[实用新型]换能器用频率实时调节的电路及超声切割止血刀系统

说明书

一种换能器用频率实时调节的电路，包括发出正弦波信号以驱动超声换能器的驱动电路模块、将正弦波信号转成电压和电流相位方波信号的信号采集处理电路模块、将电压和电流相位方波信号转换成电压电流的相位差方波信号的相位转换电路模块以及控制器。控制器根据电压电流相位差方波信号调节驱动电路模块发出的正弦波信号，直到超声换能器工作时的正弦波信号的电压与电流的相位相同，以使超声换能器工作在谐振频率，结构简单、调节速度快。一种具有频率实时调节电路的超声切割止血刀系统，包括超声换能器和超声刀，调节频率的电路可自适应超声换能器与超声刀组合后的超声特性变化、也可自适应组织切割和止血时的负载变化，提高超声手术的有效性。

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，涉及一种换能器用频率实时调节的电路；

尤其涉及一种具有换能器用频率实时调节电路的超声切割止血刀系统。

背景技术

在超声切割止血刀技术领域中，超声电源输出的频率和超声换能器的谐振频率保持一致或接近，才能使超声换能器在工作时效率最高。在实际手术过程中，超声换能器的负载常常随着手术过程中超声刀切割的活体阻值的阻抗大小而改变，造成超声换能器的工作频率发生偏移。为了使超声换能器始终工作在谐振频率附近，必须使电流、电压的相位相同。

现有技术中，根据超声换能器发生谐振时，阻抗最小。当输入电压不变时，通过超声换能器的电流最大，此时超声换能器振幅最大，通过检测电流的大小，即可进行频率追踪。

超声换能器在工作工程中，经常会产生多个电流峰值，进而要求在设计中增加区分谐振频率电流的电路，从而造成设计电路复杂，无法快速地使超声电源输出的超声信号频率与超声换能器的谐振频率保持一致，调节速度慢。当超声换能器的谐振频率偏移时，其电信号不能有效地转化成机械振动，超声刀不能获得足够的能量，振动幅度小，切割效率低。

而且超声换能器和超声刀在制造过程中均存在一定工艺误差，导致同一批次的超声换能器和超声刀的参数会有差异。因此，在工作时，二者的谐振频率会发生改变，影响组织切割或止血的有效性和安全性。

针对现有技术中存在的缺陷，亟需设计一种可将电流相位和电压相位调节一致的频率调节电路，以解决超声换能器与手术刀在制造或工作时参数不一致，造成谐振频率变化从而降低了组织切割或止血的有效性和安全性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种换能器用频率实时调节的电路及超声切割止血刀系统，其结构简单、调节速度快，可使正弦波信号能够匹配谐振频率，有利于激励超声换能器以最大效率稳定工作，增大了超声刀的超声能量输出，可快速有效地进行超声外科切割和止血。

本实用新型是这样实现的一种换能器用频率实时调节的电路，包括：

驱动电路模块，用于发出驱动超声换能器的正弦波信号；

信号采集处理电路模块，用于将正弦波信号转成电压和电流的相位方波信号；

相位转换电路模块，用于将电压和电流的相位方波信号转换成电压电流相位差方波信号；

控制器，将获取的电压电流相位差方波信号转换成相位差值并与预存的相位差值进行比较分析以调节驱动电路模块发出的正弦波信号，从而使超声换能器工作时的正弦波电信号的电压与电流的相位相同，进而使超声换能器工作在谐振频率。

具体地，所述信号采集处理电路模块包括：

电流信号采集模块，用于采集超声换能器的电流信号；

电压信号采集模块，用于采集超声换能器的电压信号；

电流信号处理模块，与所述电流信号采集模块连接，用于处理所述电流信号采集模块采集的电流信号数据；