ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к электрохирургическим аппаратам.
Из уровня техники известен аппарат для плазменного электрохирургического воздействия (RU 2389444 С1 от 20.05.2010), который включает генератор высокочастотного тока с блоком управления, блок гальванической развязки, связанный с активным электродом, измеритель временных интервалов и сдвоенный компаратор. Между генератором высокочастотного тока и сдвоенным компаратором установлен измерительный резистор, выход которого связан с пиковым детектором, подключенным через сдвоенный компаратор к входу измерителя интервала времени, подключенного к входу цепей управления генератора высокочастотного тока с образованием первого контура цепи обратной связи. Измерительный резистор связан с входом блока ВЧ-фильтра, подключенного к третьему входу цепей управления генератора высокочастотного тока с образованием схемы защиты от искровых пробоев. Выход блока гальванической развязки связан с детектором среднего значения напряжения, подключенным ко второму входу цепей управления генератора высокочастотного тока с образованием второго контура цепи обратной связи.
Также известен электрохирургический аппарат блочно-модульной конструкции (RU 101910 U1 от 10.02.2011), содержащий блок высокочастотных генераторов с набором модулей генераторов, работающих на разных частотах, управляющую компьютерную систему, блок питания аппарата.
Задачей заявленной полезной модели является усовершенствование известных конструкции с обеспечением электрохирургического аппарата функцией автоматического начала работы.
Техническим результатом является расширение арсенала технических средств, а именно создание высокочастотного электрохирургического аппарата с функцией автоматического начала работы.
Технический результат достигается за счет того, что высокочастотный электрохирургический аппарат содержит управляющий блок, соединенный с управляющим контроллером, выполненным с возможностью передачи сигналов на блок регулируемого силового источника питания и блок высокочастотного генератора, которые соединены между собой, и блок сетевого выпрямителя, подсоединенный к блоку силового источника питания и отличается тем, что блок высокочастотного генератора подсоединен через блок согласования внутреннего сопротивления высокочастотного генератора с сопротивлением нагрузки во внешней цепи с блоком датчиков тока и напряжения во внешней цепи, которые передают сигналы от рабочего инструмента на аналоговые вычислители действующего значения тока и напряжения, соединенные с аналоговым делителем для дальнейшего вычисления сопротивления нагрузки, где аналоговый делитель соединен с управляющим контроллером для передачи вычисленного значения сопротивления нагрузки.
Высокочастотный электрохирургический аппарат с функцией автоматического начала работы (далее Аппарат) состоит из (Фиг. 1):
- блока сетевого выпрямителя, включающего плавкие предохранители с термистором - 1, сетевого фильтра - 2, диодного моста - 3, накопительной емкости - 4;
- блока регулируемого силового источника питания, включающего контроллер транзисторного моста - 13, драйверы раскачки - 17 транзисторного моста - 19, которые гальванически развязаны друг от друга гальванической развязкой - 15, включенные в диагональ транзисторного моста силового трансформатора - Тр3 и трансформатора тока - Tp1, силового диодного моста - 22 и диодного моста датчика тока - 24, накопительную емкость - 20, резистивный делитель напряжения системы стабилизации источника силового питания -21;
- блока высокочастотного генератора, включающего контроллер транзисторного моста - 14, драйверы раскачки - 16 транзисторного моста - 18, включенные в диагональ транзисторного моста силовой трансформатор - Тр4 и трансформатор тока - Тр2, диодный мост датчика тока - 25;
- управляющего блока - 5 и управляющего контроллера - 6;
- сумматора - 9, обеспечивающего стабилизацию напряжения силового источника питания по сигналу датчика тока - 24, либо старт/стоп силового блока питания по команде управляющего контроллера - 6 через оптронную развязку - 7;
- сумматора - 10, обеспечивающего аварийную остановку блока силового питания по сигналу резистивного делителя напряжения - 21, либо установку величины выходного напряжения блока силового питания по сигналу управляющего контроллера через оптронную развязку - 8;
- сумматора - 11, обеспечивающего аварийную остановку высокочастотного генератора по сигналу датчика тока - Тр2, либо старт/стоп блока высокочастотного генератора по команде управляющего контроллера - 6 через оптронную развязку - 8;
- оптронной развязки - 12, обеспечивающей передачу сигнала синхронизации частоты высокочастотного генератора по входу "clock" драйвера моста - 14, а также обеспечивающей передачу сигнала модуляции выходного напряжения высокочастотного генератора на драйверы транзисторного моста высокочастотного генератора;
- управляемого по сигналу управляющего контроллера, регулируемого по выходному напряжению DC-DC преобразователя низковольтного напряжения - 23;
- блока согласования внутреннего сопротивления высокочастотного генератора с сопротивлением нагрузки во внешней цепи - 26;
- разъемов подключения рабочих инструментов - 27;
- блока датчиков тока и напряжения во внешней цепи - 28, 29;
- аналоговый вычислитель действующего значения тока - 30 и напряжения - 31;
RMS
RMS
- аналоговый делитель U на I для вычисления сопротивления нагрузки - 32;
- напольная педаль управления аппаратом - 33.
Аппарат работает следующим образом.
После включения сетевого питания Аппарата на накопительном конденсаторе 4 и на транзисторном мосте блока 19 силового питания генератора появляется выпрямленное сетевое напряжение U1, близкое по величине к 310 В. При этом для исключения возможного перехода высокочастотного генератора в рабочий режим работы, что исключается в режиме измерения сопротивления нагрузки, работа блока силового питания высокочастотного генератора блокируется. Для надежной блокировки блока силового питания высокочастотного генератора блокировка осуществляется по двум каналам: каналу старт/стоп контроллера транзисторного моста 13 силового блока питания высокочастотного генератора, а также по входу блокировки драйверов раскачки транзисторного моста 17.
RMS
RMS
RMS
RMS
H
H
пop
пop
H
пop
H
H
пop
Для перехода в режим измерения сопротивления нагрузки от управляющего контроллера подается разрешающий сигнал на включение блока низковольтного питания 23, напряжение которого через диод D подается на транзисторный мост 18 высокочастотного генератора. После включения блока низковольтного питания 23 с задержкой (10-20) мс через оптронную развязку 8, сумматор 11 на контроллер моста 14 подается сигнал, разрешающий работу высокочастотного генератора на пониженном напряжении U3 в тестирующем режиме. При захвате биоткани биполярным инструментом (например, биполярным пинцетом) осуществляется определение сопротивления нагрузки следующим образом. Сигналы с датчиков тока 28 и напряжения 29 поступают на вход аналогового вычислителя действующего значения тока I - 30 и напряжения U - 31. По значениям величин U на I с помощью аналогового делителя 32 вычисляется сопротивление нагрузки R. Для принятия решения о переводе высокочастотного генератора в рабочий режим вычисленное значение сопротивления нагрузки R передается в управляющий контроллер 6, где она сравнивается с величиной R. Величина R устанавливается оператором с помощью управляющего блока 5. Если величина R больше R, то процесс измерения величины R повторяется с периодом (20-50) мс. Если измеряемая величина R становится меньше R, запрет на блокировку блока силового питания снимается, и он переводится в рабочий режим. При этом на транзисторный мост 18 высокочастотного генератора подается рабочее напряжение U2. Защита низковольтного блока питания 23 от рабочего напряжения осуществляется с помощью высоковольтного диода D и высокоомного сопротивления R.
Для реализации функции автоматического начала работы Аппарата тестирующий сигнал генерируется мощным высокочастотным генератором, предназначенным для питания рабочего инструмента, что влечет за собой следующее преимущество заявленного Аппарата - тестирование осуществляется на рабочей частоте.
Для работы высокочастотного генератора в тестирующем режиме по его питание осуществляется от дополнительного маломощного низковольтного источника питания. Указанный дополнительный источник питания обеспечивает безопасную работу Аппарата в режиме автоматического начала работы, обусловленную малой величиной (5-10) В его выходного напряжения.
RMS
RMS
H
H
H
RMS
RMS
Для работы Аппарата в режиме автоматического начала работы осуществляется измерение действующих значений U и I и вычисления по их значениям величины сопротивления нагрузки R. Проблема корректного определения сопротивление нагрузки R осложняется тем, что величина R может меняться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких тысяч Ом, что, как правило, не совпадает с величиной внутреннего сопротивления зондирующего генератора. Это приводит к изменению соотношения вклада отдельных гармоник в величину выходного тока и напряжения на нагрузке. По этой причине корректное измерение величин тока и напряжения в рамках одного числового параметра может быть проведено путем введения в рассмотрение действующих значений U и I.
RMS
RMS
H
H
Переход к измерению действующих значений U и I позволяет более адекватно вычислять величины сопротивления нагрузки R при изменении спектрального состава выходного тока, обусловленного изменением величины сопротивления нагрузки R в широком диапазоне значений.