[實(shí)用新型]一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621208674.1
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN206761739U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史文勇
• 申請（專利權(quán)）人: 厚凱（天津）醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B17/32
• 分類號: A61B17/32;A61B17/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及超聲手術(shù)刀領(lǐng)域，具體涉及一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超聲外科是近10多年來全世界外科手術(shù)領(lǐng)域的革命。超聲外科手術(shù)器械常用于內(nèi)窺式微創(chuàng)手術(shù)和開放性手術(shù)。該器械可用于術(shù)中止血，從而減少手術(shù)過程中的出血現(xiàn)象，這種器械可以在低溫環(huán)境(50至70℃)下封閉血管，無組織燒傷和結(jié)痂現(xiàn)象。

超聲外科手術(shù)器械是通過超聲換能器激勵(lì)的，而超聲換能器都是由超聲功率驅(qū)動(dòng)電源供能的，常規(guī)的超聲功率驅(qū)動(dòng)電源，普遍要通過匹配電路進(jìn)行超聲換能器的驅(qū)動(dòng)激勵(lì)，原因在于，如圖1所示，一超聲換能器在其機(jī)械諧振頻率附近的等效電路圖，C₀為靜態(tài)電容，是電學(xué)元件；L₁為動(dòng)態(tài)電感，C₁為動(dòng)態(tài)電容，R₁為動(dòng)態(tài)電阻，三者構(gòu)成等效電路的機(jī)械臂。u(t)為換能器的外部電壓，也是機(jī)械臂電壓，使用鎖相式動(dòng)態(tài)調(diào)頻率需要準(zhǔn)確測量u(t)和i1(t)的相差ψd，u(t)可測量，但i₁(t)不可獨(dú)立測量，只能測量i(t)，將靜態(tài)電感L₀和超聲換能器看做整體，測量a，b之間的電壓和電流，通過兩者的相位差來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電感，因?yàn)楦鶕?jù)LCR串聯(lián)諧振性質(zhì)，相差為正，說明電壓超前電流，靜態(tài)電感L₀與超聲換能器整體呈感性，通過調(diào)整靜態(tài)電感L₀的電感值使超聲換能器工作在諧振狀態(tài)下。

超聲換能器工作在諧振點(diǎn)時(shí)，超聲換能器內(nèi)靜態(tài)電容C₀和L₀所在回路的阻抗最小，經(jīng)過靜態(tài)電容C₀和L₀的電流最大，因靜態(tài)電容C₀和L₀并非理想器件，均存在損耗，并且由此而導(dǎo)致超聲換能器發(fā)熱的現(xiàn)象發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)，甚至因?yàn)槌晸Q能器溫度過高，而使手術(shù)操作者無法掌握，影響使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以減少超聲換能器的發(fā)熱量。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案提供了一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括超聲換能器和主控制器，其中：

所述主控制器的輸出端與所述超聲換能器的輸入端直接連接，且所述主控制器用于輸出驅(qū)動(dòng)所述超聲換能器的正弦波信號。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型實(shí)施例通過主控制器直接輸出驅(qū)動(dòng)超聲換能器的正弦波信號，且主控制器的輸出端與超聲換能器的輸入端直接連接，令超聲換能器工作于諧振狀態(tài)，超聲換能器阻抗最小，超聲換能器的效率最高，因而超聲換能器的熱損耗較低，避免了超聲換能器發(fā)熱量大的現(xiàn)象。并且簡化了主控器的電路結(jié)構(gòu)，有利于超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化、輕型化和小型化。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化，主控制器直接輸出正弦波以驅(qū)動(dòng)超聲換能器，且超聲換能器處于非諧振狀態(tài)，降低了超聲換能器的功耗。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該直接激勵(lì)式超聲功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，通過超聲換能器的工作電壓和工作電流的相位差來追蹤調(diào)整靜態(tài)電感的電感值，以保證超聲換能器盡量工作在諧振點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)超聲換能器的最大有用功率輸出。如圖1所示，超聲換能器12工作在諧振點(diǎn)，導(dǎo)致超聲換能器12內(nèi)靜態(tài)電容C₀所在支路的阻抗最小，經(jīng)過靜態(tài)電容C₀的電流較大，因而靜態(tài)電容C₀的功耗較大，并且由此而導(dǎo)致超聲換能器12發(fā)熱量大的現(xiàn)象發(fā)生。