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Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-Chirurgiegerät zum Erzeugen von Hochfrequenz-Energie für das Schneiden und/oder Koagulieren von biologischem Gewebe mit einem Anwendungsteil, der mit einem einen Aktivierungsschalter umfassenden elektrochirurgischen Instrument elektrisch verbindbar ist und mit einem galvanisch vom Anwendungsteil getrennten Zwischenstromkreis.
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Hochfrequenz- oder HF-Chirurgiegeräte sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt. Die vom HF-Chirurgiegerät erzeugte HF-Energie wird beispielsweise zum Schneiden oder Koagulieren am menschlichen Körper verwendet. Für die Anwendung wird ein elektrochirurgisches Instrument, mittels dem die HF-Energie in das Gewebe eingeleitet wird, an das HF-Chirurgiegerät angeschlossen. Bei einer monopolaren Anwendung wird auch noch eine separate Neutral- oder Rückleitelektrode angeschlossen, die zur Rückleitung der Energie an das HF-Chirurgiegerät dient. Bei einer bipolaren Anwendung ist die Rückleitelektrode am Instrument angeordnet.
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Moderne HF-Chirurgiegeräte, die den aktuellen Sicherheitsanforderungen entsprechen, weisen einen Anwendungsteil und einen galvanisch davon getrennten Zwischenstromkreis auf. Das elektrochirurgische Instrument mit Aktivierungsschalter wird mit dem Anwendungsteil verbunden. Somit steht der Anwendungsteil bei der elektrochirurgischen Anwendung mit dem Gewebe eines Patienten direkt in Kontakt. Der Anwendungsteil und der Zwischenstromkreis sind für die Sicherheit des Patienten und des Benutzers galvanisch von einander getrennt.
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Um das elektrochirurgische Instrument zu aktivieren wird der am Instrument befindliche Aktivierungsschalter betätigt. Bei Instrumenten, die sowohl zum Schneiden als auch zum Koagulieren verwendet werden können, sind zwei Aktivierungsschalter vorgesehen. Ein Schalter aktiviert eine für das Koagulieren geeignete HF Energie und der zweite eine für das Schneiden geeigneten HF Energie. Der oder die Aktivierungsschalter sind mit dem Anwendungsteil elektrisch verbunden. Die Schaltlogik des HF-Chirurgiegerätes, welche die HF-Energie aktiviert, befindet sich im Zwischenstromkreis. Somit muss das Aktivierungssignal, also die Information über die Aktivierung des Instruments, vom Anwendungsteil in den Zwischenstromkreis übermittelt werden. Schaltungen für die Auswertung der Aktivierungsschalter sind bekannt und beispielsweise in der
DE 24 29 021 A1 , der
EP 0 186 369 A1 oder auch der
US 3 801 800 A beschrieben.
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US 3 897 788 A offenbart einen transformatorgekoppelten isolierten Schaltkreis zur Stromübertragung und zur Verwendung in einer elektrochirurgischen Vorrichtung zum Übertragen von Energie von einem Generator an ein Elektrochirurgie-Instrument und zum Übertragen von Modusinformationen von dem Elektrochirurgie-Instrument an den Generator, um den Betriebsmodus des Generators zu steuern.
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US 3 699 967 A offenbart einen elektrochirurgischen Generator, der mit einer einzigen Leistungsstufe drei unterschiedliche und unabhängige Ströme erzeugt - einen Koagulationsstrom für Hämostase oder Gewebezerstörung, einen reinen Schneidestrom zum Schneiden mit einem Minimum an Hämostase und einen gemischten Schneidestrom mit einer mäßigen Grad der Hämostase.
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Das in der
DE 101 28 377 A1 beschriebene System arbeitet so, dass durch die Betätigung des Aktivierungsschalters Dioden in dem Instrument zugeschaltet werden. Durch die Dioden wird jeweils eine positive oder negative Halbwelle eines Wechselstromsignals, das als Kontrollsignal fungiert, hindurchgelassen. Da jedem Aktivierungsschalter eine Diode zugeordnet ist, wird anhand des durchgelassenen Signals die Betätigung des Aktivierungsschalters erkannt. Alternativ kann durch das Zuschalten der Diode auch ein Teil des Wechselstromsignals eliminiert werden.
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Ein Problem bei den bestehenden Systemen liegt darin, dass die HF-Energie Störungen verursacht, die sich auf das Wechselstromsignal für die Aktivierungsschalter negativ auswirken können. Es kann passieren, dass nicht eindeutig erkannt wird, ob ein Aktivierungsschalter betätigt ist oder nicht, weil der Unterschied zwischen Kontrollsignal und Störungen nicht erkennbar ist. Insbesondere bei hohen Spannungen und Strömen des HF-Signals hat sich diese Störanfälligkeit gezeigt.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes HF-Chirurgiegerät bereitzustellen, bei dem die Betätigung eines Aktivierungsschalters eines verbundenen Instruments sicher erkannt wird und das weniger empfindlich auf Störungen durch das HF Energiesignal reagiert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das eingangs genannte HF-Chirurgiegerät eine Gleichspannungsquelle, die im Betrieb im Anwendungsteil eine Gleichspannung bereitstellt, einen mit der Gleichspannungsquelle elektrisch verbundenen Kontrollsignalgenerator, der im Betrieb im Anwendungsteil aus der Gleichspannung ein alternierendes Kontrollsignal mit einer vorbestimmten Schaltfrequenz erzeugt, und eine mit dem Kontrollsignalgenerator elektrisch verbundenen Auswerteeinheit, die mit dem Aktivierungsschalter des Instruments elektrisch verbindbar ist und die beim Betätigen von dem Aktivierungsschalter ein mit der Schaltfrequenz schwingendes Aktivierungssignal in den Eingangsstromkreis übermittelt, umfasst.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass eine Gleichspannung im Anwendungsteil bereitgestellt wird aus der anschließend das Kontrollsignal generiert wird. Aus der Gleichspannung kann das Kontrollsignal frei generiert werden. So ist auch eine niedrige Schaltfrequenz möglich, die ohne Gleichspannungsquelle nicht in den Anwendungsteil übertragbar wäre. Die niedrige Schaltfrequenz unterscheidet sich leicht von dem hier als Störsignal wirkenden hochfrequenten Nutzsignal. Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Kontrollsignal wenig anfällig für Störungen durch das HF Signal ist.
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Erfindungsgemäß stellt die Gleichspannungsquelle im Anwendungsteil eine positive und eine negative Gleichspannung bereit und die Auswerteeinheit umfasst zwei parallel geschaltete Signalübertrager, von denen ein Signalübertrager nur durch eine positive Spannung aktiviert wird und der andere Signalübertrager nur durch eine negative Spannung. Dies hat den Vorteil, dass zwei Aktivierungsschalter erkannt werden können, der eine über die positive Spannung und der andere über die negative Spannung. Die beiden Signalübertrager können jeweils einem Aktivierungsschalter eindeutig zugeordnet werden, so dass für jeden Aktivierungsschalter ein separates Aktivierungssignal in den Zwischenstromkreis übertragen wird. Im Zwischenstromkreis ist dadurch eindeutig erkennbar, welcher Aktivierungsschalter betätigt ist und auch ob beide betätigt sind.
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Die Erfindung kann durch vorteilhafte Ausführungsformen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind. Die Merkmale der Ausführungsformen sind beliebig miteinander kombinierbar.
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Um eine besonders schnelle Signalübertragung vom Anwendungsteil in den Zwischenstromkreis zu erreichen, können Optokoppler als Signalübertrager verwendet werden. Alternativ können beispielsweise auch Magnetokoppler verwendet werden.
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Ferner kann die Auswerteeinheit zwei Widerstände aufweisen, die jeweils parallel zu einem Signalübertrager geschaltet sind. Hierdurch wird ein sichereres Schaltverhalten des Signalübertragers, insbesondere eines Optokopplers, erreicht. Der Widerstand zieht einen Teil des Stromsignals von dem Signalübertrager ab. Hierdurch können Störungen auf dem Spannungssignal eliminiert werden, die zu einem unbeabsichtigten Auslösen hätten führen können.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinheit zwei Zener-Dioden aufweisen, die jeweils in Reihe und in Sperrrichtung zu dem Signalübertrager eingebaut sind. So werden alle Störungen, die unterhalb der Sperrspannung der Zener-Dioden liegen, eliminiert. Die Sperrspannung ist die Spannung, ab welcher der Stromfluss wieder durchgelassen wird. Diese Weiterentwicklung hat den Vorteil, dass das Schaltverhalten der Signalübertrager im Wesentlichen digital und damit zuverlässiger wird.
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Um ein möglichst digitales und damit eindeutiges Schalten der Signalübertrager in der Auswerteeinheit zu erreichen, kann der Kontrollsignalgenerator ein Rechtecksignal erzeugen. Insbesondere bei der Verwendung von Optokopplern ist ein Rechtecksignal besonders geeignet, weil es zu einem digitalen und damit eindeutigen Schaltverhalten führt.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann der Kontrollsignalgenerator ein Einstellmittel aufweisen, mittels dem die Schaltfrequenz des Kontrollsignals veränderbar und einstellbar ist. So kann beispielsweise eine zusätzliche Sicherheitsabfrage realisiert werden. Diese kann folgendermaßen aussehen: Wenn die Betätigung eines Aktivierungsschalters im Zwischenstromkreis angezeigt wird, kann die Schaltfrequenz im Kontrollsignalgenerator zur Bestätigung kurzzeitig verändert werden. Wird diese Veränderung im Zwischenstromkreis ebenfalls registriert, ist sichergestellt, dass das Signal durch die Betätigung des Aktivierungsschalters übertragen wurde.
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Ferner kann das Einstellmittel so ausgebildet sein, dass Informationen kodiert mittels der Schaltfrequenz übertragbar sind. Das Einstellmittel kann so beispielsweise Betriebsparameter an das Instrument übermitteln, die auf einer Anzeige am Instrument dargestellt werden. So können dem Benutzer die Betriebsparameter direkt am Instrument gezeigt werden, wo sie besonders gut sichtbar sind. In diesem Zusammenhang betrifft die Erfindung auch ein elektrochirurgisches System mit einem Hochfrequenz-Chirurgiegerät noch einer der genannten Ausführungsformen und mit einem mit dem Hochfrequenz-Chirurgiegerät verbundenen elektrochirurgischen Instrument, wobei das Instrument eine Ausleseeinheit umfasst, mittels der Informationen aus dem Kontrollsignal auslesbar sind.
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Um ein möglichst leicht vom HF Signal zu unterscheidendes Kontrollsignal zu erhalten, kann die Schaltfrequenz des Kontrollsignals im Wesentlichen zwischen 100 Hz und 500 Hz liegen. Es hat sich gezeigt, dass Schaltfrequenzen in diesem Bereich sehr gut erkennbar sind. Bei HF-Chirurgiegeräten hat das HF-Signal üblicherweise eine Frequenz von etwa 200 kHz bis 2 MHz. Daher sind 100 Hz bis 500 Hz deutlich geringer, so dass Verwechselungen mit Störungen aus dem HF Strom ausgeschlossen werden können.
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In einer anderen Weiterbildung kann die Gleichspannungsquelle eine Spannung von etwa +/- 12 Volt bereitstellen. Dies ist die höchste Spannung, die im Anwendungsteil nach geltenden Normen zulässig ist, und gleichzeitig so hoch, dass sie deutlich von Störungen durch das HF Signal unterschieden werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale können dabei beliebig miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Chirurgiegerätes mit einem angeschlossenen Instrument;
- 2 - 4 schematische Darstellungen der beispielhaften Ausführungsform aus 1 in unterschiedlichen Schaltzuständen;
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Chirurgiegerätes mit einem angeschlossenen Instrument;
- 6 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Chirurgiegerätes mit einem angeschlossenen Instrument.
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Zunächst wird die Erfindung anhand der beispielhaften Ausführungsform in den 1 bis 4 beschrieben.
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1 zeigt ein HF-Chirurgiegerät 1, an das ein elektrochirurgisches Instrument 2 und eine Neutralelektrode angeschlossen sind. Das HF-Chirurgiegerät 1 ist in an sich bekannter Weise zum Schneiden und Koagulieren von biologischem Gewebe ausgebildet. Es umfasst ein Anzeigemittel 44 zur Anzeige von Betriebsparametern, wie beispielsweise Betriebesmodus oder Leistung. Das HF-Chirurgiegerät 1 in 1 ist lediglich stark vereinfacht dargestellt. Es kann alle üblichen Bedienelemente aufweisen, die der Einfachheit halber aber nicht dargestellt sind und hier nicht weiter beschrieben werden.
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Das elektrochirurgische Instrument 2 ist sowohl zum Schneiden als auch zum Koagulieren von biologischem Gewebe ausgebildet. Es umfasst zwei Aktivierungsschalter 4, 5 und eine Elektrode 6, die im Betrieb die vom HF-Chirurgiegerät 1 erzeugte HF Energie an das Gewebe abgibt. Mit den Aktivierungsschaltern 4, 5 kann der Benutzer das HF-Chirurgiegerät 1 in unterschiedlichen Betriebsmodi aktivieren. Der Schalter 4 aktiviert das HF-Chirurgiegerät 1 im Modus Schneiden, der Schalter 5 im Modus Koagulieren. Das mit Aktivierungsschaltern 4, 5 ausgestattete Instrument 2 kann vom Benutzer besonders einfach mit einem Finger betätigt werden. Durch das Aktivieren des HF-Chirurgiegeräts 1 wird ein hochfrequenter Wechselstrom an der Elektrode 6 bereitgestellt, was eine potentielle Gefahr für den Benutzer und den Patienten darstellt. Daher muss es sichergestellt sein, dass es zu keiner fehlerhaften, nicht beabsichtigten Aktivierung kommt. Die Betätigung eines Aktivierungsschalters 4, 5 muss vom HF-Chirurgiegerät 1 eindeutig erkannt werden. Das Instrument 2 weist ferner ein Anzeigemittel 45 auf, das im Betrieb die auf dem Anzeigemittel 44 gezeigten Betriebsparameter komplett oder teilweise für den Benutzer darstellt.
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Das erfindungsgemäße Erkennen der Betätigung der Aktivierungsschalter 4, 5 durch das HF-Chirurgiegerätes 1 wird im Folgenden mit Bezug zu den 2 bis 4 beschrieben.
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2 zeigt ein schematisches Schaltbild des HF-Chirurgiegerätes 1 und des verbundenen Instruments 2. Die elektrische Verbindung ist über zwei Anschlusskontakte 12 des HF-Chirurgiegeräts 1 hergestellt. Der Einfachheit halber sind nur Teile des HF-Chirurgiegeräts 1 und des Instruments 2 dargestellt, die für die Erkennung der Aktivierungsschalter 4, 5 relevant sind. Alle übrigen Teile des HF-Chirurgiegerätes 1, die für die Erkennung nicht relevant sind, sind in 2 nicht dargestellt.
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Der dargestellte Bereich des HF-Chirurgiegeräts 1 ist aufgeteilt in einen Anwendungsteil 10 und einen vom Anwendungsteil 10 galvanisch getrennten Zwischenstromkreis 11. Der Anwendungsteil 10 steht bei einer elektrochirurgischen Anwendung mit dem Patienten in Kontakt. Somit zählen auch die Anschlusskontakte 12 für das Instrument 2 zum Anwendungsteil 10. Für die Sicherheit der Benutzer und der Patienten sind der Anwendungsteil 10 und der Zwischenstromkreis 11 galvanisch getrennt. Das HF-Chirurgiegerät 1 weist auch noch einen galvanisch vom Zwischenstromkreis getrennten Primärstromkreis (nicht dargestellt) auf, in dem die Netzspannung in das Gerät 1 hineinfließt.
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Das HF-Chirurgiegerät 1 umfasst eine Gleichspannungsquelle 7, einen Kontrollsignalgenerator 8 und eine Auswerteeinheit 9, die elektrisch miteinander verbunden sind. Wie im Folgenden beschrieben wird, sind die Gleichspannungsquelle 7, der Kontrollsignalgenerator 8 und die Auswerteeinheit 9 aus Einzelkomponenten aufgebaut, die jeweils teils im Anwendungsteil 10, teils im Zwischenstromkreis 11 angeordnet sind.
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Die Gleichspannungsquelle 7 umfasst im Zwischenstromkreis 11 eine Wechselspannungsquelle 13 und einen Transformator 14. Die Wechselspannungsquelle 13 liefert eine Wechselspannung mit einer Frequenz von etwa 100 kHz. Selbstverständlich kann auch eine Wechselspannung mit einer anderen Frequenz verwendet werden, beispielsweise zwischen 50 und 200 kHz. Die Wechselspannungsquelle 13 ist mit der Primärseite 14.1 des Transformators 14 verbunden und bildet einen Stromkreis, so dass im Betrieb die Wechselspannung an der Primärseite 14.1 anliegt. Die Wechselstromquelle 13 und die Primärseite 14.1 des Transformators 14 sind im Zwischenstromkreis 11 angeordnet. Die Wechselspannung wird von der Primärseite 14.1 auf die Sekundärseite 14.2 übertragen, die sich im Anwendungsteil 10 befindet. Der Transformator 14 ist in diesem Beispiel so ausgelegt, dass eine Wechselspannung mit etwa +/- 14 Volt in den Anwendungsteil 10 eingespeist wird. Die Sekundärseite 14.2 des Transformators 14 ist mit zwei parallel geschalteten Dioden 15 und mit zwei parallel geschalteten Kondensatoren 16 verbunden. Die Dioden sind so angeordnet, dass deren Sperrrichtung zueinander entgegengesetzt ist.
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Die Wechselspannungsquelle 13 erzeugt im Betrieb eine Wechselspannung mit 75 kHz, die von dem Transformator 14 in den Anwendungsteil 10 eingespeist wird. Die Wechselspannung ist mit 75kHz so hoch, dass sie noch von einem relativ kleinen Transformator 14 übertragen werden kann, was sich positiv auf die Größe des HF-Chirurgiegeräts 1 auswirkt. Kleinere Frequenzen benötigen einen größeren Transformator. Die in den Anwendungsteil 10 übertragene Wechselspannung von +/- 14 Volt wird von den Dioden 15 gleichgerichtet. Die Diode 15.1 lässt nur negative Halbwellen, die Diode 15.2 nur positive Halbwellen durch, so dass ein negatives und ein positives Spannungssignal entstehen. Diese Spannungssignale werden von den Kondensatoren 16 geglättet, so dass Gleichspannungen entstehen. Die Gleichspannungsquelle 7 gibt somit eine positive Gleichspannung 18 und eine negative Gleichspannung 17 im Anwendungsteil 10 aus.
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Die Gleichspannungsquelle 7 ist mit dem Kontrollsignalgenerator 8 elektrisch verbunden, so dass die positive und negative Gleichspannung 17, 18 am Kontrollsignalgenerator 8 anliegt. Der Kontrollsignalgenerator 8 weist zwei Optokoppler 19, 20 als Signalübertrager auf. Selbstverständlich können auch andere Signalübertrager als Optokoppler verwendet werden. Optokoppler sind besonders geeignet, weil sie das Schaltsignal sehr schnell übertragen. Die negative Gleichspannung 17 liegt am Transistor des Optokopplers 19 an, die positive Gleichspannung 18 am Transistor des Optokopplers 20. Die Transistoren der Optokoppler 19, 20 sind im Anwendungsteil 10, die Leuchtdioden der Optokoppler 19, 20 im Zwischenstromkreis 11 angeordnet. Im Zwischenstromkreis 11 sind die Optokoppler 19, 20 jeweils mit einem Frequenzgenerator 21 verbunden, wobei bei dem Optokoppler 19 ein Inverter 22 zwischengeschaltet ist. Der Frequenzgenerator 21 weist ein Einstellmittel 40 zum Einstellen der Schaltfrequenz auf. Im Anwendungsteil 10 sind die Optokoppler 19, 20 jeweils mit entgegengesetzt angeordneten Dioden 23, 24 verbunden. Hinter den Dioden sind die Signalleitungen zusammengeführt.
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Der Frequenzgenerator 21 erzeugt ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von etwa 250 Hz, das zwischen einem high-Signal und einem low-Signal hin- und herschaltet. Durch das Einstellmittel 40 können auch andere Frequenzen eingestellt werden, wobei sich 250 Hz als geeignet erwiesen haben, da die Frequenz stark unterschiedlich zu der des HF Signals ist. Die Schaltfrequenz ist durch das Einstellmittel 40 veränderbar. Das Einstellmittel 40 kann auch als ein veränderbarer Softwareparameter ausgestaltet sein. Das Rechtecksignal wird an die Optokoppler 19, 20 übertragen, wobei der Inverter 22 das Signal für den Optokoppler 19 jeweils umkehrt. Am Optokoppler 19 liegt somit immer das entgegen gesetzte Signal als am Optokoppler 20 an. Ein high-Signal lässt die Optokoppler 19, 20 schalten, so dass im Anwendungsteil 10 die Gleichspannungen über die Transistoren der Optokoppler fließen können. Die Dioden 23, 24 schützen die Optokoppler 19, 20. Anschließend werden die von den Optokopplern 19, 20 kommenden Signale verknüpft. Der Kontrollsignalgenerator 8 gibt ein zwischen positiver und negativer Spannung alternierendes Kontrollsignal 25 mit einer Schaltfrequenz von 250 Hz aus.
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Der Kontrollsignalgenerator 8 ist mit der Auswerteeinheit 9 im Anwendungsteil 10 verbunden. Die Auswerteeinheit 9 umfasst, jeweils parallel geschaltet, zwei Dioden 26, 27, zwei Optokoppler 28, 29 und zwei Zenerdioden 32, 33. Die Diode 26 lässt nur positiven Strom durch, die Diode 27, mit entgegengesetzter Schaltrichtungen, nur negativen. Die Dioden 26, 27 sind jeweils mit dem Optokoppler 28, 29 als Schaltmittel verbunden. Die Dioden 26, 27 sowie die Leuchtdioden der Optokoppler 28, 29 sind im Anwendungsteil angeordnet. Im Zwischenstromkreis 11 sind jeweils die Transistoren der Optokoppler 28, 29 und damit verbundene Signalausgabeeinheiten 30, 31 angeordnet. Jeweils parallel geschaltet zu den Optokopplern 28, 29 sind weiterhin zwei Widerstände 34, 35 angeordnet. Die Auswerteeinheit 9 ist schließlich mit dem einen Anschlusskontakt 12 für das Instrument 2 verbunden.
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Das Kontrollsignal 25 wird in der Auswerteeinheit 9 durch die Dioden 26, 27 aufgeteilt. Die Diode 26 lässt nur positive Ströme zum Optokoppler 28, die Diode 27 nur negative Ströme zum Optokoppler 29 durch. Daher schaltet der Optokoppler 28 bei jedem positiven Impuls des Kontrollsignals, so dass ein Aktivierungssignal von der Signalausgabeeinheit 30 angezeigt wird. Bei dem Optokoppler 29 ist es entsprechend umgekehrt, dass jeder negative Impuls des Kontrollsignals von der Signalausgabeeinheit 31 angezeigt wird. Die Signalausgabeeinheiten 30, 31 sind mit einer Kontrolleinheit (nicht dargestellt) des HF-Chirurgiegerätes 1 signaltechnisch verbunden, das eine Aktivierung der HF-Energie an der Elektrode 6 veranlasst.
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Die Widerstände 34, 35 dienen jeweils dazu, Störungen auf dem an den Optokopplern 28, 29 ankommenden Signalen zu eliminieren und dadurch ein eindeutigeres, digitales Schalten der Optokoppler 28, 29 zu erreichen. Der parallel geschaltete Widerstand zieht einen Teil des Stroms ab. Dies ist vorteilhaft, weil das Schaltverhalten von Optokopplern nicht immer digital ist. Die Spannung des Kontrollsignals kann im low-Zustand durch Störungen eine Höhe aufweisen, die den Optokoppler 28, 29 bereits schalten lässt. Durch das Abziehen eines Teils des Stroms durch den Widerstand 34, 35, werden Störungen eliminiert oder minimiert, so dass der Optokoppler 28, 29 im low-Zustand des Kontrollsignals zuverlässig nicht schaltet.
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Die Zenerdioden 32, 33 dienen ebenfalls der Verminderung der Störanfälligkeit. Sie sind so eingebaut, dass sie in Schaltrichtung des Optokopplers 28, 29 sperren. Storm fließt erst ab einer vorbestimmten Durchbruch- oder Sperrspannung, so dass alle Störungen die unterhalb der Sperrspannung liegen eliminiert werden. Bei der Ausführungsform in 2 ist die Sperrspannung der Zener-Dioden 32, 33 etwa 8,2 Volt. Diese Auslegung hat sich als vorteilhaft erwiesen, weil das Kontrollsignal +/- 12 Volt beträgt und somit satt durchgelassen wird. Lediglich die Störsignale, die meist unter 8,2 Volt liegen, werden gesperrt. Die Spannung +/- 12 Volt ist die nach geltenden Normen im Anwendungsteil maximal zulässige Spannung. Sie ist ausreichend hoch, um den high-Zustand des Kontrollsignal eindeutig zu erkennen.
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Das mit dem HF-Chirurgiegerät 1 verbundene Instrument 2, weist bei der Ausführungsform in 2 neben den parallel geschalteten Aktivierungsschaltern 4, 5 zwei ebenfalls parallel geschaltete Dioden 36, 37 auf. Die Dioden 36, 37 sind mit entgegengesetzten Sperrrichtungen eingebaut. So werden bei der Betätigung des Aktivierungsschalters 4 nur positive Ströme durchgelassen, bei der Betätigung des Aktivierungsschalters 5 nur negative.
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Die Gleichspannungsquelle 7, der Kontrollsignalgenerator 8, die Auswerteeinheit 9 und das Instrument 2 bilden einen Stromkreis, der durch die Schalter 4, 5 geschlossen werden kann.
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Damit auch bei Nichtbetätigung der Schalter 4, 5 ein Strom über die Gleichspannungsquelle 7 fließt, ist hinter dem Kontrollsignalgenerator 8 ein Strompfad zurück zur Gleichspannungsquelle 7 vorgesehen. Im Strompfad sind zwei Zenerdioden 42, 43 mit entgegengesetzter Sperrrichtung und ein Widerstand 41 als Verbraucher angeordnet. Die Zenerdioden 42, 43 weisen eine Sperrspannung von etwa 11 Volt auf, so dass die Maximalspannung auf etwa 11 Volt begrenzt wird.
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Durch die Auswerteeinheit 9 wird im Betrieb ermittelt, ob ein Aktivierungsschalter 4, 5 des Instruments 2 betätigt ist oder nicht. In 2 ist kein Aktivierungsschalter 4, 5, betätigt, so dass der Stromkreis mit Gleichspannungsquelle 7, Kontrollsignalgenerator 8 und Auswerteeinheit 9 offen ist und kein Strom fließt. Da folglich kein Kontrollsignal 25 an die Auswerteeinheit 9 gelangt, geben die Signalausgabeeinheiten 30, 31 kein Signal aus und die Elektrode 6 des Instruments 2 wird nicht aktiviert.
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Die Betätigung des Aktivierungsschalters 4 und dessen Erkennung durch das erfindungsgemäße HF-Chirurgiegerät 1 wird im Folgenden anhand von 3 beschrieben.
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3 zeigt das System aus HF-Chirurgiegerät 1 und Instrument 2 aus 2, im Betrieb wenn der Aktivierungsschalter 4 betätigt und somit geschlossen ist. Durch den geschlossenen Aktivierungsschalter 4 ist der Stromkreis geschlossen und die Diode 36 lässt positive Ströme durch. Folglich wird der positive Anteil 38 des Kontrollsignals durchgelassen. Dieses positive Kontrollsignal 38 mit der Schaltfrequenz von 250 Hz gelangt zum Optokoppler 28, der mit der Schaltfrequenz schaltet. Die Signalausgabeeinheit 30 gibt ein Aktivierungssignal mit der Schaltfrequenz aus und zeigt dadurch im Zwischenstromkreis 11 die Betätigung des Aktivierungsschalters 4 an. Durch das Aktivierungssignal wird im HF-Chirurgiegerät 1 die für elektrochirurgisches Schneiden geeignete HF-Energie an der Elektrode 6 aktiviert.
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Als Sicherheitsprüfung kann die Schaltfrequenz des Aktivierungssignals überprüft werden. Sie muss gleich mit der Frequenz des Kontrollsignalgenerators 8 sein. Ansonsten erfolgt keine Aktivierung der HF-Energie.
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Die Betätigung des Aktivierungsschalters 5 und dessen Erkennung durch das erfindungsgemäße HF-Chirurgiegerät 1 wird im Folgenden anhand von 4 beschrieben.
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4 zeigt das System aus HF-Chirurgiegerät 1 und Instrument 2 aus 2, im Betrieb wenn der Aktivierungsschalter 5 betätigt und somit geschlossen ist. Durch den geschlossenen Aktivierungsschalter 5 ist der Stromkreis geschlossen und die Diode 37 lässt negative Ströme durch. Folglich wird der negative Anteil 39 des Kontrollsignals durchgelassen. Dieses negative Kontrollsignal 39 mit der Schaltfrequenz von 250 Hz gelangt zum Optokoppler 29, der mit der Schaltfrequenz schaltet. Die Signalausgabeeinheit 31 gibt ein Aktivierungssignal mit der Schaltfrequenz aus und zeigt dadurch im Zwischenstromkreis 11 die Betätigung des Aktivierungsschalters 5 an. Durch das wird im HF-Chirurgiegerät 1 die für elektrochirurgisches Koagulieren geeignete HF-Energie an der Elektrode 6 aktiviert.
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Werden beide Aktivierungsschalter 4, 5 gleichzeitig betätigt, werden entsprechend sowohl positive als auch negative Anteile 36, 39 des Kontrollsignals 25 durchgelassen. Hierdurch schalten beide Optokoppler 28, 29 und beide Signalausgabeeinheiten 30, 31 geben Signale aus. Dadurch ist eindeutig erkennbar, dass beide Aktivierungsschalter 4, 5 betätigt sind.
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Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen HF-Chirurgiegerätes 101 mit Bezug auf 5 beschrieben. Der Kürze halber wird nur auf die Unterschiede zu der Ausführungsform der 1 bis 4 eingegangen. Gleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen.
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An das HF-Chirurgiegerät 101 in 5 ist ein alternatives Instrument 102 angeschlossen, das keine Dioden 36, 37 aufweist. Sowohl das Instrument 102 als auch das HF-Chirurgiegerät 101 umfassen drei Anschlusskontakte 12. Weiterhin weist das HF-Chirurgiegerät 101 zwei parallel geschaltete Dioden 103, 104 auf. Wie die Dioden 36, 37 sind auch die Dioden 103, 104 in Reihe mit den Aktivierungsschaltern 4, 5 angeordnet. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Dioden 103, 104 im HF-Chirurgiegerät 1 und die Dioden 36, 37 im Instrument 2 angeordnet sind, so dass das Instrument 2 und das HF-Chirurgiegerät 1 lediglich zwei Anschlusskontakte 12 benötigt. Die Erkennung der Betätigung von den Aktivierungsschaltern 4, 5 durch das HF-Chirurgiegerät 101 ist gleich mit dem HF-Chirurgiegerät 1, wie sie oben mit Bezug auf 2 bis 4 beschrieben ist.
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Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus dem HF-Chirurgiegerät 1 und dem Instrument 2 mit Bezug auf 6 beschrieben. Der Kürze halber wird nur auf die Unterschiede zu der Ausführungsform der 1 bis 4 eingegangen. Gleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen.
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In 6 ist ein modifiziertes Instrument 102 an das HF-Chirurgiegerät 1 angeschlossen. Das Instrument 102 umfasst zusätzlich eine parallel zu den Dioden 36, 37 mit den Anschlusskontakten 12 verbundene Ausleseeinheit 46. Mit der Ausleseeinheit 46 können Informationen, die kodiert mit dem Kontrollsignal 25 übertragen werden, ausgelesen werden. Diese Informationen können beispielsweise Betriebsparameter, wie Leistung oder Betriebsmodus, sein, die im Betrieb an der Anzeige 45 des Instruments 102 dargestellt werden.
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Die Informationen werden bei dem erfindungsgemäßen HF-Chirurgiegerät 1 von dem Einstellmittel 40 durch Veränderung der Schaltfrequenz des Kontrollsignals kodiert übermittelt. Die Informationen werden von der Ausleseeinheit 46 ausgelesen werden, ohne dass ein Aktivierungsschalter 4, 5 betätigt ist. Wenn ein Aktivierungsschalter 4, 5 betätigt und dies von den Signalausgabeeinheiten 30, 31 angezeigt wird, wechselt das Einstellmittel 40 zu der vorbestimmten Schaltfrequenz von hier 250 Hz, die dann verifiziert werden kann. Während der Aktivierung des Instruments erfolgt dann keine Informationsübertragung. Dies ist auch nicht notwendig, da aus Sicherheitsgründen keine Veränderung der Betriebparameter während der Aktivierung möglich ist. Weiterhin ist es auch möglich, Informationen in die andere Richtung vom Instrument an das HF-Chirurgiegerät 1 zu übermitteln. Hierzu wird das Kontrollsignal im Instrument verändert und im HF-Chirurgiegerät ausgelesen.
