射頻消融設備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)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(shù)】
[0002]目前治療肝臟腫瘤的主要方法仍然是肝切除術(shù)。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(shù)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(shù)技術(shù)的提高，手術(shù)期處理以及麻醉的進步，肝切除術(shù)已變得相對安全。但是對肝臟特殊部位腫瘤的手術(shù)切除，尤其是合并有肝硬化的患者，術(shù)中仍可能出現(xiàn)致命性大出血，而輸血又可能增加術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率和死亡率，即使是少量的輸血也可增加肝癌術(shù)后客戶復發(fā)的幾率。故為了盡量控制和減少肝切除術(shù)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(shù)中各種肝臟血流控制設備一直是肝膽外科領(lǐng)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(nèi)，目前很多心臟疾病(如心率失常或陣發(fā)性心動過速等)在對病理區(qū)治療的時候需要考慮治療的設備對心臟其它區(qū)域的影響，從而導致目前很多心臟疾病治療困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有醫(yī)療設備在切除術(shù)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(chǎn)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種射頻消融設備包括直流升壓模塊、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換為具有目標頻率的交流電壓。交流升壓模塊電性連接轉(zhuǎn)換模塊，將轉(zhuǎn)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?？刂颇K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(jù)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]于本發(fā)明一實施例中，直流升壓模塊包括PWM脈沖信號源、第一驅(qū)動器、兩個第一開關(guān)管、開關(guān)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(chǎn)生兩個互補的PWM波。第一驅(qū)動器分別電性連接PffM脈沖信號源和控制模塊，第一驅(qū)動器在兩個互補的PWM波的作用下產(chǎn)生兩個第一驅(qū)動信號，控制模塊根據(jù)得到的輸出功率控制兩個第一驅(qū)動信號的占空比。兩個第一開關(guān)管的控制極分別電性連接第一驅(qū)動器，兩個第一驅(qū)動信號分別控制兩個第一開關(guān)管導通以及導通角的大小。開關(guān)電源變壓器電性連接兩個第一開關(guān)管，提升兩個第一開關(guān)管的輸出電壓。整流模塊電性連接開關(guān)電源變壓器，將開關(guān)電源變壓器輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號。
[0007]于本發(fā)明一實施例中，轉(zhuǎn)換模塊包括第二驅(qū)動器、兩個第二開關(guān)管、諧振濾波模塊。第二驅(qū)動器電性連接直流升壓模塊并產(chǎn)生兩個第二驅(qū)動信號。兩個第二開關(guān)管的控制極分別電性連接第二驅(qū)動器，兩個第二驅(qū)動信號分別控制兩個第二開關(guān)管的導通。諧振濾波模塊電性連接兩個第二開關(guān)管的輸出端，對兩個第二開關(guān)管輸出的波形進行諧振濾波，形成正弦波。
[0008]于本發(fā)明一實施例中，諧振濾波模塊包括電阻、第一電容以及并聯(lián)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(lián)，電感和第二電容串聯(lián)。
[0009]于本發(fā)明一實施例中，檢測模塊包括電流采樣元件、電壓采樣元件、信號調(diào)理模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)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(diào)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(shù)轉(zhuǎn)換模塊電性連接信號調(diào)理模塊，將積分處理后的輸出電流和輸出電壓進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出至控制模塊。
[0010]于本發(fā)明一實施例中，信號調(diào)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 ]于本發(fā)明一實施例中，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]于本發(fā)明一實施例中，積分電路還包括與鉗位元件串聯(lián)的限流電阻。
[0013]于本發(fā)明一實施例中，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(zhuǎn)換模塊、交流升壓模塊、檢測模塊以及控制模塊。
[0014]于本發(fā)明一實施例中，射頻消融設備還包括USB接口和安全數(shù)碼卡，USB接口和安全數(shù)碼卡電性連接控制模塊。
[0015]綜上所述，本發(fā)明提供的射頻消融設備與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0016]本射頻消融設備的目的在于產(chǎn)生特定頻率的射頻電流，射頻電流所產(chǎn)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(shù)時，射頻消融設備釋放射頻電流導致局部心內(nèi)膜及心內(nèi)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(qū)的細胞進行脫水壞死，而不會對其它區(qū)域造成影響，可很好地達到根治心率失?；蜿嚢l(fā)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(jīng)轉(zhuǎn)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(jù)輸出電壓和輸出電流得到輸出功率(即輸出的能量)，根據(jù)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(xiàn)消融或止血。
[0018]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)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所示為本發(fā)明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(zhuǎn)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(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊2，將轉(zhuǎn)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?？刂颇K5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(jù)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(zhuǎn)換模塊2將第二直流電壓轉(zhuǎn)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(fā)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(fā)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(jù)負載的不同來調(diào)節(jié)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(nèi)。
[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(qū)動器12、兩個第一開關(guān)管13、開關(guān)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(chǎn)生兩個互補的PWM波。第一驅(qū)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(qū)動器12在兩個互補的PWM波的作用下產(chǎn)生兩個第一驅(qū)動信號。兩個第一開關(guān)管13的控制極分別電性連接第一驅(qū)動器12，兩個第一驅(qū)動信號分別控制兩個第一開關(guān)管13導通以及導通角的大小。于本實施例中，兩個第一開關(guān)13均為mos管，加在兩個第一開關(guān)管13控制極上的兩個第一驅(qū)動信號在一個周期內(nèi)各半周正偏，各半周反偏，互補導通，形成方波信號。然而，本發(fā)明對此不作任何限定。于其它實施例中，兩個第一開關(guān)可為雙極性晶體管或其它電子型的開關(guān)管。
[0027]開關(guān)電源變壓器14電性連接兩個第一開關(guān)管13，提升兩個第一開關(guān)管的輸出電壓。整流模塊15電性連接開關(guān)電源變壓器13，將開關(guān)電源變壓器13輸出的交流信號轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊2包括第二驅(qū)