高频电刀体系优化

  高频电刀替代传统手术的机械电刀，高频电刀的作业原理类似于变频器，将工频220 V/50 Hz通过功率扩大器变换为输出电压在3000~5000 V之间，输出频率在300 kHz左右的信号，在手术电极与腹肌板之间发生高频电流可以轻松割开人体安排，一起还可以更好的起到凝血和止血的效果。高频电刀首要由处理器、按键、数码显现、振荡器、调制器、功率扩大、维护、效果电极及负极板根本分组成。处理器选用ST公司的STM32F103芯片，驱动数码管显现，输出PWM信号，驱动振荡器起振，起振后的信号通过半桥驱动与功率扩大器后输出给效果电极完成切开、凝血等功用。一起收集面板按键输入，完成功率调理及功用切换等功用。半桥驱动电路是电路板的要害，单片机PWM输出信号通过半桥驱动电路后，将信号扩大输出到电极，若输出频率过高，会导致患者麻痹;输出频率过低，会导致电流输出不行，切开较困难的现象。驱动电路如图1所示。功率扩大器选用ADI公司的HMC637LP5，典型电路如图2所示。

  高频电刀的输出功率需进行校准作业，仿照人体生物安排的安排进行功率校准，并调查输出电压是不是满足要求，输出电压过高会有几率构成患者灼伤，故在确保输出功率精确的情况下尽或许下降输出电压的幅值。在进行生物安排切开时输出功率不可以大于300 W，负载箱选用FLUKE公司的QA-ES Ⅱ高频电刀测验仪。该测验仪可以记载功率输出值，电压峰峰值，高频走漏电流，纯电阻负载可调规模为10~5200 Ω，高频电刀软件校准进程如图3所示。

  电切波形为幅值持平，距离相同的正弦波，波形输出共包括65个波形，波形的周期为300 kHz。电凝波形为递减波，首个波形的幅值与电切波形幅值相同，其他波形顺次递减。电凝波形的波头数不同，输出的电压亦不同，波形数越多，输出电压越低，安全系数越高。波形数越少，输出电压越高。电凝波形个数一般在1~4个，也可以精确的通过输出功率不同，设定不同的波形数，例如0~70 W输出单波，80~120 W输出双波，120 W以上输出三波或四波。波形数量的确认根据以下要求，输出功率较小时确保输出电压高，故波形数少。功率大输出波形多，输出电压低。

  软件设计除考虑输出功率及波形调整外，还需要有报警功用，报警功用首要完成腹肌板触摸面积小及腹肌板掉落报警，腹肌板掉落会构成手术电极与腹肌板之间构成高压电弧，这样严重威胁患者与医生安全，在腹肌板掉落的情况下，手术电极无法输出功率。针对腹肌板触摸面的检测选用Microchip公司的AT42QT1110芯片对触力进行收集，并将收集的信号传输给处理器做多元化的剖析，若触摸面过小会报警提示。

  高频电刀一般不选用触摸屏进行页面显现，首要由于运用场合为手术室，为避免血液或汗渍滴溅在触摸屏上构成设备毛病或误动作的问题，一般都选用数码管显现，一起人机交互选用按键来完成。

  高频漏电流的测验办法如图5所示，腹肌板接QA-ES赤色表笔，手术电极接白色表笔，检测设备与仪器外壳接大地。

  高频电刀运用手术电极与腹肌板之间发生高频电流完成人体安排切开，在腹肌板触摸不良及触摸面积过小的情况下会构成患者灼伤的现象。通过体系改造后，触摸面积小会发生报警，中止电刀输出功率，避免了患者被灼伤的或许，一起电刀输出电压下降，减小了医疗危险。

  [1]李志刚,邢帅.医用高频电刀的作业原理及运用安全[J].59.2010,4.

  本文来源于《电子科技类产品世界》2018年第3期第49页，欢迎您写论文时引证，并标示清晰出处。