[發(fā)明專利]電外科發(fā)生器和電外科系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710287389.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN107334523B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·A·弗里德里克斯;M·A·約翰斯頓;D·J·科斯提奈特;B·C·特倫托;趙崇文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 柯惠有限合伙公司;田納西大學(xué)研究基金會(huì)
• 主分類號(hào): A61B18/12
• 分類號(hào): A61B18/12
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 王其文

本發(fā)明涉及一種電外科發(fā)生器以及一種電外科系統(tǒng)，所述電外科發(fā)生器包括：構(gòu)造為輸出DC波形的電源；聯(lián)接到電源的逆變器，逆變器包括多個(gè)開關(guān)元件；聯(lián)接到逆變器且構(gòu)造為產(chǎn)生包括多個(gè)開關(guān)脈沖的開關(guān)角波形的控制器。控制器還構(gòu)造為選擇或計(jì)算多個(gè)開關(guān)脈沖中的至少一個(gè)，從而激活多個(gè)開關(guān)元件以基于DC波形產(chǎn)生射頻波形，并且使射頻波形的諧波最小化。

背景

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于消除或最小化電外科發(fā)生器中的泄漏電流的系統(tǒng)和方法。具體地，本公開涉及一種電外科發(fā)生器，所述電外科發(fā)生器構(gòu)造為利用選擇性諧波消除調(diào)制降低引起泄漏電流的高頻諧波波形的振幅。

背景技術(shù)

電外科手術(shù)涉及將高射頻(“RF”)電流施加到手術(shù)部位以切割、消融、干燥、或凝固組織。在單極電外科手術(shù)中，源電極或有源電極將來自電外科發(fā)生器的射頻交流電傳送到目標(biāo)組織。患者返回電極被布置在遠(yuǎn)離有源電極的位置處以引導(dǎo)電流回到發(fā)生器。

在雙極電外科手術(shù)中，返回電極和有源電極相互靠近地布置使得在兩個(gè)電極之間形成電路(例如在電外科手術(shù)鉗的情況下)。通過這種方式，所施加的電流被限制于定位在電極之間的身體組織。因此，雙極電外科手術(shù)通常涉及期望在定位于器械(例如手術(shù)鉗等)上的兩個(gè)電極之間實(shí)現(xiàn)電外科能量的集中輸送的器械的使用。

在使用中，由于電外科發(fā)生器的部件之間的雜散電容，高頻電流可能通過寄生電路路徑從電外科發(fā)生器泄漏。因此，對(duì)電外科發(fā)生器而言需要限制泄漏電流。但是，常規(guī)電外科發(fā)生器采用了泄漏減輕電路，例如泄漏扼流圈、諧波濾波器、以及低寄生電容部件。這些電路是高成本的，且需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)以使其在電外科發(fā)生器內(nèi)正確地起作用。因此，對(duì)于電外科發(fā)生器而言，需要的是在無需采用常規(guī)的泄漏減輕電路的情況下，最小化泄漏電流。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供一種電外科發(fā)生器，所述電外科發(fā)生器包括非諧振逆變器，所述非諧振逆變器具有一個(gè)或多個(gè)開關(guān)元件，所述開關(guān)元件由控制器所產(chǎn)生的開關(guān)波形(例如脈寬調(diào)制波形)控制。利用選擇性諧波消除算法計(jì)算開關(guān)波形，從而降低和/或消除由非諧振逆變器所產(chǎn)生的RF波形中存在的高頻諧波的振幅。高頻諧波波形通過寄生泄漏路徑遇到更低的阻抗，因此，這些波形比基波波形或低頻諧波波形更容易泄漏。因此，通過降低高頻波形的振幅，根據(jù)本公開的電外科發(fā)生器顯著地減少了總漏電流，同時(shí)不影響基頻下傳輸?shù)墓β省?/p>

根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，所述實(shí)施例公開了一種電外科發(fā)生器。所述電外科發(fā)生器包括電源和逆變器，所述電源構(gòu)造為輸出DC波形，所述逆變器聯(lián)接到電源并且包括多個(gè)開關(guān)元件。電外科發(fā)生器還包括控制器，所述控制器聯(lián)接到所述逆變器且構(gòu)造為產(chǎn)生包括多個(gè)開關(guān)脈沖的開關(guān)角波形。所述控制器還構(gòu)造為選擇或計(jì)算多個(gè)開關(guān)脈沖，從而激活多個(gè)開關(guān)元件以基于DC波形產(chǎn)生射頻波形，并且使射頻波形的諧波最小化。

根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，所述實(shí)施例公開了一種電外科系統(tǒng)。電外科系統(tǒng)包括電外科發(fā)生器，所述電外科發(fā)生器包括電源和逆變器，所述電源構(gòu)造為輸出DC波形，所述逆變器聯(lián)接到電源并且包括多個(gè)開關(guān)元件。電外科發(fā)生器還包括控制器，所述控制器聯(lián)接到逆變器并且構(gòu)造為產(chǎn)生包括多個(gè)開關(guān)脈沖的開關(guān)角波形。控制器還構(gòu)造為選擇或計(jì)算多個(gè)開關(guān)脈沖，從而激活多個(gè)開關(guān)元件以基于DC波形產(chǎn)生射頻波形，并且使射頻波形的諧波最小化。電外科系統(tǒng)還包括電外科器械，所述電外科器械構(gòu)造為聯(lián)接到逆變器且傳輸射頻波形。

根據(jù)以上實(shí)施例中任一個(gè)的一個(gè)方面，控制器還構(gòu)造為改變開關(guān)角波形的開關(guān)頻率和占空比。控制器還可以構(gòu)造為在射頻波形的每個(gè)半周期產(chǎn)生五個(gè)開關(guān)脈沖。

根據(jù)以上實(shí)施例中任一個(gè)的另一方面，所述逆變器包括以H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布置的四個(gè)開關(guān)元件。每個(gè)開關(guān)元件均是寬帶隙場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

根據(jù)以上實(shí)施例中任一個(gè)的另一方面，所述開關(guān)角波形是單極對(duì)稱波形或雙極對(duì)稱波形。

附圖說明