本發(fā)明涉及具有射頻發(fā)生器的電外科單元，且具體地，涉及被配置成多路復(fù)用來自電外科手持件(handpiece)的信號并減少射頻泄漏電流的檢測電路。

背景技術(shù)：

電外科是將射頻電能應(yīng)用到生物組織以切割、凝結(jié)、干燥、或用電灼治療組織。電外科單元通常包括被配置成提供電能的電外科發(fā)生器以及被配置成與電外科單元電耦合并將電能遞送到組織的電外科手持件。為確定手持件的使用者所請求的期望電能，電外科單元可包括一個或多個通電檢測電路，該通電檢測電路被配置成將來自電外科手持件的能量請求傳輸?shù)诫娡饪瓢l(fā)生器，該電外科發(fā)生器被配置成向電外科手持件提供電外科能量。通電檢測電路通常包括電耦合到電外科手持件上的一個或多個手指開關(guān)的一個或多個檢測電路。

目前，電外科手持件上的每個手指開關(guān)包括作為通電檢測電路的一部分的相關(guān)聯(lián)的隔離變壓器。例如，包括用于三種不同功率模式的三個手指開關(guān)的電外科手持件將通常在通電檢測電路中包括至少三個隔離變壓器。然而，射頻泄漏電流(其為電外科單元與地面之間的無意(inadvertent)電流)與跨電外科單元與患者之間的隔離屏障的電部件的數(shù)量相關(guān)。射頻泄漏電流可通過導致患者燒傷而傷害患者，因此期望最小化泄漏電流。因為泄漏電流與跨變壓器的寄生電容相關(guān)，因此跨隔離屏障的變壓器越多，泄漏電流就越多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明有利地提供了一種電外科單元，該電外科單元具有用于減少電外科單元中的射頻泄漏電流的檢測電路。該電外科單元包括被配置成產(chǎn)生電外科能量的射頻發(fā)生器，該射頻發(fā)生器包括具有電阻梯以及與該電阻梯電通信的隔離變壓器的檢測電路。檢測電路被被配置成檢測跨隔離變壓器的阻抗變化并將該阻抗變化與多個預(yù)定的能量閾值中的一個進行關(guān)聯(lián)。

在另一實施例中，電外科單元包括被配置成產(chǎn)生電外科能量的射頻發(fā)生器。射頻發(fā)生器包括具有多個手指開關(guān)導體的檢測電路。多個手指開關(guān)導體中的每一個被配置成與電外科手持件上的對應(yīng)的手指開關(guān)電通信。每個手指開關(guān)具有打開位置和閉合位置。多個手指開關(guān)導體中的每一個包括至少一個電阻器，在多個手指開關(guān)導體中的每一個中的該至少一個電阻器共同限定電阻梯。包括與多個手指開關(guān)導體以及電阻梯電通信的隔離變壓器。當對應(yīng)的手指開關(guān)中的任一個被置于閉合位置時，檢測電路被配置成檢測跨隔離變壓器的阻抗變化。

在又一實施例中，電外科單元包括被配置成產(chǎn)生電外科能量的射頻發(fā)生器。射頻發(fā)生器包括具有三個手指開關(guān)導體的檢測電路。該三個手指開關(guān)導體中的每一個被配置成與電外科手持件上的對應(yīng)手指開關(guān)電通信，每個手指開關(guān)具有打開位置與閉合位置。該三個手指開關(guān)導體中的每一個包括至少一個負載電阻器，多個手指開關(guān)導體中的每一個中的該至少一個負載電阻器共同限定電阻梯并具有與任何其他負載電阻器不同的電阻。包括與三個手指開關(guān)導體以及電阻梯電通信的隔離變壓器。包括被配置成以第一頻率產(chǎn)生射頻能量的第一射頻振蕩器，射頻發(fā)生器進一步包括被配置成以大于第一頻率的第二頻率產(chǎn)生射頻的第二射頻振蕩器。電流感測電阻器被設(shè)置在第一射頻振蕩器與隔離變壓器之間，該電流感測電阻器被配置成測量跨隔離變壓器的電流變化。差分放大器與電流感測電阻器通信。sallenkey濾波器與差分放大器通信。檢測電路被配置成當對應(yīng)的手指開關(guān)中的任一個被置于閉合位置時檢測跨隔離變壓器的阻抗變化，并被配置成將該阻抗變化與多個預(yù)定的能量閾值中的一個進行關(guān)聯(lián)，該多個預(yù)定的能量閾值包括至少四個預(yù)定的能量閾值，并且該四個預(yù)定的能量閾值中的每一個包括12位adc值。

附圖簡述

在結(jié)合附圖考慮時，參考以下詳細描述，將更容易地了解本發(fā)明的更完整的理解以及其所附的優(yōu)點和特征，其中：

圖1是根據(jù)本申請的原理進行構(gòu)造的電外科手持件與電外科單元的前視立體圖；

圖2是圖1中所示的電外科手持件的檢測電路的示意圖；以及

圖3是與圖1中所示的電外科單元的射頻發(fā)生器通信的圖2中所示的檢測電路的示意圖。

詳細描述

如本文所使用的，諸如“第一”和“第二”、“頂部”和“底部”、“前面”和“后面”等等之類的關(guān)系術(shù)語可單獨地用于將一個實體或元件與另一實體或元件區(qū)別開來，而不一定要求或暗示這些實體或元件之間的任何物理或邏輯關(guān)系或順序。

現(xiàn)在參見各附圖，其中相同的附圖標記表示相同的元件，在圖1中示出的是根據(jù)本申請的原理進行構(gòu)造并一般地指定成“10”的示例性電外科單元(“esu”)。esu10可包括被配置成容納并電耦合esu10的部件以及電路的射頻發(fā)生器12以及觸摸致動顯示器14，該觸摸致動顯示器14被配置成從一個或多個電外科手持件(其電耦合到射頻發(fā)生器12)接收能量請求、顯示治療進展與測量(例如，阻抗)、并發(fā)起和/或終止用于可與esu10電耦合的一個或多個電外科手持件的射頻能量與流體的供應(yīng)。在示例性配置中，esu10包括第一插座16，該第一插座16可以是被配置成接收第一電外科手持件18并與第一電外科手持件18電耦合的3引腳連接器，該第一電外科手持件18被配置成將雙極射頻能量遞送給組織。esu10可進一步包括第二插座20(例如，7引腳插座)，該第二插座20被配置成接收第二電外科手持件22并與第二電外科手持件22電耦合，該第二電外科手持件22被配置成遞送單極射頻能量或雙極射頻能量與單極射頻能量的組合中的至少一者。在示例性配置中，第二電外科手持件22是根據(jù)題為“telescopingdevicewithsalineirrigationline”的待審美國申請s/n14/688,723(其整體通過引用明確合并于此)中公開的電外科手持件的原理構(gòu)造的電外科手持件。

第二電外科手持件22可包括把手24，該把手24包括流體地耦合到諸如鹽水之類的流體源(未示出)的第一臍帶物(umbilical)26以及將第二電外科手持件22電耦合至esu10的第二臍帶物28。第一臍帶物26與第二臍帶物28兩者可經(jīng)由分開的部分耦合到esu10或可被組合到連接到esu10的單個插頭中。把手24可進一步包括：第一手指開關(guān)30a，其被配置成以切割(cut)模式操作第二電外科手持件22，該切割模式以大約0.2％到100％的占空比(取決于突發(fā)(burst)持續(xù)時間，該突發(fā)持續(xù)時間可從大約7微秒到80微秒的范圍)并以大約0.4mhz的頻率施加大約500v到1250v的范圍內(nèi)的最大電壓；第二手指開關(guān)30b，其被配置成以凝結(jié)(coag)模式操作第二電外科手持件22，該凝結(jié)模式以大約6–44％的占空比(取決于突發(fā)持續(xù)時間，該突發(fā)持續(xù)時間可從大約5-40微秒的范圍)并以大約0.4mhz的頻率施加大約700v到2600v的范圍內(nèi)的最大電壓；以及第三手指開關(guān)30c，其被配置成以轉(zhuǎn)換(trans)模式操作第二電外科手持件22，該轉(zhuǎn)換模式可施加與純切割模式的電壓、頻率以及占空比類似的電壓、頻率以及占空比或可被配置成輸出雙極射頻能量以與鹽水凝結(jié)。對第三手指開關(guān)30c的致動還可被配置成以恒定、可調(diào)整、或可變的流速朝向第二電外科手持件22的遠端發(fā)起鹽水流。

現(xiàn)在參見圖2，手指開關(guān)30中的每一個可包括電耦合到對應(yīng)的手指開關(guān)30的對應(yīng)的手指開關(guān)導體32。例如，第一手指開關(guān)導體32a(其可以是，例如，線)可與手指開關(guān)30a電耦合；第二手指開關(guān)導體32b可與第二手指開關(guān)30b電耦合；并且第三手指開關(guān)導體32c可與第三手指開關(guān)30c電耦合。手指開關(guān)導體32可從，例如，第二插座20延伸到射頻發(fā)生器12的電路中，且尤其延伸到射頻發(fā)生器12的檢測電路34中。當對應(yīng)的手指開關(guān)30致動時，檢測電路34被配置成多路復(fù)用從手指開關(guān)30通過對應(yīng)的手指開關(guān)導體32中繼的能量請求信號，以確定由第二電外科手持件22所請求的能量。所請求的能量信息可隨后被中繼到被配置成向第二電外科手持件22提供射頻能量的射頻發(fā)生器12內(nèi)的射頻輸出源36。

在示例性配置中，檢測電路34包括并聯(lián)地布置的手指開關(guān)導體32。手指開關(guān)導體32中的每一個包括對應(yīng)的負載電阻器38。具體地，手指開關(guān)導體32a包括第一負載電阻器38a，第二手指開關(guān)導體32b包括第二負載電阻器38b；并且第三手指開關(guān)導體32c包括第三負載電阻器38c。負載電阻器38形成電阻梯40。雖然三個負載電阻器38被示為形成電阻梯40，但是預(yù)期到，在包括僅兩個手指開關(guān)導體的地方，例如，在一個電外科手持件或第一與第二電外科手持件包括兩個手指開關(guān)的配置中，僅兩個電阻器可限定電阻梯40。在一個配置中，每個負載電阻器38具有相同的電阻，而在其他配置中，每個負載電阻器38具有與電阻梯40中的任何其他負載電阻器38不同的電阻。

電阻梯40電耦合到隔離變壓器42，該隔離變壓器被配置成隔離對esu10與一個或多個電外科手持件18與22之間的射頻能量的供應(yīng)。在圖2中所示的特定配置中，隔離變壓器42將第二電外科手持件22與esu10電隔離。在此配置中，隔離變壓器42的二次繞組電耦合到電阻梯40。具體地，不論電阻梯40包括兩個或更多個負載電阻器，單個隔離變壓器42被包括，這減少了通常在esu10中使用的隔離變壓器的總數(shù)。具體地，現(xiàn)有技術(shù)多手指開關(guān)電外科手持件關(guān)聯(lián)用于三個手指開關(guān)電外科手持件的至少三個隔離變壓器，這增加了跨隔離屏障的總體寄生電容并增加了射頻泄漏電流。通過將隔離變壓器的數(shù)目減到一半，產(chǎn)生大約一半的電容，并因此產(chǎn)生一半的泄漏電流。可在沒有增加隔離變壓器的數(shù)量的情況下增加任意數(shù)量的手指開關(guān)30以及相關(guān)聯(lián)的手指開關(guān)導體32。因此，具有電耦合到根據(jù)以上描述的原理進行構(gòu)造的檢測電路40的“n”個數(shù)量的手指開關(guān)30的電外科手持件將在檢測電路40中包括單個對應(yīng)的隔離變壓器42。

現(xiàn)在參見圖2與圖3，隔離變壓器42的一次繞組可電耦合到電流感測電阻器44。電流感測電阻器44是低電阻電阻器，其被配置成以電壓降的形式感測流過其的電流，該電壓降可被檢測并放大。具體地，電流感測電阻器44可被耦合到差分放大器46以及以下更詳細討論的其他部件，其被配置成檢測電阻器44兩端的作為手指開關(guān)30中的一個被按壓的結(jié)果的電壓或電流的改變。電流感測電阻器44的上游是被配置成產(chǎn)生射頻信號的第一射頻振蕩器48以及被配置成以與波形相同的頻率對由第一射頻振蕩器48產(chǎn)生的波形進行濾波的共振濾波器50。在示例性配置中，第一射頻振蕩器48以47khz產(chǎn)生方波形，該方波形在被共振濾波器50轉(zhuǎn)換成正弦波后提供功率給檢測電路40。相比而言，射頻輸出源36包括被配置成以大約在400khz到500khz的范圍中產(chǎn)生射頻波形的第二射頻振蕩器52，以向第一與第二電外科設(shè)備18與22中的至少一個提供功率。在示例性配置中，第二射頻振蕩器52以單個頻率473khz產(chǎn)生波形。因此，第二射頻振蕩器52產(chǎn)生大約比第一射頻振蕩器48的射頻波形大10倍的射頻波形，這防止了兩個振蕩器之間的不可區(qū)分干擾。

繼續(xù)參見圖2與圖3，當例如第二電外科手持件22的使用者按壓手指開關(guān)30中的一個開關(guān)時，被按壓的手指開關(guān)與隔離變壓器42之間的電路被短路，并且跨隔離變壓器40與被按壓開關(guān)的對應(yīng)負載電阻器的電阻相關(guān)的電流的路徑被創(chuàng)建。例如，手指開關(guān)30中的每一個具有打開位置，其中電流不跨隔離變壓器40流動。當手指開關(guān)30中的一個被按壓到閉合位置時，隔離變壓器40被短路，使得電流通過電感跨隔離變壓器40流動的路徑從第一射頻振蕩器48、跨隔離變壓器40、穿過相應(yīng)的手指開關(guān)導體32、并穿過負載電阻器38而被創(chuàng)建?？绺綦x變壓器40的電流與相應(yīng)的負載電阻器38相關(guān)。因此，電流感測電阻器44可測量此電流并計算電流感測電阻器44兩端的電壓降。具體地，差分放大器46可放大電流感測電阻器44兩端的電壓降。經(jīng)放大的電壓降可隨后被濾波器54濾波。例如，濾波器54可以是sallenkey濾波器，其為被配置成實現(xiàn)二階有源濾波器的電子濾波器拓撲。經(jīng)濾波的電壓降的峰值隨后可用峰值檢測器56來檢測并被緩沖器58信號處理。緩沖的電壓降信號可隨后被分配預(yù)定的能量閾值，該預(yù)定的能量閾值隨后與被按壓的特定手指開關(guān)30進行關(guān)聯(lián)。例如，四個12位adc預(yù)定的能量閾值可被分配給手指開關(guān)30中的每一個。例如，0-1000的值指示沒有手指開關(guān)30已被按壓。1000-2000之間的值指示手指開關(guān)30a已被按壓，2000-3000之間的值指示手指開關(guān)30b已被按壓，并且3000-4095之間的值指示手指開關(guān)30c已被按壓。分配的預(yù)定閾值可隨后被通信到一個或多個處理器60，該處理器進而與射頻輸出源36通信以基于哪一個手指開關(guān)已被按壓而提供確定的射頻波形。該波形可隨后被傳輸?shù)接性措姌O62以用于組織的處理。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于在上文中已具體示出并描述的內(nèi)容。另外，除非作出相反提及，應(yīng)該注意所有附圖都不是按比例的。在不背離本發(fā)明范圍和精神的情況下根據(jù)以上示教可能有各種修改和變型，本發(fā)明只受所附權(quán)利要求書限制。