阅读说明：本技术 一种高安全性射频消融系统 (High-safety radio frequency ablation system ) 是由 佟旭 宋立新 姚传富 葛军 刘进新 杨克强 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种高安全性射频消融系统,包括微处理器、信息显示报警单元、射频驱动单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、输出电参数采集单元、供电单元、射频输出保护开关单元、射频输出隔离单元、自诊断单元、安全保护逻辑判断单元和手动控制单元。本系统采用自诊断单元的工作过程诊断,对输出信号和微处理器故障信号进行逻辑判断,并可手动断开射频输出,具有输出保护功能,确保治疗过程的安全性。(The application relates to a high-safety radio frequency ablation system which comprises a microprocessor, an information display alarm unit, a radio frequency driving unit, an electrode temperature acquisition unit, a human body impedance acquisition unit, an output electrical parameter acquisition unit, a power supply unit, a radio frequency output protection switch unit, a radio frequency output isolation unit, a self-diagnosis unit, a safety protection logic judgment unit and a manual control unit. The system adopts the working process diagnosis of the self-diagnosis unit to carry out logic judgment on the output signal and the fault signal of the microprocessor, can manually cut off the radio frequency output, has the output protection function and ensures the safety of the treatment process.)

一种高安全性射频消融系统

技术领域

本发明属于医疗电子技术领域，具体是涉及一种高安全性射频消融系统。

背景技术

射频消融技术采用较多的微创治疗方式，通过射频发生器产生射频能量，将射频能量传输至手术电极上，手术电极周围组织细胞内的正、负离子快速运动，分子震荡摩擦生热，致使细胞内外水分蒸发、干燥、固缩脱落以致无菌性坏死，从而达到治疗的目的。

为了达到更好的治疗效果，治疗过程更加安全，就需要进行稳定的闭环控制，以及系统导向安全的设计。然而，现有的射频消融系统在工作过程没有对系统的关键部件进行功能诊断。还有，当出现过压、过温、处理器失效等故障时，装置没有自动进行安全逻辑判断，缺乏安全保护开关来切断射频输出信号。

另外，现有的射频消融系统基本都采用电控技术，当电路、电气设备出现故障时，装置一般没有采用人为切断输出措施，来切断射频能量输出。因此存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高安全性射频消融系统，该系统在消融治疗中，提高了系统工作过程的可靠性，确保使用过程中实现对病人的安全防护。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高安全性射频消融系统，包括微处理器、信息显示报警单元、射频驱动单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、输出电参数采集单元和供电单元，所述供电单元包括系统供电电源模块和射频驱动电源模块，所述系统还包括射频输出保护开关单元、射频输出隔离单元、自诊断单元、安全保护逻辑判断单元和手动控制单元，所述射频输出保护开关单元的一端与所述射频驱动单元电连接，所述射频输出保护开关单元的另一端与所述射频输出隔离单元的一端电连接，所述射频输出隔离单元的另一端分别与中性电极板和射频消融导管电连接，所述微处理器分别与所述信息显示报警单元、所述射频驱动单元、所述自诊断单元和所述安全保护逻辑判断单元电连接，所述电极温度采集单元、所述人体阻抗采集单元和所述输出电参数采集单元的一端与所述自诊断单元电连接，所述人体阻抗采集单元和所述输出电参数采集单元的另一端分别与所述中性电极板和所述射频消融导管电连接，所述电极温度采集单元的另一端与设置在所述射频消融导管上的测温电极电连接，所述安全逻辑判断单元接收来自于所述微处理器、所述输出电参数采集单元和所述电极温度采集单元的信号，并将信号发送给所述射频输出保护开关单元和所述信息显示报警单元，所述手动控制单元与所述射频输出保护开关单元电连接。

本发明的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：

在一个实施方式中，所述高安全性射频消融系统还包括脚踏开关。

在一个实施方式中，所述自诊断单元包括电参数采集诊断模块、电极温度采集诊断模块、人体阻抗采集诊断模块和安全保护逻辑诊断模块，所述电参数采集诊断模块、所述电极温度采集诊断模块、所述人体阻抗采集诊断模块和所述安全保护逻辑诊断模块分别判断来自所述输出电参数采集单元、所述电极温度采集单元、所述人体阻抗采集单元和所述安全保护逻辑判断单元的信号，对故障信号进行判断识别，向所述微处理器发送故障信息，并通过与所述微处理器连接的所述信息显示报警单元输出相应的故障信息。

在一个优选的实施方式中，所述电参数采集诊断模块判断来自所述输出电参数采集单元的工作状态，根据所述输出电参数采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述输出电参数采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述输出电参数采集单元的故障信息；所述电极温度采集诊断模块判断来自所述电极温度采集单元的工作状态，根据所述电极温度采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述电极温度采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述电极温度采集单元的故障信息；所述人体阻抗采集诊断模块，判断来自所述人体阻抗采集单元的工作状态，根据所述人体阻抗采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述人体阻抗采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述人体阻抗采集单元的故障信息；所述安全保护逻辑诊断模块判断来自所述安全保护逻辑判断单元的工作状态，根据所述安全保护逻辑判断单元的特定失效模式设置故障模式，所述安全保护逻辑判断单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述安全保护逻辑判断单元的故障信息。

在一个实施方式中，所述安全保护逻辑判断单元由三取一逻辑处理器组成，用于判断射频输出过压信号、治疗电极过温信号、微处理器失效信号是否满足设定要求，进行三取一逻辑处理，发出安全保护信号，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。

在一个优选的实施方式中，当所述微处理器失效、射频输出过压、治疗电极过温任一个信号出现时，所述安全保护逻辑判断单元会输出安全保护信号，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。所述安全保护逻辑判断单元由三取一逻辑处理器组成，一旦系统的微处理器不能正常控制系统输出的射频信号或其他情况，安全保护逻辑判断单元就会诊断微处理器故障，一旦微处理器发生特定故障时，安全保护逻辑判断单元会输出安全保护信号，触发射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。在消融过程中，出现了射频输出过压或治疗电极过温等危险信号时，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。

在一个实施方式中，所述手动控制单元由手动断路开关组成，用于操作人员在紧急情况时手动启动，一旦触发，直接断开所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，以确保射频输出及时中断，保证患者免受不必要的伤害。所述手动控制单元的信号不通过所述微处理器及其他中间链路，直接触发射频输出保护开关单元。一旦微处理器、自诊断单元和安全保护逻辑判断单元失效，或发生紧急事故，操作人员手动启动手动控制单元，直接触发射频输出保护开关单元，断开射频输出信号的物理链路。

在一个实施方式中，所述射频输出保护开关单元用于接受来自所述手动控制单元和所述安全保护逻辑判断单元的启动信号，以断开射频输出信号的物理链路，所述射频输出保护开关单元由两个串行的继电器组成，两个所述继电器只要有一个断开，即可断开射频输出信号的物理链路，两个所述继电器的控制共回路，确保所述手动控制单元和所述安全保护逻辑判断单元可以同时控制两个所述继电器。

在一个优选的实施方式中，所述射频输出保护开关单元处于常开状态，以确保所述射频输出保护开关单元的高可靠性。

在一个实施方式中，所述高安全性射频消融系统采用PID闭环温度控制算法控制电极温度。所述微处理器接收所述电极温度采集单元传给自诊断单元的温度信号，再由所述微处理器进行PID算法控制，调节所述射频驱动单元的驱动能量，确保治疗电极的温度控制在规定的范围。

同现有技术相比，本发明的优点在于：1.本发明的射频消融系统具有自诊断功能，本系统采用自诊断单元的工作过程诊断，对输出信号和微处理器故障信号进行逻辑判断；2.本发明的射频消融系统具有安全保护功能，可手动断开射频输出，确保治疗过程的安全性；3.本发明的射频消融系统具有启动射频输出功能；4.本发明的射频消融系统还具有温度调节功能。

附图说明

图1为本发明的高安全性射频消融系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图并结合本申请实施例，对本发明进行详细描述。

参照图1，一种高安全性射频消融系统，包括微处理器、信息显示报警单元、射频驱动单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、输出电参数采集单元和供电单元，所述供电单元包括系统供电电源模块和射频驱动电源模块，所述系统还包括射频输出保护开关单元、射频输出隔离单元、自诊断单元、安全保护逻辑判断单元和手动控制单元，所述系统供电电源模块为所述微处理器、信息显示报警单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、输出电参数采集单元、自诊断单元、安全保护逻辑判断单元和手动控制单元供电。所述射频驱动电源模块为所述射频驱动单元、射频输出保护开关单元和射频输出隔离单元供电。所述射频输出保护开关单元的一端与所述射频驱动单元电连接，所述射频输出保护开关单元的另一端与所述射频输出隔离单元的一端电连接，所述射频输出隔离单元的另一端分别与中性电极板和射频消融导管电连接，所述微处理器分别与所述信息显示报警单元、所述射频驱动单元、所述自诊断单元和所述安全保护逻辑判断单元电连接，所述电极温度采集单元、所述人体阻抗采集单元和所述输出电参数采集单元的一端与所述自诊断单元电连接，所述人体阻抗采集单元和所述输出电参数采集单元的另一端分别与所述中性电极板和所述射频消融导管电连接，所述电极温度采集单元与设置在所述射频消融导管上的测温电极电连接，所述安全逻辑判断单元接收来自于所述微处理器所述输出电参数采集单元和所述电极温度采集单元的信号，并将判断信号发送给所述射频输出保护开关单元和所述信息显示报警单元，所述手动控制单元与所述射频输出保护开关单元电连接。

在一个实施方式中，所述高安全性射频消融系统还包括脚踏开关。所述脚踏开关与微处理器相连接，所述脚踏开关控制治疗启动和停止，踩下脚踏开关，治疗启动信号发送给所述微处理器，所述微处理器启动治疗，松开脚踏开关治疗停止。

在一个实施方式中，所述自诊断单元包括电参数采集诊断模块、电极温度采集诊断模块、人体阻抗采集诊断模块和安全保护逻辑诊断模块，所述电参数采集诊断模块、所述电极温度采集诊断模块、所述人体阻抗采集诊断模块和所述安全保护逻辑诊断模块分别判断来自所述输出电参数采集单元、所述电极温度采集单元、所述人体阻抗采集单元和所述安全保护逻辑判断单元的信号，对故障信号进行判断识别，向所述微处理器发送故障信息，并通过与所述微处理器连接的所述信息显示报警单元输出相应的故障信息。

在一个优选的实施方式中，所述电参数采集诊断模块判断来自所述输出电参数采集单元的工作状态，根据所述输出电参数采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述输出电参数采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述输出电参数采集单元的故障信息；所述电极温度采集诊断模块判断来自所述电极温度采集单元的工作状态，根据所述电极温度采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述电极温度采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过信息显示报警单元输出所述电极温度采集单元的故障信息；所述人体阻抗采集诊断模块，判断来自所述人体阻抗采集单元的工作状态，根据所述人体阻抗采集单元的特定失效模式设置故障模式，所述人体阻抗采集单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过信息显示报警单元输出所述人体阻抗采集单元的故障信息；所述安全保护逻辑诊断模块判断来自所述安全保护逻辑判断单元的工作状态，根据所述安全保护逻辑判断单元的特定失效模式设置故障模式，所述安全保护逻辑判断单元与所述自诊断单元建立自诊断模式，如有故障则所述自诊断单元自动识别，并将故障信号发送到所述微处理器，再通过所述信息显示报警单元输出所述安全保护逻辑判断单元的故障信息。

本发明的射频消融系统具有自诊断功能。微处理器单元周期性向自诊断单元发送诊断指令，自诊断单元分别对输出电参数采集单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、安全保护逻辑判断单元进行功能自诊断。自诊断单元分别与输出电参数采集单元、电极温度采集单元、人体阻抗采集单元、安全保护逻辑判断单元建立确定的故障模式，自诊断单元分别对其异常故障数据进行分析、判断，将故障数据发送给微处理器单元，由微处理器单元进行相应处理通过报警提示单元进行报警。如电极温度采集单元通讯故障，当自诊断单元接收到错误数据时，将故障信息发送到微处理器单元，微处理器单元发送给信息显示报警单元，进行故障报警提示。

在一个实施方式中，所述安全保护逻辑判断单元由三取一逻辑处理器组成，用于判断射频输出过压信号、治疗电极过温信号、微处理器失效信号是否满足设定要求，进行三取一逻辑处理，发出安全保护信号，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。当所述微处理器失效、射频输出过压、治疗电极过温任一个信号出现时，所述安全保护逻辑判断单元会输出安全保护信号，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。也就是说，一旦系统的微处理器不能正常控制系统输出的射频信号或其他情况，安全保护逻辑判断单元就会诊断微处理器故障，一旦微处理器发生特定故障时，安全保护逻辑判断单元会输出安全保护信号，触发射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。在消融过程中，出现了射频输出过压或治疗电极过温等危险信号时，触发所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，同时向所述信息显示报警单元输出相应的报警信息。

在一个实施方式中，所述手动控制单元由手动断路开关组成，用于操作人员在紧急情况时手动启动，一旦触发，直接断开所述射频输出保护开关单元，从而断开射频输出信号的物理链路，以确保射频输出及时中断，保证患者免受不必要的伤害。所述手动控制单元的信号不通过所述微处理器及其他中间链路，直接触发射频输出保护开关单元。一旦微处理器、自诊断单元和安全保护逻辑判断单元失效，或发生紧急事故，操作人员手动启动手动控制单元，直接触发射频输出保护开关单元，断开射频输出信号的物理链路。

在一个实施方式中，所述射频输出保护开关单元用于接受来自所述手动控制单元和所述安全保护逻辑判断单元的启动信号，以断开射频输出信号的物理链路，所述射频输出保护开关单元由两个串行的继电器组成，两个所述继电器只要有一个断开，即可断开射频输出信号的物理链路，两个所述继电器的控制方式共回路，确保所述手动控制单元和所述安全保护逻辑判断单元可以同时控制两个所述继电器。所述射频输出保护开关单元处于常开状态，以确保所述射频输出保护开关单元的高可靠性。

本发明的射频消融系统具有安全保护功能。该功能由安全保护逻辑判断单元、射频输出保护开关单元和手动控制单元实现。其中，安全保护逻辑判断单元采集微处理器失效、射频输出过压、治疗电极过温的相关故障信息，并进行三取一逻辑判断，一旦出现输出过压、治疗电极过温、微处理器失效任一信号时，安全保护逻辑判断单元向射频输出保护单元发送关闭射频输出指令，射频输出保护单元关闭其继电器来切断射频能量输出链路。如当微处理器出现死机故障时，微处理器失效信号发送给安全保护逻辑判断单元，安全保护逻辑判断单元进行三取一逻辑判断后，向射频输出保护单元发送关闭射频输出指令，射频输出保护单元关闭其继电器来切断射频能量输出链路，中断射频能量输出，保护人体免受伤害，同时通过信息显示报警单元进行报警。而手动安全保护功能是由手动控制单元实现，当操作人员发现异常故障或紧急状况，操作人员按下手动控制单元的操作按钮，中断射频输出保护单元中的继电器，直接切断射频能量输出链路，中断射频能量输出。

本发明的射频消融系统具有启动射频输出功能。上电开机后，系统进入显示界面，显示射频输出功率、电极温度、人体阻抗等信息；系统提示准备电极介入，操作人员将射频电极置入需要治疗位置，启动脚踏开关，射频输出，射频输出按照系统预先设计好的温度和治疗时间进行输出，同时微处理器通过人体阻抗采集单元，采集病灶处人体阻抗，微处理器通过电极温度采集单元，采集电极处病灶温度，通过对电极处病灶温度和此时此处的人体阻抗进行判断是否停止射频输出，当符合条件时，系统会自动停止输出，通过信息显示报警单元提示停止治疗信息，完成治疗。

本发明的射频消融系统还具有温度调节功能。当电极介入人体后，电极的温度会随着周边病灶温度而变化，在启动射频输出后，电极被加热，当加热到预定温度时，进入温度调节过程，本发明采用PID闭环温度控制算法控制电极温度，使得治疗温度稳定到预定的温度范围内，治疗过程温度稳定，到达治疗效果。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。