RU190324U1 - Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками - Google Patents
Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками Download PDFInfo
- Publication number
- RU190324U1 RU190324U1 RU2018145570U RU2018145570U RU190324U1 RU 190324 U1 RU190324 U1 RU 190324U1 RU 2018145570 U RU2018145570 U RU 2018145570U RU 2018145570 U RU2018145570 U RU 2018145570U RU 190324 U1 RU190324 U1 RU 190324U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- coagulation
- converter
- electrosurgical apparatus
- control
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002224 dissection Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 abstract description 2
- UXOLDCOJRAMLTQ-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-chloro-2-hydroxyiminoacetate Chemical compound CCOC(=O)C(Cl)=NO UXOLDCOJRAMLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/32—Surgical cutting instruments
- A61B17/3209—Incision instruments
- A61B17/3211—Surgical scalpels, knives; Accessories therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к электрохирургическим устройствам для рассечения и коагуляции биологических тканей. Благодаря многоступенчатому контролю электрических сигналов, в том числе параметров выходного сигнала, приложенного к биоткани, с помощью обратной связи, построенной на базе оптических датчиков, аппарат способен контролировать как полную мощность, на нагрузке ЭХА так и потребляемую преобразователем активную составляющую. Блок управления аппарата оптимизирует режим работы системы в соответствии с разработанными алгоритмами, путем контроля реактивной составляющей мощности и интерпретирования полученных данных в состояние и степень коагуляции биоткани.Предложенная полезная модель позволяет за счет реализации обратной связи контролировать параметры биоткани и тем самым обеспечивать необходимый эффект при рассечении или коагуляции без излишнего термического поражения, карбонизации прилегающих тканей и рисков осложнения в послеоперационный период.
Description
Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к электрохирургическим устройствам для рассечения и коагуляции биологических тканей. Аппарат содержит два вторичных импульсных источника питания, включающих блок корректировки коэффициента мощности; блок преобразователя постоянного напряжения; импульсный высокочастотный преобразователь на основной рабочей частоте; импульсный преобразователь на пониженной частоте; блок датчиков; блок коммутации и блок управления.
Известно устройство для рассечения и коагуляции биологических тканей (RU, патент 2 329 002, А61В 18/12 опубл. 2008.07.20), содержащее выпрямитель, трансформатор источника питания, выпрямитель, ВЧ генератор, схему управления, ключ, датчик напряжения, датчик тока трансформатора источника питания, схему управления и индикации, схему коммутации, активный и пассивный электроды. Недостатком такого строения аппарата и, в частности датчиков тока и напряжения, является невозможность в полной мере контролировать процессы в биоткани при воздействии ВЧ током. Так, поскольку данный метод не позволяет отслеживать реактивную составляющую мощности в цепи пациента, система не имеет возможности точно отследить выделенную на биоткане энергию.
Кроме того, использование датчиков в трансформаторном исполнении существенно удорожает продукт и предъявляет высокие требования к качеству исполнения намоточных изделий для уменьшения паразитных параметров, таких как проходная емкость датчика, оказывающих значительное влияние на качество и безопасность изделия в целом.
Известен также электрохирургический аппарат (RU, патент 2 304 934, A61B 17/3211, А61В 18/12 опубл. 2007.08.27), включающий в себя манипулятор для коагуляции биотканей и один электрод для замыкания электрической цепи, соединенной с ними, схему выпрямителя, подающую напряжение в радиочастотную схему, радиочастотную схему. Недостатком приведенного принципа регулирования выходной мощности аппарата является отсутствие активной коррекции параметров в широком диапазоне работы аппарата и представляет собой систему, состоящую из датчиков тока и напряжения, подключенных к компараторам, что позволяет сравнивать уровень параметров выходных сигналов с опорными значениями и осуществлять регулировку только при превышении определенных значений. Кроме того, недостатком такого подхода является невозможность регулировки уровня выходной мощности при работе аппарата при установленном низком уровне мощности, а также отсутствии контроля параметров биологической ткани при операционном вмешательстве.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение объемов некротизации прилегающих биотканей без ухудшения основных рабочих характеристик при проведении операционных вмешательств, путем контроля состояния биологической ткани на аппаратном уровне, с учетом отслеживания изменения параметров биоткани.
При воздействии высокочастотным током важным аспектом является контроль температуры биоткани, до которой происходит разогрев прилегающих к активному электроду биотканей. Процесс коагуляции имеет место при температуре биотканей в пределах от 55 до 100 °C, а при дальнейшем разогреве происходит деструктуризация биотканей вследствие испарения воды, а также их горение и карбонизация при разогреве свыше 300°C.
Неоднородность структуры биоткани, подвергающейся воздействию во время операционного вмешательства, вызывает необходимость корректировки нагрузочной характеристики выходного каскада электрохирургического аппарата. Так, суммарное значение импеданса цепи активный электрод – биоткань – пассивный электрод может варьироваться в диапазоне от десятков Ом, например, коагуляция сосудов зажимом термошов или LigaSure, до нескольких кОм при использовании режима типа «Спрей» для коагуляции мелких кровеносных сосудов на большой площади.
Предложенная полезная модель позволяет контролировать параметры биоткани и тем самым обеспечивать необходимый эффект при рассечении или коагуляции без излишнего термического поражения, карбонизации прилегающих тканей и рисков осложнения в послеоперационный период. Так, благодаря многоступенчатому контролю электрических сигналов, в том числе параметров выходного сигнала с использованием оптоволоконных линейных датчиков тока и напряжения, аппарат способен контролировать как полную мощность, на нагрузке электрохирургического аппарата (ЭХА) так и потребляемую преобразователем активную составляющую. Блок управления аппарата оптимизирует режим работы системы в соответствии с разработанными алгоритмами, путем контроля реактивной составляющей мощности и интерпретирования полученных данных в значение импеданса биоткани.
Блок схема аппарата представлена на фиг. 1, где 1,2 – вторичные источники питания, 3 – регулируемый преобразователь питания генератора, 4 – блок линейных оптоволоконных датчиков тока и напряжения питания, 5 – блок управления, 6 – сенсорный дисплей, 7,8 – силовые генераторы, 9 – блок реле и линейных оптоволоконных датчиков. Где АЭ – активный электрод, ПЭ – пассивный электрод, БИ1/БИ2 – выходы для биполярного инструмента, АП – выход для аргоно-плазменной коагуляции.
Работа аппарата происходит следующим образом. Блоки питания 1,2 обеспечивают необходимое промежуточное питание всех силовых и низковольтных цепей, регулируемый преобразователь питания 3 устанавливает на выходе напряжение, согласно командам блока управления 5. При активации режима пользователем происходит генерация управляющих сигналов, таких как тактовые, опорные сигналы, а также сигналы переключения реле и клапанов. При этом силовые генераторы 7,8 преобразуют постоянное напряжение питание в импульсный сигнал, который после аналоговой фильтрации приобретает синусоидальную форму с заданными характеристиками, а его параметры в непрерывном режиме отслеживаются блоками датчиков 4,9.
Способ контроля выходных параметров заключается в реализации блока линейных оптоволоконных датчиков тока и напряжения, в которых для линеаризации передаточной характеристики использованы два параллельных датчика, подключенных встречно для учета как положительного полупериода выходного синусоидального сигнала, так и отрицательного. Наличие двух датчиков позволяет пренебрегать нелинейностью передаточной характеристики на краях диапазона и обеспечить оптимальный диапазон измерений для всех режимов работы электрохирургического аппарата. В том числе позволяет контролировать работу в следующих режимах:
• режиме холостого хода;
• короткого замыкания активного и нейтрального электродов;
• всех предусмотренных режимов функционирования: резание, монополярная и биполярная коагуляция, режим легирования крупных сосудов и другие подрежимы.
Повторяемость характеристик предложенных датчиков, в том числе паразитных параметров, таких как проходная емкость датчика, превосходит аналогичные показатели трансформаторных датчиков.
Обработка сигналов датчиков производится при помощи АЦП с частотой дискретизации 35кГц, что позволяет минимизировать негативные воздействия, связанные с временем реакции системы и ее инертностью.
В предложенном устройстве также реализован датчик, отслеживающий низкочастотные токи утечки на пациента, обеспечивающий должный уровень безопасности даже в критических ситуациях, таких как пробой силового источника питания или выход из строя системы обратной связи аппарата. Кроме того, стоимость изготовления приведенных датчиков значительно ниже трансформаторных аналогов.
Claims (1)
- Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптоволоконными датчиками, содержащий два вторичных импульсных источника питания, включающих блок корректировки коэффициента мощности; блок преобразователя постоянного напряжения; импульсный высокочастотный преобразователь на основной рабочей частоте; импульсный преобразователь на пониженной частоте; блок датчиков органов управления; блок коммутации и блок управления; датчики обратной связи реализованы путем создания оптоволоконных линейных датчиков, в которых для линеаризации передаточной характеристики использованы два параллельных датчика, подключенных встречно для учета как положительного полупериода выходного синусоидального сигнала, так и отрицательного, наличие двух датчиков позволяет пренебрегать нелинейностью передаточной характеристики на краях диапазона и обеспечить оптимальный диапазон измерений для всех режимов работы электрохирургического аппарата и тем самым оптимизировать работу аппарата с целью снижения термического поражения прилегающих тканей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145570U RU190324U1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145570U RU190324U1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU190324U1 true RU190324U1 (ru) | 2019-06-26 |
Family
ID=67003080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018145570U RU190324U1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU190324U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996028212A1 (en) * | 1995-03-09 | 1996-09-19 | Innotech Usa, Inc. | Laser surgical device and method of its use |
| RU2005110193A (ru) * | 2003-06-06 | 2005-11-10 | Телеа Электроник Инджиниринг Срл (It) | Электронный коагулирующий скальпель |
| RU2294171C2 (ru) * | 2002-06-19 | 2007-02-27 | Борис Евгеньевич Патон | Способ сварки мягких тканей животных и человека |
| RU2329002C1 (ru) * | 2006-11-23 | 2008-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эфа" (ООО "Эфа") | Электрохирургический аппарат |
| EP2156800A1 (en) * | 2008-08-21 | 2010-02-24 | Tyco Healthcare Group, LP | Electrosurgical instrument including a sensor |
| US20180000538A1 (en) * | 2016-05-11 | 2018-01-04 | Ovesco Endoscopy Ag | Medical dc current generator and bipolar medical implant fragmentation device equipped therewith |
-
2018
- 2018-12-21 RU RU2018145570U patent/RU190324U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996028212A1 (en) * | 1995-03-09 | 1996-09-19 | Innotech Usa, Inc. | Laser surgical device and method of its use |
| RU2294171C2 (ru) * | 2002-06-19 | 2007-02-27 | Борис Евгеньевич Патон | Способ сварки мягких тканей животных и человека |
| RU2005110193A (ru) * | 2003-06-06 | 2005-11-10 | Телеа Электроник Инджиниринг Срл (It) | Электронный коагулирующий скальпель |
| RU2329002C1 (ru) * | 2006-11-23 | 2008-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эфа" (ООО "Эфа") | Электрохирургический аппарат |
| EP2156800A1 (en) * | 2008-08-21 | 2010-02-24 | Tyco Healthcare Group, LP | Electrosurgical instrument including a sensor |
| US20180000538A1 (en) * | 2016-05-11 | 2018-01-04 | Ovesco Endoscopy Ag | Medical dc current generator and bipolar medical implant fragmentation device equipped therewith |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10973565B2 (en) | Interdigitation of waveforms for dual-output electrosurgical generators | |
| EP2353533B1 (en) | Square wave for vessel sealing | |
| EP2739225B1 (en) | Electrosurgical apparatus with real-time rf tissue energy control | |
| EP2322108B1 (en) | Class resonant-H electrosurgical generators | |
| EP3167834B1 (en) | System for improving efficiency of electrosurgical generators | |
| US9770283B2 (en) | Systems and methods for improving efficiency of electrosurgical generators | |
| CA2860197C (en) | Systems and methods for improving efficiency of electrosurgical generators | |
| RU190324U1 (ru) | Электрохирургический аппарат с корректировкой выходных параметров системой обратной связи с оптическими датчиками | |
| US20210361339A1 (en) | Independent control of dual rf monopolar electrosurgery with shared return electrode | |
| US20210361340A1 (en) | Independent control of dual rf electrosurgery | |
| Mahdi et al. | Comparative analysis of different inverters and controllers to investigate performance of electrosurgical generators under variable tissue impedance | |
| RU2154436C2 (ru) | Электрохирургический аппарат | |
| RU2313305C1 (ru) | Электрохирургический аппарат |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191222 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220405 |