CN103533905B - 高频外科手术装置以及具有限压器的高频外科手术系统 - Google Patents

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Abstract

一种高频外科手术装置(2)，其产生高频电压用于切割和／或汽化位于冲洗液体(18)特别是导电冲洗液体中的生物组织(16)，该装置包括两个输出触点(11)，在该输出触点处可连接电外科手术器械(3)并且在操作期间在输出触点之间提供HF电压；并联谐振电路(12)，其电连接输出触点(11)并且在操作期间在该并联谐振电路中产生该HF电压，并且其中该HF电压配置为在电外科手术器械(3)处、冲洗液体(18)中激起电弧(17)。为了提供在冲洗液体内应用的电外科手术装置，其中冲洗液体较少被加热并且其中电外科手术装置提供更好的初始切割特性，依照本发明在并联谐振电路和输出触点之间设置限压器。

Description

高频外科手术装置以及具有限压器的高频外科手术系统
本发明涉及一种HF外科手术装置，该装置产生用于切割和／或汽化位于冲洗液体特别是导电冲洗液体中的生物组织的HF电压。该HF外科手术装置包括：两个输出触点，在所述两个输出触点处可连接电外科手术器械并且在操作期间在所述两个输出触点之间提供HF电压；以及并联谐振电路，其与所述输出触点电连接并且在操作期间产生HF电压。所提供的HF电压被配置为在电外科手术器械处激发电弧，其中该电外科手术器械被放置在冲洗液体中。
此外，本发明还涉及一种HF外科手术系统，该系统用于切割和／或汽化位于冲洗液体特别是导电冲洗液体中的生物组织。该系统包括：用于产生HF电压的HF外科手术装置，其中该HF外科手术装置包括两个输出触点和与所述输出触点的电连接的并联谐振电路；以及电外科手术器械。该器械包括与所述输出触点中的一个电连接的有源电极，并且其中，在操作期间在该有源电极处提供HF电压以在冲洗液体中激发电弧。
现有技术中已知这种类型的HF外科手术装置和HF外科手术系统。它们例如被应用在泌尿科或妇产科中。因此，例如，治疗良性前列腺肥大的TURiS(在盐水中通过输尿管切除)-等离子-汽化。因此，在如前列腺切除镜(resktoskope)的适当器械的切割电极处激起电弧，因此切割电极被设置在例如盐溶液(NaCl)的导电冲洗液体中。
激发电弧或等离子对在冲洗液体、特别是导电冲洗液体中的HF外科手术装置有特别的要求，HF外科手术装置也指HF外科手术发生器或用于HF外科手术应用的HF发生器。为了激发电弧，必须在切割电极周围产生蒸汽层。为了产生蒸汽层，需要高能量和高电流。另一方面，应当阻止过多的能量输出，因为这会强烈地加热冲洗液体。强烈地加热冲洗液体在另一方面会产生非故意热组织损伤的风险。
因此为了立即激发电弧，现有技术的HF外科手术装置仅向切割电极输出非常短时间的非常高的能量。随后，现有技术的HF外科手术装置几乎不输出能量以防止过度加热冲洗液体。在激发电弧之后，由于在电弧发射期间的电压／电阻的比率，能量被减小到可接受的水平。因此，需要快速激发电弧。
因此本发明的目的在于提供一种HF外科手术装置及系统，其用于在冲洗液体内的应用，其中尽可能少地加热冲洗液体并且提供改进的初始切割特性。
该技术问题通过独立权利要求的主题解决。
该解决方案包括确定以下技术问题：对于具有并联谐振电路的所述的HF外科手术装置和HF外科手术系统，在以高电流和低电压为特征的激发阶段期间，大量的能量存储在谐振输出电路中。在这种情况下输出电路为并联谐振电路。一旦在器械的有源电极处已经形成蒸汽层，则电阻快速地增大。通过增大的电阻，电压增大，促使电弧释放。然而，通过输出电路中存储的能量，电压波峰短暂地发生，其中电压波峰大于稳定释放电弧所需的值。
由于电压波峰，在电弧释放期间释放了超出所需的能量，造成在有源电极周围的蒸汽层过大，使得蒸汽层以气泡的形式差不多完全与电极分开。蒸汽层与电极分开转而具有使电弧和电弧释放崩溃的结果。在电弧崩溃之后，需要新的激发周期以便重新激发电弧。连续的电弧崩溃和重新激发降低了器械的初始切割特性。初始切割特性的质量主要由从电极接触要被切割的组织直到形成稳定的实现期望的组织分离效果从而用于切割的电弧释放的时间间隔决定。
具有直到总体上执行了切割为止的长时间间隔的较差的初始切割特性会导致外科手术时间的延长。此外，重新激发电弧会导致对冲洗液体的加热的增加。
图1基于随时间变化的电压图表示出了这个问题。最初，HF输出电压U1很小。由于通过上文所述的形成的蒸汽层导致电阻增大，电压由于存储在输出电路中的能量而大幅升高到非常高的值U3。由于产生的过大的能量输入，蒸汽层与电极分离，使得电弧崩溃并且电压跌至初始水平U1。该过程反复，直到达到具有适当的HF电压U2的稳定的电弧释放。
根据本发明的HF外科手术装置通过在并联谐振电路和输出触点之间设置限压器而解决了上述问题。
根据本发明的HF外科手术装置解决上述问题，其中系统包括放置在并联谐振电路和有源电极之间的限压器。
根据本发明的解决方案具有以下优点：限压器将施加至器械或电极的HF电压限制为到为了激发电弧而配置的预定水平或以其它方式调换该HF电压。该水平高到足够提供电弧的激发并且低到足够将电极周围的水蒸气层保持得小以使得提供良好的初始切割性能。
由于限压器被设置在并联谐振电路之后，存储中该并联谐振电路中的能量也被限制。没有本发明，存储的能量会导致高电压波峰。
这是超过例如DE102008055820的现有技术中的另选解决方案的优点，DE102008055820省略了并联谐振电路。这里提供的解决方案还包括以下发现，即，因为存储在并联谐振电路中的能量的量不能够随后通过控制变量而加以影响，这种类型的电压波峰不会通过现有技术中的调节HF外科手术装置的输出电压而被阻止。
本发明能够通过随后描述的有益的实施方式改善。实施方式的特征可随机地彼此结合。
从而，该HF外科手术装置能够包括在输出触点处调节HF电压的调节器，其中该调节器使用由限压器限制的HF电压作为调节参数。这具有以下优点：调节器使用被平滑为不具有电压波峰的HF电压进行操作，因而在限压器之后测量该HF电压。在上文所述的现有技术的HF发生器中，不可能通过调节输出电压来避免电压波峰。之前存储在并联谐振电路中的能量的量之后不能通过可用的调节变量来影响。相反，调节器使得问题更糟，这是因为由于分离的蒸汽层导致电压崩溃并且调节器额外地调节电压下降。因此，在激发另一电弧激之前，要花费特别长的时间。
在另一有益实施方式中，限压器能够就HF电压限制到最大400到460Vp(Vp：电压波峰)，特别是450Vp。实验已经证明，该HF电压高到足以激发电弧并且在另一方面低到足够使得水蒸气层不与电极分离。
为了快速地防止冲洗液体被加热并且为了将输出的热容量保持得低，该限压器能够将电压限制在少于10ms的时间间隔内。
为了使HF外科手术装置还可以用于需要电压波峰或较高电压的应用，该HF手术外科装置可以包括开关，可以通过该开关选择性地接通限压器。
在本发明有益的实施方式中，限压器可以是TVS二极管或变阻器。这具有容易且经济地获得元件的优点。
本发明还涉及切割和／或汽化在冷却液体特别是导电冷却液体中的生物组织的方法。该方法包括以下步骤：在HF外科手术装置的并联谐振电路中产生HF电压；去除该HF电压的超过预定波峰电压并且持续最大超过10ms的电压波峰；在电外科手术器械的有源电极与冲洗液体中的组织之间施加该HF电压；通过将在有源电极与组织之间激发的电弧来切割和／或汽化该组织。
下面参考附图中示出的优选实施方式描述本发明。所述特征可以以随机的方式结合。
图1示出了现有技术的HF外科手术装置的HF输出电压的图；
图2示出了根据本发明的HF外科手术装置以及根据本发明的HF外科手术系统的实施方式的示意图；
图3示出了图2和图4的HF外科手术装置的HF输出电压的图；
图4示出了根据本发明的HF外科手术装置和HF外科手术系统的另一实施方式的示意图；以及
图5示出了配置成前列腺切除镜的电外科手术器械。
首先，参考图2中的实施方式来描述本发明。
图2示出了包括HF外科手术装置2和电外科手术器械3的HF外科手术系统1。
仅示意性示出的HF外科手术装置2包括电源5、电网触点6、开关7、电容器8、变压器9、限压器10、电压测量装置19、调节器20以及输出触点11。
电源5可在输入侧通过电网触点6连接到电网(未示出)。在输出侧，电源5与并联谐振电路12连接。并联谐振电路12由电容器8和与电容器8并联设置的变压器9的初级侧13的电容率(inductivity)形成。开关7设置在并联谐振电路12与电源5之间的电路中。变压器9的次级侧24与输出触点11连接。
在变压器9和输出触点11之间并联设置了限压器10。因此，限压器10在根据本发明的HF外科手术装置2中设置在并联谐振电路12与输出触点11之间。在根据本发明的HF外科手术系统1中，限压器10设置在并联谐振电路12与有源电极14之间。
电压测量装置19也并联设置在变压器9与输出触点11之间，但在限压器10之后。调节器20与电压测量装置19及电源5信号连接。与HF外科手术装置2的输出触点11连接的电外科手术器械2包括有源电极14和返回传导(retum conduction)电极15。
在操作期间，HF外科手术装置在输出触点11处产生HF电压，其中该HF电压传导到所连接的器械3。因此，电外科手术器械3和要被处理的生物组织16被放置在例如盐溶液的导电液体18中。HF外科手术装置2产生HF电压，使得在有源电极14与要处理的生理组织16之间激发电弧17。电流通过返回传导电极15返回到HF外科手术装置2。
为了产生适当的HF电压，首先在HF外科手术装置2中的电源5中将施加到电网触点16的电网电压转换成直流电压。施加到电源5的输出的DC电压被以脉冲方式馈入并联谐振电路12。因此，开关7打开和闭合以产生DC电压脉冲。开关7由HF外科手术装置2的控制单元(未示出)以固定或变化的频率控制。这在并联谐振电路12中产生了具有期望的频率的HF电压，在300kHz到2MHz之间。当然还可以提供多个开关7，这些开关以不同的开关频率将DC电压馈入并联谐振电路12以便产生例如调制的HF电压。
为了在器械3处产生电弧17，在操作期间在并联谐振电路12中产生的HF电压通过变压器9被提取并传导到输出触点11。
在电弧17的激发阶段中，大量的能量存储在并联谐振器12中。一旦在器械3的有源电极14处形成了蒸汽层(未示出)，则电阻在短时间增大。HF电压由于增大的电阻而增大，激发电弧17。为了防止如图3所示的可以消极地影响电弧17的稳定性并且可由于并联谐振电路12中存储的能量而能够在短时间内发生的电压波峰U3，在根据本发明的HF外科手术装置2中提供限压器10。限压器10限制HF电压向上并且以例如转换为热能的其它方式转换高于预定水平U2的电压。因此，如图3所示，HF电压的波峰被稳定地限制为被配置成用于稳定的电弧17的值U2。
因此，在图2的示例性实施方式中配置了限压器10，使得该限压器10将高于450Vp的HF电压限制在少于10ms的时间内。
为了在输出触点11处调节HF电压，HF外科手术装置2包括与电压测量装置19结合的调节器20。电压测量装置19测量由限压器限制的HF电压并且就代表信号传导到调节器20。调节器20对来自电压测量装置19的信号和预定的目标值进行比较并控制电源5。
根据本发明的用于切割和／或汽化液体、特别是导电液体18中的生物组织16的方法包括以下步骤：首先，在HF外科手术装置2的并联谐振电路12中产生HF电压。随后，去除超过预定波峰电压并且持续最多超过10ms的电压波峰。然后，在HF外科手术装置2的输出触点11处提供被去除了电压波峰的HF电压。HF电压从该输出触点11提供给电外科手术器械3。最后，组织16被在器械3和组织16之间燃起的电弧17切割和／或汽化。
随后，在图4中示出了根据本发明的系统1的另一实施方式。出于简化的原因，只描述了不同于图2中实施方式的地方。相同的元件具有相同的附图标记。
在图4的实施方式中，开关7被配置成能够被控制单元快速开关的晶体管。此外，限压器10包括TVS二极管21。TVS二极管具有以下优点：它作为标准元件可以以非常简单和划算的方式获得并且它可以非常快速地限制电压，这意味着快于10ms。另选地，限压器10还可以包括例如变阻器。此外，图4中的HF外科手术装置2包括开关22，可以通过该开关22可变地切换限压器10。
图5详细地示出了被配置为电外科手术器械3的示范性前列腺切除镜。在前列腺切除镜中，光学元件25在外科医生进行光学观察期间便于组织提取。为了分离(切割)要提取的组织，使用了电外科手术器械3的有源电极14。有源电极14被布置在导电体26的远端并且能够通过该导电体连接到电外科手术装置的输出触点11。
光学元件25通过轴管(shaft tube)27包裹，轴管27的内部用作冲洗液体的供给通道31并且包括用于通过为此目的的相应软管连接冲洗液体源的连接件28。轴管27由外管29包裹。在轴管27和外管29之间，存在具有环形横截面的腔，该腔因此还被设计成环形通道并且用作用于提取冲洗液体的返回通道。该环形通道还包括连接件30，该连接件30能够通过软管连接排出泵。该排出泵可以是冲洗液体源的元件。

Claims (13)

1.一种高频外科手术装置(2)，其产生用于切割和/或汽化位于冲洗液体(18)中的生物组织(16)的高频电压，该高频外科手术装置(2)包括：两个输出触点(11)，所述输出触点处能够连接电外科手术器械(3)，并且在操作期间在所述输出触点之间提供所述高频电压；并联谐振电路(12)，其与所述输出触点(11)电连接，并且在操作期间在所述并联谐振电路中产生所述高频电压，并且其中，所述高频电压被配置为在所述冲洗液体(18)内在所述电外科手术器械(3)处激发电弧(17)，其中，在所述并联谐振电路(12)与所述输出触点(11)之间设置限压器(10)，其中，所述限压器(10)与所述两个输出触点(11)并联设置，其中，电压测量装置与所述限压器和所述两个输出触点并联设置，所述电压测量装置不同于所述限压器。
2.根据权利要求1所述的高频外科手术装置，其中，所述冲洗液体(18)是导电冲洗液体。
3.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，该高频外科手术装置包括用于调节所述输出触点(11)处的所述高频电压的调节器(20)，其中，所述调节器使用经过所述限压器限制的所述高频电压作为控制变量。
4.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，所述限压器(10)将所述高频电压限制为最大400到460Vp。
5.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，所述限压器(10)将所述高频电压限制为最大450Vp。
6.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，所述限压器(10)将所述高频电压限制在少于10ms的时间内。
7.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，该高频外科手术装置包括开关(22)，所述限压器(10)能够通过所述开关选择性地开关。
8.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，所述限压器是TVS二极管(21)。
9.根据权利要求1或2所述的高频外科手术装置，其中，所述限压器(10)为变阻器。
10.一种高频外科手术系统(1)，其用于切割和/或汽化位于冲洗液体(18)中的生物组织(16)，该高频外科手术系统包括：用于产生高频电压的高频外科手术装置(2)，所述高频外科手术装置包括两个输出触点(11)以及与所述输出触点(11)电连接的并联谐振器(12)；以及电外科手术器械(3)，其中，所述电外科手术器械包括有源电极(14)，所述有源电极(14)与所述输出触点(11)中的一个电连接，并且在操作期间在所述冲洗液体(18)中在所述有源电极(14)处提供用于激发电弧(17)的所述高频电压，其中，所述系统(1)包括被设置在所述并联谐振电路(12)与所述有源电极(14)之间的限压器(10)，其中，所述限压器(10)与所述两个输出触点(11)并联设置，其中，电压测量装置与所述限压器和所述两个输出触点并联设置，所述电压测量装置不同于所述限压器。
11.根据权利要求10所述的高频外科手术系统，其中，所述冲洗液体(18)是导电冲洗液体。
12.根据权利要求10或11所述的高频外科手术系统，其中，所述限压器(10)是TVS二极管(21)或变阻器。
13.根据权利要求10或11所述的高频外科手术系统，其中，所述电外科手术器械(3)包括至少一个冲洗液体通道(31)，所述冲洗液体通道用于将冲洗液体移动到所述有源电极(14)近侧，其中，所述冲洗液体通道(31)在所述高频外科手术系统(1)的操作期间与冲洗液体源连接。
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