ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ Российский патент 2007 года по МПК A61B18/12 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к высокочастотным электрохирургическим аппаратам, предназначенным для рассечения и коагуляции мягких тканей организма.

Известен электрохирургический аппарат, содержащий источник питания, соединенный с высокочастотным генератором, связанным со схемой коммутации, подключенной к активному и пассивному электродам, а также схеме защиты и контроля, и схему управления и индикации, связанную с источником питания и через широтно-импульсный модулятор с высокочастотным генератором, схемой коммутации и схемой защиты и контроля, датчик напряжения и датчик тока, включенные в схему обратной связи с высокочастотным генератором и пациентом, умножитель для определения мощности. В данном электрохирургическом аппарате используют метод регулирования ширины импульса для управления выходной мощностью сигнала электрохирургического генератора. Подаваемая мощность хирургического сигнала определяется как произведение среднеквадратичных сигналов датчиков напряжения и тока, которые подсоединены к выходу электрохирургического генератора и находятся непосредственно в цепи пациента (US, патент № 4727874, А61В 17/39, опубл. 1988.03.01).

К недостаткам данного электрохирургического аппарата относятся наличие датчиков для контроля мощности в цепи пациента, что приводит к более высоким требованиям по электропрочности к элементам, находящимся в этой цепи, что усложняет аппарат, снижает его технологичность, к тому же наличие измерительных элементов в цепи пациента повышает вероятность риска для самого пациента. Вычисление мощности, подводимой к пациенту, происходит с включением мощности, которая выделяется на реактивной составляющей импеданса нагрузки, что снижает точность измерений и увеличивает вероятность риска для пациента.

Известен электрохирургический аппарат, содержащий источник питания, соединенный с высокочастотным генератором, схему коммутации, схему защиты и контроля, активный и пассивный электроды, схему управления и индикации, связанную с источником питания, датчики тока и напряжения, умножитель для определения мощности. В состав источника питания включены силовой каскад, датчики тока и напряжения, умножитель для определения мощности, первый и второй компараторы, при этом к выходу силового каскада подсоединен датчик тока, а датчик напряжения подключен между двумя его выходами, выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам умножителя для определения мощности, выход которого через первый компаратор, а выход датчика напряжения через второй компаратор соединены с входом силового каскада, при этом вторые входы компараторов подключены к схеме управления и индикации (RU, патент № 2154436, А61В 18/12, опубл. 2000.08.20).

К недостаткам данного электрохирургического аппарата относятся наличие умножителя, что усложняет аппарат, снижает его технологичность и, как следствие, его ресурс. К тому же наличие датчика напряжения на выходе силового каскада источника питания не позволяет эффективно регулировать напряжение холостого хода на активном электроде. Это связано с тем, что в состав высокочастотного генератора входит трансформатор, обладающий индуктивностью. Поэтому из-за явления самоиндукции на нем возникают большие скачки напряжения, для подавления которых используются демпфирующие цепи. Это приводит к снижению КПД и, как следствие, к увеличению потребляемой мощности. Кроме того, в такой схеме выход из строя демпфирующей цепи приведет к неконтролируемому увеличению напряжения на активном электроде и ухудшит электробезопасность аппарата.

В основу изобретения положена задача создания электрохирургического аппарата со стабилизацией мощности, подаваемой в ткани, и с возможностью регулирования напряжения холостого хода за счет осуществления обратной связи по напряжению холостого хода в цепи переменного тока выходного трансформатора высокочастотного генератора, в которую не входит пациент. Это позволяет снизить потребляемую мощность и значительно улучшить электробезопасность аппарата. При этом стабилизация мощности осуществляется за счет стабилизации тока во входной цепи источника питания. Это позволяет упростить аппарат, увеличить его надежность и снизить массогабаритные параметры.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в электрохирургическом аппарате, содержащем источник питания, включающий датчик тока и соединенный с высокочастотным генератором, схему коммутации, активный и пассивный электроды, схему управления и индикации, датчик напряжения, датчик тока подключен к схеме управления ключа, которая связана со схемой управления и индикации и ключом, а датчик напряжения подключен к первичной обмотке трансформатора высокочастотного генератора и через схему управления и индикации к схеме управления ключа.

В качестве выходного каскада высокочастотного генератора использован двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора.

Техническим результатом является технологичность изготовления аппарата, увеличение его надежности и снижение риска для пациента прежде всего за счет того, что датчик напряжения подключен к первичной обмотке трансформатора высокочастотного генератора, сигнал со вторичной обмотки которого через схему коммутации поступает непосредственно к пациенту, и, следовательно, это позволяет контролировать характеристики сигнала, поступающего к пациенту, и в том числе напряжение холостого хода. При таком выполнении обратной связи по напряжению, в отличие от прототипа, для подавления больших скачков напряжения вследствие явления самоиндукции не нужно использовать демпфирующие цепи, так как для контроля скачков напряжения нами используется цепь обратной связи по напряжению. Это приводит к увеличению КПД и, как следствие, к уменьшению потребляемой мощности.

Изобретение позволяет снизить потребляемую мощность и значительно улучшить электробезопасность аппарата. При этом стабилизация мощности осуществляется за счет стабилизации тока во входной цепи источника питания. Это позволяет упростить аппарат, увеличить его надежность и снизить массогабаритные параметры.

Использование в качестве выходного каскада ВЧ-генератора двухтактного преобразователя постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора позволяет получить на выходе трансформатора симметричную форму колебаний, необходимую для обеспечения режима биполярной коагуляции.

Сущность предлагаемого электрохирургического аппарата поясняется чережом, на котором показана блок-схема электрохирургического аппарата.

Электрохирургический аппарат содержит источник питания, соединенный с высокочастотным генератором, схему коммутации 9, активный и пассивный электроды 12 и 13, схему управления и индикации 10, датчики тока 7 и напряжения 11. В состав высокочастотного генератора входит генератор 4, в качестве выходного каскада которого использован двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора 8, что позволяет получить на выходе трансформатора симметричную форму колебаний. Высокочастотный генератор служит для формирования мощного высокочастотного сигнала. Он обеспечивает формирование сигналов для режимов рассечения ткани и коагуляции, а также смесь этих режимов.

В состав источника питания со стабилизацией мощности входят выпрямители 1 и 3, ключ 6, к которому подключены трансформатор источника питания 2, датчик тока 7 и схема управления ключа 5. Сигнал с датчика тока поступает на схему управления ключа, которая осуществляет стабилизацию заданного тока, протекающего через ключ 6. Так как мощность Р определяется выражением Р=I×U (U=220 В), то стабилизация тока I, протекающего через ключ 6, позволяет стабилизировать мощность. В качестве схемы управления ключа 5 оптимально использовать ШИМ контроллер UC 3843 или аналогичные им. На схему управления ключа 5 приходит сигнал со схемы управления и индикации 10, по которому осуществляется установка требуемого тока стабилизации I. Сигнал с датчика напряжения 11 поступает на схему управления и индикации 10 и затем на схему управления ключа 5.

Схема коммутации 9 обеспечивает включение моно- и биполярного режима, подключение разных инструментов, а также содержит датчик утечки низкочастотных компонент. Схема управления и индикации 10 осуществляет задание необходимых параметров электрохирургического аппарата (мощность, напряжение холостого хода, режим хирургического вмешательства, выбор инструмента и т.п.).

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к высокочастотным электрохирургическим аппаратам, предназначенным для рассечения и коагуляции мягких тканей организма. Электрохирургический аппарат содержит источник питания, включающий датчик тока и соединенный с высокочастотным генератором, схему коммутации, активный и пассивный электроды, схему управления и индикации, датчик напряжения. Датчик тока подключен к схеме управления ключа, которая связана со схемой управления и индикации и ключом. Датчик напряжения подключен к первичной обмотке трансформатора высокочастотного генератора и через схему управления и индикации к схеме управления ключа. Использование изобретения позволяет снизить потребляемую мощность и значительно улучшить электробезопасность аппарата за счет обратной связи по напряжению холостого хода в цепи переменного тока выходного трансформатора высокочастотного генератора, в которую не входит пациент.1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электрохирургический аппарат, содержащий источник питания, включающий датчик тока и соединенный с высокочастотным генератором, схему коммутации, активный и пассивный электроды, схему управления и индикации, датчик напряжения, отличающийся тем, что датчик тока подключен к схеме управления ключа, которая связана со схемой управления и индикации и ключом, а датчик напряжения подключен к первичной обмотке трансформатора высокочастотного генератора и через схему управления и индикации к схеме управления ключа.2. Электрохирургический аппарат по п.1, отличающийся тем, что выходным каскадом высокочастотного генератора является двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора.