Aplicación del analizador electroquirúrgico de alta frecuencia KP2021 y del analizador de redes en las pruebas de Thermage
2025-09-08
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Resumen
Thermage, una tecnología no invasiva de radiofrecuencia (RF) para tensado de la piel, se utiliza ampliamente en estética médica. Con el aumento de las frecuencias de funcionamiento a 1 MHz-5 MHz, las pruebas se enfrentan a desafíos como el efecto piel, el efecto proximidad y los parámetros parásitos. Basado en la norma GB 9706.202-2021, este artículo explora la aplicación integrada del analizador electroquirúrgico de alta frecuencia KP2021 y el analizador de red vectorial (VNA) en la medición de potencia, el análisis de impedancia y la validación del rendimiento. A través de estrategias optimizadas, estas herramientas garantizan la seguridad y la eficacia de los dispositivos Thermage.
Palabras clave: Thermage; analizador electroquirúrgico de alta frecuencia KP2021; analizador de red; pruebas de alta frecuencia;
Norma IEC 60601-2-20; efecto piel; parámetros parásitos
Introducción
Thermage es una tecnología no invasiva de RF para tensado de la piel que calienta las capas profundas de colágeno para promover la regeneración, logrando el tensado de la piel y efectos antienvejecimiento. Como dispositivo estético médico, la estabilidad, la seguridad y la consistencia del rendimiento de su salida de RF son críticos. De acuerdo con la IEC 60601-2-2 y su equivalente chino, GB 9706.202-2021, los dispositivos médicos de RF requieren pruebas de potencia de salida, corriente de fuga y adaptación de impedancia para garantizar la seguridad y la eficacia clínica.
Los dispositivos electroquirúrgicos de alta frecuencia utilizan corriente de alta densidad y alta frecuencia para crear efectos térmicos localizados, vaporizando o interrumpiendo el tejido para cortar y coagular. Estos dispositivos, que suelen funcionar en el rango de 200 kHz-5 MHz, se utilizan ampliamente en cirugías abiertas (por ejemplo, cirugía general, ginecología) y procedimientos endoscópicos (por ejemplo, laparoscopia, gastroscopia). Si bien las unidades electroquirúrgicas tradicionales operan a 400 kHz-650 kHz (por ejemplo, 512 kHz) para una corte y hemostasia significativos, los dispositivos de mayor frecuencia (1 MHz-5 MHz) permiten un corte y coagulación más finos con menor daño térmico, adecuados para cirugía plástica y dermatología. A medida que surgen dispositivos de mayor frecuencia, como los cuchillos de RF de baja temperatura y los sistemas de RF estéticos, los desafíos de las pruebas se intensifican. La norma GB 9706.202-2021, en particular la cláusula 201.5.4, impone requisitos estrictos a los instrumentos de medición y las resistencias de prueba, lo que hace que los métodos tradicionales sean inadecuados.
El analizador electroquirúrgico de alta frecuencia KP2021 y el analizador de red vectorial (VNA) desempeñan un papel fundamental en las pruebas de Thermage. Este artículo examina sus aplicaciones en el control de calidad, la validación de la producción y el mantenimiento, analizando los desafíos de las pruebas de alta frecuencia y proponiendo soluciones innovadoras.
Descripción general y funciones del analizador electroquirúrgico de alta frecuencia KP2021
El KP2021, desarrollado por KINGPO Technology, es un instrumento de prueba de precisión para unidades electroquirúrgicas (ESU) de alta frecuencia. Sus características clave incluyen:
Amplio rango de medición: Potencia (0-500W, ±3% o ±1W), voltaje (0-400V RMS, ±2% o ±2V), corriente (2mA-5000mA, ±1%), corriente de fuga de alta frecuencia (2mA-5000mA, ±1%), impedancia de carga (0-6400Ω, ±1%).
Cobertura de frecuencia: 50 kHz-200 MHz, compatible con modos continuos, pulsados y de estimulación.
Diversos modos de prueba: Medición de potencia de RF (monopolar/bipolar), prueba de curva de carga de potencia, medición de corriente de fuga y prueba REM/ARM/CQM (monitorización del electrodo de retorno).
Automatización y compatibilidad: Admite pruebas automatizadas, es compatible con marcas como Valleylab, Conmed y Erbe, y se integra con los sistemas LIMS/MES.
Cumple con la norma IEC 60601-2-2, el KP2021 es ideal para I+D, control de calidad de la producción y mantenimiento de equipos hospitalarios.
Descripción general y funciones del analizador de red
El analizador de red vectorial (VNA) mide los parámetros de la red de RF, como los parámetros S (parámetros de dispersión, incluido el coeficiente de reflexión S11 y el coeficiente de transmisión S21). Sus aplicaciones en las pruebas de dispositivos de RF médicos incluyen:
Adaptación de impedancia: Evalúa la eficiencia de la transferencia de energía de RF, reduciendo las pérdidas por reflexión para garantizar una salida estable bajo diferentes impedancias de la piel.
Análisis de respuesta de frecuencia: Mide las respuestas de amplitud y fase en una banda ancha (10 kHz-20 MHz), identificando distorsiones de los parámetros parásitos.
Medición del espectro de impedancia: Cuantifica la resistencia, la reactancia y el ángulo de fase mediante el análisis del diagrama de Smith, lo que garantiza el cumplimiento de la norma GB 9706.202-2021.
Compatibilidad: Los VNA modernos (por ejemplo, Keysight, Anritsu) cubren frecuencias de hasta 70 GHz con una precisión de 0,1 dB, adecuados para I+D y validación de dispositivos médicos de RF.
Estas capacidades hacen que los VNA sean ideales para analizar la cadena de RF de Thermage, complementando los medidores de potencia tradicionales.
Requisitos estándar y desafíos técnicos en las pruebas de alta frecuencia
Descripción general de la norma GB 9706.202-2021
La cláusula 201.5.4 de la norma GB 9706.202-2021 exige que los instrumentos que miden la corriente de alta frecuencia proporcionen una precisión RMS real de al menos el 5% de 10 kHz a cinco veces la frecuencia fundamental del dispositivo. Las resistencias de prueba deben tener una potencia nominal de al menos el 50% del consumo de prueba, con una precisión del componente de resistencia dentro del 3% y un ángulo de fase de impedancia que no exceda los 8,5° en el mismo rango de frecuencia.
Si bien estos requisitos son manejables para las unidades electroquirúrgicas tradicionales de 500 kHz, los dispositivos Thermage que operan por encima de 4 MHz enfrentan desafíos importantes, ya que las características de impedancia de la resistencia impactan directamente en la medición de la potencia y la precisión de la evaluación del rendimiento.
Características clave de las resistencias a altas frecuencias
Efecto piel
El efecto piel hace que la corriente de alta frecuencia se concentre en la superficie de un conductor, reduciendo el área conductora efectiva y aumentando la resistencia real de la resistencia en comparación con los valores de CC o de baja frecuencia. Esto puede provocar errores de cálculo de potencia superiores al 10%.
Efecto proximidad
El efecto proximidad, que se produce junto con el efecto piel en conductores muy juntos, exacerba la distribución desigual de la corriente debido a las interacciones del campo magnético. En los diseños de la sonda de RF y la carga de Thermage, esto aumenta las pérdidas y la inestabilidad térmica.
Parámetros parásitos
A altas frecuencias, las resistencias exhiben inductancia parásita (L) y capacitancia (C) no despreciables, formando una impedancia compleja Z = R + jX (X = XL - XC). La inductancia parásita genera reactancia XL = 2πfL, que aumenta con la frecuencia, mientras que la capacitancia parásita genera reactancia XC = 1/(2πfC), que disminuye con la frecuencia. Esto da como resultado una desviación del ángulo de fase de 0°, que potencialmente excede los 8,5°, violando los estándares y arriesgando una salida inestable o sobrecalentamiento.
Parámetros reactivos
Los parámetros reactivos, impulsados por las reactancias inductivas (XL) y capacitivas (XC), contribuyen a la impedancia Z = R + jX. Si XL y XC están desequilibrados o son excesivos, el ángulo de fase se desvía significativamente, lo que reduce el factor de potencia y la eficiencia de la transferencia de energía.
Limitaciones de las resistencias no inductivas
Las resistencias no inductivas, diseñadas para minimizar la inductancia parásita utilizando estructuras de película delgada, película gruesa o película de carbono, aún enfrentan desafíos por encima de 4 MHz:
Inductancia parásita residual: Incluso una pequeña inductancia produce una reactancia significativa a altas frecuencias.
Capacitancia parásita: La reactancia capacitiva disminuye, causando resonancia y desviándose de la resistencia pura.
Estabilidad de banda ancha: Mantener el ángulo de fase ≤8,5° y la precisión de la resistencia ±3% de 10 kHz-20 MHz es un desafío.
Disipación de alta potencia: Las estructuras de película delgada tienen una menor disipación de calor, lo que limita el manejo de potencia o requiere diseños complejos.
Aplicación integrada de KP2021 y VNA en las pruebas de Thermage
Diseño del flujo de trabajo de prueba
Preparación: Conecte el KP2021 al dispositivo Thermage, estableciendo la impedancia de carga (por ejemplo, 200Ω para simular la piel). Integre el VNA en la cadena de RF, calibrando para eliminar los parásitos del cable.
Pruebas de potencia y fugas: El KP2021 mide la potencia de salida, el voltaje/corriente RMS y la corriente de fuga, lo que garantiza el cumplimiento de las normas GB, y supervisa la funcionalidad REM.
Análisis de impedancia y ángulo de fase: El VNA escanea la banda de frecuencia, mide los parámetros S y calcula el ángulo de fase. Si es >8,5°, ajuste la red de adaptación o la estructura de la resistencia.
Compensación de efectos de alta frecuencia: Las pruebas en modo de pulso del KP2021, combinadas con la reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) del VNA, identifican las distorsiones de la señal, con algoritmos digitales que compensan los errores.
Validación e informes: Integre los datos en sistemas automatizados, generando informes que cumplan con la norma GB 9706.202-2021 con curvas de carga de potencia y espectros de impedancia.
El KP2021 simula impedancias de la piel (50-500Ω) para cuantificar los efectos de la piel/proximidad y corregir las lecturas. Las mediciones S11 del VNA calculan los parámetros parásitos, lo que garantiza un factor de potencia cercano a 1.
Soluciones innovadoras
Optimización del material y la estructura de la resistencia
Diseño de baja inductancia: Utilice resistencias de película delgada, película gruesa o película de carbono, evitando estructuras bobinadas.
Baja capacitancia parásita: Optimice el embalaje y el diseño de los pines para minimizar el área de contacto.
Adaptación de impedancia de banda ancha: Emplee resistencias paralelas de bajo valor para reducir los efectos parásitos y mantener la estabilidad del ángulo de fase.
Instrumentos de alta frecuencia de alta precisión
Medición RMS real: KP2021 y VNA admiten la medición de formas de onda no sinusoidales en el rango de 30 kHz-20 MHz.
Sensores de banda ancha: Seleccione sondas de baja pérdida y alta linealidad con parámetros parásitos controlados.
Calibración y validación
Calibre periódicamente los sistemas utilizando fuentes de alta frecuencia certificadas para garantizar la precisión.
Entorno de prueba y optimización de la conexión
Cables cortos y conexiones coaxiales: Utilice cables coaxiales de alta frecuencia para minimizar las pérdidas y los parásitos.
Blindaje y conexión a tierra: Implemente blindaje electromagnético y una conexión a tierra adecuada para reducir la interferencia.
Redes de adaptación de impedancia: Diseñe redes para maximizar la eficiencia de la transferencia de energía.
Métodos de prueba innovadores
Procesamiento de señales digitales: Aplique transformadas de Fourier para analizar y corregir las distorsiones parásitas.
Aprendizaje automático: Modele y prediga el comportamiento de alta frecuencia, ajustando automáticamente los parámetros de prueba.
Instrumentación virtual: Combine hardware y software para la supervisión en tiempo real y la corrección de datos.
Estudio de caso
En las pruebas de un sistema Thermage de 4 MHz, los resultados iniciales mostraron una desviación de potencia del 5% y un ángulo de fase de 10°. El KP2021 identificó una corriente de fuga excesiva, mientras que el VNA detectó una inductancia parásita de 0,1 μH. Después de reemplazarlo con resistencias de baja inductancia y optimizar la red de adaptación, el ángulo de fase se redujo a 5°, y la precisión de la potencia alcanzó ±2%, cumpliendo con los estándares.
Conclusión
La norma GB 9706.202-2021 destaca las limitaciones de las pruebas tradicionales en entornos de alta frecuencia. El uso integrado de KP2021 y VNA aborda desafíos como el efecto piel y los parámetros parásitos, lo que garantiza que los dispositivos Thermage cumplan con los estándares de seguridad y eficacia. Los avances futuros, que incorporan el aprendizaje automático y la instrumentación virtual, mejorarán aún más las capacidades de prueba para dispositivos médicos de alta frecuencia.
https://www.batterytestingmachine.com/videos-51744861-kp2021-electrosurgical-unit-analyzer.html
Visión más
KINGPO se reunirá con ustedes en la 92a Exposición Internacional de Equipos Médicos de China (Otoño) en 2025
2025-08-28
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Complejo de la Feria de Cantón y Exposición de Tecnología KINGPO
Sobre el complejo de la Feria de Cantón
El Complejo de Ferias de Importación y Exportación de China (también conocido como el Complejo de Ferias de Cantón) se encuentra en la isla de Pazhou en el distrito de Haizhu de Guangzhou.62 millones de metros cuadrados y una superficie de exposición de 620,000 metros cuadrados, de los cuales 504.000 metros cuadrados de espacio interior para exposiciones y 116.000 metros cuadrados de espacio exterior para exposiciones,El Complejo de la Feria de Cantón es el complejo de convenciones y exposiciones más grande del mundo.El complejo comprende los pabellones A, B, C y D, el Canton Fair Hall y las torres A (el Westin Canton Fair Hotel) y B.El complejo de la Feria de Cantón cuenta con una ubicación privilegiada y un transporte conveniente, adyacente a áreas clave de desarrollo urbano como la Ciudad Nueva de Zhujiang, la Zona de Comercio Electrónico de Pazhou, la Ciudad de la Ciencia de Guangzhou y la Ciudad de la Universidad de Guangzhou.El complejo integra perfectamente los principios humanísticos, ecología verde, alta tecnología, y tecnología inteligente, brillando como una perla deslumbrante para el mundo.el complejo de la Feria de Cantón no es solo el lugar de celebración de la Feria de Importación y Exportación de China (Feria de Cantón), conocida como "La Exposición No. 1 de China", pero también sirve como una plataforma premium para exposiciones de marcas y diversos eventos, así como un lugar principal para conferencias internacionales y nacionales de alta gama.Dirección: No. 382, calle media Yuejiang, distrito de Haizhu, Guangzhou
Guía de transporte
Transporte en metro
Puede tomar la línea 8 del metro hasta el Complejo de la Feria de Cantón. La salida A de la estación Xingangdong conduce al Área A del Complejo de la Feria de Cantón. Las salidas A y B de la estación Pazhou conducen al Área B del Complejo de la Feria de Cantón.Salida C de la estación de Pazhou y camina 300 metros al oeste hasta el área C del complejo de la Feria de Cantón.
Estación norte del aeropuerto/estación sur-----estación este de Xingang/estación de Pazhou
Line 1 (North Extension) Airport North Station (Terminal 2)/Airport South Station (Terminal 1) - Tiyuxi Road Station (Transfer to Line 3) - Kecun Station (Transfer to Line 8) - Xingangdong Station (Canton Fair Complex Area A)/Pazhou Station (Canton Fair Complex Areas B and C)
Desde la estación de tren hasta el complejo de la Feria de Cantón
Desde la estación de tren de Guangzhou: tomar la línea 2 del metro (hacia la estación de Guangzhou Sur) hasta la estación de Changgang, traslado a la línea 8 (hacia la estación de Wanshengwei),y salida en la estación de Xingangdong (área A) o en la estación de Pazhou (áreas B o C). Desde la estación de tren de Guangzhou Este: tome la línea 3 del metro (hacia la estación de Panyu Square) hasta la estación de Kecun, traslado a la línea 8 (hacia la estación de Wanshengwei),y salida en la estación de Xingangdong (área A) o en la estación de Pazhou (áreas B o C)Desde la estación sur de Guangzhou: tomar la línea 2 del metro (hacia la estación de Jiahewanggang) hasta la estación de Changgang, traslado a la línea 8 (hacia la estación de Wanshengwei),y bajar en la estación de Xingangdong Road (para el área de la sala de exposiciones A) o en la estación de Pazhou (para las áreas de la sala de exposiciones B y C)Los taxis son una parte esencial del sistema de transporte público de Guangzhou. Son convenientes y rápidos, se detienen simplemente agitando la mano y las tarifas se calculan.Los taxis sólo pueden recoger y dejar a los pasajeros en el carril de taxis en la carretera Zhanchangzhong en el área de la sala de exposiciones A y el punto de recogida en el lado este de la zona de exposiciones C.No se permite la recogida y entrega en otros lugares. Para obtener instrucciones de manejo, simplemente vaya al Complejo de la Feria de Cantón.
La Comisión consideró que la Comisión no había realizado una evaluación de la compatibilidad de la ayuda con el mercado interior.
Exposiciones y servicios de tecnología KINGPO
El KINGPOExposiciones y servicios tecnológicos Como empresa especializada en la investigación, desarrollo y fabricación de dispositivos médicos, Dongguan KINGPO Machinery Technology Co., Ltd.siempre se ha comprometido a proporcionar a los clientes productos y servicios de alta calidadEn esta exposición, mostraremos los últimos productos y tecnologías de dispositivos médicos, incluyendo pero no limitado a:
Desarrollado en el país IEC60601:Analisador de unidad electrocirúrgica, probador de aumento de temperatura del electrodo neutro, probador de impedancia, etc.
Solución YY1712 desarrollada en el país: solución de prueba de robots quirúrgicos
Varios generadores de pulso para desfibriladores
Simulador de señal de EEG
ISO 80369/YY0916 gama completa de soluciones
Soluciones de ensayo IVD (normas de la serie IEC61010.GB42125)
Sistema de análisis de la calidad de la estimulación eléctrica
Soluciones de fiabilidad
Soluciones de fabricación inteligentes: Proporcionar soluciones de producción eficientes e inteligentes para ayudar a los fabricantes de dispositivos médicos a mejorar la eficiencia de producción.
Servicios profesionales: Nuestro equipo de expertos responderá a sus preguntas en el lugar y proporcionará un soporte técnico profesional y servicios de consultoría.
Para asegurarse de que usted puede visitar nuestro stand sin problemas, hemos proporcionado especialmente un portal de registro.podrá disfrutar del privilegio de saltarse la cola en el sitio y aprender más sobre nuestros productos y servicios de manera más eficiente.
Esperamos encontrarnos con usted en CMEF para discutir el futuro de la industria de dispositivos médicos.sigue comprometido con la innovación tecnológica y la excelencia en el servicio, trabajando con ustedes para crear un futuro mejor.19.2G22¡Te esperamos en Guangzhou! ¡Esperamos verte!
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¿Se hace correctamente la prueba de protección de desfibrilación?
2025-08-25
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¿Se realizan correctamente las pruebas de protección contra desfibrilación?
La protección contra desfibrilación, un requisito fundamental de seguridad y rendimiento para muchos dispositivos médicos, es exigida por numerosas normas para las pruebas, incluyendo pruebas de modo común, modo diferencial y reducción de energía. Este requisito en sí mismo es probablemente familiar para muchos, ya que ya existe en versiones anteriores de la serie GB 9706 y otras normas de la industria. Estas normas también proporcionan diagramas de circuitos como referencia, y todos han estado siguiendo esta práctica durante años, aparentemente sin problemas. Sin embargo, un veterano de la industria planteó recientemente preocupaciones sobre problemas con la circuitería del desfibrilador en las normas, particularmente la conexión de la fuente de señal en la norma de ECG. Este individuo meticuloso incluso simuló el circuito.
Si la conexión de la fuente de señal es según la norma, debería ser como se muestra en la Figura 1. Sin embargo, la salida estará cerca de 20V, y el monitor de ECG probablemente se saturará pronto. También es imposible alcanzar los 5mV requeridos por la norma. Si la fuente de señal es de 5mV según la norma, el método de conexión debería ser como se muestra en la figura siguiente.
Claramente, el circuito en GB 9706.227-2021 es problemático. Así que, veamos la versión IEC 60601-2-27:2011 de GB 9706.227-2021. El circuito es el siguiente (aunque este circuito también tiene sus propios problemas).
Pero, ¿por qué GB 9706.227-2021 e IEC 60601-2-27:2011 son diferentes? El problema puede residir en IEC 60601-2-27:2011+C1:2011. Esta revisión requiere que el circuito de prueba de modo común en la versión francesa sea reemplazado de la siguiente manera:
Esto resulta en diferentes circuitos de prueba de desfibrilación de modo común en las versiones en inglés y francés. Los convertidores nacionales pueden haber utilizado la última revisión. De hecho, ambos circuitos tienen algunos problemas. Mirando hacia atrás en la versión IEC 60601-2-27:2005, el circuito es el siguiente:
Todavía hay muchas diferencias entre esta y la versión de 2011, pero es consistente con la anterior GB 9706.25-2005 nacional.
Veamos la norma EEG, que es similar a la norma ECG: Dado que no hay ningún requisito de prueba de modo común en GB 9706.26-2005, miraremos directamente GB9706.226-2021
Esto es similar a la versión revisada de IEC 60601-2-27, pero también tiene algunos problemas, especialmente al cargar la fuente de señal después de la desfibrilación. Veamos la última versión de la norma EEG IEC 80601-2-26:2019. Esto es más claro. R1 (100Ω) y R2 (50Ω) se utilizan durante la desfibrilación. Después de la desfibrilación, cambie a la fuente de señal y use R4 (100Ω) y R2 (50Ω).
Veamos la próxima norma ECG IEC 80601-2-86. Aparentemente, la IEC ha reconocido sus errores anteriores y ha actualizado el circuito de prueba de modo común, que es esencialmente consistente con IEC 80601-2-26:2019. Sin embargo, hay un detalle que vale la pena señalar: el valor de resistencia de R3 es diferente: 470kΩ en un caso y 390kΩ en el otro.
Por lo tanto, es casi seguro que hay algo mal con el circuito de desfibrilación de modo común en la norma actual. ¿Por qué nadie se ha dado cuenta de esto? Sospecho que, si bien la norma incluye diagramas de circuitos para las pruebas de desfibrilación, la mayoría de la gente no tiene el lujo de configurar sus propios circuitos para las pruebas reales. Los dispositivos más comúnmente utilizados en la industria son el alemán Zeus y el estadounidense Compliance West MegaPulse. La circuitería interna de estos dispositivos rara vez se estudia. Además, al probar la desfibrilación de modo común, la amplitud de la señal se ajusta para cumplir con los requisitos de la norma antes de la desfibrilación. Luego, se realiza la desfibrilación y se vuelve a encender la fuente de señal para comparar los cambios de amplitud antes y después de la desfibrilación. Por lo tanto, siempre que se complete la prueba, se presta poca atención a los detalles específicos de la circuitería interna.
Ahora que hemos descubierto este problema, examinemos los detalles de la circuitería interna de estos dos dispositivos. Primero, veamos el diagrama del circuito interno proporcionado por Zeus: Claramente, la resistencia de 100Ω se comparte, R4 cambia entre 50Ω y 400Ω, y la fuente de señal solo usa una resistencia de 470kΩ. Además, debido al diseño del conector del circuito de salida, se requiere cambiar los conectores antes y después de la desfibrilación para cargar la fuente de señal. Por lo tanto, las pruebas de EEG no deberían presentar problemas significativos y probablemente continuarán haciéndolo. Para las pruebas de ECG, existen discrepancias menores en los valores de las resistencias (aunque personalmente creo que esto no es un problema significativo, siempre que la amplitud de la señal se pueda ajustar).
Los últimos diagramas de circuitos Zeus V1 y V2 muestran un cambio en las resistencias a 390kΩ, con la adición de R7 y R8. Aunque los valores no están marcados, es probable que esto tenga como objetivo cumplir con los requisitos de EEG y ECG.
MegaPulse de Compliance West ofrece una variedad de modelos, con el D5-P 2011V2 que cumple claramente con las normas de ECG más recientes y futuras y proporciona un esquema de conexión preciso (incluso sin el R4 separado), pero es menos adecuado para EEG.
Mirando el circuito D5-P, cumple con las normas EEG y ECG anteriores, pero no con ECG.
Finalmente, la última señal D8-PF tiene claramente en cuenta las últimas normas EEG y ECG.
Por lo tanto, si desea seguir estrictamente la prueba de modo común del desfibrilador, es posible que deba verificar el modelo y el manual de su equipo de prueba del desfibrilador para asegurarse de que el circuito interno cumpla con los requisitos correctos de la norma. Aunque, estrictamente hablando, los cambios en las normas tienen poco impacto en los resultados de las pruebas, sigue siendo una preocupación si se encuentra con un profesor demasiado quisquilloso.
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Sistema de ensayo de precisión de posicionamiento del robot quirúrgico - Solución de ensayo profesional conforme con la norma YY/T 1712-2021
2025-08-19
Kingpo Technology Development Limited ha lanzado un sistema de pruebas de precisión profesional y completo para la precisión de posicionamiento y el rendimiento de control, los indicadores de rendimiento centrales de los robots quirúrgicos (RA). Diseñado estrictamente de acuerdo con el estándar nacional de la industria farmacéutica YY/T 1712-2021, el sistema ofrece dos soluciones de prueba principales: pruebas de precisión de posicionamiento guiado por navegación y pruebas de rendimiento de control maestro-esclavo, lo que garantiza que el equipo cumpla con los estrictos requisitos clínicos de seguridad y fiabilidad.
Solución de hardware del sistema
1. Descripción general de la solución de prueba principal1) Solución de prueba de precisión del equipo RA bajo guía de navegaciónObjetivo:Evaluar la precisión de posicionamiento estático y dinámico de un robot quirúrgico guiado por un sistema de navegación óptica.
Indicadores principales:Precisión de la posición y repetibilidad de la posición.
2) Solución de detección de precisión del dispositivo RA de control maestro-esclavoPropósito:Evaluar el rendimiento de seguimiento de movimiento y la latencia entre un manipulador maestro (lado del médico) y un brazo robótico esclavo (lado de la cirugía).Indicador principal:Tiempo de retardo de control maestro-esclavo.
Diagrama esquemático del sistema
2. Explicación detallada del esquema de detección de precisión de posicionamiento con guía de navegación
Esta solución utiliza un interferómetro láser de alta precisión como equipo de medición principal para lograr un seguimiento en tiempo real y preciso de la posición espacial del extremo del brazo robótico.
1) Componentes principales del hardware del sistema:Interferómetro láser:
Nombre
Parámetro
Marca y modelo
CHOTEST GTS3300
Precisión de medición espacial
15μm+6μm/m
Precisión de medición de interferencia
0.5μm/m
Precisión de medición absoluta
10μm (rango completo)
Radio de medición
30 metros
Velocidad dinámica
3 m/s, salida de 1000 puntos/s
Reconocimiento de objetivos
El diámetro de la bola objetivo admite 0.5~1.5 pulgadas
Temperatura del entorno de trabajo
Temperatura 0~40℃ Humedad relativa 35~80%
Nivel de protección
IP54, a prueba de polvo y salpicaduras, adecuado para entornos industriales
Dimensiones
Dimensiones del cabezal de seguimiento: 220×280×495mm, peso: 21.0kg
Objetivo del rastreador láser (SMR):
Nombre
Parámetro
Modelo de bola objetivo
ES0509 AG
Diámetro de la bola
0.5 pulgadas
Precisión del centro
12.7um
Material del espejo retrorreflectante
Aluminio/G Vidrio
Distancia de seguimiento
≥40
Nombre
Parámetro
Modelo de bola objetivo
ES1509 AG
Diámetro de la bola
1.5 pulgadas
Precisión del centro
12.7um
Material del espejo retrorreflectante
Aluminio/G Vidrio
Distancia de seguimiento
≥50
Adaptador de extremo de brazo robótico de posicionamiento, software de control y plataforma de análisis de datos
2) Elementos y métodos de prueba clave (basados en YY/T 1712-2021 5.3):Detección de la precisión de la posición:
(1) Monte de forma segura el objetivo (SMR) en el extremo del brazo robótico de posicionamiento.(2) Controle el brazo robótico para que el punto de medición del dedo de calibración final esté dentro del espacio de trabajo efectivo.(3) Defina y seleccione un cubo con una longitud lateral de 300 mm en el espacio de trabajo como espacio de medición.(4) Utilice el software de control para impulsar el punto de medición del dedo de calibración para que se mueva a lo largo de la trayectoria preestablecida (comenzando desde el punto A, moviéndose a lo largo de B-H y el punto intermedio J en secuencia).(5) El interferómetro láser mide y registra las coordenadas espaciales reales de cada punto en tiempo real.(6) Calcule la desviación entre la distancia real de cada punto de medición al punto de partida A y el valor teórico para evaluar la precisión de la posición espacial.
Detección de la repetibilidad de la posición:
(7) Instale el objetivo e inicie el dispositivo como se indicó anteriormente.(8) Controle el extremo del brazo robótico para que alcance dos puntos cualesquiera en el espacio de trabajo efectivo: el punto M y el punto N.(9) El interferómetro láser mide y registra con precisión las coordenadas de la posición inicial: M0 (Xm0, Ym0, Zm0), N0 (Xn0, Yn0, Zn0).(10) En modo automático, el dispositivo de control devuelve el punto de medición del objetivo láser al punto M y registra la posición M1 (Xm1, Ym1, Zm1).(11) Continúe controlando el dispositivo para mover el punto de medición al punto N y registre la posición N1 (Xn1, Yn1, Zn1).(12) Repita los pasos 4-5 varias veces (normalmente 5 veces) para obtener las secuencias de coordenadas Mi( Xmi , Ymi , Zmi) y Ni(Xni , Yni , Zni) (i =1,2,3,4,5).(13) Calcule la dispersión (desviación estándar o desviación máxima) de las múltiples posiciones de retorno del punto M y el punto N para evaluar la repetibilidad de la posición.
3. Explicación detallada de la solución de prueba de rendimiento de control maestro-esclavoEsta solución se centra en evaluar el rendimiento en tiempo real y la sincronización de las operaciones maestro-esclavo de los robots quirúrgicos.1) Componentes principales del hardware del sistema:Adquisición y analizador de señales maestro-esclavo:Dispositivo generador de movimiento lineal, biela rígida, sensor de desplazamiento de alta precisión (monitorización del desplazamiento de la manija del extremo maestro y el punto de referencia del extremo esclavo).
2) Elementos y métodos de prueba clave (basados en YY/T 1712-2021 5.6):Prueba del tiempo de retardo de control maestro-esclavo:(1) Configuración de la prueba: Conecte la manija maestra al generador de movimiento lineal a través de un enlace rígido. Instale sensores de desplazamiento de alta precisión en los puntos de referencia de la manija maestra y el brazo esclavo.(2) Protocolo de movimiento: Establezca la relación de mapeo maestro-esclavo en 1:1.(3) Requisitos de movimiento del punto de referencia del extremo maestro:Acelere al 80% de la velocidad nominal en 200 ms.Mantenga una velocidad constante durante una distancia.Desacelere hasta detenerse por completo en 200 ms.(4) Adquisición de datos: Utilice un analizador de adquisición de señales maestro-esclavo para registrar sincrónicamente las curvas de desplazamiento-tiempo de los sensores de desplazamiento maestro y esclavo con alta precisión y alta densidad.(5) Cálculo del retardo: Analice la curva de desplazamiento-tiempo y calcule la diferencia de tiempo desde que el maestro comienza a moverse hasta que el esclavo comienza a responder (retardo de movimiento) y desde que el maestro deja de moverse hasta que el esclavo deja de responder (retardo de parada).(6) Repetibilidad: El eje X/Y/Z del dispositivo se prueba tres veces de forma independiente y los resultados finales se promedian.
4. Ventajas y valor principales del productoCumplimiento autorizado:Las pruebas se llevan a cabo en estricta conformidad con los requisitos del estándar YY/T 1712-2021 "Equipos quirúrgicos asistidos y sistemas quirúrgicos asistidos que utilizan tecnología robótica".Medición de alta precisión:El núcleo adopta el interferómetro láser Zhongtu GTS3300 (precisión espacial 15μm+6μm/m) y una esfera objetivo de ultra alta precisión (precisión central 12.7μm) para garantizar resultados de medición fiables.Cobertura de solución profesional:Solución integral para las dos necesidades de prueba de rendimiento centrales más críticas de los robots quirúrgicos: precisión de navegación y posicionamiento (precisión de la posición, repetibilidad) y rendimiento de control maestro-esclavo (tiempo de retardo).Fiabilidad de grado industrial:El equipo clave tiene un nivel de protección IP54, adecuado para entornos de I+D industriales y médicos.Adquisición de datos de alto rendimiento:Las pruebas de retardo maestro-esclavo utilizan un analizador de muestreo síncrono de 24 bits de resolución y 204.8 kHz para capturar con precisión señales de retardo a nivel de milisegundos.Estandarización operativa:Proporcione procedimientos de prueba y métodos de procesamiento de datos claros y estandarizados para garantizar la consistencia y comparabilidad de las pruebas.
Resumen
El sistema de prueba de precisión de posicionamiento de robots quirúrgicos de Kingpo Technology Development Limited es una herramienta profesional ideal para que los fabricantes de dispositivos médicos, las agencias de inspección de calidad y los hospitales realicen la verificación del rendimiento de los robots quirúrgicos, la inspección de fábrica, la inspección de tipo y el control de calidad diario, proporcionando garantías de prueba sólidas para el funcionamiento seguro, preciso y fiable de los robots quirúrgicos.
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IEC 62368-1 Requisitos de ensayo para equipos que contengan amplificadores de audio
2025-08-14
IEC 62368-1 Requisitos de ensayo para equipos que contengan amplificadores de audio
Según la especificación ITU-R 468-4 (Medida de los niveles de ruido de sonido en la radiodifusión de sonido), la respuesta de frecuencia de 1000 Hz es de 0 dB (véase la figura siguiente),que sea adecuado como señal de nivel de referencia y sea conveniente para evaluar la frecuencia
el rendimiento de respuesta de los amplificadores de audio.Si el fabricante declara que el amplificador de audio no está destinado a funcionar en condiciones de 1000 Hz, la frecuencia de la fuente de señal de audio debe sustituirse por la frecuencia de respuesta máxima. The peak response frequency is the signal source frequency when the maximum output power is measured on the rated load impedance (hereinafter referred to as the speaker) within the intended operating range of the audio amplifierEn el funcionamiento real, the inspector can fix the signal source amplitude and then sweep the frequency to check that the signal source frequency corresponding to the maximum effective value voltage appearing on the speaker is the peak response frequency.
Tipo y regulación de la potencia de salida - potencia máxima de salida
La potencia máxima de salida es la potencia máxima que el altavoz puede obtener, y el voltaje correspondiente es el valor máximo de voltaje efectivo.Los amplificadores de audio comunes a menudo usan circuitos OTL u OCL basados en el principio de funcionamiento de los amplificadores de clase ABCuando se introduce una señal de audio de onda senoidal de 1000 Hz en el amplificador de audio y entra en la región de saturación desde la región de amplificación, la amplitud de la señal no puede seguir aumentando,el punto de voltaje máximo está limitado, y la distorsión de la parte superior plana aparece en la cima.
Usando un osciloscopio para probar la forma de onda de salida del altavoz, se puede encontrar que cuando la señal se amplifica al valor efectivo y no se puede aumentar aún más,se produce una distorsión máxima (véase la Figura 2)En este momento, se considera que se ha alcanzado el estado de potencia de salida máxima.el factor de cresta de la forma de onda de salida será menor que el factor de cresta de onda senoidal de 1.414 (como se muestra en la Figura 2, el factor máximo = tensión de pico / tensión de valor efectivo = 8,00/5,82≈1).375¿Qué es esto?1.414)
Figura 2: Condición de entrada de la señal de onda senoidal de 1000 Hz, forma de onda de salida del altavoz a la potencia máxima de salida
Tipo de potencia de salida y ajuste - potencia de salida no recortada,Non-clipped output power refers to the output power at the junction of the saturation zone and the amplification zone when the speaker is operating at maximum output power and without peak distortion (the operating point is biased towards the amplification zone)La forma de onda de salida de audio presenta una onda senoidal completa de 1000 Hz sin distorsiones o recortes de pico, y su voltaje RMS también es menor que el voltaje RMS a la potencia máxima de salida (ver Figura 3).
La figura 3 muestra la forma de onda de salida del altavoz que entra en el estado de potencia de salida sin recorte después de reducir el factor de amplificación (las figuras 2 y 3 muestran la misma red de amplificadores de audio)
Debido a que los amplificadores de audio operan en la interfaz entre las regiones de amplificación y saturación y son inestables,se puede generar un temblor de amplitud de señal (los picos superior e inferior pueden no ser iguales)El factor máximo puede calcularse utilizandoEl 50%En la Figura, el voltaje máximo es el voltaje máximo de la tensión de pico a pico.3, el voltaje máximo es0.5 × 13,10 V = 6,550 V, y el voltaje RMS es4.632VEl factor de la cresta=tensión máxima/Voltagem RMS= 6.550 / 4.632- ¿ Qué?1.414.Tipo de potencia de salida y regulación - Métodos de regulación de potencia.La relación de ganancia se ajusta típicamente utilizando una escala de volumen detallada (por ejemplo,Sin embargo, el ajuste de la relación de ganancia mediante el ajuste de la amplitud de la fuente de señal es mucho menos eficaz.Reducción de la amplitud de la fuente de señal, incluso con la alta ganancia del amplificador, todavía reducirá significativamente la potencia de salida del altavoz (véase la Figura 4).
Figura 4: Forma de onda de salida cuando el altavoz entra en un estado de potencia de salida sin corte después de reducir la amplitud de la fuente de señal.
(Las figuras 2 y 4 muestran la misma red de amplificadores de audio)
Figura3, el ajuste del volumen devuelve el altavoz de la potencia de salida máxima a un estado de no recorte, con un voltaje RMS de4.632VEn la Figura4, ajustando la amplitud de la fuente de señal, el altavoz se ajusta desde el estado de potencia de salida máxima al estado de potencia de salida no recortada, y el valor de voltaje efectivo es4.066VSegún la fórmula de cálculo de la potencia
Potencia de salida = cuadrado del voltaje RMS / impedancia del altavoz
La potencia de salida no recortada de la figura 3 excede la de la figura 4 en aproximadamente un 30%, por lo que la figura 4 no es el verdadero estado de potencia de salida no recortada.
It can be seen that the correct way to call back from the maximum output power state to the non-clipping output power state is to fix the signal source amplitude and adjust the amplification factor of the audio amplifier, es decir, para ajustar el volumen del amplificador de audio sin cambiar la amplitud de la fuente de señal.
Tipo de potencia de salida y ajuste - 1/8 de potencia de salida sin corte
Las condiciones normales de funcionamiento de los amplificadores de audio están diseñadas para simular las condiciones óptimas de funcionamiento de los altavoces del mundo real.el factor máximo de la mayoría de los sonidos está dentro de los 4 (véase la Figura 5).
Figura 5: Una forma de onda de sonido del mundo real con un factor de cresta de 4
Tomando la forma de onda de sonido en la Figura 5 como ejemplo, el factor de cresta = voltaje máximo / voltaje RMS = 3.490 / 0.8718 = 4.un amplificador de audio debe garantizar que su pico máximo esté libre de recortesSi se utiliza una fuente de señal de onda senoidal de 1000 Hz como referencia, para garantizar que la forma de onda no se distorsione y que la tensión máxima de 3.490 V no esté limitada por la corriente, la tensión de señal RMS debe ser de 3.490 V / 1.414 = 2.468V. Sin embargo, el voltaje RMS del sonido objetivo es de solo 0.8718V. Por lo tanto, la relación de reducción del sonido objetivo al voltaje RMS de la fuente de señal de onda senoidal de 1000Hz es de 0.8718 / 2.468 = 0.3532De acuerdo con la fórmula de cálculo de la potencia, la relación de reducción de voltaje RMS es 0.3532, lo que significa que la relación de reducción de potencia de salida es 0,3532 al cuadrado, que es aproximadamente igual a 0,125=1/8.
Por lo tanto, ajustando la potencia de salida del altavoz a 1/8 de la potencia de salida no recortada correspondiente a la fuente de señal de onda senoidal de 1000 Hz,el sonido objetivo sin distorsión y un factor de cresta de 4 puede ser emitidoEn otras palabras, 1/8 of the non-clipped output power corresponding to the 1000Hz sine wave signal source is the optimal working state for the audio amplifier to output the target sound with a crest factor of 4 without loss.
El estado de funcionamiento del amplificador de audio se basa en el altavoz que proporciona 1/8 de potencia de salida sin recorte.ajustar el volumen de modo que el valor de voltaje efectivo cae a aproximadamente 35Debido a que el ruido rosa es más similar al sonido real, después de usar una señal de onda senoidal de 1000Hz para obtener potencia de salida sin recorte,el ruido rosa puede ser utilizado como fuente de señalCuando se utilice ruido rosa como fuente de señal, es necesario instalar un filtro de paso de banda como se muestra en la figura siguiente para limitar el ancho de banda del ruido.
Condiciones normales y anormales de trabajo - condiciones normales de trabajo
Los diferentes tipos de equipos de amplificadores de audio deben tener en cuenta todas las condiciones siguientes al establecer condiciones normales de funcionamiento:
- la salida del amplificador de audio está conectada a la impedancia de carga nominal más desfavorable, o al altavoz real (si se proporciona);
¢Todos los canales del amplificador de audio funcionan simultáneamente;
- En el caso de un órgano o instrumento similar con un generador de tono, en lugar de utilizar una señal de onda senoidal de 1000 Hz, presione las dos teclas del pedal de bajo (si las hay) y las diez teclas manuales en cualquier combinación.Activar todas las paradas y botones que aumentan la potencia de salida, y ajustar el instrumento a 1/8 de la potencia máxima de salida;
- Si la función prevista del amplificador de audio está determinada por la diferencia de fase entre los dos canales, la diferencia de fase entre las señales aplicadas a los dos canales es de 90°;
En el caso de los amplificadores de audio multicanal, si algunos canales no pueden funcionar de forma independiente,conectar la impedancia de carga nominal y ajustar la potencia de salida a 1/8 de la potencia de salida no recortada diseñada del amplificador.
Si no es posible el funcionamiento continuo, el amplificador de audio funcionará al nivel de potencia de salida máximo que permita el funcionamiento continuo.
Condiciones de trabajo normales y anormales - Condiciones de trabajo anormales
La condición de funcionamiento anormal del amplificador de audio es la de simular la situación más desfavorable que pueda ocurrir en condiciones normales de trabajo.El altavoz se puede hacer para trabajar en el punto más desfavorable entre cero y la potencia de salida máxima mediante el ajuste del volumen, o poniendo el altavoz en cortocircuito, etc.
Condiciones de trabajo normales y anormales - colocación del ensayo de aumento de temperatura
Cuando se realice un ensayo de aumento de temperatura de un amplificador de audio, colocarlo en la posición especificada por el fabricante.colocar el dispositivo en una caja de ensayo de madera con el frente abierto, a 5 cm del borde delantero de la caja, con 1 cm de espacio libre a lo largo de los laterales o la parte superior, y a 5 cm de la parte posterior del dispositivo hasta la caja de ensayo.La colocación general es similar a la simulación de un gabinete de televisión en casa.
Condiciones de trabajo normales y anormales - filtro de ruido y restauración de ondas fundamentales El ruido de algunos circuitos de amplificadores digitales se transmitirá al altavoz junto con la señal de audio,causando ruido desordenado cuando el osciloscopio detecta la forma de onda de salida del altavozSe recomienda utilizar el circuito de filtración de señal simple que se muestra en la figura siguiente (el método de uso es: los puntos A y C están conectados al extremo de salida del altavoz,el punto B está conectado a la base de referencia del amplificador de audio/a la base del bucle;, y los puntos D y E están conectados al extremo de detección del osciloscopio).Esto puede filtrar la mayor parte del ruido y restaurar la onda fundamental sinusoidal de 1000Hz en gran medida (1000F en la figura es un error de mecanografía, debería ser de 1000 pF).
Algunos amplificadores de audio tienen un rendimiento superior y pueden resolver el problema de la distorsión de pico, de modo que la señal no se distorsionará o recortará cuando se ajuste al estado de potencia de salida máxima.En este momento, la potencia de salida sin recorte es equivalente a la potencia de salida máxima.la potencia máxima de salida puede considerarse como la potencia de salida sin recorte.
Clasificación de las fuentes de energía eléctrica y protección de la seguridad
Los amplificadores de audio pueden amplificar y emitir señales de audio de alto voltaje, por lo que la fuente de energía de la señal de audio debe clasificarse y protegerse.Asegúrese de ajustar el controlador de tono a una posición equilibradaLuego, retire el altavoz y pruebe el voltaje de circuito abierto.La clasificación de la fuente de energía de la señal de audio y la protección de seguridad se muestran en el cuadro siguiente..
Clasificación de las fuentes de energía eléctrica y protección de la seguridad de las señales de audio
Nivel de la fuente de energía
Voltado RMS de la señal de audio (V)
Ejemplo de protección de la seguridad entre la fuente de energía y el personal general
Ejemplo de vigilancia de seguridad entre la fuente de energía y el personal instruido
Sección 1
No más71
No se requiere protección de seguridad
No se requiere protección de seguridad
ES2
> 71 yNo más120
El aislamiento terminal (partes accesibles no conductoras):
Indica el símbolo del código ISO 7000 0434ao el símbolo del código 0434b
No se requiere protección de seguridad
Los terminales no están aislados (los terminales son conductores o los cables están expuestos):
Marcado con precauciones de seguridad indicativas, como "el contacto con terminales o cables no aislados puede causar molestias"
Sección 3
> 120
Utilice conectores que cumplan la norma IEC 61984 y estén marcados con los símbolos de codificación 6042 de la norma IEC 60417.
Generador de ruido rosa
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