CN117159125B - 一种等离子消融控制系统及设备 - Google Patents
一种等离子消融控制系统及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117159125B CN117159125B CN202311179715.3A CN202311179715A CN117159125B CN 117159125 B CN117159125 B CN 117159125B CN 202311179715 A CN202311179715 A CN 202311179715A CN 117159125 B CN117159125 B CN 117159125B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- output end
- output
- radio frequency
- coupling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002679 ablation Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 103
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 103
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 103
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 67
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 9
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 6
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 abstract description 6
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 41
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009297 electrocoagulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
本申请提供一种等离子消融控制系统，包括：电源模块；电源模块用于输出直流电；逆变模块；所述逆变模块与所述电源模块连接；控制模块；所述控制模块用于输出若干射频信号；耦合模块；所述耦合模块与所述控制模块连接，以对所述若干射频信号进行耦合得到耦合信号；所述耦合模块与所述逆变模块连接，以输出耦合信号控制逆变模块将输入的直流电逆变成所需要的交流电；输出模块；所述输出模块与所述逆变模块连接。通过将多种射频信号进行耦合对逆变模块进行控制，以得到所需要的融合多种射频信号的交流电并输出到电极刀头上，使得电极刀头在进行消融手术时，以鞘层为中心的等离子能量分布更均匀，可以承载更大的消融功能，加快软组织的消融速率。
Description
技术领域
本申请涉及消融手术设备技术领域，尤其涉及一种等离子消融控制系统及设备。
背景技术
目前国内外，消融手术设备通过利用高频高压使电极周围的介质电离而产生低温等离子体。低温等离子体放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为冷等离子体。低温等离子消融的原理是在等离子电源产生方波信号后，刀头在生理盐水等介质中放电产生等离子蒸汽鞘层，利用蒸汽鞘层的能量，打开细胞间的分子结合键以达到分解蛋白质的效果。其中，用到的电源能够以超低频率电能激发生理盐水等介质，产生等离子体，可以大幅度降低分子间产生的摩擦热，使消融手术在低温下完成。
目前低温等离子手术设备多采用单一射频频率(如采用固定射频频率1 0 0K HZ)，在单一频率的等离子体中，等离子能量分布通常为一个以鞘层直流压降为中心的类似正态分布结构(如下图1中的点线所示)，因此能量分布也主要集中于鞘层处(如附图7中，红光代表能量集中度)。这种结构的等离子能量单一、等离子空间分布极为不均匀，导致功率小(<4 0 0W)、消融软组织速率慢(通常在0.5cm/s-3cm/s之间)等缺点。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供等离子消融控制系统，通过将多种射频信号进行耦合得到耦合信号，再根据耦合信号来对直流电进行逆变得到所需要的交流电并输出到电极刀头上，使得以鞘层为中心的等离子能量分布更均匀，可以承载更大的消融功能，加快软组织的消融速率。
为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：
一种等离子消融控制系统，包括：
电源模块；所述电源模块用于输出直流电；
逆变模块；所述逆变模块与所述电源模块连接，以将直流电逆变为交流电；
控制模块；所述控制模块用于输出若干射频信号；
耦合模块；所述耦合模块与所述控制模块连接，以对所述若干射频信号进行耦合得到耦合信号；所述耦合模块与所述逆变模块连接，以输出耦合信号控制逆变模块将输入的直流电逆变成所需要的交流电；
输出模块；所述输出模块与所述逆变模块连接，以输出所述交流电。
进一步的，所述控制模块包括第一信号单元U3、第二信号单元U5和第三信号单元U6；所述第一信号单元U3与所述耦合模块以输入第一射频信号和第二射频信号连接；第一射频信号和第二射频信号同频且相互间存在相位差；所述第二信号单元U5与所述耦合模块连接，以输入第三射频信号；所述第三信号单元U6与所述耦合模块连接，以输入第四射频信号；所述第三射频信号与第四射频信号频率不同。
进一步的，所述耦合模块包括异或门U7；所述异或门U7的两个输入端分别输入第一射频信号和第二射频信号。
进一步的，所述耦合模块还包括与门U8、与门U9和非门U10；所述与门U8的第一输入端与所述异或门U7的输出端连接，第二输入端输入第三射频信号；所述与门U9的第一输入端与所述与门U8的输出端连接，第二输入端输入第四射频信号；所述非门U10的输入端与所述与门U9的输出端连接；所述与门U9的输出端作为所述耦合模块的第一输出端输出第一耦合信号；所述非门U10的输出端作为所述耦合模块的第二输出端输出第二耦合信号。
进一步的，所述逆变模块包括第一移相单元U1、第二移相单元U2和全桥电路；所述第一移相单元U1设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第二移相单元U2设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一移相单元U1的输入端与所述耦合模块的第一输出端连接；所述第一移相单元U1的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；所述第二移相单元U2的输入端与所述耦合模块的第二输出端连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；所述全桥电路的电源端与所述电源模块连接；所述全桥电路的输出端与所述输出模块连接；所述全桥电路的控制端与所述第一移相单元U1的第一输出端和第二输出端、所述第二移相单元U2的第一输出端和第二输出端连接。
进一步的，所述全桥电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C11、电容C12、电容C13和电容C14；
所述MOS管Q4的源极与所述二极管D3的阴极、二极管D4的阴极、电容C11的第一端、电容C12的第一端连接后，作为全桥电路的电源端与所述电源模块连接；
所述MOS管Q4的漏极与所述二极管D3的阳极、电容C11的第二端、MOS管Q6的漏极、二极管D5的阴极、电容C13的第一端连接，并作为全桥电路的第一输出端；
所述MOS管Q3的漏极与所述二极管D4的阳极、电容C12的第二端、MOS管Q5的漏极、二极管D6的阴极、电容C14的第一端连接，并作为全桥电路的第二输出端；
所述MOS管Q6的源极与所述二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C13的第二端、电容C14的第二端连接后，作为全桥电路的接地端接地；
所述第一移相单元U1的第一输出端与所述MOS管Q4的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q6的栅极连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与所述MOS管Q3的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q5的栅极连接。
进一步的，所述输出模块包括隔离变压器T2；所述隔离变压器T2的两个输入端分别与全桥电路的第一、第二输出端连接；所述隔离变压器T2的两个输出端输出经调制好的交流电。
进一步的，所述电源模块包括整流电路和调压电路；所述整流电路与所述调压电路连接以输出整流后的直流电；所述调压电路的输出端与所述逆变模块连接以输出升压后的直流电。
进一步的，所述调压电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1、整流桥D1和电容C6；所述变压器T1的输入侧两端分别与所述MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的漏极连接；所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别与控制模块连接；所述变压器T1的输出侧两端分别与整流桥D1的两个输入端连接；所述整流桥D1的第一输出端与所述电容C6的第一端连接后，作为调压电路的输出端；所述整流桥D1的第二输出端与所述电容C6的第二端连接后接地；所述整流电路与所述变压器T1的输入侧中间连接，以输入待升压的直流电。
一种等离子消融设备，包括如上所述的等离子消融控制系统。
有益效果：
1.通过将多种射频信号进行耦合得到耦合信号，再根据耦合信号来对直流电进行逆变得到所需要的交流电并输出到电极刀头上，使得以鞘层为中心的等离子能量分布更均匀，可以承载更大的消融功能，加快软组织的消融速率。
2.采用双频或三频等多个射频信号(如：双频为1 0 0k K H Z/5 0 0K H Z,三频为：1 0 0K H Z/5 0 0KH Z/1 0MH Z等)进行多频耦合放电，相比于单频放电，多频耦合放电中的等离子能量分布存在更为复杂的结构，这些复杂结构是由多个频率的射频电场共同影响的结果。这种复杂结构可以产生准连续的均匀分布的等离子能量以及空间分布，可以消融较硬组织，消融速度快、具有功率大(最高可到6 0 0W)，稳定的高功率输出和温控效果，消融速率能够达到大于3cm/s，能够消融软骨组织。
附图说明
图1为单射频信号与多射频耦合信号手术时的等离子能量分布对比示意图；
图2为一种等离子消融控制系统的模块结构示意图；
图3为逆变模块和控制模块的结构示意图；
图4为电源模块的结构示意图；
图5为射频信号及耦合信号的结构示意图；
图6为多射频信号在手术刀头正负极上施加的示意图；
图7为多射频耦合信号手术时的等离子能量分布示意图；
图8为单射频信号手术时的等离子能量分布示意图。
附图标记说明：手术刀握柄1、连接件2、刀头负极3、刀头正极4、等离子鞘层5。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例一
如图2所示，本申请提供一种等离子消融控制系统，包括：
电源模块；所述电源模块用于将外部输入的交流电进行整流、逆变升压后再整流，得到最终需求电压的直流电后输出；
逆变模块；所述逆变模块与所述电源模块连接，以用于将电源模块输出的直流电逆变为交流电；
控制模块；所述控制模块用于输出若干射频信号；同时，所述控制模块也与电源模块连接，以控制电源模块的逆变升压；
耦合模块U4；所述耦合模块U4与所述控制模块连接，以对所述若干射频信号进行耦合得到耦合信号；所述耦合模块U4与所述逆变模块连接，以输出耦合信号控制逆变模块将输入的直流电逆变成所需要的交流电；
输出模块；所述输出模块与所述逆变模块连接，以输出所述交流电。
通过将多种射频信号进行耦合得到耦合信号，再用耦合信号对逆变模块进行控制，以得到所需要的融合多种射频信号的交流电并输出到电极刀头上，使得电极刀头在进行消融手术时，以鞘层为中心的等离子能量分布更均匀，可以承载更大的消融功能，加快软组织的消融速率。
具体实施中，如图3所示，本实施例采用三种射频信号进行耦合。所述控制模块包括第一信号单元U3、第二信号单元U5和第三信号单元U6；所述第一信号单元U3与所述耦合模块U4连接以输入第一射频信号和第二射频信号。第一射频信号和第二射频信号同频且相互间存在相位差；所述耦合模块U4采集到第一射频信号和第二射频信号，计算相位差，从而得一个基频，基频的频率为第一射频信号或第二射频信号的两倍。本实施例中，基频的波形如图5中的方波波形A。所述第二信号单元U5与所述耦合模块U4连接，以输入第三射频信号，本实施例中，第三射频信号如图5中的方波波形B。所述第三信号单元U6与所述耦合模块U4连接，以输入第四射频信号，第四射频信号如图5中的方波波形C。所述第三射频信号与第四射频信号频率不同，在本实施中第二射频信号、第三射频信号、第四射频信号的频率依次降低。所述耦合模块U4再将得到的基频与第三射频信号和第四射频信号进行耦合以得到耦合信号，本实施例中耦合信号如图5中的方波波形OUT。在本实施例中，基频、第三射频信号、第四射频信号采用的频率为8MHZ、400KHZ和100KHZ，当然本实施例列举的信号频率只是举例说明，实际上还可以采用其他的频率，列举的频率并不构成对本申请要求保护范围的限制。
针对现有技术中采用单射频的低温等离子手术设备，在输出高功率、高压电信号时容易产生的不稳定、谐波问题，本实施例采用多射频耦合电场发生系统，利用连续场迁移模型准确快速地获得多射频耦合等离子体鞘层内的等离子密度和能量，获得独特的射频耦合信号波形、频率和电压幅值，增加高功率下逆变模块的电流波形的稳定性。本实施例的输出功率在电凝模式下为100w-200w范围内随档位变化，在消融/切割模式下为200w-600w范围内随档位变化，功率波动小于正负10％；在选择若干射频信号耦合情况下，输出频率范围在110KHZ-400KHZ内；选择电凝工作模式，消融电压范围在100-300V范围内随档位变化；选择切除/消融工作模式，消融电压范围在300-1000V范围内随档位变化。
优选的，所述耦合模块U4包括异或门U7；所述异或门U7的两个输入端分别输入第一射频信号和第二射频信号，输出端输出基频。所述异或门U7在第一射频信号和第二射频信号电平相同(均为高电平时或者均为低电平)时，输出低电平；在第一射频信号和第二射频信号电平相异时，输出为高电平。实现了根据第一射频信号和第二射频信号调整基频的占空比。
进一步的，得到的基频信号以及第三射频信号与第四射频信号即为本实施例所采用的三种射频信号。
优选的，所述耦合模块U4还包括与门U8、与门U9和非门U10；所述与门U8的第一输入端与所述异或门U7的输出端连接以输入基频信号，第二输入端输入第三射频信号，以对两种射频信号进行第一次耦合；所述与门U9的第一输入端与所述与门U8的输出端连接，第二输入端输入第四射频信号，以将第一次耦合得到的信号再与第四射频信号进行第二次耦合，所输出的即为最终耦合信号。如图5所示，相比采用单个固定的射频信号或者传统的射频信号简单相加方式，本方案采用的耦合模式得到的耦合信号OUT，信号结构变化的柔性度更高、更多样性，输入到逆变模块进行直流电逆变控制后，可以得到波形结构更复杂、更多样性以及柔性度更高的交流电。
相比于单频放电，输出到电极刀头后，多频耦合交流电中融入多个控制波形，放电形成的等离子能量分布存在更为复杂的结构，这些复杂结构是由多个频率的射频电场共同影响的结果。具体影响方式为：鞘层电场是由射频电流连续性方程和泊松方程所决定的，离子加速参赛是由离子通量连续性方程和离子运动方程决定的。等离子体工作在中间频率范围内，鞘层内的射频电流以位移电流为主，满足射频电流连续性方程。将离子运动方程与鞘层电场相结合，可以得到鞘层电场中的离子速度。通过在低频射频周期中平均瞬时电场，可以得到鞘层内的时间平均电场分布。图6为多射频信号在手术刀头正负极上施加的示意图，多个频率耦合的射频电场施加在刀头的正极和负极上，在正负极附近产生复杂结构的等离子鞘层。这种复杂结构的电场可以产生准连续、空间均匀分布的等离子能量体(如图1中的实线可以看出在高能量处也分布有较大的能量场；如图7中所示的多层红圈，说明鞘层以外有多层较为均匀分布的能量场)，不但具有功率大(最高可到6 0 0W)、消融速度快(消融速率能够达到大于3c m/s)、稳定的高功率输出和温控效果，而且还可以消融较硬组织(如软骨组织)。除此之外，本方案采用此种射频耦合方式，还可以增加高功率下逆变波形的稳定性。
所述非门U10的输入端与所述与门U9的输出端连接；所述与门U9的输出端作为所述耦合模块U4的第一输出端输出第一耦合信号；所述非门U10的输出端作为所述耦合模块U4的第二输出端输出第二耦合信号。第一耦合信号和第二耦合信号波形互补(也即在第一耦合信号为高电平时，第二耦合信号为低电平)，以便于后续对逆变模块进行控制。
具体实施中，所述逆变模块包括第一移相单元U1、第二移相单元U2和全桥电路；所述第一移相单元U1设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第二移相单元U2设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一移相单元U1的输入端与所述耦合模块U4的第一输出端(也即与门U9的输出端)连接；所述第一移相单元U1的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；在本实施例中可以设第一移相单元U1的第一输出端输出第一耦合信号，第二输出端输出第二耦合信号。所述第二移相单元U2的输入端与所述耦合模块U4的第二输出端连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；在本实施例中可以设第二移相单元U2的第一输出端输出第二耦合信号，第二输出端输出第一耦合信号。所述全桥电路的电源端与所述电源模块连接；所述全桥电路的输出端与所述输出模块连接；所述全桥电路的控制端与所述第一移相单元U1的第一输出端和第二输出端、所述第二移相单元U2的第一输出端和第二输出端连接。也即是，第一移相单元U1的第一输出端与第二移相单元U2的第二输出端输出的电平相同；第一移相单元U1的第二输出端与第二移相单元U2的第一输出端输出的电平相同；第一移相单元U1两个输出端输出的电平相反；第二移相单元U2两个输出端输出的电平相反。
具体实施中，所述全桥电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C11、电容C12、电容C13和电容C14；所述MOS管Q4的源极与所述二极管D3的阴极、二极管D4的阴极、电容C11的第一端、电容C12的第一端连接后，作为全桥电路的电源端与所述电源模块连接；所述MOS管Q4的漏极与所述二极管D3的阳极、电容C11的第二端、MOS管Q6的漏极、二极管D5的阴极、电容C13的第一端连接，并作为全桥电路的第一输出端；所述MOS管Q3的漏极与所述二极管D4的阳极、电容C12的第二端、MOS管Q5的漏极、二极管D6的阴极、电容C14的第一端连接，并作为全桥电路的第二输出端；所述MOS管Q6的源极与所述二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C13的第二端、电容C14的第二端连接后，作为全桥电路的接地端接地；
所述第一移相单元U1的第一输出端与所述MOS管Q4的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q6的栅极连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与所述MOS管Q3的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q5的栅极连接。因此，在MOS管Q4和MOS管Q5同时导通时，在MOS管Q6和MOS管Q3同时截止，此时电流从图3中的左侧流向右侧；在MOS管Q3和MOS管Q6同时导通时，在MOS管Q4和MOS管Q5同时截止，此时电流从图3中的右侧流向左侧，根据耦合信号以此循环形成所需的交流电波形。
具体实施中，所述输出模块包括隔离变压器T2；所述隔离变压器T2的两个输入端分别与全桥电路的第一、第二输出端连接；所述隔离变压器T2的两个输出端输出经调制好的交流电到手术电极刀上，手术电极刀在做消融手术时便可以形成多种信号耦合控制而成的等离子能量分布场。
具体实施中，如图4所示，所述电源模块包括整流电路和调压电路；所述整流电路与所述调压电路连接以输出整流后的直流电；所述调压电路的输出端与所述逆变模块连接以输出升压后的直流电。
进一步的，所述整流电路包括保险丝F1、电阻R1、电容C4、共模电感L1、电容C1、电容C7、电容C5、电阻R2、共模电感L2、整流桥D2、电容C10、电容C8、电容C9；电容R1与电容C4并联；电阻R1的两端与外部交流电接线端L、N连接，保险丝F1串联在电阻R1与接线端L之间；共模电感L1的两个输入端分别与电容C4两端连接；电容C1和电容C7串联后再与共模电感L1的两个输出端、电容C5、电阻R2、共模电感L2的两个输入端并联；共模电感L2的两个输出端与整流桥D2的两个输入端连接；电容C10和电容C8、电容C9、整流桥D2的两个输出端并联；电容C9的第一端作为整流电路的输出端输出电压310V的直流电，第二端接地。
进一步的，所述调压电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1、整流桥D1和电容C6；所述变压器T1的输入侧两端分别与所述MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的漏极连接；所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别与控制模块连接；所述变压器T1的输出侧两端分别与整流桥D1的两个输入端连接；所述整流桥D1的第一输出端与所述电容C6的第一端连接后，作为调压电路的输出端；所述整流桥D1的第二输出端与所述电容C6的第二端连接后接地；所述整流电路与所述变压器T1的输入侧中间连接，以输入待升压的直流电。进一步的，所述调压电路还包括电容C2和电容C3；所述电容C2和电容C3与所述电容C6并联连接。所述控制模块通过调整输入到MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极的PWM信号占空比，可以调整变压器T1的输出电压大小，信号占空比小则输出的电压就小，占空比大则输出的电压就大。
通过整流电路先对外部电源进行整流成直流电，以便于后续调压电路通过逆变方式进行电压大小调整，逆变成交流电后再通过整流桥进行整流成直流电，以此完成将外部交流电经调压、整流后得到所需电压的直流电，进而再输入到逆变模块进行再一次逆变以得到所需波形的交流电。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之初在于，所述耦合模块U4可以采用DSP或MCU等市场通用处理器对输入的射频信号进行耦合处理。
实施例三
本实施例与实施例二的不同之初在于，所述第一信号单元U3直接输出设定波形的基频信号到耦合模块U4，耦合模块U4再将基频信号与第三射频信号和第四射频信号进行耦合。
实施例四
一种等离子消融设备，包括如上实施例所述的等离子消融控制系统。
本申请提供一种等离子消融控制系统，包括：电源模块；所述电源模块用于将外部输入的交流电进行整流、逆变升压后再整流，得到最终需求电压的直流电后输出；逆变模块；所述逆变模块与所述电源模块连接，以用于将电源模块输出的直流电逆变为交流电；控制模块；所述控制模块用于输出若干射频信号；同时，所述控制模块也与电源模块连接，以控制电源模块的逆变升压；耦合模块；所述耦合模块与所述控制模块连接，以对所述若干射频信号进行耦合得到耦合信号；所述耦合模块与所述逆变模块连接，以输出耦合信号控制逆变模块将输入的直流电逆变成所需要的交流电；输出模块；所述输出模块与所述逆变模块连接，以输出所述交流电。通过将多种射频信号进行耦合得到耦合信号，再用耦合信号对逆变模块进行控制，以得到所需要的融合多种射频信号的交流电并输出到电极刀头上，使得电极刀头在进行消融手术时，以鞘层为中心的等离子能量分布更均匀，可以承载更大的消融功能，加快软组织的消融速率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种等离子消融控制系统，其特征在于，包括：
电源模块；所述电源模块用于输出直流电；
逆变模块；所述逆变模块与所述电源模块连接，以将直流电逆变为交流电；
控制模块；所述控制模块用于输出若干射频信号；
耦合模块；所述耦合模块与所述控制模块连接，以对所述若干射频信号进行耦合得到耦合信号；所述耦合模块与所述逆变模块连接，以输出耦合信号控制逆变模块将输入的直流电逆变成所需要的交流电；
输出模块；所述输出模块与所述逆变模块连接，以输出所述交流电；
所述控制模块包括第一信号单元U3、第二信号单元U5和第三信号单元U6；所述第一信号单元U3与所述耦合模块连接以输入第一射频信号和第二射频信号；第一射频信号和第二射频信号同频且相互间存在相位差；所述第二信号单元U5与所述耦合模块连接，以输入第三射频信号；所述第三信号单元U6与所述耦合模块连接，以输入第四射频信号；所述第三射频信号与第四射频信号频率不同；
所述耦合模块包括异或门U7；所述异或门U7的两个输入端分别输入第一射频信号和第二射频信号；
所述耦合模块还包括与门U8、与门U9和非门U10；所述与门U8的第一输入端与所述异或门U7的输出端连接，第二输入端输入第三射频信号；所述与门U9的第一输入端与所述与门U8的输出端连接，第二输入端输入第四射频信号；所述非门U10的输入端与所述与门U9的输出端连接；所述与门U9的输出端作为所述耦合模块的第一输出端输出第一耦合信号；所述非门U10的输出端作为所述耦合模块的第二输出端输出第二耦合信号。
2.根据权利要求1所述的等离子消融控制系统，其特征在于，所述逆变模块包括第一移相单元U1、第二移相单元U2和全桥电路；所述第一移相单元U1设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第二移相单元U2设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一移相单元U1的输入端与所述耦合模块的第一输出端连接；所述第一移相单元U1的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；所述第二移相单元U2的输入端与所述耦合模块的第二输出端连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与第二输出端输出波形互补的信号；所述全桥电路的电源端与所述电源模块连接；所述全桥电路的输出端与所述输出模块连接；所述全桥电路的控制端与所述第一移相单元U1的第一输出端和第二输出端、所述第二移相单元U2的第一输出端和第二输出端连接。
3.根据权利要求2所述的等离子消融控制系统，其特征在于，所述全桥电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C11、电容C12、电容C13和电容C14；
所述MOS管Q4的源极与所述二极管D3的阴极、二极管D4的阴极、电容C11的第一端、电容C12的第一端连接后，作为全桥电路的电源端与所述电源模块连接；
所述MOS管Q4的漏极与所述二极管D3的阳极、电容C11的第二端、MOS管Q6的漏极、二极管D5的阴极、电容C13的第一端连接，并作为全桥电路的第一输出端；
所述MOS管Q3的漏极与所述二极管D4的阳极、电容C12的第二端、MOS管Q5的漏极、二极管D6的阴极、电容C14的第一端连接，并作为全桥电路的第二输出端；
所述MOS管Q6的源极与所述二极管D5的阳极、二极管D6的阳极、电容C13的第二端、电容C14的第二端连接后，作为全桥电路的接地端接地；
所述第一移相单元U1的第一输出端与所述MOS管Q4的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q6的栅极连接；所述第二移相单元U2的第一输出端与所述MOS管Q3的栅极连接，第二输出端与所述MOS管Q5的栅极连接。
4.根据权利要求3所述的等离子消融控制系统，其特征在于，所述输出模块包括隔离变压器T2；所述隔离变压器T2的两个输入端分别与全桥电路的第一、第二输出端连接；所述隔离变压器T2的两个输出端输出经调制好的交流电。
5.根据权利要求1所述的等离子消融控制系统，其特征在于，所述电源模块包括整流电路和调压电路；所述整流电路与所述调压电路连接以输出整流后的直流电；所述调压电路的输出端与所述逆变模块连接以输出升压后的直流电。
6.根据权利要求5所述的等离子消融控制系统，其特征在于，所述调压电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1、整流桥D1和电容C6；所述变压器T1的输入侧两端分别与所述MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的漏极连接；所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别与控制模块连接；所述变压器T1的输出侧两端分别与整流桥D1的两个输入端连接；所述整流桥D1的第一输出端与所述电容C6的第一端连接后，作为调压电路的输出端；所述整流桥D1的第二输出端与所述电容C6的第二端连接后接地；所述整流电路与所述变压器T1的输入侧中间连接，以输入待升压的直流电。
7.一种等离子消融设备，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的等离子消融控制系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311179715.3A CN117159125B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种等离子消融控制系统及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311179715.3A CN117159125B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种等离子消融控制系统及设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117159125A CN117159125A (zh) | 2023-12-05 |
| CN117159125B true CN117159125B (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=88935212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311179715.3A Active CN117159125B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种等离子消融控制系统及设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117159125B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055718A (en) * | 1990-05-11 | 1991-10-08 | Actel Corporation | Logic module with configurable combinational and sequential blocks |
| CN103138558A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-05 | 美固电子(深圳)有限公司 | 交流-直流两用压缩机调速控制器 |
| CN113659997A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-16 | 荣耀终端有限公司 | 射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备 |
| CN113824309A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-21 | 杭州诺诚医疗器械有限公司 | 射频消融电源以及射频消融系统 |
| CN115189590A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-10-14 | 安徽工业大学 | 一种等离子体手术刀驱动电源 |
| CN115607263A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-17 | 江苏邦士医疗科技有限公司 | 一种等离子射频手术系统 |
| CN116614100A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-18 | 中天射频电缆有限公司 | 耦合器及通信系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10159524B2 (en) * | 2014-12-22 | 2018-12-25 | Ethicon Llc | High power battery powered RF amplifier topology |
-
2023
- 2023-09-12 CN CN202311179715.3A patent/CN117159125B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055718A (en) * | 1990-05-11 | 1991-10-08 | Actel Corporation | Logic module with configurable combinational and sequential blocks |
| CN103138558A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-05 | 美固电子(深圳)有限公司 | 交流-直流两用压缩机调速控制器 |
| CN113824309A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-21 | 杭州诺诚医疗器械有限公司 | 射频消融电源以及射频消融系统 |
| CN113659997A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-16 | 荣耀终端有限公司 | 射频放大电路、相位调节方法、射频放大方法和终端设备 |
| CN115189590A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-10-14 | 安徽工业大学 | 一种等离子体手术刀驱动电源 |
| CN115607263A (zh) * | 2022-09-30 | 2023-01-17 | 江苏邦士医疗科技有限公司 | 一种等离子射频手术系统 |
| CN116614100A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-18 | 中天射频电缆有限公司 | 耦合器及通信系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117159125A (zh) | 2023-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11864814B2 (en) | System and method for harmonic control of dual-output generators | |
| US10105173B2 (en) | Radio frequency generator and a method of generating radio frequency energy utilizing the radio frequency generator | |
| US10842563B2 (en) | System and method for power control of electrosurgical resonant inverters | |
| US9705456B2 (en) | Class resonant-H electrosurgical generators | |
| JP2015020065A (ja) | 継続しておよび恣意的に可変の波高因子を有する電気外科用発電機 | |
| US10869712B2 (en) | System and method for high frequency leakage reduction through selective harmonic elimination in electrosurgical generators | |
| RU2005110193A (ru) | Электронный коагулирующий скальпель | |
| JP2007252909A (ja) | 無線周波数エネルギを生成するシステムおよび方法 | |
| CN113440247B (zh) | 高频不可逆电穿孔肿瘤治疗系统 | |
| CN104901630A (zh) | 实现线性消融的可调射频相位差功率放大电路 | |
| CN115189590A (zh) | 一种等离子体手术刀驱动电源 | |
| CN215528977U (zh) | 用于细胞电穿孔的新型宽窄脉冲结合的高压脉冲发生器 | |
| CN117159125B (zh) | 一种等离子消融控制系统及设备 | |
| CN109925050A (zh) | 高动态特性电外科发生器电路拓扑及控制方法 | |
| CN111342562B (zh) | 一种注入lcc-s拓扑结构的spwm波生成方法 | |
| CN105186888B (zh) | 一种大功率电磁勘探恒流发射装置及其调制方法 | |
| CN109771025B (zh) | 一种用于医疗设备云系统的阻抗检测模块 | |
| CN210780595U (zh) | 一种用于聚焦超声核酸打断仪的超声波电源 | |
| CN111643183B (zh) | 一种输出模式切换自匹配高频电刀电源电路 | |
| CN113437951A (zh) | 一种用于细胞电穿孔的新型宽窄脉冲结合的高压脉冲发生器 | |
| Tarınç et al. | Efficiency Performance Evaluation of A Second Stage GaN Based High Frequency Inverter for Electrosurgery | |
| CN220512905U (zh) | 一种高频手术系统 | |
| CN110638518B (zh) | 基于电外科手术的高频控制方法、装置及电外科手术设备 | |
| CN109793567B (zh) | 一种医疗设备云系统的dds波形生成模块 | |
| KR20220136177A (ko) | 전기 의료 발전기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |