电外科系统的制作方法
【专利说明】电外科系统
[0001]本申请是2004年3月14日提交的实用新型名称为“电外科发生器和电外科系统”的中国专利申请201420116989.8的分案申请。
技术领域
[0002]本公开涉及电外科系统和操作电外科发生器的方法。更具体来说，本公开涉及用于控制由适用于电弧切割和凝结的射频谐振逆变器产生的电外科波形的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0003]电外科包括将高射频电流施加到手术部位以切割，烧蚀或凝结组织。在单极电外科中，源电极或有源电极将射频交流电流从电外科发生器传送到目标组织，并且返回电极将该电流传导回到发生器。病人返回电极的位置远离有源电极，以将电流传导回到发生器。
[0004]在双极电外科中，返回电极和有源电极位置彼此靠近，使得在两个电极之间形成电路(例如，在电外科镊子的情形中)。这样，所施加的电流被限制在位于电极之间的身体组织。因此，双极电外科通常包括例如镊子等器械的使用，其中希望在位于该器械上的两个电极之间实现电外科能量的聚焦传送。镊子是钳状器械，其依赖于其钳爪之间的机械作用来抓住、夹紧并压迫血管或组织。电外科镊子(开放的或内窥镜)使用机械夹紧作用和电能在被夹紧的组织上实现止血。该镊子包括电外科导电表面，其将电外科能量施加到被夹紧的组织。通过控制经由导电板施加到组织的电外科能量的强度、频率和持续时间，外科医生可以凝结，烧灼和/或封闭组织。然而，上述例子仅是用于说明的目的，并且在本公开的范围内存在许多其他已知的双极电外科器械。
[0005]以上概述的电外科过程可以使用基于反馈的控制系统中的各种组织和能量参数。改进向组织传送的能量的需要在持续。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型旨在改进电外科过程中向组织传送的能量。
[0007]本公开提供一种用于控制电外科发生器的方法。所述方法包括:通过RF输出级产生至少一个电外科波形，所述RF输出级包括耦合到RF逆变器的脉冲宽度调制器，所述RF逆变器耦合到用于输出DC电流的功率源；通过至少一个电极将所述至少一个电外科波形施加到组织，所述至少一个电外科波形包括多个周期；测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；计算电压极限和电流极限中的至少一个；以及基于所述电压极限或所述电流极限中的至少一个向所述脉冲宽度调制器提供控制信号，以基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。
[0008]根据上述实施例的其他方面，所述RF输出级包括耦合到控制器的至少一个切换元件。
[0009]根据上述实施例的其他方面，所述控制器包括比例-积分-微分控制器和脉冲宽度调制器，其中所述脉冲宽度调制器配置为向所述至少一个切换元件输出所述控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。
[0010]根据上述实施例的其他方面，所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。
[0011 ] 根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。
[0012]根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器包括电压限制器功能。
[0013]根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器包括电流限制器功能。
[0014]根据上述实施例的其他方面，所述方法还包括在耦合到所述RF输出级的功率源产生DC电流；以及基于所述电压极限或所述电流极限中的至少一个向所述功率源提供所述控制信号，以基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。
[0015]本公开还提供一种电外科发生器，包括:RF输出级，其配置为产生包括多个周期的至少一个电外科波形；耦合到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及控制器，其耦合到所述至少一个传感器和所述RF输出级，所述控制器包括具有电压限制器或电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。
[0016]根据上述实施例的其他方面，所述RF输出级包括耦合到配置为输出DC电流的功率源的RF逆变器。
[0017]根据上述实施例的其他方面，所述RF逆变器包括耦合到所述控制器的至少一个切换元件。
[0018]根据上述实施例的其他方面，所述控制器包括脉冲宽度调制器，其配置为向所述至少一个切换元件输出控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。
[0019]根据上述实施例的其它方面，所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。
[0020]根据上述实施例的其它方面，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。
[0021]根据上述实施例的其它方面，所述控制器还配置为增加所述至少一个电外科波形的电流，以增加放电的发生。
[0022]根据上述实施例的其它方面，所述发生器还包括具有耦合到所述RF输出级的AC-DC转换器的功率源，其中所述RF输出级包括DC-AC逆变器。
[0023]根据上述实施例的其它方面，所述控制器耦合到所述DC-AC逆变器。
[0024]根据上述实施例的其它方面，所述功率源还包括耦合到所述AC-DC转换器和所述RF输出级的DC-DC转换器，所述DC-DC转换器耦合到所述控制器并且可由所述控制器来控制。
[0025]本公开还提供一种电外科系统，包括:电外科发生器，其具有配置为输出DC电流的功率源；耦合到所述功率源的RF输出级，所述功率源包括配置为从所述DC电流产生包括多个周期的至少一个电外科波形的至少一个切换元件；耦合到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及耦合到所述至少一个传感器以及所述RF输出级或所述功率源中至少一个的控制器，所述控制器包括具有电压限制器或电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级或所述功率源中的至少一个饱和。
[0026]所述系统还包括配置为耦合到所述电外科发生器并且向组织施加所述至少一个电外科波形的至少一个电外科器械。
[0027]根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗，并且所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。
[0028]本公开还提供一种电外科系统，包括:
[0029]电外科发生器，包括:
[0030]被配置为输出DC电流的功率源；
[0031 ] 耦接到所述功率源的RF输出级，所述RF输出级包括:
[0032]脉冲宽度调制器；和
[0033]耦接到所述脉冲宽度调制器的RF逆变器，所述RF逆变器被配置为基于所述DC电流生成至少一个电外科波形；
[0034]耦接到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及
[0035]耦接到所述至少一个传感器和所述RF输出级的控制器，所述控制器被配置成向所述脉冲宽度调制器提供控制信号，从而基于所述RF输出级的至少一个电压-电流特性使所述RF输出级饱和；以及
[0036]至少一个电极，被配置成将所述至少一个电外科波形传送到组织。
[0037]根据上述实施例的其它方面，所述RF输出级还包括与控制器耦接的至少一个切换元件。
[0038]根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器包括比例-积分-微分控制器。
[0039]根据上述实施例的其它方面，其中所述脉冲宽度调制器被配置成向所述至少一个切换元件输出控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。
[0040]根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器被配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。
[0041]根据上述实施例的其它方面，其中所述比例-积分-微分控制器被配置为基于所述阻抗提供所述输出。
[0042]根据上述实施例的其它方面，其中所述比例-积分-微分控制器包括电压限制器功能。
[0043]根据上述实施例的其它方面，其中所述比例-积分-微分控制器包括电流限制器功能。
[0044]根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器基于所述RF输出级的电压限制或电流限制中的至少一个向功率源提供控制信号，从而基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。
[0045]根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器还被配置为增大所述至少一个电外科波形