[实用新型]一种超声刀主机及超声刀系统

说明书

本实用新型提供一种超声刀主机及超声刀系统，在本实用新型提供的超声刀主机及超声刀系统中，通过设置于输出隔离变压器输出端的电流检测电路和电压检测电路经过零检测电路接入可编程逻辑控制器，以及可编程逻辑控制器接波形发生器的结构设计，能利用可编程逻辑控制器直接检测计算电流和电压的相位差，并据此按照一次函数逐渐逼近的逻辑对输出信号的频率进行调节控制以快速跟追负载的变化，抛开了负载阻抗的影响，快捷有效地实现了谐振控制，谐振控制效果好，能有效满足电外科手术的需求，且整个超声刀主机的结构简单、成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种超声刀主机及超声刀系统。

背景技术

电外科的超声技术已在医疗领域得到了广泛的应用，特别是超声刀在微创手术中发挥着越来越重要的作用，使用超声刀进行切割手术的优势是切割的同时具有凝血止血作用，刀头控制温度低，一般不超过100℃，对周围组织的热损伤非常小。一个超声刀系统一般包括主机、手柄、刀头和开关，主机的作用是产生手柄所需的超声电能信号，手柄的作用是将超声电能转换为纵向振动的机械能，刀头的作用是将来自手柄的机械振动从导杆经变幅放大传递到刀头，最终将振动能量传递给刀头末端的组织，产生凝血和切割作用。

超声刀主机发出的电能信号首先必须有足够高的能量才能驱动手柄和刀头工作，然后是信号频率必须与手柄刀头的谐振频率一致，才能得到刀头末端最大的振幅，产生最佳的切割效率。由于手柄和刀头的谐振频率与手柄及刀头的特性有很大关系，同时也与每时每刻末端夹持的组织产生的负载有很大关系，这个负载随着切割过程的进行也在随时的变化，因此就需要主机能够根据实际负载不断调节输出频率，使系统一直处于最佳谐振状态，即锁相频率的控制。

目前的超声刀系统的锁相频率控制基本都是根据反馈的电压电流计算相位差和负载阻抗，根据阻抗和相位差的变化确定频率的调节量，由于手柄的刀头的特性不同，阻抗的变化也比较复杂，该算法也有很多不同函数组成，使得算法控制复杂，很难达到统一理想的效果，对应的超声刀系统的结构复杂，超声刀主机的运算负荷比较重，且超声刀系统的输出频率无法及时跟追负载的变化，超声刀系统的超声输出受限，甚至影响手术的效果。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超声刀主机方案，用于解决上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超声刀主机，包括：微控制器、波形发生器、可编程逻辑控制器、放大驱动电路、输出隔离变压器、电流检测电路、电压检测电路及过零检测电路；

所述微控制器分别与所述波形发生器及所述可编程逻辑控制器相连，所述波形发生器的输出端接所述放大驱动电路的输入端，所述放大驱动电路的输出端接所述输出隔离变压器的输入端，所述输出隔离变压器的输出端作为所述超声刀主机的输出端；

所述电流检测电路的输入端接所述输出隔离变压器的输出端，所述电流检测电路的输出端接所述过零检测电路；所述电压检测电路的输入端接所述输出隔离变压器的输出端，所述电压检测电路的输出端接所述过零检测电路；所述过零检测电路与所述可编程逻辑控制器相连，所述可编程逻辑控制器与所述波形发生器相连，所述可编程逻辑控制器调节控制所述波形发生器的信号频率。

可选地，所述过零检测电路包括电流过零检测电路及电压过零检测电路；所述电流检测电路的输出端接所述电流过零检测电路的输入端，所述电流过零检测电路的输出端接所述可编程逻辑控制器；所述电压检测电路的输出端接所述电压过零检测电路的输入端，所述电压过零检测电路的输出端接所述可编程逻辑控制器。