RU225336U1

RU225336U1 - Radio wave surgical device

Info

Publication number: RU225336U1
Application number: RU2023118103U
Authority: RU
Inventors: Артем Сергеевич Попов; Олег Борисович Трубицын
Original assignee: Акционерное общество "Воронежский научно-исследовательский институт "Вега" (АО "ВНИИ "Вега")
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2024-04-16

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к высокочастотной электрохирургической аппаратуре, и может быть использована в хирургии для рассечения и коагуляции мягких тканей организма. Технический результат - упрощение конструкции. Устройство включает высоковольтный блок питания, блок управления, задающий генератор импульсов, ШИМ-модулятор, усилитель мощности, коммутатор выходов с датчиками тока и напряжения, активный и нейтральный электроды. При этом блок питания выполнен по полумостовой схеме AC/DC источника питания, рабочая частота задающего генератора импульсов выбрана 4 МГц, а усилитель мощности построен по схеме усилителя класса Е. 1 ил.The utility model relates to medical equipment, namely high-frequency electrosurgical equipment, and can be used in surgery for dissection and coagulation of soft tissues of the body. The technical result is a simplification of the design. The device includes a high-voltage power supply, a control unit, a master pulse generator, a PWM modulator, a power amplifier, an output switch with current and voltage sensors, and active and neutral electrodes. In this case, the power supply is made according to a half-bridge AC/DC power supply circuit, the operating frequency of the master pulse generator is chosen to be 4 MHz, and the power amplifier is built according to the class E amplifier circuit. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к высокочастотной электрохирургической аппаратуре, и может быть использована в хирургии для рассечения и коагуляции мягких тканей организма.The utility model relates to medical equipment, namely high-frequency electrosurgical equipment, and can be used in surgery for dissection and coagulation of soft tissues of the body.

Известен аппарат электрохирургический осцилляционный, содержащий корректор мощности, высоковольтный блок питания, блок управления, низковольтный блок питания, три импульсных высокочастотных преобразователя, формирователь, задающий генератор импульсов синусоидальной формы, задающий генератор импульсов прямоугольной формы, электронный коммутатор, усилитель мощности, выходную цепь, активный и нейтральный электроды (см. описание к патенту RU2294712 С1, МПК А61В 18/18(2006.1, опубликовано 10.03.2007).An electrosurgical oscillatory device is known, containing a power corrector, a high-voltage power supply, a control unit, a low-voltage power supply, three pulsed high-frequency converters, a driver, a master sinusoidal pulse generator, a master rectangular pulse generator, an electronic switch, a power amplifier, an output circuit, an active and neutral electrodes (see description of patent RU2294712 C1, IPC A61B 18/18 (2006.1, published 03/10/2007).

Известный аппарат позволяет повысить эффективность и качество коагуляции и рассечения биологических тканей, однако имеет сложную конструкцию. Сложность конструкции снижает надежность работы аппарата, и его КПД в процессе использования.The known apparatus makes it possible to increase the efficiency and quality of coagulation and dissection of biological tissues, but has a complex design. The complexity of the design reduces the reliability of the device and its efficiency during use.

Задача полезной модели - повышение надежности и КПД радиоволнового аппарата.The purpose of the utility model is to increase the reliability and efficiency of the radio wave apparatus.

Технический результат - упрощение конструкции.The technical result is a simplification of the design.

Технический результат достигается тем, что в радиоволновом хирургическом аппарате, включающем высоковольтный блок питания, блок управления, задающий генератор импульсов, ШИМ-модулятор, усилитель мощности, коммутатор выходов с датчиками тока и напряжения, активный и нейтральный электроды, блок питания выполнен по полумостовой схеме AC/DC источника питания, рабочая частота задающего генератора импульсов выбрана 4 МГц, а усилитель мощности построен по схеме усилителя класса Е.The technical result is achieved by the fact that in a radio wave surgical device, including a high-voltage power supply, a control unit, a master pulse generator, a PWM modulator, a power amplifier, an output switch with current and voltage sensors, active and neutral electrodes, the power supply is made according to an AC half-bridge circuit /DC power supply, the operating frequency of the master pulse generator is chosen to be 4 MHz, and the power amplifier is built according to a class E amplifier circuit.

На рисунке представлена блок-схема радиоволнового хирургического аппарата.The figure shows a block diagram of a radio wave surgical apparatus.

Аппарат содержит высоковольтный блок 1 питания, регулируемый ШИМ-модулятор 2, усилитель 3 мощности, коммутатор 4 выходов с датчиками тока и напряжения, блок 5 управления, нейтральный электрод 6 и активный электрод 7.The device contains a high-voltage power supply unit 1, an adjustable PWM modulator 2, a power amplifier 3, an output switch 4 with current and voltage sensors, a control unit 5, a neutral electrode 6 and an active electrode 7.

Высоковольтный блок 1 питания выполнен по полумостовой схеме AC/DC источника питания. На выходе блока 1 формируется напряжение питания 100 В для усилителя 3 мощности, вспомогательные напряжения 12 В и дежурное питание +12 В для питания блока 5 управления. Питание 100 В поступает на ШИМ-модулятор.The high-voltage power supply 1 is made according to a half-bridge AC/DC power supply circuit. At the output of block 1, a supply voltage of 100 V is generated for the power amplifier 3, an auxiliary voltage of 12 V and a standby supply of +12 V to power the control block 5. 100V power is supplied to the PWM modulator.

ШИМ-модулятор выполнен на полевом транзисторе и работает в ключевом режиме. Управляющий сигнал поступает с блока 5 управления. Частота модуляции выбрана 35 кГц. Пульсации на этой частоте сглаживает LC фильтр. На выходе ШИМ-модулятора получают, в зависимости от скважности выходного сигнала, регулируемое по величине напряжение питания усилительного каскада (усилителя 3 мощности).The PWM modulator is made on a field-effect transistor and operates in switching mode. The control signal comes from control unit 5. The modulation frequency is chosen to be 35 kHz. Ripple at this frequency is smoothed out by an LC filter. At the output of the PWM modulator, depending on the duty cycle of the output signal, an adjustable supply voltage for the amplifier stage (power amplifier 3) is obtained.

Усилитель 3 мощности выполнен на полевом транзисторе, и построен по схеме усилителя класса Е, что обеспечивает КПД от 50% до 80% в зависимости от нагрузки. Это способствует повышению КПД хирургического аппарата в целом. Рабочая частота усилителя выбрана 4 МГц, что улучшает качество коагуляции и рассечения биологических тканей по сравнению с прототипом, который работает на более низкой частоте.Power amplifier 3 is made of a field-effect transistor and is built according to a class E amplifier circuit, which provides an efficiency of 50% to 80% depending on the load. This helps to increase the efficiency of the surgical apparatus as a whole. The operating frequency of the amplifier is 4 MHz, which improves the quality of coagulation and dissection of biological tissues compared to the prototype, which operates at a lower frequency.

По данным от датчиков производят замеры сопротивления ткани в момент реза. Коммутатор 4 выходов осуществляет коммутацию ВЧ сигнала на разные типы электродов.Based on the data from the sensors, the resistance of the fabric is measured at the moment of cutting. The 4-output switch switches the RF signal to different types of electrodes.

Блоком 5 управления осуществляется контроль и управление параметрами реза в зависимости от заданных режимов и сопротивления тканей.Control unit 5 monitors and controls the cutting parameters depending on the specified modes and tissue resistance.

Радиоволновой хирургический аппарат работает следующим образом.The radio wave surgical apparatus works as follows.

Перед началом работы нейтральный электрод 6 накладывают на тело пациента как можно ближе к зоне хирургического вмешательства. При включении в сеть на выходе блока 1 питания формируется напряжение питание 100 В, вспомогательное напряжение 12 В и дежурное напряжение 12 В для питания блока 5 управления. Напряжение 100 В поступает на ШИМ-модулятор 2. На выходе последнего формируется напряжение в диапазоне 0-100 В, поступающее на усилитель 3 мощности.Before starting work, neutral electrode 6 is applied to the patient’s body as close as possible to the surgical area. When connected to the network, the output of power supply unit 1 generates a supply voltage of 100 V, an auxiliary voltage of 12 V and a standby voltage of 12 V to power control unit 5. A voltage of 100 V is supplied to PWM modulator 2. At the output of the latter, a voltage in the range of 0-100 V is generated and supplied to power amplifier 3.

Для подачи тока в выходную цепь с электродами 7, 6 хирург с помощью внешних органов управления аппаратом (кнопка, педаль и т.п., не показаны) и блока 5 управления устанавливает требуемые параметры для проведения операции.To supply current to the output circuit with electrodes 7, 6, the surgeon, using external controls of the device (button, pedal, etc., not shown) and control unit 5, sets the required parameters for the operation.

Предлагаемая конструкция хирургического аппарата позволила исключить из схемы аппарата корректор мощности, что обеспечило создание более простого аппарата, чем прототип, а повышение надежности обусловлено наличием в предлагаемом устройстве меньшего количества конструктивных элементов по сравнению с прототипом.The proposed design of the surgical device made it possible to exclude a power corrector from the device circuit, which ensured the creation of a simpler device than the prototype, and the increased reliability is due to the presence in the proposed device of a smaller number of structural elements compared to the prototype.

Claims

A radio wave surgical device, including a high-voltage power supply, a control unit, a master pulse generator, a PWM modulator, a power amplifier, an output switch with current and voltage sensors, active and neutral electrodes, characterized in that the power supply is made according to a half-bridge AC/DC source circuit power supply, the operating frequency of the master oscillator is 4 MHz, the power amplifier is built according to the class E amplifier circuit, while the power supply is configured to generate a supply voltage at the output of the power supply to power the PWM modulator, auxiliary voltage and standby power to power the control unit, with In this case, the PWM modulator is configured to form at the output of the PWM modulator an adjustable supply voltage to power the power amplifier.