[发明专利]电外科发生器和电外科系统

说明书

本发明涉及一种电外科发生器以及一种电外科系统，所述电外科发生器包括：构造为输出DC波形的电源；联接到电源的逆变器，逆变器包括多个开关元件；联接到逆变器且构造为产生包括多个开关脉冲的开关角波形的控制器。控制器还构造为选择或计算多个开关脉冲中的至少一个，从而激活多个开关元件以基于DC波形产生射频波形，并且使射频波形的谐波最小化。

背景

技术领域

本公开涉及用于消除或最小化电外科发生器中的泄漏电流的系统和方法。具体地，本公开涉及一种电外科发生器，所述电外科发生器构造为利用选择性谐波消除调制降低引起泄漏电流的高频谐波波形的振幅。

背景技术

电外科手术涉及将高射频(“RF”)电流施加到手术部位以切割、消融、干燥、或凝固组织。在单极电外科手术中，源电极或有源电极将来自电外科发生器的射频交流电传送到目标组织。患者返回电极被布置在远离有源电极的位置处以引导电流回到发生器。

在双极电外科手术中，返回电极和有源电极相互靠近地布置使得在两个电极之间形成电路(例如在电外科手术钳的情况下)。通过这种方式，所施加的电流被限制于定位在电极之间的身体组织。因此，双极电外科手术通常涉及期望在定位于器械(例如手术钳等)上的两个电极之间实现电外科能量的集中输送的器械的使用。

在使用中，由于电外科发生器的部件之间的杂散电容，高频电流可能通过寄生电路路径从电外科发生器泄漏。因此，对电外科发生器而言需要限制泄漏电流。但是，常规电外科发生器采用了泄漏减轻电路，例如泄漏扼流圈、谐波滤波器、以及低寄生电容部件。这些电路是高成本的，且需要复杂的设计以使其在电外科发生器内正确地起作用。因此，对于电外科发生器而言，需要的是在无需采用常规的泄漏减轻电路的情况下，最小化泄漏电流。

发明内容

本公开提供一种电外科发生器，所述电外科发生器包括非谐振逆变器，所述非谐振逆变器具有一个或多个开关元件，所述开关元件由控制器所产生的开关波形(例如脉宽调制波形)控制。利用选择性谐波消除算法计算开关波形，从而降低和/或消除由非谐振逆变器所产生的RF波形中存在的高频谐波的振幅。高频谐波波形通过寄生泄漏路径遇到更低的阻抗，因此，这些波形比基波波形或低频谐波波形更容易泄漏。因此，通过降低高频波形的振幅，根据本公开的电外科发生器显著地减少了总漏电流，同时不影响基频下传输的功率。

根据本公开的一个实施例，所述实施例公开了一种电外科发生器。所述电外科发生器包括电源和逆变器，所述电源构造为输出DC波形，所述逆变器联接到电源并且包括多个开关元件。电外科发生器还包括控制器，所述控制器联接到所述逆变器且构造为产生包括多个开关脉冲的开关角波形。所述控制器还构造为选择或计算多个开关脉冲，从而激活多个开关元件以基于DC波形产生射频波形，并且使射频波形的谐波最小化。

根据本公开的另一实施例，所述实施例公开了一种电外科系统。电外科系统包括电外科发生器，所述电外科发生器包括电源和逆变器，所述电源构造为输出DC波形，所述逆变器联接到电源并且包括多个开关元件。电外科发生器还包括控制器，所述控制器联接到逆变器并且构造为产生包括多个开关脉冲的开关角波形。控制器还构造为选择或计算多个开关脉冲，从而激活多个开关元件以基于DC波形产生射频波形，并且使射频波形的谐波最小化。电外科系统还包括电外科器械，所述电外科器械构造为联接到逆变器且传输射频波形。

根据以上实施例中任一个的一个方面，控制器还构造为改变开关角波形的开关频率和占空比。控制器还可以构造为在射频波形的每个半周期产生五个开关脉冲。

根据以上实施例中任一个的另一方面，所述逆变器包括以H桥拓扑结构布置的四个开关元件。每个开关元件均是宽带隙场效应晶体管。

根据以上实施例中任一个的另一方面，所述开关角波形是单极对称波形或双极对称波形。

附图说明