CN111265294B - 等离子体治疗仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改进的处置的等离子体治疗仪器。等离子体传感器监测表征在治疗阶段期间的等离子体状况和/或其改变的参数，以便以这样的方式识别等离子体的预示的或者已经发生的中断，并且以避免这样的中断，在理想情况下，通过已经提前改变电压形式来避免这样的中断。所提到的机制也可以在脉冲分组期间被控制仪器（22）使用。每个脉冲包的长度在电压形式的每次改变时根据其特性进行适配，以保证恒定的平均功率。

Description

等离子体治疗仪器
技术领域
本发明涉及具有改进的处置的等离子体治疗仪器，特别是氩等离子体治疗仪器。等离子体治疗可以是对组织的凝结、灭活、汽化或者分离。也可能是例如具有消毒或者伤口治疗的目的的冷等离子体治疗。
背景技术
从DE 696320 80T2中已知一种内窥镜氩等离子体内窥镜凝结器，其包括柔性软管，在所述柔性软管的管腔中布置有电极。电极经由导体与射频发生器大致地连接，其中射频发生器将射频电压施加到电极。将柔性探针插入到内窥镜的管腔中，所述管腔包括在其远端处的形成监测镜片的一部分的透镜。透镜的视场被定向，使得治疗的位置并且因此源自电极的火花或者等离子体射流在操作者的视场内。
WO 98/25530A1的凝结仪器是被类似地配置的。
EP 2 231 046 B1涉及要被插入到柔性内窥镜的工作通道中的这种等离子体施加器的电压源。在本文档中，火花的点火的短的持续时间被认为是关键的时刻，在此期间可能有不想要的高量的电流流动。为了进行补救，在电极前连接电阻器元件。
从DE 50 105 427 A1中已知一种发生器，其中，可以通过修改电压形式，特别是通过修改脉冲/间歇比的调制来调整所提供的功率。峰值电压并且因此电弧或者火花的强度被保持恒定。
从EP 1 307 154 B1中已知一种具有可调整的有效功率输出限制的发生器，其中使所调制的射频电压的脉冲/间歇比变化以用于功率调制。
基本上，等离子体治疗的治疗人员想要在启动时可靠地并且立即创建火花或者等离子体。然而，应当避免或者最小化等离子体点火和/或经由等离子体传输的电流的不想要的效果。这种不想要的效果是例如：使治疗人员目眩；创建过于强烈的噪音；对组织的过于强烈、过于快速或者过于长久的热损伤；刺穿组织；过于强烈的电磁干扰或者它们的组合。
发明内容
从其中得出的目的是提供一种具有改进的处置的等离子体治疗仪器。
利用根据本发明实施例的用于等离子体治疗的仪器和/或根据本发明实施例的方法来解决所述目的：
发生器是创新仪器的一部分，其中，发生器被配置为以不同的调整来创建射频交流电压(射频电压)。在这些不同的调整中，射频电压具有不同的电压特性和/或发生器具有不同的电特性。发生器的不同电特性或者其调整可以是例如内部电阻、峰值电压、射频电压的调制类型、射频电压的调制频率或者射频电压的最大电流等。发生器的不同调整或者不同的电压特性导致不同的点火能力和/或不同的等离子体维持能力。
发生器可以在脉冲开始处以一种点火操作模式操作，并且随后在脉冲期间以适配于想要的效果的操作模式来操作。例如，在脉冲开始处，发生器可以以非调制操作(CW)来操作，并且随后在脉冲期间以另一种操作模式操作，例如以调制(脉冲)模式来操作。可以根据想要的效果来配置所述操作模式。例如，可以是想要实现用于粘膜消融的大面积扁平凝结的。
然而，也可能的是确定在点火期间在脉冲开始处的操作模式，以及在创建等离子体之后的随后的工作模式，以用于实现遵循不同准则的效果。例如，在这两个阶段中，可以根据不同的准则(例如，最小副效果或者其他准则)来设置点火能力和等离子体维持。
由此，点火能力意味着指示在实际状况下是否可以执行等离子体点火，并且如果可以，则直到点火不发生为止可以将电极距离(或者电极组织距离)增加到什么程度的任何量度。实际状况意味着影响点火处理的所有物理参数，例如，如电极的尺寸和电极的形状、电极距离、气体成分、组织的湿度、组织的类型、组织的温度、气体的温度和(一个或多个)电极的温度等。
等离子体维持能力意味着指示在实际状况下是否可以维持等离子体，并且如果可以，则直到等离子体熄灭为止可以将电极距离(或者电极组织距离)增加到什么程度的任何量度。
关于等离子体维持的实际状况意味着影响等离子体维持的所有物理参数，例如，如电极的尺寸和电极的形状、电极距离、气体成分、组织的湿度、组织的类型、组织的温度、气体的温度和(一个或多个)电极的温度等。
要被供应有治疗电流的器械或者具有至少一个电极的探针被连接到或者可连接到发生器。经由电极馈送等离子体，所述等离子体用于或者适用于影响生物组织。
等离子体传感器被连接到发生器和/或器械，借助于所述等离子体传感器，等离子体的行为是可检测的。用于影响发生器的调整的控制仪器被连接到等离子体传感器和发生器。由此，基于由控制仪器所确定的经确定的点火能力和/或等离子体维持能力来执行对调整的影响。由此，控制仪器被以如下方式配置：其基于由等离子体传感器检测到的等离子体的行为来为发生器设置适合的调整。如果控制仪器已经确定了可靠的点火和/或可靠的等离子体维持，则它由此选择具有更低点火能力和/或更低等离子体维持的调整作为试验。如果通过这样做并且在所连接的器械的实际操作状况下，可以可靠地使火花点火和/或可以维持等离子体，则控制仪器不改变回发生器的前一个调整。优选地，如果在试验调整期间不再能够可靠地点火等离子体和/或等离子体不被可靠地维持，则可以附加地将发生器提供为切换回到具有改进的点火能力或者等离子体维持能力的调整，例如，改变回到发生器的前一个调整。
发生器被配置为以其不同的调整来创建具有不同电压形式的射频电压。通过这样做，发生器可以配置为其可以在两个或更多个电压形式之间切换，或者也可以以无级的方式来变化电压形式。电压形式可以意味着影响射频电压的点火能力和/或等离子体维持能力的射频电压的任何特征。特别地，电压形式可以指代如下参数中的至少一个：频率、峰值电压、平均值、均方根值、曲线的形状、利用其调制射频电压的包络、包络的幅度、它们的形状和/或频率、脉冲/间歇比(在射频电压被开启/关闭的情况下)或者类似的参数。可以以一种或者多种方式来脉冲调制射频电压，其中不同的电压形式可以通过脉冲的长度和/或脉冲之间的间歇的长度来进行区分。在不同的电压形式之中，可以有一种电压形式，其中发生器是非脉冲调制的，即发生器在间歇持续时间为零的情况下操作。脉冲调制的波形典型地包括具有一个或多个射频振荡的脉冲，所述射频振荡在脉冲末端处以阻尼方式衰减。通过电压形式来影响点火能力和/或等离子体维持能力的这些和其他可能性也可以被组合。
基本上，在不同的调整中由发生器提供的不同电压形式可以通过不同的特征来区分，例如通过峰值电压、平均值、均方根值、常数分量、波形、包络、包络的幅度、它们的形状、随时间的进程、频率或者其他电参数和/或时间参数、在射频电压开启/关闭的情况下的脉冲/间歇比和/或它们的组合来区分。
在优选的实施例中，射频电压被脉冲调制，并且主要或者排他地通过脉冲的持续时间和/或脉冲之间的间歇的持续时间来区分不同的电压形式。通过这样做，脉冲频率可以是恒定的或者可变的。类似地，脉冲/间歇比(占空比)可以是恒定的或者可变的，并且也可以例如包括100：0的脉冲/间歇比(“连续波”)。
发生器的不同调整典型地导致利用其可以在组织处实现类似或者不同的想要的生理效果的治疗电流。同时，它们还导致不同的副效果，例如，如光的发生、噪声的发生、压力脉冲等。附加地，借助于治疗电流和不同的发生器调整可以选择性地影响等离子体温度，直到创建不示出任何热组织效果的冷等离子体。
作为所述仪器的一部分的器械包括至少一个电极，所述电极经由导体连接到或者可连接到发生器。在器械启动时，例如在电极之间或者在电极与生物组织之间的距离上以火花的形式提供用于治疗桥的导电等离子体，其中生物组织也可以与发生器相连接。例如，组织与发生器的连接可以经由附接于患者的中性电极、集成到器械中的第二电极、附加的等离子体路径或者经由发生器与具有地电势的患者的电容耦合来执行。在使用组织的电容时，治疗电流还可以作为位移电流流动。
该器械可以包括在其中或者于其处布置有电极的气体引导通道。所述气体引导通道在其近端(例如，排气口)处被连接到气体源，例如氩源，使得气体射流可以从其远端流出，其中可以通过电离来创建例如火花形式的导电等离子体。
优选地，利用中频来脉冲调制射频电压，所述中频例如与射频电压的频率的五分之一相比更低，然而，例如，优选地与射频电压的二十分之一相比更大。射频电压的频率例如在100kHz和20MHz之间的频率范围中并且具有例如350kHz的量。中频例如在从10kHz至100kHz的范围中。中频可以具有例如20kHz、30kHz、45kHz或者50kHz的量。如果将频率设置为例如45kHz或者50kHz，则可以通过脉冲长度来区分可用于发生器的电压形式以及由控制仪器可选择的电压形式，其中可用电压形式的种类还可以包含具有更低或者更高频率的脉冲序列。
附加地，利用中频来脉冲调制的射频电压可以被利用低频来脉冲调制，所述低频具有优选地为至少0.5Hz的量，并且然而进一步优选地为至多200Hz到最大500Hz。所述低频的优选的频率范围是从1Hz到100Hz的范围。射频的电压形式可以如所要求的那样通过低频的不同的脉冲长度和/或不同的间歇长度来进行区分。间歇长度也可以为零。
等离子体传感器用于确定治疗器械处的等离子体的行为。作为发生器和控制仪器，等离子体传感器也可以形成用于对器械进行供应的仪器的一部分。等离子体传感器检测表征等离子体存在或者不存在和/或等离子体的质量或者稳定性的至少一个参数。例如，这可以通过将等离子体传感器配置为检测传输到器械的电压和/或流到器械的电流并且监测这些参数或者从其中得出的参数来以间接方式执行。例如，等离子体传感器可以从所检测的电压和所检测的电流确定器械处的有效阻抗，其中有效阻抗实质上由等离子体的阻抗和生物组织的阻抗构成。所述阻抗和/或其随时间的改变可以被用作对于等离子体稳定性和/或等离子体质量的指示。在附加的实施例中，其他参数和/或它们随时间的变化也可以被用作针对等离子体的质量或者稳定性的量度，其中所述参数可以由适当的传感器测量和/或可以得自于测量值。这样的参数例如是电流、电功率、电流或者电压的进一步的测量或者计算特性和/或它们的组合，光学的光发生的强度和/或光谱、气体或者等离子体的温度、等离子体的电场和/或磁场和/或电磁辐射。这些或者其他适合的参数可以如在上面描述的那样被单独使用或者组合地使用，以便确定等离子体稳定性和/或等离子体质量。
连接到等离子体传感器的控制仪器被配置为基于由等离子体传感器检测到的等离子体的行为来选择发生器调整，并且引起发生器输出具有特定电压特性的电压。通过这样做，控制仪器可以被进一步配置为基于偶尔的或者永久性的测试来确定当治疗仪器被启动时的发生器调整。通过这样做，控制仪器可以被配置为首先利用实际的发生器调整检查点火行为和/或等离子体维持行为，并且如果点火或者等离子体维持行为不充分，则选择具有改进的点火能力和/或等离子体维持能力的发生器调整。附加地，控制仪器可以被配置为：如果控制仪器已经确定了等离子体的至少一次并且优选地为多次的可靠的快速点火和/或可靠的维持，则选择具有更低点火能力和/或等离子体维持能力的发生器调整，并且引起发生器转变为这样的调整。可以规定，如果允许可靠的操作，则可以首先维持该发生器调整。如果不允许可靠的操作，则将其改变为具有改进的点火能力和/或改进的等离子体维持的前一个或者另一个发生器调整。
利用所述仪器一方面允许在凝结期间可靠地点火和维持等离子体，而不需要出于所述目的利用至少短暂过量的功率、峰值电压、频率或者表征相应的发生器调整的电压形式的一个或多个其他参数来进行操作。这样的过量意味着其中射频电压的点火能力和/或等离子体维持能力大于必要的发生器调整。通过在没有过量的情况下(或者至少在低的过量的情况下并且在最低可能的过量的最佳情况下)点火等离子体，可以很大程度上抑制等离子体点火和/或流过等离子体的电流的不想要的副效果，使得组织和/或器械不被(或者不被超过必要地)损伤，并且治疗人员也不会被致盲或者受到惊吓。这样的不想要的副效果可以是例如创建非常明亮的光的发生或者创建爆炸性噪声、不想要的组织损伤、或者器械损伤等。不想要的副效果可以由于发生器的调整逐步接近于最低可能的调整(即刚好允许点火和/或稳定的等离子体维持的调整)而被最小化。相反，可以例如通过相应地选择可用的调整来最大化或者另外选择性地影响等离子体点火和/或流过等离子体的电流的想要的效果。
在器械启动的开始处以及在每个低频脉冲(如果可应用的话)的开始处，必须相应地点火等离子体。在每个低频脉冲中，可以包括高频脉冲的中频序列。控制仪器优选地被配置为，其利用调整来操作发生器，所述调整导致在器械的操作期间的点火试验持续时间内，即在其利用不同的高频电压形式期间以电压形式的最小点火能力来创建等离子体。通过这样做，使用具有影响等离子体的点火的至少一个特性的调整，所述特性例如是脉冲/间歇比，其刚好是必要的量，但是然而不过量。通过这样做，使牵涉等离子体的点火的不想要的效果最小化，即以想要的方式影响点火的效果。
控制仪器优选地被配置为使得：如果在点火试验持续时间内等离子体传感器没有检测到等离子体的创建，则控制仪器在仪器的操作期间以及在点火试验持续时间期满之后，利用具有改进的点火能力的调整来进一步操作发生器，所述改进的点火能力例如通过增加的脉冲/间歇比来实现。通过这样做，实现了利用刚好足够可以点火的电压形式来实现等离子体的点火，以便实现可靠的点火，然而，所述电压形式不必要是更加可点火的。
可以在治疗阶段期间将与关于等离子体的点火策略类似的策略应用于等离子体的维持。通过这样做，控制仪器被配置为使得其在治疗阶段中的点火阶段期满之后，利用调整来操作发生器，所述调整允许利用最小等离子体维持能力的电压形式来维持等离子体。换句话说，控制仪器针对治疗阶段期间的操作选择调整，所述调整一方面保证等离子体的维持，并且另一方面是在发生器的调整之中的在其处的所选择的副效果是尽可能地低的调整。副效果是例如光的发生、噪声的创建、刺穿组织的倾向、等离子体的温度或者特别是其离子温度等。针对点火阶段使用相同的控制策略。
为此，控制仪器可以被配置为使得其在已经建立等离子体之后在器械的操作期间利用实际调整来操作发生器，并且通过这样做来监测等离子体稳定性。如果确定等离子体即将消失或者甚至已经消失，则控制仪器例如通过射频电压的增加的脉冲/间歇比来改变到具有改进的等离子体维持的调整。可替代地或者附加地，如果等离子体熄灭或者变得不稳定，则控制仪器可以在随后的点火阶段之后设置例如由于射频电压的增加的脉冲/间歇比而提供改进的等离子体稳定性的调整。然而，如果在利用实际电压形式进行治疗期间，在特定持续时间内，没有确定等离子体即将消失，而是确定了稳定的等离子体维持，则控制仪器可以选择例如由于更低的脉冲/间歇比而具有降低的等离子体维持能力的调整作为试验，以便最小化和/或影响光和噪声的发生、功率施加、组织效果以及在治疗阶段期间在想要的方向上的等离子体射流的其他效果。
在低频脉冲的治疗阶段，通过设置其中中频包括最小脉冲/间歇比、射频电压包括最小峰值电压或者影响功率施加的另外的特性的发生器调整，来影响功率施加，特别是最小化功率施加。然而，为了能够实现想要的平均功率施加，控制仪器可以进一步被配置为：调整低频的脉冲/间歇比，或者调整影响功率施加的电压形式的另外的特征，使得有效地供应给器械的平均功率等于想要的值。如果控制仪器在低频脉冲期间选择具有更高功率施加的电压形式，则它可以因此例如通过降低或者反转低频的脉冲/间歇比来再次降低(即平衡)由此增加的功率施加。通过这样做，提供包括不同的点火能力和/或等离子体维持能力但是由此具有相同的功率施加的不同操作模式是可能的。
本创新方法可以被配置为例如使得在利用低频来进行脉冲调制的脉冲射频交流电压的一个脉冲期间的射频功率被限制或者最小化。每个低频脉冲包含高频振荡的中频序列。低频脉冲的功率例如被调整为尽可能地低。通过适配低频脉冲/间歇比，仍然可以提供想要的平均功率。在生成很少的光和噪声的情况下执行治疗。
附图说明
本发明的有利实施例的进一步细节是从属权利要求、附图和相应说明书的主题。附图示出：
图1以高度示意性的方式图示了一种治疗仪器；
图2是具有以中频来脉冲调制的射频电压的低频包络，其用于阐明根据图1的仪器的操作；
图3以拉伸的方式图示了根据图2的脉冲序列的脉冲；
图3A至3D是在根据图3的一个脉冲内的射频发生器振荡的不同电压形式，所述不同的电压形式被以中频来脉冲调制，具有不同的脉冲/间歇比，被作为用于点火操作和/或治疗操作的电压形式；
图4是作为用于适当地选择用于点火操作的电压形式的示例的用于阐明控制仪器的功能的流程图；
图5是作为用于阐明治疗操作中控制仪器的操作的示例的流程图。
具体实施方式
图1图示了用于例如在外科手术过程期间对生物组织11进行等离子体治疗的仪器10。器械12属于仪器10，所述器械10例如是用于开放式外科手术的器械的形式或者是可以在内窥镜中使用的刚性或者柔性探针的形式的器械。为了对器械12进行供应，该器械12经由导体13与装置14连接，其中装置14包括用于利用射频电流对器械12进行供应的发生器15。
发生器15被配置为使得其在器械12被启动时向器械12输出射频电压，其中发生器15能够以不同的调整来操作。发生器的调整中的每一个在至少一个电特性上区别于所有其他调整。电特性可以是形式、频率、调制类型、波峰因数、所生成的脉冲射频电压的脉冲/间歇比、射频电压的量、发生器的内部电阻、或者最大电流等。这在图3A至3D中利用脉冲射频电压的不同脉冲/间歇比来示例性地图示。
装置14可以进一步经由中性导体16与中性电极17相连接，其中中性电极17大面积附接于生物组织11处，例如患者的皮肤处。可替代地，器械12可以被配置为双极器械，并且通过这样做，其包括至少两个电极。
器械12包括由刚性管或者柔性软管18形成的通道19，以及在软管18的远端之前、远端处或者远端之后终止的电极20，以便创建延伸到组织11的等离子体21。通道19被连接到未图示的气体源，并且因此被例如氩气的气体流过，所述气体在软管18的远端处流出，并且其中在电极20和组织11之间创建等离子体21。本发明也可以与无气体供应的器械一起使用。
除了发生器15之外，装置14还包括控制仪器22，其中，控制仪器22被配置为设置发生器15的操作模式，并且可以借助于所述操作模式开启和关闭发生器15。控制仪器22例如被配置为对必须由发生器15供应的电压形式进行预定义。
附加地，装置14包括等离子体传感器23，所述等离子体传感器23检测导体14和中性导体16之间的电压以及在导体13和/或导体16中流动的电流，并且从其中导出表征存在或者不存在等离子体以及它们的质量的参数。在最简单的情况下，该参数是所检测的电流自身。然而，还可能的是配置等离子体传感器，使得它从所检测的电压和/或所检测的电流中得出用于表征等离子体质量的所得出的参数。这样的参数可以是例如流动电流的量、电流改变的速度或者速率、被计算为所检测的电压和所检测的电流之间的商的阻抗、阻抗的改变(阻抗的增加和/或阻抗的减小)、阻抗改变的速度或者速率、阻抗波动，电流畸变因数、电流中的谐波含量、电流的波峰因数、电流的谐波含量与射频电压的谐波含量之间的差或者类似的参数。
针对等离子体治疗，治疗器械12优选地被供应有由发生器15创建的射频电压HF，所述射频电压HF优选地具有在100kHz至20MHz之间的频率，并且在本实施例中为350kHz。典型地利用中频MF并且附加地利用低频NF来对射频电压HF进行脉冲调制。所创建的彼此相继的低频脉冲分组P1、P2、P3可以具有从2毫秒到两秒的持续时间。取决于脉冲/间歇比，在脉冲分组P1、P2、P3之间，是近乎两秒钟到下至几乎零秒的间歇。在脉冲分组P1、P2、P3内，发生器15提供具有不同电压形式的射频电压HF。可以借助于所提供的用于与附加的仪器(例如移动电话和仪器)进行连接的(如有必要的那样)用户接口和/或通信接口来在发生器15和/或控制仪器22处对不同电压形式的射频电压HF的特性进行调整。通过这样做，治疗影响参数，例如，如射频电压的峰值、最大电流、想要的功率、治疗持续时间或者类似参数可以是可调整的。附加地，可以提供如所要求的那样的用于选择或者限制发生器的可选择调整的部件，其中控制仪器22可以选择适合的调整以及从其中得出的用于发生器15的操作的电压形式。
在图3中以放大的方式示出了如在图2中示例性地示出的低频相继脉冲分组P1、P2、P3中的脉冲分组P1。它被划分为点火阶段Z和治疗阶段K。点火阶段Z用于建立等离子体并且用于使其稳定地电离。如在图3中图示的那样，被提供用于所述目的的持续时间tZ可以包括点火试验持续时间tZV，其可以是例如1毫秒或者点火阶段持续时间tZ中所定义的一小部分的所定义的持续时间。在该点火试验持续时间tZV内，当施加射频电压时，监测是否发生了等离子体或者火花的点火。
在点火期间，即，至少直到点火试验持续时间tZV期满，由控制仪器22利用初始调整来控制发生器15操作，所述初始调整是从多个可能的预定调整中选择的。图3A至3D示出了优选地包括一致的射频和峰值电压的相应调整的电压形式。它们被利用中频调制电压来脉冲调制。例如，脉冲频率具有在10kHz和70kHz之间的任何频率量。在一个或多个无阻尼振荡之后，高频电压稳定下来，即，它以阻尼方式衰减。图3A图示了具有高脉冲/间歇比的调整。在这种情况下，中频调制频率具有50kHz的量。在可用电压形式之中，所述电压形式包括最佳的点火特性，但是然而也包括最强劲的光和噪声发展。
图3B图示了第二调整，其中中频调制频率被设置为40kHz。该电压形式包括具有减弱的光和减弱的噪声发展的良好的点火特性。
图3C图示了第三调整，其中射频电压HF被利用30kHz的中频MF进行调制，使得较之图3B，脉冲/间歇比进一步减小。在点火特性轻微劣化的情况下，光和噪音发展被进一步降低。
图3D图示了可以由控制仪器22选择并且由发生器15提供的另一种调整，如果可应用的话。中频MF的占空比和频率被再次降低。它仍然在所指示的10kHz到70kHz的范围内，并且在这种情况下具有例如20kHz的量。
在点火阶段Z期间，仪器10如下操作：
控制仪器22选择在上面根据图3A到3D解释的用于在脉冲分组P1的开始处点火等离子体的所指示的四个调整中的一个。所述过程在图4的框30中被图示。在治疗的开始处，控制仪器22例如根据手册规范或者根据最后使用的调整来选择调整。时间计数器tign和tVform最初被设置为零。然后发生器15开始创建射频电压(见框31)。在时间的持续时间tmeas内，检测测量值，例如电流、电压和其他参数，并且计算得出的参数，例如等离子体传感器23的值。时间计数器相应地增加tmeas。随后，检查是否已经创建等离子体(框32)。如果是没有创建等离子体的情况，则检查点火试验持续时间tZV是否已经期满(框33)。如果是已经期满的情况，则终止点火试验并且插入点火间歇(框36)。如果没有期满，则检查提供用于一个电压形式tZVVform的与tZV相比更短的点火试验持续时间(例如，可用点火持续时间tZV的四分之一或者至少1毫秒的所定义的持续时间)是否期满(框34)。如果两个点火试验持续时间中的一个已经期满，而等离子体没有被点火，则控制仪器选择具有更高点火能力的电压形式，如在框35中图示的那样。同时，复位针对电压形式的时间计数器tVform。如果控制仪器22例如最初已经定义了根据图3C的电压形式，则其现在改变为根据图3B的电压形式。根据框31，再次经过测量持续时间，并且然后检查等离子体是否已经被点火。如果直到点火试验持续时间中的一个期满时，是等离子体没有被点火这种情况，则在框35中再次选择具有甚至更高的点火能力的电压形式，例如根据图3A的电压形式。
如果等离子体已经被点火，则例如在框37中通过增加计数器变量i来记录成功的点火。在框38中，检查是否已经达到成功点火试验的次数X。如果满足所述和/或另外的稳定性标准，则控制仪器22在低频的下一个点火阶段内改变为具有更小点火能力的电压形式，并且复位计数器变量i，以便测试点火是否还可以被实现为具有更低的光和噪声发展。随后，它被直接转变为治疗操作(框40)。
点火操作之后是治疗操作K，其中轮流为治疗操作K提供根据图3A至3D的不同调整。根据图3A的电压形式具有最佳的等离子体维持特性、最大的平均功率和最强烈的光和噪声偏差。根据图3B、图3C和图3D的电压形式从左到右与序列中的在前的电压形式相比具有相应的降低的等离子体维持能力、更低的平均功率以及更低的光和噪声发展。
如在本示例中那样，虽然针对同样的治疗阶段，但是还可以使用另外的电压形式选择。
在治疗阶段K中，仪器10如下操作：
在治疗阶段开始处，利用初始电压形式(如在框41中表示的那样)来操作。例如，该电压形式可以是预定的，或者可以从历史中得出，并且可以对应于最后成功使用的电压形式。在进一步过程中所需要的时间计数器tplasma和tVform最初被设置为零。电压形式被供应给器械12，如由框42表示的那样。在持续时间tmeas内，如在点火阶段中那样，检测测量值并且计算得出的参数，例如等离子体传感器23的值。时间计数器被相应地增加tmeas。随后，将时间计数器tplasma与持续时间tpulse进行比较，持续时间tpulse由所调整的功率施加来定义(框42)。如果持续时间tpulse已经过去，则执行对操作间歇的改变(框49)。否则，借助于等离子体传感器来重新得到等离子体的状况。在优选的实施例中，等离子体传感器被配置为不仅检测等离子体的中断(框43)，还检测等离子体的预示的中断(框44)。为此，例如可以将其配置为监测可以在导体13和导体16之间测量的阻抗及其随时间变化的进程。如果在给定的持续时间(例如200μs)内阻抗增加例如大约多于10％或者所定义的值(例如200Ohm)，则这是对于等离子体即将中断的指示。等离子体传感器23可以被配置为对此进行检测。控制仪器22可以附加地被配置为当存在根据框44的针对等离子体即将中断的指示时，立即选择具有改进的等离子体维持特性的调整(框47)。例如，它从根据图3D的电压形式转变为根据图3C的电压形式，从根据图3C的电压形式转变为根据图3B的电压形式，或者从根据图3B的电压形式转变为根据图3A的电压形式。最终，控制仪器22在框44中在图3A至图3D的电压形式的序列中相应地向左跳转大约至少一步。
如果等离子体在至少tmin的持续时间内保持稳定，则控制仪器将通过在图3A至图3D的电压形式的序列中向右跳转大约至少一步来选择具有降低的等离子体维持特性的电压形式作为试验。由此可以针对每个电压形式单独地定义持续时间tmin。例如，如果已经利用根据图3B的电压形式成功地执行了在持续时间tmin期间的治疗，则控制仪器改变为根据图3C的电压形式。如果示出等离子体不稳定，则控制仪器改变回到根据图3B的电压形式。然而，如果等离子体在图3C的电压形式的情况下保持稳定，则光和噪声发生被最小化。
利用所呈现的方式，控制仪器22分别选择用于点火和治疗的波形，所述波形牵涉尽可能低的不想要的副效果，如光和噪声发展。控制仪器可以影响点火和/或在想要的方向上的等离子体流的一个或多个其他效果，而另一方面，实现可靠的点火和可靠的等离子体治疗。由于在点火期间和/或在单独的脉冲分组P1、P2、P3之内和在单独的脉冲分组P1、P2、P3之间的治疗期间的发生器15的调整的改变，所以传递到生物组织11的功率可以被影响。控制仪器22具有在图3A至3D中相应地选择靠右尽可能远的电压形式的(即具有尽可能低的占空比的电压形式)的最小化目的。这伴随着功率施加的降低。
然而，为了保证想要的平均功率施加Pdes，控制仪器22可以被配置为增加或者减少脉冲分组P1、P2、P3的持续时间，如在图5中由框48所图示的那样。为此，控制仪器22可以被配置为检测在脉冲分组中迄今为止传输到生物组织的能量，并且计算持续时间tpulse，使得在持续时间tpulse期满后，所传递的能量等于想要的功率Pdes与总持续时间tT的乘积。在例如所定义的50Hz的低频的情况下，总持续时间tT是点火阶段持续时间tZ、治疗阶段持续时间tK和间歇持续时间tP之和，并且具有20毫秒的量。
治疗阶段的修改是可能的。例如，控制仪器可以在特定持续时间(例如0.5毫秒)或者脉冲分组的预定持续时间的一部分期满之后检查是否仍然存在等离子体，并且如果是存在等离子体的情况，则控制仪器改变到具有降低的等离子体维持特性的电压形式，但是作为交换具有更低的噪音和光发展。如果通过这样做，等离子体被中断或者然后示出缺乏稳定性，则在同一治疗阶段内，可以由控制仪器发起回到具有更好维持特性的电压形式的改变。
在所有呈现的实施例中，独立于其中的是，脉冲分组P1、P2和/或P3的持续时间可以在电压形式的每次改变处根据之前和实际使用的电压形式的特性来适配，以便尽可能恒定地保持引入组织中的平均功率P。
可以在每个脉冲分组中选择针对点火和治疗阶段的调整选择，因为它最后在前一个点火和治疗阶段中使用过。例如，脉冲分组P2可以利用最后在脉冲分组P1中利用其实现点火的调整来开始。这同样适用于用于治疗的电压形式。
尽管根据上面的描述，已经在切换的意义上表现出根据图3A至图3D的不同电压形式之间的改变，但是可以以浮动的方式或者无级地执行所述改变，如果要求的话。
在装置14的所修改的实施例中，控制仪器22被配置为检查由等离子体传感器23测量的阻抗是否在预定值范围之内，例如在100Ohm和9.5kOhm之间。如果是在所述预定值范围之内的情况，则控制仪器22可以假定存在等离子体。可替代地，可以提供所测量的均方根电流的量作为指示。在这种情况下，等离子体传感器23被配置为检测所测量的均方根电流是否与例如0.1安培的预定值相比更大。附加地，等离子体传感器23可以被配置为监测阻抗。如果所述阻抗与例如3kOhm的预定值相比更小，则这可以与在上面提及的电流超过阈值相结合，充当对于等离子体存在的指示。还可以使用其他参数以及它们的组合和其他阈值。
所呈现的仪器10至少在针对点火和治疗的阶段中的一个期间动态地适配所使用的电压形式，以便在点火和维持等离子体与最小化或者最大化点火和/或等离子体电流的想要或者不想要的效果之间获得最佳可能的折中。等离子体传感器在治疗阶段期间监测表征等离子体的状况的参数和/或它们的改变，以便确定等离子体的预示的中断，并且在理想情况下，通过已经提前改变电压形式来避免所述中断。
所指示的机制也可以由控制仪器22在脉冲分组P1、P2、P3期间使用。每个脉冲分组的长度在每次调整改变时根据其特性进行适配，以便保证恒定的平均功率。
用于等离子体治疗的方法旨在引起射频发生器15在器械12处通过具有调制的射频电压的中频脉冲的相应输出来点火等离子体并且对其进行维持，所述中频脉冲的占空比是刚好高到足以点火并且维持火花的，但是不会更高。通过这样做，噪声和光发生被最小化。在监测点火能力和等离子体维持时，可以通过连续或者偶尔改变调整来逐步执行将占空比定义在最小可能值上。通过所述方法优化的占空比的调整可以被无级地连续执行，或者可以通过从电压形式库中选择不同的电压形式来分步地进行。通过最小化中频的占空比，获得治疗处理的想要的低光和低噪声。通过反向调制低频的占空比，可以对想要的功率进行调整。
参考标号10 仪器
11 生物组织
12 器械
13 功率
14 装置
15 发生器
16 中性导体
17 中性电极
18 软管
19 通道
20 电极
21 等离子体22 控制仪器P1,P2,P3脉冲分组30-46框。

Claims (15)

1.一种用于等离子体治疗的仪器(10)，所述仪器(10)：
具有发生器(15)，所述发生器(15)被配置为以不同的调整来创建射频交流电压(HF)，具有器械(12)，所述器械(12)被连接到或者可连接到用于供应治疗电流的所述发生器(15)，其中所述器械(12)包括交流电压(HF)被馈送到其的至少一个电极(20)，使得可以在所述电极(20)处创建等离子体，其中以所述不同的调整创建的交流电压包括不同的点火能力和/或不同的等离子体维持能力，
具有控制仪器(22)，所述控制仪器(22)被连接到所述发生器(15)，使得所述发生器(15)的调整可以被所述控制仪器(22)影响，使得所述发生器(15)在开始处以点火操作模式操作，并且然后以与想要的效果协调的操作模式操作,
具有等离子体传感器(23)，所述等离子体传感器(23)被连接到发生器(15)和/或器械(12)，以便确定在所述器械(12)处的等离子体的行为，
其中所述控制仪器(22)被连接到所述等离子体传感器(23)，使得所述发生器(15)的调整可以由所述控制仪器(22)基于由所述等离子体传感器(23)检测的等离子体的行为来影响，
其中所述控制仪器(22)被配置为使得如果所述等离子体的行为表征可靠的点火行为和/或可靠的等离子体维持，则所述控制仪器(22)基于由所述等离子体传感器(23)检测的所述等离子体的行为来确定用于所述发生器(15)的具有降低的点火能力和/或降低的等离子体维持能力的调整，和/或
使得如果所述等离子体的行为表征不可靠的点火行为和/或不可靠的等离子体维持，则所述控制仪器(22)基于由所述等离子体传感器(23)检测的所述等离子体的行为来确定用于所述发生器(15)的具有增加的点火能力和/或增加的等离子体维持能力的调整。
2.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于，发生器的不同调整引起所述发生器输出具有不同电压特性的电压和/或在不同发生器特性处提供电压，其中所述不同的电压特性指代电压的量、和/或调制类型、和/或调制程度、和/或电压形式、和/或脉冲/间歇比、和/或频率，和/或所述发生器特性指代其内部电阻。
3.根据权利要求2所述的仪器，其特征在于，利用中频(MF)来对所述射频交流电压(HF)进行脉冲调制，所述中频(MF)与所述射频交流电压(HF)的频率的五分之一相比更小，然而，还与所述射频交流电压(HF)的频率的二十分之一相比更大，并且所述控制仪器(22)被配置为使得所述电压特性通过所述中频(MF)的不同脉冲/间歇比来与彼此进行区分。
4.根据权利要求1或2所述的仪器，所述仪器的特征在于，利用低频(NF)来对所述射频交流电压(HF)进行脉冲调制，所述低频(NF)为至少0.5Hz和/或为至多为200Hz。
5.根据权利要求1或2所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得所述控制仪器(22)在所述器械(12)的操作期间利用在可用调整之中的调整来操作所述发生器，所述调整是在所述不同的调整中具有最低副效果并且在点火试验持续时间内导致等离子体的创建的调整。
6.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得如果在所述点火试验持续时间内所述等离子体传感器(23)没有检测到等离子体的创建，则所述控制仪器(22)在所述点火试验持续时间已经过去之后以具有增加的副效果的调整来操作所述发生器(15)。
7.根据权利要求5所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得在至少单次地在点火试验持续时间内成功建立等离子体之后，所述控制仪器(22)在器械(12)的操作期间在随后的点火试验处以具有减少的副效果的调整来操作所述发生器。
8.根据权利要求1或2所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得所述控制仪器(22)在治疗阶段中的点火阶段过去之后，在器械的操作期间利用允许等离子体的维持在最小其他副效果处的调整来操作所述发生器。
9.根据权利要求1或2所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得如果所述等离子体传感器(23)在治疗阶段内检测到等离子体消失或者不稳定，则在所述等离子体的建立在点火阶段被实现之后，所述控制仪器(22)在运转中和/或在随后的治疗阶段中的所述器械(12)的操作期间利用具有更高等离子体维持能力和/或更高副效果的调整来操作所述发生器(15)。
10.根据权利要求9所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得如果在等离子体的建立在点火阶段被实现之后的器械(12)的操作期间，等离子体传感器(23)在治疗阶段持续时间内没有检测到所述等离子体的消失倾向，则所述控制仪器(22)将发生器的调整改变为具有更低等离子体维持能力和/或更低副效果的调整。
11.根据权利要求10所述的仪器，其特征在于，所述控制仪器(22)被配置为使得在点火阶段实现等离子体的建立之后，所述控制仪器(22)在治疗阶段中的器械(12)的操作期间利用具有中频(MF)的电压形式来操作所述发生器(15)，所述电压形式被利用脉冲/间歇比来脉冲调制，其中如果等离子体传感器在至少一个随后的治疗阶段中的所述治疗阶段持续时间内检测到等离子体的稳定存在，则在下一个点火阶段之后的治疗阶段内，所述脉冲/间歇比被降低，并且其中如果已经确定所述等离子体的消失倾向，则所述脉冲/间歇比被增加。
12.根据权利要求1或2所述的仪器，其特征在于，所述等离子体传感器(23)被配置用于监测用于检测等离子体的稳定性的电参数，其中所述电参数得自于供应给所述器械(12)的电流和/或供应给所述器械(12)的电压。
13.根据权利要求1或2所述的仪器，其特征在于，发生器(15)的不同调整包括至少两个调整，所述至少两个调整包括不同的点火能力和/或不同的等离子体维持能力，和/或引起不同的光和/或声学噪声的发射，然而由此在等离子体中和/或在组织中输出恒定的平均功率。
14.根据权利要求12所述的仪器，其中所述等离子体传感器(23)被配置用于监测所述电参数随时间的进展。
15.一种用于控制用于等离子体治疗的仪器(10)的方法，所述仪器包括用于对器械(12)进行供应的射频发生器(15)，所述方法包括：
以多个不同的调整中的一个调整来操作所述射频发生器(15)，
其中在所述多个不同的调整中，从所述射频发生器(15)中输出的交流电压(HF)包括以下中的至少一个：
不同的点火特性，
不同的等离子体维持特性，和
交流电压(HF)输出，针对所述交流电压(HF)输出，所创建的等离子体包括不同强度的可见光和声学噪声发射，以及
以所述多个不同的调整中的一个调整来操作所述射频发生器(15)以用于在所述器械(12)处对等离子体进行点火和维持，所述调整具有也允许点火和等离子体维持的最低可见光发射和最低声学噪声发射之一。
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