电外科发生器和电外科系统技术方案

本实用新型专利技术旨在改进电外科过程中向组织传送的能量。本实用新型专利技术涉及电外科发生器和电外科系统。公开一种电外科发生器。该发生器包括：RF输出级，其配置为产生包括多个周期的至少一个电外科波形；耦合到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及控制器，其耦合到所述至少一个传感器和所述RF输出级，所述控制器包括具有电压限制器或电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。本实用新型专利技术能够改进电外科过程中向组织传送的能量。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电外科发生器和电外科系统
本公开涉及电外科系统和操作电外科发生器的方法。更具体来说，本公开涉及用于控制由适用于电弧切割和凝结的射频谐振逆变器产生的电外科波形的系统、方法和设备。
技术介绍
电外科包括将高射频电流施加到手术部位以切割，烧蚀或凝结组织。在单极电外科中，源电极或有源电极将射频交流电流从电外科发生器传送到目标组织，并且返回电极将该电流传导回到发生器。病人返回电极的位置远离有源电极，以将电流传导回到发生器。 在双极电外科中，返回电极和有源电极位置彼此靠近，使得在两个电极之间形成电路(例如，在电外科镊子的情形中)。这样，所施加的电流被限制在位于电极之间的身体组织。因此，双极电外科通常包括例如镊子等器械的使用，其中希望在位于该器械上的两个电极之间实现电外科能量的聚焦传送。镊子是钳状器械，其依赖于其钳爪之间的机械作用来抓住、夹紧并压迫血管或组织。电外科镊子(开放的或内窥镜)使用机械夹紧作用和电能在被夹紧的组织上实现止血。该镊子包括电外科导电表面，其将电外科能量施加到被夹紧的组织。通过控制经由导电板施加到组织的电外科能量的强度、频率和持续时间，外科医生可以凝结，烧灼和/或封闭组织。然而，上述例子仅是用于说明的目的，并且在本公开的范围内存在许多其他已知的双极电外科器械。 以上概述的电外科过程可以使用基于反馈的控制系统中的各种组织和能量参数。改进向组织传送的能量的需要在持续。
技术实现思路
本技术旨在改进电外科过程中向组织传送的能量。 本公开提供一种用于控制电外科发生器的方法。所述方法包括:通过RF输出级产生至少一个电外科波形，所述RF输出级包括耦合到RF逆变器的脉冲宽度调制器，所述RF逆变器耦合到用于输出DC电流的功率源；通过至少一个电极将所述至少一个电外科波形施加到组织，所述至少一个电外科波形包括多个周期；测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；计算电压极限和电流极限中的至少一个；以及基于所述电压极限或所述电流极限中的至少一个向所述脉冲宽度调制器提供控制信号，以基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。 根据上述实施例的其他方面，所述RF输出级包括耦合到控制器的至少一个切换元件。 根据上述实施例的其他方面，所述控制器包括比例-积分-微分控制器和脉冲宽度调制器，其中所述脉冲宽度调制器配置为向所述至少一个切换元件输出所述控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。 根据上述实施例的其他方面，所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。 根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。 根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器包括电压限制器功能。 根据上述实施例的其他方面，所述比例-积分-微分控制器包括电流限制器功能。 根据上述实施例的其他方面，所述方法还包括在耦合到所述RF输出级的功率源产生DC电流；以及基于所述电压极限或所述电流极限中的至少一个向所述功率源提供所述控制信号，以基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。 本公开还提供一种电外科发生器，包括:RF输出级，其配置为产生包括多个周期的至少一个电外科波形；耦合到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及控制器，其耦合到所述至少一个传感器和所述RF输出级，所述控制器包括具有电压限制器或电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级饱和。 根据上述实施例的其他方面，所述RF输出级包括耦合到配置为输出DC电流的功率源的RF逆变器。 根据上述实施例的其他方面，所述RF逆变器包括耦合到所述控制器的至少一个切换元件。 根据上述实施例的其他方面，所述控制器包括脉冲宽度调制器，其配置为向所述至少一个切换元件输出控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。 根据上述实施例的其它方面，所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。 根据上述实施例的其它方面，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。 根据上述实施例的其它方面，所述控制器还配置为增加所述至少一个电外科波形的电流，以增加放电的发生。 根据上述实施例的其它方面，所述发生器还包括具有耦合到所述RF输出级的AC-DC转换器的功率源，其中所述RF输出级包括DC-AC逆变器。 根据上述实施例的其它方面，所述控制器耦合到所述DC-AC逆变器。 根据上述实施例的其它方面，所述功率源还包括耦合到所述AC-DC转换器和所述RF输出级的DC-DC转换器，所述DC-DC转换器耦合到所述控制器并且可由所述控制器来控制。 本公开还提供一种电外科系统，包括:电外科发生器，其具有配置为输出DC电流的功率源；耦合到所述功率源的RF输出级，所述功率源包括配置为从所述DC电流产生包括多个周期的至少一个电外科波形的至少一个切换元件；耦合到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及耦合到所述至少一个传感器以及所述RF输出级或所述功率源中至少一个的控制器，所述控制器包括具有电压限制器或电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述RF输出级的电压-电流特性使所述RF输出级或所述功率源中的至少一个饱和。 所述系统还包括配置为耦合到所述电外科发生器并且向组织施加所述至少一个电外科波形的至少一个电外科器械。 根据上述实施例的其它方面，其中所述控制器配置为基于测得的电压和电流确定阻抗，并且所述比例-积分-微分控制器配置为基于所述阻抗提供所述输出。 本技术能够改进电外科过程中向组织传送的能量。 【附图说明】 下面结合附图描述本公开的各种实施例，其中: 图1是根据本公开的电外科系统的一个示例性实施例的各部件的立体图； 图2是根据本公开的电外科发生器的一个实施例的前视图； 图3是根据本公开的图2的电外科发生器的实施例的示意性框图； 图4A和图4B是根据本公开的图2的电外科发生器的其他示例性实施例的示意性框图； 图5是示出根据本公开的电压源的实施例的放电的电压和电流标绘曲线； 图6是示出根据本公开的电流源逆变器的实施例的放电的电压和电流的标绘曲线. 图7A是示出根据本公开的实施例的电压和电流源的理想输出的电压和电流的标绘曲线； 图7B是示出根据本公开的实施例的电压和电流源的无损输出的电压和电流的标绘曲线； 图7C是示出根据本公开的实施例的电压源和电流源的理想、无损和电弧输出的电压和电流的重叠的标绘曲线； 图7D是示出根据本公开的实施例的电压和电流源的理想和无损输出的功率和阻抗的标绘曲线； 图8是根据本公开的实施例的发生器输出的恒定功率标绘曲线； 图9是示出根据本公开的实施例的放电的电压和电流的标绘曲线； 图10是根据本公开的实施例的图2的发生器的RF放大器的示意图； 图11是根据本公开的实施例的图2的发生器的RF放大器的示意图； 图12是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电外科发生器，包括： RF输出级，被配置为产生包括多个周期的至少一个电外科波形； 耦接到所述RF输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及 控制器，耦接到所述至少一个传感器和所述RF输出级，所述控制器包括具有电压限制器和电流限制器中的至少一个的比例‑积分‑微分控制器，所述比例‑积分‑微分控制器被配置为基于所述RF输出级的电压‑电流特性使所述RF输出级饱和。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/789,005;2014.02.26 US 14/190,8951.一种电外科发生器，包括: 尺？输出级，被配置为产生包括多个周期的至少一个电外科波形； 耦接到所述即输出级的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为测量所述至少一个电外科波形的电压和电流；以及 控制器，耦接到所述至少一个传感器和所述即输出级，所述控制器包括具有电压限制器和电流限制器中的至少一个的比例-积分-微分控制器，所述比例-积分-微分控制器被配置为基于所述即输出级的电压-电流特性使所述即输出级饱和。2.根据权利要求1所述的电外科发生器，其中所述即输出级包括耦接到被配置为输出00电流的功率源的即逆变器。3.根据权利要求2所述的电外科发生器，其中所述即逆变器包括耦接到所述控制器的至少一个切换元件。4.根据权利要求3所述的电外科发生器，其中所述控制器包括脉冲宽度调制器，所述脉冲宽度调制器被配置为向所述至少一个切换元件输出控制信号，并且基于所述比例-积分-微分控制器的输出调节所述控制信号的占空比。5.根据权利要求4所述的电外科发生器，其中所述控制器被配置为基于测得的电压和电流确定阻抗。6.根据权利要求5所述的电外科发生器，其中所述比例-积分-微分控制器被配置为基于所述阻抗提供所述输出。7.根据权利要求1所述的电外科发生器，其中所述控制器还被配置为增大所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·吉尔伯特，J·H·约翰逊，E·J·拉尔逊，B·L·罗伯茨，B·M·范斯莱克，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：新型
国别省市：美国;US