專利名稱：組織處理裝置的制作方法
組織處理裝置本發(fā)明涉及組織處理裝置(tissue treatment apparatus)，其包括射頻(r. f.)發(fā) 生器和處理儀器，該處理儀器可連接至所述發(fā)生器并連接至用于產(chǎn)生等離子流的可電離氣 源(ionisable gas)。該系統(tǒng)的主要用途是皮膚表面修復(fù)(skin resurfacing)。申請日為2002年2月22日的美國專利No. 6，723，091、申請日為2002年2月13日的美國專利No. 6，629，974以及申請日為2004年3月5日美國專利申請No. 10/727, 765 公開了 一種組織處理系統(tǒng)。這些專利和申請中每一個的完整公開內(nèi)容都通過引用方式被納入本申請。在該已 知的系統(tǒng)中，手持式處理儀器具有一個氣體導(dǎo)管，該氣體導(dǎo)管終止于一個等離子體噴嘴。一 電極與該導(dǎo)管相連，該電極被聯(lián)接至一分立的射頻功率發(fā)生器，該射頻功率發(fā)生器被布置 用于將射頻功率傳送至該電極，從而將通過導(dǎo)管供給的氣體形成等離子體。所傳送的射頻 功率一般在大約2. 45GHz的UHF (超高頻)范圍內(nèi)，所述儀器包含在該頻率范圍內(nèi)諧振的一 個結(jié)構(gòu)，從而將電場集中在導(dǎo)管內(nèi)，用于沖擊噴嘴上游的等離子體，等離子體形成的噴射流 從噴嘴出現(xiàn)并且可被用于影響組織表面的局部加熱。將脈沖能量傳送至病人的組織的系統(tǒng)的臨床效果取決于所傳送的能量數(shù)量，更具 體地說，取決于在激活時間內(nèi)綜合的瞬時功率。如果系統(tǒng)發(fā)生故障——導(dǎo)致例如所施加的脈沖的持續(xù)時間相當(dāng)大地增加或者導(dǎo) 致脈沖的能量相當(dāng)大地增加，那么等離子體所對準(zhǔn)的組織會被無可彌補地損壞。同樣地，如 果系統(tǒng)發(fā)生故障——導(dǎo)致所施加的脈沖的持續(xù)時間顯著變短或者導(dǎo)致脈沖的能量相當(dāng)大 地減少，那么等離子體所對準(zhǔn)的組織可能不會被充分處理，達不到預(yù)期目的。因此，重要的 是能夠確認(rèn)由系統(tǒng)所傳送的能量相應(yīng)于發(fā)生器的設(shè)置(這可由用戶設(shè)定)并且在系統(tǒng)的規(guī) 格范圍內(nèi)。在一先前的實踐中，在等離子體脈沖期間，發(fā)生器接收來自手持式處理儀器(在 下文中為“手持件”)的反射的射頻功率。接下來，反射的射頻功率的平均水平將用于確定 發(fā)電量是否正常(即，是否反射了相對低水平的射頻功率)；或者通過檢查以下兩種情況， 即(i)反射功率水平是否落在下閾值水平和上閾值水平之間，或者(ii)在諸如斷開射頻電 纜的更加嚴(yán)重的情況下，確定所反射的功率水平是否在上閾值之上，從而確定是否存在妨 礙或限制等離子體發(fā)生的問題(諸如有缺陷的噴嘴)。檢測反射射頻信號需要區(qū)分該反射信號與較大的發(fā)射射頻信號。在一現(xiàn)有系統(tǒng) 中，這種區(qū)分是使用一循環(huán)器(circulator)實現(xiàn)的。循環(huán)器具有三個端口 第一(輸入)端 口，用于接收來自于射頻功率發(fā)生器的射頻功率；第二端口，其連接至手持件；第三端口， 從所述手持件反射的射頻功率被導(dǎo)向到所述第三端口上。在最佳情況下，沒有反射功率到 達輸入端口，僅反射功率被聯(lián)接至第三端口，因此可實現(xiàn)對發(fā)射射頻功率和反射射頻功率 的獨立測量。區(qū)分發(fā)射射頻功率和反射射頻功率的第二種方法是使用一定向耦合器，該定向耦 合器具有第一和第二(輸入和輸出)連接，以及第三連接，該第三連接提供流經(jīng)設(shè)備的主信 號的定向取樣。根據(jù)將該設(shè)備插入到功率流動路徑中的方向，這種設(shè)備可提供用于外部電路的測量的前向取樣(forward samples)或逆向取樣(reverse samples)。上述循環(huán)器和定向耦合器都是相對昂貴的，并且除了在手持件處產(chǎn)生的等離子體 相關(guān)的反射之外發(fā)生的反射會損害性能。這種多重反射不易被分析，從而不能與反射射頻 功率信號相區(qū)分。另外，反射射頻功率信號不是對滿意的等離子體產(chǎn)生的真實指示。仍可能發(fā)生故 障，從而產(chǎn)生微小反射的射頻功率，因為發(fā)射射頻功率被輻射進周圍空間，和/或被轉(zhuǎn)化為 在電纜或手持件內(nèi)的熱量。所述系統(tǒng)會錯誤地將其認(rèn)為是關(guān)于等離子體產(chǎn)生的良好狀態(tài)， 即使等離子體并不存在。本發(fā)明的目的在于提供一種在用于組織表面修復(fù)的系統(tǒng)中、確認(rèn)滿意的等離子體 發(fā)生的改進裝置。本發(fā)明提供一種組織處理裝置，該裝置包括射頻(r. f.)發(fā)生器、處理儀器以及光 學(xué)分析設(shè)備，其中所述儀器具有氣體導(dǎo)管，該氣體導(dǎo)管終止于一個等離子噴嘴并且可連接 至一個可電離氣源；以及與所述導(dǎo)管相聯(lián)的一對電極，該對電極可連接至所述發(fā)生器并被 布置為當(dāng)被發(fā)生器提供一射頻電壓時在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生一電場，從而當(dāng)該儀器被供給以氣體時 在流經(jīng)所述導(dǎo)管的可電離氣體中產(chǎn)生等離子體，以及其中所述光學(xué)分析設(shè)備包括至少一 個光學(xué)檢測器，其被布置為直接從管道內(nèi)接收由所述等離子體發(fā)出的輻射；處理器裝置，其 用于處理來自所述或每個光學(xué)檢測器的輸出信號，從而將輸出信號的代表與一基準(zhǔn)代表進 行比較，并響應(yīng)于一預(yù)定比較結(jié)果產(chǎn)生一故障信號(faultsignal)，所述故障信號表明在裝 置內(nèi)的故障；以及控制裝置，其用于響應(yīng)于所述故障信號來控制所述發(fā)生器的射頻能量的 產(chǎn)生。有利地，所述或每個光學(xué)檢測器通過在處理儀器的側(cè)面中所形成的孔接收輻射。在一優(yōu)選實施方案中，所述組織處理裝置還包括至少一光學(xué)纖維，用于將等離子 體所發(fā)出的輻射導(dǎo)向至所述至少一個光學(xué)檢測器。優(yōu)選地，所述處理器被布置為控制被供給至所述儀器的可電離氣體的流動。有利地，所述組織處理裝置還包括一用戶界面，以及經(jīng)由該用戶界面向使用者表 明故障的裝置。優(yōu)選地，所述控制裝置被布置為，如果處理器接收到要求防止進一步的等離 子體生產(chǎn)的具體故障信號，就防止這種進一步的等離子體生產(chǎn)。有利地，所述控制裝置還被 布置為，如果處理器接收到不要求防止等離子體制造的具體故障信號，就允許進一步的等 離子體生產(chǎn)。在優(yōu)選實施方案中，所述處理器和控制裝置構(gòu)成所述發(fā)生器的一部分，所述處理 器裝置被布置為，當(dāng)來自于光學(xué)分析設(shè)備的輸出信號表明如下兩種情況時就產(chǎn)生一故障信 號即，(a)在發(fā)生器開始向所述儀器傳送射頻能量之后一預(yù)定間隔內(nèi)在所述導(dǎo)管內(nèi)不存 在輻射，或者(b)在所述發(fā)生器產(chǎn)生射頻能量的過程中所述導(dǎo)管內(nèi)的輻射沒有保持近似恒 定。從而，一旦處理脈沖開始，光學(xué)分析設(shè)備的輸出以及等離子體自身為了一致性都被進行 監(jiān)控，直到處理脈沖終止。這可通過將來自于光學(xué)分析設(shè)備的輸出與上輸出閾值和下輸出 閾值進行比較而實現(xiàn)。通常，如果當(dāng)需要來自于發(fā)生器的射頻能量，而輸出沒有保持在預(yù)定 范圍內(nèi)時，將射頻能量的發(fā)生終止。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種控制組織處理裝置的方法，該組織處理裝 置具有射頻發(fā)生器、等離子體施加儀器以及光學(xué)分析設(shè)備，所述儀器可連接至所述發(fā)生器并連接至一個可電離氣源，當(dāng)被供給以可電離氣體并被發(fā)生器提供能量時，該儀器用來在其噴嘴處運行產(chǎn)生等離子流，其中該方法包括如下步驟從所述氣體導(dǎo)管供給可電離氣體； 運行所述發(fā)生器將一射頻電壓施加至與所述導(dǎo)管相聯(lián)的一對電極，以在該導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生電 場，從而在流經(jīng)該導(dǎo)管的可電離氣體中產(chǎn)生等離子體；在至少一個光學(xué)檢測器中接收由等 離子體所發(fā)出的輻射，所述輻射是直接從所述導(dǎo)管內(nèi)接收到的；將從所述至少一個光學(xué)檢 測器中的輸出信號的代表與一基準(zhǔn)代表進行比較；響應(yīng)于預(yù)定比較結(jié)果產(chǎn)生一故障信號， 該故障信號表明在裝置內(nèi)的故障；以及響應(yīng)于該故障信號，控制所述發(fā)生器的射頻能量的 產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述方法還包括如下步驟，即，將一故障指示給使用者，更具體而言，將所 述故障經(jīng)由一用戶界面指示給用戶。有利地，所述輻射是由所述至少一個光學(xué)檢測器經(jīng)由至少一光學(xué)纖維接收到的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述光學(xué)檢測器對于可見頻譜中的輻射敏感。然而， 本發(fā)明包括使用整體或主要對可見頻譜之外的電磁波——尤其是紫外或紅外輻射——敏 感的光學(xué)檢測器的系統(tǒng)?，F(xiàn)在將通過實施例的方式、參照附圖更加詳細地描述本發(fā)明，在所述附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的組織處理系統(tǒng)的總圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的手持件的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的手持件的截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的手持件的截面圖；圖5A、5B和5C是手持件的截面圖，所述手持件分別代表第一、第二、第三實施方案 的手持件的變體；圖6是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；以及圖7是示出在圖6的系統(tǒng)中使用的故障檢測方法的流程圖。參照圖1，組織處理系統(tǒng)具有一基本單元(base unit) 10和一手持式組織處理儀 器12，該儀器借助于塞繩(cord) 14連接至所述基本單元。該儀器12包括具有可重復(fù)使用 的手持件主體12A和一次性的前端組件(nose assembly) 12B。所述基本單元10包括射頻 (r. f.)發(fā)生器16，以及用于將發(fā)生器設(shè)置至不同能量水平設(shè)置的用戶界面18。基本單元10具有用于當(dāng)儀器不使用時存儲該儀器的儀器固定器20。在塞繩14內(nèi)存在一個用于將射頻能量從發(fā)生器16傳輸至所述儀器12的同軸電 纜，以及一個用于將氮氣從基本單元10內(nèi)部的氣體存儲器或氣源(未示出)中供給氮氣的 氣體供給管。塞繩14還包括一個用于將可見光從基本單元10中的光源傳送至儀器12的 光學(xué)纖維光導(dǎo)34(參見圖2)。在其遠端，塞繩14穿進手持件主體12A的外殼22中。在可重復(fù)使用的手持件主體12A中，同軸電纜14A連接至內(nèi)電極24和外電極26， 如圖2中所示，從而將所述電極聯(lián)接至發(fā)生器16以接收射頻功率。內(nèi)電極24在外電極26 內(nèi)縱向延伸。在它們之間是被容納在一次性儀器前端組件12B(圖1)內(nèi)的(優(yōu)選由石英制 成的)耐熱管28形式的氣體導(dǎo)管。當(dāng)前端組件12B被固定至手持件主體12A時，管28的 內(nèi)部與氣體供給管內(nèi)部相連通，前端組件12B被接收在主體12A內(nèi)，使得內(nèi)電極24、外電極 26與管相連，內(nèi)電極24軸向延伸進管，外電極26在管外部周圍延伸。螺旋卷繞的不銹鋼線圈30形式的諧振器位于石英管28內(nèi)，所述線圈被布置使得，當(dāng)一次性前端組件12B被固定在手持件主體12A上的位置中時，線圈的近端相鄰于內(nèi)電極 24的遠端。所述線圈被卷繞使得其相鄰于并緊密接觸所述石英管28的內(nèi)表面。在儀器的使用過程中，氮氣通過一供給管29被供給至管28的內(nèi)部，在管28處，氮氣達到所述內(nèi)電極24的遠端附近的一位置。當(dāng)一射頻電壓經(jīng)由同軸電纜被施加至電極24 和26時，在內(nèi)電極的遠端區(qū)域中形成強射頻電場。所述電場強度被螺旋線圈30加強，該 螺旋線圈在發(fā)生器的運行頻率諧振，并且以這種方式加速將氮氣轉(zhuǎn)化為等離子體，所述等 離子體在石英管28的噴嘴28A處流出為噴射流。以處理光束軸線32 (該軸線是管28的軸 線)為軸心的等離子流被導(dǎo)向在待處理的組織上，典型地，噴嘴28A被保持為距離組織的表 面數(shù)毫米。手持件12還包括一光學(xué)纖維光導(dǎo)34，該光導(dǎo)延伸穿過塞繩14進入手持件，該光 導(dǎo)管的遠端部分34A被向內(nèi)彎曲朝向由石英管28所限定的處理軸線，以終止于限定一相 鄰于噴嘴28A的出口孔的遠端。在該點的纖維光導(dǎo)34的傾斜角限定一個用于將目標(biāo)標(biāo)識 (targetmarker)投射到組織表面的投射軸線。在重復(fù)使用該儀器之后，需要更換石英管28及其諧振線圈30。包含這些元件的一 次性前端組件12B與儀器的可重復(fù)使用部分12A輕易附接或分離，在儀器的兩個部件12A、 12B之間的接口提供石英管28和線圈30相對于電極24、36的準(zhǔn)確定位。在本發(fā)明的該第一實施方案中，光學(xué)檢測器36借助于一安裝構(gòu)件38被可拆卸地 附接至外電極26的表面。該光學(xué)檢測器36被定位，使得其通過在外電極26的表面中的小 孔40從石英管28內(nèi)接收輻射。所述光學(xué)檢測器36連接至(a)電源線42，所述電源線42 的另一端連接至一電源(未示出)以向光學(xué)檢測器提供功率；(b)信號線44，所述信號線44 的另一端連接至包含在基本單元10內(nèi)部的一中央處理器(CPU)(未示出)?？墒褂萌我夂?適的光學(xué)檢測器36，例如，由Integrated Photo-Optics Limited公司所制造的集成光電傳 感器(型號IPL 10530 DAL)。所述孔40被配置使得僅少量射頻能量從石英管28內(nèi)泄漏 出，同時允許足夠光學(xué)能量到達檢測器。所述孔40被定位使得光學(xué)檢測器36檢測來源于內(nèi)電極24的遠端的輻射。在生 產(chǎn)等離子體的初期，諧振線圈30的圍繞該內(nèi)電極24的遠端的區(qū)域用于形成電弧。在這些 電弧的形成過程中所發(fā)出的輻射被光學(xué)檢測器36檢測到，并經(jīng)由信號線44被反饋至CPU 進行分析。在本發(fā)明的第二實施方案中，如圖3中所示，光學(xué)檢測器36如之前一樣借助于安 裝構(gòu)件38被可拆卸地連接至外電極26的表面，但是該光學(xué)檢測器被設(shè)置在諧振線圈30的 遠端。發(fā)射自諧振線圈30內(nèi)的輻射穿過一個小孔40，并且被光學(xué)檢測器36檢測到，所述光 學(xué)檢測器的輸出經(jīng)由信號線44被供給至CPU。在該實施方案中，光學(xué)檢測器36檢查正在諧 振線圈30內(nèi)形成并從內(nèi)電極的遠端流動的等離子體，直到等離子體到達石英管28的噴嘴 28A。在本發(fā)明的第三實施方案中，如圖4所示，光學(xué)檢測器36借助于一安裝構(gòu)件38被 可拆卸地連接至石英管28的噴嘴28A端。由于在該實施方案中，光學(xué)檢測器36被布置在 外導(dǎo)體26的遠端以外并直接附接至石英管28，該石英管是基本透明的，不需要小孔。隨著 在諧振線圈30內(nèi)產(chǎn)生的等離子體流過石英管28，石英會變熱。因此，優(yōu)選的是，光學(xué)檢測器 36借助于一墊圈(未示出)與石英的表面間隔開，以避免光學(xué)檢測器的過度受熱以及避免其可能的損壞。在該實施方案中，由于光學(xué)檢測器36被定位在石英管28的遠端，被檢測到的等離子體輻射主要源自Lewis-Rayleigh余輝。石英管28以及因此安裝構(gòu)件38形成一次性組 件12B的一部分，使得在去除所述前端組件之前，應(yīng)首先將光學(xué)檢測器36從安裝構(gòu)件中去 除，允許其附接至新的前端組件的安裝構(gòu)件?；蛘撸鈱W(xué)檢測器可構(gòu)成所述一次性組件的整體部分，同時使用一可去除裝置形成與所述發(fā)生器的電連接。在圖5A、5B和5C中示出的實施方案分別是在圖2、3、4中所示的實施方案的變體， 從而光學(xué)檢測器36和安裝構(gòu)件38用一光學(xué)纖維46替代，該光學(xué)纖維可借助于一光學(xué)纖維 安裝構(gòu)件48分別可去除地附接至外電極26或石英管28的外表面。在圖5A和5B所示的實 施方案中，光學(xué)纖維46通過在外電極26的表面中的小孔40從石英管28內(nèi)接收輻射。在 圖5C所示的實施方案中，光學(xué)纖維46被定位在外電極26的遠端以外并被直接附接至基本 透明的石英管28相鄰于噴嘴28A。如圖4的實施方案一樣，在這種情況下不需要小孔。光 學(xué)纖維46將所述輻射傳輸至安裝在基本單元10中或者位于另一合適位置的一檢測器(未 示出)?，F(xiàn)在參照圖6，其是根據(jù)本發(fā)明的一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。交流(AC)輸入電源100接收外部主交流電200，并在連接至用于磁控管(magnetron) 102的高壓電源101、中央處理器 (CPU) 109以及磁控管熱絲電源105內(nèi)的電源電路的供給線201、206和207上產(chǎn)生電壓。磁控管102包括一個關(guān)聯(lián)的同軸饋電傳輸(coaxial feedtransition)，并從磁控 管高壓電源101接收高壓驅(qū)動202，從磁控管熱絲電源105接收低壓、高電流驅(qū)動，以便在 輸出線路203上產(chǎn)生射頻功率。在該實施方案中，所述射頻功率產(chǎn)生于超高頻范圍內(nèi)，具體 在2. 45GHz或其接近。磁控管102所產(chǎn)生的射頻功率被輸送到一超高頻循環(huán)器103，在線 路204上的超高頻循環(huán)器的輸出被饋送至一超高頻隔離器(isolator) 104，該超高頻隔離 器提供電子隔離安全屏障。隔離器104的輸出205經(jīng)由包含在塞繩14內(nèi)的射頻同軸電纜 14A(參見圖2)被聯(lián)接至手持件12。在線路202上產(chǎn)生磁控管高壓電源電壓需要從CPU 109中同時呈現(xiàn)如下兩個控制。首先，磁控管電流需求控制線路215將來自于CPU109的電流需求信號傳送至磁控管 高壓電源101，以通過確定在供給線路202上用于磁控管的電流水平，來確定在輸出203上 由磁控管102所產(chǎn)生的射頻功率的瞬時射頻輸出功率水平。在線路202上所產(chǎn)生的電流 與磁控管電流需求控制線路215上的電壓成比例。因為由輸出203上的磁控管所提供的 射頻功率水平與供給線路202上的供給電流成比例，在控制線路215上的磁控管電流需求 信號決定射頻輸出功率水平。其次，輸出允許信號控制線路(output enablement signal controlline)216——其將來自于CPU 109的輸出允許信號傳至磁控管高壓電源101—— 本質(zhì)上將高壓電源101的輸出接通或斷開。既然CPU 109控制了在控制線路216上的允許 信號，由此也可決定所述輸出電流202的持續(xù)時間，以及在線路203上的射頻功率輸出的持 續(xù)時間。從而，CPU 109借助于線路215上的磁控管電流需求信號設(shè)置射頻輸出功率水平， 并借助于線路216上的允許信號設(shè)置產(chǎn)生射頻功率輸出的持續(xù)時間。在超高頻循環(huán)器103、隔離器104、它們各自的互聯(lián)線路(未示出)、以及同軸電纜14A(其通向手持件12)中發(fā)生的射頻功率的損耗，被公知地或通過其他方法進行補償。由 此可確定在等離子體發(fā)生手持件12的輸入端205處的射頻功率水平。一個受壓氮氣源107通過連接設(shè)備210被連接至一個氣閥108，該氣閥經(jīng)由一控制 反饋212被操作。所述氮氣經(jīng)由氣體供給管29 (還參見圖2)被進給入所述手持件12中。在操作過程中，CPU 109啟動控制線路212，導(dǎo)致將高壓氮氣供給至手持件12。磁控管高壓電源101的磁控管電流需求通過在控制線路215上的電壓水平被設(shè) 置。當(dāng)來自于氣源107的氣體流入手持件12時，所述允許信號控制線路216被CPU 109設(shè) 置，用于根據(jù)在磁控管電流需求控制線路215上的電壓幅度在磁控管輸出線路上產(chǎn)生一定 功率水平的射頻功率203。輸出線路203上的射頻功率以公知功率水平被產(chǎn)生，只要在控制 線路216上的允許信號啟動磁控管高壓電源101。等離子體發(fā)生通常開始于射頻功率被施加至所述手持件的0.5毫秒內(nèi)。當(dāng)不再向 手持件施加射頻功率時，或者當(dāng)射頻功率降至用于維持等離子體發(fā)生所需的水平之下時， 等離子體發(fā)生就立即終止。在單獨等離子體脈沖的發(fā)生過程中，發(fā)生如下過程1.根據(jù)CPU 109經(jīng)由控制線路212所提供的信號，從氣源107中釋放出氣體。2.根據(jù)在控制線路215上的電壓，確定在電源線路203上的射頻功率水平，以及被 供給至手持件12的射頻功率。3.產(chǎn)生具有已知功率水平Pl和脈沖寬度Tl的單個脈沖，這是通過在相同時段 Tl (忽略公知的和可重復(fù)的傳播延遲和其他激活延遲)內(nèi)經(jīng)由控制線路216對磁控管高壓 電源101的輸出202的激活而產(chǎn)生的。4.等離子體生產(chǎn)典型地開始于在時段Tl開始的0. 5ms內(nèi)。5.在時段Tl結(jié)束時，將控制線路216禁止。從而，超高頻射頻功率輸出202停止， 等離子體發(fā)生也停止。6.在時段Tl之前，或者在時段Tl結(jié)束時，CPU 109經(jīng)由閥控制線路212將氣源 107禁止，或者如果在時段T2內(nèi)需要另一等離子體脈沖時，則維持所述氣源107，其中T2是 一個相對短的時間，否則將被根據(jù)需要進行控制以確保足夠的等離子體生產(chǎn)。用戶界面18連接至CPU 109，并為用戶提供設(shè)置所需的等離子體脈沖參數(shù)的裝置。光學(xué)檢測器36——其借助于一安裝構(gòu)件38 (參見圖2 4，以及圖5A 5C)連接 至手持件12的外表面——接收來自于在等離子體發(fā)生腔(plasma generating chamber) 內(nèi)的輻射，并經(jīng)由適配器輸出信號線路219向CPU 109反饋輸出。信號線路219上的電壓 的模-數(shù)轉(zhuǎn)換發(fā)生在CPU 109中。通過這種轉(zhuǎn)換，并且通過以足夠快的速率將信號線路 219上的信號抽樣，CPU 109可判斷該信號的脈沖光學(xué)輸出輪廓(pulse optical output profile)，并在單個脈沖的持續(xù)時間內(nèi)將其與一正常等離子體脈沖的預(yù)期表現(xiàn)進行比較。 如果輸出輪廓區(qū)別于正常等離子體脈沖相關(guān)的預(yù)定輪廓，則CPU 109將該輪廓與數(shù)個預(yù)定 錯誤輪廓進行比較，從而可確定當(dāng)其發(fā)生時在等離子體發(fā)生中的故障。用戶界面18可被用 于向用戶指出故障的類型。如果，由于正在發(fā)生的故障，需要立即終止等離子體發(fā)生，那么CPU 109將信號線 路216禁止，防止進一步的等離子體發(fā)生。
現(xiàn)在將參照圖7，CPU 109可響應(yīng)于從光學(xué)檢測器36所接收的輸出信號219確定六種可能的錯誤。一旦發(fā)出等離子體脈沖(步驟300)，CPU 109就確定來自于光學(xué)檢測器36中的光學(xué)輸出是否被記錄在施加所述射頻功率的大約0.5ms內(nèi)(步驟302)。如果是的話，CPU 109判斷輸出是否繼續(xù)位于預(yù)定的下閾值a之上且位于預(yù)定上閾值b之下的一個近似恒定 的值，直到射頻功率的供給停止(步驟304)。如果是的話，系統(tǒng)被認(rèn)為是正常運行，同時正 在進行最佳等離子體發(fā)生。在時段Tl結(jié)束時，CPU借助于在線路216上的控制信號將磁控 管高壓電源101禁止，防止進一步的射頻功率發(fā)生。如果需要另一脈沖(由使用者經(jīng)由用戶界面18所設(shè)置的參數(shù)決定)(步驟306)， 系統(tǒng)返回步驟300，在此發(fā)出另一等離子體脈沖。在其中輸出被記錄在供給射頻功率開始的大約0. 5ms內(nèi)，但是其中所述輸出沒有 繼續(xù)位于在上閾值b和下閾值a之間的一大約恒定值的情況下，CPU 109判斷輸出是否在一 預(yù)設(shè)時段內(nèi)位于最大值，如果是的話，記錄一點火不良錯誤(misfire error) 310, CPU 109 將經(jīng)由信號線路216防止在時段Tl的剩余部分進一步供給射頻功率，并經(jīng)由用戶界面18 通知用戶。如果在步驟308中確定了如下情況，即輸出在一預(yù)設(shè)時間內(nèi)位于低于下閾值a的 水平，那么CPU 109將經(jīng)由信號線路216防止在時段Tl的剩余部分進一步供給射頻功率， 并經(jīng)由用戶界面18通知使用者。如果在等離子體脈沖發(fā)射300之后，在射頻功率發(fā)生開始的大約0. 5ms內(nèi)未記錄 到一輸出信號時，CPU 109判斷所述輸出是否記錄在射頻功率被施加的大約Ims內(nèi)(步驟 314)。如果輸出被記錄在大約Ims內(nèi)，則CPU 109判斷所述輸出是否繼續(xù)位于在預(yù)定下閾 值a之上且在預(yù)定上閾值b之下的一個近似恒定的值。如果是的話，則確定發(fā)生了一個延 遲的等離子體發(fā)生錯誤318，但是還是令人滿意的。在該情況下，CPU可將時段Tl延長，以 便作為一種確保準(zhǔn)確能量傳輸?shù)姆椒ㄓ糜谘a償在等離子體生產(chǎn)中的延遲。如果在步驟316 中，確定到所述輸出在一預(yù)設(shè)時段內(nèi)分別位于上閾值b之上或下閾值a之下，則CPU經(jīng)由信 號線路216防止在時段Tl的剩余部分進一步供給射頻功率，并經(jīng)由用戶界面18通知使用 者一個未知錯誤320。如果在步驟300將等離子體脈沖發(fā)出之后，約Ims以后在步驟314未記錄一輸出， 則CPU 109判斷在射頻功率被施加的約4ms內(nèi)是否記錄到一輸出(步驟322)。如果記錄 到一輸出的話，則CPU使用控制線路216防止在時段Tl的剩余時間內(nèi)進一步供給射頻功 率，并經(jīng)由用戶界面18通知使用者一個未知錯誤320。然而，如果在射頻功率被施加的大約 4ms之后仍未記錄到一輸出，則CPU 109記錄由一缺失噴嘴或故障噴嘴所導(dǎo)致的錯誤(步驟 324)。在這種情況下，CPU 109經(jīng)由信號線路216防止進一步向手持件12施加射頻功率。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見的是，可運用如下公知方法將本系統(tǒng)確定故 障狀態(tài)的能力最優(yōu)化即，通過使用光學(xué)纖維、或者通過一檢測器或者多個檢測器的頻譜響 應(yīng)特性、或者其組合，將光譜的某些選定部分(無論對于人眼可見或不可見)進行削弱、或 者優(yōu)先。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將顯而易見的是，除了較簡單的光學(xué)檢測器，或者取代 所述較簡單的光學(xué)檢測器，還可使用諸如頻譜儀的設(shè)備。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將顯 而易見的是，可使用如下一種方法，諸如根據(jù)進入檢測器及其相聯(lián)的光學(xué)濾波器的光的不 同入射角度，選擇性地將其對于所檢測到的整體光學(xué)水平的貢獻進行權(quán)衡。
權(quán)利要求
組織處理裝置，其包括射頻(r.f.)發(fā)生器、處理儀器以及光學(xué)分析設(shè)備，其中所述儀器具有氣體導(dǎo)管，該氣體導(dǎo)管終止于一個等離子噴嘴并且可連接至一個可電離氣源；以及與所述導(dǎo)管相連的一對電極，該對電極可連接至所述發(fā)生器并被布置為當(dāng)被發(fā)生器提供一射頻電壓時在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生一電場，從而當(dāng)該儀器被供給以氣體時在流經(jīng)所述導(dǎo)管的可電離氣體中產(chǎn)生等離子體，以及其中所述光學(xué)分析設(shè)備包括至少一個光學(xué)檢測器，其被布置為直接從管道內(nèi)接收由所述等離子體發(fā)出的輻射；處理器級，其用于處理來自所述至少一個光學(xué)檢測器的輸出信號，從而將輸出信號的代表與一基準(zhǔn)代表進行比較，并響應(yīng)于一預(yù)定比較結(jié)果產(chǎn)生一故障信號，所述故障信號表明在裝置內(nèi)的故障；以及控制級，其用于響應(yīng)于所述故障信號來控制所述發(fā)生器的射頻能量的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組織處理裝置，其中所述至少一個光學(xué)檢測器通過在處理儀 器的側(cè)面中所形成的孔接收輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組織處理裝置，還包括至少一光學(xué)纖維，其用于將等離子體 所發(fā)出的輻射導(dǎo)向至所述至少一個光學(xué)檢測器。
4.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述處理器被布置為控制被供給 至所述儀器的可電離氣體的流動。
5.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，還包括一用戶界面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組織處理裝置，還包括經(jīng)由所述用戶界面向使用者表明故障 的裝置。
7.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述控制裝置被布置為，如果處 理器接收到要求防止進一步的等離子體生產(chǎn)的具體故障信號，就防止進一步的等離子體生產(chǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述控制裝置被布 置為，如果處理器接收到不要求防止等離子體生產(chǎn)的具體故障信號，就允許進一步的等離 子體生產(chǎn)。
9.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述處理器級和控制級構(gòu)成所述 發(fā)生器的一部分。
10.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述處理器級被布置為，當(dāng)來自 于光學(xué)分析設(shè)備的輸出信號表明在發(fā)生器開始向所述儀器傳送射頻能量之后一預(yù)定間隔 內(nèi)在所述導(dǎo)管內(nèi)不存在輻射時，產(chǎn)生一故障信號。
11.根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的組織處理裝置，其中所述處理器級被布置為，當(dāng)來自 于光學(xué)分析設(shè)備的輸出信號表明在所述發(fā)生器產(chǎn)生射頻能量的過程中所述導(dǎo)管內(nèi)的輻射 沒有保持近似恒定時，產(chǎn)生一故障信號。
12.—種控制組織處理裝置的方法，該組織處理裝置具有射頻(r.f.)發(fā)生器、處理儀 器以及光學(xué)分析設(shè)備，所述儀器具有終止于一等離子體噴嘴的氣體導(dǎo)管，所述儀器可連接 至所述發(fā)生器并連接至一個可電離氣源，當(dāng)被供給以可電離氣體并被發(fā)生器提供能量時， 該儀器用來在其噴嘴處產(chǎn)生等離子流，該方法包括如下步驟從所述氣體導(dǎo)管供給可電離氣體；運行所述發(fā)生器將一射頻電壓施加至與所述導(dǎo)管相聯(lián)的一對電極，以在該導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生電場，從而在流經(jīng)該導(dǎo)管的可電離氣體中產(chǎn)生等離子體；在至少一個光學(xué)檢測器中接收由等離子體所發(fā)出的輻射，所述輻射是直接從所述導(dǎo)管 內(nèi)接收到的；將從所述至少一個光學(xué)檢測器中的輸出信號的代表與一基準(zhǔn)代表進行比較； 響應(yīng)于預(yù)定比較結(jié)果產(chǎn)生一故障信號，該故障信號表明在裝置內(nèi)的故障；以及 響應(yīng)于該故障信號，控制所述發(fā)生器的射頻能量的產(chǎn)生。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)所述比較步驟表明在所述發(fā)生器開始工作之 后的預(yù)定時間間隔內(nèi)、在導(dǎo)管內(nèi)不存在輻射時，產(chǎn)生所述故障信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中當(dāng)所述比較步驟表明在導(dǎo)管內(nèi)的輻射沒有 在所述發(fā)生器的工作過程中保持近似恒定時，產(chǎn)生所述故障信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述輻射由所述至少一個 光學(xué)檢測器經(jīng)由至少一光學(xué)纖維接收到。
全文摘要
在用于皮膚表面修復(fù)的組織處理裝置中，該裝置具有一手持式處理儀器，該儀器具有連接至一射頻發(fā)生器的電極，通過將穿過在該儀器內(nèi)的氣體導(dǎo)管的氣體進行電離從而產(chǎn)生等離子體流，所述等離子體從導(dǎo)管末端的噴嘴處噴出。在該儀器內(nèi)包含一光學(xué)檢測器，該光學(xué)檢測器直接從所述導(dǎo)管內(nèi)接收由所述等離子體發(fā)出的輻射并產(chǎn)生輸出信號，所述輸出信號被處理，從而在開始將射頻能量輸送至該儀器之后的預(yù)定間隔內(nèi)不存在輻射的情況下或者如果在輸送射頻能量的過程中輻射不在近似恒定的水平，就表明一故障狀態(tài)。
文檔編號A61B18/00GK101801297SQ200880105164
公開日2010年8月11日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者K·潘尼 申請人:里泰克有限公司