Устройство для электрохирургических измерений

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для электрохирургических измерений, а именно для определения характеристик электрохирургического воздействия на биологические объекты и электрофизических свойств тканей, в том числе напряжения, мощности, подводимой к тканям энергии и активной составляющей импеданса нагрузки. Техническим результатом является увеличение точности измерения электрохирургических характеристик. Устройство содержит активный и пассивный электроды, датчики тока и напряжения, аналого-цифровой преобразователь и вычислительное устройство, а также в него дополнительно введенные первый умножитель для определения квадрата напряжения, второй умножитель для определения подводимой мощности, фильтры низких частот, второй аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и энергонезависимую память. К первому выходу датчика напряжения подключены последовательно соединенные первые умножитель, фильтр низких частот, и аналого-цифровой преобразователь, а второй выход датчика напряжения и выход датчика тока соединены с вторым умножителем, к которому подсоединен второй фильтр низких частот и второй аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входу микроконтроллера, к выходу которого последовательно подключены вычислительное устройство и энергонезависимая память. 1 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для электрохирургических измерений, а именно для определения характеристик электрохирургического воздействия на биологические объекты и электрофизических свойств тканей, в том числе напряжения, мощности, подводимой к тканям энергии и активной составляющей импеданса нагрузки.

Известно устройство для электрохирургических измерений, содержащее высокочастотный генератор, активный и пассивный электроды, датчик тока, аналого-цифровой преобразователь и вычислительное устройство, которое связано с генератором для образования обратной связи (1).

Недостатком этого устройства является то, что здесь не учитываются потери мощности на излучение, а также используется предположение о том, что при изменении тока и мощности сопротивления ткани не изменяется, что приводим к снижению точности определения активного сопротивления, а наличие в измерительной цепи высокочастотного генератора также приводит к искажению результатов и снижению точности определения электрохирургических характеристик.

Известен электрохирургический генератор, осуществляющий электрохирургическое измерение импеданса нагрузки, который содержит последовательно соединенные между собой схему управления, источник питания и генератор, первый электрод, соединенный с выходом генератора, второй электрод, соединенный с генератором через датчик тока, датчик напряжения, параллельно подключенный входами к электродам, вычислитель, соединенный входами с выходом датчика тока и с выходом датчика напряжения, и источник сигнала задания, соединенный выходом с основным входом схемы управления, а также введены соединенные между собой аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, усилитель, инвертор и мультивибратор (2).

Недостатком этого решения является сложность и невысокая точность определения мощности, так как определяется модуль импеданса нагрузки, в который входит реактивная часть импеданса, на которой мощность не выделяется, и тем самым не учитываются потери на изучение.

В основу изобретения положена задача создания устройства для электрохирургических измерений, которое обеспечивало бы измерение электрохирургических характеристик путем синхронного определения квадрата напряжения и мощности, подводимой к тканям, на основе перемножения напряжения и тока и усреднения произведения за характерное для процессов теплопередачи в тканях время, с последующая вычислением импеданса по измеренным параметрам, при этом технический результат заключается в повышении точности определения мощности, исключении учета потерь на излучение на реактивной части нагрузки, в результате чего достигается увеличение точности измерения электрофизических характеристик тканей.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в известном устройстве для электрохирургических измерений, содержащем высокочастотный генератор, активный и пассивный электрод, датчики тока и напряжения, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство, дополнительно введены первый усилитель для определения квадрата напряжения, второй умножитель для определения подводимой мощности, фильтры низких частот, второй аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и энергонезависимая память, при этом к первому выходу датчика напряжения подключены последовательно соединенные первый умножитель, первый фильтр низких частот и первый аналого-цифровой преобразователь, а второй выход датчика напряжения и выход датчика тока соединены со вторым умножителем, к которому подсоединен второй фильтр низких частот и второй аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входу микроконтроллера, к выходу которого последовательно подключены вычислительное устройство и энергонезависимая память.

Введение умножителей для синхронного определения квадрата напряжения и мощности, подводимой к тканям, на основе перемножения тока и напряжении и усреднения произведения за характерное для процессов теплопередачи в тканях время, последующее вычисление импеданса по известным параметрам позволяет с высокой точностью определить мощность, затем вычислить активную составляющую сопротивления и исключить учет потерь на реактивной части нагрузки, и тем самым обеспечить увеличение точности измерений электрохирургических характеристик.

Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой устройства (см. чертеж).

Устройство для электрохирургических измерений содержит высокочастотный генератор 1, активный 4 и пассивный 5 электроды, аналого-цифровые преобразователи 10 и 11, микроконтроллер 12, датчик тока 2, датчик напряжения 3, фильтры низких частот 8 и 9, первый умножитель 6 для определения квадрата напряжения и второй умножитель 7 для определения подаваемой мощности, микроконтроллер 12, запоминающее устройство 14 и вычислительное устройство 13.

Устройство для электрохирургических измерений работает следующим образом.

Сигнал с датчика тока 2, соответствующий току высокочастотного генератора 1, текущему в цепи пациента, поступает на вход первого умножителя 6. Датчик напряжения 3 измеряет напряжение U между активным 4 и пассивным 5 электродами, и сигнал от него поступает на соответствующие входы первого 6 и второго 7 умножителей. Первый умножитель 6 осуществляет перемножение сигналов напряжения и тока P=UI, и таким образом определяется активная мощность, подаваемая в ткани объекта (без учета мощности, связанной с излучением), далее соответствующий сигнал через фильтр низких частот 8 и аналого-цифровой преобразователь 10 поступает в микроконтроллер 12; второй множитель 7 осуществляет определение квадрата напряжения, сигнал от которого через аналогичную цепь поступает в микроконтроллер 13 и далее в вычислительное устройство 13. Оба аналого-цифровых преобразователя 10 и 11 работают синхронно, а при определении мощности, подводимой к тканям, путем усреднения произведения напряжения на мощность постоянная времени фильтров низких "частот 8 и 9 выбирается таким образом, чтобы полностью сохранить информацию об изменении характеристик ткани во время электрохирургического воздействия. В выделительном устройстве 13 определяется активное сопротивление нагрузки и подводимая к тканям энергия для данных напряжения, активной мощности; эти значения могут быть записаны в энергонезависимую память 16 и использованы непосредственно или в дальнейшем для воздействия на выходные характеристики электрохирургического генератора при включении его в схему обратной связи. Работа такого устройства для электрохирургических измерений не зависит от формы выходного напряжения электрохирургического генератора.

Источники информации 1. US 5167658 A1, 01.12.92, кл. A 61 B 17/39.

2. RU 2008830 C1, 15.03.94, кл. A 61 B 17/39.

Формула изобретения

Устройство для электрохирургических измерений, содержащее высокочастотный генератор, соединенный через датчик тока с пассивным электродом, активный электрод, соединенный с высокочастотным генератором и первым входом датчика напряжения, второй вход которого соединен с пассивным электродом, аналого-цифровой преобразователь и вычислительное устройство, отличающееся тем, что в него введены первый умножитель для определения квадрата напряжения, второй умножитель для определения мощности, два фильтра низких частот, второй аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и энергонезависимая память, при этом к первому выходу датчика напряжения подключены последовательно включенные первый умножитель, первый фильтр низких частот и первый аналого-цифровой преобразователь, а второй выход датчика напряжения и выход датчика тока соединены с вторым умножителем, к которому подсоединен второй фильтр низких частот и второй аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы обоих аналого-цифровых преобразователей подключены к входу микроконтроллера, к выходу которого последовательно подключены вычислительное устройство и энергонезависимая память.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 04.04.2009

Дата публикации: 20.09.2011

---