Εφαρμογή του ηλεκτροχειρουργικού αναλυτή υψηλής συχνότητας KP2021 και του αναλυτή δικτύου στην δοκιμή θερμότητας

Η Thermage, μια μη επεμβατική τεχνολογία στενής επιδερμίδας ραδιοσυχνοτήτων (RF), χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική αισθητική.Η δοκιμή αντιμετωπίζει προκλήσεις όπως η επίδραση στο δέρμαΒάσει του προτύπου GB 9706.202-2021,το παρόν άρθρο διερευνά την ολοκληρωμένη εφαρμογή του ηλεκτροχειρουργικού αναλυτή υψηλής συχνότητας KP2021 και του αναλυτή δικτύου διανυσμάτων (VNA) στη μέτρηση ισχύοςΜέσω βελτιστοποιημένων στρατηγικών, αυτά τα εργαλεία εξασφαλίζουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των συσκευών Thermage.

Κλειδιά: Θερμάτζ, ηλεκτροχειρουργικός αναλυτής υψηλής συχνότητας KP2021, αναλυτής δικτύου, δοκιμή υψηλής συχνότητας,

Πρότυπο IEC 60601-2-20· επίδραση στο δέρμα· παρασιτικές παραμέτρους

Το Thermage είναι μια μη επεμβατική τεχνολογία ραδιοσυχνότητας που θερμαίνει τα βαθιά στρώματα κολλαγόνου για να προωθήσει την αναγέννηση, επιτυγχάνοντας σφίξιμο του δέρματος και αντιγήρανση.η σταθερότηταΣύμφωνα με την IEC 60601-2-2 και το κινεζικό αντίστοιχο της, GB 9706.202-2021, τα ιατρικά συσκευές RF απαιτούν δοκιμές για την ισχύ εξόδου,ρεύμα διαρροής, και αντιστοίχιση παρεμπόδισης για τη διασφάλιση της κλινικής ασφάλειας και αποτελεσματικότητας.

Οι ηλεκτροχειρουργικές συσκευές υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούν υψηλής πυκνότητας, υψηλής συχνότητας ρεύμα για να δημιουργήσουν τοπικές θερμικές επιδράσεις, εξατμίζοντας ή διαταράσσοντας τους ιστούς για το κόψιμο και την πήξη.Συνήθως λειτουργούν στην περιοχή 200kHz-5MHzΟι ηλεκτροχειρουργικές μονάδες λειτουργούν σε συχνότητες 400-650 kHz (π.χ. σε γενικές χειρουργικές επεμβάσεις, γυναικολογία) και σε ενδοσκοπικές διαδικασίες (π.χ. σε λαπαροσκοπία, γαστροσκοπία)..για σημαντικές κοπές και αιμοστασία, συσκευές υψηλότερης συχνότητας (1MHz-5MHz) επιτρέπουν λεπτότερη κοπή και πήξη με μειωμένη θερμική βλάβη, κατάλληλες για πλαστική χειρουργική και δερματολογία.Καθώς εμφανίζονται συσκευές υψηλότερης συχνότητας όπως μαχαίρια RF χαμηλής θερμοκρασίας και αισθητικά συστήματα RF, οι προκλήσεις δοκιμών εντείνονται.5.4, επιβάλλει αυστηρές απαιτήσεις στα όργανα μέτρησης και στις αντίστοιχες δοκιμές, καθιστώντας ανεπαρκείς τις παραδοσιακές μεθόδους.

Ο ηλεκτροχειρουργικός αναλυτής υψηλής συχνότητας KP2021 και ο αναλυτής δικτύου φορέων (VNA) διαδραματίζουν βασικό ρόλο στις δοκιμές Thermage.επικύρωση παραγωγής, και συντήρηση, αναλύοντας τις προκλήσεις των δοκιμών υψηλής συχνότητας και προτείνοντας καινοτόμες λύσεις.

Το KP2021, που αναπτύχθηκε από την KINGPO Technology, είναι ένα όργανο δοκιμής ακρίβειας για ηλεκτροχειρουργικές μονάδες υψηλής συχνότητας (ESU).

• Ευρύ εύρος μέτρησης: ισχύ (0-500W, ± 3% ή ± 1W), τάση (0-400V RMS, ± 2% ή ± 2V), ρεύμα (2mA-5000mA, ± 1%), ρεύμα διαρροής υψηλής συχνότητας (2mA-5000mA, ± 1%), αντίσταση φορτίου (0-6400Ω, ± 1%).
• Καλυψη συχνοτήτων: 50kHz-200MHz, υποστηρίζοντας συνεχείς, παλμικές και διεγερτικές λειτουργίες.
• Διαφορετικοί τρόποι δοκιμής: Μέτρηση ισχύος ραδιοσυχνοτήτων (μονοπολική/διπολική), δοκιμή καμπύλης φόρτωσης ισχύος, μέτρηση ρεύματος διαρροής και δοκιμή REM/ARM/CQM (παρακολούθηση ηλεκτροδίων επιστροφής).
• Αυτοματοποίηση και συμβατότητα: Υποστηρίζει αυτοματοποιημένες δοκιμές, είναι συμβατή με μάρκες όπως η Valleylab, η Conmed και η Erbe και ενσωματώνεται με συστήματα LIMS / MES.

Σύμφωνα με την IEC 60601-2-2, το KP2021 είναι ιδανικό για την Ε&Α, τον έλεγχο ποιότητας της παραγωγής και τη συντήρηση του νοσοκομειακού εξοπλισμού.

Ο αναλυτής διανυσματικού δικτύου (VNA) μετρά τις παραμέτρους του δικτύου ραδιοσυχνοτήτων, όπως τις S-παραμέτρους (παραμέτρους διασποράς, συμπεριλαμβανομένου του συντελεστή αντανάκλασης S11 και του συντελεστή μετάδοσης S21).Οι εφαρμογές του στις δοκιμές ιατρικών συσκευών RF περιλαμβάνουν::

• Αντιστοίχιση αντίστασης: Αξιολογεί την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς ενέργειας ραδιοσυχνοτήτων, μειώνοντας τις απώλειες αντανάκλασης για να εξασφαλίσει σταθερή απόδοση υπό διαφορετικές αντίστοιχες αντίστοιχες επιφάνειες.
• Ανάλυση ανταπόκρισης συχνότητας: Μετρά τις αντιδράσεις πλάτους και φάσης σε ευρεία ζώνη (10kHz-20MHz), εντοπίζοντας στρεβλώσεις από παρασιτικές παραμέτρους.
• Μέτρηση του φάσματος αντίστασης: ποσοτικοποιεί την αντίσταση, την αντιδραστικότητα και τη γωνία φάσης μέσω ανάλυσης διαγράμματος Smith, εξασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με την GB 9706.202-2021.
• Συμφωνία: Τα σύγχρονα VNA (π.χ. Keysight, Anritsu) καλύπτουν συχνότητες έως 70GHz με ακρίβεια 0,1dB, κατάλληλα για έρευνα και ανάπτυξη ιατρικών συσκευών RF και επικύρωση.

Αυτές οι δυνατότητες καθιστούν τα VNA ιδανικά για την ανάλυση της αλυσίδας RF του Thermage, συμπληρώνοντας τα παραδοσιακά μετρητές ισχύος.

Άρθρο 201.5.4 της GB 9706.202-2021 ορίζει ότι τα όργανα μέτρησης ρεύματος υψηλής συχνότητας παρέχουν πραγματική ακρίβεια RMS τουλάχιστον 5% από 10 kHz έως πέντε φορές τη βασική συχνότητα της συσκευής.Οι αντίστασεις δοκιμής πρέπει να έχουν ονομαστική ισχύ τουλάχιστον 50% της κατανάλωσης δοκιμής., με ακρίβεια στοιχείου αντίστασης εντός 3% και γωνία φάσης αντίστασης που δεν υπερβαίνει τους 8,5° στο ίδιο εύρος συχνοτήτων.

Ενώ αυτές οι απαιτήσεις είναι εφικτές για τις παραδοσιακές ηλεκτροχειρουργικές μονάδες των 500 kHz, οι συσκευές Thermage που λειτουργούν πάνω από 4 MHz αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις.καθώς τα χαρακτηριστικά αντίστασης έχουν άμεση επίδραση στην ακρίβεια της μέτρησης ισχύος και της αξιολόγησης της απόδοσης.

Η επίδραση του δέρματος προκαλεί συγκέντρωση ρεύματος υψηλής συχνότητας στην επιφάνεια ενός αγωγού.μειώνοντας την αποτελεσματική περιοχή αγωγιμότητας και αυξάνοντας την πραγματική αντίσταση του αντίστασης σε σύγκριση με τιμές συνεχούς ρεύματος ή χαμηλής συχνότηταςΑυτό μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα υπολογισμού ισχύος άνω του 10%.

Η επίδραση εγγύτητας, που συμβαίνει παράλληλα με την επίδραση δέρματος σε στενά διατεταγμένους αγωγούς, επιδεινώνει την άνιση κατανομή ρεύματος λόγω αλληλεπιδράσεων μαγνητικού πεδίου.Στους σχεδιασμούς ραδιοσυχνοτήτων και φορτίου του ThermageΑυτό αυξάνει τις απώλειες και τη θερμική αστάθεια.

Σε υψηλές συχνότητες, οι αντίστοιχοι παρουσιάζουν μη αμελητέα παρασιτική επαγωγικότητα (L) και χωρητικότητα (C), σχηματίζοντας μια σύνθετη αντίσταση Z = R + jX (X = XL - XC).Η παρασιτική επαγωγικότητα παράγει αντιδραστικότητα XL = 2πfL, αυξάνεται με τη συχνότητα, ενώ η παρασιτική χωρητικότητα παράγει αντιδραστικότητα XC = 1/(2πfC), μειώνοντας με τη συχνότητα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα απόκλιση γωνίας φάσης από 0°, που μπορεί να υπερβαίνει τους 8,5°,παραβίαση των προτύπων και κίνδυνος ασταθούς παραγωγής ή υπερθέρμανσης.

Οι αντιδραστικές παράμετροι, που καθοδηγούνται από τις επαγωγικές (XL) και τις χωρητικές (XC) αντιδραστικές, συμβάλλουν στην αντίσταση Z = R + jX. Εάν οι XL και XC είναι ανισόρροπες ή υπερβολικές, η γωνία φάσης αποκλίνει σημαντικά,μείωση του συντελεστή ισχύος και της απόδοσης μεταφοράς ενέργειας.

Οι μη επαγωγικές αντίστοιχες, που έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιήσουν την παρασιτική επαγωγικότητα χρησιμοποιώντας δομές λεπτής ταινίας, παχιάς ταινίας ή ταινίας άνθρακα, εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν προκλήσεις πάνω από τα 4MHz:

• Εποπτική παρασιτική επαγωγικότητα: Ακόμη και η μικρή επαγωγικότητα παράγει σημαντική αντιδραστικότητα σε υψηλές συχνότητες.
• Παρασιτική ικανότητα: Η χωρητική αντιδραστικότητα μειώνεται, προκαλώντας συντονισμό και αποκλίνει από την καθαρή αντίσταση.
• Σταθερότητα ευρυζωνικής ζώνης: Η διατήρηση γωνίας φάσης ≤8,5° και ακρίβειας αντίστασης ±3% από 10kHz-20MHz είναι δύσκολη.
• Διαρροή Υψηλής Δύναμης: Οι δομές λεπτής ταινίας έχουν χαμηλότερη απώλεια θερμότητας, περιορίζοντας τη διαχείριση της ενέργειας ή απαιτώντας πολύπλοκα σχέδια.

1. Προετοιμασία: Συνδέστε το KP2021 με τη συσκευή Thermage, ρυθμίζοντας την αντίσταση φορτίου (π.χ. 200Ω για να προσομοιάσετε το δέρμα). Ενσωματώστε το VNA στην αλυσίδα RF, βαθμολογώντας για την εξάλειψη παρασιτικών καλωδίων.
2. Δοκιμή ισχύος και διαρροής: Το KP2021 μετρά την ισχύ εξόδου, την τάση / ρεύμα RMS και το ρεύμα διαρροής, εξασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τα πρότυπα GB και παρακολουθεί τη λειτουργία REM.
3. Ανάλυση αντίστασης και γωνίας φάσηςΑν > 8,5°, προσαρμόστε το δίκτυο ή τη δομή αντίστασης που ταιριάζει.
4. Αποζημίωση των επιπτώσεων υψηλής συχνότητας: Η δοκιμή με τη λειτουργία παλμού KP2021 ′, σε συνδυασμό με την αντανάκλαση χρονικού τομέα (TDR) του VNA ′, εντοπίζει στρεβλώσεις σήματος, με ψηφιακούς αλγόριθμους που αντισταθμίζουν τα σφάλματα.
5. Η επικύρωση και η υποβολή εκθέσεων: Ενσωμάτωση δεδομένων σε αυτοματοποιημένα συστήματα, δημιουργώντας αναφορές σύμφωνα με το GB 9706.202-2021 με καμπύλες φόρτωσης ισχύος και φάσματα παρεμπόδισης.

Το KP2021 προσομοιώνει τις αντίστασεις του δέρματος (50-500Ω) για να ποσοτικοποιήσει τις επιδράσεις δέρματος / εγγύτητας και να διορθώσει τις ενδείξεις.

• Σχεδιασμός χαμηλής επαγωγικότητας: Χρησιμοποιήστε αντίστοιχους λεπτών ή παχών ταινιών ή ταινιών άνθρακα, αποφεύγοντας δομές με σύρμα.
• Χαμηλή παρασιτική ικανότητα: Βελτιστοποίηση της συσκευασίας και του σχεδιασμού των πινών ώστε να ελαχιστοποιείται η περιοχή επαφής.
• Αντιστοίχιση παρεμπόδισης ευρείας ζώνης: Χρησιμοποιήστε παράλληλους αντίστοιχους χαμηλής αξίας για τη μείωση των παρασιτικών επιπτώσεων και τη διατήρηση της σταθερότητας γωνίας φάσης.

• Αληθινή μέτρηση RMS: Η KP2021 και η VNA υποστηρίζουν τη μέτρηση μη σινουσοειδούς μορφής κύματος σε 30kHz-20MHz.
• Ευρυζωνικοί αισθητήρες: Επιλέξτε ανιχνευτές χαμηλής απώλειας και υψηλής γραμμικότητας με ελεγχόμενες παρασιτικές παραμέτρους.

Τα συστήματα πρέπει να βαθμολογούνται τακτικά με τη χρήση πιστοποιημένων πηγών υψηλής συχνότητας για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια.

• Σύντομες αγωγές και κοαξιακές συνδέσεις: Χρησιμοποιήστε υψηλής συχνότητας ομοαξονικά καλώδια για να μειώσετε τις απώλειες και τα παράσιτα.
• Ασπίδα και ΓήπεδοςΕφαρμόστε ηλεκτρομαγνητική ασπίδα και κατάλληλη γείωση για να μειώσετε τις παρεμβολές.
• Δίκτυα αντιστάθμισης αντιστάθμισης: Σχεδιασμός δικτύων με στόχο τη μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας της μεταφοράς ενέργειας.

• Ψηφιακή επεξεργασία σήματος: Εφαρμόστε μετασχηματισμούς Fourier για την ανάλυση και τη διόρθωση παρασιτικών στρεβλώσεων.
• Μηχανική Μάθηση: μοντέλο και πρόβλεψη της συμπεριφοράς υψηλής συχνότητας, αυτοπροσαρμογή των παραμέτρων δοκιμής.
• Εικονική οργάνωση: Συνδυασμός υλικού και λογισμικού για παρακολούθηση και διόρθωση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο.

Κατά τη δοκιμή ενός συστήματος Thermage 4MHz, τα αρχικά αποτελέσματα έδειξαν απόκλιση ισχύος 5% και γωνία φάσης 10°. Το KP2021 εντόπισε υπερβολικό ρεύμα διαρροής, ενώ το VNA ανίχνευσε παρασιτική επαγωγικότητα 0,1μH.Μετά την αντικατάσταση με αντίσταση χαμηλής επαγωγής και τη βελτιστοποίηση του δικτύου αντιστοίχισης, η γωνία φάσης μειώθηκε σε 5° και η ακρίβεια ισχύος έφτασε το ± 2%, σύμφωνα με τα πρότυπα.

Το πρότυπο GB 9706.202-2021 τονίζει τους περιορισμούς των παραδοσιακών δοκιμών σε περιβάλλοντα υψηλής συχνότητας.Η ολοκληρωμένη χρήση του KP2021 και του VNA αντιμετωπίζει προκλήσεις όπως η επίδραση του δέρματος και οι παράσιτες παραμέτρουςΟι μελλοντικές εξελίξεις, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής μάθησης και της εικονικής οργάνωσης,θα ενισχύσει περαιτέρω τις δυνατότητες δοκιμών για ιατρικά προϊόντα υψηλής συχνότητας.

Το υλικό αυτό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση της ηλεκτροχειρουργικής μονάδας