專利名稱：一種電外科醫(yī)療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有可變阻抗負(fù)載的射頻頻率發(fā)生器，更具體的涉及一種電外科醫(yī)療設(shè)備，其具有安裝有此種發(fā)生器的單極電極，而發(fā)生器的工作頻率通常超過(guò)5MHz。
公知的電外科醫(yī)療系統(tǒng)包含手持部分，具有從手持部分突出出來(lái)的單個(gè)治療電極的單電極部分，發(fā)生器部分和將發(fā)生器部分與手持部分相連的電纜。這樣的系統(tǒng)通常用于各種的電外科醫(yī)療。通常將導(dǎo)電墊加到病人的身體上，并與發(fā)生器部分的返回端相連，從而形成電外科醫(yī)療電流的回路。此種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，在返回墊的區(qū)域中的組織內(nèi)的電外科醫(yī)療電流的定位，特別是在較高頻率的情況下，由于發(fā)生器和手持部分之間的電纜所產(chǎn)生的反應(yīng)成分的不可預(yù)見(jiàn)性，導(dǎo)致在電極產(chǎn)生不可預(yù)見(jiàn)的電壓。
通過(guò)在申請(qǐng)人的國(guó)際申請(qǐng)No.PCT/GB96/02557中所描述的設(shè)備至少部分的克服了上述缺點(diǎn)，其揭示了一種電外科醫(yī)療設(shè)備，其包含手持部分，具有從手持部分突出出來(lái)的單治療電極的單極電極部分，和手持部分內(nèi)的射頻發(fā)生器，發(fā)生器具有一個(gè)單引導(dǎo)射頻輸出連接線，該輸出連接線與電極耦合。另外發(fā)生器與外部元件相隔離。特別是，例如，發(fā)生器與接地的元件或與返回墊無(wú)其他引導(dǎo)射頻輸出連接。通過(guò)在手持部分內(nèi)設(shè)置發(fā)生器，可避免由于通過(guò)電纜提供射頻-頻率電流的結(jié)果所造成的不可預(yù)測(cè)的阻抗的變化。射頻返回電流借助位于發(fā)生器周圍的導(dǎo)電屏蔽通過(guò)雜散電容耦合在病人和發(fā)生器間通過(guò)。
發(fā)生器的工作頻率最好是5MHz或更大。頻率越高，由于增大的頻率在回路所造成的電抗降低而導(dǎo)致所獲得的電流電平越大?？赏ㄟ^(guò)手持部分內(nèi)的電池對(duì)發(fā)生器供電。這樣可將輻射干擾降低到最小。
在發(fā)生器周圍導(dǎo)電屏蔽的存在會(huì)使雜散電容的變化降低到最小，其中的雜散電容是由于患者用不同的方式夾持所造成的。屏蔽最好與發(fā)生器相隔離，并形成管狀的手持部分體，即以金屬殼的形式，或由電絕緣材料構(gòu)成手持部分體，所述的電絕緣材料被金屬化以提供導(dǎo)電屏蔽。在金屬化層位于手持部分體的外面上部或手持部分體自身為金屬的情況下，最好用電絕緣的外層蓋住外部的金屬表面。通過(guò)提供屏蔽，可降低雜散電容的變化，這是因?yàn)橄嚓P(guān)的發(fā)生器導(dǎo)體和屏蔽之間的電容是恒定的，且屏蔽提供與病人容性耦合的具有恒定面積的導(dǎo)電體。
雖然屏蔽可降低雜散電容的變化，阻抗負(fù)載的變化會(huì)維持能量效率造成相當(dāng)大的困難，其中變化的阻抗是由于在組織-電極接口處改變條件時(shí)所造成的負(fù)載的不可避免的變化所引起的。在較小的程度上，在防止由于瞬間的不匹配所造成的輸出裝置的斷路過(guò)程中會(huì)存在困難。
考慮到這些困難，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所提供的射頻發(fā)生器在變化的負(fù)載狀態(tài)下可工作在基本固定的頻率，發(fā)生器具有一個(gè)輸出級(jí)，該輸出級(jí)包含一個(gè)輸出功率裝置，發(fā)生器還與功率器件相連，輸出網(wǎng)絡(luò)包含治療電極輸出節(jié)點(diǎn)，其中輸出網(wǎng)絡(luò)具有依賴于負(fù)載的諧振狀態(tài)，并包括一個(gè)可變電抗元件，該元件設(shè)置用于至少部分的補(bǔ)償由于在負(fù)載阻抗中的變化所導(dǎo)致的輸出網(wǎng)絡(luò)失諧。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種射頻發(fā)生器，其在負(fù)載變化的情況下能夠工作在基本上固定的頻率下，發(fā)生器的輸出級(jí)包括一個(gè)諧振輸出電路，其具有一個(gè)可變電抗元件(諸如可變電容器)，被設(shè)置用于至少部分的補(bǔ)償負(fù)載阻抗的變化?？梢酝ㄟ^(guò)監(jiān)測(cè)在輸出級(jí)中的相位的變化和最好機(jī)械的驅(qū)動(dòng)電容器，響應(yīng)所檢測(cè)到的負(fù)載阻抗變化自動(dòng)的改變電容，從而以這樣一種方式改變電容，即使得所檢測(cè)到的相位差達(dá)到一個(gè)最佳值或在一個(gè)最佳的范圍內(nèi)。可變電容器最好與發(fā)生器的輸出變壓器(其可以是隔離變壓器或自耦變壓器)的次級(jí)繞組并聯(lián)，形成部分并聯(lián)調(diào)諧輸出電路，通過(guò)負(fù)載的阻抗可以影響該電路的調(diào)諧。
在此情況下，負(fù)載電抗的變化可以得到補(bǔ)償，從而將輸出電抗電路的調(diào)諧保持盡可能的實(shí)際，從而給出最接近真實(shí)負(fù)載阻抗的輸出裝置或裝置(典型的是一對(duì)諸如功率MOSFET的功率晶體管器件)。因此，很滿意的結(jié)果是，發(fā)生器負(fù)載阻抗的變化在不改變工作頻率的情況下被維持在較寬的范圍內(nèi)。
此自耦調(diào)諧效應(yīng)可允許通過(guò)使用高-Q輸出級(jí)用于發(fā)生器輸出的高效耦合，在如上所述的自含電池電源的電外科醫(yī)療設(shè)備中，一個(gè)重要的要求是通過(guò)設(shè)備、用戶和病人之間的高的耦合獲得高效的工作。
表示負(fù)載電抗的用于控制可變電容器的相位信息可通過(guò)將輸出相位與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位進(jìn)行比較而獲得，例如，提供到輸出變壓器的初級(jí)線圈的射頻信號(hào)或提供到輸出裝置的基極或柵極連接的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然后將所獲得的相位差信號(hào)進(jìn)行放大以提供一個(gè)極性的電容器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而當(dāng)負(fù)載阻抗降低時(shí)，可變電容同樣降低，這樣在當(dāng)可變電容器與輸出阻抗(例如變壓器次級(jí)線圈)并聯(lián)的情況下，會(huì)將較大比例的電流提供到負(fù)載。
需注意的是，發(fā)生器的輸出電路可包含一個(gè)輸出耦合電容器(即與發(fā)生器輸出線路串聯(lián))，而可變電容器可構(gòu)成該耦合電容器，因?yàn)槠渫瑫r(shí)構(gòu)成輸出諧振電路的一部分。在此情況下，通過(guò)降低負(fù)載阻抗，在降低可變電容值的同時(shí)還會(huì)降低輸出電流值。此耦合電容器被用于限制發(fā)生器輸出裝置或類似裝置上的負(fù)載。
可變電容器自身還可包含平行電容片，和用于改變片之間的空間間隔的裝置諸如壓電激勵(lì)器。此類裝置的好處在于可以承受與電外科醫(yī)療治療相關(guān)的高壓且可快速的工作，典型的在10ms之內(nèi)。根據(jù)所使用的壓電激勵(lì)器的性質(zhì)，還可獲得更快的響應(yīng)時(shí)間。通常，將高介電常數(shù)的層安插在電容片之間。
本發(fā)明包含電外科醫(yī)療設(shè)備，該設(shè)備安裝一個(gè)如上所述的設(shè)置在手持部分之內(nèi)的發(fā)生器。該設(shè)備具有一個(gè)單極治療電極，其從手持部分突出出來(lái)，而發(fā)生器的可變電抗元件最好位于或鄰近電極進(jìn)入手持部分的接口位置。
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)行描述。


圖1示出所用的電外科醫(yī)療設(shè)備的示意圖；圖2為設(shè)備的縱向截面圖；圖3為處于使用狀態(tài)的設(shè)備的等效電路圖；圖4為本發(fā)明的并構(gòu)成圖1和圖2的部分發(fā)生器的簡(jiǎn)化電路圖5為相位比較器的電路圖；及圖6為根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)發(fā)生器的簡(jiǎn)化電路圖。
參考圖1，自-含式的電外科醫(yī)療設(shè)備包含一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柱狀的手持部分10，如圖所示通過(guò)“鉛筆-方式”將其握住。手持部分的一個(gè)端部10A呈錐形，成單治療電極12形式的電極部分從該端軸向伸出，從而其可與病人的身體14接觸。在錐形端部10A上設(shè)置啟動(dòng)開(kāi)關(guān)16。手持部分體10可由片狀的金屬構(gòu)成，并提供有由膜材料構(gòu)成的絕緣蓋。另外，可通過(guò)電絕緣塑料材料模制出手持部分體10，并使內(nèi)表面或外表面金屬化。如果金屬化部分位于外表面上，可提供一個(gè)電絕緣覆層，以將金屬化部分與用戶的手進(jìn)行隔離。
在圖2的截面圖中，所示出的手持部分體10包含導(dǎo)電罩10S和絕緣殼10C。包含射頻發(fā)生器和電池的內(nèi)部電子部分18被安裝在罩10S內(nèi)。雖然如圖所示，通過(guò)罩10C將電子部分18完全的包裹上并不是非常重要，最好至少發(fā)生器部分落在罩的長(zhǎng)度方向的范圍內(nèi)。罩10具有多種用途。內(nèi)部電子部分18具有非一致的物質(zhì)，并分布在殼內(nèi)，相對(duì)地具有不同的電勢(shì)。罩10C提供相同或均勻電勢(shì)的表面。通過(guò)使絕緣層10I的尺寸和厚度最小，罩的尺寸可被制的最大，從而與病人、用戶和外部接地物體的電容耦合可做到最大。
通過(guò)使罩成為環(huán)形連續(xù)的形狀，內(nèi)部電子元件可有效的屏蔽射頻輻射的潛在的干擾。用金屬制造殼的好處在于在提供罩功能的同時(shí)，還具有另外的好處，即罩可提供均勻的熱擴(kuò)散，因此可改善電子部分內(nèi)由于無(wú)效的工作所造成的功率消耗。
參考圖3，現(xiàn)在討論在使用狀態(tài)的設(shè)備的等效電路圖。在手持部分體內(nèi)，設(shè)置一個(gè)射頻發(fā)生器18G，其工作在(在圖3中未示出開(kāi)關(guān)16和罩10S)工業(yè)、科學(xué)或醫(yī)療頻帶中的其中一個(gè)5MHz頻率上。在最好的設(shè)備中，工作頻率為40.65MHz。其他可能的頻率包含6.79MHz，13.65MHz，27.1MHz和915MHz。發(fā)生器具有一個(gè)與電極12耦合的輸出連接(圖1)，且不具有其他的將電流引導(dǎo)到病人的輸出連接。發(fā)生器18G的導(dǎo)電元件(在圖3中用標(biāo)號(hào)20表示元件)充當(dāng)天線22，并通過(guò)手持部分體10的導(dǎo)電罩10S(參考圖1和圖2)借助電容24與病人14間接容性耦合，在圖3中作為第二天線。用線26表示電極與組織接口。因此，當(dāng)在使用時(shí)，發(fā)生器18G的有源輸出連接通過(guò)被操作的組織與病人14相連，在圖3中用電阻28表示此組織的電阻。此電阻的典型值為1千歐姆，并可降低到100歐姆。
發(fā)生器18G的輻射導(dǎo)體20同樣通過(guò)電容30與用戶容性相連，其是發(fā)生器與罩和罩與用戶的電容的串聯(lián)組合，正如電容34所表示的，用戶32輪流與低容性耦合，在用戶和病人之間存在間接和直接的容性路徑。類似的，存在一個(gè)從發(fā)生器導(dǎo)電元件20通過(guò)手持部分體10(特別是罩10S)電容38到地的間接路徑和病人14與地之間的串聯(lián)電容。發(fā)生器18G和病人14之間的總的電容至少是15pF，其分別來(lái)自發(fā)生器對(duì)病人的電容24、手持部分體對(duì)用戶的電容30、用戶對(duì)地的電容34、身體對(duì)地的電容38和病人對(duì)地的電容36。
在圖中未示出電池，其同樣被裝在手持部分體10內(nèi)。其最好是鎳-鎘或鋰-離子電池，通過(guò)機(jī)體10的與電極12的相對(duì)的端子可進(jìn)行充電。
該設(shè)備主要的但并不局限于精細(xì)的醫(yī)療工作，諸如椎骨、神經(jīng)、整形外科、耳-鼻-喉即牙科的治療，以及辦公室的流程。
現(xiàn)在參考圖4，設(shè)備的發(fā)生器包含在晶體管Q4基礎(chǔ)上的固定頻率晶體振蕩器，建立在晶體管Q3基礎(chǔ)上的驅(qū)動(dòng)級(jí)并具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)變壓器TR1，和建立在晶體管Q1和Q2基礎(chǔ)上的推-挽輸出級(jí)。晶體管Q1和Q2為MOSFET，且被連接在高壓電源之間(通常為50V)，并具有一個(gè)公共的輸出連接40，由此通過(guò)耦合電容C5可向輸出變壓器TR2的初級(jí)繞組輸送位于振蕩頻率的射頻功率信號(hào)。變壓器TR2的次級(jí)繞組通過(guò)耦合電容C1與發(fā)生器輸出42耦合?？勺冸娙萜鱒C2充當(dāng)調(diào)諧元件，與表示雜散電容的電容Cstray一起將電極和與其連接的導(dǎo)體接地。感應(yīng)變壓器TR3和TR4分別與變壓器TR2的初級(jí)和次級(jí)繞組串聯(lián)連接，其次級(jí)繞組供電給相比較器和伺服驅(qū)動(dòng)電路44用于驅(qū)動(dòng)可變電容器VC2。
可以看出，輸出級(jí)具有兩個(gè)諧振電路。串聯(lián)電路包含電容器C5，TR2的漏感和TR3，串聯(lián)電路還包含變壓器(主元件)TR2的次級(jí)繞組，TR4的初級(jí)繞組，以及由可變電容VC2，耦合電容C1和雜散電容Cstray所構(gòu)成的電容器陣列。這兩個(gè)諧振電路之間的相互關(guān)系隨著負(fù)載和雜散電容而發(fā)生變化。串聯(lián)諧振電路基本上不受影響。當(dāng)與輸出42相連的并聯(lián)電路受負(fù)載和雜散電容的影響。相應(yīng)的，在電路與輸出變壓器TR2的初級(jí)繞組相關(guān)的情況下，通過(guò)使用變壓器TR3和TR4從輸出電路(與輸出42相關(guān))和輸出電路的電路上游部分獲取感應(yīng)信號(hào)，可獲得用于改變電容器VC2的電容的相差信號(hào)，從而補(bǔ)償負(fù)載和雜散電容中的失諧變化。
此時(shí)應(yīng)注意，需要指出任何固定值阻抗匹配電路表現(xiàn)出電感性或電容性，他們損害輸出開(kāi)關(guān)切換裝置Q1，Q1的開(kāi)關(guān)效率。這是因?yàn)?，此種的阻抗變化伴隨著相位的變化，可使用應(yīng)用諧振電路降低諧波的輸出級(jí)，以獲得用于相位比較器44的相位感測(cè)信號(hào)。
在圖5中詳細(xì)示出了相位比較器，以及變壓器TR3和TR4。如上所述，通過(guò)變壓器TR3和TR4的次級(jí)繞組提供用于相位比較器的信號(hào)電平。從每個(gè)與變壓器TR2相關(guān)的調(diào)諧電路提供相位信息。通過(guò)對(duì)接收并聯(lián)相位信號(hào)的變壓器使用分離的繞組，借助二極管D11，D12可產(chǎn)生交替周期的獨(dú)立半波整流，通過(guò)將串聯(lián)相位信號(hào)的相位進(jìn)行混合，可校正相位比較器。然而，當(dāng)兩個(gè)感應(yīng)信號(hào)彼此相對(duì)具有90度的相位偏差時(shí)，在半波整流器D11，D12的輸出所產(chǎn)生的誤差電壓僅為零。如圖5中所示，通過(guò)可變電容器RV1和C13的組合可提供預(yù)設(shè)的相位偏移，其中電容器C13與變壓器TR4的次級(jí)繞組并聯(lián)連接，一設(shè)定輸出變壓器TR2的初級(jí)和次級(jí)之間的最佳的相差(參見(jiàn)圖4)。在圖5中，通過(guò)電阻-電容R11，C11和R12，C12的組合可提供平滑的整流器輸出電壓，且通過(guò)一個(gè)比較器(未示出)對(duì)來(lái)自輸出46的輸出誤差電壓進(jìn)行放大并加到適宜的驅(qū)動(dòng)電路(同樣未示出)。此驅(qū)動(dòng)電路安裝一個(gè)主極點(diǎn)，用于補(bǔ)償在反饋環(huán)路中由于例如在與可變電容器VC2的組裝相關(guān)的機(jī)械諧振中所產(chǎn)生的電勢(shì)的不穩(wěn)定。
現(xiàn)在參考圖4，可變電容器VC2，耦合電容器C1和輸出電容結(jié)構(gòu)的雜散電容對(duì)輸出諧振電路的調(diào)諧都起作用。通過(guò)使用可變電容元件作為調(diào)諧電容器，可獲得最大的電流輸送。特別是，通過(guò)設(shè)置比較器和驅(qū)動(dòng)器，從而當(dāng)負(fù)載阻抗降低時(shí)，輸出變壓器兩端產(chǎn)生相應(yīng)的相差變化，可變電容器VC2的電容降低，并可將較大部分的有效電流提供到負(fù)載。需注意的是，作為一種變化，可變電容可被代替作為輸出耦合電容器C1。在此情況下，負(fù)載阻抗的降低會(huì)同時(shí)使可變耦合電容和有效電流降低，這在當(dāng)切換器件Q1，Q2需要被保護(hù)防止過(guò)重負(fù)載時(shí)很有用。
可變電容器VC2具有不同的形式。其最好是由平行板電容器構(gòu)成，通過(guò)壓電陶瓷激勵(lì)器控制片的分離程度?？赏ㄟ^(guò)兩種不同的方式生產(chǎn)激勵(lì)器(a)以與雙金屬帶類似的方式形成彎曲的帶或(b)軸向的固體壓電元件(其可為單層或多層)。此類的激勵(lì)器通過(guò)美國(guó)Ohio，Bedford的Morgan Matroc，Inc公司可獲得。
彎帶型激勵(lì)器對(duì)應(yīng)變化的所施加的電壓通過(guò)在兩個(gè)結(jié)合材料之間產(chǎn)生不同的膨脹而產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。通過(guò)將壓電陶瓷材料接合到金屬基片上而形成彎曲。由于陶瓷可被極化壓縮和膨脹，因此可在兩個(gè)方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。同樣，可用壓電材料覆到金屬基片的兩側(cè)，從而在相反的方向上極化每個(gè)覆層，以增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的程度。當(dāng)向帶上施加電壓時(shí)，產(chǎn)生彎曲。通常所施加的電壓在50V到100V之間，此產(chǎn)生用于改變可變電容器的電容的足夠的運(yùn)動(dòng)。通?？色@得8到24pF的電容變化。
對(duì)于軸向壓電激勵(lì)器，直接使用壓電運(yùn)動(dòng)。激勵(lì)器由多層元件構(gòu)成，以響應(yīng)所施加的電壓獲得足夠的運(yùn)動(dòng)。通常的，軸向壓電激勵(lì)器比彎曲帶類具有更快的響應(yīng)時(shí)間。
通過(guò)機(jī)電或電磁技術(shù)，例如通過(guò)使用移動(dòng)的線圈器件同樣可改變可邊電容器VC2的電容。
電容器自身(圖中未示出)包含平行板，插入薄的介電層，該層具有高的介電常數(shù)。最好的材料是云母，其可以薄的疊層形式獲得。此種材料的介電強(qiáng)度在每毫米40到200kV之間。如上所述，由于電容器被用做調(diào)諧電路調(diào)諧電容器或功率耦合電容器，電容器片兩端的電壓可達(dá)到1kV。典型的，介電層的厚度范圍為25微米到50微米。對(duì)于相對(duì)介電常數(shù)為6的介電層，可構(gòu)成每平方毫米為2pF的平行板電容器。具有50微米的總偏差，因此最小的電容為0.16pF/平方毫米(mmsq)。
對(duì)于圖1和圖2中所示的手持部分內(nèi)的可變電容器VC2的物理位置，最好將其固定在電極進(jìn)入手持部分的接口的區(qū)域內(nèi)，以便將發(fā)生器的輸出42(圖4)和露出的電極12之間的導(dǎo)線長(zhǎng)度降低到最小。
當(dāng)可變電容器VC和與其相關(guān)的控制電路的響應(yīng)速度變快時(shí)，電外科醫(yī)療作用的實(shí)質(zhì)在于，由于在負(fù)載阻抗中的快速變化會(huì)發(fā)生某些瞬時(shí)的不匹配(例如由于形成電弧和斷裂)。為了將輸出器件Q1，Q1上的瞬時(shí)電壓效應(yīng)將到最小，如圖所示，在每個(gè)輸出MOSFET Q1，Q2上設(shè)置反向偏壓肖特基二極管D1，D2。以高速率變化的過(guò)壓并聯(lián)器件Q1、Q2被二極管D1，D2的導(dǎo)通的限制并不是很大，而主要是通過(guò)他們的變?nèi)荻O管起作用。雖然這些二極管D1，D2增大了開(kāi)關(guān)電容，通過(guò)驅(qū)動(dòng)作為部分電感負(fù)載的輸出級(jí)，可以對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，從而輸出器件上的凈效應(yīng)是純電阻性的，在發(fā)生過(guò)大的不匹配時(shí)的情況除外。
圖4中所示的發(fā)生器的輸出級(jí)為軌-軌相連的圖騰柱結(jié)構(gòu)的C級(jí)輸出級(jí)。圖6中示出了另外一個(gè)輸出級(jí)。在此情況下，分別建立在晶體管Q3和Q4基礎(chǔ)上的晶體振蕩器和驅(qū)動(dòng)器的功能保持與鉗位齊納二極管D3到D6一樣，其中鉗位齊納二極管D3到D6與輸出器件Q11，Q12的柵極連接并聯(lián)。然而，輸出器件Q11，Q12被如圖6中所示，和另外的肖特基二極管設(shè)置成半-橋結(jié)構(gòu)，并將具有輸出變壓器TR5的初級(jí)線圈的輸出器件串聯(lián)在半橋結(jié)構(gòu)之間。輸出諧振電路與圖4的實(shí)施例中的相同。
為了簡(jiǎn)化，在圖6中未示出相位感測(cè)電路。然而，需注意的是，可使用圖5的相位比較器，使其中一個(gè)輸入變壓器連接在用于輸出器件的射頻柵極驅(qū)動(dòng)電路中，而另外一個(gè)與前面的一樣與輸出變壓器TR1的次級(jí)繞組串聯(lián)連接。
簡(jiǎn)而言之，上述的電路通過(guò)使用快速響應(yīng)線性激勵(lì)器和在輸出諧振電路中通過(guò)可變電抗的相位比較提供快速的電容變化，所述的線性激勵(lì)器工作在較小的移動(dòng)范圍內(nèi)。響應(yīng)于相位比較提供對(duì)可變電抗元件的驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種能夠在可變負(fù)載情況下工作在基本固定頻率上的射頻電外科醫(yī)療發(fā)生器，該發(fā)生器具有一個(gè)輸出級(jí)，該輸出級(jí)包含一個(gè)功率輸出器件，輸出網(wǎng)絡(luò)包含治療電極輸出節(jié)點(diǎn)，其中輸出網(wǎng)絡(luò)具有依賴于負(fù)載的諧振狀態(tài)，并包含一個(gè)可變電抗元件，該元件設(shè)置用于至少部分的補(bǔ)償由于在負(fù)載阻抗中的變化所導(dǎo)致的輸出網(wǎng)絡(luò)失諧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件與功率器件和所述節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)路徑相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于包含一個(gè)感測(cè)電路，其具有一個(gè)與可變電抗元件耦合的輸出，其中感測(cè)電路被設(shè)置成以感測(cè)負(fù)載阻抗變化并在所述的輸出中產(chǎn)生負(fù)載阻抗響應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，其中電抗元件被設(shè)置成使得其可以響應(yīng)調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)節(jié)其電抗，從而進(jìn)行所述的補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于感測(cè)電路可以感測(cè)負(fù)載電抗的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于感測(cè)電路包含相位比較器，其具有與輸出級(jí)的各個(gè)不同部分耦合設(shè)置的輸入端，以在感測(cè)電路中產(chǎn)生輸出一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，用于調(diào)節(jié)電抗器件，從而使相位比較器輸入信號(hào)之間的相位差達(dá)到預(yù)定的值或位于預(yù)定的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件為可變電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件包含一個(gè)伺服器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于輸出級(jí)包含一個(gè)輸出變壓器，而可變電抗元件與變壓器的次級(jí)繞組耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件形成并行-調(diào)諧輸出網(wǎng)絡(luò)的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件為電容器，而調(diào)諧電路包含一個(gè)變壓器繞組。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于輸出網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)發(fā)生器輸出線路，其中可變電抗元件與輸出線路串聯(lián)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件為電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于可變電抗元件形成功率元件和發(fā)生器的輸出節(jié)點(diǎn)之間的輸出電路的一部分。
14.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的發(fā)生器，其特征在于發(fā)生器具有一個(gè)作為天線的導(dǎo)電元件。
15.一種電外科醫(yī)療設(shè)備，其包含一個(gè)手持部分，一個(gè)從手持部分突出出來(lái)的治療電極，和一個(gè)如前面任一權(quán)利要求所述的發(fā)生器，其具有與治療電極相連的發(fā)生器治療電極輸出節(jié)點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于其具有一個(gè)單治療電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)生器的結(jié)構(gòu)使得在使用期間它的射頻返回通道是由電磁場(chǎng)傳輸通過(guò)病人和設(shè)備之間的空氣產(chǎn)生的。
全文摘要
在一種電外科醫(yī)療設(shè)備中,該設(shè)備對(duì)變化的負(fù)載阻抗敏感,尤其是對(duì)變化的負(fù)載電抗非常敏感,固定射頻發(fā)生器具有一個(gè)由至少一個(gè)功率輸出器件構(gòu)成的輸出級(jí)(Q1,Q2,TR2－TR4,C1,VC2,42),并與電源器件相連,一個(gè)帶有負(fù)載－依賴共振條件的輸出網(wǎng)絡(luò)。為了補(bǔ)償在負(fù)載電抗中的變化,輸出網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)動(dòng)態(tài)可變電容器(VC2),其保持網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧基本恒定。通過(guò)相位比較器和伺服器件(44)對(duì)電容器(VC2)進(jìn)行改變,其中伺服器件(44)響應(yīng)由于負(fù)載電抗變化而導(dǎo)致的輸出級(jí)中的相差的變化。
文檔編號(hào)A61B18/12GK1253485SQ9880448
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月24日
發(fā)明者科林·查理斯·歐文·戈布爾 申請(qǐng)人:蓋拉斯醫(yī)療有限公司