DDS技术在高频手术器驱动中的应用.pdf

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1、DDS技术在高频手术器驱动中的应用何磊，等DDS技术在高频手术器驱动中的应用ApplicationofDDSTechnologyinDrivingHighFrequencySurgicalDevice俪磊1，2孔合成2(常州大学信息科学与工程学院1，江苏常州213164；常州先进制造技术研究所2，江苏常州213164)摘要：针对高频手术器在不同工作模式下驱动频率各不相同的特点，同时考虑到驱动器高可靠性的要求，利用FPGA芯片，将直接数字频率合成(DDS)技术应用于MOSFET高频驱动电路的输入脉冲波形产生过程中。受控频

2、率的脉冲可以通过高压隔离电路控制功率模块，最后输出手术器所需的信号。仿真结果表明，采用DDS技术可以很好地满足驱动器的设计需求；基于FPGA的驱动脉冲发生器具有很高的可靠性。关键词：直接数字合成(DDS)脉冲发生器单片机现场可编程门阵列控制精度中图分类号：TP368+．1文献标志码：AAbstract：Aimingatthecharacteristicofthehi【shfrequencysurgicaldevice，i．e．，underdifferentoperatingmode-thedrivingfrequenc

3、yisdifferent，andconsideringtherequirementofhishreliabifityforthedriver。byadoptingFPGAchip。thedirectdigitalfrequencysynthesizer(DDS)technologyisappliedintothegenerationoftheinputpulsewaveformofMOSFEThighfrequencydrivingcircuit．ThepowermoduleCanbecontrolledbytheco

4、ntrolledfi'equencypulsethroughhish—voltageisolationcircuit，andfinally，therequiredsignalforsurgicaldeviceisoutput．TheresultsofsimulationshowthatthedesigningrequirementofdrivercanbewellsatisfiedbyadoptingDDStechnology-andtheFPGA—baseddrivingpulsegeneratorfeaturesh

5、ishreliability．Keywords：Directdigitalsynthesis(DDS)PulsegeneratorSinglechipmachineFPGAControlaccuracyO引言直接数字合成⋯(directdigitalsynthesis，DDS)技术是一种新型的频率合成技术。该技术具有较高的频率分辨率，它既能快速实现频率切换，又能在频率改变时保证相位的连续。在传统的外科手术中，手术刀和止血钳是人们非常熟悉的医疗工具。随着现代医疗技术水平的不断提高和高频手术器技术的进一步完善，智能型医用多

6、功能高频手术器已经逐渐取代了手术刀、止血钳和其他一些医疗器械，成为现代外科手术中常用的医疗设备。高频手术器是高频段工作中最常见的高能量医疗仪器。随着计算机技术的普及、应用和发展，高性能的单片机已广泛应用在高频手术器的整机控制中，实现了各种功能下功率波形、电压、电流的自动调节，以及各种安全指标、程序化控制和故障的检测及指示。这就大大提高了设备本身的安全性和可靠性，简化了医生的操作过程。江苏省产学研联合创新基金资助项目(编号：BY2009120)。修改稿收到日期：2012一O卜10。第一作者何磊(1985一)，男，现为常州

7、大学计算机应用技术专业在读硕士研究生；主要从事嵌入式系统开发及应用方面的研究。《自动化仪表》第34卷第1期2013年1月1高频手术器1．1手术器原理高频手术器是基于“集肤效应”原理设计的呤j。“集肤效应”原理具体是指电流在人体这段“导体”的表面流动，而不流经人体内脏组织。因此，这种高频电流不会对脏器造成伤害，且患者自己基本上没有明显不适感。高频手术器主要由高频手术器主机以及手术器手柄、负极板、双极镊子等附件组成。通常的高频手术器都具有单极电切、单极电凝以及双极电凝的功能。由于低频电流可以产生明显的电击和电刺激作用，因此

8、选择手术器的工作频率具有重要的意义。在选择过程中，要求所选频率不能引起电击，同时还要求具有较小的电刺激，一般交流电频率应大于300kI-lz。有关资料表明，当交流电频率在500kHz左右时，电流对人体的电刺激己经很小；当交流电频率大于1MHz时，电流对人体的电刺激会完全消失，这时高频电流只会对人体产生热效应。由于涉及高频辐射和国家