CN1461632A

CN1461632A - 微波射频手术治疗仪

Info

Publication number: CN1461632A
Application number: CN 03121717
Authority: CN
Inventors: 耿国明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2003-12-17

Abstract

微波射频手术治疗仪是一种医疗仪器，在该治疗仪中，显示器1、温度测控传感器2、控制键盘3的输出端分别接控制器4，控制器的输出端分别接可控电源5和频率变换器8，可控电源的输出端接微波振荡源6、射频振荡源7，频率变换器的输出端接射频振荡源，微波振荡源、射频振荡源的输出端接合路装置9，合路装置和输出端接多频辐射器10，附极板11与射频振荡源相接。本发明的可输出多种频率的信号、既可用于手术又可用于治疗，且结构简洁、性能稳定、可靠性高、成本较低的一种微波射频手术治疗仪。

Description

微波射频手术治疗仪

一、技术领域

本发明涉及一种医疗仪器，确切的说，是涉及一种微波射频手术治疗仪。

二、背景技术

现有技术中，存在各种形式的微波手术治疗仪，它们大多频率单一，功能较少，通用性不强，应用范围较窄。中国专利CN1103807A公开了一种多频率微波治疗仪，由两套振荡器、功率放大器、辐射器组成，它实际上是将两套独立的微波治疗仪组装在一个机箱里，它们的输出信号互相独立，之间没有任何影响和联系，使用时，只能选择使用其中一套，不能同时产生更不能同时输出两路信号。又如中国专利CN1103597A公开的是一种微波、超声波前列腺治疗仪也是两个相互独立的信号系统，它们的信号产生、传输、向人体辐射，都是独立的、互不相关的，之间没有任何联系。再如中国专利CN1302588A公开的是一种微波射频多频率手术治疗仪，具有控制器、受控制器控制的各组电源、二个或多个频率不同的振荡源、环行器、高通器件、带通器件、低通器件、切换电路、附极板、合成辐射器。它的不足之处是元件过多、结构复杂，元件过多必然导致信号在传输过程中的插损加大，效率降低，传输效率降低就要才采用更大功率的振荡源，使制造成本和使用成本都加大。

三、发明内容

1技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术存在的不足之处提供可输出多种频率的信号、既可用于手术又可用于治疗，且结构简洁、性能稳定、可靠性高、成本较低的一种微波射频手术治疗仪。

2、技术方案

本发明的微波射频手术治疗仪中，显示器、温度测控传感器、控制键盘的输出端分别接控制器，控制器的输出端分别接可控电源和频率变换器，可控电源的输出端接微波振荡源、射频振荡源，频率变换器的输出端接射频振荡源，微波振荡源、射频振荡源的输出端接合路装置，合路装置的输出端接多频辐射器。

微波振荡源由多个不同频率的微波振荡源组成，其输入端分别接可控电源，其输出端分别接合路装置。

射频振荡源由多个不同频率的射频振荡源组成，每一个射频振荡源的输入端均分别接可控电源和一个频率变换器，每一个射频振荡源的输出端均分别接合路装置。

控制器由计算机及并列的多组D/A转换器，运算放大器，光电耦合器所组成，其中每一组控制部分的D/A转换器U1、U2、U3、U4的“D0～D7”端接计算机U0的“P0”口，D/A转换器U1、U2、U3、U4的输出端“IOUT1、IOUT2”分别对应接运算放大器A1、A2、A3、A4的输入端，运算放大器的输出端和D/A转换器的“R_FB”端接光电耦合器，光电耦合器的输出端为控制器的输出端。

可控电源由并列的多路可控电源所组成，每一路可控电源的输入端即开关电源集成块U5、U6、U7、U8的输入端接控制器的输出端，开关电源集成块U5、U6、U7、U8的输出端分别接驱动晶体管，可控电源的每一路可控电源的输出端分别对应接微波振荡源、射频振荡源。

由于本发明的特殊设计，因而可输出多种频率的信号、既可用于手术又可用于治疗。利用射频信号在电极尖端放电的特点，可使多频辐射器很容易地插入患处组织，在组织内部进行治疗，本发明既可以进行射频电切、电凝、电灼，也可进行微波热凝、热疗或照射，或同时或交替进行。且多种频率的信号可供选择，因而治疗手段灵活多变，可适用不同深度的组织及不同病变部位的治疗，也可共同作用，使大面积不同深度的病变部位得到有效的治疗。

3技术效果

1)、本发明由于采用了合路装置，就省去了高通器件、带通器件、低通器件、环行器、切换电路等昂贵的部件，使结构更加简洁，成本和价格大幅度降低，更有利于本发明的普及和推广。由于信号传输回路中的元件少了，信号传输过程中的插损必然大幅度降低，因而效率得到大大的提高，性能更加稳定、可靠。

2)、现有的微波手术治疗仪和射频手术治疗仪各有优缺点：射频手术仪的射频能量集中在刀头上，它能有效地将组织切开，并在切面形成薄薄一层焦痂，使组织表面碳化，使小血管立即封闭，减少出血量，但对直径稍大的血管仍需要用止血钳和结扎止血，同时手术部分碳化严重，焦痂脱落会引起再次出血。微波手术仪则有较深的组织凝固深度，能有效地控制出血，封闭切口表面，阻止血液渗出，但微波手术仪刀尖方向上产生的微波能量较弱，也就是刀子不锋利，切割速度很慢，使人感到美中不足，本发明则扬长避短，集中了射频切割和微波热凝两大优势，手术刀既“锋利”，止血效果又好，可以边切割，边止血凝固组织，组织又不粘连，不感染。

3)、本发明利用射频信号在电极尖端放电的特点，可使多频辐射器很容易地插入患处组织，在组织内部进行治疗，本发明既可以进行射频电切、电凝、电灼，也可进行微波热凝、热疗或照射，或同时或交替进行。

4)、电磁波的频率越高，波长越短，在组织中穿透的深度也越浅，也就是说，微波在组织中穿透深度浅，射频穿透深度深。本发明由于有多种频率的信号可供选择，因而治疗手段灵活多变，可适用不同深度的组织及不同病变部位的治疗，也可共同作用，使大面积不同深度的病变部位得到有效的治疗。

5)、本发明是一种多功能，多用途的手术治疗仪，只要振荡源选用不同的频率组合，就形成不同功能、不同用途的手术治疗仪器。例如：选用频率为1.625MHz左右的射频振荡源和微波振荡源组合，就是微波高频电针治疗仪；选用频率为0.1-45MHz之间的射频振荡源和微波振荡源组合，就是微波高频电刀手术治疗仪；也可组成微波超声波治疗仪；选用信号波长分别为分米波、厘米波、毫米波的微波源组合，就是分米波厘米波毫米波治疗仪。等等。

四、附图说明

图1是本发明微波射频手术治疗仪的结构示意框图。其中有显示器1、温度测控传感器2、控制键盘3、控制器4，可控电源5、微波振荡源6、射频振荡源7、频率变换器8，合路装置9、多频辐射器10、。

图2是本发明微波射频手术治疗仪的电路结构示意框图。

图3是本发明微波射频手术治疗仪合路装置9的电路结构示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参照附图1，该微波射频手术治疗仪的结构具有功率测控显示器、温度测控显示器、定时计时显示器、脉冲调制器、控制开关、电源，其特征是还具有合路装置、控制器、二个或多个频率不同的振荡源、附极板、多频辐射器。该治疗仪中，显示器1、温度测控传感器2、控制键盘3的输出端分别接控制器4，控制器4的输出端分别接可控电源5和频率变换器8，可控电源5的输出端接微波振荡源6、射频振荡源7，频率变换器8的输出端接射频振荡源7，微波振荡源6、射频振荡源7的输出端接合路装置9，合路装置9和输出端接多频辐射器10，附极板11与射频振荡源7相接。

微波振荡源6由多个不同频率的微波振荡源组成，其输入端分别接可控电源5，其输出端分别接合路装置9。

射频振荡源7由多个不同频率的射频振荡源组成，每一个射频振荡源的输入端均分别接可控电源5和一个频率变换器8，每一个射频振荡源的输出端均分别接合路装置9。

控制器4由计算机及并列的多组D/A转换器，运算放大器，光电耦合器所组成，其中每一组控制部分的D/A转换器U1、U2、U3、U4的“D0～D7”端接计算机U0的“P0”口，D/A转换器U1、U2、U3、U4的输出端“IOUT1、IOUT2”分别对应接运算放大器A1、A2、A3、A4的输入端，运算放大器的输出端和D/A转换器的“R_FB”端接光电耦合器，光电耦合器的输出端为控制器4的输出端。

可控电源5由并列的多路可控电源所组成，每一路可控电源的输入端即开关电源集成块U5、U6、U7、U8的输入端接控制器4的输出端，开关电源集成块U5、U6、U7、U8的输出端分别接驱动晶体管，可控电源5的每一路可控电源的输出端分别对应接微波振荡源6、射频振荡源7。振荡源具有频率在0.3～300GHz之间的微波振荡源和频率在0.03～300MHz之间的射频振荡源，或都是微波振荡源，或都是射频振荡源。多频辐射器有腔内式、腔外式、手持式等形式，极性有单极或多极的，形状有不同的几何形状，连接方式为固定式或可拆卸替换的活动组合式。

例如有四个振荡源的微波射频手术治疗仪(参照附图2)，分别产生四路频率不同的信号，两路为微波信号，频率分别为：2.450GHz、0.915GHz，两路为射频信号，频率分别为：27.12MHz、2.7MHz，现将图中各部分描述如下：

合路装置也称为多端网络，它把两路或多路不同频率的信号合在一起，由一路传输线进行传输，它可由滤波、隔离、调配、选频网络等元器件单独或组合设计而成，包括但不限于各种魔T、双功、多功器、合路器、合成器、混合器、耦合器、功分器、滤波元器件、选频网络等，或是它们的组合。合路装置中的隔离元器件等也可外接。本实施例采用的是四端输入、一端输出的合路装置。

控制器由计算机系统组成，这里采用的是INTEL8031计算机，根据相同的原理，它们可以由任何分立或集成电路、继电器甚至形形色色的开关等组成。

微波和射频振荡源均为大功率源，功率可调，含有阻抗变换器，以保证与负载的匹配，它们的组成可采用各种方案，包括但不限于电真空器件、半导体器件、集成电路、固态电路或火花式电路等组成，也可采用独立的整机。例如可采用现有的微波治疗仪和高频电刀。它也可输出电切信号和电凝信号。

在控制器的控制下，各个频率不同的振荡源可处于不同的工作状态，也可以不同的方式向辐射器输出信号。即：1.这些信号可以全部是连续的，也可以全部是脉冲的，或者有的是连续的，有的是脉冲的，或调制成其它形式。2.这些振荡源可以只有一个在工作，也可以几个振荡源同时工作。它们可分别或全部向多频辐射器输出信号，这时多频辐射器得到的是多种频率不同的信号。3.数个频率不同的振荡源可同时向多频辐射器输出信号。也可按一定的时序分别向多频辐射器输出信号。即：多个频率分别为f₁……f_m(m＝1，2，3……)的振荡源，在t₁……t_m的时间段内按一定的时序交替向多频辐射器输送信号。

射频振荡源的频率较低时，需要加附极板，即射频振荡源的两个输出端子，一个和辐射器相连，一个通过插口CZ和附极板相连。附极板的面积较大，使用时固定于患者的某一部位，它由金属或导电橡胶制成，可做成单电极或双电极。双电极的附极板可保证其与人体良好完整地接触，一旦发生接触面积下降至危险水平，控制器会自动切断输出，并产生声音报警，避免了任何的灼伤产生。

本发明的多频辐射器有各种几何形状，可改变电磁信号的传导辐射方向和范围，可根据临床治疗的需要，制成腔内式、腔外式、手持式等形式。辐射方向有定向型和非定向型，形状有矩形、圆柱形、扁盒形、单针、多针、刀形、环形、平头形、圆头形、球头形、螺旋线形、喇叭口形、镊子形、平板形等各种几何形状。极性有单极、双极和多极的。使用双极或多极辐射器时，需拔掉附极板插头，此时射频振荡器原先接附极板的那个输出端即自动与辐射器的外导体相连，外导体上连接着另一个电极。

多频辐射器可做成固定式，也可做成可拆卸替换的活动组合式，活动组合式由多频辐射器、手柄、多频辐射器手柄开关组成。

可控电源给整机各部分提供不同要求的能源。

其余部分为现有技术，这里不再赘述。

图2中控制器的核心部分是INTEL8031计算机，它的输出口与数模转换器DAC0832相连，数模转换器的输出经运算放大器OP07送给线性光电耦合器4N35，光电耦合器的输出信号又送至“电源”中的开关电源集成块TL494C，在其控制下开关电源产生直流高压，振荡源将直流高压转换成功率大小、脉冲状态及工作状态受控制器控制的振荡信号，经合路装置传输至多频辐射器，辐射至病变部位完成治疗。控制开关对控制器进行控制，进而完成对整机工作状态的控制。

本发明还有一路微波振荡源、二路射频振荡源的实施例，微波频率为：2.450GHz，二路射频振荡源频率分别为：13.56MHz、0.8MHz。

本发明还有二路微波振荡源、一路射频振荡源的实施例，一路产生毫米波信号，频率为：32.450GHz，一路产生厘米波信号，频率为：5.80GHz，射频振荡源频率为：40.68MHz。

本发明还有一路微波振荡源、一路射频振荡源的实施例，微波频率为2.450GHz，射频振荡源在频率变换器的作用下可输出频率为：0.3MHz、0.8MHz。

主要元件的参数如下：代号名称型号U0 计算机 INTEL 8031U1-U4 D/A转换器 DAC0832U5-U8 开关电源集成电路 TL494CU9 电压/频率转换器 CVFC331Rt 温度传感器红外传感器或热敏电阻G1-G4 光电耦合器 4N35A1-A4 运算放大器 OP-07Q1-Q8 大功率开关管 C2335Q9-Q10 中功率开关管 BU208ADK4BJ1-J2 高压继电器 JT-5V1 微波磁控管 CK-140BV2 微波磁控管 CK-143V3 电子管 FU-811V4 电子管 FU-5

显示器 ASTvision4。

Claims

1、一种微波射频手术治疗仪，其特征在于该治疗仪中，显示器(1)、温度测控传感器(2)、控制键盘(3)的输出端分别接控制器(4)，控制器(4)的输出端分别接可控电源(5)和频率变换器(8)，可控电源(5)的输出端接微波振荡源(6)、射频振荡源(7)，频率变换器(8)的输出端接射频振荡源(7)，微波振荡源、射频振荡源(7)的输出端接合路装置(9)，合路装置(9)的输出端接多频辐射器(10)。

2、根据权利要求1所述的微波射频手术治疗仪，其特征在于微波振荡源(6)由多个不同频率的微波振荡源组成，其输入端分别接可控电源(5)，其输出端分别接合路装置(9)。

3、根据权利要求1所述的微波射频手术治疗仪，其特征在于射频振荡源(7)由多个不同频率的射频振荡源组成，每一个射频振荡源的输入端均分别接可控电源(5)和一个频率变换器(8)，每一个射频振荡源的输出端均分别接合路装置(9)。

4、根据权利要求1所述的微波射频手术治疗仪，其特征在于控制器(4)由计算机及并列的多组D/A转换器，运算放大器，光电耦合器所组成，其中每一组控制部分的D/A转换器(U1、U2、U3、U4)的“D0～D7”端接计算机(U0)的“P0”口，D/A转换(U1、U2、U3、U4)的输出端“IOUT1、IOUT2”分别对应接运算放大器(A1、A2、A3、A4)的输入端，运算放大器的输出端和D/A转换器的“R_FB”端接光电耦合器，光电耦合器的输出端为控制器(4)的输出端。

5、根据权利要求1或4所述的微波射频手术治疗仪，其特征在于可控电源(5)由并列的多路可控电源所组成，每一路可控电源的输入端即开关电源集成块(U5、U6、U7、U8)的输入端接控制器(4)的输出端，开关电源集成块(U5、U6、U7、U8)的输出端分别接驱动晶体管，可控电源(5)的每一路可控电源的输出端分别对应接微波振荡源(6)、射频振荡源(7)。