[实用新型]电外科发生器

说明书

本实用新型专利申请是申请日为2016年4月22日、申请号为201620350117.7、实用新型名称为“用于电外科发生器的控制系统”的实用新型专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及电外科系统。更具体地，本公开涉及一种电外科发生器。

背景技术

电外科涉及在电外科程序期间应用射频(RF)交流电流(AC)切割或者改变生物组织。电外科发生器(例如，电源或者波形发生器)生成通过有源电极施加至患者组织并且通过返回电极返回电外科发生器的AC。

在电外科期间，由电外科发生器生成的AC传导通过有源电极与返回电极之间设置的组织。组织的阻抗将与AC相关联的电能量(例如，电外科能量)转换成使得组织温度上升的热量。电外科发生器通过控制向组织供应的AC的各种参数控制组织的治疗。需要包括配置为精确控制能量传送的改进的控制系统的电外科发生器。

实用新型内容

本公开描绘了用于电外科发生器以控制电外科能量的传送的控制系统。在实施例中，用于电外科发生器的控制器包括RF逆变器、信号处理器、软件补偿器、硬件补偿器和RF逆变器控制器。RF逆变器生成电外科波形以及信号处理器输出电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的测量值。软件补偿器生成电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的期望值，以及硬件补偿器基于测量值和期望值生成相移。RF逆变器控制器基于相移生成脉冲宽度调制(PWM)信号以控制RF逆变器。

在某方面中，硬件补偿器包括配置为选择电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的目标值以及配置为基于目标值补偿第一相位的补偿器。补偿器包括实现二阶PID算法的比例-积分-微分(PID)控制器。补偿器在PWM信号的每个周期内执行补偿。

在另一个方面中，设定指示器还确定在目标电压值、目标电流值和目标功率值当中转换目标值的时间。所确定的时间基于电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的测量值和最大值。设定指示器还防止RF电外科能量在转换目标值之前和之后充分地改变。

在又另一个方面中，硬件补偿器还包括阻抗增益调度器，配置为计算阻抗增益；电压增益调度器，配置为计算电压增益；以及相位增益调度器，配置为计算相位增益。硬件补偿器还将第一相位乘以阻抗增益和电压增益以获得第二相位，以及还将第二相位乘以相位增益以获得第三相位。

在又另一个方面中，硬件补偿器还包括限制器，配置为将第三相位限制在预定范围内。

在又另一个方面中，硬件补偿器还包括积分误差计算器，配置为基于阻抗增益、电压增益、相位增益、第二相位和第三相位中的至少一个计算积分误差。补偿器还基于目标的期望值与测量值之间的误差补偿第一相位。控制器还包括缩放器，配置为对第三相位进行缩放以及将缩放的第三相位提供至RF逆变器控制器。

在又另一个方面中，硬件补偿器还配置为响应于来自RF逆变器控制器的更新信号生成RF逆变器控制器的相移。

在又另一个方面中，补偿器还将期望值与测量值进行比较。

在又另一个方面中，软件补偿器还配置为响应于阻抗变化更新期望值。

在又另一个方面中，RF逆变器还配置为基于相移调节电外科波形的平均功率，相移从大约零到大约π弧度。

在又另一个方面中，期望值和测量值是均方根(RMS)值。

在又另一个方面中，信号处理器还对电外科波形的所感测电压和电流波形抽取十分之一并且对电外科波形的所感测电压和电流波形进行滤波以向软件补偿器提供第一和第二路径数据。

在另一个实施例中，电外科发生器包括RF逆变器、多个传感器、多个ADC和控制器。RF逆变器生成电外科波形，多个传感器耦合至RF逆变器并且感测电外科波形的电压波形和电流波形，以及多个ADC对所感测的电压和电流波形进行数字采样。

控制器耦合至多个ADC并且包括信号处理器、软件补偿器、硬件补偿器和RF逆变器控制器。信号处理器输出电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的测量值。软件补偿器生成电外科波形的电压、电流或者功率中的至少一个的期望值，以及硬件补偿器基于测量值和期望值生成相移。RF逆变器控制器基于相移生成脉冲宽度调制(PWM)信号以控制RF逆变器。