專利名稱：一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀，不僅在直視手術中，如普通外科、胸外、腦外、五官科、頜面外科得到了廣泛的應用，而且可應用在各種手術中，如腹腔鏡、前列腺切鏡、胃鏡、膀胱鏡、宮腔鏡等手術中，屬于高頻電刀技術領域。
背景技術：
高頻電刀也稱高頻手術器，是一種取代機械手術刀進行組織切割的電外科器械。它通過有效電極尖端產生的高頻高壓電流與肌體接觸時對組織進行加熱，實現對肌體組織的分離和凝固，從而起到切割和止血的目的。高頻電刀自1920年應用于臨床至今，已有70多年的歷史了。其經歷了火花塞放電-大功率電子管-大功率晶體管-大功率MOS管四代的變更，隨著計算機技術的應用、普及、發展，目前，高性能的單片機廣泛應用在高頻電刀的整機控制，實施了對各種功能下功率波形、電壓、電流的自動調節，各種安全指標的檢測，以及程序化控制和故障的檢測及指示，因而大大提高了設備本身的安全性和可靠性，簡化了醫生的操作過程。
由于高頻電刀可同時切割和凝血，在機械手術刀難以進入和實施的手術中如腹部管道結扎、前列腺尿道腫物切除得以普遍應用，高頻電刀的突出的凝血效果，使它廣泛地應用在彌漫性滲血部位如肝臟、脾臟、甲狀腺、乳腺、肺部手術中，與傳統采用機械手術刀相比，在臨床上采用高頻電刀可大大縮短手術時間，減少患者失血量及輸血量，從而降低并發癥及手術費用，因此它具有切割速度快、止血效果好、操作簡單、安全方便的優點。
高頻電刀中的雙片極板檢測電路是近10年發展起來的一種新技術，它的目的是能檢測到高頻電刀返回極板與病人的粘貼面積，因為返回極在高頻電刀啟動時產生很大的高頻電流，如果返回極板與病人的粘貼面積減小，就會引起病人與極板接觸的這部分面積的電流密度增加，當此電流密度大于一定值時，就會發生燒傷事故。所以能精確、有效地檢測到病人與返回極板的面積是非常重要的，它的基本原理是通過兩片分離的導電軟性粘貼極板，如圖2所示，粘貼在病人身上，因為人體是導體，所以兩片分離極板之間將會產生一定的電阻，此電路的大小與人體的粘貼面積有關，兩片分離極板之間電阻與此極板與人體的粘貼面積成正比，面積越大，阻抗越小。另外由于兩片分離的極板即雙片極板是作為高頻電刀功率的返回極板，所以極板上有很大的高頻電流，這對粘貼面積的檢測會造成很大的干擾。
如圖3所示是過去所用的雙片極板線路圖，CH8-1、CH8-2接雙片極板，TH1是阻抗變換器，它的次級是中心抽頭的兩組對稱繞組，所以TH1能將兩片極板與人體之間的接觸阻抗變換到次級的兩組繞組上，而由于次級的兩個繞組是對稱的，所以高頻返回電流在中心抽頭端正好是互相抵消的，IC7(4011)、C15、R14、R15組成一個多諧振蕩器，它將輸出兩路倒相方波信號，分別加在Q1、Q2上，P2、Z1、Q3、R17組成一個恒流源電路，它通過TH1次級的中心抽頭為Q1、Q2的集電極提供恒定電流IR，而TH1的兩個次級繞組正好是Q1、Q2的集電極負載電阻RL1、RL2，所以當Q1導通時，TH1中心抽頭的電壓V＝IR*RL1(Q1的集電極飽和電壓VCE忽略不計)，同樣當Q2導通時，TH1中心抽頭的電壓V＝IR*RL2，因為RL1＝RL2，所以中心抽頭的電壓為V＝(IR*RL1+IR*RL2)/2＝(IR*RL1+IR*RL1)/2＝IR*RL1設TH1的匝數比為K，兩片極板與病人的接觸阻抗為RL，所以RL1＝K*RL，所以V＝K*IR*RL，所以TH1中心抽頭的電壓V和兩極板與病人的接觸電阻RL成正比。
這樣的電路存在的缺點是1.恒流源輸出電流IR是否穩定是準確檢測RL的重要因素，恒流源的輸出電流IR＝β*[(VZ1-VEB)/RP2]，由于穩壓管電壓VZ1和三極管VEB都有溫度漂移，所以此電路恒流源的溫度漂移是影響RL檢測的重要因素。
2.電流推動管Q1、Q2的集電極輸出波形會受雙片極板高頻電流的影響。圖4是雙片極板上無高頻電流時的集電極波形，圖5是雙片極板上無高頻電流時的集電極波形，這種波形會造成電流推動管Q1、Q2有效導通時間變小，會造成TH1中心抽頭電壓V的下降，導致被測接觸阻抗RL的減小。
發明內容
本實用新型的目的是發明一種不受溫度和高頻輸出電流影響的具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀。
為實現以上目的，本實用新型的技術方案是提供一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀，它是由控制CPU、保護CPU、可控硅移相電路、模式發生電路、隔離變壓器、整流濾波電路、高頻功率放大電路、極板檢測電路、V傳感器、I傳感器、輸出濾波電路、雙極輸出、單極輸出、返回電極、手控、腳控信號處理組成，其特征在于，所述的極板檢測電路由雙片極板輸入端RTN1、RTN2、高頻電流返回端P-OUT、阻抗變換器T4、多諧振蕩器、整流器、濾波器、放大電路組成，阻抗變換器T4其次級繞組中心抽頭，上下對稱，接地，IC14(4049)、C8、PR2、R25組成多諧振蕩器，此振蕩器輸出經IC15(4013)分頻R16加到由二極管D1～D4組成的整流器上，整流器輸出電壓VA-VB，此電壓經R20、E3和R21、E4兩個濾波器濾波，然后加到由R18、R19、R22、R23、IC13B組成的放大電路，再經RP1、R24進行分壓調節最終輸出VREM。
本實用新型采用T4的中心抽頭接地，這樣就省去了恒流源電路，也克服了由恒流源溫漂對檢測造成的影響，去掉了兩個電流推動管，而將振蕩器輸出信號經限流電阻直接加在T4的次級上，這樣就消除了高頻電刀啟動時，高頻電流通過雙片極板因三極管輸入、輸出分布電容造成加在TH1上波形的變形，這樣就克服了以前電路的第2個影響檢測雙片極板接觸電阻的缺點，使高頻電刀末啟動和啟動時的波形一樣。
本實用新型的優點是雙片粘貼面積的測量不受溫度和高頻電流的影響，使用安全。
圖1為一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀線圖框圖；圖2為兩片分離的導電軟性粘貼極板示意圖；圖3為傳統雙片極板粘貼面積檢測電路示意圖；圖4為雙片極板上無高頻電流時的集電極波形示意圖；
圖5為雙片極板上有高頻電流時的集電極波形示意圖；圖6為本實用新型的檢測電路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例如圖1所示，為一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀線圖框圖；高頻電刀實質上是一臺特殊高頻大功率發生器、它是由控制CPU、保護CPU、可控硅移相電路、模式發生電路、隔離變壓器、整流濾波電路、高頻功率放大電路、極板檢測電路、V傳感器、I傳感器、輸出濾波電路、雙極輸出、單極輸出、返回電極、手控、腳控信號處理組成，控制CPU負責顯示、鍵盤和數據處理，并且根據外部啟動信號輸出相應的模式信號、PWM信號。PWM是控制CPU根據設定值發出的，它通過可控硅移相電路、整流濾波電路將市電電源經隔離變壓器調壓加至高頻功率放大電路，作為功率放大電路的電源。控制CPU根據啟動信號和面板設置將模式指令送至模式發生電路，模式發生電路將模式驅動信號加至高頻功率放大電路，高頻功率放大電路將放大的功率信號送至輸出濾波電路，若是單極模式，功率信號從單極輸出端輸出，經過人體再從返回極板返回到機器，返回極板之間的接觸阻抗經極板檢測電路送至控制CPU，以便機器能隨時檢測到返回極板與病人的粘貼面積。手動控制、腳控啟動信號經處理送到控制CPU以控制機器的輸出，兩組V、I傳感電路分別將輸出的電壓、電流信號送至控制CPU和保護CPU，控制CPU得到輸出電壓，電流信號能及時調整輸出功率，以保持輸出功率的恒定，保護CPU得到輸出電壓、電流信號是為了檢測輸出功率是否在正常范圍，起到安全保護作用。
如圖6所示，為本實用新型的雙片極板檢測電路，由雙片極板輸入端RTN1、RTN2、高頻電流返回端P-OUT、阻抗變換器T4、多諧振蕩器、整流器、濾波器、放大電路組成，RTN1、RTN2為雙片極板輸入端，P-OUT為高頻電流返回端，和前面電路的TH1一樣，T4為阻抗變換器，其次級繞組也是中心抽頭，上下對稱，所以在T4的作用和TH1一樣，唯一不一樣的是前面電路TH1的中心抽頭是接恒流源，而這里卻接地。IC14(4049)、C8、PR2、R25組成多諧振蕩器，此振蕩器輸出經IC15(4013)分頻R16加到由二極管D1～D4組成的整流器上，整流器輸出電壓VA-VB，此電壓經R20、E3和R21、E4兩個濾波器濾波，然后加到由R18、R19、R22、R23、IC13B組成的放大電路，再經RP1、R24進行分壓調節最終輸出VREM，穩壓二極管Z2是起限壓作用，目的是保護下一級電路的輸入端，電容C6起濾波作用。與前面明顯不同的是將T4的中心抽頭接地，這樣就省去了恒流源電路，也克服了由恒流源溫漂對檢測造成的影響，若IC14(4013)的正相輸出端1腳輸出高電平VH1，整流器輸入端D2正端的電壓VD2＝VH1*RL1/(R17+RL1)，同樣，當IC14的反相端2腳輸出高電平VH2時，整流器另一輸入端D1正端電壓VD1＝VH5*RL2/(R14+RL2)，所以整流器的輸出電壓VA-VB＝K*(VD1+VD2)＝K*[VH1*RL1/(R17+RL1)+VH5*RL2/(R14+RL2]，因VH1＝VH5、RL1＝RL2，R14＝R17，所以VA-VB＝K*2VH1*RL1/(R17+RL1)，而RL1＝K1*RL，這里K是整流器的整流系數，K1是T4的匝數比，RL為雙片極板的接觸電阻，所以VA-VB＝2K*K1*RL/(R17+K1*RL)，所以整流器的輸出電壓VA-VB與雙片極板的接觸電阻與R17的分壓成正比，這里我們去掉了兩個電流推動管，而將振蕩器輸出信號經限流電阻直接加在T4的次級上，這樣就消除了高頻電刀啟動時，高頻電流通過雙片極板因三極管輸入、輸出分布電容造成加在TH1上波形的變形，這樣就克服了前面電路的第二個影響檢測雙片極板接觸電阻的因素。高頻電刀末啟動和啟動時的波形一樣。
權利要求1.一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀，它是由控制CPU、保護CPU、可控硅移相電路、模式發生電路、隔離變壓器、整流濾波電路、高頻功率放大電路、極板檢測電路、V傳感器、I傳感器、輸出濾波電路、雙極輸出、單極輸出、返回電極、手控、腳控信號處理組成，其特征在于，所述的極板檢測電路由雙片極板輸入端RTN1，RTN2、高頻電流返回端P-OUT、阻抗變換器T4、多諧振蕩器、整流器、濾波器、放大電路組成，阻抗變換器T4其次級繞組中心抽頭，上下對稱，接地，IC14(4049)、C8、PR2、R25組成多諧振蕩器，此振蕩器輸出經IC15(4013)分頻R16加到由二極管D1～D4組成的整流器上，整流器輸出電壓VA-VB，此電壓經R20、E3和R21、E4兩個濾波器濾波，然后加到由R18、R19、R22、R23、IC13B組成的放大電路，再經RP1、R24進行分壓調節最終輸出VREM。
專利摘要本實用新型涉及一種具有雙片極板粘貼面積檢測電路的高頻電刀，它是由控制CPU、保護CPU、可控硅移相電路、模式發生電路、隔離變壓器、整流濾波電路、高頻功率放大電路、極板檢測電路、V傳感器、I傳感器、輸出濾波電路、雙極輸出、單極輸出、返回電極、手控、腳控信號處理組成，其特征在于，所述的極板檢測電路由雙片極板輸入端RTN1、RTN2、高頻電流返回端P－OUT、阻抗變換器T4、多諧振蕩器、整流器組成，阻抗變換器T4其次級繞組中心抽頭，上下對稱，接地，IC14(4049)、C8、PR2、R25組成多諧振蕩器，此振蕩器輸出經IC15(4013)分頻R16加到由二極管D1～D4組成的整流器上，整流器輸出電壓V
文檔編號A61B18/12GK2671512SQ20032012268
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月19日 優先權日2003年12月19日
發明者宋智廣, 江淇, 周小兵 申請人:上海力申科學儀器有限公司