超聲手術設備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及超聲手術設備。該設備包括：輸出具有一頻率的驅動信號的信號發(fā)生器；接收所述驅動信號并且以所述驅動信號的所述頻率振蕩的振蕩結構；檢測所述振蕩結構的機械運動并且輸出表示所述機械運動的信號的橋電路；接收由所述橋電路輸出的所述信號、基于所接收的信號來確定所述振蕩結構在振蕩時所處的瞬時頻率并且確定維持所述振蕩結構以其共振頻率振蕩所必需的頻率調整量并且還確定從所述橋電路接收的信號的質量并且確定接觸所述振蕩結構的材料類型的微控制器，所述質量即Q值。一實施例的目的是改進對于設備的溫度檢測以及對于組織類型的檢測。一實施例的效果是改進了對于設備的溫度檢測以及對于組織類型的檢測。
【專利說明】超聲手術設備
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及超聲手術器械，并且更具體地涉及估計該超聲手術器械的溫度和區(qū)分由該超聲手術器械操作的組織的類型。
【背景技術】
[0002]超聲器械被有效地用于許多醫(yī)學狀況的處理，諸如組織的去除和脈管的燒灼和封閉。利用超聲波的切割器械沿著切割刀片的縱軸利用超聲換能器生成振動。通過沿著刀片的長度布置共振波，在刀片的端部產生高速縱向機械運動。這些器械是有利的，因為傳送到刀片的端部的機械振動在切割器官組織時非常有效并且同時使用通過超聲頻率產生的熱能凝固組織。這樣的器械特別適用于微創(chuàng)程序，諸如內窺鏡或腹腔鏡程序，其中刀片穿過套管針到達手術部位。
[0003]對于切割刀片的每一性質(例如，長度、材料、尺寸)，存在沿著刀片的長度產生共振的一個或多個(周期性)驅動信號。共振在手術程序期間導致刀片尖端的最優(yōu)運動，并且由此導致最優(yōu)性能。然而，產生有效的切割刀片驅動信號并不是簡單的任務。例如，施加于切割工具的頻率、電流和電壓必須全部動態(tài)地受控，因為這些參數隨著布置于刀片的變化負載以及隨著由工具的使用導致的溫度差異而改變。
[0004]出于各種理由，檢測切割刀片和沿著超聲手術器械的其他點的溫度會是有用的，包括用作用于控制超聲器械的反饋機構。并且，因為由本公開設想的類型的超聲器械可用于內窺鏡和腹腔鏡手術，其中外科醫(yī)生感受在超聲器械的刀片處正在發(fā)生什么的能力受到限制，因此提供溫度信息確保了外科醫(yī)生可以采用必要的程序以實現(xiàn)最優(yōu)的手術結果。
[0005]傳統(tǒng)上，已經通過布置于手術器械的遠端處的刀片附近的熱偶來進行溫度測量。然而，熱偶需要單獨附接于超聲手術器械，這會產生問題。即使在附接時，熱偶需要最少兩個導線(至少部分由不同金屬構成)，這兩個導線從熱偶的熱結點沿著該裝置的長度引導至電壓計和處理部件。
[0006]用于識別組織的當前系統(tǒng)依賴于包括超聲、CAT和MRI的高成本的掃描機構，或者較低成本的但是受限于視場的方法，諸如通過腹腔鏡的光學成像。
[0007]因此，存在對于超聲手術器械的溫度檢測的改進方法的需要以及進一步的對于組織類型檢測的改進方法的需要。
實用新型內容
[0008]為滿足上述需要，本實用新型的一實施例的目的是提供一種改進對于超聲手術設備的溫度檢測以及對于組織類型的檢測的超聲手術設備。
[0009]根據本公開的一方面，提供一種超聲手術設備，其特征在于，其包括:輸出具有一頻率的驅動信號的信號發(fā)生器；接收所述驅動信號并且以所述驅動信號的所述頻率振蕩的振蕩結構；檢測所述振蕩結構的機械運動并且輸出表示所述機械運動的信號的橋電路；接收由所述橋電路輸出的所述信號、基于所接收的信號來確定所述振蕩結構在振蕩時所處的瞬時頻率并且確定維持所述振蕩結構以其共振頻率振蕩所必需的頻率調整量并且還確定從所述橋電路接收的信號的質量并且確定接觸所述振蕩結構的材料類型的微控制器，所述質量即Q值。
[0010]根據一實施例，將所確定的Q值與存儲在存儲器中的Q值進行比較以確定與所述振蕩結構接觸的所述材料。
[0011]根據一實施例，存儲在存儲器中的所述Q值區(qū)分開選自由濕潤組織、干燥組織、致密組織、骨骼和金屬對象組成的組中的材料類型。
[0012]根據一實施例，所確定的Q值考慮由所述振蕩結構的端部處的端部執(zhí)行器施加于所述材料的夾持壓力。
[0013]根據一實施例，在檢測到特定Q值時，所述超聲手術設備確定所述超聲手術設備的刀片部分正在接觸所述振蕩結構的端部執(zhí)行器。
[0014]根據本公開的一方面的效果是提供了一種改進對于設備溫度的檢測以及對于組織類型的檢測的超聲手術設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在此參照附圖描述主題器械的各種實施例，在附圖中:
[0016]圖1是超聲手術系統(tǒng)的部件的圖示，該超聲手術系統(tǒng)具有框圖形式的分離的電源、控制、驅動和匹配部件；
[0017]圖2是示出圖1的超聲手術系統(tǒng)的圖；
[0018]圖2A是示出根據本公開的示例性實施例的超聲手術器械的圖；
[0019]圖3是根據本公開的示例性實施例的超聲外科術后器械的電路框圖；
[0020]圖4是根據本公開的示例性實施例的用于換能器的基本串聯(lián)電路模型的電路圖；
[0021]圖5是根據本公開的示例性實施例的用于監(jiān)測換能器的運動電流的結合圖4的換能器的電路圖；
[0022]圖6是根據本公開的示例性實施例的換能器的基本并聯(lián)電路模型的電路圖；
[0023]圖7是根據本公開的示例性實施例的用于監(jiān)測換能器的運動電流的結合圖6的換能器的電路圖；
[0024]圖8是根據本公開的示例性實施例的用于監(jiān)測換能器的運動電流的結合圖4的換能器的電路圖；
[0025]圖9是根據本公開的示例性實施例的用于監(jiān)測換能器的運動電流的結合圖6的換能器的電路圖；
[0026]圖10是根據本公開的示例性實施例的圖2A的超聲手術系統(tǒng)的部件的圖示，該超聲手術系統(tǒng)具有框圖形式的集成的電源、控制、驅動和匹配部件；
[0027]圖11是根據本公開的示例性實施例的相比于相位的與加熱相關聯(lián)的超聲手術器械的頻率響應的波德圖；
[0028]圖12是根據本公開的示例性實施例的相比于阻抗的與加熱相關聯(lián)的超聲手術器械的頻率響應的波德圖；
[0029]圖13是根據本公開的示例性實施例的用于獲取超聲手術器械的共振頻率的簡化啟動例程；[0030]圖14是根據本公開的示例性實施例的用于根據頻率響應來檢測超聲手術器械的溫度的系統(tǒng)的流程圖；
[0031]圖15是根據本公開的示例性實施例的包括共振器的超聲手術器械的波導和刀片的一部分的放大輪廓圖；[0032]圖16是根據本公開的示例性實施例的描繪超聲手術器械相對于相位的在操作于空氣中時和在抓取組織時的質量“Q”的差異的波德圖；以及
[0033]圖17是根據本公開的示例性實施例的描繪超聲手術器械相對于阻抗的在操作于空氣中時和在抓取組織時的質量“Q”的差異的波德圖。
【具體實施方式】
[0034]以下參照附圖描述本公開的具體實施例。在以下描述中，未詳細描述公知的功能或構造以避免不必要的細節(jié)模糊本公開。
[0035]應理解，所公開的實施例僅是本公開的示例，其可以體現(xiàn)為各種形式。因此，在此公開的具體結構和功能細節(jié)不應解釋為限制性的，而應僅僅作為權利要求的基礎以及作為用于教示本領域技術人員以實際上任何合適的詳細結構不同地采用本公開的代表性基礎。并且，在此使用的術語和短語并非旨在限制；而是相反，旨在提供對本公開的可理解的描述。
[0036]在本公開被公開和描述之前，應理解在此使用的術語用法僅是用于描述具體實施例的目的而非旨在限制。在本文件中，在此使用的術語“一”或“一個”定義為一個或多于一個。在此使用的術語“多個”定義為兩個或多于兩個。在此使用的術語“另一”定義為至少第二個或更多個。在此使用的術語“包括”和/或“具有”定義為包括(即，開放式語言)。在此使用的術語“耦合”定義為連接，并不必然是直接地以及并不必然是機械地。關系術語，諸如第一和第二、頂部和底部等可單獨用于區(qū)分一個實體或動作與另一個實體或動作，而不必然要求或暗示這樣的實體或動作之間任何實際的這樣的關系或順序。術語“包括”或其任何其他的變型旨在覆蓋非排他的包括，使得包括所列舉的元件的過程、方法、制品或設備并非包括僅僅那些元件，而是可以包括未明確列舉的或對于這樣的過程、方法、制品或設備而言固有的其他元件。以“包括…..一”開頭的元件，在沒有更多限制的情況下，并不排除包括該元件的過程、方法、制品或設備中存在額外的相同元件。
[0037]如在此使用的，術語“大約”或“大致”適用于所有數值，無論是否明確指出。這些術語通常指的是本領域技術人員將認為等同于所記載的值(即，具有相同功能或結果)的數值范圍。在許多情況下，這些術語可以包括對于最接近的有效數字取整的數值。在本文件中，術語“縱向”應理解為意味著在與正在描述的對象的伸長方向相對應的方向。最后，如在此使用的，術語“遠側”和“近側”是從用戶或外科醫(yī)生的有利位置來考慮的，因此手術器械的遠側端部是在使用時最遠離外科醫(yī)生的部分，而近側端部是大體上最接近用戶的部分。
[0038]應理解，在此描述的本公開的實施例可以包括一個或多個傳統(tǒng)處理器以及與特定的非處理器電路和其他元件結合來控制該一個或多個處理器以實施在此描述的超聲手術器械的一些、大部分或全部功能的唯一存儲的程序指令。非處理器電路可以包括但不限于信號驅動器、時鐘電路、電源電路以及用戶輸入和輸出元件?？商鎿Q地，在每一個功能或特定功能的一些組合被實現(xiàn)為定制邏輯電路的一個或多個特定應用的集成電路中，或者在由制造商或用戶使得可更新的定制邏輯電路能夠使用的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中，一些或全部功能可以由不具有存儲的程序指令的狀態(tài)機實現(xiàn)。當然，也可以使用這三個方案的組合。因此，在此已經描述了用于這些功能的方法和裝置。
[0039]在此使用的術語“程序”、“軟件應用”等定義為設計用于在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列?！俺绦颉?、“計算機程序”或“軟件應用”可以包括子例程、函數、程序、目標方法、目標實現(xiàn)、可執(zhí)行應用程序、小應用程序、小服務程序、源代碼、目標代碼、共享庫/動態(tài)加載庫和/或設計用于在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的其他指令序列。
[0040]圖1示出用于對端部執(zhí)行器施加超聲機械運動的已知電路的示意框圖。該電路包括電源102、控制電路104、驅動電路106、匹配電路108、換能器110，并且還包括手柄112和緊固于手柄112并由套管120支撐的波導114 (以虛線圖示)。波導114在其遠側端部終止于刀片118。換能器110、波導114和刀片118形成基本共振于相同頻率的振蕩結構。被稱為“端部執(zhí)行器”117的夾持機構暴露波導114的刀片部分118并使其能夠與組織和其他物質接觸。通常，端部執(zhí)行器117是樞轉臂，其動作為對于臂與刀片118之間的組織進行抓取或夾持。然而，在一些裝置中，不存在端部執(zhí)行器117。
[0041]驅動電路104產生高電壓自振蕩信號。驅動電路104的高電壓輸出饋入匹配電路108，匹配電路108包含信號平滑部件，該信號平滑部件進而產生饋入換能器110的驅動信號(波)。對于換能器110的振蕩輸入使換能器110的機械部分以沿著波導114建立共振的幅度和頻率來回運動。為了共振器械及其部件的最優(yōu)共振和使用壽命，施加至換能器110的驅動信號應該如實際上能夠實現(xiàn)的正弦波一樣平滑。為此，選擇匹配電路108、換能器110和波導114以彼此結合地工作并且全部與彼此頻率敏感。
[0042]因為需要相對高電壓(例如，100V或更大)來驅動典型的壓電換能器110，一個常用的電源是通常高達15A、120V AC的電力干線(例如，壁裝電源插座)。因此，許多已知的超聲手術器械與圖1和2所示的相似并且利用臺面箱(countertop box) 202,臺面箱202帶有插入電力干線206的電線204以用于供電。通過在匹配電路108的輸出與驅動電路106之間構建閉合環(huán)路的鎖相環(huán)路(PLL)維持共振。為此，在現(xiàn)有技術的裝置中，臺面箱202總是包含全部的驅動和控制電子裝置104、106和匹配電路108。電源線208將來自箱202的正弦波形傳遞至手柄112內的換能器110，并且從而傳遞至波導114。通過監(jiān)測和維持施加至換能器的恒定電流，共振經常處于變化的波導114負載狀況。
[0043]圖3描繪了根據本公開的一個實施例的超聲手術器械300的框圖。在圖3中，超聲手術器械300包括微處理器302、時鐘330、存儲器326、電源304 (例如，電池)、開關306(例如，一個或多個M0SFET)、驅動電路308 (PLL)、變壓器310、信號平滑電路312 (也稱為匹配電路并且可以是例如槽路(tank circuit))、感測電路314、換能器316以及終止于超聲切割刀片318的波導320。如在此使用的，“波導運動生成組件”是至少包括換能器316，但也可以包括諸如驅動電路308 (PLL)、換能器310、信號平滑電路312和/或感測電路314的其他部件的子組件。
[0044]作為對于依賴于如圖2所示的AC干線206的替換，圖3中示出的實施例利用僅源自電池或電池組的電力，電池或電池組小到足以適配于手柄112內或者附到用戶(例如在腰帶處)的小盒子內?，F(xiàn)有技術的電池技術提供數厘米高度和寬度以及數毫米厚度的強大電池。[0045]在圖3的實施例中，電池304的輸出饋入處理器302并對其供電。處理器302接收并輸出信號，并且如以下將描述的，根據定制邏輯電路或根據由處理器302執(zhí)行的計算機程序來運行。裝置300也可以包括存儲計算機可讀指令和數據的主存儲器，優(yōu)選為隨機存取存儲器(RAM)。
[0046]電池304的輸出也進入開關306，其具有由處理器302控制的占空比。通過控制開關306的接通時間，處理器302能夠指定最終傳遞至換能器316的電力總量。在一個實施例中，開關306是電控金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)，盡管其他開關、場效應晶體管(FET)和切換配置也是適用的。并且，本領域技術人員將認識到雖然以單數形式描述，但是開關306可利用2個或更多的M0SFET。開關306的輸出饋入驅動電路308，其包含例如相位檢測PLL和/或低通濾波器和/或壓控振蕩器。開關306的輸出由處理器302采樣以確定輸出信號的電壓和電流(在圖3中分別稱為AD2Vin和AD3Iin)。這些值在反饋架構中被用于調節(jié)開關306的脈沖寬度調制。例如，取決于來自開關306的所需的和實際的輸出，開關306的占空比可以從大約20%變化到大約80%。
[0047]接收來自開關306的信號的驅動電路308包括振蕩電路，該振蕩電路將開關306的輸出轉變?yōu)榫哂欣?5kHZ的單個超聲頻率的電信號(在圖3中稱為VC0)。如以下將解釋的，平滑方式的該超聲波形最終饋入換能器316以沿著波導320產生共振正弦波。在電流和電壓在換能器316的輸入處基本同相時實現(xiàn)共振。為此，驅動電路308使用PLL以感測輸入至換能器316的電流和電壓并且將該電流和電壓彼此同步。這一感測在線328上執(zhí)行，其中電流相位與“運動的”電壓的相位匹配，和/或電流相位將輸入電壓相位與“運動的”電流的相位匹配。以下將詳細地并且結合附圖解釋測量運動的電壓的概念和技術。
[0048]在驅動電路308的輸出處是變壓器310，其能夠使低電壓信號逐步提高到較高電壓。注意，在變壓器310之前的所有上游切換以低(即電池驅動的)電壓執(zhí)行。這至少是部分由于驅動電路308有利地使用低接通電阻MOSFET切換裝置的事實。低接通電阻MOSFET開關是有益的，因為它們產生比傳統(tǒng)MOSFET裝置低的熱并且允許更高的電流通過。因此，切換級(變壓器之前)可以特征化為低電壓/高電流。
[0049]在本公開的一個實施例中，變壓器310將電池電壓逐步提高到120V RMS0變壓器在現(xiàn)有技術中是已知的，并且因此在此不詳細解釋。變壓器310的輸出類似于方波400，該波形是不期望的，因為其對于特定部件，特別是換能器316，有害。方波還在部件之間生成干擾。本公開的匹配電路312實質上減小或消除了這些問題。
[0050]有時稱為“槽路”的波整形或匹配電路312使自變壓器310輸出的方波平滑并將該波轉變?yōu)轵寗硬?例如，正弦波)。在本公開的一個實施例中，匹配電路312是串聯(lián)L-C電路并且受到Kirchhoff電路法則的公知原理控制。然而，在此可以使用任何匹配電路。自匹配電路312輸出的平滑正弦波500隨后饋入換能器316。當然，可以從匹配電路312輸出不是平滑正弦波的其他驅動信號。
[0051]換能器316是將電信號轉換為物理運動的機電裝置，這樣的裝置的一個示例由壓電晶體的疊置體形成。在更廣的意義上，換能器316有時定義為將信號從一種形式轉換為另一種形式的任何裝置。在本公開中，驅動波(正弦波)輸入至換能器316，換能器316隨后將物理運動賦予波導320。如將示出的，這一運動在波導320上建立共振波，從而導致波導320的端部處的運動。[0052]在換能器316由壓電晶體的疊置體形成的示例性實施例中，每個壓電晶體通過絕緣體與下一個壓電晶體分離。壓電晶體隨著施加至所有晶體的同時正弦電壓而改變它們的縱向尺度，使得該疊置體作為一個單元擴展和收縮。這些擴展和收縮處于由驅動電路308產生的驅動信號的頻率下。換能器316的運動誘生沿著波導320的長度的正弦波，從而縱向移動在波導320的端部處的尖端刀片318。理想上，刀片318尖端處于“腹點(ant1-node)”，因為其是正弦波的移動點。波導320的最終運動在波導320的端部處的刀片318中產生“拉鋸(sawing)”運動，從而提供能夠容易地切過諸如組織和骨骼的許多材料的切割運動。波導320在這樣受到激勵時還生成大量摩擦熱量，該熱量被傳導在波導320正在切割的組織內。這一熱量足以立即燒灼正在切割的組織內的血管。
[0053]如果施加至換能器316并且沿著波導320行進的驅動信號未處于超聲手術器械的共振頻率，則最后的腹點將不出現(xiàn)于波導320的刀片318處。在這樣的情況下，波導320的刀片318可橫向于波導320的縱軸而運動。雖然刀片318的非共振運動通常是不期望的，但是在特定應用中，這樣的非共振運動對于特定的時間段并且為了實現(xiàn)特定的手術結果會是期望的。
[0054]本公開利用驅動電路308中的PLL以通過監(jiān)測饋入換能器316的運動電流與運動電壓波形之間的相位并且將校正信號發(fā)送回到驅動電路308來確保波導302的運動保持沿著波導320的共振。在特定實施例中，換能器316可在不同平面中切割，從而產生刀片的扭轉或纏繞運動而不是拉鋸運動。
[0055]圖2A描繪本公開的實施例可以實現(xiàn)的另一裝置，示出了電池操作的手持超聲手術裝置250。與圖1和2所示的實施例一樣，超聲手術器械250的遠側端部(即，在使用時該裝置的最遠離用戶的端部)包括結合有刀片部分118的端部執(zhí)行器117。端部執(zhí)行器117和刀片118形成在套管120的遠側端部，套管120包圍形成在套管120內并連接至刀片118的波導114。
[0056]由電池252為超聲手術裝置250供電。在圖2A中描繪的示例中，電池形成為超聲手術裝置250的內部部件。特別是，電池252在連接至裝置的剩余部分時形成手柄。在替換設置中，電池可拆除地容納于手柄的隔間內。在2008年11月12日提交的共同轉讓的美國申請序列號12/269,629中詳細描述了對于電池的各種替換設置及其在超聲手術器械250中的結合，在此通過引用完整引入。電池本身由一個或多個可再充電的電池單元形成。例如，電池可包括串聯(lián)連接的每電池具有單元大致3.7V的標稱電壓的四個電池單元，從而導致大致15V的標稱電池電壓。電池252可以是所謂的“智能電池”，意味著其包括如何充電和放電的許多功能受連接至電池252的外殼內的電池單元的一個或多個微控制器控制，如由智能電池系統(tǒng)實施者論壇(SBS-1F)于1998年12年11日首次公布的智能電池數據規(guī)格書，修訂1.1所描述的。
[0057]集成的換能器和發(fā)生器(TAG)部件256容納發(fā)生器和換能器兩者。如電池252那樣，TAG256可拆除地連接至超聲手術器械250。因此，在一些實施例中，僅僅電池252和TAG256是可再使用的，而超聲手術裝置250的剩余部分(包括套管120、波導114和端部執(zhí)行器117)是一次性的。參照圖2A，TAG256的發(fā)生器部分從電池252獲取DC能量并將其轉化為AC (即，正弦形式)并控制所轉換的能量以對TAG256的超聲換能器部分供電并且由此驅動形成在套管120內的波導114并最終驅動刀片118，如以上參照圖3所描述的，或者如以下將參照圖10更詳細地討論的。
[0058]端部執(zhí)行器由致動器機構254操作。在電池252的方向上(即，接近地)拉動致動器254使端部致動器117閉合，從而例如在端部執(zhí)行器117中抓取組織。在端部執(zhí)行器117中夾持組織后，用戶按壓扳機258以使電力從電池傳遞至TAG256并開始其振蕩。TAG256將其振蕩運動傳送至容納在套管120中的波導140并傳送至刀片118，使得刀片118以超聲手術器械250的共振頻率或接近該共振頻率振動，以便切割、封閉或凝固在端部執(zhí)行器117中夾持的組織。TAG256的換能器部分與波導114和刀片118組合一起形成振蕩結構。
[0059]圖4是包含壓電材料的諸如換能器316或TAG256的換能器部分的模型換能器400的示意電路圖。壓電換能器在現(xiàn)有技術中是公知的。壓電材料的質量和剛度在換能器內構建機械共振結構。由于壓電效應，這些機械特性使它們自身表現(xiàn)為電等效特性。換言之，在電端子處所見的電共振頻率等于機械共振頻率。如圖4中所示，換能器316的機械質量、剛度和阻尼可以由全部與另一個電容器C1并聯(lián)的電感器/線圈L、電容器C2和電阻器R的串聯(lián)配置表示。電等效換能器模型400相當類似于用于晶體的公知模型。
[0060]流入電等效換能器模型400的輸入端410的是換能器電流iT。iT的一部分ic流過并聯(lián)電容器C1，并聯(lián)電容器C1對于預期頻率范圍的大部分而言保持基本上靜態(tài)電容值。iT的剩余部分定義為iM，其簡單地是ατ-υ并且是實際工作電流。這一剩余部分電流iM在此稱為“運動”電流。即，運動電流是實際執(zhí)行工作以使波導320運動的電流。
[0061]如以上討論的，一些已知的設計調節(jié)并與總電流iT同步，總電流iT包括并且并不必然是實際造成換能器316的波導320的運動的實際電流量的指示器。例如，當現(xiàn)有技術的裝置的刀片從軟組織運動至諸如其他組織或骨骼的更致密材料時，電阻R極大地增加。電阻R的這一增加使較少電流iM流過串聯(lián)配置R-L-C2,而更多電流流過電容元件C115在這樣的情況下，波導320 變得緩慢，從而使其性能下降。本領域技術人員可以理解，調節(jié)總電流并不是維持恒定波導速度(即，以共振振蕩)的有效方式。由此，本公開的一個實施例監(jiān)測并調節(jié)流過換能器316的運動電流iM。通過調節(jié)運動電流iM，能夠調節(jié)波導320的運動距離。
[0062]圖5是用于理解如何獲得換能器400的運動電流iM的創(chuàng)新電路500的示意電路圖。電路500具有換能器400的全部電路元件以及與圖4的換能器400并聯(lián)的附加橋接電容元件CB。然而，選擇Cb的值以使得CVCb等于給定比率r。為了效率，對于Cb的所選值應該相對較低。這限制了從iM轉移的電流。在電路500的端子502和504之間施加可變電源Vt，從而產生通過電容元件Cb的電流iB、流入換能器400的電流iT、流過電容器C1的電流ic以及最后的運動電流iM。貝1J得到iM=iT_r*iB。這是因為:.^ Wr Cl dVr.^ Wr
【權利要求】
1.一種超聲手術設備，其特征在于，其包括: 輸出具有一頻率的驅動信號的信號發(fā)生器； 接收所述驅動信號并且以所述驅動信號的所述頻率振蕩的振蕩結構； 檢測所述振蕩結構的機械運動并且輸出表示所述機械運動的信號的橋電路； 接收由所述橋電路輸出的所述信號、基于所接收的信號來確定所述振蕩結構在振蕩時所處的瞬時頻率并且確定維持所述振蕩結構以其共振頻率振蕩所必需的頻率調整量并且還確定從所述橋電路接收的信號的質量并且確定接觸所述振蕩結構的材料類型的微控制器，所述質量即Q值。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，其還包括存儲器，并且所述微控制器將所確定的Q值與存儲在所述存儲器中的Q值進行比較以確定與所述振蕩結構接觸的所述材料。
【文檔編號】A61B17/3209GK203483460SQ201320332584
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權日:2012年6月11日
【發(fā)明者】A·B·羅斯, D·J·萬圖爾, D·普里塞 申請人:科維蒂恩有限合伙公司