электрохирургический аппарат

Формула изобретения

Электрохирургический аппарат, содержащий источник питания, включающий датчик тока, высокочастотный генератор, 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, датчик напряжения подключен к первичной обмотке трансформатора высокочастотного генератора и через схему управления и индикации к схеме управления ключа, при этом выходным каскадом высокочастотного генератора является двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора, а источник питания связан с высокочастотным генератором через два диода и два дополнительных конденсатора, при этом аноды диодов соединены с источником питания, катоды - с дополнительными конденсаторами и выводами первичной обмотки трансформатора высокочастотного генератора, образующими среднюю точку трансформатора.

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 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. Кроме того, использование полумостовой схемы [В.Мелешин «Транзисторная преобразовательная техника». М.: Техносфера, 2005, с.173] выходного каскада ВЧ-генератора не позволяет простым методом создавать импульсы одной полярности, которые необходимы для аргоно-плазменной коагуляции. Для получения импульсов одной полярности в данной схеме необходимо включение демпфирующей цепи, которая, во-первых, уменьшает КПД, а, во-вторых, из-за невозможности ее отключения при работе в обычных режимах резания и коагуляции требует установки отдельного трансформатора для аргонно-плазменной коагуляции.

В основу изобретения положена задача создания электрохирургического аппарата, обладающего обычными режимами резания и коагуляции, с возможностью аргонно-плазменной коагуляции за счет введения в выходной каскад ВЧ-генератора, а именно между выводами первичной обмотки, образующими среднюю точку трансформатора, подключенного к выходному каскаду высокочастотного генератора, и источником питания двух диодов и конденсаторов. Это позволяет не вводить дополнительный ВЧ-генератор для режима аргонно-плазменной коагуляции, что приводит к упрощению аппарата, увеличению его надежности и снижению его массогабаритных параметров.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в электрохирургическом аппарате, содержащем источник питания, включающий датчик тока, высокочастотный генератор, 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, при этом выходным каскадом высокочастотного генератора является двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора, а источник питания связан с высокочастотным генератором через два диода и два дополнительных конденсатора, при этом аноды диодов соединены с источником питания, катоды - с дополнительными конденсаторами и выводами первичной обмотки трансформатора высокочастотного генератора, образующими среднюю точку трансформатора.

Техническим результатом является технологичность изготовления аппарата, увеличение его надежности и снижение риска для пациента при расширении его функциональных возможностей, а именно введения нового режима - аргонно-плазменной коагуляции, за счет введения в выходной каскад ВЧ-генератора, а именно между выводами первичной обмотки образующих среднюю точку трансформатора, подключенного к выходному каскаду высокочастотного генератора, и источником питания двух диодов и конденсаторов. Это позволило преобразовать выходной сигнал высокочастотного генератора таким образом, чтобы без существенного изменения всей схемы получить нужную для осуществления режима аргонно-плазменной коагуляции серию импульсов.

Сущность предлагаемого электрохирургического аппарата поясняется на фиг.1-3, на которых показаны блок-схема электрохирургического аппарата, схема подключения выходного каскада высокочастотного генератора электрохирургического аппарата к источнику питания и диаграммы процессов на выходе трансформатора ВЧ-генератора.

Электрохирургический аппарат содержит источник питания 14, 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 14 со стабилизацией мощности входят выпрямитель, подключенный к первичной обмотке трансформатора 2 через ключ 6 и датчик тока 7. Вторичная обмотка трансформатора 2 подключена к выпрямителю 3. Ключ 6 подсоединен через схему управления ключа 5 к датчику тока 7. Схема управления ключа 5 также подключена к схеме управления и индикации 10, не входящей в состав источника питания 14. Сигнал с датчика тока 7 поступает на схему управления ключа 5, 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 UC3843 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.).

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. При этом введены два дополнительных диода D1, D2, аноды которых соединены с источником питания, а катоды с дополнительно введенными конденсаторами С1, С2 и выводами первичной обмотки образующих среднюю точку трансформатора, подключенного к выходному каскаду высокочастотного генератора. Емкость конденсаторов С1 и С2 должна быть меньше 1 мкФ, в противном случае двухтактный выходной каскад станет однотактным.

Ввод дополнительных элементов в известный двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное со средней точкой первичной обмотки трансформатора [В.Мелешин «Транзисторная преобразовательная техника». М.: Техносфера, 2005, с.176] позволил сформировать импульсы одной полярности при помощи выключения одного из ключевых элементов (см. фиг.3).

Таким образом, введенное изменение позволяет использовать один и тот же выходной каскад как для аргонно-плазменной коагуляции, так и для режимов, описанных в прототипе, что приводит к значительному упрощению аппаратуры и способствует универсализации электрохирургического аппарата.