DE102020112851A1

DE102020112851A1 - Steuergerät für eine elektrische Antriebseinheit eines ophthalmochirurgischen Handstücks und Verfahren zu dessen Betrieb, ophthalmochirurgische Vorrichtung und System

Info

Publication number: DE102020112851A1
Application number: DE102020112851.7A
Authority: DE
Inventors: Hans Fritz; Christoph Kübler
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-18
Also published as: US20210353462A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (1) für eine eine Behandlungsnadel (14) antreibende elektrische Antriebseinheit (2) eines ophthalmochirurgischen Handstücks (3), mit einer Generatoreinheit (4), die eine Steuergröße (5, 6) mit einem Steuerschwingen bereitstellt, wobei das Steuerschwingen bei einer ersten Steuerfrequenz einen ersten Schwingungsanteil aufweist, wobei der erste Schwingungsanteil abhängig von einem ersten Verhältnis einer mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der ersten Steuerfrequenz einstellbar ist.Es wird vorgeschlagen, dass die Generatoreinheit (4) ausgebildet ist, das Steuerschwingen der Steuergröße (5, 6) mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz derart bereitzustellen, dass der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (4) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz einstellbar ist.Ferner betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Verfahren, eine ophthalmochirurgische Vorrichtung (37) und ein ophthalmochirurgisches System (35).

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine ophthalmochirurgische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein ophthalmochirurgisches System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ophthalmochirurgische Vorrichtungen, insbesondere Handstücke und Steuergeräte hierfür, ophthalmochirurgische Systeme mit ophthalmochirurgischen Vorrichtungen sowie entsprechende Verfahren dienen unter anderem zur Behandlung einer Linsentrübung einer Augenlinse bei einem Lebewesen, zum Beispiel einem Menschen oder einem Tier. Linsentrübungen werden in der Medizin unter anderem als Katarakt oder auch als Grauer Star bezeichnet. Eine Behandlungsmöglichkeit der Linsentrübung sieht vor, dass die natürliche Linse des Auges durch eine künstliche Linse ersetzt wird. Eine Technik zur Behandlung der Linsentrübung, indem die natürliche Linse durch eine künstliche Linse ersetzt wird, ist die Phakoemulsifikation.
Eine wichtige Baugruppe zur Durchführung der Phakoemulsifikation ist das ophthalmochirurgische Handstück, welches im Nachfolgenden lediglich als Handstück bezeichnet wird. Das Handstück umfasst eine Behandlungsnadel, die mit einer Antriebseinheit des Handstücks mechanisch verbunden ist, sodass die Behandlungsnadel im bestimmungsgemäßen Betrieb durch die Antriebseinheit schwingend angetrieben werden kann.
Ein ophthalmochirurgisches Handstück, ein Steuergerät sowie ein Verfahren zur Steuerung sind zum Beispiel durch die US 2017/0134369 A1 sowie auch durch die US 10,231,870 B2 offenbart. Darüber hinaus ist es aus der US 10,231,870 B2 bekannt, die Behandlungsnadel in longitudinaler Richtung mittels der Antriebseinheit zu beaufschlagen, die ihrerseits mit einer Sägezahnwechselspannung beaufschlagt ist.
Es ist bekannt, dass aufgrund der mechanischen Ultraschallbewegung einer Behandlungsnadel eines Handstückes durch Reibung während der Operation am Auge Wärme erzeugt werden kann. Dadurch ist es möglich, dass einerseits der Wirkungsgrad in Bezug auf die Zertrümmerung der natürlichen Augenlinse herabsetzen wird und andererseits ein großer lokaler Wärmeeintrag ins Auge erfolgt, der zu irreversiblen Schäden am Auge führen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Steuergerät, eine gattungsgemäße ophthalmochirurgische Vorrichtung, ein gattungsgemäßes ophthalmochirurgisches System sowie ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass die Steuerung der Behandlungsnadel genauer erfolgen kann, sodass insbesondere die vorgenannten Probleme in Bezug auf den Wärmeeintrag besser reduziert werden können.
Als Lösung werden mit der Erfindung ein Steuergerät, eine ophthalmochirurgische Vorrichtung, ein ophthalmochirurgisches System sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch Merkmale der abhängigen Ansprüche.
Bezüglich eines gattungsgemäßen Steuergeräts wird mit der Erfindung gemäß einem ersten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass die Generatoreinheit ferner ausgebildet ist, das Steuerschwingen der Steuergröße mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz derart bereitzustellen, dass der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz einstellbar ist.
Bezüglich einer gattungsgemäßen ophthalmochirurgischen Vorrichtung wird mit der Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass die Generatoreinheit ferner ausgebildet ist, das Steuerschwingen der Steuergröße mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz derart bereitzustellen, dass der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz einstellbar ist.
Bezüglich eines gattungsgemäßen ophthalmochirurgischen Systems wird mit der Erfindung gemäß einem dritten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass die ophthalmochirurgische Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird mit der Erfindung gemäß einem vierten Aspekt insbesondere vorgeschlagen, dass das Steuerschwingen der Steuergröße mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz bereitgestellt wird, wobei der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz eingestellt wird.
Die Erfindung basiert unter anderem auf der Erkenntnis, dass das Verhältnis zwischen der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel, insbesondere deren Schneidspitze, und der entsprechenden Steuergröße von der Frequenz abhängig ist. Dieses Verhältnis wird auch Kernadmittanz genannt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Kernadmittanz eine frequenzabhängige Größe ist. Dies wird im Stand der Technik bislang nicht berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung, dass die Steuergröße, die das Steuerschwingen bei zwei oder mehreren Frequenzen umfassen kann, so bereitgestellt wird, dass die jeweiligen Schwingungsanteile entsprechend der jeweiligen frequenzspezifischen Kernadmittanz eingestellt werden, ermöglicht es, das Steuerschwingen der Behandlungsnadel erheblich präziser und genauer einstellen zu können.
Besonders deutlich kann die Wirkung der Erfindung hervortreten, wenn die elektrische Steuergröße einen vorgebbaren zeitlichen Kurvenverlauf aufweisen soll, um eine spezifische Bewegung der Behandlungsnadel, insbesondere deren Schneidspitze, zu ermöglichen. Der zeitliche Kurvenverlauf kann bei einer Ausführungsform durch Überlagern von Schwingungsanteilen bei unterschiedlichen Frequenzen, zum Beispiel unterschiedlichen Phasenlagen und/oder unterschiedlichen Amplituden erreicht werden. Wird in einem derartigen Fall nur die Kernadmittanz bei einer Frequenz beziehungsweise Steuerfrequenz berücksichtigt, kann dies zur Folge haben, dass die tatsächlich von der Behandlungsnadel, insbesondere deren Schneidspitze, ausgeführte mechanische Schwingung von der gewünschten Bewegung deutlich abweicht. Mit der Erfindung kann dieses Problem behoben, zumindest jedoch reduziert werden. Die Erfindung berücksichtigt nämlich beim Bereitstellen der elektrischen Steuergröße die für die jeweils unterschiedlichen Steuerfrequenzen unterschiedlichen frequenzspezifischen Kernadmittanzen. Vorzugsweise wird für jeden Schwingungsanteil die frequenzspezifische Kernadmittanz berücksichtigt. Die Abweichung des zeitlichen Kurvenverlaufs der elektrischen Steuergröße ist daher unter anderem abhängig von den jeweiligen frequenzspezifischen Kernadmittanzen. Insgesamt ist es mit der Erfindung möglich, nicht nur den Wirkungsgrad beim Zertrümmern der natürlichen Augenlinse zu verbessern, sondern darüber hinaus auch den Wärmeeintrag in das Auge zu reduzieren. Insgesamt kann somit die Behandlung des Auges verbessert werden.
Das Steuergerät kann als separat handhabbare Einheit ausgebildet sein, die ein eigenes Gehäuse aufweisen kann. Das Steuergerät kann ortsfest oder auch mobil, insbesondere als tragbare Einheit, ausgebildet sein. Weist das Steuergerät zum Beispiel ein eigenes Gehäuse auf, können seine Einheiten beziehungsweise Baugruppen zumindest teilweise vom Gehäuse mit aufgenommen sein. Das Steuergerät kann ferner auch eine Bedieneinrichtung umfassen oder zum Anschließen an einer solchen Bedieneinrichtung ausgebildet sein. Mit der Bedieneinrichtung kann das Steuergerät beziehungsweise das daran angeschlossene Handstück in einer vorgegebenen Weise betrieben werden. Weiterhin kann das Steuergerät auch eine Ausgabeschnittstelle aufweisen, an die eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen sein kann, um einen oder mehrere Betriebszustände des Steuergeräts oder auch dessen Einstellungen anzeigen zu können.
Die Antriebseinheit kann als elektrostatische oder auch als elektromagnetische Antriebseinheit ausgebildet sein. Als elektrostatische Antriebseinheit kann die Antriebseinheit piezo-basiert ausgebildet sein. Die Antriebseinheit kann zu diesem Zweck ein oder auch mehrere piezoelektrische Elemente aufweisen. Durch die hierdurch gebildete piezo-basierte Antriebseinheit kann der Effekt genutzt werden, dass die piezoelektrischen Elemente, an die zum Beispiel eine elektrische Spannung als elektrische Steuergröße angelegt wird, ihre mechanischen Abmessungen verändern, beispielsweise eine Länge oder dergleichen. Die Behandlungsnadel ist mit der piezo-basierten Antriebseinheit mechanisch verbunden, sodass die gewünschte Antriebswirkung im bestimmungsgemäßen Betrieb erreicht werden kann. Bei einer elektromagnetischen Antriebseinheit kann dagegen entsprechend ein elektromagnetischmechanischer Wandler vorgesehen sein, der zum Beispiel mittels eines Wechselstroms als elektrischer Steuergröße beaufschlagt werden kann. Unter Nutzung eines magnetischen Feldes kann zum Beispiel ein magnetisierbarer Aktuator des Wandlers betätigt werden, um die gewünschte mechanische Bewegung erzeugen zu können. Die elektrische Antriebseinheit weist elektrische Anschlüsse auf, an denen sie mit der elektrischen Steuergröße beaufschlagt werden kann, damit die gewünschte mechanische Bewegung für die Behandlungsnadel bereitgestellt werden kann.
Die Generatoreinheit ist vorzugsweise eine elektronische Einheit, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Steuergröße für die elektrische Antriebseinheit bereitzustellen. Zu diesem Zweck kann die Generatoreinheit eine elektronische Schaltung zum Beispiel einen Wechselrichter oder dergleichen umfassen. Darüber hinaus kann die Generatoreinheit natürlich auch eine programmgesteuerte Rechnereinheit umfassen, die zusätzlich zur Hardwareschaltung oder auch alternativ hierzu vorgesehen ist. Die Generatoreinheit liefert somit die elektrische Steuergröße. Die Generatoreinheit ist ausgebildet, das Steuerschwingen der Steuergröße mit einem ersten Schwingungsanteil bei einer ersten Steuerfrequenz bereitzustellen. Vorzugsweise liegt die erste Steuerfrequenz in einem Ultraschallbereich, wobei die erste Steuerfrequenz vorzugsweise größer als etwa 10 kHz ist, besonders bevorzugt in einem Bereich von etwa 40 kHz liegt. Die erste Steuerfrequenz kann zum Beispiel etwa bei einer Resonanzfrequenz der Behandlungsnadel liegen. Der erste Schwingungsanteil, zum Beispiel eine erste Amplitude, kann mittels der Generatoreinheit abhängig von einem ersten Verhältnis einer mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei der ersten Steuerfrequenz eingestellt werden. Diese Kernadmittanz kann vor Aufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebs separat ermittelt worden sein.
Zum Bereitstellen des ersten Schwingungsanteils kann die Generatoreinheit wenigstens einen geeigneten elektronischen Oszillator aufweisen, der vorzugsweise einstellbar ist, um die erste Steuerfrequenz in vorgegebener Weise einstellen zu können. Das von einem ersten Oszillator bereitgestellte Signal kann sodann einem ersten Verstärker zugeführt werden, dessen Verstärkung ebenfalls eingestellt werden kann. Um den Verstärkungsfaktor einstellen zu können, kann die Generatoreinheit eine Amplitudenfaktoreinheit umfassen, die anhand der ersten Steuerfrequenz die zugeordnete erste Kernadmittanz beziehungsweise das zugeordnete erste Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße ermittelt und den ersten Verstärker entsprechend einstellt. Das Einstellen des ersten Verstärkers kann das Einstellen seines Verstärkungsfaktors umfassen.
Ferner ist die Generatoreinheit ausgebildet, die elektrische Steuergröße zusätzlich mit wenigstens einem zweiten Schwingungsanteil bei einer zweiten Steuerfrequenz bereitzustellen. Zu diesem Zweck kann die Generatoreinheit einen separaten zweiten Oszillator aufweisen, der vorzugsweise ebenfalls einstellbar ist, sodass mit dem zweiten Oszillator die gewünschte zweite Steuerfrequenz eingestellt werden kann. Das vom zweiten Oszillator gelieferte Signal kann sodann einem zweiten Verstärker zugeführt werden, der - ähnlich wie der erste Verstärker - hinsichtlich seines Verstärkungsfaktors einstellbar ausgebildet ist. Mit der Amplitudenfaktoreinheit kann die zweite Steuerfrequenz ermittelt und - ebenso wie für die erste Steuerfrequenz - der Verstärkungsfaktor des zweiten Verstärkers abhängig von einer zweiten Kernadmittanz beziehungsweise der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei der zweiten Steuerfrequenz eingestellt werden. Dies kann für weitere Schwingungsanteile bei weiteren Steuerfrequenzen entsprechend fortgeführt werden.
Die elektrische Steuergröße umfasst also nicht nur einen einzigen Schwingungsanteil bei der ersten Steuerfrequenz, sondern sie umfasst auch wenigstens einen zweiten Schwingungsanteil bei einer zweiten Steuerfrequenz. Vorzugsweise ist die erste Frequenz die kleinste Frequenz. Die erste Frequenz kann in diesem Fall auch als Grundfrequenz bezeichnet werden. Besonders vorteilhaft können die weiteren Steuerfrequenzen Harmonische der ersten Steuerfrequenz sein. Vorzugsweise ist für jeden der weiteren Schwingungsanteile ein separates Einstellen abhängig von der jeweiligen individuellen frequenzspezifischen weiteren Kernadmittanzen bei den jeweiligen weiteren Steuerfrequenzen vorgesehen. Besonders vorteilhaft wird die elektrische Steuergröße als ein einziges Signal bereitgestellt. Ein jeweiliger Schwingungsanteil umfasst vorzugsweise ein Schwingen gemäß einer Sinusform.
Mit der Erfindung besteht somit die Möglichkeit, die elektrische Steuergröße derart einzustellen, das ein Schwingungsverhalten der Behandlungsnadel, insbesondere von deren Schneidspitze, in einem weiten Einstellbereich sehr spezifisch eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck können die entsprechenden Verhältnisse beziehungsweise Kernadmittanzen separat für die jeweiligen Steuerfrequenzen beispielsweise für ein jeweiliges individuelles Handstück oder auch für eine jeweilige Baugruppe von Handstücken ermittelt werden. Das Einstellen kann unter Zuhilfenahme eines Frequenzspektrumanalysators durchgeführt werden.
Um eine bestimmte vorgegebene Art des Schwingens der Behandlungsnadel erreichen zu können, kann die elektrische Steuergröße mehrere Schwingungsanteile in entsprechender Amplitude und gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung jeweiliger Phasenlagen zueinander bereitstellen. Unter Berücksichtigung der jeweiligen frequenzbezogenen Kernadmittanzen kann dann das gewünschte mechanische Schwingen der Behandlungsnadel in nahezu beliebiger Weise und mit nahezu beliebiger Genauigkeit eingestellt werden. Dies erlaubt es, die im Stand der Technik vorhandenen Probleme zu reduzieren oder sogar gänzlich zu vermeiden.
Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät eine Speichereinheit aufweist, in der zumindest zugeordnet zu den jeweiligen Steuerfrequenzen individuelle Werte für die jeweiligen Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße gespeichert sind. Die Speichereinheit erlaubt es, diese Werte während des bestimmungsgemäßen Betriebs abrufbar bereitzustellen. Die Speichereinheit kann zumindest teilweise vom Steuergerät umfasst sein. Darüber hinaus besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die Speichereinheit zumindest teilweise separat vom Steuergerät ausgebildet und/oder in diesem angeordnet ist oder über eine Kommunikationsverbindung mit dem Steuergerät in Kommunikationsverbindung steht. Beispielsweise kann die Speichereinheit auch zumindest teilweise von einer Datenbank umfasst sein, die vorzugsweise herstellerseitig bereitgestellt wird. Dies erlaubt es, die individuellen Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße nicht nur zentral bereitzustellen, sondern auch zentral zu warten, zu aktualisieren sowie gegebenenfalls auch nachträglich neue individuelle Werte für bislang noch nicht gespeicherte Steuerfrequenzen bereitstellen zu können. Dadurch kann die Funktionalität erheblich verbessert werden. Die Speichereinheit kann als elektronische Speichereinheit ausgebildet sein, beispielsweise nach Art eines Read-only-memory (ROM), eines Random-access-memory (RAM), nach Art einer Festplatte, nach Art eines USB-Sticks, Kombinationen hiervon und/oder dergleichen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann darüber hinaus vorsehen, dass die Speichereinheit zumindest teilweise im ophthalmochirurgischen Handstück angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die individuellen Werte für ein jeweiliges individuelles ophthalmochirurgisches Handstück ermittelt und in diesem zuordbar gespeichert werden können. Dadurch ist es möglich, das Steuergerät unabhängig von jeweils erforderlichen individuellen Werten für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße herzustellen und individuell an ein jeweiliges ophthalmochirurgisches Handstück entsprechend anzupassen. Es kann nämlich vorgesehen sein, dass durch das Anschließen des Handstücks an das Steuergerät die in ihm angeordnete Speichereinheit kommunikationstechnisch mit dem Steuergerät gekoppelt wird und so die für dieses spezifische ophthalmochirurgische Handstück ermittelten Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße für das Steuergerät bereitgestellt werden. Dies hat den weiteren Vorteil, dass bei einem Wechsel des ophthalmochirurgischen Handstücks zugleich auch die individuellen Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße entsprechend automatisiert angepasst werden können. Bei dieser Ausgestaltung stehen daher im Steuergerät in der Regel die den jeweiligen spezifischen ophthalmochirurgischen Handstück zugeordneten Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße automatisiert zur Verfügung.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Generatoreinheit ferner ausgebildet ist, zum Bereitstellen einer vorgebbaren Schwingungsform der Steuergröße mehrere Schwingungsanteile bei voneinander unterschiedlichen Steuerfrequenzen zu überlagern. Dem Grunde nach kann das Überlagern zum Beispiel durch eine Additionsfunktion realisiert sein. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass zum Realisieren der vorgebbaren Schwingungsform vorgegebene geeignete Schwingungsanteile mit jeweiligen Steuerfrequenzen überlagert werden. Ergänzend oder alternativ kann das Überlagern aber auch eine Maximalwertbildung, eine Betragsbildung und/oder andere Verknüpfungsmöglichkeiten umfassen. Vorzugsweise handelt es sich bei den zu überlagernden Schwingungsanteilen um Sinusschwingungen. In alternativen Ausgestaltungen kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zum Überlagern nicht nur Sinusschwingungen sondern auch andere Schwingungsformen eingesetzt werden können, beispielsweise Rechteckschwingungen, Dreieckschwingungen oder dergleichen, um eine gewünschte Schwingungsform der Steuergröße erreichen zu können.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Generatoreinheit ferner ausgebildet ist, das Überlagern zumindest teilweise als Modulation auszuführen. Zu diesem Zweck kann das Steuergerät, insbesondere die Generatoreinheit, einen Modulator umfassen, der die gewünschte Modulation realisieren kann. Als Modulationsverfahren können zum Beispiel eine Amplitudenmodulation, eine Frequenzmodulation, eine Phasenmodulation, eine Quadraturmodulation, Kombinationen hiervon und/oder dergleichen vorgesehen sein. Die Modulation kann unter Nutzung einer entsprechenden mathematischen Funktion realisiert sein.
Vorzugsweise stellt die Generatoreinheit die Steuergröße derart bereit, dass ein einer Hinbewegung der Behandlungsnadel zuordbarer erster Zeitraum kürzer als ein einer Rückbewegung der Behandlungsnadel zuordbarer zweiter Zeitraum ist. Die Hinbewegung der Behandlungsnadel meint eine Bewegung zu einer maximalen positiven Auslenkung der Behandlungsnadel aus einer, vorzugsweise mittleren, Ruheposition heraus. Bei einer longitudinalen Bewegung entfernt sich somit die Schneidspitze der Behandlungsnadel bei der Hinbewegung von einem Gehäuse des Handstücks, insbesondere von der Antriebseinheit. Die Rückbewegung ist dann invers, das heißt, die Schneidspitze der Behandlungsnadel bewegt sich auf das Gehäuse, insbesondere auf die Antriebseinheit, des Handstücks zu. In dualer Weise kann die Hinbewegung und die Rückbewegung auch bei einer Torsionsschwingung der Behandlungsnadel definiert werden. Insbesondere bei einem longitudinalen Schwingen der Behandlungsnadel kann dadurch erreicht werden, dass die Hinbewegung der Behandlungsnadel in einem kurzen Zeitraum erfolgt, wodurch eine gute Wirkung hinsichtlich der Emulsifikation der zu entfernenden Augenlinse erreicht werden kann. Zugleich kann durch die Rückbewegung in einem größeren Zeitraum eine Wärmeeinwirkung im Operationsbereich am Auge reduziert werden. Vorzugsweise wird die Steuergröße derart bereitgestellt, dass ein stetiger Übergang von der Hinbewegung der Schneidspitze der Behandlungsnadel zur Rückbewegung der Schneidspitze der Behandlungsnadel und/oder umgekehrt erreicht werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Steuergerät eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Bewegung der Behandlungsnadel aufweist, wobei die Sensoreinheit ausgebildet ist, ein Sensorsignal abhängig von der erfassten Bewegung der Behandlungsnadel abzugeben, und wobei die Generatoreinheit ferner ausgebildet ist, das Sensorsignal spektral bezüglich enthaltener Frequenzen unter Berücksichtigung der Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei den jeweiligen Steuerfrequenzen zu analysieren und die Steuergröße abhängig von dem Analysieren zu bestimmen. Die Sensoreinheit kann als separate Einheit ausgebildet sein, die kommunikationstechnisch mit dem Steuergerät, insbesondere mit einer Auswerteeinheit des Steuergeräts, in Verbindung steht. Die Auswerteeinheit wiederum kann kommunikationstechnisch mit der Generatoreinheit beziehungsweise einer Generatorsteuereinheit des Steuergeräts gekoppelt sein, um das Bereitstellen der Steuergröße beeinflussen zu können. Die Generatorsteuereinheit dient unter anderem dazu, ein oder mehrere Steuersignale zum Steuern der Generatoreinheit bereitzustellen. Darüber hinaus ist die Generatorsteuereinheit, insbesondere die Auswerteeinheit, vorzugsweise ausgebildet, auf die Speichereinheit zugreifen zu können, sodass die dort frequenzspezifischen gespeicherten individuellen Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße für die Auswertung zur Verfügung gestellt werden können. Darüber hinaus kann die Sensoreinheit ausgebildet sein, mit dem Handstück, insbesondere im Bereich der Behandlungsnadel und/oder der Antriebseinheit des Handstücks angeordnet zu sein, um die mechanische Bewegung der Behandlungsnadel, insbesondere der Schneidspitze, erfassen zu können. Die Sensoreinheit kann darüber hinaus auch zumindest teilweise ein Teil des Handstücks, insbesondere der Antriebseinheit, sein, welches zu diesem Zweck vorzugsweise während Betriebspausen im bestimmungsgemäßen Betrieb das Sensorsignal abhängig von der mechanischen Schwingung der Behandlungsnadel bereitzustellen vermag. Bei einer piezo-elektrischen Antriebseinheit kann die Sensoreinheit zum Beispiel ein separates Piezoelement der Antriebseinheit sein. Darüber hinaus besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass die Sensoreinheit weitere Methoden nutzt, um die mechanische Bewegung der Behandlungsnadel zu erfassen, beispielsweise optische Erfassungsmethoden, magnetische Erfassungsmethoden und/oder dergleichen.
Die Generatorsteuereinheit, insbesondere wenn sie die Auswerteeinheit umfasst, ist ausgebildet, das Sensorsignal spektral bezüglich enthaltener Frequenzen zu analysieren. Zu diesem Zweck kann eine Frequenzanalyseeinheit vorgesehen sein, die eine Spektralanalyse unter Nutzung einer Fourier-Transformation, einer Laplace-Transformation und/oder dergleichen durchzuführen vermag. Auf diese Weise kann ein Frequenzspektrum des Sensorsignals erhalten werden, welches sodann unter Berücksichtigung der frequenzspezifischen Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße ausgewertet werden kann. Dieses Signal kann dann durch die Generatorsteuereinheit genutzt werden, um die durch die Generatoreinheit bereitgestellte Steuergröße besser an die Behandlungsnadel anpassen zu können. Insbesondere ist es möglich, dieses Signal, welches ein Ist-Signal sein kann, mit einem Soll-Signal zu vergleichen, welches ebenfalls anhand der in der Speichereinheit gespeicherten individuellen Werte für die Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße bei den unterschiedlichen Steuerfrequenzen vorgegeben sein kann. Dadurch kann ferner erreicht werden, dass Abweichungen vom Soll-Signal für die Steuergröße, die zum Beispiel durch die Generatoreinheit, elektrische Leitungen, das Handstück und/oder dergleichen verursacht worden sind, ausgeregelt werden können. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel eine Vergleichseinheit vorgesehen sein, die von der Generatorsteuereinheit, insbesondere der Auswerteeinheit, umfasst sein kann. Sowohl die Auswerteeinheit als auch die Sensoreinheit sind vorzugsweise elektronische Einheiten, die eine elektronische Hardwareschaltung umfassen können. Zumindest die Auswerteeinheit kann darüber hinaus auch eine Rechnereinheit umfassen oder durch diese gebildet sein. Das Sensorsignal ist vorzugsweise ein elektrisches Sensorsignal, beispielsweise ein Spannungssignal, ein Stromsignal oder dergleichen. Es kann ein analoges oder ein digitales Signal sein.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die individuellen Werte für das Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße zumindest für die Steuerfrequenzen bei einem Kalibriervorgang bestimmt werden. Auch wenn der Kalibriervorgang dem Grunde nach während des bestimmungsgemäßen Betriebs durchgeführt werden kann, so ist der Kalibriervorgang jedoch vorzugsweise außerhalb des bestimmungsgemäßen Betriebs vorgesehen. Der Kalibriervorgang kann unter Nutzung des Steuergeräts durchgeführt werden, an das das jeweilige Handstück angeschlossen ist. Dies kann bei der Herstellung eines jeweiligen Handstücks oder dergleichen vorgesehen sein. Hierdurch können funktionelle Eigenschaften des Handstücks bei der Herstellung bereits erfasst und dokumentiert werden. Darüber hinaus kann der Kalibriervorgang natürlich auch an einem für den Kalibriervorgang spezifisch vorgesehenen Kalibriergerät durchgeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zum Kalibrieren eine Hochgeschwindigkeitskamera die Bewegung der Behandlungsnadel erfasst. Die Hochgeschwindigkeitskamera kann entsprechende Bilddaten an die Auswerteeinheit übermitteln, die die mechanische Bewegung der Behandlungsnadel bestimmt. Anhand der mechanischen Bewegung der Behandlungsnadel kann dann ein Frequenzspektrum bestimmt werden, so wie es zuvor bereits für die Steuergröße oben erläutert wurde. Die zu dieser erfassten mechanischen Bewegung der Behandlungsnadel genutzte Steuergröße kann ebenfalls spektral analysiert werden, sodass auch hier ein Frequenzspektrum bereitgestellt werden kann. Die auf diese Weise ermittelten Frequenzspektra können dann herangezogen werden, die Werte für die individuellen Verhältnisse zu bestimmen. Die auf diese Weise gewonnenen Werte werden dann vorzugsweise in der Speichereinheit gespeichert. Alternativ können die individuellen Werte für das Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße zum Beispiel auch ohne eine entsprechende Hochgeschwindigkeitskamera ermittelt werden, indem sich die individuellen Werte für das Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße auch einfach aus einer Kenntnis der entsprechenden Amplituden bei einer rein harmonischen Schwingung bestimmen lassen. Für die Kalibrierung genügt dann eine Kamera, mit deren Hilfe sich die Schwingungsamplituden bei selektiv einstellbaren Frequenzen hinreichend genau abschätzen lassen. Solche Kameras sind günstig verfügbar. Auch kann auf diese Weise bei der Bestimmung der individuellen Werte für das Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel zur elektrischen Steuergröße eine Fouriertransformation vermieden werden, welche dann aber an späterer Stelle noch benötigt werden kann.
Die für das erfindungsgemäße Steuergerät angegebenen Vorteile und Wirkungen gelten natürlich gleichermaßen auch für die erfindungsgemäße ophthalmochirurgische Vorrichtung, das erfindungsgemäße System sowie das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Dem Grunde nach können daher Vorrichtungsmerkmale somit auch als Verfahrensmerkmale oder umgekehrt formuliert sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Fig. nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Figurenliste

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines ophthalmochirurgischen Systems mit einem Ausführungsbeispiel für eine ophthalmochirurgische Vorrichtung, die ein an einem Steuergerät der ophthalmochirurgischen Vorrichtung angeschlossenes ophthalmochirurgisches Handstück umfasst;
2 eine schematische Darstellung einer vereinfachten und reduzierten Blockansicht der ophthalmochirurgischen Vorrichtung gemäß 1;
3 eine schematische Darstellung der Bewegung einer Schneidspitze der Behandlungsnadel gemäß 1;
4 eine schematische Blockdarstellung des Steuergeräts und des an das Steuergerät angeschlossenen Handstücks gemäß 2;
5 eine schematische Diagrammdarstellung einer Spektralanalyse einer mechanischen Bewegung der Schneidspitze der Behandlungsnadel gemäß 3;
6 eine schematische Diagrammdarstellung einer Spektralanalyse einer Steuerspannung für die piezo-elektrische Antriebseinheit gemäß 2, damit die Schneidspitze der Behandlungsnadel eine mechanische Bewegung gemäß 5 ausführt;
7 eine schematische Diagrammdarstellung einer etwa dreieckförmigen mechanischen Bewegung der Schneidspitze der Behandlungsnadel gemäß 3; und
8 eine schematische Diagrammdarstellung einer der Dreieckform gemäß 7 angenäherten mechanischen Bewegung der Schneidspitze der Behandlungsnadel gemäß 3.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
In 1 ist in schematischer Darstellung ein ophthalmisches mikrochirurgisches System beziehungsweise ein ophthalmochirurgisches System 35 zur Phako-Chirurgie an einem menschlichen Auge 36 gezeigt. Die Darstellung gemäß 1 zeigt symbolisch einige Komponenten des Systems 35 für die vereinfachte Erläuterung der prinzipiellen allgemeinen Funktionsweise des Systems 35.
Das System 35 weist eine Geräteeinheit 53 auf, welche beispielsweise eine Konsole oder dergleichen sein kann. In oder an der Geräteeinheit 53 ist vorzugsweise eine Bedieneinheit 38 angeordnet. Des Weiteren ist in der Geräteeinheit 53 vorzugsweise ein Fluidiksystem 39 angeordnet, welches eine Pumpe und eine Steuereinheit zum Steuern der Pumpe und angeschlossener Komponenten aufweist. Das Fluidiksystem 39 weist eine Irrigationsvorrichtung mit einem Irrigationszweig 40 und eine Aspirationsvorrichtung mit einem Aspirationszweig 41 auf. Die Irrigationsvorrichtung weist einen Behälter 42 für Spülflüssigkeit, beispielsweise eine BSS-Lösung, welche ein Fluid für Irrigation ist, auf, welche zu einem Phako-Handstück geleitet wird. Das Phako-Handstück ist ein ophthalmochirurgisches Handstück 3, im Folgenden nur Handstück genannt. Die Aspirationsvorrichtung ist mit dem Handstück 3 verbunden. Das Handstück 3 weist eine Antriebseinheit 2 mit piezoelektrischen Elementen 43 auf, durch welche eine Hohlnadel 14 als Behandlungsnadel des Handstücks 3 zum mechanischen Schwingen angeregt wird. Die Hohlnadel 14 weist eine Schneidspitze 58 auf (3), die mit der Augenlinse 52 zum Zwecke der Emulsifikation dieser Augenlinse 52 in Kontakt gebracht wird. Eine Ultraschalleinheit 54 der Geräteeinheit 53 umfasst vorliegend zumindest ein Steuergerät 1 mit zumindest einem Wechselspannungsgenerator 4 als Generatoreinheit und mit einer Generatorsteuereinheit 8 (2).
Die Geräteeinheit 53 weist ferner eine Steuereinheit 55 auf. Die Steuereinheit 55 kann auch zur Steuerung eines Vitrektomie-Handstücks 46, welches insbesondere Bestandteil des ophthalmochirurgischen Systems 35 sein kann, ausgebildet sein. Das Vitrektomie-Handstück 46 ist vorzugsweise auch mit dem Fluidiksystem 39 insbesondere durch eine Aspirationsleitung 47 verbunden. Darüber hinaus kann eine weitere Instrumentensteuereinheit 48 vorgesehen sein, welche ein vorzugsweise weiteres vorhandenes chirurgisches Instrument 49, beispielsweise für die Diathermie, steuert. Darüber hinaus kann das System 35 und insbesondere die Geräteeinheit 53 weitere Module und Steuereinheiten sowie Systeme umfassen, welche symbolisch durch die Einheit 50 dargestellt sind. Das ophthalmochirurgische System 35 weist des Weiteren vorzugsweise ein Fußschaltpult 51 auf, welches mit der Geräteeinheit 53 verbunden ist. Mittels des Fußschaltpults 51 können Funktionen des ophthalmochirurgischen Systems 35 eingestellt werden. In 1 ist darüber hinaus schematisch eine natürliche Augenlinse 52 in einem menschlichen Auge 36 gezeigt.
In einer alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass das ophthalmochirurgische System 35 einen zum Behälter 42 separaten Tank 44 (1) aufweist. In einer weiteren Ausführung kann vorgesehen sein, dass der separate Tank 44 in dem Handstück 3 angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Handstück 3 ein erster separater Tank 44 angeordnet ist und extern zum Handstück 3 ein weiterer separater Tank 56 angeordnet ist. Dieser zum Handstück 3 externe weitere separate Tank 56 kann mit dem ersten separaten Tank 44, der in dem Handstück 3 angeordnet ist, fluidleitend verbunden sein.
2 zeigt in einer schematischen Blockansicht eine reduzierte Darstellung einer ophthalmochirurgischen Vorrichtung 37 des ophthalmochirurgischen Systems 35 gemäß 1. Die ophthalmochirurgische Vorrichtung 37 umfasst das Handstück 3. Die piezo-basierte Antriebseinheit 2 dient als mechanischer Antrieb für die Behandlungsnadel 14 des Handstücks 3. In alternativen Ausgestaltungen kann anstelle oder ergänzend zur piezo-basierten Antriebseinheit 2 auch eine magnetisch basierte Antriebseinheit vorgesehen sein. Die Antriebseinheit 2 ist ausgebildet, die Behandlungsnadel 14 zu mechanischen Schwingungen derart anzuregen, dass eine mechanische Schwingung in einem Frequenzbereich von etwa 20 kHz bis etwa 80kHz, vorzugsweise in einem Bereich bei etwa 40 kHz, erzeugt wird. Eine Schwingungsamplitude kann dabei etwa 100 µm betragen.
Das Handstück 3 umfasst ferner ein EEPROM 12 als Datenspeicher zum Speichern von handstückspezifischen Daten. Die handstückspezifischen Daten können zum Beispiel zumindest Identifikationsdaten umfassen, die für das jeweilige Handstück 3 individuell sind. Das ophthalmochirurgische Handstück 3 umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle 15, die an das EEPROM 12 angeschlossen ist und die zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem EEPROM 12 und dem Steuergerät 1 dient.
Die ophthalmochirurgische Vorrichtung 37 umfasst ferner das Steuergerät 1, das dazu dient, das Handstück 3 in vorgebbarer Weise zu betreiben. Das Steuergerät 1 ist deshalb für das mittels der piezo-basierten Antriebseinheit 2 antreibbare Handstück 3 zum Bearbeiten einer Augenlinse 52 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass das Steuergerät 1 eine Versorgungsschnittstelle 13 aufweist, die eine Kommunikationsschnittstelle 11 umfasst. Entsprechend umfasst auch das Handstück 3 eine Versorgungsschnittstelle 16, die die Kommunikationsschnittstelle 15 umfasst. Die Versorgungsschnittstelle 13 ist über eine Versorgungsleitung 18 mit der Versorgungsschnittstelle 16 des Handstücks 3 über eine nicht weiter dargestellte Steckverbindung lösbar verbunden. Dadurch kann das Steuergerät 1 mit unterschiedlichen Handstücken 3 verbunden werden.
Das Steuergerät 1 weist den steuerbaren Wechselspannungsgenerator 4 auf, der über elektrische Leitungen 19 an die Versorgungsschnittstelle 13 angeschlossen ist und dort eine Wechselspannung 57 als Steuergröße für die Antriebseinheit 2 bereitstellt. Handstückseitig ist ein entsprechender elektrischer Anschluss vorgesehen, sodass die Antriebseinheit 2 an die Versorgungsleitungen 19 angeschlossen werden kann. Die Wechselspannung weist vorliegend eine in einem Bereich von etwa 20 V bis etwa 30 V einstellbare Amplitude auf. Die Amplitude der Wechselspannung 57 ist abhängig von einem Steuersignal 6 für die Amplitude einstellbar. Das Steuersignal 6 wird von der Generatorsteuereinheit 8 bereitgestellt. Auch wenn die Steuergröße vorliegend durch eine Wechselspannung gebildet ist, kann die Steuergröße bei alternativen Ausgestaltungen auch durch eine andere geeignete, vorzugsweise elektrische, Größe gebildet sein, beispielsweise einen Wechselstrom oder dergleichen. Die Art der Steuergröße ist vorzugsweise angepasst an die Ausgestaltung der Antriebseinheit 2 gewählt.
Um eine Amplitude der Wechselspannung 57 einzustellen, weist das Steuergerät 1 ein Netzteil 20 auf, welches eine Versorgungsspannung 17 für den Wechselspannungsgenerator 4 bereitstellt. Mittels des Steuersignals 6 für die Amplitude kann ein Wert der Versorgungsspannung 17 und infolgedessen auch die Amplitude der durch den Wechselspannungsgenerator 4 bereitgestellten Wechselspannung eingestellt werden. Mittels eines weiteren Steuersignals 5 kann ein Steuerschwingen der durch den Wechselspannungsgenerator 4 bereitgestellten Wechselspannung 57 eingestellt werden.
Um die Steuersignale 5, 6 ermitteln zu können, umfasst der Wechselspannungsgenerator 4 einen Spannungssensor 7 als Sensoreinheit, der an die elektrischen Leitungen 19 angeschlossen ist. Der Spannungssensor 7 liefert eine elektrische Spannung beziehungsweise Feedback-Spannung 10 als Sensorsignal, die eine elektrische Betriebszustandsgröße abbildet und welche von einem Betriebszustand des Handstücks 3, insbesondere der Behandlungsnadel 14, abhängig ist. Zum Erfassen der Feedback-Spannung 10 wird der Wechselspannungsgenerator 4 jeweils kurzzeitig deaktiviert.
Die Feedback-Spannung 10 wird einer Generatorsteuereinheit 8 des Steuergeräts 1 zugeführt, welche abhängig von der Feedback-Spannung 10 die Steuersignale 5, 6 bereitstellt. Zugleich kann der Wechselspannungsgenerator 4 mittels der Generatorsteuereinheit 8 derart gesteuert werden, dass er zum Zwecke des Erfassens der Feedback-Spannung 10 kurzzeitig deaktiviert wird. Der Zeitraum der Deaktivierung beträgt vorliegend etwa 450 µs. Dieser Zeitraum wiederholt sich vorliegend in einem zeitlichen Abstand von etwa 10 ms.
Die Generatorsteuereinheit 8 umfasst ferner eine Auswerteeinheit 9 des Steuergeräts 1, die ausgebildet ist, Zustandsgrößen beziehungsweise Betriebsgrößen des Steuergeräts 1, insbesondere in Bezug auf die Feedback-Spannung 10 und die Wechselspannung 57, zu bestimmen, damit die Steuersignale 5, 6 abhängig hiervon eingestellt werden können. Darüber hinaus kann an eine mit dem Steuergerät 1 gekoppelte Anzeigeschnittstelle 21 des Steuergeräts 1 ein Anzeigegerät angeschlossen sein. Mittels des Anzeigegeräts kann eine Anzeige von den Operateur beziehungsweise den Nutzer interessierenden Betriebszuständen erreicht werden. Das Anzeigegerät ist in den Figuren nicht dargestellt.
Die Auswerteeinheit 9 umfasst zu diesem Zweck eine programmgesteuerte Rechnereinheit, die die erforderlichen Funktionen der Auswerteeinheit 9 und der Generatorsteuereinheit 8 realisiert. Zusätzlich kann - je nach Bedarf - auch eine Hardware-Schaltung vorgesehen sein.
An das Steuergerät 1, insbesondere an die Generatorsteuereinheit 8, ist ferner ein Bediengerät 22 angeschlossen, mittels welchem der Operateur die Steuersignale 5, 6 einstellen kann, und zwar abhängig von einem aktuellen Operationsfortschritt beziehungsweise einer aktuellen Operationssituation.
Die Kommunikationsschnittstelle 11 und die Kommunikationsschnittstelle 15 sind über die Versorgungsleitung 18 miteinander leitungsgebunden gekoppelt. Dadurch kann zwischen dem Steuergerät 1 und dem Handstück 3 auch eine Kommunikationsverbindung hergestellt werden. Diese erlaubt es unter anderem, Identifikationsdaten des Handstücks 3 aus dessen EEPROM 12 auszulesen und für die Generatorsteuereinheit 8 zur Verfügung zu stellen. Nicht nur zu diesem Zweck ist die Generatorsteuereinheit 8 an die Kommunikationsschnittstelle 11 angeschlossen.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, von der Generatorsteuereinheit 8 spezifische Betriebsdaten für das jeweilige Handstück 3 in dessen EEPROM 12 abzuspeichern. Dadurch können diese Daten für ein jeweiliges Handstück 3 individuell sein und zum individuellen Einstellen des Steuergeräts 1 herangezogen werden. So kann vorgesehen sein, dass mit dem Anschließen des Handstücks 3 an das Steuergerät 1 die entsprechenden Daten aus dem EEPROM 12 ausgelesen und an die Generatorsteuereinheit 8 übermittelt werden. Die Generatorsteuereinheit 8 kann dann den Wechselspannungsgenerator 4 entsprechend steuern, sodass eine vorgegebene Funktion des Handstücks 3 erreicht werden kann. Mit einem Beenden einer Operation kann vorgesehen sein, dass in der Generatorsteuereinheit 8 vorhandene Daten bezüglich des Handstücks 3 wieder in dessen EEPROM 12 für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Dadurch kann der Betrieb des Handstücks 3 an einem jeweiligen Steuergerät 1 verbessert werden.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie sich die Schneidspitze 58 der Behandlungsnadel 14 während des bestimmungsgemäßen Betriebs mechanisch bewegt. Bei der in 3 gezeigten Bewegung handelt es sich um eine Bewegung der Schneidspitze 58, und zwar in eine longitudinale Richtung beziehungsweise in Richtung einer Längserstreckung der Behandlungsnadel 14. Die folgenden Ausführungen sind jedoch gleichermaßen auch bei einer torsionalen Bewegung beziehungsweise Drehbewegung anwendbar. Die Behandlungsnadel 14 und insbesondere deren Schneidspitze 58 werden im bestimmungsgemäßen Betrieb durch die Antriebseinheit 2 vorliegend in longitudinaler Richtung angetrieben. Die Schneidspitze 58 führt somit eine Hin- und Herbewegung aus, wobei die Hinbewegung der Schneidspitze 58 eine Bewegung ist, bei der sich die Schneidspitze 58 von der Antriebseinheit 2 entfernt, wohingegen die Gegenbewegung, die Herbewegung beziehungsweise die Rückbewegung, eine Bewegung ist, bei der sich die Schneidspitze 58 auf die Antriebseinheit 2 zu bewegt. In einem in 3 zugeordnet dargestellten Wegdiagramm ist in schematischer Weise eine Position s=0 dargestellt, welches eine Ruheposition der Schneidspitze 58 bezeichnet, wenn die Antriebseinheit 2 die Behandlungsnadel 14 außerhalb des bestimmungsgemäßen Betriebs nicht antreibt.
4 zeigt in einer weiteren schematischen Blockdarstellung des Steuergeräts 1 und des an das Steuergerät 1 angeschlossenen Handstücks 3 die jeweiligen Funktionsblöcke. Um die Details zu erläutern wird in dieser Ausführung zum Beispiel davon ausgegangen, dass die Wechselspannung 57 das Schwingen von vier Steuerfrequenzen umfasst, und zwar den Frequenzen f₁ bis f₄, wie im Folgenden noch anhand der 6 und 7 erläutert.
Aus 4 ist ersichtlich, dass das Handstück 3 nicht nur die Behandlungsnadel 14 und die piezo-elektrische Antriebseinheit 2 umfasst, sondern auch die Speichereinheit 12, die vorliegend als EEPROM ausgebildet ist. In der Speichereinheit 12 sind beispielhaft individuelle Werte für Kernadmittanzen q₁ bis q₄ für jeweilige Steuerfrequenzen f₁ bis f₄ zugeordnet gespeichert, beispielsweise nach Art einer Look-up-Tabelle. Dabei ist der Frequenz f₁ die Kernadmittanz q₁, der Frequenz f₂ die Kernadmittanz q₂ und der Frequenz f₃ die Kernadmittanz q₃ zugeordnet. Entsprechendes gilt für f₄, q₄. Je nach Bedarf kann die hierdurch gebildete Tabelle für weitere Steuerfrequenzen entsprechend fortgeführt sein. Diese individuellen Werte in der Speichereinheit 12 sind spezifisch für das Handstück 3 ermittelt. Das Ermitteln dieser Werte kann vorzugsweise bei einem Kalibriervorgang außerhalb eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Handstücks 3 ermittelt werden, vorzugsweise bei der Herstellung des Handstücks 3.
Zu diesem Zweck kann die mechanische Bewegung der Behandlungsnadel 14, insbesondere deren Schneidspitze 58, mit einer geeigneten Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen und mittels einer an die Kamera angeschlossenen Auswerteeinheit hinsichtlich mechanischer und zeitlichen Größen analysiert werden. Der hierdurch ermittelte Bewegungsablauf kann dann spektral analysiert werden, beispielsweise durch Vornahme einer Fourier-Transformation, insbesondere einer diskreten Fourier-Transformation, mittels einer hierfür geeigneten programmgesteuerten Rechnereinheit. Eine entsprechende Fourier-Transformation kann ebenfalls für die Wechselspannung 57 als Steuergröße durchgeführt werden. Hierdurch ist es möglich, die entsprechenden Verhältnisse beziehungsweise Kernadmittanzen q frequenzspezifisch zu ermitteln und in der Speichereinheit 12 entsprechend zu speichern. Dies ist in den Figuren jedoch nicht dargestellt. Alternativ kann die Fourier-Transformation im Zusammenhang mit der Bestimmung der entsprechenden Verhältnisse beziehungsweise Kernadmittanzen q eingespart werden, wenn die Kalibrierung für die einzelnen harmonischen Schwingungen separat durchgeführt wird. An späterer Stelle, das heißt, bei der Analyse eines erfassten Bewegungsmusters in seine einzelnen Schwingungsanteile, ist dann jedoch eine entsprechende Fourier-Transformation erforderlich.
Das Steuergerät 1 umfasst in der vorliegenden Ausgestaltung Oszillatoren 23, 24, 25, 45 die in dieser Ausgestaltung einstellbar ausgebildet sind. Die Oszillatoren 23, 24, 25, 45 sind vorliegend durch elektronische Hardwareschaltungen gebildet. In alternativen Ausgestaltungen können Sie jedoch zumindest teilweise auch durch eine programmgesteuerte Rechnereinheit gebildet sein oder von dieser umfasst sein. Die Oszillatoren 23, 24, 25, 45 sind vorliegend Bestandteil der Generatorsteuereinheit 8. Jeder der Oszillatoren 23, 24, 25, 45 liefert ein Oszillatorsignal, welches vorliegend ein Wechselspannungssignal bei einer jeweils voneinander unterschiedlich eingestellten Steuerfrequenz ist, das eine vorgegebene Amplitude aufweist.
Die Generatorsteuereinheit 8 umfasst darüber hinaus eine Oszillatorsteuerung 26, die ausgebildet ist, die Oszillatoren 23, 24, 25, 45 hinsichtlich der einzustellenden Frequenz zu steuern und die Oszillatoren 23 bis 25 und 45 entsprechend hinsichtlich der einzustellenden Frequenzen einzustellen. Darüber hinaus ist die Oszillatorsteuerung 26 - wie aus 4 ersichtlich ist - mit der Speichereinheit 12 des Handstücks 3 kommunikationstechnisch gekoppelt. Eine Kernadmittanzermittlungseinheit 30 der Generatorsteuereinheit 8 ist ebenfalls kommunikationstechnisch mit der Speichereinheit 12 des Handstücks 3 gekoppelt. Die Kernadmittanzermittlungseinheit 30 ermittelt vorliegend für die Frequenzen f₁ bis f₄ die jeweils zugeordneten Kernadmittanzen q₁ bis q₄. Die Kernadmittanzermittlungseinheit 30 stellt diese Werte für eine von der Generatorsteuereinheit 8 ebenfalls umfasste Amplitudenfaktoreinheit 34 zur Verfügung. Die Amplitudenfaktoreinheit 34 erhält von den Oszillatoren 23 bis 25 und 45 die entsprechenden Wechselspannungssignale mit jeweils normierten Amplituden. Von der Kernadmittanzermittlungseinheit 30 erhält die Amplitudenfaktoreinheit 34 die entsprechenden frequenzspezifischen Kernadmittanzen q₁ bis q₄. Die Amplitudenfaktoreinheit 34 ermittelt für die jeweiligen Frequenzen f₁ bis f₄ unter Berücksichtigung der Kernadmittanzen q₁ bis q₄ jeweilige Amplitudenwerte für das Schwingen bei den jeweiligen Frequenzen f₁ bis f₄. Diese Amplitudenwerte werden zum Ermitteln von jeweiligen frequenzspezifischen Einzelwechselspannungen genutzt. Die Einzelwechselspannungen werden dann einer Überlagerungseinheit 31 der Generatorsteuereinheit 8 zugeführt, die die Einzelwechselspannungen zu einer gemeinsamen Wechselspannung überlagert. Diese Gesamtwechselspannung wird einer Steuersignaleinheit 29 zugeführt, die die entsprechenden Steuersignale 5, 6 generiert und dem Wechselspannungsgenerator 4 zum Erzeugen der Wechselspannung 57 bereitstellt.
In der vorliegenden Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass der Spannungssensor 7 in vorgegebener Weise - wie oben erläutert - die Feedback-Spannung 10 abgibt, welche ebenfalls der Generatorsteuereinheit 8 zugeführt wird. Die Feedback-Spannung 10 wird vorliegend einem Frequenzanalysator 33 zugeführt, der die Feedback-Spannung 10 des Spannungssensors 7 hinsichtlich ihrer Frequenzanteile analysiert. Zu diesem Zweck kann ebenfalls eine Fourier-Transformation beziehungsweise diskrete Fourier-Transformation vorgesehen sein. Der Frequenzanalysator 33 ist ferner ausgebildet, eine Vergleichsfunktion durchzuführen. Die hinsichtlich des Frequenzspektrums analysierte die Feedback-Spannung 10 kann unter Berücksichtigung der von der Kernadmittanzermittlungseinheit 30 bereitgestellten Kernadmittanzen q₁ bis q₄ weiter analysiert werden. Hierdurch kann ein Ist-Signal bereitgestellt werden. Dieses Ist-Signal kann mit einem vorgegebenen Soll-Signal verglichen werden, um ein Differenzsteuersignal zu bestimmen. Dieses kann dann zum Bestimmen der Steuergröße berücksichtigt werden. Dadurch kann eine Regelung hinsichtlich der Wechselspannung 57 erreicht werden, sodass unerwünschte beeinflussende Effekte, beispielsweise durch den Wechselspannungsgenerator 4 oder dergleichen, reduziert werden können.
Die Generatorsteuereinheit 8 umfasst ferner einen Kurvenformgenerator 32, mittels dem eine zeitliche Kurvenform für die mechanische Bewegung der Behandlungsnadel 14, insbesondere der Schneidspitze 58, eingestellt beziehungsweise vorgegeben werden kann. Mit dem Kurvenformgenerator 32 ist es möglich, die zeitliche Kurvenform der mechanischen Hin- und Herbewegung der Behandlungsnadel 14 beziehungsweise der Schneidspitze 58 vorzugeben. Die Kurvenform kann zum Beispiel eine Dreieckform, eine Sägezahnform, eine Sinusschwingung und/oder dergleichen sein. Der Kurvenformgenerator kann mittels des Bediengeräts 22 entsprechend eingestellt werden. Zum Ermitteln der Steuersignale 5, 6 kann auch hier der Frequenzanalysator 33 genutzt werden. Der Frequenzanalysator 33 kann unter Nutzung seiner Vergleichsfunktion und unter Berücksichtigung der Kernadmittanzen q₁ bis q₄ für die Frequenzen f₁ bis f₄ ermitteln, ob die Feedback-Spannung 10 die gewünschten Komponenten im gewünschten Umfang enthält.
Dadurch ist es möglich, mit dem Kurvenformgenerator ein Soll-Signal bereitzustellen und die vom Kurvenformgenerator 32 vorgegebene Kurvenform der mechanischen Bewegung der Behandlungsnadel 14 beziehungsweise der Schneidspitze 58 möglichst genau nachführen zu können, weil die Feedback-Spannung 10 abhängig von einer tatsächlich ausgeführten mechanischen Bewegung der Behandlungsnadel 14 beziehungsweise der Schneidspitze 58 einen entsprechenden Wert liefern kann.
Anhand der 5 und 6 ist ersichtlich, wie sich die Erfindung auswirken kann. 5 zeigt in einem normierten schematischen Diagramm eine Spektralanalyse der mechanischen Bewegung der Schneidspitze 58 für einen vorgegebenen bestimmungsgemäßen Betrieb in einem weiteren Ausführungsbeispiel. In der in 5 dargestellten mechanischen Bewegung ist das Schwingen von vorliegend vier Frequenzen enthalten, und zwar den Frequenzen f₁, f₂, f₃ und f₄. In dem Diagramm gemäß 5 sind für diese Frequenzen die entsprechenden Anteile der Amplituden s relativ zueinander dargestellt.
6 zeigt in einem schematischen Diagramm wie 5 ein Frequenzspektrum für eine Wechselspannung u als Steuergröße, mit der die mechanische Bewegung der Schneidspitze 58 gemäß 5 erzeugt wird. Zu erkennen ist, dass die Wechselspannung 57 hier die gleichen Frequenzanteile f₁ bis f₄ umfasst. Es ist jedoch ersichtlich, dass zum Erzeugen des Frequenzspektrums gemäß 5 das Frequenzspektrum gemäß 6 erforderlich ist. Aus dem Vergleich zwischen den Diagrammen gemäß 5 und 6 ergibt sich, dass die relativen Schwingungsanteile bei den jeweiligen Steuerfrequenzen zueinander unterschiedlich sind. Dies liegt daran, dass die entsprechend zugeordneten Kernadmittanzen ein entsprechendes Einstellen der relativen Amplitudenwerte der Wechselspannung 57 erfordern, damit das Frequenzspektrum gemäß 5 erreicht werden kann. Es ist ersichtlich, dass die Kernadmittanz frequenzspezifisch berücksichtigt wird, was erklärt, weshalb zum Beispiel der relative Amplitudenanteil bei der Steuerfrequenz f₁ im Diagramm gemäß 5 deutlich größer als im Diagramm gemäß 6 ist. Für die Steuerfrequenz f₂ ist dies bereits umgekehrt. Dies ist eine Folge der bei der Steuerfrequenz f₂ abweichenden Kernadmittanz gegenüber der Kernadmittanz bei der Steuerfrequenz f₁. Das gleiche gilt auch für die Steuerfrequenzen f₃ und f₄. Dies erklärt, weshalb es mit der Erfindung möglich ist, die Bewegung der Schneidspitze 58 beziehungsweise der Behandlungsnadel 14 deutlich besser als mit dem Stand der Technik möglich zu steuern.
7 zeigt in einem schematischen Weg-Zeit-Diagramm einen mechanischen Bewegungsablauf der Behandlungsnadel 14, insbesondere deren Schneidspitze 58, mit einem Graphen 59. Aus 7 ist ersichtlich, dass die Schneidspitze 58 eine etwa dreieckförmige Hin- und Herbewegung ausführt. Aus 7 ist ersichtlich, dass die Hinbewegung während eines Zeitraums t₁ erfolgt. Die Rückbewegung erfolgt dagegen in einem Zeitraum t2. Aus 7 ist ersichtlich, dass der Zeitraum t₁ erheblich kleiner als der Zeitraum t₂ ist. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei longitudinalen Bewegungen eine schnelle Vorwärtsbewegung kombiniert mit einer langsamen Rückwärtsbewegung den Wärmeeintrag deutlich reduzieren kann. Daher erweist sich diese Bewegung diesbezüglich als besonders vorteilhaft.
Der Graph 59 stellt jedoch eine idealisierte Form der Bewegung dar, wie sie in der Praxis kaum realisiert werden kann. 8 zeigt in einem schematischen Weg-Zeit-Diagramm wie 7 eine angenäherte Bewegung mit einem Graph 60, mit dem eine vergleichbare Funktionalität wie mit der Bewegung gemäß dem Graphen 59 in 7 erreicht werden kann. Zu erkennen ist, dass der Graph 60 eine im Wesentlichen mathematisch stetige Bewegung im Unterschied zum Graph 59 zeigt. Eine Weg-Zeit-Funktion dieser Bewegung ist vorzugsweise mathematisch stetig differenzierbar beziehungsweise glatt. Diese Bewegung kann zum Beispiel durch Modulation erreicht werden. Die Modulation kann zum Beispiel gemäß der folgenden Formel erfolgen: $s (t) = s_{0} * cos (ω * t + a * cos (ω * t))$
so bezeichnet eine Amplitude der mechanischen Auslenkung der Behandlungsnadel und kann beispielsweise einen Wert von bis zu etwa 100 µm annehmen. a ist ein Gewicht und kann einen Unterschied zwischen der schnellen Vorwärtsbewegung und der langsamen Rückwärtsbewegung bestimmen. Ein typischer Wert für a kann zum Beispiel in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,75 sein. Vorzugsweise kann er etwa 0,5 betragen. ω enthält in bekannter Weise die Frequenz. Dieser zeitliche Verlauf kann mittels des Kurvenformgenerators 32 bereitgestellt werden. Durch Verarbeitung dieses Signals mittels der Generatorsteuereinheit 8 mittels Frequenzanalyse unter Berücksichtigung der frequenzspezifischen Kernadmittanzen kann der Wechselspannungsgenerator 4 zum Bereitstellen einer entsprechenden Wechselspannung 57 eingestellt werden, sodass der gewünschte zeitliche Verlauf des Schwingens der Behandlungsnadel 14 erreicht werden kann.
Auch wenn die Erfindung anhand einer longitudinalen Bewegung erläutert worden ist, so ist sie natürlich gleichermaßen auch bei torsionalen Bewegungen, insbesondere Drehschwingungen, sowie Kombinationen von torsionalen Bewegungen und longitudinalen Bewegungen anwendbar. Die Erfindung ist deshalb nicht darauf beschränkt, ausschließlich bei longitudinalen Bewegungen genutzt zu werden.
Die Ausführungsbeispiele dienen ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2017/0134369 A1 [0004]
US 10231870 B2 [0004]

Claims

Steuergerät (1) für eine eine Behandlungsnadel (14) antreibende elektrische Antriebseinheit (2) eines ophthalmochirurgischen Handstücks (3) zum Bearbeiten einer Augenlinse (52), mit einer Generatoreinheit (4) zum Bereitstellen einer elektrischen Steuergröße (5, 6) für die elektrische Antriebseinheit (2), wobei die Generatoreinheit (4) ausgebildet ist, die Steuergröße (5, 6) mit einem Steuerschwingen bereitzustellen, wobei das Steuerschwingen bei einer ersten Steuerfrequenz einen ersten Schwingungsanteil aufweist, wobei der erste Schwingungsanteil abhängig von einem ersten Verhältnis einer mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der ersten Steuerfrequenz einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (4) ferner ausgebildet ist, das Steuerschwingen der Steuergröße (5, 6) mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz derart bereitzustellen, dass der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (4) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz einstellbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit (12), in der zumindest zugeordnet zu den jeweiligen Steuerfrequenzen individuelle Werte für die jeweiligen Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) gespeichert sind.
Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (4) ferner ausgebildet ist, zum Bereitstellen einer vorgebbaren Schwingungsform der Steuergröße (5, 6) zumindest mehrere Schwingungsanteile bei voneinander unterschiedlichen Steuerfrequenzen zu überlagern.
Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (4) ferner ausgebildet ist, das Überlagern zumindest teilweise als Modulation auszuführen.
Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (4) die Steuergröße (5, 6) derart bereitstellt, dass ein einer Hinbewegung der Behandlungsnadel (14) zuordbarer erster Zeitraum kürzer als ein einer Rückbewegung der Behandlungsnadel (14) zuordbarer zweiter Zeitraum ist.
Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (7) zum Erfassen einer Bewegung der Behandlungsnadel (14), wobei die Sensoreinheit (7) ausgebildet ist, ein Sensorsignal (10) abhängig von der erfassten Bewegung der Behandlungsnadel (14) abzugeben, und wobei die Generatoreinheit (4) ferner ausgebildet ist, das Sensorsignal (10) spektral bezüglich enthaltener Frequenzen unter Berücksichtigung der Verhältnisse der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei den jeweiligen Steuerfrequenzen zu analysieren und die Steuergröße (5, 6) abhängig von dem Analysieren zu bestimmen.
Ophthalmochirurgische Vorrichtung (37) mit: - einem mittels einer Antriebseinheit (2) antreibbaren ophthalmochirurgischen Handstück (3) zum Bearbeiten einer Augenlinse (52); und - einem an das ophthalmochirurgische Handstück (3) zumindest in einem bestimmungsgemäßen Betrieb anschließbaren Steuergerät (1), wobei das Steuergerät (1) eine Generatoreinheit (4) zum Bereitstellen einer elektrischen Steuergröße (5, 6) für die elektrische Antriebseinheit (2) aufweist, wobei die Generatoreinheit (4) ausgebildet ist, die Steuergröße (5, 6) mit einem Steuerschwingen bereitzustellen, wobei das Steuerschwingen bei einer ersten Steuerfrequenz einen ersten Schwingungsanteil aufweist, wobei der erste Schwingungsanteil abhängig von einem ersten Verhältnis einer mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der ersten Steuerfrequenz einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (4) ferner ausgebildet ist, das Steuerschwingen der Steuergröße (5, 6) mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz derart bereitzustellen, dass der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (4) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz einstellbar ist.
Ophthalmochirurgisches System (35) zum Bearbeiten einer Augenlinse (52), mit zumindest: - einer Irrigationsvorrichtung (6), - einer Aspirationsvorrichtung (7), und - einer ophthalmochirurgischen Vorrichtung (37), dadurch gekennzeichnet, dass die ophthalmochirurgische Vorrichtung (37) gemäß Anspruch 7 ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer eine Behandlungsnadel (14) antreibende elektrische Antriebseinheit (2) eines ophthalmochirurgischen Handstücks (3), das zum Bearbeiten einer Augenlinse (52) dient, wobei mittels einer Generatoreinheit (4) eine elektrische Steuergröße (5, 6) mit einem Steuerschwingen bereitgestellt wird, wobei das Steuerschwingen bei einer ersten Steuerfrequenz einen ersten Schwingungsanteil aufweist, wobei der erste Schwingungsanteil abhängig von einem ersten Verhältnis einer mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der ersten Steuerfrequenz eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerschwingen der Steuergröße (5, 6) mit wenigstens einem weiteren Schwingungsanteil bei einer von jeder übrigen Steuerfrequenz unterschiedlichen weiteren Steuerfrequenz bereitgestellt wird, wobei der weitere Schwingungsanteil abhängig von einem weiteren Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (4) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) bei der jeweiligen weiteren Steuerfrequenz eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Werte für das Verhältnis der mechanischen Auslenkungsamplitude der Behandlungsnadel (14) zur elektrischen Steuergröße (5, 6) zumindest für die erste und die wenigstens eine zweite Frequenz bei einem Kalibriervorgang bestimmt werden.