電外科系統的制作方法
【專利說明】電外科系統
[0001]本申請是2004年3月14日提交的實用新型名稱為“電外科發生器和電外科系統”的中國專利申請201420116989.8的分案申請。
技術領域
[0002]本公開涉及電外科系統和操作電外科發生器的方法。更具體來說，本公開涉及用于控制由適用于電弧切割和凝結的射頻諧振逆變器產生的電外科波形的系統、方法和設備。
【背景技術】
[0003]電外科包括將高射頻電流施加到手術部位以切割，燒蝕或凝結組織。在單極電外科中，源電極或有源電極將射頻交流電流從電外科發生器傳送到目標組織，并且返回電極將該電流傳導回到發生器。病人返回電極的位置遠離有源電極，以將電流傳導回到發生器。
[0004]在雙極電外科中，返回電極和有源電極位置彼此靠近，使得在兩個電極之間形成電路(例如，在電外科鑷子的情形中)。這樣，所施加的電流被限制在位于電極之間的身體組織。因此，雙極電外科通常包括例如鑷子等器械的使用，其中希望在位于該器械上的兩個電極之間實現電外科能量的聚焦傳送。鑷子是鉗狀器械，其依賴于其鉗爪之間的機械作用來抓住、夾緊并壓迫血管或組織。電外科鑷子(開放的或內窺鏡)使用機械夾緊作用和電能在被夾緊的組織上實現止血。該鑷子包括電外科導電表面，其將電外科能量施加到被夾緊的組織。通過控制經由導電板施加到組織的電外科能量的強度、頻率和持續時間，外科醫生可以凝結，燒灼和/或封閉組織。然而，上述例子僅是用于說明的目的，并且在本公開的范圍內存在許多其他已知的雙極電外科器械。
[0005]以上概述的電外科過程可以使用基于反饋的控制系統中的各種組織和能量參數。改進向組織傳送的能量的需要在持續。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在改進電外科過程中向組織傳送的能量。
[0007]本公開提供一種用于控制電外科發生器的方法。所述方法包括:通過RF輸出級產生至少一個電外科波形，所述RF輸出級包括耦合到RF逆變器的脈沖寬度調制器，所述RF逆變器耦合到用于輸出DC電流的功率源；通過至少一個電極將所述至少一個電外科波形施加到組織，所述至少一個電外科波形包括多個周期；測量所述至少一個電外科波形的電壓和電流；計算電壓極限和電流極限中的至少一個；以及基于所述電壓極限或所述電流極限中的至少一個向所述脈沖寬度調制器提供控制信號，以基于所述RF輸出級的電壓-電流特性使所述RF輸出級飽和。
[0008]根據上述實施例的其他方面，所述RF輸出級包括耦合到控制器的至少一個切換元件。
[0009]根據上述實施例的其他方面，所述控制器包括比例-積分-微分控制器和脈沖寬度調制器，其中所述脈沖寬度調制器配置為向所述至少一個切換元件輸出所述控制信號，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調節所述控制信號的占空比。
[0010]根據上述實施例的其他方面，所述控制器配置為基于測得的電壓和電流確定阻抗。
[0011 ] 根據上述實施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0012]根據上述實施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器包括電壓限制器功能。
[0013]根據上述實施例的其他方面，所述比例-積分-微分控制器包括電流限制器功能。
[0014]根據上述實施例的其他方面，所述方法還包括在耦合到所述RF輸出級的功率源產生DC電流；以及基于所述電壓極限或所述電流極限中的至少一個向所述功率源提供所述控制信號，以基于所述RF輸出級的電壓-電流特性使所述RF輸出級飽和。
[0015]本公開還提供一種電外科發生器，包括:RF輸出級，其配置為產生包括多個周期的至少一個電外科波形；耦合到所述RF輸出級的至少一個傳感器，所述至少一個傳感器配置為測量所述至少一個電外科波形的電壓和電流；以及控制器，其耦合到所述至少一個傳感器和所述RF輸出級，所述控制器包括具有電壓限制器或電流限制器中的至少一個的比例-積分-微分控制器，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述RF輸出級的電壓-電流特性使所述RF輸出級飽和。
[0016]根據上述實施例的其他方面，所述RF輸出級包括耦合到配置為輸出DC電流的功率源的RF逆變器。
[0017]根據上述實施例的其他方面，所述RF逆變器包括耦合到所述控制器的至少一個切換元件。
[0018]根據上述實施例的其他方面，所述控制器包括脈沖寬度調制器，其配置為向所述至少一個切換元件輸出控制信號，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調節所述控制信號的占空比。
[0019]根據上述實施例的其它方面，所述控制器配置為基于測得的電壓和電流確定阻抗。
[0020]根據上述實施例的其它方面，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0021]根據上述實施例的其它方面，所述控制器還配置為增加所述至少一個電外科波形的電流，以增加放電的發生。
[0022]根據上述實施例的其它方面，所述發生器還包括具有耦合到所述RF輸出級的AC-DC轉換器的功率源，其中所述RF輸出級包括DC-AC逆變器。
[0023]根據上述實施例的其它方面，所述控制器耦合到所述DC-AC逆變器。
[0024]根據上述實施例的其它方面，所述功率源還包括耦合到所述AC-DC轉換器和所述RF輸出級的DC-DC轉換器，所述DC-DC轉換器耦合到所述控制器并且可由所述控制器來控制。
[0025]本公開還提供一種電外科系統，包括:電外科發生器，其具有配置為輸出DC電流的功率源；耦合到所述功率源的RF輸出級，所述功率源包括配置為從所述DC電流產生包括多個周期的至少一個電外科波形的至少一個切換元件；耦合到所述RF輸出級的至少一個傳感器，所述至少一個傳感器配置為測量所述至少一個電外科波形的電壓和電流；以及耦合到所述至少一個傳感器以及所述RF輸出級或所述功率源中至少一個的控制器，所述控制器包括具有電壓限制器或電流限制器中的至少一個的比例-積分-微分控制器，所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述RF輸出級的電壓-電流特性使所述RF輸出級或所述功率源中的至少一個飽和。
[0026]所述系統還包括配置為耦合到所述電外科發生器并且向組織施加所述至少一個電外科波形的至少一個電外科器械。
[0027]根據上述實施例的其它方面，其中所述控制器配置為基于測得的電壓和電流確定阻抗，并且所述比例-積分-微分控制器配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0028]本公開還提供一種電外科系統，包括:
[0029]電外科發生器，包括:
[0030]被配置為輸出DC電流的功率源；
[0031 ] 耦接到所述功率源的RF輸出級，所述RF輸出級包括:
[0032]脈沖寬度調制器；和
[0033]耦接到所述脈沖寬度調制器的RF逆變器，所述RF逆變器被配置為基于所述DC電流生成至少一個電外科波形；
[0034]耦接到所述RF輸出級的至少一個傳感器，所述至少一個傳感器被配置為測量所述至少一個電外科波形的電壓和電流；以及
[0035]耦接到所述至少一個傳感器和所述RF輸出級的控制器，所述控制器被配置成向所述脈沖寬度調制器提供控制信號，從而基于所述RF輸出級的至少一個電壓-電流特性使所述RF輸出級飽和；以及
[0036]至少一個電極，被配置成將所述至少一個電外科波形傳送到組織。
[0037]根據上述實施例的其它方面，所述RF輸出級還包括與控制器耦接的至少一個切換元件。
[0038]根據上述實施例的其它方面，其中所述控制器包括比例-積分-微分控制器。
[0039]根據上述實施例的其它方面，其中所述脈沖寬度調制器被配置成向所述至少一個切換元件輸出控制信號，并且基于所述比例-積分-微分控制器的輸出調節所述控制信號的占空比。
[0040]根據上述實施例的其它方面，其中所述控制器被配置為基于測得的電壓和電流確定阻抗。
[0041]根據上述實施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器被配置為基于所述阻抗提供所述輸出。
[0042]根據上述實施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器包括電壓限制器功能。
[0043]根據上述實施例的其它方面，其中所述比例-積分-微分控制器包括電流限制器功能。
[0044]根據上述實施例的其它方面，其中所述控制器基于所述RF輸出級的電壓限制或電流限制中的至少一個向功率源提供控制信號，從而基于所述RF輸出級的電壓-電流特性使所述RF輸出級飽和。
[0045]根據上述實施例的其它方面，其中所述控制器還被配置為增大所述至少一個電外科波形