射頻消融設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種射頻消融設備包括直流升壓模塊、轉換模塊、交流升壓模塊、檢測模塊以及控制模塊。直流升壓模塊將外部輸入的第一直流電壓進行升壓，形成第二直流電壓。轉換模塊電性連接直流升壓模塊，接收升壓模塊輸出的第二直流電壓并將第二直流電壓轉換為具有目標頻率的交流電壓。交流升壓模塊電性連接轉換模塊，將轉換模塊輸出的交流電壓進行升壓。檢測模塊電性連接交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流。控制模塊分別電性連接檢測模塊和直流升壓模塊，控制模塊接收檢測模塊所檢測到的升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，得到輸出功率，根據得到的輸出功率控制模塊控制直流升壓模塊，提升或降低第二直流電壓。
【專利說明】
射頻消融設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種醫療設備，且特別涉及一種能釋放射頻電流導致局部細胞壞死從而達到消融或止血目的射頻消融設備。
【背景技術】
[0002]目前治療肝臟腫瘤的主要方法仍然是肝切除術。由于肝臟的血管分布復雜和血液供應豐富，以往的肝切除術總是伴隨著大量出血和較高的病死率。隨著對肝臟解剖研究的深入，手術技術的提高，手術期處理以及麻醉的進步，肝切除術已變得相對安全。但是對肝臟特殊部位腫瘤的手術切除，尤其是合并有肝硬化的患者，術中仍可能出現致命性大出血，而輸血又可能增加術后并發癥的發生率和死亡率，即使是少量的輸血也可增加肝癌術后客戶復發的幾率。故為了盡量控制和減少肝切除術中出血從而減少輸血，保證殘肝少受缺血再灌注損傷，探討肝切除術中各種肝臟血流控制設備一直是肝膽外科領域研究的熱點。至今各種肝血流控制設備仍有許多缺點，不能很好的達到止血的效果。
[0003]此外，心臟是人體最重要的器官，心臟的體積很小且位于人體內，目前很多心臟疾病(如心率失常或陣發性心動過速等)在對病理區治療的時候需要考慮治療的設備對心臟其它區域的影響，從而導致目前很多心臟疾病治療困難。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型為了克服現有醫療設備在切除術中止血效果差且對于心臟疾病治療困難的問題，提供一種能產生射頻能量使切除面組織迅速脫水凝固來達到止血或消融的射頻消融設備。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供一種射頻消融設備包括直流升壓模塊、轉換模塊、交流升壓模塊、檢測模塊以及控制模塊。直流升壓模塊將外部輸入的第一直流電壓進行升壓，形成第二直流電壓。轉換模塊電性連接直流升壓模塊，接收直流升壓模塊輸出的第二直流電壓并將第二直流電壓轉換為具有目標頻率的交流電壓。交流升壓模塊電性連接轉換模塊，將轉換模塊輸出的交流電壓進行升壓。檢測模塊電性連接交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流。控制模塊分別電性連接檢測模塊和直流升壓模塊，控制模塊接收檢測模塊所檢測到的交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，得到輸出功率，根據得到的輸出功率控制模塊控制直流升壓模塊，提升或降低第二直流電壓。
[0006]于本實用新型一實施例中，直流升壓模塊包括PWM脈沖信號源、第一驅動器、兩個第一開關管、開關電源變壓器及整流模塊。PffM脈沖信號源接收外部輸入的第一直流電壓并產生兩個互補的PWM波。第一驅動器分別電性連接PWM脈沖信號源和控制模塊，第一驅動器在兩個互補的PWM波的作用下產生兩個第一驅動信號，控制模塊根據得到的輸出功率控制兩個第一驅動信號的占空比。兩個第一開關管的控制極分別電性連接第一驅動器，兩個第一驅動信號分別控制兩個第一開關管導通以及導通角的大小。開關電源變壓器電性連接兩個第一開關管，提升兩個第一開關管的輸出電壓。整流模塊電性連接開關電源變壓器，將開關電源變壓器輸出的交流信號轉換為直流信號。
[0007]于本實用新型一實施例中，轉換模塊包括第二驅動器、兩個第二開關管、諧振濾波模塊。第二驅動器電性連接直流升壓模塊并產生兩個第二驅動信號。兩個第二開關管的控制極分別電性連接第二驅動器，兩個第二驅動信號分別控制兩個第二開關管的導通。諧振濾波模塊電性連接兩個第二開關管的輸出端，對兩個第二開關管輸出的波形進行諧振濾波，形成正弦波。
[0008]于本實用新型一實施例中，諧振濾波模塊包括電阻、第一電容以及并聯在電阻和第一電容兩端的電感和第二電容，第一電容與電阻串聯，電感和第二電容串聯。
[0009]于本實用新型一實施例中，檢測模塊包括電流采樣元件、電壓采樣元件、信號調理模塊和模數轉換模塊。電流采樣元件電性連接交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電流。電壓采樣元件電性連接交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電壓。信號調理模塊包括了積分電路，積分電路分別電性連接電流采樣元件和電壓采樣元件，分別將輸出電流和輸出電壓進行積分處理，分別得到輸出電流和輸出電壓的有效值。模數轉換模塊電性連接信號調理模塊，將積分處理后的輸出電流和輸出電壓進行模數轉換后輸出至控制模塊。
[0010]于本實用新型一實施例中，信號調理模塊還包括放大電路，放大電路設置在積分電路之前，將輸出電壓和輸出電流進行放大后輸入至積分電路。
[0011]于本實用新型一實施例中，積分電路還包括鉗位元件，鉗位元件正向設置在輸入端和輸出端之間。
[0012]于本實用新型一實施例中，積分電路還包括與鉗位元件串聯的限流電阻。
[0013]于本實用新型一實施例中，射頻消融設備還包括溫度檢測模塊，溫度檢測模塊分別電性連接直流升壓模塊、轉換模塊、交流升壓模塊、檢測模塊以及控制模塊。
[0014]于本實用新型一實施例中，射頻消融設備還包括USB接口和安全數碼卡，USB接口和安全數碼卡電性連接控制模塊。
[0015]綜上所述，本實用新型提供的射頻消融設備與現有技術相比具有以下優點:
[0016]本射頻消融設備的目的在于產生特定頻率的射頻電流，射頻電流所產生的高能量將使得切除面的組織迅速的脫水凝固，起到消融和止血的目的。而在進行心臟等精細手術時，射頻消融設備釋放射頻電流導致局部心內膜及心內膜下心肌凝固性壞死，達到阻斷快速心律失常異常傳導束和起源點。由于射頻電流的作用范圍只有1-3毫米，其只會對病理區的細胞進行脫水壞死，而不會對其它區域造成影響，可很好地達到根治心率失常或陣發性心動過速等心臟疾病。
[0017]由于射頻電流具有較大的能量，因此采用直流升壓模塊來將外部輸入的具有較低電壓的第一直流電壓進行升壓，形成具有較高電壓的第二直流電壓，經轉換模塊后形成滿足目標頻率的交流電。將滿足目標頻率的交流電進行再次升壓，進一步提高射頻信號的能量。通過設置檢測模塊和控制模塊來形成反饋，檢測模塊實時檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，控制模塊根據輸出電壓和輸出電流得到輸出功率(即輸出的能量)，根據輸出功率來控制第二直流電壓的大小，從而達到增加或減小交流升壓模塊的輸出功率，使得設備在不同負載(不同止血面積)下能輸出足夠的能量來實現消融或止血。
[0018]為讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1所示為本實用新型一實施例提供的射頻消融設備的電路原理框圖。
[0020]圖2所示為圖1中直流升壓模塊的電路原理圖。
[0021]圖3所示為圖1中轉換模塊和交流升壓模塊的電路原理圖。
[0022]圖4所示為圖1中檢測模塊中調理模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本實施例提供的射頻消融設備包括直流升壓模塊1、轉換模塊2、交流升壓模塊3、檢測模塊4以及控制模塊5。升壓模塊I將外部輸入的第一直流電壓進行升壓，形成第二直流電壓。轉換模塊2電性連接升壓模塊1，接收升壓模塊I輸出第二直流電壓并將第二直流電壓轉換為具有目標頻率的交流電壓。交流升壓模塊3電性連接轉換模塊2，將轉換模塊2輸出的交流電壓進行升壓。檢測模塊4電性連接交流升壓模塊3，檢測交流升壓模塊3的輸出電壓和輸出電流。控制模塊5分別電性連接檢測模塊4和直流升壓模塊I，控制模塊5接收檢測模塊4所檢測到的交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，得到輸出功率，根據得到的輸出功率控制模塊5控制直流升壓模塊I，提升或降低第二直流電壓。
[0024]直流升壓模塊I將外部輸入的24V左右的第一直流電壓升壓為100V以上的第二直流電壓。轉換模塊2將第二直流電壓轉換為頻率為目標頻率的交流電壓，所述目標頻率為300KHZ?5MHz，針對不同的消融效果，用戶可選擇不同的目標頻率。交流升壓模塊3對具有目標頻率的交流電進行再次升壓，使得輸出電壓幅值達到280V左右，提高信號的輸出功率，最終形成高能量的射頻信號。
[0025]在實際使用中，射頻消融設備的輸出功率會隨負載(止血面積)發生變化，為滿足不同負載的需求，本實施例提供的射頻消融設備還包括與控制模塊5相連接的檢測模塊4。檢測模塊4實時檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，并將給輸出電壓和輸出電流輸入至控制模塊5，控制模塊5計算輸出功率。對于不同的負載輸出功率會發生變化，控制模塊5將檢測到的輸出功率與設定的輸出功率進行比較，根據負載的不同來調節直流升壓模塊I的輸出，從而達到改變實際的輸出功率使其維持在設定的輸出功率范圍內。
[0026]于本實施例中，直流升壓模塊I包括PffM脈沖信號源11、第一驅動器12、兩個第一開關管13、開關電源變壓器14及整流模塊151WM脈沖信號源11接收外部輸入的第一直流電壓并產生兩個互補的PWM波。第一驅動器12分別電性連接PffM脈沖信號源11和控制模塊5，第一驅動器12在兩個互補的PWM波的作用下產生兩個第一驅動信號。兩個第一開關管13的控制極分別電性連接第一驅動器12，兩個第一驅動信號分別控制兩個第一開關管13導通以及導通角的大小。于本實施例中，兩個第一開關13均為mos管，加在兩個第一開關管13控制極上的兩個第一驅動信號在一個周期內各半周正偏，各半周反偏，互補導通，形成方波信號。然而，本實用新型對此不作任何限定。于其它實施例中，兩個第一開關可為雙極性晶體管或其它電子型的開關管。
[0027]開關電源變壓器14電性連接兩個第一開關管13，提升兩個第一開關管的輸出電壓。整流模塊15電性連接開關電源變壓器13，將開關電源變壓器13輸出的交流信號轉換為直流信號。于本實施例中，整流模塊為型號為MBRP3010N的半橋整流器。
[0028]于本實施例中，轉換模塊2包括第二驅動器21、兩個第二開關管22、諧振濾波模塊23。第二驅動器21接收整流模塊15輸出的直流信號并產生兩個第二驅動信號。兩個第二開關管22的控制極分別電性連接第二驅動器21，兩個第二驅動信號分別控制兩個第二開關管的導通。與兩個第一開關管相同的，加在兩個第二開關管22控制極上的兩個第二驅動信號在一個周期內各半周正偏，各半周反偏，互補導通，形成方波信號。諧振濾波模塊23電性連接兩個第二開關管22的輸出端，對兩個第二開關管22輸出的波形進行諧振濾波，形成正弦波。于本實施例中，諧振濾波模塊23同時包括了串聯諧振和并聯諧振，諧振濾波模塊23包括電阻R1、第一電容Cl以及并聯在電阻Rl和第一電容Cl兩端的電感LI和第二電容C2，第一電容Cl與電阻Rl串聯，電感L和第二電容C2串聯。
[0029]具體而言，電感L和第二電容C2之間形成串聯諧振，電感L和第一電容之間形成并聯諧振。于本實施例中，為便于諧振頻率的調節，設置第二電容C2由四個電容組成，兩兩串聯后并聯在一起。對于不同的應用場合，用戶可同調節串并聯后的電容來的得到多個頻率。然而，本實用新型對此不作任何限定。
[0030]于本實施例中，檢測模塊4包括電流采樣元件41、電壓采樣元件42、信號調理模塊43和模數轉換模塊44。電流采樣元件41電性連接交流升壓模塊3，檢測交流升壓模塊3的輸出電流。電壓采樣元件42電性連接交流升壓模塊3，檢測交流升壓模塊3的輸出電壓。信號調理模43塊包括了積分電路431，積分電路431分別電性連接電流采樣元件41和電壓采樣元件42，分別將輸出電流和輸出電壓進行積分處理，分別得到輸出電流和輸出電壓的有效值。模數轉換模塊44電性連接信號調理模塊43，將積分處理后的輸出電流和輸出電壓進行模數轉換后輸出至控制模塊5。
[0031 ] 于本實施例中，電流采樣元件41為電流互感器，電壓采樣元件42為電壓互感器。電壓互感器和電流互感器將交流升壓模塊輸出的高電壓和電流按比例進行采樣后輸出至后續電路中。
[0032]本實施例提供的射頻消融設備，在調理電路中采用模擬積分電路來實現信號有效值的求取，該設置大大降低了對模數轉換模塊44的要求和控制模塊5的數據處理，大幅度降低了設備的生產成本。
[0033]為具有更好的檢測精度，于本實施例中，信號調理模塊43還包括放大電路432，放大電路432設置在積分電路431之前，將輸出電壓和輸出電流進行放大后輸入至積分電路431。然而，本實用新型對此不作任何限定。
[0034]為保證積分電路431的安全，于本實施例中，積分電路431還包括正向設置在積分電路輸入端和輸出端之間的鉗位元件和與鉗位元件串聯的限流電阻。于本實施例中，鉗位元件為兩個相互串聯的二極管。
[0035]本實施例提供的射頻消融設備的具體反饋控制為:檢測模塊4檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，控制模塊5根據輸出電壓和輸出電流計算輸出功率，當輸出功率大于或小于標準輸出功率時，控制模塊5輸出控制信號至直流升壓模塊I內的第一驅動器12，改變第一驅動器12輸出的兩個第一驅動信號的占空比，從而改變兩個第一開關管13的占空比，即提升或降低第二直流電壓。
[0036]于本實施例中，射頻消融設備還包括溫度檢測模塊6，溫度檢測模塊6分別電性連接所述直流升壓模塊1、轉換模塊2、交流升壓模塊3、檢測模塊4以及控制模塊5。檢測模塊6檢測各模塊的溫度并將檢測到的溫度輸出至控制模塊5，一旦檢測到某一模塊的溫度超過設定值，則控制模塊5輸出報警信號或切斷各個模塊和電源之間的連接。
[0037]于本實施例中，射頻消融設備還包括USB接口7和安全數碼卡8，USB接口 7和安全數碼卡8電性連接控制模塊5。
[0038]綜上所述，本射頻消融設備的目的在于產生特定頻率的射頻電流，射頻電流所產生的高能量將使得切除面的組織迅速的脫水凝固，起到消融和止血的目的。而在進行心臟等精細手術時，射頻消融設備釋放射頻電流導致局部心內膜及心內膜下心肌凝固性壞死，達到阻斷快速心律失常異常傳導束和起源點。由于射頻電流的作用范圍只有1-3毫米，其只會對病理區的細胞進行脫水壞死，而不會對其它區域造成影響，可很好地達到根治心率失常或陣發性心動過速等心臟疾病。
[0039]由于射頻電流具有較大的能量，因此采用直流升壓模塊來將外部輸入的具有較低電壓的第一直流電壓進行升壓，形成具有較高電壓的第二直流電壓，經轉換模塊后形成滿足目標頻率的交流電。將滿足目標頻率的交流電進行再次升壓，進一步提高射頻信號的能量。通過設置檢測模塊和控制模塊來形成反饋，檢測模塊實時檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，控制模塊根據輸出電壓和輸出電流得到輸出功率(即輸出的能量)，根據輸出功率來控制第二直流電壓的大小，從而達到增加或減小交流升壓模塊的輸出功率，使得設備在不同負載(不同止血面積)下能輸出足夠的能量來實現消融或止血。
[0040]雖然本實用新型已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟知此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當視權利要求書所要求保護的范圍為準。
【主權項】
1.一種射頻消融設備，其特征在于，包括: 直流升壓模塊，所述直流升壓模塊將外部輸入的第一直流電壓進行升壓，形成第二直流電壓； 轉換模塊，電性連接所述直流升壓模塊，接收直流升壓模塊輸出的第二直流電壓并將第二直流電壓轉換為具有目標頻率的交流電壓； 交流升壓模塊，電性連接所述轉換模塊，將轉換模塊輸出的交流電壓進行升壓； 檢測模塊，電性連接所述交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流； 控制模塊，分別電性連接所述檢測模塊和直流升壓模塊，所述控制模塊接收檢測模塊所檢測到的交流升壓模塊的輸出電壓和輸出電流，得到輸出功率，根據得到的輸出功率控制模塊控制直流升壓模塊，提升或降低第二直流電壓。2.根據權利要求1所述的射頻消融設備，其特征在于，所述直流升壓模塊包括: PWM脈沖信號源，接收外部輸入的第一直流電壓并產生兩個互補的PWM波； 第一驅動器，分別電性連接PWM脈沖信號源和控制模塊，所述第一驅動器在兩個互補的PWM波的作用下產生兩個第一驅動信號，控制模塊根據得到的輸出功率控制兩個第一驅動信號的占空比； 兩個第一開關管，兩個第一開關管的控制極分別電性連接所述第一驅動器，兩個第一驅動信號分別控制兩個第一開關管導通以及導通角的大小； 開關電源變壓器，電性連接所述兩個第一開關管，提升兩個第一開關管的輸出電壓； 整流模塊，電性連接開關電源變壓器，將開關電源變壓器輸出的交流信號轉換為直流信號。3.根據權利要求1所述的射頻消融設備，其特征在于，所述轉換模塊包括: 第二驅動器，電性連接直流升壓模塊并產生兩個第二驅動信號； 兩個第二開關管，兩個第二開關管的控制極分別電性連接所述第二驅動器，兩個第二驅動信號分別控制兩個第二開關管的導通； 諧振濾波模塊，電性連接兩個第二開關管的輸出端，對兩個第二開關管輸出的波形進行諧振濾波，形成正弦波。4.根據權利要求3所述的射頻消融設備，其特征在于，所述諧振濾波模塊包括: 電阻； 第一電容，與電阻串聯；以及 并聯在電阻和第一電容兩端的電感和第二電容，所述電感和第二電容串聯。5.根據權利要求1所述的射頻消融設備，其特征在于，所述檢測模塊包括: 電流采樣元件，電性連接所述交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電流； 電壓采樣元件，電性連接所述交流升壓模塊，檢測交流升壓模塊的輸出電壓； 信號調理模塊，包括了積分電路，所述積分電路分別電性連接所述電流采樣元件和電壓采樣元件，分別將輸出電流和輸出電壓進行積分處理，分別得到輸出電流和輸出電壓的有效值； 模數轉換模塊，電性連接信號調理模塊，將積分處理后的輸出電流和輸出電壓進行模數轉換后輸出至控制模塊。6.根據權利要求5所述的射頻消融設備，其特征在于，所述信號調理模塊還包括放大電路，所述放大電路設置在積分電路之前，將輸出電壓和輸出電流進行放大后輸入至積分電路。7.根據權利要求5所述的射頻消融設備，其特征在于，所述積分電路還包括鉗位元件，所述鉗位元件正向設置在輸入端和輸出端之間。8.根據權利要求7所述的射頻消融設備，其特征在于，所述積分電路還包括與所述鉗位元件串聯的限流電阻。9.根據權利要求1所述的射頻消融設備，其特征在于，所述射頻消融設備還包括溫度檢測模塊，所述溫度檢測模塊分別電性連接所述直流升壓模塊、轉換模塊、交流升壓模塊、檢測模塊以及控制模塊。10.根據權利要求1所述的射頻消融設備，其特征在于，所述射頻消融設備還包括USB接口和安全數碼卡，所述USB接口和安全數碼卡電性連接所述控制模塊。
【文檔編號】A61B18/12GK205459012SQ201620005394
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月4日
【發明人】林梅
【申請人】浙江伽奈維醫療科技有限公司