CN209884313U - 等离子体手术系统的手术电极短路监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，包括监测单元、信号转换单元以及比较输出单元；所述监测单元，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；所述信号转换单元，其输入端与监测单元的输出端连接，用于将监测单元输出的交流电压监测信号转换成直流电压信号并输出；所述比较输出单元，其输入端与信号转换单元的输出端连接，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号比较，并在直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。可见，本实用新型能够对等离子体手术系统的手术电极是否短路进行准确监测以及判断。

Description

等离子体手术系统的手术电极短路监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种医用设备，尤其涉及一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置。

背景技术

等离子体手术系统为一种现代的医疗设备，用于外科手术的凝血、切割以及消融等，等离子体手术系统包括可控射频信号源、控制器以及手术电极，通过控制器控制可控射频信号源工作产生射频信号，然后将射频信号输出至手术电极，手术电极与人体相接触，并将射频信号作用于人体进行相应的外壳手术治疗，现有的等离子体手术系统中的手术电极不具有短路监测功能，在手术过程中手术电极接触金属或者手术电极损坏而出现短路时，容易使得可控射频信号源损坏，从而使手术电极的输出存在不确定性，进而使得患者处于未知的风险中，比如患者被灼伤等。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，能够对等离子体手术系统的手术电极是否短路进行准确监测以及判断，从而能够有效提高手术电极的可靠性，进而提高整个等离子体手术系统的安全性，避免患者因手术电极短路故障而引起的安全隐患。

本实用新型提供的一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，包括监测单元、信号转换单元以及比较输出单元；

所述监测单元，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述信号转换单元，其输入端与监测单元的输出端连接，用于将监测单元输出的交流电压监测信号转换成直流电压信号并输出；

所述比较输出单元，其输入端与信号转换单元的输出端连接，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号比较，并在直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。

进一步，所述监测单元包括信号监测模块、限幅滤波电路以及分压检测电路；

所述监测模块，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述限幅滤波电路，其输入端与监测模块的输出端连接，用于接收交流电压监测信号并进行限幅滤波处理后输出；

所述分压检测电路，其输入端与限幅滤波电路的输出端连接，用于对交流电压监测信号进行分压处理后并输出。

进一步，所述监测模块为电压互感器PT1；

所述电压互感器PT1的初级线圈与手术电极RL的两端电连接，电压互感器PT1的次级线圈的一端作为监测模块的输出端，电压互感器PT1的次级线圈的另一端接地。

进一步，所述限幅滤波电路包括电阻R1和电容C1；

所述电阻R1的一端作为限幅滤波电路的输入端与监测模块的输出端连接，电阻R1的另一端通过电容C1接地，电阻R1和电容C1之间的公共连接点作为限幅滤波电路的输出端与分压检测电路的输入端连接。

进一步，所述分压检测电路包括电阻R2和电阻R3；

所述电阻R2的一端作为分压检测电路的输入端与限幅滤波电路的输出端连接，电阻R2的另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点作为分压检测电路的输出端与信号转换单元的输入端连接。

进一步，所述信号转换单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、运放U1以及运放U2；

所述电阻R4的一端作为信号转换单元的输入端与监测单元的输出端连接，电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运放U2的反相端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端作为信号转换单元的输出端与比较输出单元的输入端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端通过电阻R8与运放U2的反相端连接；

电阻R4和电阻R5之间的公共连接点与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端接地，运放U1的输出端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极连接于电阻R5和电阻R6之间的公共连接点，运放U1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与运放U1的反相端连接；

电阻R7的一端连接于电阻R4与监测单元的输出端之间的公共连接点，电阻R7的另一端连接于电阻R6和运放U2的反相端之间的公共连接点。

进一步，所述比较输出单元包括比较电路和基准电压电路；

基准电压电路，其输出端与比较电路的第二输入端连接，用于产生基准电压信号并输出至比较电路；

所述比较电路，其第一输入端与信号转换单元的输出端连接，第二输入端与接收基准电压信号，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号进行比较，当直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。

进一步，所述比较电路包括电阻R9、电阻R12以及运放U3；

所述电阻R9的一端作为比较电路的第一输入端与信号转换单元的输出端连接，所述电阻R9的另一端与运放U3的同相端连接，运放U3的反相端作为比较电路的第二输入端与基准电压电路的输出端连接，运放U3的输出端通过电阻R12与运放U3的同相端连接，运放U3的输出端输出提示信号。

进一步，所述比较电路还包括二极管D3，所述二极管D3的负极连接于运放U3的输出端，二极管D3的正极作为比较电路的输出端与等离子体手术系统的控制器连接。

进一步，所述基准电压电路包括电阻R10、电阻R11以及电容C2；

所述电阻R10的一端接电源VCC，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点通过电容C2接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点作为基准电压电路的输出端与比较电路的第二输入端连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型中，监测单元和信号转换单元可监测手术电极的电压状况，比较输出单元可对电压状况进行比较判断，能够对等离子体手术系统的手术电极是否短路进行准确监测以及判断，从而能够有效提高手术电极的可靠性，进而提高整个等离子体手术系统的安全性，避免患者因手术电极短路故障而引起的安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意框图。

图2为本实用新型的具体实施的结构示意框图。

图3为本实用新型的具体实施的电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明，如图所示：

本实用新型提供的一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，包括监测单元、信号转换单元以及比较输出单元；

所述监测单元1，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述信号转换单元2，其输入端与监测单元的输出端连接，用于将监测单元1输出的交流电压监测信号转换成直流电压信号并输出；

所述比较输出单元3，其输入端与信号转换单元的输出端连接，用于将信号转换单元2输出的直流电压信号与基准电压信号比较，并在直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器；其中，提示信号可以采用低电平或者高电平，如果等离子体手术系统的控制器与比较输出单元连接的引脚在常态时被置为高电平，比较输出单元输出的提示信号为低电平，如果等离子体手术系统的控制器与比较输出单元连接的引脚在常态时被置为低电平，比较输出单元输出的提示信号为高电平，本市实施例中优选采用比较输出单元输出低电平；也就是说，当控制器的该引脚为高电平时表示手术电极处于正常状态中，当比较输出单元输出低电平后，控制器的该引脚为拉低，此时控制器即可识别出当前手术电极出现了短路故障，控制器根据预先设定的控制策略实现保护控制，比如控制可控射频信号源停止工作，从而不向手术电极提供射频信号，或者是在可控射频信号源的电源输入端设置电子开关，当手术电极短路时控制器控制可控射频信号源完全失电，进而停止手术电极的射频信号的提供，通过上述结构，能够对等离子体手术系统的手术电极是否短路进行准确监测以及判断，从而能够有效提高手术电极的可靠性，进而提高整个等离子体手术系统的安全性，避免患者因手术电极短路故障而引起的安全隐患。

本实施例中，所述监测单元1包括信号监测模块、限幅滤波电路101以及分压检测电路102；

所述监测模块，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述限幅滤波电路101，其输入端与监测模块的输出端连接，用于接收交流电压监测信号并进行限幅滤波处理后输出；

所述分压检测电路102，其输入端与限幅滤波电路的输出端连接，用于对交流电压监测信号进行分压处理后并输出。具体地：

所述监测模块为电压互感器PT1；

所述电压互感器PT1的初级线圈与手术电极RL的两端电连接，电压互感器PT1的次级线圈的一端作为监测模块的输出端，电压互感器PT1的次级线圈的另一端接地，通过电压互感器PT1的作用，使得手术电极与电压互感器PT1次级线圈后的电路实现电气隔离，从而确保后续电路的稳定性；

所述限幅滤波电路101包括电阻R1和电容C1；

所述电阻R1的一端作为限幅滤波电路的输入端与监测模块的输出端连接，电阻R1的另一端通过电容C1接地，电阻R1和电容C1之间的公共连接点作为限幅滤波电路的输出端与分压检测电路的输入端连接，其中，电阻R1用于进行限幅限流，从而能够实现对后续电路的保护，通过电容C1用于滤出高次谐波频率的干扰，保证比较结果的准确性。

所述分压检测电路102包括电阻R2和电阻R3；

所述电阻R2的一端作为分压检测电路的输入端与限幅滤波电路的输出端连接，电阻R2的另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点作为分压检测电路的输出端与信号转换单元的输入端连接，其中，通过电阻R2和电阻R3的分压作用，为信号转换单元提供一个电压交底的交流信号，从而能够对信号转换单元以及后续电路起到一个良好的保护作用。

本实施例中，所述信号转换单元2包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、运放U1以及运放U2；

所述电阻R4的一端作为信号转换单元的输入端与监测单元的输出端连接，电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运放U2的反相端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端作为信号转换单元的输出端与比较输出单元的输入端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端通过电阻R8与运放U2的反相端连接；

电阻R4和电阻R5之间的公共连接点与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端接地，运放U1的输出端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极连接于电阻R5和电阻R6之间的公共连接点，运放U1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与运放U1的反相端连接；

电阻R7的一端连接于电阻R4与监测单元的输出端之间的公共连接点，电阻R7的另一端连接于电阻R6和运放U2的反相端之间的公共连接点。

其中，电阻R4、电阻R5、电阻R6、运放U1以及二极管D1和二极管D2组成一个检波电路，而电阻R7、电阻R8以及运放U2组成一个加法器，当通过对电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7以及电阻R8的参数调整，在输入的交流电压监测信号为负半周期时，信号转换电路输出电压为-Vi，当输入的交流电压监测信号为正半周期时，信号转换电路的输出电压为Vi，其中，Vi表示输入至信号转换单元的交流信号的幅值，因此，通过上述结构，能够使得信号转换单元输出的信号始终为一个直流电压信号，从而为后续的比较控制的稳定性提供保障。

本实施例中，所述比较输出单元包括比较电路302和基准电压电路301；

基准电压电路301，其输出端与比较电路的第二输入端连接，用于产生基准电压信号并输出至比较电路302；

所述比较电路302，其第一输入端与信号转换单元2的输出端连接，第二输入端与接收基准电压信号，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号进行比较，当直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。

具体地：

所述比较电路包括电阻R9、电阻R12以及运放U3；

所述电阻R9的一端作为比较电路的第一输入端与信号转换单元的输出端连接，所述电阻R9的另一端与运放U3的同相端连接，运放U3的反相端作为比较电路的第二输入端与基准电压电路的输出端连接，运放U3的输出端通过电阻R12与运放U3的同相端连接，运放U3的输出端输出提示信号。

所述比较电路还包括二极管D3，所述二极管D3的负极连接于运放U3的输出端，二极管D3的正极作为比较电路的输出端与等离子体手术系统的控制器连接。

其中，比较电路将信号转换单元输出的直流电压信号的电压值与基准电压信号的电压值进行比较，如果直流电压信号的电压值小于基准信号的电压值，则运放U3输出低电平信号；此时，二极管D3的负极电位被拉低，二极管D3导通，从而使得等离子体手术系统的控制器与二极管D3的正极连接的引脚的电位被拉低，等离子体手术系统的控制器则根据当前低电平信号识别出手术电极处于短路状态，其中，二极管D3起到一个反向隔离的作用，也就是说，从等离子体手术系统的控制器的一侧到二极管D3的负极一侧是能够导通的，反之则二极管D3不能导通，从而使得比较输出单元与等离子体手术系统的控制器单向隔离，从而对该控制器起到良好的保护作用。

所述基准电压电路301包括电阻R10、电阻R11以及电容C2；

所述电阻R10的一端接电源VCC，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点通过电容C2接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点作为基准电压电路的输出端与比较电路的第二输入端连接，在上述结构中，由电阻R10和电阻R11对直流电源VCC进行分压处理，然后通过电容C2进行滤波，滤出干扰信号，从而保证输出到比较器U3中的基准电压信号的稳定性，为准确输出短路提示信号提供保障；其中，电阻R10或者电阻R11可以设置成可调电阻，比如滑动电阻或者数字电位器，从而实现对基准电压值的调节，进而能够适应不同的使用工况，电源VCC为一低压直流电压源，比如12V直流电压源、9V直流电压源等均可，采用不同的低压直流电压源时，选用不同阻值的电阻R10以及电阻R11即可达到基准电压要求，而基准电压值的大小，根据不同的等离子体手术系统的手术电极以及工作环境进行确定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：包括监测单元、信号转换单元以及比较输出单元；

所述监测单元，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述信号转换单元，其输入端与监测单元的输出端连接，用于将监测单元输出的交流电压监测信号转换成直流电压信号并输出；

所述比较输出单元，其输入端与信号转换单元的输出端连接，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号比较，并在直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。

2.根据权利要求1所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述监测单元包括信号监测模块、限幅滤波电路以及分压检测电路；

所述监测模块，其输入端与手术电极RL连接，用于监测手术电极RL的交流电压并输出交流电压监测信号；

所述限幅滤波电路，其输入端与监测模块的输出端连接，用于接收交流电压监测信号并进行限幅滤波处理后输出；

所述分压检测电路，其输入端与限幅滤波电路的输出端连接，用于对交流电压监测信号进行分压处理后并输出。

3.根据权利要求2所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述监测模块为电压互感器PT1；

所述电压互感器PT1的初级线圈与手术电极RL的两端电连接，电压互感器PT1的次级线圈的一端作为监测模块的输出端，电压互感器PT1的次级线圈的另一端接地。

4.根据权利要求2所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述限幅滤波电路包括电阻R1和电容C1；

所述电阻R1的一端作为限幅滤波电路的输入端与监测模块的输出端连接，电阻R1的另一端通过电容C1接地，电阻R1和电容C1之间的公共连接点作为限幅滤波电路的输出端与分压检测电路的输入端连接。

5.根据权利要求2所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述分压检测电路包括电阻R2和电阻R3；

所述电阻R2的一端作为分压检测电路的输入端与限幅滤波电路的输出端连接，电阻R2的另一端通过电阻R3接地，电阻R2和电阻R3之间的公共连接点作为分压检测电路的输出端与信号转换单元的输入端连接。

6.根据权利要求1所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述信号转换单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1、二极管D2、运放U1以及运放U2；

所述电阻R4的一端作为信号转换单元的输入端与监测单元的输出端连接，电阻R4的另一端通过电阻R5与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与运放U2的反相端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端作为信号转换单元的输出端与比较输出单元的输入端连接，运放U2的同相端接地，运放U2的输出端通过电阻R8与运放U2的反相端连接；

电阻R4和电阻R5之间的公共连接点与运放U1的反相端连接，运放U1的同相端接地，运放U1的输出端与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极连接于电阻R5和电阻R6之间的公共连接点，运放U1的输出端还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与运放U1的反相端连接；

电阻R7的一端连接于电阻R4与监测单元的输出端之间的公共连接点，电阻R7的另一端连接于电阻R6和运放U2的反相端之间的公共连接点。

7.根据权利要求1所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述比较输出单元包括比较电路和基准电压电路；

基准电压电路，其输出端与比较电路的第二输入端连接，用于产生基准电压信号并输出至比较电路；

所述比较电路，其第一输入端与信号转换单元的输出端连接，第二输入端与接收基准电压信号，用于将信号转换单元输出的直流电压信号与基准电压信号进行比较，当直流电压信号的电压值小于基准电压信号的电压值时，输出提示信号至等离子体手术系统的控制器。

8.根据权利要求7所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述比较电路包括电阻R9、电阻R12以及运放U3；

所述电阻R9的一端作为比较电路的第一输入端与信号转换单元的输出端连接，所述电阻R9的另一端与运放U3的同相端连接，运放U3的反相端作为比较电路的第二输入端与基准电压电路的输出端连接，运放U3的输出端通过电阻R12与运放U3的同相端连接，运放U3的输出端输出提示信号。

9.根据权利要求8所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述比较电路还包括二极管D3，所述二极管D3的负极连接于运放U3的输出端，二极管D3的正极作为比较电路的输出端与等离子体手术系统的控制器连接。

10.根据权利要求7所述等离子体手术系统的手术电极短路监测装置，其特征在于：所述基准电压电路包括电阻R10、电阻R11以及电容C2；

所述电阻R10的一端接电源VCC，电阻R10的另一端通过电阻R11接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点通过电容C2接地，电阻R11和电阻R10之间的公共连接点作为基准电压电路的输出端与比较电路的第二输入端连接。

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