[发明专利]电外科生成器

说明书

提供了一种电外科生成器。该电外科生成器包括被配置成输出DC波形和非线性载波控制电流的至少一个转换器。至少一个升压反相器被耦合到至少一个转换器，并且被配置成转换DC波形以生成至少一个电外科波形。至少一个电感器与至少一个转换器和至少一个升压反相器串联连接，并且被配置成输出电感器电流。控制器被耦合到至少一个转换器和至少一个升压反相器，并且被配置成被配置成通过基于电感器电流与非线性控制电流的比较来控制至少一个转换器的占空比的脉冲持续时间而将电感器电流维持在预定值。

技术领域

本公开涉及电外科生成器。更具体而言，本公开涉及利用具有非线性控制电流的电流编程控制来产生恒定功率源的电外科生成器。

背景技术

电外科手术涉及向外科手术点施加高射频电流，以切割、切除或凝结组织。在单极电外科手术中，源或有源电极将射频交流电流从电外科生成器提供到目标组织。患者返回电极被放置成远离有源电极，以将电流传导回到生成器。

在双极电外科手术中，返回电极和有源电极被放置成彼此非常接近，使得在两个电极之间形成电路(例如，在电外科钳的情况下)。以此方式，施加的电流仅限于位于这些电极之间的身体组织。因此，双极电外科手术一般涉及如下仪器的使用：其中，期望的是在位于仪器上的两个电极(例如钳等)之间实现集中的电外科能量递送。钳是依赖于其钳口之间的机械作用来夹持、卡箍和压缩血管或组织的类似于钳子的仪器。电外科钳(开放的或者内窥镜的)利用机械卡箍动作和电能量来实现在卡箍的组织上的止血(hemostasis)。钳包括向被卡箍的组织施加电外科能量的电外科导电板。通过控制通过导电板向组织施加的电外科能量的强度、频率和持续时间，外科医生可以凝结、烧灼和/或闭合组织。然而，以上示例仅仅用于示例性目的，并且存在处于本公开的范围内的许多其他已知的双极电外科仪器。

以上列出的电外科过程可以利用基于反馈的控制系统中的各种组织和能量参数。对于改进向组织递送能量存在持续的需求。

发明内容

如可以理解的，可以证明利用具有非线性控制电流的电流编程控制来产生恒定功率源的电外科生成器在外科领域中是有用的。

本公开的一个方面提供了一种电外科生成器，其包括被配置成输出DC波形和非线性载体控制电流的一个或者多个转换器。一个或者多个升压反相器被耦合到转换器并且被配置成转换DC波形以生成至少一个电外科波形。一个或者多个电感器与转换器和升压反相器串联连接。该电感器被配置成输出电感器电流。一个或者多个控制器被耦合到转换器和升压反相器，并且被配置成通过基于电感器电流与非线性控制电流的比较来控制至少一个转换器的占空比的脉冲持续时间而将电感器电流维持在预定值。

转换器是包括但不限于以下各项的DC-DC转换器：DC-DC Buck转换器、DC-DC转换器、DC-DC Buck-Squared转换器和DC-DC inverse-SEPIC转换器。此外，升压反相器可以是DC-AC升压反相器。转换器和/或升压反相器可以包括被布置成H桥拓扑结构的多个开关元件。

控制器被配置成调节转换器的占空比和升压反相器的占空比，以使至少一个电外科波形在以下模式中的至少一个中进行操作：恒定电流模式、恒定电压模式、或者恒定功率模式。转换器可以包括以转换器的占空比进行操作的一个或者多个第一开关元件，并且升压反相器可以包括以升压反相器的第二占空比进行操作的一个或者多个第二开关元件。控制器可以被配置成在电流编程模式中控制转换器，并且将升压反相器的占空比维持在大约100％，以使至少一个电外科波形在恒定电流模式中进行操作。可替代地，控制器可以被配置成在非线性载波控制模式中控制转换器，并且将升压反相器的占空比维持在大约100％，以使至少一个电外科波形在恒定功率模式中进行操作。在非线性载波控制模式中，控制器基于经过的时间与DC波形的每个循环的周期长度之间的比率来计算设定点电流。