[发明专利]适用于活体组织的射频设备的电路及包含该电路的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于活体组织的射频设备的新电路，还包括其中安装有 根据本发明的电路的、不同类型的传导电流型透热疗法设备及电解剖刀，所述电 路提供了在现有技术的基础上可获得的显著优势的新颖性及创造性的实质性特 点。

特别是，根据本发明的用于传导型透热疗法设备和用于电解剖刀的电路允许 对非正弦信号的谐波进行衰减，允许在高效放大器的输出端获得正弦信号，以便 符合事实上在全世界所有国家中强制执行的电磁兼容性(EMC)标准。

众所周知，EMC是这样一种特性，借助这种特性，当它们都正确地运转时， 电子装置不会干扰其它电子装置、也不受其它电子装置的干扰。

背景技术

透热疗法就是采用特定电流提高活体组织的温度以用于治疗目的。有时被称 作是超常温，尤其在医疗部门中。

传导电流型透热疗法的器械在电子医学(electromedicine)及电子审美学 (electroaesthetics)领域中的许多应用中都很有效。电解剖刀有时也被称为 透热疗法装置。

透热疗法器械及电解剖刀(electroscalpels)的优点在于利用高效放大器 (根据能量消耗的观点)进行工作，但在这些环境下，基本上由于那些会干扰到 设备其它电子零件的无源元件的原因，它们通常会发射出多种电磁信号。

用于传导性透热疗法器械和电解剖刀的这些零件通常起到类似于图1那样的 正弦信号的作用。图2显示了利用傅里叶变换的图1的信号的频谱，傅里叶变换 是表示信号在频域中的另一种方式，X轴表示频率，Y轴表示信号的幅值。

用透热疗法提高活体组织的温度可通过向该组织传输能量而获得，这种能量 传输可采用两种方法：通过感生电流(不与该组织接触的电极)或通过传导电流 (与该组织接触的电极)。

通常，无接触连接方法中所施加的信号频率必须高出接触连接方法中所施加 的信号频率非常多。

在传导型透热疗法中，两个电极都采用如下方式与活体组织相接触，即电流 出现于两个电极之间并且流经该组织，即电流在其路径中会遇到该组织。由于所 述组织的电阻的关系，电流流经该组织会由于焦耳效应而使得温度上升。

在传导型透热疗法器械中，电极通过接触而连接。有两种应用方法：一个被 称为电容法，另一个被称为电阻法。

传导型透热疗法中所采用的电极通常是非对称的。在这种情况下，由于电流 密度的原因，温度方面上升最高之处发生在最接近于有源电极(较小电极)的组 织之处。在电容法中，两个电极是金属的，但是其中一个具有绝缘层。在电阻法 中，两个电极都是没有绝缘的金属。

在诸如电解剖刀之类的电子外科器械中，在有源电极与组织之间即将接触的 时候，电流密度要高到足以进行组织的切割、血凝固或电灼治疗。

当使用这类器械时，很难符合如上所述的EMC标准。事实上，电解剖刀必须 遵守的IEC 60601-2-2标准阐述了必须对所连接的器械进行EMC测试，但是 仅在输出功率为零时进行测试，因为此时当采用电解剖刀进行切割、电灼治疗或 血凝固时公认很难符合EMC标准，并且因为在外科手术期间使用该器械的时间相 对较短、对病人的益处很高。

用于传导型透热疗法的器械采用与电解剖刀相同的方式来操作，但是其具有 大得多的有源电极，以便与组织间的接触面积中的电流密度J低得多的，然而流 过组织(最多3A的有效均方根值)的电流I、输出电压V(最多800V的有效均 方根值)和信号频率(0.4MHz到3MHz之间)都具有均为同阶的幅值。根据EMC 观点，这些电压、电流和频率都比较高，导致在许多国家中都难以遵循EMC标准。 由于没有针对这类器械的特定标准，如针对电解剖刀的，因此，用于传导型透热 疗法的器械必须符合医疗器械的通用EMC标准，即欧洲的EN 60601-1-2。这 表明必须在可能最差的条件下对该器械测量EMC，不同于必须在功率为零处进行 测量的电解剖刀，其在最大输出功率时进行测量，这是更加容易符合EMC要求的 情况。

任何纯非正弦信号和周期性非正弦信号都可分解为多个正弦信号，即通常所 说的谐波(不同频率、幅值和相位)，其可根据该周期信号的傅里叶变换而被计 算。

一种用于最小化电磁干扰的方法包括，放大器对其进行作用的信号为纯正弦 曲线，例如A类放大器，但在这种情况下，由于随之而来的能量损耗和器械发热 的原因，最大理论效率为50％。