CN218445735U - 一种高频电刀检测电路 - Google Patents

Abstract

一种高频电刀检测电路，包括电流采样模块、温度采样模块、按钮操作模块、继电器模块、控制模块。利用按钮操作模块，使控制模块控制开启高频电刀的老化模式以进行老化测试；通过利用电流采样模块和温度采样模块来获取高频电刀在老化模式下的输出功率数据和工作温度数据并进行逻辑判断；若高频电刀的输出功率数据存在不稳定或异常，或工作温度数据超过阈值，则控制模块将判断高频电刀输出存在安全风险，从而控制继电器模块断开高频电刀的电源输入，以实现智能化安全管理。因此，利用本实用新型实施例的高频电刀检测电路，可以对高频电刀的不良数据进行风险分析，防止不稳定的高频电刀交付到医院，以减少手术过程中存在的潜在风险。

Description

一种高频电刀检测电路

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种高频电刀检测电路。

背景技术

高频电刀是一种取代机械手术刀进行组织切割的电外科器械。它通过有效电极尖端产生的高频高压电流与肌体接触时对组织进行加热，实现对肌体组织的分离和凝固，从而起到切割和止血的目的。由于在手术过程中医护操作者无法测量高频电刀的输出功率稳定性，而且新的高频电刀设备在稳定使用前需要一定的磨合期，如果高频电刀未经过一定时间老化直接交付到医院使用，一些潜在的风险，例如输出功率的不稳定，机壳在手术过程中发热，非人为操作情况下功率误启动输出，这些风险可能在手术过程中导致患者和医护操作者受伤。

目前，大部分高频电刀老化测试仪只是简单的使高频电刀启动输出，无法测量输出功率的稳定性，或无法测量老化过程中机壳的温度，以及无法测量高频电刀有没有非人为操作情况下功率误启动输出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高频电刀检测电路，解决了现有技术在高频电刀老化过程中难以测量输出功率和机壳温度的问题。

根据本实用新型实施例的高频电刀检测电路，包括：

电流采样模块，用于获取所述高频电刀的输出电流数据；

温度采样模块，用于获取所述高频电刀的工作温度数据；

按钮操作模块，至少用于开启或停止所述高频电刀的老化模式；

继电器模块，至少用于对所述高频电刀进行保护断电操作；

控制模块，分别与所述高频电刀、所述电流采样模块、所述温度采样模块、所述按钮操作模块、所述继电器模块连接。

根据本实用新型实施例的高频电刀检测电路，至少具有如下有益效果：

通过利用按钮操作模块，使得控制模块可控制开启高频电刀的老化模式，从而进行老化测试；通过利用电流采样模块来获取高频电刀在老化模式下的输出电流数据；通过利用温度采样模块来获取高频电刀在老化模式下的工作温度数据；同时，控制模块将根据负载和电路原理，对输出电流数据进行处理以获得相应的输出功率数据，然后对输出功率数据和工作温度数据进行逻辑判断；若高频电刀的输出功率数据存在不稳定或异常，或高频电刀的工作温度数据超过阈值，则控制模块将判断高频电刀输出存在安全风险，从而控制继电器模块断开高频电刀的电源输入，以实现智能化安全管理。因此，利用本实用新型实施例的高频电刀检测电路，可以对不良功率数据和不良温度数据进行风险分析，防止不稳定的高频电刀交付到医院，以减少手术过程中存在的潜在风险。

根据本实用新型的一些实施例，所述电流采样模块包括：

单极电流采样单元，用于采集所述高频电刀的中性电极和所述高频电刀的电刀笔之间回路的电流数据；

双极电流采样单元，用于采集所述高频电刀的双极电凝之间回路的电流数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述温度采样模块包括多个温度传感器，每个所述温度传感器皆与所述控制模块连接，多个所述温度传感器分别用于获取与所述高频电刀表面的多个位置一一对应的工作温度数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述按钮操作模块包括：

数据串口调出按钮组件，与所述控制模块连接，用于开启传输所述输出电流数据或所述工作温度数据至外部设备的功能；

老化模式按钮组件，与所述控制模块连接，至少用于开启或关闭所述高频电刀的所述老化模式。

根据本实用新型的一些实施例，所述高频电刀检测电路还包括指示模块，所述指示模块与所述控制模块连接，所述指示模块至少用于指示所述高频电刀的工作状态。

根据本实用新型的一些实施例，所述指示模块包括：

LED指示组件，与所述控制模块连接，用于对所述高频电刀检测电路或所述高频电刀在不同操作状态下进行闪亮；

报警指示灯，与所述控制模块连接，用于在所述高频电刀工作异常时闪亮；

报警声电路，与所述控制模块连接，用于所述高频电刀工作异常时发出报警声。

根据本实用新型的一些实施例，所述高频电刀检测电路还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块连接，所述显示模块用于显示所述高频电刀工作时的参数。

根据本实用新型的一些实施例，所述显示模块包括：

计时数码管，与所述控制模块连接，用于显示所述高频电刀处于所述老化模式下的时长；

电流数据显示数码管，与所述控制模块连接，用于显示所述高频电刀的所述输出电流数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述继电器模块包括：

供电继电器，用于连通或断开所述高频电刀的供电电源；

启动继电器组，用于开启所述高频电刀的各功能模式；

驱动电路，其输入端与所述控制模块连接，输出端与所述供电继电器、所述启动继电器组连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的高频电刀检测电路的示意图；

图2为本实用新型实施例的控制模块的电路图；

图3为本实用新型实施例的电流采样模块的电路图；

图4为本实用新型实施例的温度采样模块的电路图；

图5为本实用新型实施例的按钮操作模块的电路图；

图6为本实用新型实施例的继电器模块的电路图；

图7为本实用新型实施例的指示模块的电路图；

图8本实用新型实施例的显示模块的计时数码管的电路图；

图9本实用新型实施例的显示模块的电流数据显示数码管的电路图。

附图标号：

高频电刀100；

控制模块200；主控芯片210；串口调数据通信插座220；烧写代码插座230；复位电路240；去耦电容电路250；

电流采样模块300；单极电流采样单元310；双极电流采样单元320；

温度采样模块400；

按钮操作模块500；温度数据串口调出按钮510；电流数据串口调出按钮520；老化模式启动按钮530；老化模式关闭按钮540；老化模式选择按钮550；电流数据确认按钮560；

继电器模块600；供电继电器610；脚踏启动单极继电器620；脚踏启动双极继电器630；脚踏启动切割继电器640；刀笔启动电凝继电器650；刀笔启动切割继电器660；驱动电路670；

指示模块700；老化模式单极指示灯710；老化模式双极指示灯720；温度数据串口调出指示灯730；电流数据串口调出指示灯740；报警指示灯750；报警声电路760；

显示模块800；计时数码管810；电流数据显示数码管820。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，本实用新型一种实施例的高频电刀检测电路，包括：控制模块200、电流采样模块300、温度采用模块、按钮操作模块500、继电器模块600。电流采样模块300用于获取高频电刀100的输出电流数据；温度采样模块400用于获取高频电刀100的工作温度数据；按钮操作模块500至少用于开启或停止高频电刀100的老化模式；继电器模块600至少用于对高频电刀100进行保护断电操作；控制模块200分别与高频电刀100、电流采样模块300、温度采样模块400、按钮操作模块500、继电器模块600连接。

参照图1所示，高频电刀检测电路应用于高频电刀100上，具体地，控制模块200与高频电刀100连接并通过按钮操作模块500使控制模块200来控制开启或关闭高频电刀100的老化模式。可以理解的是，老化模式为高频电刀100的一种测试模式，其用于模拟实际中高频电刀100处于老化过程下的使用状态，因此在老化模式下可以对高频电刀100的各性能进行测试。电流采样模块300的一端与高频电刀100连接，用于采集高频电刀100在老化模式下的输出电流数据，电路采样模块的另一端与控制模块200连接，用于将采集到的输出电流数据传输至控制模块200中进行处理。温度采样模块400的一端与高频电刀100连接，用于采集高频电刀100在老化模式下的工作温度，电路采样模块的另一端与控制模块200连接，用于将采集到的工作温度数据传输至控制模块200中进行处理。继电器模块600可在控制模块200的控制下对高频电刀100所连接的工作电源进行通断操作。

具体地，参考图2，在一些实施例中，控制模块200采用ATMEGA128A单片机，其主控芯片210用于完成对各个模块的控制逻辑操作；串口调数据通信插座220用于传输对高频电刀100所采集到的输出电流数据或工作温度数据；烧写代码插座230用于向单片机烧录程序代码，以实现逻辑控制功能；复位电路240用于在单片机开机上电时，使单片机软件恢复到起始状态；去耦电容电路250用于去除电源的耦合噪声干扰，使单片机工作在稳定的状态。

电流采集模块获得高频电刀100的输出电流，根据公式P＝I^2×R，来计算高频电刀100输出功率P，其中I为高频电刀100输出电流，R为高频电刀100的负载。在老化测试过程中，如果输出功率P的变化小于20％，单片机ATMEGA128A判定高频电刀100的输出功率是稳定的；如果输出功率P在整个老化测试过程中变化大于20％，单片机ATMEGA128A则判断高频电刀100输出的功率不稳定，存在一定安全风险；如果在整个老化测试过程中高频电刀100未启动但仍出现输出功率P时，则单片机ATMEGA128A判断高频电刀100输出存在误启动的安全风险；如果工作温度数据在整个老化测试过程中超过了设定阈值，则单片机ATMEGA128A判断高频电刀100存在过温安全风险。

可以理解的是，通过利用按钮操作模块500，使得控制模块200可控制开启高频电刀100的老化模式，从而进行老化测试；通过利用电流采样模块300来获取高频电刀100在老化模式下的输出电流数据；通过利用温度采样模块400来获取高频电刀100在老化模式下的工作温度数据；同时，控制模块200将根据负载和电路原理，对输出电流数据进行处理以获得相应的输出功率数据，然后对输出功率数据和工作温度数据进行逻辑判断；若高频电刀100的输出功率数据存在不稳定或异常，或高频电刀100的工作温度数据超过阈值，则控制模块200将判断高频电刀100输出存在安全风险，从而控制继电器模块600断开高频电刀100的电源输入，以实现智能化安全管理。因此，利用本实用新型实施例的高频电刀检测电路，可以对不良功率数据和不良温度数据进行风险分析，防止不稳定的高频电刀100交付到医院，以减少手术过程中存在的潜在风险。

在一些实施例中，如图3所示，电流采样模块300包括：单极电流采样单元310、双极电流采样单元320。单极电流采样单元310用于采集高频电刀100的中性电极和高频电刀100的电刀笔之间回路的电流数据；双极电流采样单元320用于采集高频电刀100的双极电凝之间回路的电流数据。

参照图3所示，可以理解的是，单极电流采样单元310和双极电流采样单元320在电路结构上无较大区别，其仅在于额定负载大小不同，具体地，单极电流采样单元310所模拟的患者阻抗设置为500R/500W无感负载，双极电流采样单元320所模拟的患者阻抗设置为100R/500W无感负载。单极电流采样单元310用于采集高频电刀100单极输出电流，具体为电刀笔和中性电极组成的输出回路电路，双极电流采样单元320用于采集高频电刀100双极输出电流，具体为高频电刀100双极电凝之间组成的输出回路电路。

具体地，以单极电流采样单元310的电路为例来进行说明：单极电流采样单元310是通过一个绕组比1:100的变压器，将高频电刀100输出的高频交流电流转换成高频交流电压，再通过4个1N4148高速开关二极管组成的全桥整流电路以及并联的电阻电容，将高频的交流电压整流成直流电压，再通过LM358双运算放大器组成的电压跟随电路后，将直流电压送到单片机的ADC接口，通过软件计算将模拟电压值转换成数字值并储存在单片机ATMEGA128A中。

在一些实施例中，如图4所示，温度采样模块400包括多个温度传感器，每个温度传感器皆与控制模块200连接，多个温度传感器分别用于获取与高频电刀100表面的多个位置一一对应的工作温度数据。

参照图4所示，温度采样模块400通过设置多个温度传感器来获取高频电刀100的工作温度。具体地，温度传感器U11至U16分别设置于高频电刀100的六侧的表面，以采集高频电刀100各个表面的温度数据，当单片机ATMEGA128A检测到温升超过预定容许值时，单片机ATMEGA128A将控制继电器模块600断开高频电刀100的电源输入，从而实现安全保护，以防止人员在使用高频电刀100时，因其外壳温度过高而造成身体伤害和安全隐患。

在一些实施例中，如图5所示，按钮操作模块500包括：数据串口调出按钮组件、老化模式按钮组件。数据串口调出按钮组件与控制模块200连接，用于开启传输输出电流数据或工作温度数据至外部设备的功能；老化模式按钮组件与控制模块200连接，至少用于开启或关闭高频电刀100的老化模式。

参照图5所示，数据串口调出按钮组件包括温度数据串口调出按钮510、电流数据串口调出按钮520，温度数据串口调出按钮510用于开启将工作温度数据传输至外部设备；电流数据串口调出按钮520用于开启将输出电流数据传输至外部设备。老化模式按钮组件包括老化模式启动按钮530、老化模式关闭按钮540、老化模式选择按钮550，老化模式启动按钮530用于开启高频电刀100的老化模式；老化模式关闭按钮540用于关闭高频电刀100的老化模式；老化模式选择按钮550用于选择高频电刀100的工作状态并开启对应的老化模式。在一些实施例中，按钮操作模块500还包括电流数据确认按钮560，用于确定输出电流数据。

具体地，对于实现高频电刀100的老化模式的启停上，按钮操作模块500设置有老化模式启动按钮530、老化模式关闭按钮540，按下“老化模式启动按钮530”，则控制高频电刀100输出，进入老化状态并开始计时；按下“老化模式关闭按钮540”，则停止控制高频电刀100输出，关闭老化状态并停止计时。在此功能的基础上，按钮操作模块500还设置有温度数据串口调出按钮510、电流数据串口调出按钮520、老化模式选择按钮550、电流数据确认按钮560。按下“温度数据串口调出按钮510”，可以将获取的温度数据通过单片机ATMEGA128A的串口调数据通信插座220发送到外部设备，如电脑中。同理，按下“电流数据串口调出按钮520”，可以将获取的输出电流数据通过单片机ATMEGA128A的串口调数据通信插座220发送到外部设备中。按下“老化模式选择按钮550”，可以控制高频电刀100的老化模式输出不同，具体地，例如按一下，则控制高频电刀100中性电极和刀笔之间的回路输出；再按一下，则控制高频电刀100双极电凝之间的回路输出；继续再按一下，则控制高频电刀100双极电凝之间的回路和控制高频电刀100中性电极和刀笔之间的回路轮流输出。按下“电流数据确认按钮560”，则确定此时所获取的输出电流数据的大小，以便进行后续的输出功率的计算。

在一些实施例中，如图1所示，高频电刀检测电路还包括指示模块700，指示模块700与控制模块200连接，指示模块700至少用于指示高频电刀100的工作状态。

参照图1所示，指示模块700与控制模块200连接，而控制模块200可以控制高频电刀100的模式并存储高频电刀100的工作的相关参数数据，指示模块700因此可以来为使用人员指示高频电刀100的工作状态。

在一些实施例中，如图7所示，指示模块700包括：LED指示组件、报警指示灯750、报警声电路760。LED指示组件与控制模块200连接，用于对高频电刀检测电路或高频电刀100在不同操作状态下进行闪亮；报警指示灯750与控制模块200连接，用于在高频电刀100工作异常时闪亮；报警声电路760与控制模块200连接，用于高频电刀100工作异常时发出报警声。

参照图7所示，LED指示组件包括老化模式单极指示灯710、老化模式双极指示灯720、温度数据串口调出指示灯730、电流数据串口调出指示灯740，老化模式单极指示灯710用于在高频电刀100在单极模式下开启老化模式时闪亮；老化模式双极指示灯720用于在高频电刀100在双极模式下开启老化模式时闪亮；温度数据串口调出指示灯730用于在工作温度数据传输至外部设备时闪亮；电流数据串口调出指示灯740用于在输出电流数据传输至外部设备时闪亮。

具体地，指示模块700主要采用多个指示灯，用于高频电刀100在不同的状态下进行闪烁，从而达到指示效果，以便于使用人员对高频电刀100的工作状态进行确认。其中，最主要的为报警指示灯750，当单片机ATMEGA128A判断高频电刀100输出存在安全风险，在继电器模块600断开高频电刀100的电源输入的同时，报警指示灯750同样会开启闪烁，起到警示作用。同时，指示模块700还设置有报警声电路760，在报警指示灯750闪烁时，报警声电路760将发出警报声，从而进一步提升安全警示效果。

在一些实施例中，如图1所示，高频电刀检测电路还包括显示模块800，显示模块800与控制模块200连接，显示模块800用于显示高频电刀100工作时的参数。

参照图1所示，显示模块800与控制模块200连接，而控制模块200可以控制高频电刀100的模式并存储高频电刀100的工作的相关参数数据，显示模块800因此一方面可以显示高频电刀100的工作状态的时长，另一方面可以显示获取高频电刀100工作的相关参数数据。

在一些实施例中，如图8和图9所示，显示模块800包括：计时数码管810、电流数据显示数码管820。计时数码管810与控制模块200连接，用于显示高频电刀100处于老化模式下的时长；电流数据显示数码管820与控制模块200连接，用于显示高频电刀100的输出电流数据。

结合参照图8和图9所示，计时数码管810设置有两个，用于显示老化测试的两位时长。电流数据显示数码管820设置有三个，用于显示获得的三位输出电流数据。可以理解的是，在按下“电流数据确认按钮560”后，获得的输出电流数据将确定，输出电流数据从而通过电流数据显示数码管820进行显示。

在一些实施例中，如图6所示，继电器模块600包括：供电继电器610、启动继电器组、驱动电路670。供电继电器610用于连通或断开高频电刀100的供电电源；启动继电器组用于开启高频电刀100的各功能模式；驱动电路670的输入端与控制模块200连接，输出端与供电继电器610、启动继电器组连接。

参照图6所示，启动继电器组包括脚踏启动单极继电器620、脚踏启动双极继电器630、脚踏启动切割继电器640、刀笔启动电凝继电器650、刀笔启动切割继电器660。脚踏启动单极继电器620用于脚踏启动或关闭高频电刀100的单极电凝功能；脚踏启动双极继电器630用于脚踏启动或关闭高频电刀100的双极电凝功能；脚踏启动切割继电器640用于脚踏启动或关闭高频电刀100的切割功能；刀笔启动电凝继电器650用于在刀笔处启动或关闭高频电刀100的电凝功能；刀笔启动切割继电器660用于在刀笔处启动或关闭高频电刀100的切割功能。

具体地，K1至K5的五个继电器，即脚踏启动单极继电器620、脚踏启动双极继电器630、脚踏启动切割继电器640、刀笔启动电凝继电器650、刀笔启动切割继电器660，用于实现通断高频电刀100的单极或双极模式，对于K6继电器，其用于实现通断高频电刀100的供电电源。驱动电路670用于接收控制模块200发出的控制信号并发出驱动信号，以驱动K1至K6各个继电器，从而实现对其的连通或断开。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高频电刀检测电路，应用于高频电刀，其特征在于，包括：

电流采样模块，用于获取所述高频电刀的输出电流数据；

温度采样模块，用于获取所述高频电刀的工作温度数据；

按钮操作模块，至少用于开启或停止所述高频电刀的老化模式；

继电器模块，至少用于对所述高频电刀进行保护断电操作；

控制模块，分别与所述高频电刀、所述电流采样模块、所述温度采样模块、所述按钮操作模块、所述继电器模块连接。

2.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述电流采样模块包括：

单极电流采样单元，用于采集所述高频电刀的中性电极和所述高频电刀的电刀笔之间回路的电流数据；

双极电流采样单元，用于采集所述高频电刀的双极电凝之间回路的电流数据。

3.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述温度采样模块包括多个温度传感器，每个所述温度传感器皆与所述控制模块连接，多个所述温度传感器分别用于获取与所述高频电刀表面的多个位置一一对应的工作温度数据。

4.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述按钮操作模块包括：

数据串口调出按钮组件，与所述控制模块连接，用于开启传输所述输出电流数据或所述工作温度数据至外部设备的功能；

老化模式按钮组件，与所述控制模块连接，至少用于开启或关闭所述高频电刀的所述老化模式。

5.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，还包括指示模块，所述指示模块与所述控制模块连接，所述指示模块至少用于指示所述高频电刀的工作状态。

6.根据权利要求5所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述指示模块包括：

LED指示组件，与所述控制模块连接，用于对所述高频电刀检测电路或所述高频电刀在不同操作状态下进行闪亮；

报警指示灯，与所述控制模块连接，用于在所述高频电刀工作异常时闪亮；

报警声电路，与所述控制模块连接，用于所述高频电刀工作异常时发出报警声。

7.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块连接，所述显示模块用于显示所述高频电刀工作时的参数。

8.根据权利要求7所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述显示模块包括：

计时数码管，与所述控制模块连接，用于显示所述高频电刀处于所述老化模式下的时长；

电流数据显示数码管，与所述控制模块连接，用于显示所述高频电刀的所述输出电流数据。

9.根据权利要求1所述的高频电刀检测电路，其特征在于，所述继电器模块包括：

供电继电器，用于连通或断开所述高频电刀的供电电源；

启动继电器组，用于开启所述高频电刀的各功能模式；

驱动电路，其输入端与所述控制模块连接，输出端与所述供电继电器、所述启动继电器组连接。

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