DE102015203617A1

DE102015203617A1 - Beleuchtungselement zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System und/oder einem elektrochirurgischen Instrument

Info

Publication number: DE102015203617A1
Application number: DE102015203617.0A
Authority: DE
Inventors: Antonios Patelis; Diethard Müller; Ilja Aßmus
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungselement (1; 101) zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System (10) und/oder einem elektrochirurgischen Instrument (20) sowie ein elektrochirurgisches Instrument (20). Das Beleuchtungselement umfasst eine Lichtquelle (30) zum Emittieren von Licht und ein Energieversorgungselement (40) zur Versorgung der Lichtquelle (30) mit elektrischer Energie, wobei das Energieversorgungselement (40) ausgebildet ist, die elektrische Energie mittels induktiver Kopplung mit einem Strang (50) des elektrochirurgischen Systems (10) und/oder Instruments (20), welcher mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungselement zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System und/oder einem elektrochirurgischen Instrument, umfassend eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht und ein Energieversorgungselement zur Versorgung der Lichtquelle mit elektrischer Energie. Die Erfindung betrifft ferner ein elektrochirurgisches Instrument zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe.
Beleuchtungselemente sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Zudem sind elektrische Instrumente bekannt, beispielsweise aus US 2010/0198217 A1 und DE 100 21 529 A1 . Die bekannten Instrumente sind ausgebildet, Hochfrequenzenergie an wenigstens einer Elektrode an einem Applikator bereitzustellen.
Die existierenden Beleuchtungselemente und Instrumente bieten verschiedene Vorteile, jedoch sind weitere Verbesserungen wünschenswert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungselement zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System und/oder einem elektrochirurgischen Instrument sowie ein Instrument zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe anzugeben, welche gegenüber existierenden Beleuchtungselementen und Instrumenten verbessert sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Beleuchtungselement zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System und/oder einem elektrochirurgischen Instrument, umfassend eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht und ein Energieversorgungselement zur Versorgung der Lichtquelle mit elektrischer Energie, wobei das Energieversorgungselement ausgebildet ist, die elektrische Energie mittels induktiver Kopplung mit einem Strang des elektrochirurgischen Systems und/oder Instruments, welcher mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, bereitzustellen.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungselement beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass Verbesserungen erzielt werden können, wenn das Beleuchtungselement induktiv mit einem hochfrequenzsignalführenden Strang des elektrochirurgischen Instruments und/oder Systems gekoppelt wird.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Instrumenten sind für eine Beleuchtung und/oder Anzeige zusätzliche Energieversorgungs- und/oder Steuerleitungen vorgesehen, um die Beleuchtung oder Anzeige mit elektrischer Spannung bzw. elektrischem Strom und/oder Steuersignalen zu versorgen. Dabei ist eine Hardware und/oder Software an dem oder getrennt von dem Generator erforderlich, welche die gewünschten Signale für die Beleuchtungs- oder Anzeigefunktion bereitstellt. Zudem müssen Sicherheitsaspekte, wie einzuhaltende Isolationsstrecken, berücksichtigt werden.
Des Weiteren müssen die bisherigen beleuchteten Handinstrumente und Systeme an die jeweilige Hardware oder Software angepasst werden. Eine geräteunabhängige und/oder kostengünstige Instrumentenbeleuchtung ist im Stand der Technik nicht bekannt. Insofern ist eine Beleuchtung von Einweg-Instrumenten und Einweg-Systemen unwirtschaftlich und zudem nicht umweltverträglich.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein elektromagnetisches Wechselfeld in der Umgebung des Strangs entsteht, wenn der Strang mit einem Hochfrequenzsignal, welches eine Hochfrequenzenergie aufweist, beaufschlagt ist. Dieses elektromagnetische Wechselfeld wird erfindungsgemäß für die Versorgung der Lichtquelle mit elektrischer Energie genutzt. Die Energie des Hochfrequenzsignals wird sozusagen teilweise aus dem Strang ausgekoppelt. Die Lichtquelle kann sowohl zur Beleuchtung der Umgebung des Instruments und/oder Systems sowie zur Anzeige, dass ein Hochfrequenzsignal vorhanden ist, genutzt werden. Denn eine Auskopplung des Hochfrequenzsignals erfolgt nur dann, wenn der Strang mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist.
Zudem entstehen bei der erfindungsgemäßen Lösung lediglich geringe Materialkosten. Dadurch ist die Lösung auch für Einweginstrumente geeignet.
Für das Verständnis der Erfindung wird das erfindungsgemäße Beleuchtungselement im Folgenden in Bezug auf ein System mit einem Hochfrequenz-Generator und einem von dem Generator betriebenen elektrochirurgischen Instrument beschrieben. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen für elektrochirurgische Systeme beispielsweise aus kombiniertem Hochfrequenz- und Ultraschall-Generator anwendbar. Das elektrochirurgische Instrument umfasst vorzugsweise einen Applikator, an dem eine Elektrode zum Einbringen des Hochfrequenzsignals in das Gewebe eines Patienten angeordnet ist.
Das Hochfrequenzsignal kann gemäß der vorliegenden Erfindung für monopolare und/oder bipolare Anwendungen bereitgestellt werden.
Bei monopolaren Anwendungen weist das elektrochirurgische Instrument vorzugsweise eine (einzige) Elektrode auf, die mit einem der Ausgangskontakte, an welchem die Hochfrequenz-Energie bereitgestellt wird, verbunden ist. Gleichzeitig umfasst das System eine Patientenelektrode, die mit einem anderen der beiden Ausgangskontakte, an welchem Hochfrequenz-Energie bereitgestellt wird, verbunden ist. Während des Betriebs des elektrochirurgischen Instruments, wird die Elektrode mit dem zu behandelnden Gewebe in Kontakt gebracht. Die Patientenelektrode ist beispielsweise mit einem Abschnitt der Haut des Patienten verbunden. Auf diese Weise erzeugt die Hochfrequenz-Energie einen Strom der durch einen Teil des Körpers von der Elektrode zur Patientenelektrode hin- und zurückfließt.
Bei bipolaren Anwendungen weist das Instrument mindestens zwei Elektroden auf, wobei jede Elektrode mit einem der beiden Ausgangskontakte, an welchem das Hochfrequenzsignal bereitgestellt wird, verbunden ist. In einer solchen bipolaren Anwendung fließt der elektrische Strom durch das Gewebe, welches zwischen den beiden Elektroden des Instruments und in Kontakt mit diesen liegt. Die beiden Elektroden sind vorzugsweise in axialer Richtung entlang des Schafts beabstandet angeordnet.
Der Generator zum Betrieb des elektrochirurgischen Instruments umfasst bevorzugt einen Hochfrequenz-Generator zum Bereitstellen eines Hochfrequenzsignals an zwei Ausgangskontakten des Generators. Zusätzlich kann der Generator auch einen Ultraschallgenerator mit einer Erzeugungseinheit zum Bereitstellen eines Erregersignals aufweisen, mit dem ein Ultraschallwandler eine Ultraschallvibration des Applikators erzeugen kann. Für den Betrieb des elektrochirurgischen Instruments stellt der Generator an seinen Ausgangskontakten ein Betriebssignal zur Verfügung, welches von dem elektrochirurgischen Instrument verarbeitet wird. Die Übertragung des Betriebssignals an das Instrument erfolgt beispielsweise über eine Kabelverbindung des Instruments. Die Kabelverbindung umfasst vorzugsweise einen Stecker, welcher in die Ausgangskontakte eingesteckt werden kann. Das Betriebssignal umfasst vorzugsweise das Hochfrequenzsignal und weiter vorzugsweise das Erregersignal. Das Erregersignal wird mittels eines im Instrument vorhandenen Ultraschallwandlers in eine Ultraschallvibration des Applikators umgewandelt, die zur Behandlung des Gewebes eines Patienten verwendet werden kann.
Die Lichtquelle umfasst vorzugsweise eine Leuchtdiode und weiter vorzugsweise mehrere Lichtquellen und/oder mehrere Abschnitte einer Lichtquelle. Die Verwendung einer Leuchtdiode als Lichtquelle hat den Vorteil, dass bereits eine geringe Leistung (z.B. 5–10 Watt), die aus dem mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagten Strang ausgekoppelt wird, für eine ausreichende Beleuchtung und/oder Anzeige genügt. Hierbei ist das Aufleuchten der Diode abhängig von der Phase des Hochfrequenzsignals. D.h. die Leuchtdiode blinkt. Dieses Blinken ist aufgrund der hohen Frequenz des Hochfrequenzsignals von einem Anwender des Instruments und/oder System nicht wahrnehmbar.
Bevorzugt ist die Lichtquelle in Richtung des zu behandelnden Gewebes ausgerichtet. Weiter vorzugsweise dient die Lichtquelle zur Beleuchtung von Bereichen eines Operationsfelds, die zumindest teilweise gegenüber Licht von anderen Lichtquellen, die beispielsweise an der Decke des Operationsraumes befestigt ist, abgeschirmt sind (d.h. in einem Schattenbereich liegen).
Der Begriff „Strang“ des elektrochirurgischen Systems und/oder Instruments ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen als ein strom- und spannungsführendes leitfähiges Element. Dieses Element ist insbesondere dann mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt, wenn der Hochfrequenz-Generator aktiviert ist. Der Strang bildet vorzugsweise einen Teil des Systems, beispielsweise an dem Generator oder an dem Instrument. Weiter vorzugsweise bildet der Strang einen Teil des Instruments (und damit auch einen Teil des Systems), beispielsweise eine Leitung, welche das Hochfrequenzsignal zur Elektrode des Applikators führt. Der Strang kann weiter vorzugsweise eine Isolation umfassen, welche eine galvanische Trennung zwischen Beleuchtungselement und Strang schafft. Wie weiter unten näher beschrieben, kann der Strang eine Elektrode am elektrochirurgischen Instrument oder ein Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel umfassen.
Die „induktive Kopplung“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen als eine Kopplung, bei welcher strom- und spannungsführende Elemente des Beleuchtungselements, insbesondere das Energieversorgungselement, galvanisch getrennt von dem Strang des elektrochirurgischen Systems und/oder Instruments sind. D.h. ein elektrischer Strom fließt nicht unmittelbar zwischen Beleuchtungselement und dem mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagten Strang. Stattdessen wird eine aus dem Hochfrequenzsignal ausgekoppelte Energie ohne direkten Stromfluss an das Energieversorgungselement übertragen.
Das Energieversorgungselement ist erfindungsgemäß ausgebildet, die induktive Kopplung mit dem Strang herzustellen und die elektrische Energie an die Lichtquelle bereitzustellen. Der Begriff „Energieversorgungselement“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung folglich zu verstehen als ein Teil des Beleuchtungselements, welches mittels induktiver Kopplung eine elektrische Energie dem Strang entnimmt und an die Lichtquelle bereitstellt. Die elektrische Energie ist dabei als Hochfrequenzsignal im Strang vorhanden. Das Energieversorgungselement weist vorzugsweise eine Induktivität auf, welche mit einem Magnetfeld, welches von dem im Strang vorhandenen Hochfrequenzsignal erzeugt wird, wechselwirkt. Folglich wird bei der induktiven Kopplung das Prinzip der elektromagnetischen Induktion genutzt, wonach sich zwei oder mehrere benachbarte elektrische Stromkreise gegenseitig magnetisch beeinflussen.
Bevorzugt umfasst das Energieversorgungselement eine Isolation, welche eine galvanische Trennung zwischen Beleuchtungselement und Strang schafft. Die Isolation umfasst weiter vorzugsweise ein isolierendes Material, beispielsweise ein Elastomer, welches das Energieversorgungselement zumindest teilweise bedeckt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungselements sieht vor, dass das Energieversorgungselement mit einer Elektrode und/oder einer Zuleitung zu einer Elektrode des elektrochirurgischen Instruments induktiv koppelbar ausgebildet ist. Diese Ausgestaltungsform eignet sich für monopolare sowie für bipolare Anwendungen.
Bei monopolaren Anwendungen, bei denen das Instrument bzw. der Applikator des Instruments vorzugsweise eine einzige Elektrode aufweist, ist die Elektrode vorzugsweise an einem stab- oder schaftförmigen distalen Ende des Applikators ausgebildet. Weiter vorzugsweise bildet die Elektrode selbst ein stab- oder schaftförmiges distales Ende des Instruments bzw. Applikators. Das Beleuchtungselement wird dabei induktiv mit der Elektrode gekoppelt, beispielsweise indem es auf die Elektrode aufgeschoben wird, wie weiter unten näher beschrieben.
Bei bipolaren Anwendungen, bei denen das Instrument bzw. der Applikator des Instruments vorzugsweise zwei Elektroden aufweist, sind die Elektroden häufig in Längserstreckungsrichtung des Instruments bzw. Applikators beabstandet voneinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Elektroden entlang eines stab- oder schaftförmigen Applikators beabstandet voneinander angeordnet. Eine der beiden Elektroden liegt dabei näher an einem distalen Ende des Applikators als die andere Elektrode. Bevorzugt wird das Beleuchtungselement hierbei mit der Elektrode induktiv gekoppelt, welche näher am distalen Ende des Applikators liegt.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltungform liegt darin, dass das Beleuchtungselement insbesondere zum Ausleuchten eines zu behandelnden Gewebes genutzt werden kann. Hierzu ist die Lichtquelle insbesondere ausgebildet, Licht in Richtung des zu behandelnden Gewebes zu emittieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Energieversorgungselement mit einem Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel des elektrochirurgischen Systems und/oder des Instruments induktiv koppelbar ausgebildet. Diese Ausgestaltungform eignet sich für monopolare Anwendungen, bei denen das Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel zur Übertragung eines Wechselstroms, der mittels des Hochfrequenzgenerators bereitgestellt wird, dient. Ein weiteres Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel dient dabei vorzugsweise zur Übertragung des Wechselstroms an eine Patientenelektrode. Zudem eignet sich die Ausgestaltungsform für bipolare Anwendungen, wenn ein bipolares Hochfrequenzsignal mit einem ersten und zweiten Übertragungskabel an eine erste und zweite Elektrode des Instruments übertragen wird. Vorzugsweise wird das Beleuchtungselement dabei mit dem ersten oder zweiten Übertragungskabel gekoppelt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungsform dient das Beleuchtungselement vorzugsweise zur Beleuchtung der Umgebung des elektrochirurgischen Instruments und/oder Systems. Weiter vorzugsweise dient das Beleuchtungselement zur Anzeige, ob ein Hochfrequenzsignal durch das Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel übertragen wird, d.h. das Beleuchtungselement leuchtet, wenn das Hochfrequenzsignal übertragen wird, und leuchtet nicht, wenn kein Hochfrequenzsignal übertragen wird. Das Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel bildet vorzugsweise einen Teil des Instruments, zumindest jedoch einen Teil des Systems.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungselement weist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform eine ringförmige Öffnung zur Aufnahme des Strangs auf, vorzugsweise zur Aufnahme der Elektrode des elektrochirurgischen Instruments und/oder zur Aufnahme des Hochfrequenzsignal-Übertragungskabels. Diese Ausgestaltungform stellt eine konstruktiv besonders einfache Lösung dar. Zudem liegt ein Vorteil bei dieser Ausgestaltungform darin, dass bisherige Instrumente und Systeme keiner oder lediglich einer geringen Anpassung bedürfen. Denn sowohl Elektroden, Applikatoren sowie Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel weisen in der Regel einen zumindest abschnittsweise kreisförmigen Querschnitt auf. Folglich weist die Öffnung des Beleuchtungselements bevorzugt eine Abmessung auf, welche eine passende Aufnahme der Elektrode, des Applikators und/oder des Übertragungskabels ermöglicht. Dies erhöht die Akzeptanz bei einem etwaigen Nachrüsten vorhandener Instrumente und Systeme mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungselement.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ist das erfindungsgemäße Beleuchtungselement ausgebildet, zur induktiven Kopplung auf den Strang des elektrochirurgischen Systems und/oder Instruments geführt zu werden. Damit wird eine besonders einfach handhabbare Lösung geschaffen, bei der das erfindungsgemäße System oder Instrument, beispielsweise bei einem Nachrüsten, durch Führen des Beleuchtungselements auf die Elektrode oder das Übertragungskabel mit dem Strang gekoppelt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungselements umfasst das Energieversorgungselement einen Transformator. Dies stellt eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungsform dar, mittels der eine induktive Kopplung zwischen Beleuchtungselement und Strang erzielt wird. Vorzugsweise umfasst der Transformator des Energieversorgungselements eine Induktivität, welche in elektromagnetische Wechselwirkung mit dem Strang tritt, wenn das Beleuchtungselement in die Umgebung des Strangs gebracht wird.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung sieht vor, dass der Transformator eine den Strang umgebende Spule umfasst. Die Spule wird vorzugsweise von einem mehrere Wicklungen umfassenden Draht gebildet. Weiter vorzugsweise umgeben die Wicklungen einen Spulenkern, wie weiter unten näher beschrieben. Der Begriff „Spulenkern“ ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl abstrakt als ein Bereich der Spule, welcher von den Wicklungen umgeben ist, als auch physikalisch als ein Spulenkernmaterial, welches von den Wicklungen umgeben ist, zu verstehen. Der Spulenkern besteht vorzugsweise aus einem festen Material. Weiter vorzugsweise umfasst der Kern Ferit, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder andere magnetische Materialien oder besteht aus diesen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Fortbildung umgibt ein Spulenkern den Strang zumindest teilweise, insbesondere orthogonal zur Stromflussrichtung im Strang. Die Spule umfasst mehrere Wicklungen, die den Spulenkern umgeben. Der Spulenkern umgibt fortbildungsgemäß den Strang. Weiter vorzugsweise ist der Spulenkern zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildet. Ferner vorzugsweise ist der Spulenkern ringförmig mit zwei freien Enden (d.h. nicht geschlossen) ausgebildet. Noch weiter vorzugsweise nimmt die Spule die Form einer Ringkerndrossel ein.
Der Spulenkern, welcher den Strang orthogonal zur Stromflussrichtung umgibt, ist vorzugsweise ausgebildet, den Strang orthogonal zur Längserstreckungsrichtung zu umgeben, vorzugsweise in einer den Strang umgebenden Ringbahn. Dies ist besonders zweckmäßig, da der Strom in der Regel in Längserstreckungsrichtung des Strangs fließt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungselements umfasst die Lichtquelle eine Leuchtdiode, welcher ein elektrischer Widerstand vorgeschaltet ist. Der Widerstand schafft einen Schutz für die Leuchtdiode, welcher eine Beschädigung der Leuchtdiode bei hohen Leistungen des Hochfrequenzsignals verhindert und folglich zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Leuchtdiode führt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungselements weist einen Energiespeicher zum Speichern und Bereitstellen von elektrischer Energie auf, wobei das Energieversorgungselement ausgebildet ist, den Energiespeicher zu laden. Der Energiespeicher wird vorzugsweise dann mit elektrischer Energie geladen, wenn das Energieversorgungselement mit dem Strang gekoppelt ist, jedoch ein Leuchten der Lichtquelle nicht gewünscht ist. Das Energieversorgungselement koppelt also elektrische Energie aus dem im Strang geführten Hochfrequenzsignal und stellt diese dem Energiespeicher zur Verfügung. Die gespeicherte Energie kann für einen Betrieb (Leuchten) des Beleuchtungselements genutzt werden, beispielsweise auch in Phasen, während der Strang nicht mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, beispielsweise während der Hochfrequenzgenerator nicht aktiv ist. Der Energiespeicher umfasst vorzugsweise einen Kondensator oder besteht aus diesem.
Weiter vorzugsweise umfasst das Beleuchtungselement ein Betätigungselement, mittels dessen die Entladung des Energiespeichers unter Bereitstellung der gespeicherten elektrischen Energie an die Lichtquelle aktiviert wird, wenn das Betätigungselement von einem Anwender betätigt wird. Das Betätigungselement kann weiter bevorzugt zur Aktivierung eines Ladens des Energiespeichers dienen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Beleuchtungselement eine erste Leuchtdiode und eine zweite Leuchtdiode, welchen ein elektrischer Widerstand vorgeschaltet ist, wobei die erste Leuchtdiode und die zweite Leuchtdiode antiparallel zueinander geschaltet sind. Diese Anordnung von zwei antiparallel zueinander geschalteten Leuchtdioden bewirkt einerseits einen zusätzlichen Schutz der Leuchtdioden, da die beiden Leuchtdioden sich jeweils gegenseitig vor einer zu hohen Leistung durch das Hochfrequenzsignal bewahren. Hierbei verwendet die erste Leuchtdiode vorzugsweise eine erste Halbwelle der Phase des Hochfrequenzsignals zur Versorgung und die zweite Leuchtdiode verwendet vorzugsweise eine entsprechende zweite Halbwelle der Phase. Zusätzlich wird hierdurch eine höhere Leuchtkraft des Beleuchtungselements bewirkt, da hier zwei statt einer Leuchtdiode Licht abgeben, die Lichtquelle hat daher die doppelte Leuchtkraft. Da das Hochfrequenzsignal eine sehr hohe Frequenz aufweist, kann das menschliche Auge weiterhin kein Blinken der Leuchtdioden wahrnehmen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungselements ist die Lichtquelle ausgebildet, eine Leistung des Hochfrequenzsignals anzuzeigen. Die Leistungsanzeige erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Lichtquelle leuchtet, wenn der Strang mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, und nicht leuchtet, wenn der Strang nicht mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, beispielsweise wenn der Generator nicht aktiv ist. Weiter vorzugsweise erfolgt die Leistungsanzeige dadurch, dass die Lichtquelle bei hohen Leistungen hell leuchtet und bei geringen Leistungen dunkel leuchtet. Dieser Ausgestaltungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für Anwender eine eindeutige Information hilfreich sein kann, ob der Strang tatsächlich mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist und das elektrochirurgische Instrument tatsächlich seine Funktion erfüllt (nämlich das Einbringen des Hochfrequenzsignals in das zu behandelnde Gewebe).
Gemäß einer bevorzugten Fortbildung ist die Lichtquelle ausgebildet, die Leistung des Hochfrequenzsignals in Form eines Leuchtsignals anzuzeigen. Das Leuchtsignal umfasst vorzugsweise unterschiedliche Helligkeiten, unterschiedliche Leuchtintervalle, unterschiedliche Leuchtfarben und/oder unterschiedliche Leuchtformen der Lichtquelle. Beispielsweise kann eine hohe Leistung des Hochfrequenzsignals durch Blinken der Lichtquelle in hoher Frequenz und eine geringe Leistung des Hochfrequenzsignals durch Blinken der Lichtquelle in geringer Frequenz angezeigt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein elektrochirurgisches Instrument zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe, umfassend einen mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagten Strang und ein Beleuchtungselement der vorstehend beschriebenen Art.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform des elektrochirurgischen Instruments ist das Energieversorgungselement mit einer Elektrode und/oder mit einem Hochfrequenz-Übertragungskabel des Instruments induktiv koppelbar.
Das erfindungsgemäße Instrument und seine Fortbildungen weisen Merkmale auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungselement zur Verwendung in dem elektrochirurgischen Instrument und seinen Fortbildungen verwendet zu werden. Zu den Vorteilen, Ausgestaltungsvarianten und Ausführungsdetails des Instruments und seinen Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen des Beleuchtungselements verwiesen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figur beschrieben. Es zeigen:
1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungselements und eines elektrochirurgischen Instruments in einer schematischen Darstellung,
2: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungselements und eines elektrochirurgischen Systems in einer schematischen Darstellung,
3: das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des Beleuchtungselements in einer Draufsicht,
4: das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht mit einem elektrochirurgischen Instrument,
5: eine Explosionsdarstellung des in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels,
6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungselements in einer schematischen Darstellung, und
7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungselements in einer schematischen Darstellung.
1 zeigt ein Beleuchtungselement 1 in einer schematischen Darstellung als Schaltkreis mit mehreren Schaltsymbolen. Das Beleuchtungselement 1 weist eine Lichtquelle 30 in Form einer Leuchtdiode 35, einen mit der Lichtquelle 30 in Reihe geschalteten elektrischen Widerstand 37 sowie ein Energieversorgungselement 40 auf.
Zudem zeigt 1 ein elektrochirurgisches Instrument 20, welches einen Handgriff 22 sowie einen Applikator 24 aufweist. Der Applikator 24 umfasst eine Elektrode 60, die einen Strang 50 bildet, welcher mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt werden kann. Das elektrochirurgische Instrument 20 wird mit dem Hochfrequenzsignal über ein Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 versorgt. Das Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 bildet ebenfalls einen Strang 50, welcher mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt werden kann.
Zur Beaufschlagung der Elektrode 60 mit dem Hochfrequenzsignal kann ein Anwender ein Betätigungselement 26 des elektrochirurgischen Instruments 20 betätigen. Während die Elektrode 60 mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, fließt ein elektrischer Strom in einer Stromflussrichtung 52 durch die Elektrode 60.
Das Energieversorgungselement 40 umfasst einen Transformator 45 mit einer Spule 47, welche die Elektrode 60 mit einem ringförmigen Spulenkern 80 umgibt. Während die Elektrode 60 mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, wird ein elektromagnetisches Feld in der Umgebung der Elektrode 60 erzeugt. Dieses elektromagnetische Feld wechselwirkt mit einem elektromagnetischen Feld in der Spule 47 derart, dass ein elektromagnetischer Wechselstrom in dem Schaltkreis des Beleuchtungselements 1 erzeugt wird.
Wenn dieser elektromagnetische Wechselstrom im Beleuchtungselement 1 eine Richtung aufweist, die mit der Leuchtdiode 35 gleichgerichtet ist, emittiert die Leuchtdiode 35 Licht.
Mit anderen Worten, durch die Spule 47, welche die Elektrode 60 umgibt, wird das Energieversorgungselement 40 und folglich das Beleuchtungselement 1 mit dem Strang 50 induktiv gekoppelt. Wenn der Strang 50 mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, stellt das Energieversorgungselement 40 eine elektrische Energie an die Lichtquelle 30 zur Verfügung.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungselements 1 in einem elektrochirurgischen System 10. Das elektrochirurgische System 10 umfasst ein elektrochirurgisches Instrument 20 und einen Hochfrequenz-Generator 12. Der Hochfrequenz-Generator 12 ist ausgebildet, ein Hochfrequenzsignal an zwei Ausgangskontakten 14 und 16 bereitzustellen. Das elektrochirurgische Instrument 20 ist mittels eines Hochfrequenzsignal-Übertragungskabels 70 mit dem Ausgangskontakt 14 verbunden. Ein weiteres Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 stellt eine Verbindung zwischen dem Ausgangskontakt 16 und einer Patientenelektrode (nicht gezeigt) her. In dem mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagten Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 fließt ein elektromagnetischer Strom in einer Stromflussrichtung 52. Das Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 bildet einen Strang 50, welcher mit dem Energieversorgungselement 40 induktiv gekoppelt ist. Dazu umfasst das Energieversorgungselement 40 einen Transformator 45 mit einer Spule 47. Ein Spulenkern 80 umgibt den Strang 50 derart, dass ein elektromagnetischer Wechselstrom in einem Stromkreis des Beleuchtungselements 1 erzeugt wird, wenn der Strang 50 mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist. Der elektromagnetische Wechselstrom im Beleuchtungselement 1 führt zu einer Emission von Licht von der Lichtquelle 30, wenn der Strom in einer Gleichrichtung mit der Leuchtdiode 35 fließt. Ein Widerstand 37 ist in Reihe mit der Leuchtdiode 35 geschaltet.
Die 3–5 zeigen das in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beleuchtungselements 1 mit einem elektrochirurgischen Instrument 20. 3 zeigt das Beleuchtungselement 1 in einer Draufsicht. Das Beleuchtungselement 1 umfasst eine Lichtquelle 30 in Form einer Leuchtdiode 35. Ein Energieversorgungselement 40 umfasst einen Transformator 45 mit einer Spule 47, die einen Spulenkern 80 aufweist. Der Spulenkern 80 ist ringförmig ausgebildet. Das Beleuchtungselement 1 weist eine ringförmige Öffnung 5 auf, die ausgebildet ist, einen Strang 50 (nicht gezeigt in 3) aufzunehmen.
4 zeigt das in 3 gezeigte Beleuchtungselement 1 in einer perspektivischen Ansicht mit einem elektrochirurgischen Instrument 20. 5 zeigt dasselbe Beleuchtungselement 1 und elektrochirurgische Instrument 20 in einer Explosionsdarstellung. Das Beleuchtungselement 1 ist auf eine Elektrode 60, die einen Strang 50 bildet, aufgeführt. Der Strang 50 ist zumindest zeitweise mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt, während ein elektromagnetischer Wechselstrom in Stromflussrichtung 52 in dem Strang 50 fließt. In dieser Phase wird ein elektromagnetisches Feld in der Umgebung des Strangs 50 erzeugt. Dieses Feld wechselwirkt mit dem Spulenkern 80 derart, dass ein elektromagnetischer Wechselstrom die Lichtquelle 30 mit elektrischer Energie versorgt.
Eine die Elektrode 60 teilweise umgebende Isolation 54 schafft eine galvanische Trennung zwischen dem Beleuchtungselement 1 und dem Strang 50. Die Isolation 54 umfasst vorzugsweise ein Polymer-Material, insbesondere ein Elastomer. Während das elektrochirurgische Instrument 20 über ein Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel 70 mit dem Hochfrequenzsignal versorgt wird, emittiert die Lichtquelle 30, welches von einer Leuchtdiode 35 gebildet wird, Licht. Eine Beaufschlagung der Elektrode 60 mit dem Hochfrequenzsignal kann mittels eines Betätigungselements 26 aktiviert und/oder deaktiviert werden.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungselements 101. Das in 6 gezeigte Beleuchtungselement 101 ist ähnlich zu dem in den 1–5 gezeigten Beleuchtungselement 1 ausgebildet. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das Beleuchtungselement 101 weist eine Lichtquelle 30, einen relativ zur Lichtquelle 30 in Reihe geschalteten Widerstand 37 sowie ein Energieversorgungselement 40 auf. Zudem umfasst das Beleuchtungselement 101 einen Energiespeicher 90, welcher aus einem Kondensator 92 und einem Gleichrichter 94 besteht. Der Energiespeicher 90 ist parallel zur Lichtquelle 30 und Widerstand 37 geschaltet.
Ein Schalter 96 ist schließbar, um das Energieversorgungselement in einem geschlossenen Stromkreis mit dem Energiespeicher 90 und/oder der Lichtquelle 30 zu verbinden. Zudem ist ein Schalter 98 schließbar, um die Lichtquelle 30 in einem geschlossenen Stromkreis mit dem Energieversorgungselement 40 (wenn Schalter 96 geschlossen ist) und/oder dem Energiespeicher 90 zu verbinden.
Auf diese Weise kann die Lichtquelle 30 direkt über das Energieversorgungselement 40 mit elektrischer Energie versorgt werden, während die Schalter 96 und 98 geschlossen sind und das Energieversorgungselement 40 mit einem Strang, welcher mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, induktiv gekoppelt ist. Während das Energieversorgungselement 40 nicht mit einem Strang induktiv gekoppelt ist, kann die Lichtquelle 30 über den Energiespeicher 90 mit elektrischer Energie versorgt werden. Dazu muss der Schalter 96 geöffnet und der Schalter 98 geschlossen sein.
Während das Energieversorgungselement 40 mit dem Strang induktiv gekoppelt, der Strang mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt sowie der Schalter 96 geschlossen und der Schalter 98 offen ist, wird der Kondensator 92 geladen. Der Gleichrichter 94 verhindert dabei, dass der Stromkreis, welches aus dem Kondensator 92 und dem Energieversorgungselement 40 mit Spule 47 besteht, lediglich als Schwingkreis agiert.
7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungselements 1001. Das in 7 gezeigte Beleuchtungselement 1001 ist ebenfalls ähnlich zu dem den 1–5 gezeigten Beleuchtungselement 1 ausgebildet. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das Beleuchtungselement 1001 weist ein Energieversorgungselement 40 und einen Widerstand 37 auf. Der Widerstand 37 ist relativ zu einer Lichtquelle 30 in Reihe geschaltet. Die Lichtquelle 30 umfasst eine erste Leuchtdiode 35 und eine zweite Leuchtdiode 36, die antiparallel zueinander geschaltet sind. Wenn nun der Strang 50 mit dem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, stellt das Energieversorgungselement 40 eine elektrische Energie an die Lichtquelle 30 zur Verfügung und zwar derart, dass die erste Halbwelle der Phase des Hochfrequenzsignals die erste Leuchtdiode 35 versorgt und die zweite Halbwelle der Phase des Hochfrequenzsignals die zweite Leuchtdiode 36 versorgt. In dieser Anordnung wird das Licht der Lichtquelle 30 somit durch zwei Leuchtdioden bereitgestellt, die Lichtquelle hat daher die doppelte Leuchtkraft.
Bezugszeichenliste

1, 101, 1001: Beleuchtungselement
5: Öffnung
10: System
12: Hochfrequenz-Generator
14, 16: Ausgangskontakte
20: Instrument
22: Handgriff
24: Applikator
26: Betätigungselement
30: Lichtquelle
35: Leuchtdiode
36: Leuchtdiode
37: Widerstand
40: Energieversorgungselement
45: Transformator
47: Spule
50: Strang
52: Stromflussrichtung
54: Isolation
60: Elektrode
70: Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel
80: Spulenkern
90: Energiespeicher
92: Kondensator
94: Gleichrichter
96, 98: Schalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010/0198217 A1 [0002]
DE 10021529 A1 [0002]

Claims

Beleuchtungselement zur Verwendung in einem elektrochirurgischen System (10) und/oder einem elektrochirurgischen Instrument (20), umfassend eine Lichtquelle (30) zum Emittieren von Licht und ein Energieversorgungselement (40) zur Versorgung der Lichtquelle (30) mit elektrischer Energie, wobei das Energieversorgungselement (40) ausgebildet ist, die elektrische Energie mittels induktiver Kopplung mit einem Strang (50) des elektrochirurgischen Systems (10) und/oder Instruments (20), welcher mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt ist, bereitzustellen.
Beleuchtungselement nach Anspruch 1, wobei das Energieversorgungselement (40) mit einer Elektrode (60) und/oder einer Zuleitung zu einer Elektrode (60) des elektrochirurgischen Instruments (20) induktiv koppelbar ausgebildet ist.
Beleuchtungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Energieversorgungselement (40) mit einem Hochfrequenzsignal-Übertragungskabel (70) des elektrochirurgischen Systems (10) und/oder des Instruments (20) induktiv koppelbar ausgebildet ist.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, welches eine ringförmige Öffnung (5) zur Aufnahme des Strangs (50), vorzugsweise – der Elektrode (60) des elektrochirurgischen Instruments (20) und/oder – des Hochfrequenzsignal-Übertragungskabels (70) aufweist.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, welches ausgebildet ist, zur induktiven Kopplung auf den Strang (50) des elektrochirurgischen Systems (10) und/oder Instruments (20) geführt zu werden.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Energieversorgungselement (40) einen Transformator (45) umfasst.
Beleuchtungselement nach Anspruch 6, wobei der Transformator (45) eine den Strang (50) umgebende Spule (47) umfasst.
Beleuchtungselement nach Anspruch 7, wobei ein Spulenkern (80) den Strang (50) zumindest teilweise, insbesondere orthogonal zur Stromflussrichtung (52) im Strang (50), umgibt.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (30) eine Leuchtdiode (35) umfasst, welcher ein elektrischer Widerstand (37) vorgeschaltet ist.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, welches einen Energiespeicher (90) zum Speichern und Bereitstellen von elektrischer Energie aufweist, wobei das Energieversorgungselement (40) ausgebildet ist, den Energiespeicher (90) zu füllen.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle eine erste Leuchtdiode (35), und eine zweite Leuchtdiode (36) umfasst, welchen ein elektrischer Widerstand vorgeschaltet ist, wobei die erste Leuchtdiode (35) und die zweite Leuchtdiode (36) antiparallel zueinander geschaltet sind.
Beleuchtungselement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (30) ausgebildet ist, eine Leistung des Hochfrequenzsignals anzuzeigen.
Elektrochirurgisches Instrument zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe, umfassend: – einen mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagten Strang (50) und – ein Beleuchtungselement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.