Anwendung des Hochfrequenz-elektrokirurgischen Analyzors KP2021 und des Netzwerk-Analyzors in der Thermage-Prüfung

Thermage, eine nicht-invasive Radiofrequenz- (RF) -Hautverspannungstechnologie, wird in der medizinischen Ästhetik weit verbreitet.Tests stehen vor Herausforderungen wie Hautwirkung, Nähewirkung und parasitäre Parameter.Dieser Artikel untersucht die integrierte Anwendung des KP2021 Hochfrequenz-elektrokirurgischen Analysators und des Vektornetzanalysators (VNA) in der Leistungsmessung.Durch optimierte Strategien gewährleisten diese Werkzeuge die Sicherheit und Wirksamkeit von Thermage-Geräten.

Schlüsselwörter: Thermage; KP2021 Hochfrequenz-elektrokirurgischer Analysator; Netzwerk-Analysator; Hochfrequenzprüfung;

IEC 60601-2-20-Norm; Hautwirkung; Parasitenparameter

Thermage ist eine nicht-invasive HF-Hautverspannungstechnologie, die tiefe Kollagenschichten erwärmt, um die Regeneration zu fördern, um Hautverspannung und Anti-Aging-Effekte zu erzielen.die Stabilität, Sicherheit und Leistungsbeständigkeit ihrer HF-Ausgabe sind entscheidend. Gemäß IEC 60601-2-2 und ihrem chinesischen Äquivalent GB 9706.202-2021 müssen HF-Medizinprodukte auf die Ausgangsleistung getestet werden,Leckstrom, und Impedanz-Matching zur Gewährleistung der klinischen Sicherheit und Wirksamkeit.

Hochfrequente Elektrochirurgische Geräte verwenden hohe Dichte, hohe Frequenz Strom, um lokalisierte thermische Effekte zu erzeugen, Verdampfen oder Störung von Gewebe für Schnitt und Gerinnung.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 WBei der Herstellung von Elektrokirurgischen Geräten wird die Frequenz von 400 kHz bis 650 kHz (z. B. bei der Allgemeinen Chirurgie, der Gynäkologie) und bei endoskopischen Verfahren (z. B. Laparoskopie, Gastroskopie) eingesetzt..Für signifikante Schnitte und Hämostase ermöglichen höhere Frequenzgeräte (1MHz-5MHz) feinere Schnitte und Gerinnung mit geringerer thermischer Schädigung, geeignet für plastische Chirurgie und Dermatologie.Mit der Entstehung höherfrequenter Geräte wie Niedertemperatur-HF-Messer und ästhetische HF-Systeme werden die Testprobleme zunehmend.5.4, stellt hohe Anforderungen an Messgeräte und Prüfwiderstände, die herkömmliche Methoden unzureichend machen.

Der Hochfrequenz-elektrokirurgische Analyzer KP2021 und der Vektornetzwerk-Analyzer (VNA) spielen bei Thermage-Tests eine zentrale Rolle.Produktionsvalidierung, und Wartung, die Herausforderungen bei Hochfrequenzprüfungen analysieren und innovative Lösungen vorschlagen.

Der KP2021, entwickelt von KINGPO Technology, ist ein Präzisionsprüfgerät für Hochfrequenz-elektrokirurgische Einheiten (ESU).

• Breiter Messbereich: Leistung (0-500W, ±3% oder ±1W), Spannung (0-400V RMS, ±2% oder ±2V), Strom (2mA-5000mA, ±1%), Hochfrequenzleckstrom (2mA-5000mA, ±1%), Lastimpedanz (0-6400Ω, ±1%).
• Frequenzdeckung: 50kHz-200MHz, unterstützt kontinuierliche, pulsierende und stimulierende Modi.
• Verschiedene Prüfmodi: HF-Leistungsmessung (monopolar/bipolar), Leistungsbelastungskurvenprüfung, Leckstrommessung und REM/ARM/CQM-Prüfung (Rückkehrelektrodenüberwachung).
• Automatisierung und Kompatibilität: Unterstützt automatisierte Tests, kompatibel mit Marken wie Valleylab, Conmed und Erbe und integriert sich mit LIMS/MES-Systemen.

Die KP2021 entspricht IEC 60601-2-2 und ist ideal für Forschung und Entwicklung, Produktionsqualitätskontrolle und Wartung von Krankenhausgeräten geeignet.

Der Vektornetzanalysator (VNA) misst HF-Netzparameter wie S-Parameter (Streuungsparameter, einschließlich Reflektionskoeffizient S11 und Übertragungskoeffizient S21).Zu den Anwendungen im Bereich der medizinischen HF-Geräteuntersuchung gehören:

• Impedanzgleichstellung: Bewertet die Effizienz der HF-Energieübertragung und reduziert die Reflexionsverluste, um eine stabile Leistung unter unterschiedlichen Hautimpedanzen zu gewährleisten.
• Frequenzreaktionsanalyse: Messen der Amplitude und der Phasenreaktionen in einem breiten Band (10kHz-20MHz) und erkennen Verzerrungen durch parasitäre Parameter.
• Impedanzspektrummessung: Quantifiziert Widerstand, Reaktionsfähigkeit und Phasenwinkel durch Smith-Diagrammanalyse und gewährleistet die Einhaltung von GB 9706.202-2021.
• Vereinbarkeit: Moderne VNAs (z. B. Keysight, Anritsu) decken Frequenzen bis zu 70 GHz mit einer Genauigkeit von 0,1 dB ab und eignen sich für die Forschung und Entwicklung von HF-Medizinprodukten und die Validierung.

Diese Fähigkeiten machen VNAs ideal für die Analyse der HF-Kette von Thermage, die traditionelle Leistungsmessgeräte ergänzt.

Artikel 201.5.4 der GB 9706.202-2021 schreibt vor, dass Geräte zur Messung von Hochfrequenzstrom eine wahre RMS-Genauigkeit von mindestens 5% von 10 kHz bis zu fünfmal der Grundfrequenz des Geräts liefern.Prüfwiderstände müssen eine Nennleistung von mindestens 50% des Prüfverbrauchs aufweisen., mit einer Genauigkeit der Widerstandskomponente von 3% und einem Impedanzphasenwinkel von höchstens 8,5° im gleichen Frequenzbereich.

Während diese Anforderungen für traditionelle 500 kHz-elektrokirurgische Geräte überschaubar sind, stehen Thermage-Geräte, die über 4 MHz arbeiten, vor erheblichen Herausforderungen.Da die Impedanzmerkmale des Widerstandes die Leistungsmessung und die Leistungsbewertung direkt beeinflussen.

Der Effekt der Haut führt dazu, dass sich Hochfrequenzstrom auf der Oberfläche eines Leiters konzentriert.Verringerung der effektiven Leitfläche und Erhöhung des tatsächlichen Widerstands des Widerstands im Vergleich zu Gleichstrom- oder NiederfrequenzwertenDies kann zu Fehlern bei der Leistungsberechnung führen, die 10% übersteigen.

Die Nähewirkung, die neben der Hautwirkung in eng angeordneten Leitern auftritt, verschärft die ungleichmäßige Stromverteilung aufgrund von Wechselwirkungen des Magnetfeldes.In Thermage's RF-Sonde und LastentwürfenDies erhöht Verluste und thermische Instabilität.

Bei hohen Frequenzen weisen Widerstände eine nicht vernachlässigbare parasitäre Induktivität (L) und Kapazität (C) auf und bilden eine komplexe Impedanz Z = R + jX (X = XL - XC).Parasitische Induktivität erzeugt Reaktanz XL = 2πfL, die mit der Frequenz zunimmt, während die parasitäre Kapazität die Reaktanz XC = 1/(2πfC erzeugt, die mit der Frequenz abnimmt.Verstöße gegen Normen und Gefahr einer instabilen Leistung oder Überhitzung.

Reaktive Parameter, die durch induktive (XL) und kapazitive (XC) Reaktanz bestimmt werden, tragen zur Impedanz Z = R + jX bei. Sind XL und XC unausgewogen oder übermäßig, weicht der Phasenwinkel erheblich ab,Verringerung des Leistungsfaktors und der Effizienz der Energieübertragung.

Nicht-induktive Widerstände, die entwickelt wurden, um die parasitäre Induktivität mithilfe von Dünnschicht-, Dickschicht- oder Kohlenstofffilmstrukturen zu minimieren, stehen immer noch vor Herausforderungen über 4 MHz:

• Restinduktivität des Parasiten: Selbst eine geringe Induktivität erzeugt bei hohen Frequenzen eine signifikante Reaktivität.
• Parasitäre Kapazität: Die Kapazitätsreaktivität nimmt ab, was Resonanz verursacht und von reinem Widerstand abweicht.
• Breitbandstabilität: Es ist schwierig, den Phasenwinkel ≤8,5° und die Widerstandsgenauigkeit ±3% zwischen 10 kHz und 20 MHz zu halten.
• Machtverlust: Dünnschichtkonstruktionen haben eine geringere Wärmeabgabe, was den Energieverbrauch einschränkt oder komplexe Konstruktionen erfordert.

1. Vorbereitung: Verbinden Sie KP2021 mit dem Thermage-Gerät und setzen Sie die Lastimpedanz ein (z. B. 200Ω zur Simulation der Haut).
2. Leistungs- und Leckageprüfungen: KP2021 misst die Ausgangsleistung, Spannung/Strom RMS und Leckstrom, um die Einhaltung der GB-Standards zu gewährleisten, und überwacht die REM-Funktionalität.
3. Impedanz- und Phasenwinkelanalyse: VNA scannt das Frequenzband, misst die S-Parameter und berechnet den Phasenwinkel.
4. Kompensation für Hochfrequenz-Effekte: KP2021 ′s Pulsmodustest, kombiniert mit VNA ′s Zeit-Domain-Reflectometrie (TDR), identifiziert Signalverzerrungen, wobei digitale Algorithmen Fehler kompensieren.
5. Validierung und Berichterstattung: Daten in automatisierte Systeme integrieren und GB 9706.202-2021-konforme Berichte mit Leistungsbelastungskurven und Impedanzspektren erstellen.

KP2021 simuliert Hautimpedanzen (50-500Ω) zur Quantifizierung von Haut-/Näheeffekten und korrekten Messungen.

• Konstruktion mit geringer Induktivität: Verwenden Sie Widerstände aus dünnen, dicken oder Kohlenstofffolien und vermeiden Sie Drahtverwicklungen.
• Niedrige Parasitenkapazität: Optimieren Sie die Verpackung und das Stiftdesign, um den Kontaktbereich zu minimieren.
• Wideband-Impedanz-Übereinstimmung: Parallele Widerstände mit niedrigem Wert werden eingesetzt, um parasitäre Wirkungen zu reduzieren und die Stabilität des Phasenwinkels zu erhalten.

• Wahre RMS-Messung: KP2021 und VNA unterstützen die Messung von nicht-sinusoidalen Wellenformen über 30 kHz-20 MHz.
• Breitbandsensoren: Auswählen Sie Probe mit niedrigem Verlust und hoher Linearität mit kontrollierten parasitären Parametern.

Regelmäßige Kalibrierung der Systeme mit zertifizierten Hochfrequenzquellen zur Gewährleistung der Genauigkeit.

• Kurze Leitungen und Koaxialverbindungen: Verwenden Sie hochfrequente Koaxialkabel, um Verluste und Parasiten zu minimieren.
• Schutz und Erdung: Implementieren Sie elektromagnetische Abschirmungen und eine richtige Erdung, um Störungen zu reduzieren.
• Impedanz-Matching-Netze: Entwurf von Netzen zur Maximierung der Effizienz der Energieübertragung.

• Digitale Signalverarbeitung: Fourier-Transformationen zur Analyse und Korrektur von parasitären Verzerrungen anwenden.
• Maschinelles Lernen: Modellieren und Vorhersagen von Hochfrequenzverhalten, automatische Anpassung von Testparametern.
• Virtuelle Instrumente: Kombination von Hardware und Software für die Echtzeitüberwachung und Datenkorrektur.

Bei der Prüfung eines 4MHz Thermage-Systems zeigten erste Ergebnisse eine Leistungsabweichung von 5% und einen Phasenwinkel von 10°. KP2021 erkannte einen übermäßigen Leckstrom, während VNA eine parasitäre Induktivität von 0,1μH erkannte.Nach dem Ersetzen durch Widerstände mit geringer Induktivität und der Optimierung des passenden Netzes, der Phasenwinkel auf 5° gesunken und die Leistungsgenauigkeit erreicht ±2%, was den Normen entspricht.

Die Norm GB 9706.202-2021 hebt die Grenzen traditioneller Prüfungen in Hochfrequenzumgebungen hervor.Der integrierte Einsatz von KP2021 und VNA löst Herausforderungen wie Hautwirkung und parasitäre Parameter, um sicherzustellen, dass Thermage-Geräte den Sicherheits- und Wirksamkeitsstandards entsprechen.wird die Testkapazitäten für Hochfrequenz-Medizinprodukte weiter verbessern.

Sie werden von der Abteilung für Energie, Energie und Forschung der Kommission überwacht.