электрохирургический аппарат

Формула изобретения

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, отличающийся тем, что 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.

Описание изобретения к патенту

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

Известен электрохирургический аппарат, содержащий последовательно соединенные между собой схему управления, источник питания, генератор, первый электрод, соединенный с выходом генератора, второй электрод, соединенный с генератором через датчик тока, датчик напряжения, подключенный входами к электродам, вычислитель, соединенный входами с выходом датчика тока и датчика напряжения, и источник сигнала задания, соединенный выходом с основным входом схемы управления, аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, усилитель, выход которого соединен с дополнительным входом схемы управления, а также инвертор и мультивибратор, выходы которого подключены к входу инвертора и входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом вычислителя (RU, патент N 2008830, A 61 B 17/39, опубл. 15.03.94).

Недостатком такого электрохирургического аппарата является определение модуля импеданса нагрузки, из которой не исключена реактивная составляющая импеданса, на которой мощность не выделяется, что значительно снижает точность установки подводимой к тканям мощности, тем самым повышая риск для пациента.

Наиболее близким является 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 N 4727874, A 61 B 17/39, опубл. 1.03.88).

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.

В основу изобретения положена задача создания электрохирургического аппарата со стабилизацией выходной мощности, подаваемой в ткани, и с возможностью регулирования напряжения холостого хода за счет осуществления обратной связи по величине мощности и по напряжению холостого хода в цепи постоянного тока, в которую не входит пациент, что позволяет с высокой точностью определять выходную мощность, снизить требования по электропрочности к находящимся в ней измерительным элементам, а также эффективно управлять созданием электрической дуги между электрохирургическим инструментом и тканью, в результате чего обеспечивается технологичность изготовления аппарата и снижение риска для пациента.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в известном электрохирургическом аппарате, содержащем источник питания, соединенным 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.

Введение умножителя для определения мощности, компараторов, а также подсоединение к выходу силового каскада источника питания датчика тока, подключение между его выходами датчика напряжения, последующее определение выходной мощности на выходе силового каскада источника питания с помощью умножителя, выход которого через первый компаратор соединен с входом силового каскада источника питания, а второй выход датчика напряжения соединен через второй компаратор с вторым входом силового каскада источника питания, т.е. осуществление обратной связи по мощности и регулирование напряжения холостого хода в цепи постоянного, а не переменного тока, позволяет при осуществлении стабилизации источника питания по мощности и регулировании напряжения холостого хода снизить требования по электропрочности к элементам в схеме этой обратной связи, тем самым обеспечить технологичность изготовления электрохирургического аппарата при одинаковом воздействии на ткани пациента. Работа в цепи постоянного тока позволяет убрать из цепи пациента измерительные элементы и повысить точность установки подводимой к тканям мощности, тем самым также снизить вероятность риска для пациента. На выходе силового каскада источника питания регулируется напряжение холостого хода, что позволяет эффективно управлять созданием электрической дуги, следовательно, точно определять режимы работы электрохирургического аппарата, и тем самым дает возможность хирургу оптимально подобрать параметры разреза в зависимости от глубины некроза и гемостаза, что также позволяет уменьшить риск для пациента при хирургическом вмешательстве.

Сущность предлагаемого электрохирургического аппарата поясняется следующими чертежами. Схема электрохирургического аппарата показана на фиг. 1, а на фиг.2 приведена зависимость подаваемой мощности от сопротивления нагрузки.

Электрохирургический аппарат содержит активный и пассивный электроды 7 и 8, датчики тока 3 и напряжения 4, высокочастотный генератор 5, схему управления и индикации 10, схему коммутации 6, схему защиты и контроля 9. В состав источника питания 1 со стабилизацией мощности включен силовой каскад 2, к которому подключены датчик тока 3 и датчик напряжения 4, которые соединены с входами умножителя 11, в котором вычисляется мощность сигнала, подаваемого на вход высокочастотного генератора 5. Умножитель 11 через первый компаратор 12 подключен к силовому каскаду 2 источника питания 1. Сигнал от датчика напряжения 4 через второй компаратор 13 также поступает на вход силового каскада 2 источника питания 1.

Электрохирургический аппарат работает следующим образом. Сигналы с датчика тока 3 и датчика напряжения 4 поступают в умножитель 11, и далее сигнал от умножителя 11, соответствующий мощности, подаваемой на вход высокочастотного генератора 5, через первый компаратор 12, на второй вход которого подается установленное на схеме управления и индикации 10 значение мощности, направляется на вход силового каскада 2 источника питания 1. Сигнал с датчика напряжения 4 подается через второй компаратор 13, на второй вход которого подается установленное в схеме управления и индикации 10 значение напряжения холостого хода, также на вход силового каскада 2 источника питания 1. Таким образом, здесь осуществляется стабилизация мощности от 0,5 до 250 Вт в широком диапазоне сопротивлений нагрузок и регулировка напряжения холостого хода. Далее сигнал с силового каскада 2 источника питания 1 подается на вход высокочастотного генератора 5, работающего в ключевом режиме. Высокочастотный генератор 5 служит для формирования мощного высокочастотного сигнала с управляемым Пик-фактором. Он обеспечивает формирование сигналов для режимов рассечения ткани и коагуляции, а также смесь этих режимов. Мощность, подводимая к тканям, определяется с учетом коэффициента полезного действия высокочастотного генератора. Схема коммутации 6 обеспечивает включение моно- и биполярного режима, подключение разных инструментов. Схема защиты и контроля 9 обеспечивает защиту от утечек низкочастотных компонент и содержит датчики для отслеживания состояния всей системы. Схема управления и индикации 10 осуществляет задание необходимых параметров электрохирургического аппарата (мощность, напряжение холостого хода, режим хирургического вмешательства, выбор инструмента и т.п.). На фиг.2 показана зависимость подводимой в ткани мощности от сопротивления нагрузки. Излом характеристики обусловлен в данном решении управлением напряжением холостого хода.