专利名称：高频电磁刀的制作方法高频电磁刀也称高频手术器，是一种取代机械手术刀进行组织切割的外科电器械。它通过有效电极尖端产生的高频电磁波与受术者身体接触时对组织进行加热，实现对人体组织的分离或破坏，进而起到切割和止血的目的。高频电刀自1920年应用于临床至今经历了火花塞放电—大功率电子管—大功率晶体管—大功率MOS管的四代变更，如今单片机也已广泛应用在高频电磁刀的整机程序化控制中，对各种功能下功率波形、电压、电流实施自动检测与调节，显著提高了器械的智能性、安全性、可靠性和可操作性。但是，现有高频电刀大多是采用1MHz以下、一般是300～980KHz的两极输出信号，存在诸多的问题。一是电极须放在受术者身体上，导致人体中有电流通过，影响手术安全性，电流通过时间过长对人体还会产生副作用；二是输出信号频率低，所产生的“热效应”有限，在切割界面形成碳化物，易污染，不利于创口快速愈合，易结疤痕，甚至产生粘连；三是使用范围有限，出现大面积弥漫性渗血时需要其它设备如氩气供气装置等配合进行凝血。为了提高输出信号的频率，若非采取相应的防止电磁干扰和控制功率输出的措施，就极易干扰其它周边电子设备的正常工作，甚至发生烧伤受术者。
本实用新型要解决的技术问题是弥补现有技术的缺陷，提出一种输出信号频率高于3MHz以上、优选为3MHz～80MHz且输出功率可选择的高频电磁刀。本实用新型的技术问题是通过以下技术方案予以解决的这种高频电磁刀，包括高频功率发生器、连接在高频功率发生器输出端的电磁刀即输出电极、对高频功率发生器进行控制的功能控制电路，以及提供直流电源的AC/DC电源转换电路，高频功率发生器的输出信号在电磁刀即输出电极的端头形成强电磁场，该电磁场与受术者身体组织共同作用，实现电外科作业。这种高频电磁刀的特点是所述高频功率发生器是输出信号频率高于3MHz以上且输出功率可选择的高频功率发生器。所述高频功率发生器由金属散热器密封，其功率放大电路与输出电路之间设有可取样至功能控制电路的定向耦合器和具有单相传输性能的环行器。本实用新型的技术问题是通过以下技术方案择优予以解决的所述环行器的输入端与定向耦合器输出端连接，两个输出端的一端与标准负载连接，另一个输出端与高频功率发生器的输出电路连接，该输出电路与电磁刀即输出电极之间设有同轴电缆输出匹配电路，正确选择环行器的方向，能量就可以以很低的插损传输到两个输出端口中的一个，输出信号频率高于3MHz以上，输出功率达120W，输出单极性，与地隔离。本实用新型的技术问题是通过以下技术方案进一步予以解决的所述高频功率发生器是输出信号频率为3MHz～80MHz且输出功率可选择的高频或甚高频功率发生器。
所述功能控制电路是采用单片机的可设定输出能量大小、载波频率和波形的功能控制电路。
所述功能控制电路是配用包括多组标准操作模式提示的智能专家系统软件的功能控制电路。
所述功能控制电路是设有软件可上网下载程序电路的功能控制电路。
所述功能控制电路连接有LCD显示器件、LED显示器件、工作方式选择键盘或按键。
所述功能控制电路连接有为网上下载程序使用的串行口。
所述AC/DC电源转换电路是带功率因数校正器(Power FactorCorrection，缩略词为PFC)的AC/DC高效医用电源转换电路。
所述AC/DC电源转换电路与高频功率发生器之间设有提高系统可靠性的过压保护电路、过热保护电路。
本实用新型的优点是切割速度快，切割界面规范，止血效果好，伤口愈合快，便于组织再生，适应手术范围广，容易进入手术部位，人机界面友好，便于操作，且操作简单、安全可靠。输出信号频率可选择为3MHz～80MHz，单电极输出全隔离，无需使用对极板，对人体周围组织无热效应损伤，使用时在人体中无电流通过，有效减少了可能和接地物相接触的人体部位被灼烧的危险。出现大面积弥漫性渗血时，不需要其它设备如氩气供气装置等配合进行凝血，单一刀头就能完成切割、汽化与凝固，可以节约手术时间，提高手术质量。本高频电磁刀不仅可以广泛应用于普通外科、胸外、脑外、五官科、颌面外科的直视手术中，还可以广泛应用于包括腹腔镜、前列腺切镜、胃镜、膀胱镜、宫腔镜的各种内窥镜手术，尤其是那些在机械手术刀难以进入和实施的腹部管道结扎、前列腺尿道肿物切除手术，以及在弥漫性渗血部位如肝脏、脾脏、甲状腺、乳腺、肺部的手术。
以下结合附图和
对本实用新型作进一步详细说明。


图1是本实用新型一
的系统方框图；图2是图1中的高频功率发生器的电原理图。

一种输出信号频率为3MHz～80MHz且输出功率可选择的高频电磁刀如图1所示的高频电磁刀，包括高频功率发生器1、连接在高频功率发生器1输出端的电磁刀即输出电极2、对高频功率发生器1进行控制的功能控制电路3，以及提供直流电源的AC/DC电源转换电路4。高频功率发生器1的输出电路5与电磁刀即输出电极2间设有同轴电缆输出匹配电路6，其输出信号在电磁刀即输出电极2的端头形成强电磁场，该电磁场与受术者人体组织7共同作用，实现电外科作业。
所述高频功率发生器1是输出信号频率为3MHz～80MHz且输出功率可选择的高频或甚高频功率发生器，由金属散热器密封，其功率放大电路8与输出电路5之间设有可取样至功能控制电路3的定向耦合器9和具有单相传输性能的环行器10。环行器10是提高本高频电磁刀的绝对可靠性而设置的关键组件，其输入端与定向耦合器9输出端连接，两个输出端的一端与50Ω标准负载11连接，另一个输出端与输出电路5连接，正确选择环行器10的方向，能量就可以以很低的插损传输到两个输出端口中的一个，输出信号频率高于3MHz以上，可达80MHz，输出功率达120W，输出单极性，与地隔离。本高频电磁刀不再需要和受术者、大地之间的辅助通道，有效减少了可能和接地物相接触的人体组织7被灼烧的危险。
高频功率发生器1的组成如图2所示。其基准信号发生器12由晶体管V1、V2、晶振芯片和周边元件组成，振荡频率由电感L1、电容C1决定，其输出端与可控增益放大器输入端连接；可控增益放大器13由晶体管V3、V4、V5和周边元件组成，其中晶体管V3、V4组成差动放大电路，其放大倍数与晶体管V5的基极控制电压Uc正相关，基极控制电压Uc由输入给定及输出反馈的数值决定，可控增益放大器输出端与调制器14两个输入端的一端连接，调制器14的另一输入端与二阶低通滤波器15的输出端连接；二阶低通滤波器15由运算放大器U1b和周边元件组成，其输入端与载波信号输出端连接，载波信号由单片机产生阶梯波后经二阶低通滤波器15滤波后形成标准理想波形，单片机阶梯波信号由功能控制电路3的XS8-11与高频功率发生器1的XSC-1连接，载波信号由功能控制电路3中的单片机产生，使载波信号波形具有灵活的多样性。调制器14由运算放大器U1A和周边元件组成，其输出经二极管D1、电感L2、电容C2和电阻R1调制后形成调制信号，输送至由晶体管V6和包括电阻R2、R3的周边元件组成的前级功率放大电路8-1放大后，再输送至由MOSFET V7和周边元件组成的单管末级功率放大电路8-2，末级功率放大电路8-2的电源电压为+28V，其输出电路由电感L3、电容C3、C4、C5组成；末级功率放大电路8-2的输出端与定向耦合器9的输入端连接。定向耦合器9由电感L4、L5构成的电流互感器，它将末级功率放大电路8-2的绝大部分输出信号传送至后级的环行器10，并通过感应取样将末级功率放大电路8-2的极少部分输出信号通过负载取样电路16反馈至功能控制电路3。
所述功能控制电路3是采用单片机的可设定输出能量大小、载波频率和波形的功能控制电路，配用包括多组标准操作模式提示的智能专家系统软件，且设有软件可上网下载程序电路。还连接有LCD显示器件17、LED显示器件18、工作方式选择键盘19和为网上下载程序使用的串行口20。
功能控制电路3采用单片机芯片W78E58的核心电路、以及采用ADS774芯片的A/D转换电路、采用DAC7611芯片的D/A转换电路、键盘工作方式及功率参数设定电路、采用MAX7000-100P芯片的FPGA加密电路，和软件可上网下载程序电路。
功能控制电路3设有模拟信号输入/输出控制端XS1、主要是与为网上下载程序使用的串行口20相连的输出端子XS2、与LCD显示器件17的20个输入脚依次相连的两个10脚输出端子XS3和XS4、分别与键盘19连接的8脚输入端子XS5、+12V控制电源输入端子XS6和其中10根线为LED显示器件18输入驱动端连接而另两脚为设备工作方式控制端连接的输出端子XS8。XS1-1为反馈信号Uf输入脚，与高频功率发生器1的XSN-1连接，经放大及A/D转换后，由单片机控制LCD显示器件17显示设备当时输出功率，并根据幅值大小控制高频功率发生器1的正弦波的幅值；XS1-2为模拟控制信号Uc输出脚，与高频功率发生器1的负载取样电路16的XSN-2连接，此模拟信号为键盘工作方式及功率参数设定电路的数字信号，经单片机控制和D/A转换电路转换为模拟控制信号Uc，用来控制高频功率发生器1的可控增益放大器16的正弦波的幅值大小，以达到控制输出功率大小的目的；XS1-3为模拟信号公用地，与高频功率发生器1的负载取样电路16的XSN-3连接，XS1-4为+28V输入脚，为单片机判断直流+28V是否正常。控制电路的其他电源都由+12V控制电源输入端子XS6经DC/DC变换得到，同时+12V控制电源与高频功率发生器1的控制电源XSD连接。XS8-12为设备工作方式控制端，与高频功率发生器1的功率放大电路8的XSC-2连接，用来控制高频功率发生器1的输出间隔，此端Ud为高电平时，高频功率发生器1有功率信号输出；XS8-11为载波Uk波形控制端，与高频功率发生器1的二阶低通滤波器15的XSC-1连接，用来控制高频功率发生器1的输出波形，此端输出阶梯波形载波Uk，经高频功率发生器1的二阶低通滤波器15输送至调制器14。
所述AC/DC电源转换电路4是带PFC的AC/DC高效医用电源转换电路，具有高可靠性和高安全性，采用型号为UC3855A的芯片，可以提高输入回路的功率因数，其输出回路电压为直流380V，再经DC/DC转换电路产生+28V直流主电源、+12V直流控制电源。
所述AC/DC电源转换电路4与高频功率发生器1之间设有提高可靠性的过压保护电路21、过热保护继电器22，并用屏蔽线与用金属箱密封的高频功率发生器1、功能控制电路3连接，AC/DC电源转换电路4和功能控制电路3用金属箱密封，以最大限度的提高设备的输出利用效率及可靠性。过压保护电路21由PTC热敏电阻及氧化锌压敏电阻组成，对前级功率放大电路8-1、末级功率放大电路8-2及整个装置起过压保护作用。上述多重保护电路简单可靠，易实现且成本不高，足以保障本高频电磁刀长期可靠工作。
本高频电磁刀的工作过程如下接通交流市电，接通机壳前面板的市电电源开关，工作方式及市电正常显示指示市电电源正常，LCD显示器件17显示系统正常同时提示选择工作方式及功率大小，用键盘19或脚踏开关选择工作方式及输出功率大小，单片机和D/A转换电路处理后控制高频功率发生器1输出调制的大功率高频信号，同时负载取样电路16的反馈信号一方面经A/D转换电路、单片机处理后控制输出功率LED显示器件18，另一方面实时检测电磁刀即输出电极2输出是否正常。高频功率发生器1输出的大功率高频信号经同轴电缆输出匹配电路6、电磁刀即输出电极2到达人体组织7，在局部范围内使细胞内极性分子快速振荡，形成低温热能，导致水分子电离，实现对人体组织的分离和凝固，进而起到切割和止血的目的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。