CN109856496A - 一种中性电极监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种中性电极监测装置。监测装置包括：第一线圈、第二线圈、第三线圈、第一电容和第二电容。第一线圈、第二线圈和第三线圈相互耦合；第一线圈和第二线圈的电感量相等；第一线圈的第一端和第二线圈的第一端互为同名端。高频能量发生器的第二输出端分别与第一线圈的第一端和第二线圈的第二端连接。高频能量发生器处于输出状态，且中性电极接触良好时，第三线圈上无高频电信号。反之，当中性电极连接电缆或其连接器出现电气中断时，或中性电极与患者接触不良时，第三线圈上能监测到高频电信号。本发明提供的监测装置无需另设电源、激励信号源和隔离电路，装置结构简单，实施成本低。

Description

一种中性电极监测装置
技术领域
本发明涉及高频治疗设备领域，特别是涉及一种中性电极监测装置。
背景技术
在医学治疗领域，高频治疗设备采用中性电极作为射频电流回路的一部分。在使用高频治疗设备对患者进行治疗的时候，中性电极粘贴或贴靠在患者体表，如果没有连接中性电极或中性电极连接接触不良，在使用高频治疗设备对患者病灶进行消融的过程中可能会造成对患者和/或操作者(医生)的伤害。因此，对中性电极的监测非常必要。
而现有的中性电极监测设备，必须向监测电路提供不高于12V的电源和激励信号源，在中性电极上会出现两种完全不同的电流，一种是治疗时所期望的、必需的高频强电流，另一种便是监测中性电极所需的微弱激励电流；而且上述电源和激励信号必须与电网电源和地相隔离，需要增设相应的隔离电路。可见，现有的中性电极监测电路的结构繁琐复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种中性电极监测装置，装置结构简单，实施成本低。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种中性电极监测装置，所述监测装置包括：第一线圈、第二线圈、第三线圈、第一电容和第二电容，其中，
所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈相互耦合；所述第一线圈和所述第二线圈的电感量相等；所述第一线圈的第一端和所述第二线圈的第一端互为同名端；
高频能量发生器的第一输出端分别与所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与中性电极连接器的一端连接，所述第二电容的第二端与所述中性电极连接器的另一端连接；
高频能量发生器的第二输出端分别与所述第一线圈的第一端和所述第二线圈的第二端连接，所述第一线圈的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第二线圈的第一端与所述第二电容的第二端连接。
可选的，所述监测装置还包括整流电路，所述第三线圈与所述整流电路连接。
可选的，所述整流电路为桥式整流器。
可选的，所述监测装置还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端连接。
可选的，所述监测装置还包括指示灯，所述指示灯与所述滤波电路的输出端连接。
可选的，所述监测装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述滤波电路的输出端连接。
可选的，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈绕制在一个磁芯上。
可选的，所述磁芯为环形磁芯。
可选的，所述第一电容和所述第二电容的电容值不相等。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种中性电极监测装置包括：第一线圈、第二线圈、第三线圈、第一电容和第二电容。第一线圈、第二线圈和第三线圈相互耦合。第一线圈和第二线圈的电感量相等。第一线圈的第一端和第二线圈的第一端互为同名端。高频能量发生器的第二输出端分别与第一线圈的第一端和第二线圈的第二端连接，由于第一线圈的第一端和第二线圈的第二端互为异名端，且第一线圈和第二线圈的电感量相等，高频能量发生器处于输出状态，且中性电极接触良好时，在任何时刻，流过第一线圈的电流iL1和流过第二线圈的电流iL2的大小相等且方向相反，第一线圈和第二线圈相互耦合后的磁通量为零，第三线圈耦合到的高频信号为零，因此，第三线圈上无高频电信号。反之，若高频能量发生器处于输出状态，但中性电极没有连接或接触不良，高频能量发生器输出的高频电流流经第一线圈的电流iL1和第二线圈的电流iL2的大小不相等且方向相反，第一线圈和第二线圈相互耦合后的磁通量不为零，第三线圈能够耦合到高频信号，第三线圈上能够监测到高频电信号。可见，本发明提供的中性电极监测装置仅通过两个电容和三个线圈即可完成中性电极监测，是一种无源的被动式监测装置，无需另设电源、激励信号源和隔离电路，装置结构简单，实施成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种中性电极监测装置的电路图；
图2为本发明实施例提供的一种中性电极监测装置在某一时刻的电流方向示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种中性电极监测装置，装置结构简单，实施成本低。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种中性电极监测装置的电路图。如图1所示，一种中性电极监测装置，包括：第一线圈L1、第二线圈L2、第三线圈L3、第一电容C1和第二电容C2。
所述第一线圈L1、所述第二线圈L2和所述第三线圈L3相互耦合；所述第一线圈L1和所述第二线圈L2的电感量相等；所述第一线圈L1的第一端(A端)、所述第二线圈的第一端(a端)和所述第三线圈L3的第一端(1端)互为同名端。所述第一线圈L1的第二端(K端)、所述第二线圈的第二端(k端)和所述第三线圈L3的第二端(2端)互为同名端。
高频能量发生器的第一输出端HF端分别与所述第一电容C1的第一端和所述第二电容C2的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与中性电极连接器的一端(S-NE1)连接，所述第二电容的第二端与所述中性电极连接器的另一端(S-NE2)连接。
高频能量发生器的第二输出端NE端分别与所述第一线圈L1的第一端和所述第二线圈L2的第二端连接，所述第一线圈L1的第二端与所述第一电容C1的第二端连接，所述第二线圈L2的第一端与所述第二电容C2的第二端连接。
作为一种优选方案，所述监测装置还包括整流电路，所述第三线圈L3与所述整流电路的交流输入端连接。本实施例中，所述整流电路为桥式高频整流器。
进一步地，所述监测装置还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的直流输出端连接。
本实施例中，采用全桥式高频整流滤波器D进行整流滤波，D的直流输出端的直流信号为DC-OUT。
为了直观显示中性电极的连接状态，所述监测装置还可设置指示灯，所述指示灯与所述滤波电路的输出端连接。
进一步地，为了使中性电极连接电缆或其连接器出现电气中断时，或中性电极与患者接触不良时，能发出报警信号，本实施例中的监测装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述滤波电路的输出端连接。
本实施例中，所述第一线圈L1、所述第二线圈L2和所述第三线圈L3绕制在一个磁芯上。所述磁芯可选为环形磁芯。
所述第一电容C1和所述第二电容C2为耐高压的高频电容器，二者的电容值不相等。第一电容器C1和第二电容C2在高频能量发生器的额定输出频率下的阻抗值为设备的额定负载的50～200倍。
图2为本发明实施例提供的一种中性电极监测装置在某一时刻的电流方向示意图。由图2可见，iL1由第一线圈L1的K端流向A端，而iL2由第二线圈L2的a端流向k端，由于第一线圈L1的A端和第二线圈L2的a端是同名端，所以iL1和iL2的电流方向完全相反。图2仅描绘了高频电流在某一时刻的瞬时流动方向，其实在任意时刻，电流iL1和iL2的方向都是完全相反的。
具体地，高频能量发生器处于输出状态时，电感器的第一线圈L1和电感器的第二线圈L2流过的高频电流分别为iL1和iL2，总的高频电流IO＝∣iL1∣+∣iL2∣。在任何时刻，电流iL1和iL2的方向总是完全相反。当∣iL1∣＝∣iL2∣时，经由电感器的净电流为零，电感器的磁芯中的磁通量为零，第三线圈L3耦合到的高频信号为零，整流滤波器D的两个直流输出端之间获得的直流信号DC-OUT为零；当∣iL1∣≠∣iL2∣时，有净电流流过电感器，第三线圈L3能够耦合到高频信号，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间获得不为零的直流信号DC-OUT。
下面结合图1和图2，具体描述不同情形下的工作过程：
1、当中性电极连接器、连接电缆以及中性电极与患者接触良好时，由于第一电容C1和第二电容C2在高频能量发生器的额定输出频率下的阻抗值为设备的额定负载的50～200倍，此时流过第一电容C1和第二电容C2的高频电流很小，对负载电流的分流量可以忽略不计。
由于第一线圈L1和第二线圈L2的电感量相等，第一线圈L1上的高频电流iL1和第二线圈L2上的高频电流iL2，二者的绝对值几乎相等，但方向却完全相反，第一线圈L1和第二线圈L2产生的磁通量几乎完全抵消，磁芯中的磁通量为零，第三线圈L3耦合到的高频信号为零，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间的直流信号DC-OUT为零。
2、当中性电极连接器S-NE1上的连接电缆中断时，iL1≈0，iL2≈IO，高频能量发生器产生的高频电流IO几乎全部流过第二线圈L2，第三线圈L3耦合到与额定频率一致的高频信号，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间获得不为零的直流信号DC-OUT。
3、当中性电极连接器S-NE2上的连接电缆中断时，iL2≈0，iL1≈IO，高频电流IO几乎完全流过第一线圈L1，第三线圈L3耦合到与额定频率一致的高频信号，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间获得不为零的直流信号DC-OUT。
4、当中性电极连接器S-NE1和S-NE2上的连接电缆同时中断时，负载(人体组织)无高频电流流过，第一电容C1和第二电容C2构成高频电流的输出通道。因第一电容C1和第二电容C2的电容值不相等，第一线圈L1上的高频电流iL1和第二线圈L2上的高频电流iL2的绝对值不相等，磁芯中的磁通量不为零，第三线圈L3耦合到与额定频率一致的高频信号，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间获得不为零的直流信号DC-OUT。
5、当中性电极与患者接触不良时，流经电容器C1和C2的高频电流会发生变化，第一线圈L1上的高频电流iL1和第二线圈L2上的高频电流iL2的绝对值大小不相等，磁芯中的磁通量不为零，第三线圈L3耦合到与额定频率一致的高频信号，经整流滤波器D整流滤波后，D的两个直流输出端之间获得不为零的直流信号DC-OUT。
本发明提供的一种无源的被动式中性电极监测装置，当中性电极连接电缆或其连接器出现电气中断时，或中性电极与患者接触不良时，第三线圈上能监测到高频电信号。当高频能量发生器处于输出状态时，中性电极连接器、连接电缆以及中性电极与患者接触良好时，第三线圈上无高频电信号。监测装置无需另设电源、激励信号源和隔离电路，装置结构简单，实施成本低。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种中性电极监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：第一线圈、第二线圈、第三线圈、第一电容和第二电容，其中，
所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈相互耦合；所述第一线圈和所述第二线圈的电感量相等；所述第一线圈的第一端和所述第二线圈的第一端互为同名端；
高频能量发生器的第一输出端分别与所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与中性电极连接器的一端连接，所述第二电容的第二端与所述中性电极连接器的另一端连接；
高频能量发生器的第二输出端分别与所述第一线圈的第一端和所述第二线圈的第二端连接，所述第一线圈的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第二线圈的第一端与所述第二电容的第二端连接。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括整流电路，所述第三线圈与所述整流电路连接。
3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述整流电路为桥式整流器。
4.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括指示灯，所述指示灯与所述滤波电路的输出端连接。
6.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述滤波电路的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈绕制在一个磁芯上。
8.根据权利要求7所述的监测装置，其特征在于，所述磁芯为环形磁芯。
9.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的电容值不相等。
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