗显示模块6实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离或贴合质量下降，通过所述声光警示模块7及时发出声光提示。

在本实施方式中，首先将双片中性极板黏贴在无毛发和油脂的离体组织表面，并将中性极板插入所述中性极板接口3中，调整所述正激隔离电路2输出最大电压，使用所述VDC电源9接通电源，采用所述频率振荡器电路8形成频率振荡器电路8，改变可调输出频率，所述A路波形和所述B路波形互补得到方波电路，波形占空比40％～48％，在极板电路开路状态下，调整所述正激隔离电路2输出最大电压，所述A路作为所述正激隔离电路2驱动波形，所述B路波形通过所述电子开关电路1，控制所述正激隔离电路2反馈电压信号，反馈电压信号通过所述积分补偿运算放大电路4得到稳定直流有效电压信号，然后对直流电压信号进行数模转换，所述嵌入式单片机CPU模块5利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻，最后根据校准参数对比，所述阻抗显示模块6实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离或贴合质量下降，通过所述声光警示模块7及时发出声光提示，实现在手术过程中的中性电极进行检测，从而避免影响临床手术效果。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，

包括电子开关电路、正激隔离电路、中性极板接口、积分补偿运算放大电路、嵌入式单片机CPU模块、阻抗显示模块和声光警示模块，所述中性极板接口与所述正激隔离电路电性连接，所述电子开关电路与所述正激隔离电路电性连接，所述积分补偿运算放大电路、所述阻抗显示模块和所述声光警示模块分别与所述嵌入式单片机CPU模块电性连接；

所述中性极板接口用于插入中性极板的接口；

所述正激隔离电路用于发出激励信号和接收反馈电压信号；

所述积分补偿运算放大电路用于将反馈电压信号转换得到稳定低纹波直流电压信号；

所述电子开关电路用于所述积分补偿运算放大电路和所述正激隔离电路之间连通和断开；

所述嵌入式单片机CPU模块用于利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

所述阻抗显示模块用于实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离和贴合质量下降；

所述声光警示模块用于发出声光提示。

2.如权利要求1所述的高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，

所述高频电刀中性电极检测系统还包括频率振荡器电路，所述频率振荡器电路分别与所述电子开关电路和所述正激隔离电路电性连接；

所述频率振荡器电路用于形成频率振荡器，改变可调输出频率。

3.如权利要求2所述的高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，

所述高频电刀中性电极检测系统还包括VDC电源，所述VDC电源与所述嵌入式单片机CPU模块电性连接；

所述VDC电源用于为所述嵌入式单片机CPU模块提供电源。

4.如权利要求3所述的高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，

所述频率振荡器电路包括控制芯片U1、振荡模块CT、振荡模块RT和电阻R1，所述电阻R1、所述振荡模块CT和所述振荡模块RT分别与所述控制芯片U1电性连接，所述电子开关电路和所述积分补偿运算放大电路分别与所述控制芯片U1电性连接。

5.如权利要求4所述的高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，

所述控制芯片U1输出A路波形和B路波形。

6.一种高频电刀中性电极检测方法，应用于如权利要求5所述的高频电刀中性电极检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

将双片中性极板黏贴在无毛发和油脂的离体组织表面，并将中性极板插入所述中性极板接口中；

调整所述正激隔离电路输出最大电压；

得到稳定低纹波直流电压信号；

对直流电压信号进行数模转换，所述嵌入式单片机CPU模块利用算数平均滤波算法对稳定低纹波直流电压信号进行滤波处理，得到接触电阻；

根据校准参数对比，所述阻抗显示模块实时显示中性极板贴合质量，并监测中性极板贴合是否局部脱离或贴合质量下降，通过所述声光警示模块及时发出声光提示。

7.如权利要求6所述的高频电刀中性电极检测方法，其特征在于，在得到稳定低纹波直流电压信号的步骤中：

使用所述VDC电源接通电源，采用所述频率振荡器电路形成频率振荡器电路，改变可调输出频率，所述A路波形和所述B路波形互补得到方波电路，波形占空比40％～48％，在极板电路开路状态下，调整所述正激隔离电路输出最大电压。

Images