RU2263485C2 - Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues - Google Patents

Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues Download PDF

Info

Publication number
RU2263485C2
RU2263485C2 RU2003119956/14A RU2003119956A RU2263485C2 RU 2263485 C2 RU2263485 C2 RU 2263485C2 RU 2003119956/14 A RU2003119956/14 A RU 2003119956/14A RU 2003119956 A RU2003119956 A RU 2003119956A RU 2263485 C2 RU2263485 C2 RU 2263485C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
generator
input
plasma
gate
Prior art date
Application number
RU2003119956/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119956A (en
Inventor
В.П. Усов (RU)
В.П. Усов
Р.К. Кабисов (RU)
Р.К. Кабисов
О.А. Можаев (RU)
О.А. Можаев
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority to RU2003119956/14A priority Critical patent/RU2263485C2/en
Publication of RU2003119956A publication Critical patent/RU2003119956A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263485C2 publication Critical patent/RU2263485C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: method is based upon change in plasma generator's electric power at change in voltage supply to input of generator. Voltage is applied to input of generator and is subject to change smoothly and without delays due to applying and storing of electric signals of transient processes power in storage. Signals come from current and voltage detectors through corresponding rectifying-differentiating circuits and AND gate. Transient process energy discharge level is preset by means of introducing smooth changes in storage. Device for controlling plasma flux has high-frequency voltage generator with high-frequency voltage converter which has low-voltage electrode connected with plasma generator. The latter is provided with needle electrode. Device also has AND gate. Low-voltage output is connected with current and voltage inductance detectors which both are connected with input of AND gate through differentiating circuits. Output of AND gate is connected with storage provided with shunting variable resistor.
EFFECT: improved efficiency of operation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины и предназначено для использования при хирургическом воздействии на ткани человеческого организма и животных плазменным потоком.The invention relates to medicine and is intended for use in the surgical treatment of tissues of the human body and animals with a plasma stream.

Сущность: устройство содержит управляемый напряжением высокочастотный генератор, соединенный с низковольтной обмоткой плазмотрона, индуктивные датчики тока и напряжения переходных процессов в цепи генератор-плазмотрон, схему фильтрации импульсов переходных процессов и преобразование их в управляющее напряжение генератора. Технический результат: заданным уровнем управляющего напряжения высокочастотного генератора задается баланс количества импульсов переходных процессов, возникающих при электрическом разряде в момент рассечения ткани организма, т.е. снимаемая электрическая мощность при рассечении ткани.SUBSTANCE: device comprises a voltage-controlled high-frequency generator connected to a low-voltage winding of a plasma torch, inductive current and voltage transient sensors in a generator-plasma torch circuit, a filtering pulse of transient processes and converting them into a generator control voltage. Technical result: a given level of control voltage of a high-frequency generator sets the balance of the number of transient pulses that occur during an electric discharge at the moment of dissection of the body tissue, i.e. removable electric power when cutting tissue.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для коагуляции тканей, содержащее источник питания из генератора высокочастотного напряжения с регулируемой частотой и подключенного к нему высокочастотного преобразователя, выход которого соединен с плазмотроном в виде игольчатого электрода (патент РФ №2100013).The closest in technical essence to the present invention is a device for coagulation of tissues, containing a power source from a high-frequency voltage generator with an adjustable frequency and a high-frequency converter connected to it, the output of which is connected to a plasmatron in the form of a needle electrode (RF patent No. 2100013).

К недостаткам данного устройства относится отсутствие возможности регулировки подводимой электрической мощности к плазмотрону, регулируемой изменением частоты. Кроме того, отсутствие плавной безынерционной регулировки мощности плазменного потока в момент коагуляции и рассечения ткани в зависимости от отдаваемой энергии коагулятором.The disadvantages of this device include the inability to adjust the input electric power to the plasma torch, controlled by a change in frequency. In addition, the lack of a smooth inertialess adjustment of the plasma flow power at the time of coagulation and dissection of the tissue, depending on the energy delivered by the coagulator.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма.The objective of the invention is to develop a method and device for controlling the plasma flow during surgical treatment of body tissues.

В результате применения предлагаемого изобретения появляется возможность использования в управляющем контуре возникающих переходных процессов в электрической цепи и с применением логической схемы совпадения «И» - возможность безынерционного осуществления процессов управления задаваемой или плавно регулируемой мощности плазмотрона.As a result of the application of the invention, it becomes possible to use arising transients in the electric circuit in the control circuit and using the “I” coincidence logic — the inertialess control processes of the set or continuously adjustable power of the plasma torch.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, включающем рассечение и коагуляцию тканей, возникающие переходные процессы в электрической сети снимают индуктивными датчиками напряжения и тока, после преобразования подают на вход логической схемы совпадения «И», накапливают на емкости и затем используют в цепи регулировки мощности плазменного потока на игольчатом электроде плазмотрона с возможностью плавной регулировки для управления плазменным потоком, причем, изменяя напряжение на накопительной емкости, плавно изменяют режим работы генератора и соответственно электрическую мощность, отдаваемую плазмотроном, а для управления режимом работы на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости, а управляющий уровень напряжения на накопительной емкости плавно регулируют шунтирующим переменным сопротивлением и на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости.The above technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the plasma flow during surgical treatment of body tissues, including dissection and coagulation of tissues, the resulting transient processes in the electric network are removed by inductive voltage and current sensors, after conversion they are fed to the input of the coincidence logic circuit “I”, accumulate on containers and then use in the circuit for adjusting the power of the plasma flow on the needle electrode of the plasma torch with the possibility of smooth adjustment for controlling I have a plasma flow, moreover, by changing the voltage on the storage capacitor, the generator operating mode is smoothly changed and, accordingly, the electric power supplied by the plasma torch is applied, and to control the operation mode the voltage from the storage capacitor is supplied to the generator input, and the control voltage level on the storage capacitor is smoothly regulated with a shunt resistance and to the input of the generator supply voltage from the storage capacitance.

Для выполнения плавной безинерционной регулировки мощности потока плазмы на игольчатом электроде в предлагаемом способе управления плазменным потоком при рассечении и коагуляции тканей энергию импульсов переходных процессов в электрической цепи коагулятора преобразуют дифференциальной цепочкой и схемой совпадения, накапливают на емкости и преобразуют в напряжение, которое подают на вход генератора, причем управляющий уровень напряжения на накопительной емкости плавно регулируют шунтирующим переменным сопротивлением.To perform smooth inertialess adjustment of the plasma flow power on the needle electrode in the proposed method for controlling the plasma flow during tissue dissection and coagulation, the energy of transient pulses in the coagulator’s electrical circuit is converted by a differential circuit and a matching circuit, stored on capacitors and converted to voltage, which is supplied to the generator input moreover, the control voltage level on the storage capacitance is smoothly regulated by a shunt variable resistance.

Для управления режимом работы на вход генератора подают напряжение с накопительной емкости.To control the operating mode, voltage is supplied to the generator input from the storage tank.

В предлагаемом способе изменяют напряжение на накопительной емкости с возможностью плавного безынерционного изменения режима работы генератора и соответственно электрической мощности, отдаваемой плазмотроном.In the proposed method, the voltage at the storage capacitance is changed with the possibility of a smooth inertialess change in the operating mode of the generator and, accordingly, the electric power supplied by the plasmatron.

Для осуществления способа предложено устройство безынерционного управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, содержащее генератор высокочастотного напряжения с высокочастотным преобразователем напряжения, соединенный с плазмотроном с игольчатым электродом, в котором на низковольтном выходе генератора установлены индуктивные датчики напряжения и тока, также имеется преобазователь, связанный с входом логической схемы совпадения «И» в цепи регулировки мощности плазменного потока на игольчатом электроде плазмотрона, а выход логической схемы совпадения «И» соединен с накопительной емкостью с возможностью подачи напряжения с нее на вход генератора.To implement the method, a device for inertialess control of a plasma flow during surgical treatment of body tissues is proposed, comprising a high-frequency voltage generator with a high-frequency voltage converter, connected to a plasma torch with a needle electrode, in which inductive voltage and current sensors are installed at the low-voltage output of the generator, there is also a converter connected with the input of the logical match circuit “AND” in the circuit for adjusting the power of the plasma flow on a needle the electrode of the plasma torch, and the output of the “I” matching logic circuit is connected to the storage capacitance with the possibility of supplying voltage from it to the generator input.

Технический результат достигается за счет использования в контуре обратной связи возникающих импульсов переходных процессов в электрической цепи коагулятора, подаваемых на вход логической схемы «И» для дальнейшего регулирования мощностью плазмотрона.The technical result is achieved through the use in the feedback loop of the arising pulses of transients in the electrical circuit of the coagulator, fed to the input of the logic circuit “I” for further regulation of the power of the plasma torch.

В электрической цепи коагулятора возникают переходные процессы, мощность которых зависит от мощности плазменного потока при высоковольтном искровом разряде, рассекающем ткани, и коронном разряде - при коагуляции.Transient processes occur in the coagulator’s electric circuit, the power of which depends on the power of the plasma flow during a high-voltage spark discharge dissecting tissues, and a corona discharge during coagulation.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 условно показаны на синусоидах высокочастотного генератора разной мощности возникающие переходные процессы по напряжению ΔU1,2,3,...n и току ΔI1,2,3,...n. Задаваемый количественный уровень импульсов возникающих переходных процессов в электрической цепи коагулятора используется как способ управляющего воздействия мощности плазмотрона при хирургическом воздействии на ткани организма.1, conditionally shown on the sinusoids of a high-frequency generator of different capacities arising transient processes in voltage ΔU 1,2,3, ... n and current ΔI 1,2,3, ... n . The set quantitative level of impulses of emerging transients in the electric circuit of the coagulator is used as a way of controlling the power of the plasma torch during a surgical effect on the body tissue.

На фиг.2 представлена общая схема устройства управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма.Figure 2 presents a General diagram of a device for controlling plasma flow during surgical exposure to body tissues.

Устройство содержит источник питания из управляемого генератора 1 высокочастотного напряжения в диапазоне от нуля до максимальной мощности его и подключенного к нему высокочастотного трансформаторного преобразователя 10, низковольтный выход которого соединен с плазмотроном 2, к низковольтному выходу подключены датчик напряжения 3 и датчик тока 4, выпрямительно-дифференцирующие цепочки по напряжению 5 и току 6, логическую схему И 7, накопительную емкость 8, шунтирующее переменное сопротивление 9.The device contains a power source from a controlled high-frequency voltage generator 1 in the range from zero to its maximum power and a high-frequency transformer converter 10 connected to it, the low-voltage output of which is connected to the plasma torch 2, a voltage sensor 3 and a current sensor 4, rectifying-differentiating, are connected to the low-voltage output chains of voltage 5 and current 6, the logic circuit And 7, the storage capacitance 8, shunt variable resistance 9.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

При электрическом разряде в момент рассечения ткани в электрической цепи генератор-плазмотрон возникают переходные процессы. В зависимости от мощности разряда (глубины рассечения ткани) возникает количественная мощность импульсов переходных процессов. Переходные процессы в электрической цепи снимаются датчиками напряжения 3 и тока 4 через выпрямительно-дифференцирующие цепочки 5 и 6 и подаются на схему совпадения И 7 и затем на накопительную емкость 8, где преобразуются в напряжение. Схема И 7 «улавливает» одновременно провалы по напряжению и всплески по току, т.е. переходные процессы в электрической цепи, тогда как другие случайные изменения по напряжению и току через схему И не пропускаются. Переходные процессы в электрической цепи коагулятора «улавливаются» схемой И как при автономном режиме, так и при сетевом режиме питания коагулятора. Электрические сигналы переходных процессов после схемы И накапливаются на емкости 8, где преобразуются в соответствующий уровень напряжения. Время разряда емкости 8 задается шунтирующим сопротивлением 9. Плавным изменением сопротивления 9 устанавливается необходимый баланс заряда-разряда накопительной емкости 8, т.е. уровень управляющего напряжения генератора 1, питающего плазмотрон 2. Изменением уровня управляющего напряжения смещается рабочая точка при генерации, тем самым изменяется амплитуда генерирования, т.е. изменением режима работы генератора изменяется отдаваемая им мощность, соответственно и снимаемая мощность с высокочастотного трансформаторного преобразователя 10, а затем последовательно и с плазмотрона 2.During an electric discharge at the moment of dissection of the tissue, transient processes occur in the generator-plasmatron electric circuit. Depending on the discharge power (tissue dissection depth), a quantitative power of transient pulses arises. Transients in the electrical circuit are removed by voltage sensors 3 and current 4 through the rectifier-differentiating circuits 5 and 6 and are fed to the matching circuit And 7 and then to the storage capacitance 8, where they are converted to voltage. Scheme And 7 "catches" at the same time voltage dips and current spikes, i.e. transients in the electrical circuit, while other random changes in voltage and current through the AND circuit are not passed. Transients in the electrical circuit of the coagulator are “captured” by the circuit And both in stand-alone mode and in the network mode of supply of the coagulator. The electrical signals of the transient processes after the AND circuit are accumulated on the capacitance 8, where they are converted to the corresponding voltage level. The discharge time of the tank 8 is set by the shunt resistance 9. By smoothly changing the resistance 9, the necessary charge-discharge balance of the storage tank 8 is established, i.e. the control voltage level of the generator 1 supplying the plasmatron 2. By changing the control voltage level, the operating point shifts during generation, thereby changing the generation amplitude, i.e. by changing the operating mode of the generator, the power given to them changes, respectively, and the removed power from the high-frequency transformer converter 10, and then sequentially from the plasma torch 2.

Пример выполнения предлагаемого способа.An example of the proposed method.

В случае установленного при хирургическом лечении потребного уровня мощности искрового или коронного разряда плазмы на участке обрабатываемой ткани оператор изменением шунтирующего сопротивления 9 задает условия необходимой мощности плазменного потока, снимаемого с игольчатого электрода плазмотрона 2. Энергия возникающих переходных процессов в электрической цепи коагулятора в момент хирургической обработки после дифференцирующих цепочек 5, 6 через схему совпадения И 7 накапливается на емкости 8. Сопротивлением 9 задается время разряда емкости 8, т.е. уровень напряжения разряда накопленной энергии переходных процессов на емкости 8. Таким образом, задается режим заряда-разряда накопленной емкости 8 от энергии переходных процессов, возникающих в электрической цепи, преобразуемый в уровень управляющего напряжения, подаваемый на вход генератора, который выдает потребной мощности низковольтное напряжение, преобразуемое затем плазмотроном в высоковольтное заданной мощности на игольчатом электроде. Электрическая энергия с игольчатого электрода снимается в форме плазменного потока при обработке ткани.In the case of the required level of plasma spark or corona discharge power established during surgical treatment in the area of the treated tissue, the operator, by changing the shunt resistance 9, sets the conditions for the required power of the plasma flow removed from the needle electrode of the plasma torch 2. The energy of the resulting transient processes in the coagulator electric circuit at the time of surgical treatment after differentiating chains 5, 6 through the coincidence circuit And 7 accumulates on the capacitance 8. Resistance 9 sets the discharge time yes capacity 8, i.e. the discharge voltage level of the accumulated transient energy at the capacitor 8. Thus, the charge-discharge mode of the accumulated capacitance 8 from the transient energy arising in the electric circuit is set, converted to a control voltage level supplied to the generator input, which gives the required power a low voltage, then transformed by the plasmatron into a high voltage of a given power on a needle electrode. The electrical energy from the needle electrode is removed in the form of a plasma stream during tissue processing.

В другом случае, при возникновении необходимости плавного увеличения или уменьшения мощности в момент воздействия плазменного потока на обрабатываемую ткань, оператор аналогичным способом от нуля до максимума и наоборот плавно изменяет мощность плазменного потока на игольчатом электроде.In another case, when it becomes necessary to gradually increase or decrease the power at the moment the plasma stream is exposed to the treated tissue, the operator in a similar way from zero to maximum and vice versa gradually changes the plasma stream power on the needle electrode.

Динамический процесс управления снимаемой мощности плазменного потока осуществляется в безынерционном режиме работы устройства, что очень важно при хирургическом воздействии на ткани. Данный способ повышает эффективность и качество лечебного воздействия при коагуляции и позволяет эффективно использовать коагулятор в качестве плазменного скальпеля.The dynamic process of controlling the removed power of the plasma stream is carried out in the inertialess mode of operation of the device, which is very important for surgical treatment of tissues. This method improves the efficiency and quality of the therapeutic effect during coagulation and allows the coagulator to be effectively used as a plasma scalpel.

Claims (2)

1. Способ управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма путем изменения электрической мощности плазмотрона при изменении подачи напряжения на вход генератора, отличающийся тем, что изменение подачи напряжения на вход генератора проводят плавно и безинерционно посредством подачи и накопления на накопительной емкости электрических сигналов энергии переходных процессов, поступающих от датчиков тока и напряжения, через соответствующие выпрямительно-дифференцирующие цепочки и схему совпадения И, при этом плавным изменением шунтирующего сопротивления задают уровень разряда энергии переходных процессов на накопительной емкости.1. A method of controlling the plasma flow during surgical exposure of body tissues by changing the electric power of the plasma torch when changing the voltage supply to the generator input, characterized in that the voltage supply to the generator input is changed smoothly and without inertia by supplying and accumulating transient energy electric signals on the storage tank processes coming from current and voltage sensors, through the corresponding rectifier-differentiating chains and the coincidence circuit And, at m smooth variation of the shunt resistance is set the level of transient energy to discharge the storage capacitance. 2. Устройство управления плазменным потоком при хирургическом воздействии на ткани организма, содержащее генератор высокочастотного напряжения с высокочастотным преобразователем напряжения, низковольтный выход которого соединен с плазмотроном, снабженным игольчатым электродом, и логическую схему совпадения И, отличающееся тем, что к низковольтному выходу подключены дополнительно индуктивные датчик напряжения и датчик тока, через выпрямительно-дифференцирующие цепочки связанные с входом логической схемы совпадения И, выход которой соединен с накопительной емкостью, снабженной шунтирующим переменным сопротивлением.2. A plasma flow control device for surgical exposure of body tissues, comprising a high-frequency voltage generator with a high-frequency voltage converter, the low-voltage output of which is connected to a plasma torch equipped with a needle electrode, and an I matching circuit, characterized in that additionally inductive sensors are connected to the low-voltage output voltage and current sensor through rectifier-differentiating chains connected to the input of the coincidence logic circuit AND, the output of which connected to the storage tank, provided with a variable resistance shunt.
RU2003119956/14A 2003-07-04 2003-07-04 Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues RU2263485C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119956/14A RU2263485C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119956/14A RU2263485C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119956A RU2003119956A (en) 2005-01-27
RU2263485C2 true RU2263485C2 (en) 2005-11-10

Family

ID=35138268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119956/14A RU2263485C2 (en) 2003-07-04 2003-07-04 Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263485C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008103070A2 (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Viktor Petrovich Usov Method for producing the electrostimulating effect and a device for carrying out said method
RU169543U1 (en) * 2016-04-19 2017-03-22 Виктор Петрович Усов DEVICE FOR INTEGRATED PHYSIOTHERAPEUTIC INFLUENCE ON THE ORGANISM
RU2773138C2 (en) * 2017-03-29 2022-05-30 Эрбе Электромедицин Гмбх Device for energy supply to vessel sealing instrument (options) and method for control it

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008103070A2 (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Viktor Petrovich Usov Method for producing the electrostimulating effect and a device for carrying out said method
WO2008103070A3 (en) * 2007-02-15 2008-10-16 Viktor Petrovich Usov Method for producing the electrostimulating effect and a device for carrying out said method
RU169543U1 (en) * 2016-04-19 2017-03-22 Виктор Петрович Усов DEVICE FOR INTEGRATED PHYSIOTHERAPEUTIC INFLUENCE ON THE ORGANISM
RU2773138C2 (en) * 2017-03-29 2022-05-30 Эрбе Электромедицин Гмбх Device for energy supply to vessel sealing instrument (options) and method for control it

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003119956A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11135001B2 (en) Systems and methods for generating electrosurgical energy using a multistage power converter
AU2007200272B2 (en) Dual synchro-resonant electrosurgical apparatus with bi-directional magnetic coupling
JP6518408B2 (en) Electrosurgical generator with continuously and arbitrarily variable crest factor
US6238387B1 (en) Electrosurgical generator
RU2304934C2 (en) Electron coagulative scalpel
EP2080482A1 (en) High frequency cautery electric power source device
US9770283B2 (en) Systems and methods for improving efficiency of electrosurgical generators
DE3531576A1 (en) ELECTROSURGERY GENERATOR
US5314400A (en) Device for magnotherapy
US20150088118A1 (en) Systems and methods for improving efficiency of electrosurgical generators
CH694070A5 (en) Power supply unit for use with an electrosurgical instrument and electrosurgical instrument comprising such a feed device.
WO2022258034A1 (en) Pulse generation apparatus and pulse control method
RU2263485C2 (en) Method and device for controlling plasma flux at surgical influence onto body's tissues
EP1148770A2 (en) Plasma generator for HF surgery
MXPA02001311A (en) Device for coagulation of tissues.
DE102008050242B4 (en) High-frequency surgical device
CN104284634A (en) High-frequency surgical device
RU2648868C2 (en) Method and device for forming a defibrillation pulse
CN1015961B (en) Device for magnetotherapy
RU2034518C1 (en) Electric coagulator
DE102004010769A1 (en) High frequency surgical instrument for cutting and coagulating tissue has a control computer, sensors and actuators for improving the regulation of the arc by regulation of a negative DC voltage across an arc circuit capacitor
SU1128944A1 (en) Electrocoagulator
RU159U1 (en) High-frequency electro-epilator-coagulator
RU2204958C2 (en) Method for building output signal of electric surgical instrument and its design
CN116155098A (en) Power supply of adjustable bias voltage type pulse electric field generator and implementation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060705