DE102015204127A1 - Elektrochirurgie-Generator - Google Patents

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DE102015204127A1
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Ilja Aßmus
Stefan SCHIDDEL
Andreas Karrasch
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Olympus Winter and Ibe GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrochirurgie-Generator, der eine Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit und einen mit dieser verbundenen Schwingkreis aufweist. Der Schwingkreis besitzt einen Ausgangstransformator, dessen Primärwicklung Teil des Schwingkreises ist und dessen Sekundärwicklung mit Anschlüssen für ein Elektrochirurgie-Instrument verbunden ist. Der Schwingkreis ist außerdem mit einer Ansteuerschaltung verbunden, die ausgebildet ist, periodisch Ansteuerimpulse zum Anregen des Schwingkreises mit dessen Resonanzfrequenz anzugeben. Die Ansteuerschaltung umfasst eine Synchronisationseinheit, die mit dem Schwingkreis verbunden ist, wenigstens einen Steigungsdetektor umfasst und ausgebildet ist, Ansteuerimpulse mit einem Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu synchronisieren. Dabei ist die Synchronisationseinheit ausgebildet, einen jeweiligen Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis mittels des Steigungsdetektors zu ermitteln. Der Steigungsdetektor ist dabei ausgebildet, einen Wechsel der Steigungsrichtung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu detektieren und ein Synchronisationssignal auszugeben, das die Ansteuerschaltung veranlasst, einen Ansteuerimpuls für den Schwingkreis auszulösen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektrochirurgie-Generator an dem ein Elektrochirurgie-Instrument angeschlossen werden kann oder angeschlossen ist.
  • Derartige Elektrochirurgie-Generatoren weisen typischerweise einen Schwingkreis und einen Ausgangstransformator auf sowie eine Gleichstromversorgungseinheit, um den Schwingkreis zu speisen. Dabei kommt es darauf an, dass der Schwingkreis derart getaktet mit Gleichstromimpulsen gespeist wird, dass das Einspeisen der Gleichstromimpulse synchron zum Spannungsverlauf der Spannungen im Schwingkreis erfolgt. Typischerweise werden die Gleichstromimpulse mit einer festen Frequenz erzeugt und in den Schwingkreis eingespeist. Diese Frequenz sollte dabei der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bei einer vorgegebenen Last entsprechen. Deshalb müssen eine derartige Gleichstromversorgungseinheit und der Schwingkreis ggf. manuell aufeinander abgestimmt und unter Umständen später auch nachgestimmt werden.
  • Selbst bei genauer Abstimmung kann die Anregungsfrequenz nur mit der Resonanzfrequenz übereinstimmen, wenn die tatsächliche Last der vorgegebenen Last entspricht, da sich die Resonanzfrequenz des Schwingkreises bei Änderung der Last ebenfalls ändert.
  • Dies führt dazu, dass bei Änderung der Last die Anregungsfrequenz nicht mehr der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht. Dies kann zu Leistungsverlusten und Verzerrungen des Signalverlaufs führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektrochirurgie-Generator zu schaffen, der eine Synchronisation von Gleichstromimpulsen als Steuerimpulse zum Anregen des Schwingkreises mit dessen Resonanzfrequenz verwirklicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Elektrochirurgie-Generator gelöst, der eine Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit und einen mit dieser verbundenen Schwingkreis aufweist. Der Schwingkreis besitzt einen Ausgangstransformator, dessen Primärwicklung Teil des Schwingkreises ist und dessen Sekundärwicklung mit Anschlüssen für ein Elektrochirurgie-Instrument verbunden ist. Der Schwingkreis ist außerdem mit einer Ansteuerschaltung verbunden, die ausgebildet ist, periodisch Ansteuerimpulse zum Anregen des Schwingkreises mit dessen Resonanzfrequenz anzugeben. Erfindungsgemäß umfasst die Ansteuerschaltung eine Synchronisationseinheit, die mit dem Schwingkreis verbunden ist, wenigstens einen Steigungsdetektor umfasst und ausgebildet ist, Ansteuerimpulse mit einem Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu synchronisieren. Dabei ist die Synchronisationseinheit ausgebildet, einen jeweiligen Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis mittels des Steigungsdetektors zu ermitteln. Der Steigungsdetektor ist dabei ausgebildet, einen Wechsel der Steigungsrichtung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu detektieren und ein Synchronisationssignal auszugeben, das die Ansteuerschaltung veranlasst, einen Ansteuerimpuls für den Schwingkreis auszulösen.
  • Ein derartiger Elektrochirurgie-Generator macht ein manuelles Abstimmen der Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit auf den Schwingkreis überflüssig, weil die Abgabe der Ansteuerimpulse durch die Synchronisationseinheit automatisch mit dem Spannungsverlauf der Spannungen im Schwingkreis synchronisiert wird.
  • Vorzugsweise weist der Steigungsdetektor eine Differenzierschaltung auf, die ausgebildet ist, ein Ableitungssignal zu generieren, dass der Ableitung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis entspricht. Die Differenzierschaltung ist vorzugsweise mit einem Nulldurchgangsdetektor verbunden, der ausgebildet ist, einen jeweiligen Nulldurchgang des Ableitungssignals zu detektieren und daraufhin das Synchronisationssignal auszulösen. Ein Nulldurchgang des Ableitungssignals entspricht einem Wechsel der Steigungsrichtung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis, so dass das von dem Nulldurchgangsdetektor erzeugte Synchronisationssignal regelmäßig auf das Erkennen eines Umkehrpunkts des Spannungsverlaufs der Spannungen im Schwingkreis hin erfolgt.
  • Weiterhin ist der Steigungsdetektor vorzugsweise ausgebildet, den Spannungsverlauf der Frequenz im Schwingkreis mit einer festen Abtastrate, die ein Mehrfaches der Frequenz des Spannungsverlaufes der Spannung im Schwingkreis beträgt, abzutasten und aufeinanderfolgende, abgetastete Spannungswerte miteinander zu vergleichen. Hierbei ist der Steigungsdetektor vorzugsweise ausgebildet, den Vergleich der jeweiligen aufeinanderfolgenden, abgetasteten Spannungswerte durch Differenzbildung durchzuführen und bei einem Wechsel des Vorzeichens der Differenz das Synchronisationssignal auszulösen.
  • Besonders bevorzugt ist ein Elektrochirurgie-Generator, bei dem der Steigungsdetektor einen Schwingungsdurchgangsdetektor umfasst, der ausgebildet ist, einen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu detektieren.
  • Bei einem derartigen Elektrochirurgie-Generator ist die Synchronisationseinheit vorzugsweise ausgebildet, einen jeweiligen Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannungen im Schwingkreis mittels des Schwingungsnulldurchgangsdetektors und des Steigungsdetektors zu ermitteln und das Synchronisationssignal auszugeben.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante, bei der der Steigungsdetektor dazu ausgebildet ist, den Spannungsverlauf der Spannung im Schwingkreis mit einer Abtastrate abzutasten, ist es bevorzugt, wenn die Synchronisationseinheit ausgebildet ist, bei einem Wechsel des Vorzeichens der Differenz der aufeinanderfolgenden, abgetasteten Spannungswerte nach einem zuvor durch den Schwingungsnulldurchgangsdetektor detektierten Nulldurchgang das Synchronisationssignal auszulösen.
  • Vorzugsweise weist die Differenzierschaltung einen Differenzverstärker auf, der mittels eine RC-Glieds als Differenzierglied beschaltet ist und dem als Eingangssignal die Spannung u im Schwingkreis zugeführt wird und der als Ausgangssignal das Ableitungssignal liefert
  • Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden. Von diesem zeigt:
  • 1 einige wesentliche Komponenten eines erfindungsgemäßen Elektrochirurgie-Generators;
  • 2 einige wesentliche Komponenten einer alternativen Variante eines erfindungsgemäßen Elektrochirurgie-Generators;
  • 3 eine Illustration einer den Spannungsverlauf der Spannungen im Schwingkreis repräsentierenden Schwingung und darin eingezeichnet, die Synchronisationszeitpunkte für die Ansteuerimpulse;
  • 4 ein Flussdiagramm zur Illustration einer möglichen Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Synchronisationseinheit für einen erfindungsgemäßen Elektrochirurgie-Generator;
  • 5 eine Illustration zur Erläuterung des Vergleichs jeweils aufeinanderfolgender, abgetasteter Spannungswerte;
  • 6 einen Ausschnitt eines Spannungsverlaufs und einer Illustration unterschiedlicher Steigungen desselben;
  • 7 Bestandteile einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Synchronisationseinheit zum Bestimmen einer jeweiligen Steigung des Spannungsverlaufs durch Differenzbildung von Abtastwerten;
  • 8 eine Illustration eines Differenziergliedes für eine Differenzierschaltung als Teil eines Steigungsdetektors für eine erfindungsgemäße Synchronisationseinheit;
  • 9 eine schematische Darstellung der Hauptkomponenten einer ersten Variante einer Synchronisationseinheit; und
  • 10 eine schematische Darstellung der wichtigsten Komponenten einer zweiten Variante der Synchronisationseinheit.
  • 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines Elektrochirurgie-Generators 10 mit zwei Anschlüssen 12 und 14, an die ein Elektrochirurgie-Instrument angeschlossen werden kann oder auch dauerhaft angeschlossen sein kann. Der Elektrochirurgie-Generator 10 ist ausgebildet, an den Anschlüssen 12 und 14 eine hochfrequente Wechselspannung bereitzustellen, die beispielsweise zur Koagulation, Ablation oder zum elektrochirurgischen Schneiden von Körpergewebe geeignet ist.
  • Der Elektrochirurgie-Generator 10 umfasst eine Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit 16, einen Schwingkreis 18 und einen Ausgangstransformator 20. Der Ausgangstransformator weist eine Primärwicklung 22 und eine Sekundärwicklung 24 auf. Die Primärwicklung 22 bildet zusammen mit einem Kondensator 26 den Schwingkreis 18. Somit ist die Primärwicklung 22 des Ausgangstransformators 20 gleichzeitig eine Spule im Schwingkreis 18. Die Anschlüsse 12 und 14 sind mit der Sekundärwicklung 24 des Ausgangstransformators 20 verbunden. Die Sekundärwicklung 24 kann unter Umständen mehrere Abgriffe haben, so dass die Anschlüsse 12 und/oder 14 unter Umständen mittels eines Schalters oder einer Schaltmatrix mit jeweils geeigneten Abgriffen an der Sekundärwicklung 24 verbunden werden können, um unterschiedliche Ausgangsspannungen bereitzustellen.
  • Außerdem weist der Elektrochirurgie-Generator 10 eine Ansteuerschaltung 30 auf, die mit der Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit 16 und dem Schwingkreis 18 verbunden ist und dazu ausgebildet ist, periodisch Ansteuerimpulse zum Anregen des Schwingkreises 18 mit dessen Resonanzfrequenz auszugeben. Dazu weist die Ansteuerschaltung 30 einen Schalter 32 auf, der durch ein beliebiges geeignetes elektrisches Bauelement, beispielsweise einen Transistor, realisiert sein kann. Um dem Schalter 32 synchron zum Spannungsverlauf der Spannung im Schwingkreis anzusteuern, ist eine Synchronisationseinheit 34 vorgesehen, die mit dem Schwingkreis 18 verbunden ist, um die Spannung u im Schwingkreis 18 abzugreifen und in Abhängigkeit des Spannungsverlaufs dieser Spannung u ein Synchronisationssignal sync zu generieren und auszugeben und mit diesem Synchronisationssignal sync den Schalter 32 so anzusteuern, dass er durch das Synchronisationssignal sync angesteuert schließt und so einen jeweiligen Ansteuerimpuls in den Schwingkreis 18 einspeist.
  • 2 zeigt eine alternative Variante eines Elektrochirurgie-Generators 10‘, der sich von dem Elektrochirurgie-Generator 10 aus 1 dadurch unterscheidet, dass der Schwingkreis 18‘ neben einem Kondensator 26 eine Schwingkreisspule 28 aufweist, die im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Primärwicklung 22 des Ausgangstransformators 20 in Serie geschaltet ist, so dass die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 18‘ von der Schwingkreisspule 28, der Primärwicklung 22 und der Kapazität (dem Kondensator) 26 bestimmt ist. Bis auf Details der Masseführung ist der Aufbau des ElektrochirurgieGenerators 10‘ im Übrigen ähnlich zum Aufbau des Elektrochirurgie-Generators 10 aus 1.
  • Idealerweise werden die Ansteuerimpulse synchron zu einem jeweiligen positiven oder negativen Maximum der Wechselspannung in dem Schwingkreis 18 ausgelöst. In einem jeweiligen positiven oder negativen Maximum der Wechselspannung ist die Steigung des Spannungsverlaufs der Wechselspannung 0; der Spannungsverlauf kehrt sich dort um, das heißt, die Ansteuerimpulse sind mit einem jeweiligen (positiven oder negativen) Umkehrpunkt 42 des Spannungsverlaufs 40 zu synchronisieren. Dies ist in 3 illustriert.
  • 4 illustriert anhand eines Flussdiagrams eine Variante, wie die Synchronisationseinheit 34 einen jeweiligen Umkehrpunkt 42 des Spannungsverlaufs 40 der Spannung im Schwingkreis 18 detektiert und daraufhin ein jeweiliges Synchronisationssignal erzeugt. Ausgelöst wird der in 4 illustrierte Vorgang zum Generieren eines Synchronisationssignals und Generieren eines Ansteuerimpulses als Folgeimpuls auf einen vorangehenden Ansteuerpuls durch einen ersten Ansteuerpuls (Startpuls) 52. Mit dem Startpuls 52 wird ein Schwingungsnulldurchgangsdetektor 54 gestartet, der dazu ausgebildet ist, entweder einen positiven oder einen negativen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis zu detektieren. Im Ausführungsbeispiel ist der Schwingungsnulldurchgangsdetektor 54 dazu ausgebildet, einen Nulldurchgang von positiv in negativ (negativer Nulldurchgang) des Spannungsverlaufs der Spannung des Schwingkreises 18 zu detektieren. Falls ein derartiger Nulldurchgang detektiert ist, erzeugt der Schwingungsnulldurchgangsdetektor 54 ein Ausgangssignal (ja).
  • Parallel dazu ermittelt ein Steigungsdetektor 58 eine jeweilige Steigung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 und prüft (Schritt 60) ob diese Steigung kleiner Null ist. Falls dies der Fall ist, wartet der Steigungsdetektor 58 anschließend (Schritt 62), bis die Steigung Null ist. Sobald dies der Fall ist, liegt ein Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 vor und es wird ein Synchronisationssignal (ja) ausgelöst und eine Folgeimpuls (64) ausgelöst.
  • Der in 4 abgebildete Vorgang lässt sich somit auch wie folgt zusammenfassen: Nach einem erfolgten Startimpuls 52 wird zunächst ein Schwingungsnulldurchgang mittels eines Schwingungsnulldurchgangdetektors 54 ermittelt. Da das Synchronisationssignal und damit der nächste Ansteuerimpuls (Folgeimpuls 64) dem „unteren“ Umkehrpunkt (270°) der Spannungsverlauf aus der Spannung im Schwingkreis 18 erfolgen soll, der sinusförmige Spannungsverlauf jedoch zwei Null-Durchgänge hat, wird parallel oder nachfolgend mittels des Steigungsdetektors 58 in einem Schritt 60 geprüft, ob die Steigung des Spannungsverlaufs negativ ist. Falls dies der Fall ist (60), wird anschließend in einem Schritt 62 gewartet, bis der nächste Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 erreicht ist, zu dem der nächste Ansteuerpuls (Folgeimpuls) ausgelöst werden soll. Dieser Umkehrpunkt wird im Schritt 62 dadurch ermittelt, dass geprüft wird, wann die Steigung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 Null beträgt. Falls dies der Fall ist, kann im Schritt 64 das Synchronisationssignal und damit der nächste Ansteuerimpuls als Folgeimpuls ausgelöst werden. Anschließend kann der Vorgang von Neuem beginnen.
  • 5 illustriert, wie der Steigungsdetektor 58 die Steigung 70 des sinusförmigen Spannungsverlaufs aus benachbarten Abtastwerten (Spannungswerten) 72.1 und 72.2 ermitteln kann. Wenn die Spannung im Schwingkreis 18 mit einer festen Abtastrate abgetastet wird, haben die aufeinanderfolgenden Spannungswerte 72.1 und 72.2 einen zeitlichen Abstand ΔX und – sofern die momentane Steigung des Spannungsverlaufs nicht Null ist – eine Differenz ΔY. Die Steigung der mt Tangente 70 in dem Spannungsverlauf 40 repräsentiert die momentane Steigung des Spannungsverlaufs. Wenn die Abtastrate genügend hoch ist (also Δx genügend klein ist) entspricht die Steigung mt der Tangente 70 der Steigung einer Sekante durch die Punkte P0 und P1, welche aus den Abtastwerten 72.1 und 72.2 ermittelt werden kann und bei gleichbleibendem ΔX (also konstanter Abtastrate) durch die Differenz ΔY der Abtastwerte beschrieben ist. Die Genauigkeit der Tangentensteigung mt hängt davon ab, wie klein ΔX ist.
  • In 6 ist illustriert, wie sich die Steigung allein durch ein jeweiliges ΔY beschreiben lässt, wenn ΔX stets konstant ist. 5 illustriert damit, dass bei konstanten ΔX die Steigung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 zu jedem Zeitpunkt durch ΔY eindeutig beschrieben ist. Dementsprechend stellt die Differenz ΔY zweier aufeinanderfolgender Abtastwerte der Spannung im Schwingkreis 18 die Steigung des jeweiligen Spannungsverlaufs dar, sofern die Abtastrate konstant und groß genug ist, so dass der Umkehrpunkt (Steigung mt = 0) bekannt werden kann.
  • In 7 ist das Schema zum Ermitteln von ΔY als Maß für die Steigung mt dargestellt. Im Takt der Abtastrate 80 wird ein aktueller Abtastwert 82 mit einem vorangegangenen Abtastwert 84 einem Differenzverstärker 86 zugefügt. Diese bildet die Differenz zwischen einem jeweiligen aktuellen Abtastwert und einem jeweiligen vorangegangenen Abtastwert. Die Spannung im Ausgang des Differenzverstärkers 86 entspricht dieser Differenz.
  • Falls die Spannung im Ausgang des Differenzverstärkers 86 gleich Null ist bedeutet dies, dass auch die Steigung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 einen Scheitelpunkt und damit einen Umkehrpunkt erreicht hat. Der Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 kann somit durch Vergleichen der aufeinanderfolgenden Abtastwerte (Spannungswerte) der Spannung im Schwingkreis ermittelt werden und ein Synchronisationssignal dann erzeugt werden, wenn diese Differenz Null ist, einen nahe an Null liegenden Schwellschwert unterschreitet oder wenn sich zwischen zwei aufeinander folgend bestimmten Differenzen deren Vorzeichen wechselt.
  • Die Steigung des Spannungsverlaufs 40 der Spannung im Schwingkreis 18 kann durch Bilden der zeitlichen Ableitung des Spannungsverlaufs gebildet werden. Ein Maß der Steigungen einer Sinuskurve ist bekanntermaßen deren Kosinus: d / dtsin(α) = cos(α)
  • Die zeitliche Ableitung eines sinusförmigen Spannungsverlaufes ist somit kosinusförmig und es ergibt sich, dass die zeitliche Ableitung des Spanungsverlaufs im Schwingkreis 18 an den Umkehrpunkten des Spannungsverlaufs (α = 90° bzw. α = 270°) Null ist, weil der Kosinus in den Wendepunkten der Sinusfunktion gleich Null ist.
  • In 8 ist dargestellt, dass die sinusförmige Spannung im Schwingkreis 18 als Eingangsspannung Ue einer Differenzierschaltung 90 zugeführt werden kann, an deren Ausgang dann eine Spannung Ua anliegt, deren Verlauf der zeitlichen Ableitung des Spannungsverlaufs 40 der Spannung im Schwingkreis 18 entspricht und somit ein Ableitungssignal bildet.
  • Die Differenzierschaltung 90 weist ein Differenzverstärker 92 auf, dessen nichtinvertierter Eingang im Ausführungsbeispiel mit Masse verbunden ist. Dem inventierenden Eingang des Differenzverstärkers 92 ist ein Kondensator 94 vorgeschaltet und parallel zum Differenzverstärker 92 ist zwischen dem inventierenden Eingang des Differenzverstärkers 92 und dessen Ausgang ein ohmscher Widerstand 96 geschaltet. Der Kondensator 94 und der ohmsche Widerstand 96 bilden ein RC-Glied, das auf den zu erwartenden Frequenzbereich, also die Resonanzfrequenz des Schwingkreises, abzustimmen ist. Die Ausgangspannung Ua der Differenzierschaltung 90 beträgt Null, wenn die Eingangsspannung Ue und damit der Spannungsverlauf der Spannung im Schwingkreis 18 den Maximalwert oder den Minimalwert erreicht.
  • Es ist zwar aufgrund von Bauteildifferenzen des Schwingkreises 18 zu erwarten, dass das festeingestellte RC-Glied die Differenzierschaltung 90 einen Einfluss auf die Amplitude der Ausgangsspannung Ua am Ausgang des Differenzverstärkers 92 hat. Dies hat zur Folge, dass die Ausgangsspannung Ua möglicherweise nicht ihre zu erwartende maximale Amplitude erreicht. Da es jedoch auf die Detektion der Umkehrpunkte des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 ankommt, ist der Maximalwert der Ausgangsspannung Ua der Differenzierschaltung 90 nicht von Bedeutung, denn die Ausgangsspannung Ua ist in den Umkehrpunkten des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 Null. D.h. es reicht, der Differenzierschaltung 90 einen Nulldurchgangsdetektor nachzuschalten, der bei jedem (entweder positiven oder negativen) Nulldurchgang der Ausgansspannung Ua das Synchronisationssignal erzeugt. Die Differenzierschaltung 90 und ein derartiger Nulldurchgangsdetektor 98 stellen somit einen Scheitelpunktdetektor 100 dar. Dies ist in 9 dargestellt.
  • 9 zeigt eine Ausführungsvariante einer Synchronisationseinheit 34, die einen Scheitelpunktdetektor 100 aufweist, der von einer Differenzierschaltung 90 und einem dieser nachgeschalteten Nulldurchgangsdetektor 98 gebildet ist.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante, die in 10 abgebildet ist, kann die Synchronisationseinheit 34‘ neben dem Scheitelpunktdetektor 100 auch einen diesem vorgeschalteten Schwingungsnulldurchgangsdetektor 102 aufweisen, dessen Eingangssignal die Spannung bzw. der Spannungsverlauf der Spannung im Schwingkreis 18 ist und der einen Durchgang des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 von positiven zu negativen Werten (negativer Nulldurchgang) detektiert und daraufhin ein Ausganssignal ausgibt. Dieses Ausgangssignal wird zum einen einem Frequenzdetektor 104 zugeführt und zum anderen einem Schalter 108, der dem Scheitelpunktdetektor 100 und dessen Differenzierschaltung 90 vorgeschaltet ist. Bei einem jeweiligen negativen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 wird der Schalter 108 durch das Ausgangssignal des Schwingungsnulldurchgangsdetektors 102 geschlossen und damit die Spannung im Schwingkreis 18 dem Eingang der Differenzierschaltung 90 zugeführt. Die Arbeitsweise der Synchronisationseinheit 34‘ in 10 entspricht damit genau dem in 4 illustrierten Vorgehen.
  • Eingangswert der Synchronisationseinheit 34‘ aus 10 ist somit die Spannung u im Schwingkreis 18. Ausgangswerte der Synchronisationseinheit 34‘ sind neben dem Synchronisationssignal sync auch ein Signal f, das die Frequenz des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis 18 repräsentiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Elektrochirurgie-Generator
    12, 14
    Anschlüsse
    16
    Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit
    18, 18‘
    Schwingkreis
    20
    Ausgangstransformator
    22
    Primärwicklung
    24
    Sekundärwicklung
    26, 94
    Kondensator
    28
    Schwingkreisspule
    30
    Ansteuerschaltung
    32, 108
    Schalter
    34, 34‘
    Synchronisationseinheit
    40
    Spannungsverlauf
    42
    Umkehrpunkt
    52
    Startimpuls
    54, 102
    Schwingungsnulldurchgangsdetektor
    58
    Steigungsdetektor
    64
    Folgeimpuls
    70
    Tangente, Steigung
    72.1, 72.2
    Abtastwert, Spannungswert
    80
    Abtastrate
    82
    Aktueller Abtastwert
    84
    Vorangegangener Abtastwert
    86, 92
    Differenzverstärker
    90
    Differenzierschaltung
    96
    Widerstand
    98
    Nulldurchgangsdetektor
    100
    Scheitelpunktdetektor
    104
    Frequenzdetektor

Claims (8)

  1. Elektrochirurgie-Generator (10), umfassend eine Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit (16), einen mit der Hochspannungsgleichstromversorgungseinheit (16) verbundenen Schwingkreis (18, 18‘) mit einem Ausgangstransformator (20), dessen Primärwicklung (22) Teil des Schwingkreises (18, 18‘) ist und dessen Sekundärwicklung (24) mit Anschlüssen (12, 14) für ein Elektrochirurgie-Instrument verbunden ist, wobei der Schwingkreis (18, 18‘) mit einer Ansteuerschaltung (30) verbunden ist, die ausgebildet ist, periodisch Ansteuerimpulse zum Anregen des Schwingkreises (18, 18‘) mit dessen Resonanzfrequenz auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung (30) eine Synchronisationseinheit (34, 34‘) umfasst, die mit dem Schwingkreis (18, 18‘) verbunden ist, wenigstens einen Steigungsdetektor (58) umfasst und ausgebildet ist, Ansteuerimpulse mit einem Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) zu synchronisieren, wobei die Synchronisationseinheit (34, 34‘) ausgebildet ist, einen jeweiligen Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) mittels des Steigungsdetektors (58) zu ermitteln, wobei der Steigungsdetektor (58) ausgebildet ist, einen Wechsel der Steigungsrichtung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) zu detektieren und ein Synchronisationssignal auszugeben, das die Ansteuerschaltung veranlasst, einen Ansteuerimpuls für den Schwingkreis (18, 18‘) auszulösen.
  2. Elektrochirurgie-Generator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungsdetektor (58) eine Differenzierschaltung (90) umfasst, die ausgebildet ist, ein Ableitungssignal zu generieren, das der Ableitung des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) entspricht.
  3. Elektrochirurgie-Generator (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationseinheit (34, 34‘) einen Nulldurchgangsdetektor (98) umfasst, der der Differenzierschaltung (90) nachgeschaltet und ausgebildet ist, einen jeweiligen Nulldurchgang des Ableitungssignals zu detektieren und daraufhin das Synchronisationssignal auszulösen.
  4. Elektrochirurgie-Generator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungsdetektor (58) ausgebildet ist, den Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) mit einer festen Abtastrate (80), die ein Mehrfaches der Frequenz des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) beträgt, abzutasten und aufeinanderfolgende abgetastete Spannungswerte (72.1, 72.2) miteinander zu vergleichen.
  5. Elektrochirurgie-Generator (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungsdetektor (58) ausgebildet ist, den Vergleich der jeweiligen aufeinanderfolgenden abgetasteten Spannungswerte (72.1, 72.2) durch Differenzbildung durchzuführen.
  6. Elektrochirurgie-Generator (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationseinheit (34, 34‘) ausgebildet ist, bei einem Wechsel des Vorzeichens der Differenz das Synchronisationssignal auszulösen.
  7. Elektrochirurgie-Generator (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationseinheit (34, 34‘) einen Schwingungsnulldurchgangsdetektor (54, 102) umfasst, der ausgebildet ist, einen Nulldurchgang des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) zu detektieren, und wobei die Synchronisationseinheit (34, 34‘) ausgebildet ist, einen jeweiligen Umkehrpunkt des Spannungsverlaufs der Spannung im Schwingkreis (18, 18‘) nach Ansprechen des Schwingungsnulldurchgangsdetektors (54, 102) mittels des Steigungsdetektors (58) zu ermitteln und das Synchronisationssignal auszugeben.
  8. Elektrochirurgie-Generator (10) nach wenigstens einem der Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzierschaltung (90) einen Differenzverstärker (86, 92) aufweist, der mittels eine RC-Glieds (26, 94, 96) als Differenzierglied beschaltet ist, dem als Eingangssignal die Spannung (u) im Schwingkreis (18, 18‘) zugeführt wird und der als Ausgangssignal das Ableitungssignal liefert.
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