专利名称：电外科高频发生器的制作方法
电外科高频发生器本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的电外科高频(HF)发生器。在现代外科手术中，电外科高频发生器通常用于切割或凝结生物组织。为此，频率 大于300KHz的高频信号由电外科高频发生器产生，并在待处理的位置由外科医生通过电 极加以施加。电外科高频发生器包括用于为发生器平台供能的电源，该发生器平台在包括 并联谐振回路和串联谐振回路的输出过滤器中激发高频振荡。这种电外科高频发生器是已 知的，例如根据DE 39 04 558A1。电外科高频发生器研制中存在的问题在于，它们必须具有极高的效率，因为一方 面对于电外科高频发生器来说将会需要在手术场所中不能接受的冷却系统，另一方面因为 可能的话并不需要三相连接。因此，只有进一步提高电外科高频发生器的效率水平，才可能 增加电外科高频发生器输出的最大电流和最大高频电压。本发明的目的之一是提供一种具有改进效率水平的用于切割或凝结生物组织的 电外科高频发生器。根据权利要求1所述的电外科高频发生器使该目的得以完成。优选实施方式公开 在从属权利要求中。电外科高频发生器具有用于为发生器平台供能的电源，该发生器平台在包括并联 谐振回路和连接其上的串联谐振回路的输出过滤器中激发高频振荡。串联谐振回路具有高 于并联谐振回路的谐振频率的谐振频率。根据现有技术，串联谐振回路和并联谐振回路的谐振频率极其一致，因为否则的 话电压和电流不会成相位地振荡。本发明的重点是偏离这一教导，使串联谐振回路的谐振 频率高于并联谐振回路的谐振频率。这基于以下事实的认知，即输出过滤器的并联谐振的 谐振频率在负载下移向较高的频率，也就是说，电流和电压在负载下不成相位。因此，根据 现有技术的电外科高频发生器的频率水平随着负载增加而下降。根据本发明谐振频率选择 的结果在于，在电外科高频发生器的自由运行期间，尽管与现有技术相比，负载下两相位之 间的差减小，电压和电流不成相位，即高频发生器的频率水平在负载下提高了。优选地，串联谐振回路的谐振频率在并联谐振回路的谐振频率之上5% -25%的 范围内，特别优选7. 5% -12%。令人惊奇地发现，随着谐振频率的这种选择，在通常的载荷 下获得了特别高的频率水平。串联谐振回路的谐振频率优选低于电外科高频发生器短路期间存在的由电外科 高频发生器产生的高频振荡的频率。优选地，串联谐振回路的谐振频率比电外科高频发生 器短路期间存在的高频信号的频率低0. 9倍，更优选低0. 8倍。这样，能够获得防短路的输 出过滤器。优选地，并联谐振回路通过变压器连接到串联谐振回路上。因此两个谐振回路彼 此电接触分离。正用该电外科高频发生器治疗的病人也因此与电源电接触分离。如果并联谐振回路的电感是例如其一级绕组的变压器的电感时，则产生特别简单 的输出过滤器的设计。优选地，串联谐振回路在变压器的每侧，即在其二级绕组的每侧上都具有电感，连接到其每个的输出侧上的是电容，每个电容连接到各个电极上。如果发生器平台包括有激发输出过滤器中的振荡的切换平台则是便利的，因为切 换平台的激发频率控制简单。为了产生与电外科高频发生器频率相匹配的驱动信号，产生器平台可具有通过电 容连接到并联谐振回路上的控制输入。通过电容从并联谐振回路去耦合的信号可供送给相 位转换器，在其输出端上连接有脉冲形成的平台。通过由外科医生触动的开关，例如手动开关或脚动开关，脉冲形成平台的信号可 供送给驱动平台。下面参照附图以简单示例的方式对本发明进行说明，其中
图1示出了显示电外科高频发生器原理的回路图，和图2显示了作为高频信号的频率函数的电外科高频发生器的发生器输入阻抗和 串联回路阻抗。图1中的电外科高频发生器通过主输入平台13供能。这供送有可调节的电源装 置12，该装置连接到包括电容1和电感2的并联谐振回路上。电感2是变压器的一级绕组。 变压器将并联谐振回路1，2连接到串联谐振回路上，包括在变压器的二级绕组每侧上的串 联回路闭塞部3，去耦合电容4在输出侧连接到其每个上。各个电极连接到每个去耦合电 容4上。并联谐振回路1，2和串联谐振回路3，4构成了输出过滤器。对于驱动输出过滤器 必要的脉冲通过电容6和电阻7从并联谐振回路1，2去耦合。来自并联谐振回路1，2的信 号在电容6和电阻7之间分接出兵供送给相位转换器8。脉冲形成平台9连接在相位转换 器8的输出侧。相位转换器8和脉冲形成平台9构成驱动信号，驱动信号按照输出过滤器 存在的谐振同步化并通过操作装置11供送给驱动平台10。操作装置11可以是例如手动开 关或脚动开关并通过启动电外科高频发生器的外科医生加以操作。驱动平台10控制构造 为Mosfet的开关5，它将并联谐振回路1，2连接到可控制的电源装置12。串联回路闭塞部3和去耦合电容4的尺寸要使得串联谐振回路3，4的谐振频率要 高于并联谐振回路1，2的谐振频率。例如，发生器的基本频率可选择为等于并联谐振回路 频率，例如350kHz。串联谐振回路的谐振频率可以是例如并联谐振回路谐振频率的1. 1倍， 具体为385kHz (参见图2)。发生器短路频率为500kHz，因此显著高于串联回路谐振频率。 虚线显示在不同负载情况下并联谐振回路1，2的阻抗。连续线是包络线。在电外科高频发 生器的自由运行状态(负载阻抗R_非常高，表示为R_> >)下，在350kHz的基本频率， 阻抗是最大的。随着增加负载，即降低负载阻抗(Rt_<)，最大值移向更高的频率，例如移 到385kHz。串联谐振回路3，4的阻抗在该频率(385kHz)是最大的。因此在385kHz的工作 频率，电压和电流成相位，即效率在对应该频率的负载是最佳的。在短路下(Rwe;<<)，并 联谐振回路阻抗的最大值是在500kHz的短路频率。附图标记
1电容/电容器
2电感/线圈
3电感/线圈
4去耦合电容
5开关
6电容器7电阻器8相位转变器9脉冲形成平台10驱动器平台11操作装置12电源装置13主输入平台
权利要求
1.用于切割和/或凝结生物组织的电外科高频发生器，包括电源(12)和用于在输出过 滤器中激发高频振荡的发生器平台，该输出过滤器包括并联谐振回路(1, 和连接其上的 串联谐振回路(3，4)，其上连接有至少一个电极，其特征在于，串联谐振回路(3，4)具有高 于并联谐振回路(1，2)的谐振频率的谐振回路。
2.根据权利要求1所述的电外科高频发生器，其特征在于，串联谐振回路(3，4)的谐振 频率在并联谐振回路(1，2)谐振频率之上的5%-25%范围，优选7. 5%-12. 5%的范围。
3.根据在前权利要求之一所述的电外科高频发生器，其特征在于，串联谐振回路 (3. 4，)的谐振频率低于电极短路期间发生的频率。
4.根据权利要求3所述的电外科高频发生器，其特征在于，串联谐振回路(3，4)的谐振 频率比电极短路期间发生的高频信号频率低0. 9倍，优选低0. 8倍。
5.根据在前权利要求之一所述的电外科高频发生器，其特征在于，并联谐振回路(1， 2)通过变压器耦合到串联谐振回路(3，4)上。
6.根据权利要求5所述的电外科高频发生器，其特征在于，并联谐振回路(1，2)具有作 为变压器一部分的阻抗O)。
7.根据权利要求5或6所述的电外科高频发生器，其特征在于，串联谐振回路(3，4)在 电压器的任一侧上具有阻抗(3)。
8.根据权利要求7所述的电外科高频发生器，其特征在于，连接到两阻抗C3)每一个输 出侧上的是电容G)，其每个连接到各个电极上。
9.根据在前权利要求之一所述的电外科高频发生器，其特征在于，发生器平台包括开 关平台。
10.根据在前权利要求之一所述的电外科高频发生器，其特征在于，发生器平台具有控 制输入，其通过电容(6)连接到并联谐振回路(1, 上。
11.根据权利要求10所述的电外科高频发生器，其特征在于，为了产生同步于高频发 生器频率的驱动信号，在其外侧上连接有脉冲形成平台(9)的相位转换器⑶连接到控制 输入上。
12.根据权利要求11所述的电外科高频发生器，其特征在于，来自脉冲形成平台(9)的 输出信号通过操作装置(11)供送给驱动平台(10)。
全文摘要
用于切割和/或凝结生物组织的电外科高频发生器，包括电源和用于在输出过滤器中激发高频振荡的发生器平台，该输出过滤器包括并联谐振回路和连接其上的串联谐振回路，其上连接有至少一个电极，如果串联谐振回路具有高于并联谐振回路的谐振频率的谐振回路，则具有改进的效率水平。
文档编号A61B18/12GK102131473SQ200980133629
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月14日 优先权日2008年8月27日
发明者埃里希·维尔纳 申请人:爱尔伯电子医疗设备有限公司