高頻電刀系統優化

孫曉偉

摘要：高頻電刀在手術電極與腹肌板之間產生高頻電流實現人體組織切割及凝血工作。詳細介紹高頻電刀的基本組成，軟件設計流程及改進要點。經過改進后的高頻電刀輸出電壓更安全，使用效果更佳，患者痛苦少。

關鍵詞：高頻電刀；改進；安全

1 高頻電刀基本組成

高頻電刀取代傳統手術的機械電刀，高頻電刀的工作原理類似于變頻器，將工頻220 V/50 Hz經過功率放大器變換為輸出電壓在3000-5000 V之間，輸出頻率在300 kHz左右的信號，在手術電極與腹肌板之間產生高頻電流可以輕松割開人體組織，同時還可以起到凝血和止血的作用。高頻電刀主要由處理器、按鍵、數碼顯示、振蕩器、調制器、功率放大、安全保護、作用電極及負極板基本分組成。處理器采用ST公司的STM32F103芯片，驅動數碼管顯示，輸出PWM信號，驅動振蕩器起振，起振后的信號經過半橋驅動與功率放大器后輸出給作用電極實現切割、凝血等功能。同時采集面板按鍵輸入，實現功率調節及功能切換等功能。半橋驅動電路是電路板的關鍵，單片機PWM輸出信號經過半橋驅動電路后，將信號放大輸出到電極，若輸出頻率過高，會導致患者麻木；輸出頻率過低，會導致電流輸出不夠.切割較困難的現象。驅動電路如圖1所示。功率放大器采用ADI公司的HMC637LP5，典型電路如圖2所示。

2 軟件設計流程

高頻電刀的輸出功率需進行校準工作，模仿人體生物組織的組織進行功率校準，并觀察輸出電壓是否滿足要求，輸出電壓過高會有可能造成患者灼傷，故在保證輸出功率準確的情況下盡可能降低輸出電壓的幅值。……