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Bipolar-Koagulationsvorrichtung Die Erfindung bezicht sich auf eine
Bipolar-Koagulationsvorriobtung und insbesondere auf eine tronsistorisierte Bipoler-Koagulationsvorrichtung,
welche einen hochfrequenten Stron exzeugt und ein Spitzenpaur einer Pinzette als
Elektroden zum Abklemmen und Kongulieren von Blutgefäßen an einem blutenden körperteil
zum Unterbrechen der Blutung vorwendet.
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In bekannter Weiso wird bei ciner Bipolar-Koagulationsvorrichtung
in einer Hochfrequenzoszillatorschaltung sine Funkenentladung vorwendet, wodurch
eine Ausgangzschaltung mit musreicheuder Kapezi@@ für die Punkenentledung mit einer
hohen Spennung von verschiodenen Kilovolt. die über einem Transformater an die als
Elektroden dienenden spitzen der pinzette geführt werden, erforderlich wird, so
daß die Funkonontladung. die donn ouftritt, woun der Abstand zwischen den Spitzon
der Fineotte klo@@ wird, oft eine Vexbrennung oder Verkoldung des Hörporg@@bes korvorruft,
wodurch
die Operation gefährlich wird. Darüberhinaus ist der durch die Funkenentladung erzeugte
Hochfrequenzstrom unstabil und hat leicht negative Folgen. indem er ein Zucken in
einem Körperteil hervorruft oder es wegen des von der Wellenstörung herrührenden
Rauschens unmöglich macht, von dem Körper biologische Signale abzuleiten Es ist
daher Aufgabe der Erfindung, eine transistorisierte Bipolar-Koagulationsvorrichtung
zu schaffen, die mit einer Gleichspannungsquelle arbeitet, um einen stabilen Hochfrequenzstrom
unter Ausschaltung von H@chspannungen an den Spitzen der Pinzette zu schaffen, so
daß Einschneiden oder Verbrenner des Gewebes am blutenden Teil infolge von einer
in einer herkömmlichen Vorrichtung erzeugten Funkenentladung vermrden werden Die
Bipolar-Koagulationsvorrichtung soll so ausgebildet sein, daß die Form des Roagulationsstromes
eine einfaclie Sinuswelle ist, um nachteilige Wirkungen auf anders Meßeinrichtungen
und auch mögliches Einschneiden auf dem Teil eines patienten @@@ verhindern.
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Die Vorrichtung soll in kompakter Baureiss ausführbar sein.
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eine stabile Funktionsweise beaitzen und leicht berstellber sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bipoler-Koagulationsvorricht gelöst,
welche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ist, da@ sie @@@ Gleichstromspannungsquelle,
einen Hochfreguenzoszillatou, einen Leistungsregler, einen Leistungsverstärker und
eine Ausgangstransformatorschaltung, welche miv dem Stivzeng@@ einer Pinzette als
Elektroden zom Abklemmen des Blut@@@ eines Körpers zum Koagulieren der Buutgefäße
d@@@ v@@@@ @@@@ @@ ist, aufweist.
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Eine Auaf2hrungsform de@ Bi@@@@@ @@@@@ @@@@@
gekennzeichnet
durch eine Gleichspannungsquelle, einen Oszillator zur Erzeugung eines Hochfrequenzstromes,
einen Leistungsregler zum Regeln des Hochfrequenzstromausgangssignales von dem Oszillator,
einen Leistungsverstärker zum Verstärken des Ausgangssignales von dem Oszillator,
eine Ausgangstransformatorschaltung mit einem Transformator, dessen Primärwicklung
mit dem Ausgang der Leistungsverstärkerschaltung verbunden ist und ein mit der Sekundärwicklung
des Transformators verbundenes Pinzettenspitzenpaar, wobei die Primärwicklung des
Transformators eine LC-Resonanzschaltung mit einer dazu parallel geschalteten Kapazität
bildet und daß an dem Oszillator erzeugte Hochfrequenzstromausgangssignal an der
LC-Resonanzschaltung in der Ausgangstransformatorschaltung weiter abgestimmt wird,
um ein Ausgangssignal einer singulären Hochfrequenz von genau derselben Frequenz
wie derjenigen, die in dem Oszillator erzeugt wird, zu erzeugen, wobei die Wellenform
des Ausgangssignals der singulären Hochfrequenz eine perfekte Sinuswelle ist Eines
der wesentlichen Merkmale der Erfindung besteht darin, daß der transistorisierte
Hochfrequenzoszillator elektrisch gekoppelt ist mit einer LC-Resonanzschaltung in
der Ausgangstransformatorschaltung, wodurch ein stabiler Hochfrequenzstrom einer
einzigen Sinuswelle ohne Funkenentladung erzeugt wird, der nicht nur sehr wirksam
Zuckungen in dem zu koagulierenden Teil ausschließt, sondern auch nachteilige Einwirkungen
auf andere Meßinstrumente als Folge eines Rauschens von Wellenstörungen insbesondere
während der medizinischen Operation verhindert.
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Da die Koagulationsvrrichtung Transistoren als Verstärkerelemenge
verwendet, ist die erforderliche Gleichstromspannungs quelle sehr klein, selbst
wenn ein größeres Ausgangssignal als bei Funkenentladung erzeugt werden muß, wobei
anschließend eine Funkenentladung an den Spitzen der Pinzette vermi@ien wird.
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Darüberhinaus ist die Pinzette mit einem plastischen Isolationsmaterial
beschichtet mit Ausnahme der-Spitzen, so daß der Koagulationsstrom nur durch die
Spitzen fließt, so daß eine Zerstörung des Gewebes mit Ausnahme des zu koagulierenden
Teils verhindert wird.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die Ausgangsleitungen von den Ausgangstransistoren in der Ausgangsverstärkerschaltung
mit der Primärwicklung eines Ausgangstransformators an Abgriffen verbunden sind,
die näher zum Mittelabgriff desselben liegen als die Enden der Primärwicklung, um
die transistorisierte Ausgangsverstärkerschaltung zu stabilisieren. Dieses Verfahren
der Verbindung wird gewöhnlich als Abgriffsverkleinerung (tap down) bezeichnet.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren
zeigen: Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten AusfUhrungsform und Fig. 2 eine
elektrische Schaltung einer Koaguliervorrichtung.
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In Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung
gezeigt, welches einen Oszillator 1, der als herkömmlicher Colpitts-Oszillator (Dreipunktschaltung
mit kapazitiver Spannungsteilung) oder Hartley-Schaltung (induktive Dreipunktschaltung)
oder Rückkopplungsoszillatorschaltung ausgebildet sein kann, einen Leistungsregler
2 zum Regeln des Oszillatorausgangssignals von der Oszillatorschaltung 1, einen
Leistungsverstärker 3 zum Verstärken des Ausgangssignals von dem Leistungaregler
2, einen Ausgangstransformator 4 mit einem Ausgangstransformator T3, dessen Primärwicklung
eine LC-Resonanzschaltung bildet mit einer dazu parallel geschalteten Kapazität
C8, eine Pinzette 5' (Pinzettenpaar), welche mit der Sekundärwicklung
des
Ausganstranformators T3 verbunden ist und zum Abklemmen und Koagulieren der Blutgefäße
an dem blutenden Körperteil durch den von dem Ausgangstranformator 4 gelieferten
hochfrequenten Strom verwendet werden, und einen Schalter 6 zum An- und Abschalten
einer Gleichstromspannungsquelle VDC umfaßt.
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Im folgenden wird auf Figur 2 Bezug genommen. Der Schalter 6 besitzt
einen mit der Gleichstromwspannungsquelle VDC verbundenen bewegbaren Kontakt und
einen mit einem Zwischenklemmpunkt a der Primärwicklung des Ausgangstransformators
T3 in dem ausgangstransformator 4 verbundenen stationären Kontakt.
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Der stationäre Kontakt des Schalters 6 ist ferner über eine Leitung
1A mit dem Leistungsverstärker 3 und dann mit dem Rückkopplungsoszillator 1 über
einen Widerstand R5 verbunden.
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Der Rückkopplungsoszillator 1 umfaßt hauptsächlich eine Oszillatorspule
T1, eine. Kapazität C3, einen npn-Transistor Tr1 zur Oszillation und einen npn-Transistor
Tr2 zur Impedanztransformation.
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Es ist zu beachten, daß der durch die Oszillationsspule T1 und die
Kapazität C3 erzeugte hochfrequente Strom weiter abgestimmt und angepaßt wird an
der LC-Resonanzschaltung, welche die Primärwicklung des Ausgangstransformators T3
und die Kapazität C8 in dem Ausgangstransformator 4 umfaßt, so daß ein einziges
hochfrequentes Ausgangssignal von genau derselben Frequenz wie der in dem Oszillator
1 angeschwungenen Frequenz der Pinzette 5' zugeführt werden kann, wobei die Wellenform
der Ausgangsfrequenz eine einfache Sinuswelle ist. Der obengenannte Transistor Tr2
dient zur Impedanzanpassung zwischen dem Oszillator 1 und dem Leistungsverstärker
3.
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Es ist ferner zu beachten, daß der von der Oszillatorspule T1 und
der Kapazität C3 in dem Oszillator erzeugte hochfrequente
Strom
in einem Frequenzbereich liegen soll, der für die Koagulation passend ist, beispielsweise
bei 300 kHz.
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Die Oszillatorspule T1 besitzt eine Primärwicklung, deren eines Ende
mit der Leitung 1A von der Spannungsquelle und deren anderes Ende mit dem Kollektor
des npn-Transistors Tr1 zur Schwingung verbunden ist. Ein Ende der Sekundärwicklung
der Oszillatorspule T1 ist über eine Kapazität C3 geerdet, während das andere Ende
direkt geerdet ist. Der Emitter des Transistors Tr1 ist über Emitterwiderstände
R1 und R2 in Reihe mit einem zu dem Widerstand R2 parallel geschalteten Überbrückungskondensator
C1 mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors Tr1 ist mit einem Zwischenkontaktpunkt
der Sekundärwicklung der Osziallatorspulo T1 über eine Kapazität C2 zum Absperren
gegen Gleichstrom und ferner mit der Basis des Transistors Tr2 zur Impedanztransformation
verbunden. Die Basis des Transformators Tr2 ist mit der Leitung 1A von der Spannungsquelle
VDC über einen Vorspannungswiderstand R3 und mit Erde über einen Vorspannungs@derstand
R4 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tr2 ist mit der Leitung 1A verbunden,
und sein Emitter ist über einen stationären Widerstand eines variablen Widerstandes
VR in dem Leistungsregler 2 mit Erde verbunden. Ein Elektrolytkondensator C4 zur
Spannungsstabilisation und ein Hochfrequenz-Überbrückungskondensator C5 sind parallel
zueinander zwischen Leitung 1A und Erde geschaltet.
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Der Leistungsregler 2 besteht nur aus dem variablen Widerstand VR,
durch den der der Pinzette 5' zugeführte hochfrequente Ausgangsstrom von Hand oder
automatisch gesteuert werden kann.
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Der Gleitkontakt des variablen Widerstandes VR ist mit der Basis eines
npn-Treibertransistors Tr3 über eine Kapazität C6 zum Gleichstrom-Absperren in dem
Leistungsverstärker 3 verbunden.
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Der Leistungsverstärker 3 weist hauptsächlich einen Steuertransfbrmator
T2, den npn-Treibertransistor Tr3 zum Steuern des Transformators T2 und npn-Ausgangstransistoren
Tr4 und Tr5 auf.
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Der Steuertransformator T2 dient zur Phasenumkehr in Bezug auf die
Ausgangstransistoren Tr4 und Tr5, welche als Verstärker für den Ausgangstransformator
T3 wirken.
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Der Steuertransformator T2 besitzt eine Primärwicklung, dessen eines
Ende mit der Leitung 1A von der Spannungsquelle VDC und dessen anderes Ende mit
dem Kollektor des Transistors Tr3 verbunden ist. Ein Ende der Sekundärwicklung des
Steuertransformators T2 ist mit der Basis des Ausgangstransistors Tr4 über einen
Ausgleichwiderstand R12 verbunden, während das.
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andere Ende mit der Basis des Ausgangstransistors Tr5 über einen Ausgleichwiderstand
R13 verbunden ist. Der Zwischenkontakt der Sekundärwicklung des Steuertransformators
T2 ist mit der Leitung 1A von der Gleichspannungsquelle VDC über einen Vorspannungswiderstand
R10 und auch mit Erde über einen Vorspannungswiderstand R11 verbunden.
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Die Basis des Treibertransistors Tr3 ist mit der Leitung 1A über einen
Vorspannungswiderstand R7 und mit Erde über einen Vorspannungswiderstand R6 und
auch mit dem Gleitkontakt des variablen Widerstandes VR über die Kapazität C6 zum
Gleichstromabsperren verbunden. Der Emitter des Treibertransistors Tr3 ist über
in Reihe geschaltete Emitterwiderstände R8 und R9 mit einer parallel zu dem Widerstand
R9 geschalteten über brückungskapazität C7 geerdet.
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Der Kollektor des Ausgangstransistors Tr4 ist mit dem Kollektor des
Ausgangstransistors Tr5 über die Primärwicklung des Ausgangstransformators T3 in
der Ausgangstransofrmatorschaltung 4 verbunden.
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Die Leitungen von den Kollektoren der Ausgangstransistoren Tr4 und
Tr5 sind mit der Primärwicklung des Ausgangstransformators T3 an Abgriffen b und
c verbunden, die näher an dem Mittelabgriff a liegen als die Enden der Primärwicklung,
um eine Überbelastung der Ausgangstransistoren Tr4 und Tr5 zu vermeiden. Die Emitter
der Transistoren Tr4 und Tr5 sind miteinander über in Reihe geschaltete Ballastwiderstände
R14 und R15 verbunden. Der Zwischenpunkt zwischen den Widerständen R14 und R15 ist
geerdet.
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Die Primärwicklung des Ausgangstransformators T3 in der Ausgangstransformatorschaltung
4 besitzt eine dazu parallel geschaltete Kapazität C8, die die LC-Resonanzschaltung
bildet, welche in Bezug auf das Hochfrequenzausgangssignal, welches in dem Oszillator
angeschwungen wird, abgestimmt werden kann, um ein Einzelhochfrequenzausgangssignal
genau derselben Frequenz wie der in dem Oszillator 1 erzeugten zu erzeugen.
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Die Enden der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators T3 in der
Ausgangstransformatorschaltung 4 sind mit der Pinzette 5' zum Abklemmen an dem blutenden
Körperteil zum K@egulieren verbunden.
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Ist bei dieser beschriebenen Ausführungsform der Schalter 6 geschlossen
und der blutende zu koagulierende Teil durch die Pinzette 5' abgeklemmt, dann wird
eine Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle VDC durch die Leitung 1A über
den Widerstand R5 zugeführt, wodurch der Oszillator 1 mit einer Frequenz von 300
kHz schwingt, welcher hauptsächlich die Oszillatorspule T1, Kapazitäten C3 und C2,
die Transistoren Trl zum Schwingen und Tr2 zur Impedanztransformation aufweist,
und sein Ausgangssignal wird mit Hilfe des variablen Widerstandes VR in dem Leistungsregler
2 im voraus auf ein geeignetes Niveau eingestellt und von dem Emitter des Transistors
Tr2 der Basis des Transistors Tr3/in dem @@@@@ stärker 3 über die Kapazität C6 zugeführt.
Das Ausgangssignal
von dem obigen Oszillator 1 wird in dem Leistungsverstärker
3 verstärkt, welcher hauptsächlich den Treibertransistor Tr3, den Steuertransformator
T2 zur Phaseneinstellung und die Ausgangstransistoren Tr4 und Tr5 aufweist, und
wird der Primärwiklung des Ausgangstransformators T3 an Abgriffen b und c, welche
näher an dem Mittelabgriff als die Enden der Primärwicklung liegen, zur Stabilisierung
der Funktion der Ausgangstransistoren Tr4 und Tr5 zugeführt. Die Primärwicklung
des Ausgangstransformators T3 besitzt eine Kapazität C8, die dazu parallel geschaltet
ist, welche zusammen die LC-Resonanzschaltung zur Frequenzabstimmung in Bezug auf
den Oszillator 1 bilden. Das in der Sekundärwicklung des Ausgangstranformators T3
induzierte Hochfrequenzausgangssignal wird der Pinzette 5' und dann dem blutenden
Teil, welcher durch die Pinzette 5' abgeklemmt ist, zur Koagulation zugeführt.
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Nach dem Koagulieren des blutenden Teiles wird der Schalter 6 zur
Vorbereitung der nächsten Koagulation geöffnet.
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Da in der erfindungsgemäßen Koaguliervorrichtung Transistoren als
Verstärkende Elemente verwendet werden, ist die Gleichspannungsquelle sehr klein
und liegt bei ungefähr 25 Volt, selbst wenn größere Ausgangssignale als bei Funkenentladung
erzeugt werden sollen, und folglich ist die den Spitzen der Pinzette zugeführte
Spannung auch niedrig und liegt im Maximum (effektiver Wert) bei 80 Volt ohne Last.
Da der Volt-Klirrfaktor im Vergleich zur Funkenentladung merklich verbessert ist,
liegt die Spitzenspannung bei ungefähr 120 Volt, was weit unter verschiedenen Kilovolt
bei der Funkenentladung liegt, wodurch der Funke zwischen den Spitzen der Pinzette
und ein anschließendes Einschneiden oder Verkohlen in dem behandelten Teil vollständig
eliminiert wird.
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Da die Koagulationsstromfrequenz in einer nahezu perfekten Sinuswelle
in der Resonanzschaltung unabhängig von den Lasten
geformt wird,
können ein Zucken des zu behandelnden Teiles und auch nachteilige Wirkungen auf
andere Meßinstrumente infolge eines Rauschens von einer Wellenstörung vermieden
werden.
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Da die Koagulationsvorrichtung transistorisiert ist, ergibt sich eine
beinahe problemlose Wirkungsweise, was insbesondere während einer Operation sehr
wichtig ist.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Erfindung
verschiedene Abänderungen erfahren. So können beispielsweise pnp-Transistoren oder
Vakuumröhren anstelle der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten npn-Transistoren
verwendet werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, die auf dem Prinzip
der Koagulation eines aus Protein zusammengesetzten Gewebes durch einen hochfrequenten
Strom basiert, nicht nur für die Koagulation von Blutgefäßen an einem blutenden
Körperteil sondern auch zum Koagulieren oder Abbrennen eines begrenzten Teiles eines
Gewebes im Körper oder eines Gehirnorganismus bei chirurgischen Eingriffen verwendet
werden. Bei solcher Koagulation oder Abbrennung eines sehr begrenzten Teiles kann
eine Spitze der Pinzette an dem Körper geerdet werden, und die andere Spitze der
Pinzette kann an einer genau bezeichneten Stelle des zu behandelnden Teiles angesetzt
werden zum Abbrennen oder Koagulieren.