專利名稱：電外科高頻發(fā)生器的制作方法
電外科高頻發(fā)生器本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的電外科高頻(HF)發(fā)生器。在現(xiàn)代外科手術中，電外科高頻發(fā)生器通常用于切割或凝結生物組織。為此，頻率 大于300KHz的高頻信號由電外科高頻發(fā)生器產(chǎn)生，并在待處理的位置由外科醫(yī)生通過電 極加以施加。電外科高頻發(fā)生器包括用于為發(fā)生器平臺供能的電源，該發(fā)生器平臺在包括 并聯(lián)諧振回路和串聯(lián)諧振回路的輸出過濾器中激發(fā)高頻振蕩。這種電外科高頻發(fā)生器是已 知的，例如根據(jù)DE 39 04 558A1。電外科高頻發(fā)生器研制中存在的問題在于，它們必須具有極高的效率，因為一方 面對于電外科高頻發(fā)生器來說將會需要在手術場所中不能接受的冷卻系統(tǒng)，另一方面因為 可能的話并不需要三相連接。因此，只有進一步提高電外科高頻發(fā)生器的效率水平，才可能 增加電外科高頻發(fā)生器輸出的最大電流和最大高頻電壓。本發(fā)明的目的之一是提供一種具有改進效率水平的用于切割或凝結生物組織的 電外科高頻發(fā)生器。根據(jù)權利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器使該目的得以完成。優(yōu)選實施方式公開 在從屬權利要求中。電外科高頻發(fā)生器具有用于為發(fā)生器平臺供能的電源，該發(fā)生器平臺在包括并聯(lián) 諧振回路和連接其上的串聯(lián)諧振回路的輸出過濾器中激發(fā)高頻振蕩。串聯(lián)諧振回路具有高 于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率的諧振頻率。根據(jù)現(xiàn)有技術，串聯(lián)諧振回路和并聯(lián)諧振回路的諧振頻率極其一致，因為否則的 話電壓和電流不會成相位地振蕩。本發(fā)明的重點是偏離這一教導，使串聯(lián)諧振回路的諧振 頻率高于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率。這基于以下事實的認知，即輸出過濾器的并聯(lián)諧振的 諧振頻率在負載下移向較高的頻率，也就是說，電流和電壓在負載下不成相位。因此，根據(jù) 現(xiàn)有技術的電外科高頻發(fā)生器的頻率水平隨著負載增加而下降。根據(jù)本發(fā)明諧振頻率選擇 的結果在于，在電外科高頻發(fā)生器的自由運行期間，盡管與現(xiàn)有技術相比，負載下兩相位之 間的差減小，電壓和電流不成相位，即高頻發(fā)生器的頻率水平在負載下提高了。優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路的諧振頻率在并聯(lián)諧振回路的諧振頻率之上5% -25%的 范圍內(nèi)，特別優(yōu)選7. 5% -12%。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，隨著諧振頻率的這種選擇，在通常的載荷 下獲得了特別高的頻率水平。串聯(lián)諧振回路的諧振頻率優(yōu)選低于電外科高頻發(fā)生器短路期間存在的由電外科 高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻振蕩的頻率。優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路的諧振頻率比電外科高頻發(fā)生 器短路期間存在的高頻信號的頻率低0. 9倍，更優(yōu)選低0. 8倍。這樣，能夠獲得防短路的輸 出過濾器。優(yōu)選地，并聯(lián)諧振回路通過變壓器連接到串聯(lián)諧振回路上。因此兩個諧振回路彼 此電接觸分離。正用該電外科高頻發(fā)生器治療的病人也因此與電源電接觸分離。如果并聯(lián)諧振回路的電感是例如其一級繞組的變壓器的電感時，則產(chǎn)生特別簡單 的輸出過濾器的設計。優(yōu)選地，串聯(lián)諧振回路在變壓器的每側，即在其二級繞組的每側上都具有電感，連接到其每個的輸出側上的是電容，每個電容連接到各個電極上。如果發(fā)生器平臺包括有激發(fā)輸出過濾器中的振蕩的切換平臺則是便利的，因為切 換平臺的激發(fā)頻率控制簡單。為了產(chǎn)生與電外科高頻發(fā)生器頻率相匹配的驅(qū)動信號，產(chǎn)生器平臺可具有通過電 容連接到并聯(lián)諧振回路上的控制輸入。通過電容從并聯(lián)諧振回路去耦合的信號可供送給相 位轉(zhuǎn)換器，在其輸出端上連接有脈沖形成的平臺。通過由外科醫(yī)生觸動的開關，例如手動開關或腳動開關，脈沖形成平臺的信號可 供送給驅(qū)動平臺。下面參照附圖以簡單示例的方式對本發(fā)明進行說明，其中

圖1示出了顯示電外科高頻發(fā)生器原理的回路圖，和圖2顯示了作為高頻信號的頻率函數(shù)的電外科高頻發(fā)生器的發(fā)生器輸入阻抗和 串聯(lián)回路阻抗。圖1中的電外科高頻發(fā)生器通過主輸入平臺13供能。這供送有可調(diào)節(jié)的電源裝 置12，該裝置連接到包括電容1和電感2的并聯(lián)諧振回路上。電感2是變壓器的一級繞組。 變壓器將并聯(lián)諧振回路1，2連接到串聯(lián)諧振回路上，包括在變壓器的二級繞組每側上的串 聯(lián)回路閉塞部3，去耦合電容4在輸出側連接到其每個上。各個電極連接到每個去耦合電 容4上。并聯(lián)諧振回路1，2和串聯(lián)諧振回路3，4構成了輸出過濾器。對于驅(qū)動輸出過濾器 必要的脈沖通過電容6和電阻7從并聯(lián)諧振回路1，2去耦合。來自并聯(lián)諧振回路1，2的信 號在電容6和電阻7之間分接出兵供送給相位轉(zhuǎn)換器8。脈沖形成平臺9連接在相位轉(zhuǎn)換 器8的輸出側。相位轉(zhuǎn)換器8和脈沖形成平臺9構成驅(qū)動信號，驅(qū)動信號按照輸出過濾器 存在的諧振同步化并通過操作裝置11供送給驅(qū)動平臺10。操作裝置11可以是例如手動開 關或腳動開關并通過啟動電外科高頻發(fā)生器的外科醫(yī)生加以操作。驅(qū)動平臺10控制構造 為Mosfet的開關5，它將并聯(lián)諧振回路1，2連接到可控制的電源裝置12。串聯(lián)回路閉塞部3和去耦合電容4的尺寸要使得串聯(lián)諧振回路3，4的諧振頻率要 高于并聯(lián)諧振回路1，2的諧振頻率。例如，發(fā)生器的基本頻率可選擇為等于并聯(lián)諧振回路 頻率，例如350kHz。串聯(lián)諧振回路的諧振頻率可以是例如并聯(lián)諧振回路諧振頻率的1. 1倍， 具體為385kHz (參見圖2)。發(fā)生器短路頻率為500kHz，因此顯著高于串聯(lián)回路諧振頻率。 虛線顯示在不同負載情況下并聯(lián)諧振回路1，2的阻抗。連續(xù)線是包絡線。在電外科高頻發(fā) 生器的自由運行狀態(tài)(負載阻抗R_非常高，表示為R_> >)下，在350kHz的基本頻率， 阻抗是最大的。隨著增加負載，即降低負載阻抗(Rt_<)，最大值移向更高的頻率，例如移 到385kHz。串聯(lián)諧振回路3，4的阻抗在該頻率(385kHz)是最大的。因此在385kHz的工作 頻率，電壓和電流成相位，即效率在對應該頻率的負載是最佳的。在短路下(Rwe;<<)，并 聯(lián)諧振回路阻抗的最大值是在500kHz的短路頻率。附圖標記
1電容/電容器
2電感/線圈
3電感/線圈
4去耦合電容
5開關
6電容器7電阻器8相位轉(zhuǎn)變器9脈沖形成平臺10驅(qū)動器平臺11操作裝置12電源裝置13主輸入平臺
權利要求
1.用于切割和/或凝結生物組織的電外科高頻發(fā)生器，包括電源(12)和用于在輸出過 濾器中激發(fā)高頻振蕩的發(fā)生器平臺，該輸出過濾器包括并聯(lián)諧振回路(1, 和連接其上的 串聯(lián)諧振回路(3，4)，其上連接有至少一個電極，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)具有高 于并聯(lián)諧振回路(1，2)的諧振頻率的諧振回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)的諧振 頻率在并聯(lián)諧振回路(1，2)諧振頻率之上的5%-25%范圍，優(yōu)選7. 5%-12. 5%的范圍。
3.根據(jù)在前權利要求之一所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，串聯(lián)諧振回路 (3. 4，)的諧振頻率低于電極短路期間發(fā)生的頻率。
4.根據(jù)權利要求3所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)的諧振 頻率比電極短路期間發(fā)生的高頻信號頻率低0. 9倍，優(yōu)選低0. 8倍。
5.根據(jù)在前權利要求之一所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，并聯(lián)諧振回路(1， 2)通過變壓器耦合到串聯(lián)諧振回路(3，4)上。
6.根據(jù)權利要求5所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，并聯(lián)諧振回路(1，2)具有作 為變壓器一部分的阻抗O)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，串聯(lián)諧振回路(3，4)在 電壓器的任一側上具有阻抗(3)。
8.根據(jù)權利要求7所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，連接到兩阻抗C3)每一個輸 出側上的是電容G)，其每個連接到各個電極上。
9.根據(jù)在前權利要求之一所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，發(fā)生器平臺包括開 關平臺。
10.根據(jù)在前權利要求之一所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，發(fā)生器平臺具有控 制輸入，其通過電容(6)連接到并聯(lián)諧振回路(1, 上。
11.根據(jù)權利要求10所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，為了產(chǎn)生同步于高頻發(fā) 生器頻率的驅(qū)動信號，在其外側上連接有脈沖形成平臺(9)的相位轉(zhuǎn)換器⑶連接到控制 輸入上。
12.根據(jù)權利要求11所述的電外科高頻發(fā)生器，其特征在于，來自脈沖形成平臺(9)的 輸出信號通過操作裝置(11)供送給驅(qū)動平臺(10)。
全文摘要
用于切割和/或凝結生物組織的電外科高頻發(fā)生器，包括電源和用于在輸出過濾器中激發(fā)高頻振蕩的發(fā)生器平臺，該輸出過濾器包括并聯(lián)諧振回路和連接其上的串聯(lián)諧振回路，其上連接有至少一個電極，如果串聯(lián)諧振回路具有高于并聯(lián)諧振回路的諧振頻率的諧振回路，則具有改進的效率水平。
文檔編號A61B18/12GK102131473SQ200980133629
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2008年8月27日
發(fā)明者埃里希·維爾納 申請人:愛爾伯電子醫(yī)療設備有限公司