DE2365276B2 - Stromversorgungsvorrichtung für ein chirurgisches Messer - Google Patents
Stromversorgungsvorrichtung für ein chirurgisches MesserInfo
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Description
4ri Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsvorrichlung
für ein chirurgisches Messer, mit Mitteln zur Erzeugung eines Hochfrequenzstromes, mit Mitteln zur
Zuführung des Hochfrequenzstromes zum chirurgischen Messer, mit Detektormitteln zur Feststellung des
w Stromflusses im Messerstromkreis und mit Mitteln zur
Feststellung einer Differenz zwischen der von den Detektormitteln gelieferten Ausgangsspannung mit
einer Vergleichsspannung. Eine solche Stromversorgungsvorrichtung ist aus der US-PS 36 01 126 bekannt.
Chirurgische Messer weisen im allgemeinen eine Behandlungselektrode, die dem Ende einer Nadel oder
Klinge ähnelt und eine sehr geringe Berührungsfläche besitzt, und eine fest angeordnete Elektrode in Form
einer Platten-Elektrode, die eine große Berührungsfläehe besitzt, auf, wobei ein Hochfrequenzstrom zwischen
der Behandlungselektrode und der festen Elektrode durch den menschlichen Körper geleitet wird. Der
Hochfrequenzstrom, der sich am Ende der Behandlungselektrode konzentriert, erzeugt dort joule'sche
Wärme und diese Joule'sche Wärme verursacht in einer Gewebestruktur eine Gasexplosion, wodurch es möglich
wird, an einem betroffenen Körperteil einen Einschnitt oder eine Durchtrennung durchzuführen.
Mittels eines Stromes von etwas höherer Frequenz als
die des Stromes zum Schneiden oder mittels eines Hochfrequenzstromes, der mit einem gedämpften
Niederfrequenzstrom amplitudenmoduliert ist, wird im menschlichen Körper eine thermische Koagulation des
Körperproteins an der operierten oder geschnittenen Fläche erreicht, wodurch Lymphgefäße und feine
Blutgefäße verschlossen und damit Blutungen gestoppt werden.
Bei elektrisch arbeitenden Messern passiert es häufig, daß der Patient an einem Körperteil verbrannt wird, an
dem nicht operiert wird. Darüber hinaus kann durch Berührung des Körpers mit anderen elektrischen
Geräten ein konzentrierter Strom unnötigerweise durch den Körper des Patienten fließen, wenn eine Zuführungsleitung
zwischen der Stromversorgungsquelie und dem chirurgischen Messer unterbrochen ist oder der
Kontaktwiderstand zwischen dem Patienten und den Elektroden des chirurgischen Messers zunimmt. Es ist
häufig der Fall, daß ein Patient bei einer 0,-eration mit anderen Geräten, mit denen Körper- oder Organfunktionen
während der Operationen gemessen werden, z. B. Geräte zur Kontrolle dei Herz- und Alemfunktion,
in Berührung kommt. Bei vollkommener Unterbrechung der Zuleitung zur fest angeordneten Elektrode wird
dann bei Ansetzen des Messers der Stromkreis über einen unerwünschten Weg geschlossen, so daß die
Hochfrequenzenergie sich nicht an der zu operierenden Stelle auswirkt, sondern an einer anderen Stelle des
Körpers. Bei zunehmendem Kontaktwiderstand zwi- in sehen dem Patienten und beispielsweise der fest
angeordneten Elektrode, wird sich beim Schließen des Stromkreises die Hochfrequenzenergie nicht an der
gewünschten Stelle sondern im Bereich der Berührung des Körpers mit der fest angeordneten Elektrode ss
auswirken und dort zu Verbrennungen führen.
Bei der eingangs erwähnten US-PS 36 01 126 dient ein Detektormittel für den Stromfluß dazu, den durch
den Messerstrornkreis fließenden Strom konstant zu hallen, damit bei Widerstandsschwankungen während
der Operation eine homogene Behandlung erfolgen kann. Dies wird durch Regelung der Verstärkung eines
Leistungsverstärkers bewirkt. Die Verstärkung des Verstärkers wird durch einen Differenzverstärker
geregelt, der eine als Vergleichsspannung dienende 4r>
Ausgangsspannung von einer Potentiometeranordnung mit dem Ausgang der Detektormittel für den Stromfluß
im Messerstromkreis vergleicht.
Bei dieser Anoi dnung führt jedoch die Aufrechterhaltung
des Stromes auf einem konstanten Pegel dazu, daß, ■■><> wenn der Patient mit einer anderen leitenden
Vorrichtung als der Elektrode in Berührung kommt, Verbrennungen oder Stromschläge möglich sind. Ein
Abschalten der Stromversorgung bei Ansteigen des Widerstandes im Stromkreis über einen bestimmten v,
Wert ist zwar vorgesehen, jedoch erst dann, wenn das chirurgische Messer in Betrieb genommen und der
Stromkreis geschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt kommt jedoch die Abschaltung zu spät, weil die
Stromversorgungsvorrichtung bereits auf volle Lei- t>o
stung geschaltet ist und dann sofort der Verbrennungsschaden oder Stromschlag eintritt.
Aus der US-PS 36 28 094 und der DE-AS 11 39 927
sind Sicherheitsschaltungen bekannt, die nur bei auf volle Leistung eingeschalteter Hochfrequenzenergie
wirksam werden und für den Fall, daß bei bereits angesetzter Behandlungselektrode ein Fehler festgestellt
wird, ein Alarmsignal erzeugen oder den Hochfrequenzgenerator abschalten* Eine Gefährdung
des Patienten wird hierbei zwar vermindert aber nicht unterbunden.
Aus der US-PS 36 83 923 ist ferner eine an die Netzzulehung eines elektrischen Gerätes angeschlossene
Sicherheitsschaltung bekannt, die bei falscher Polung der Anschlüsse oder bei fehlender Erdung eine
Einschaltung verhindert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Stromversorgungsvorrichtung für
ein chirurgisches Messer der eingangs genannten Art Mittel vorzusehen, die vor Inbetriebnahme des Messers
erlauben zu prüfen, ob ein Zustand vorliegt, bei dem der Patient einer Verbrennung oder einem Stromschlag
ausgesetzt ist.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß an die Mittel zur Erzeugung des Hochfrequenzstromes eine Auswahlvorrichtung angeschlossen
ist, durch die dem Messer die zur Operation benötigte volle oder eine zum Feststellen des Stromflusses im
Messerstromkreis geschwächte Hochfrequenzenergie zuführbar ist, daß die Detektormittel sowohl der
Zuleitung zur festen Elektrode als auch der Zuleitung zur Behandlungselektrode zugeordnet sind, daß eine
Schaltung zur Feststellung einer Differenz zwischen der von dem der Behandlungselektrode zugeordneten
Detektormittel gelieferten Ausgangsspannung und einer ersten Vergleichsspannung vorgesehen ist, daß
eine Schaltung zur Feststellung einer Differenz zwischen der von beiden Detektormitteln gelieferten
Spannungen und einer zweiten Vergleichsspannung vorgesehen ist, daß die Ausgangssignale der beiden
Schaltungen Mittel zur Bestimmung, ob über das Messer der für die Operation notwendige Strom fließt oder
nicht, beaufschlagen und daß den Bestimmungsmitteln Anzeigemittel nachgeschaltet sind, die in Abhängigkeit
von den von den Bestimmungsmitteln abgegebenen Signalen anzeigen, ob der für die Operation notwendige
Strom fließt oder nicht.
Durch diese Maßnahmen wird dem operierenden Arzt signalisiert, ob er die Operation durchführen kann,
oder ob einer der genannten Fehler vorliegt. Der für die Operation notwendige Strom ist dann gegeben, wenn
der volle Nutzstrom über die Elektroden fließt und keinerlei Nebenschlußwege vorhanden sind.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht vor der Operation eine Beaufschlagung des Messers mit einer so
geringen Hochfrequenzenergie, daß keinerlei Schaden für den Patienten eintreten kann, wenn zur Prüfung des
Stromflusses die Behandlungselektrode an den Körper angelegt wird. Nach Einschalten des Gerätes signalisiert
die Anzeigevorrichtung stets, daß noch nicht geschnitten werden darf. Der behandelnde Arzt legt dann, bei
zunächst geschwächter und gefahrloser Dosierung der Hochfrequenzenergie das Messer an den Körper des
Patienten an, um festzustellen, ob der volle Nutzstrom fließt oder ob ein Fehler vorliegt. Wenn dann die
Anzeigevorrichtung signalisiert, daß keine Nebenschlüsse oder Leitungsunterbrechungen vorhanden sind,
kann die volle Hochfrequenzenergie eingeschaltet und der Operationsvorgang begonnen werden. Es wird also
zwangsläufig eine Prüfung vorgenommen, bevor überhaupt die Möglichkeit eines Schadens für den Patienten
eintreten kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeutet
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsforni;
F i g. 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform und
Fig.4 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform.
Gemäß Fig. 1 besteht eine Auswahlvorrichtung 78 aus zwei Toren 81 und 82, einem die Tore beaufschlagenden
Generator 71 und einem Schalter 72. Die Ausgangsklemme eines Hochfrequenzgenerators 11 ist
über das Tor 81 mit einer ODER-Schaltung 62 verbunden. Die Ausgangsklemme des Hochfrequenzgenerators
11 ist ferner über das Tor 82 mit einer aus einem veränderbaren Widerstand bestehenden Einstellschaltung
12 verbunden, deren Ausgang an die ODER-Schaltung 62 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal
der ODER-Schaltung 62 wird über eine aus einem Spannungsverstärker 21 und einem Leistungsverstärker
22 bestehende Reihenschaltung einem Ausgangstransformator 31 zugeführt. Kondensatoren 32 und 33 am
Ausgang des Transformators dienen zur Sperrung des Gleichstromes. Am Ausgang der Schaltung 3 stehende
Signale werden einem elektrischen, chirurischen Messer 4 zugeführt, das eine Behandlungselektrode 4i und eine
feste Elektrode 42 besitzt.
Zwischen dem Kondensator 32 und der Behandlungselektrode 41 ist ein erster Pegeldetektor 91 zur
Feststellung des der Behandlungselektrode 41 zugeführten Hochfrequenzstromes vorgesehen. Ein Ausgangssignal
A vom Detektor 91 wird einem dritten Tor 83 über eine Reihenschaltung zugeführt, die aus einem
Spannungsumsetzer 99 in Form eines Transformators und einer Gleichrichterschaltung 101 besteht. Das
Ausgangssignal des Tores 83 wird einem Verstärker 111
zugeführt. Durch den Detektor 91, den Spannungsumsetzer 99, die Gleichrichterschaltung 101 und den
Verstärker 111 wird eine Schaltung 911 zur Feststellung
des Pegels gebildet. Ein zweiter Pegeldetektor 92 ist zwischen dem Kondensator 33 und der festen Elektrode
42 angeordnet. Der zweite Pegeldetektor 92 dient zur Ermittlung des Amplitudenpegels des der festen
Elektrode 42 zugeführten Hochfrequenzstromes. Ein Ausgangssignal B vom zweiten Pegeldetektor 92 wird
einem vierten Tor 84 über einen zweiten, ebenfalls aus einem Transformator bestehenden Spannungsumsetzer
100 und einer Gleichrichterschaltung 102 zugeführt. Ein Ausgangssignal vom vierten Tor 84 wird einem
Differenzverstärker 121 über einen Verstärker 112 zugeführt. In den Differenzverstärker 121 wird auch der
Ausgang des Verstärkers 111 eingespeist. Der zweite Detektor 92, die Schaltung 102, das Tor 84, der
Verstärker 112 und der Differenzverstärker 121 bilden
eine Schaltung 912 zur Feststellung der Pegeldifferenz.
Ein Ausgang des Verstärkers 111 wird einem Schmitt-Trigger 131 zugeführt, dessen Eingang auch
eine Vergleichsspannung von einer diese Vergleichsspannung erzeugenden Schaltung 141 zugeführt wird.
Der Schmitt-Trigger 131 und die Schaltung 141 bilden eine Vergleichsschaltung 341. Das Ausgangssignal vom
Schmitt-Trigger 131 wird einem Multivibrator 151 zugeführt. Der Eingang des Multivibrators 151 wird
ferner vom Generator 71 der Auswahlvorrichtung 78 über eine der beiden Schaltstellungen des Schalters 72
beaufschlagt Der Multivibrator 151 wird beim Anstejgen des Ausgangssignals des Generators 71 der
Auswahlvorrichtung 78 zurückgesetzt und beim Abfall des Ausgangssignals des ersten Schmitt-Triggers 131
gesetzt und gibt dabei ein Setz-Ausgangssignal an ein UND-Tor 153.
Das Ausgangssignal vom Differenzverstärker 121 der Schaltung 912 wird einem zweiten Schmitt-Trigger 132
zugeführt, dem auch eine Vergleichsspannung zugeführi wird, die in der Schaltung 142 erzeugt wird. Der
Schmitt-Trigger 132 und die Schaltung 141 bilden eine Schaltung 342. Der Wert der Vergleichsspannung wird
experimentell bestimmt und entspricht einer Ausgangsspannung des Differenzverstärkers der Schaltung 912.
wenn die Differenz zwischen der Größe des der Behandlungselektrode 41 zugeführten Stromes und des
der festen Elektrode 42 zugeführten Stromes innerhalb eines zulässigen Bereiches maximal ist. Wenn das
Ausgangssignal des Differenzverslärkers 121 eine geringere Spannung besitzt als die Vergleichsspannung
dann befindet sich das chirurgische Messer 4 in einem für die Operation notwendigen Zustand, so daß die
Erzeugung eines Ausgangssignals am Schmitt-Trigger 132 bewirkt wird. Ein am Schmitt-Trigger 132
vorhandenes Ausgangssignal wird durch einen zweiter Multivibrator 152 zugeführt. Der Ausgang des Generators
71 der Auswahlvorrichtung 78 wird ebenfalls dem Multivibrator 152 über eine der beiden Schaltstellungen
des Schalters 72 zugeführt. Der Multivibrator 152 wird beim Ansteigen des Ausgangssignals des Generators 71
der Auswahlvorrichtung 78 gesetzt und beim Abfall des Ausgangssignals am zweiten Schmitt-Trigger 132 der
Schaltung 342 zurückgesetzt, wodurch der zweite Multivibrator 152 nunmehr in den gesetzten Zustand
gebracht wird und ein Signal erzeugt, das seinerseits dem UND-Tor 153 zugeführt wird. Die Multivibratoren
151 und 152 sowie das UND-Tor 153 bilden ein Bestimmungsmittel 150.
Das Ausgangssignal des UND-Tores 153 des Bestimmungsmittels 150 wird einem Anzeigemittel 161
zugeführt. Das Anzeigemittel 161 zeigt an, daß das chirurgische Messer 4 sich im normalen für die
Operation notwendigen Zustand befindet, wenn es vom UND-Tor 153 ein Ausgangssignal empfängt, und daß
das chirurgische Messer 4 sich in einem anomalen, für die Operation nicht geeigneten Zustand befindet, wenn
das UND-Tor 153 kein Ausgangssägna! erzeugt.
Das Ausgangssignal des Generators 71 wird den Toren 82, 83 und 84 über die eine der beiden
Schaltstellungen des Schalters 72 und dem Tor 81 über die andere der beiden Schaltstellungen des Schalters 72
zugeführt. Die Tore 81, 82, 83 und 84 werden geöffnet, wenn ihnen ein Steuersignal aufgeprägt wird, und sie
sind geschlossen, wenn sie kein Steuersignal erhalten.
Die Multivibratoren 151 und 152 befinden sich im zurückgesetzten Zustand, wenn die Stromversorgungsquelle zu Beginn in Betrieb gesetzt wird. Die in F i g. 1
dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt:
Wenn das elektrische chirurgische Messer in seinen wirksamen Zustand gebracht wird, befinden sich die
Multivibratoren 151 und 152 im zurückgesetzten Zustand und erzeugen kein Ausgangssignal, so daß auch
das UND-Tor 153 an der Erzeugung eines Ausgangssignals gehindert wird, wodurch die Anzeigevorrichtung
161 den anomalen Zustand des chirurgischen Messers 4 anzeigt. Hierbei wird über den Schalter 72 ein
Ausgangssignal vom Generator 71 nur dem ersten Tor 81 zugeführt. Dadurch öffnet dieses, wodurch dem
chirurgischen Messer 4 das Hochfrequenzsignal über
es das Tor 81 ungedämpft zugeführt wird. Da die Tore 82,
83 und 84 geschlossen bleiben, wird weder der Einstellschaltung 12 ein Hochfrequenzstrom zugeführt,
noch wird den Multivibratoren 151 und 152 ein Signal
aufgeprägt, so daß die Multivibratoren 151 und 152 zurückgesetzt bleiben. In diesem Zustand zeigt die
Anzeigeschaltung 161 den anomalen, für die Operation nicht geeigneten Zustand des chirurgischen Messers 4
an. Dies bedeutet jedoch nicht, daß das chirurgische Messer 4 anomal leitend gemacht wird, sondern es wird
gewarnt, daß das Messer 4 in Betrieb genommen wird, bevor der leitende Zustand des Messers festgestellt oder
geprüft worden ist.
Wenn die feste Elektrode 42 des Messers 4 am Patienten angebracht wird und über die entsprechende
Schaltstellung des Schalters 72 die Tore 82, 83 und 84 beaufschlagt werden, wird der Multivibrator 151 in
seinen gesetzten und der Multivibrator 152 in seinen zurückgesetzten Zustand gebracht. In diesem Zeilpunkt
wird das Tor 8! geschlossen und das Tor 82 geöffnet. Daher wird, wenn die Behandlungselektrode 41 in
Berührung mit dem Patienten gebracht wird, der Schaltung 12 über das Tor 82 ein Hochfrequenzstrom
zugeführt, dessen Spannung durch die Schaltung 12 auf einen solchen Pegel herabgesetzt ist, daß eine
Beeinträchtigung des Patienten oder eines Organs von diesem verhindert wird. Dieser geschwächte Hochfrequenzstrom
wird dem chirurgischen Messer 4 zugeführt, um dessen leitenden Zustand über die Schaltung 62 und
die Spannungs- und Leistungsverstärker 21 und 22 festzustellen. Die den leitenden Zustand feststellenden
Ströme, die der Behandlungselektrode 41 und der festen Elektrode 42 zugeführt werden, werden in Form der
Signale A und ß gewonnen. Die Signale A und B werden den Spannungsumsetzern 99 und 100 sowie den
Gleichrichter.! 101 und 102 zugeführt, von denen Signale mit positiver Spannung abgeleitet werden.
Diese positiven Spannungen werden in den Verstärkern 111 und 112 verstärkt. Der Spannungspegel der
Ausgangssignale des Verstärkers 111 wird mit der Vergleichsspannung verglichen, die in der Schaltung 141
erzeugt wird. Wenn der Spannungspegel des Signals A zur Feststellung des der Behandlungselektrode 41
zugeführten Hochfrequenzstromes nach Verstärkung im Verstärker 111 größer ist als die vorgegebene
Vergleichsspannung, d. h., wenn der leitende Zustand der Schaltung der die Stromversorgungsquelle, das
elektrische Messer und den Körper des Patienten verbindenden Schaltung normal ist und der Behandlungselektrode
41 die normale, für die Operation notwendige Stromgröße zugeführt wird, dann erzeugt
der erste Schmitt-Trigger 131 ein Ausgangssignal, und der Multivibrator 151 wird zum Setzen vorbereitet.
Dieser Vorbereitungszustand wird in den tatsächlichen Setzzustand überführt, wenn der Schmitt-Trigger 131
aufhört, ein Ausgangssignal zu erzeugen und ein abfallendes Ausgangssignal von ihm dem ersten
Multivibrator 151 zugeführt wird, d. h. wenn die Behandlungselektrode 41 von einem Patienten 43
entfernt oder das dritte Tor 83 geschlossen wird, indem erneut die Schaltstellung des Schalters 72 geändert wird.
Wenn der Spannungspegel des Signals A zur Feststellung des der Behandlungselektrode 41 zugeführten
Hochfrequenzsignals nach Verstärkung im Verstärker 111 kleiner als die vorgegebene Vergleichsspannung ist,
d. h. wenn der Behandlungselektrode 41 nicht die normale für die Operation notwendige Strommenge
zugeführt wird, weil eine Zuführungsleitung für das chirurgische Messer 4 unterbrochen ist oder ein
Berührungswiderstand zwischen den Elektroden 41 und 42 des elektrischen Messers 4 und dem Patienten 43 sehr
groß ist, oder wenn die Behandlungselektrode 41 den Patienten 43 nicht berührt, dann erzeugt der Schmitt-Trigger
131 kein Ausgangssignal und der Multivibrator 151 bleibt zurückgesetzt.
Der Spannungspegel des von dem der Behandlungselektrode 41 zugeführten Hochfrequenzsignals abgeleiteten
Signals A wird mit dem Pegel des Signals B im Differenzverstärker 121 verglichen, und eine Differenz
zwischen den Spannungen der Signale A und B wird in dem zweiten Schmitt-Trigger 132 mit der Vergleichs-
K) spannung verglichen, die in der Schaltung 142 erzeugt
wird. Wenn die Differenz zwischen den Spannungspegeln der Signale A und B größer ist als die
Vergleichsspannung, d. h. wenn der zur Feststellung dienende Hochfrequenzstrom deswegen nicht über den
normalen Weg fließt, weil die Zuführungsleitung der festen Elektrode 42 des Messers 4 unterbrochen ist oder
ein Berührungswiderstand zwischen der festen Elektrode 42 und dem Patienten 43 sehr groß ist, so daß der
Hochfrequenzstrom anstatt über die Elektroden 41 und 42 des chirurgischen Messers 4 irgendeinen anderen
Weg nimmt, dann erzeugt der zweite Schmitt-Trigger 132 ein Ausgangssignal, welches den Multivibrator 152
für die Zurücksetzung vorbereitet. Wenn die Behandlungselektrode 41 vom Patienten 43 entfernt wird, oder
die Tore 83 und 84 erneut durch Ändern der Schaltstellung des Schalters 72 geschlossen werden,
dann kommen die Signale A und B nicht mehr zum Differenzverstärker 121, der seinerseits aufhört, ein
Ausgangssignal zu erzeugen, so daß auch verhindert wird, daß vom Schmitt-Trigger 132 ein Ausgangssignal
abgegeben wird, was im Ergebnis dazu führt, daß durch den Abfall des Ausgangssignals vom zweiten Schmitt-Trigger
der zweite Multivibrator 152 zum Zurücksetzen vorbereitet wird. Wenn die Differenz zwischen den
Spannungspegeln des Signals zur Feststellung der der Behandlungselektrode 41 und der festen Elekirode 42
zugeführten Hochfrequenzströme kleiner ist als die Vergleichsspannung, d. h., wenn der leitende Zustand
einer die Stromversorgungsquelle, das chirurgische Messer und den Patienten verbindenden Schaltung
normal ist und keine Nebenschlußströme außerhalb des chirurgischen Messers auftreten, dann erzeugt der
zweite Schmitt-Trigger 132 kein Ausgangssignal, und der zweite Multivibrator 152 bleibt im gesetzten
Zustand.
Wenn nun die in Fig. 1 gezeigte Schaustellung des
Schalters 72, durch die eine Beaufschlagung des Tores 81 ermöglicht wird, nach einem Umschalten wieder
hergestellt wird, dann wird das erste Tor 81 geöffnet und
5" die Tore 82, 83 und 84 geschlossen, so daß die
Schmitt-Trigger 131 und 132 kein Ausgangssignal abgeben, und die abfallenden Teile der Ausgangssignale
der Schmitt-Trigger 131 und 132 werden jeweils den Multivibratoren 151 und 152 zugeführt, wodurch diese
aus einem zum Setzen oder Zurücksetzen vorbereiteten Zustand in einen tatsächlich gesetzten oder zurückgesetzten
Zustand übergeführt werden. Wenn beide Multivibratoren in einen gesetzten Zustand gebracht
werden, d. h. wenn die zuvor die Tore 82, 83 und 84 beaufschlagende Schalterstellung des Schalters 72
erneut geändert wird, weil das Signal A eine höhere Spannung aufweist als die Vergleichsspannung und die
Differenz zwischen den Spannungspegeln der Signale A und B geringer ist als deren Vergleichsspannung, d. h.
wenn in dem Stromkreis der den Patienten, das chirurgische Messer 4 und die Stromversorgungsquelle
verbindet der für eine Operation notwendige Strom fließt, dann erzeugt das UND-Tor 153 ein Ausgangssi-
gnal, und die Anzeigeschaltung 161 zeigt den normalen
Betriebszustand des chirurgischen Messers 4 an und hält das Messer 4 bereit für die Operation. Wenn das Messer
4 in einem geeigneten Betriebszustand ist, und die Behandlungselektrode 41 in Berührung mit dem
Patienten 43 gebracht wird, und wenn ein vom Hochfrequenzgenerator 11 erzeugtes Hochfrequenzsignal
unmittelbar der aus dem Spannungsverstärker 21 und dem Leistungsverstärker 22 bestehenden Reihenschaltung
zugeführt wird, erfolgt eine Sperrung der Gleichstromkomponente des Ausgangssignals vom
Verstärker 22 in der Ausgangsschaltung 3, und das Ausgangssignal der Schaltung 3 wird dem chirurgischen
Messer 4 zugeführt.
Wenn zumindest einer der Multivibratoren 151 oder 152 sich im zurückgesetzten Zustand befindet, bedeutet
dies ebenfalls, daß der Stromfluß zwischen dem Patienten und dem elektrischen chirurgischen Messer
und zwischen dem chirurgischen Messer und der Stromversorgungsquelle für eine Operation nicht
ausreicht, weil entweder die Zuführungsleitung des chirurgischen Messers 4 unterbrochen ist, die Elektrode
41 oder 42 des Messers 4 einen schlechten Kontakt mit dem Patienten hat oder der Strom nicht auf dem
normalen Weg verläuft. In einem solchen Fall erzeugt das UND-Tor 153 kein Ausgangssignal, und die
Anzeigevorrichtung 161 setzt die Anzeige des für die Operation nicht geeigneten Zustandes des chirurgischen
Messers 4 fort, wodurch das Auftreten eines Unfalles verhindert und der Patient geschützt wird.
Wenn die die Beaufschlagung der Tore 82,83 und 84
ermöglichende Schaltstellung des Schalters 72 während einer Operation hergestellt wird und infolgedessen das
UND-Tor 81 geschlossen ist, wodurch verhindert wird, daß durch das Tor 81 ein Strom fließt, und die Tore 82,
83 und 84 geöffnet werden und dem chirurgischen Messer 4 einen Hochfrequenzstrom zuführen, dann wird
während der Operation geprüft, ob oder ob nicht ein für die Operation geeigneter Zustand der Schaltung
vorliegt. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden der Strom, der zwischen dem Patienten
und dem chirurgischen Messer sowie zwischen dem chirurgischen Messer und der Stromversorungsquelle
fließt, und dadurch z. B. der Zustand des Berührungswiderstandes zwischen dem Patienten und dem
chirurgischen Messer, der Zustand der Zuführungsleitung und ein Stromfluß durch eine andere Vorrichiung
als durch das elektrische Messer 4, mit der der Patient in Berührung ist, mittels eines verhältnismäßig geschwächten
Hochfrequenzsignals ermittelt. Somit wird der Patient vor einer Verbrennung und auch vor einem
elektrischen Stromschlag an einem anderen als dem betroffenen Teil seines Körpers bei der Operation
geschützt, weil verhindert wird, daß ein konzentrierter Strom durch den nicht betroffenen Teil des Körpers des
Patienten fließt.
Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 zeigt zusätzlich zu den in F i g. 1 dargestellten Elementen einen Niederfrequenzstromgenerator
51 zur Erzeugung eines unsymmetrischen Rechteckstromes, dessen positive Seite langer als die negative Seite ist. Zwischen dem
Hochfrequenzgenerator 11 und dem Tor 81 ist ferner ein Modulator 61 eingefügt Außerdem ist eine Kiemmund
Differenzierschaltung 52 zur Dämpfung des niederfrequenten Rechteckstromes an der positiven
Seite und zur Differenzierung des geklemmten Signals vorgesehen, um ein Niederfrequenzsignal zu erzeugen,
das eine Frequenz besitzt, die gleich der Frequenz des niederfrequenten Rechteckstromes ist. Schließlich ist
noch eine Auswahlvorrichtung 53 vorgesehen, um wahlweise den gedämpften Niederfrequenzstrom einem
Modulator 61 zuzuführen, so daß nach Wahl der Hochfrequenzstrom mit dem gedämpften Niederfrequenzstrom
moduliert wird. Durch die Zuführung des gedämpften modulierten llochfrequenzstromes zum
chirurgischen Messer 4 wird die bei der Operation entstehende Blutung gestoppt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, bei dem das Stoppen der Blutung ebenso wie das Einschneiden
und Herausschneiden eines Körperteils möglich ist, wird wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1 der über das
chirurgische Messer fließende Strom geprüft, um den Patienten vor einem Unfall oder einem elektrischen
.Stromschlag zu schützen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
nur durch eine andere Ausbildung des Schalters 72 und dadurch, daß die Ausgangsklemme des UND-Tores
153 zur Steuerung des Tores 81 mit diesem verbunden ist, wobei der Generator 71 das Tor 81 indirekt und die
Tore «2, 83 und 84 direkt steuert. Der Schalter 72 ist nicht wie bei den Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und
Fig. 2 als Umschalter ausgebildet, sondern als Ein- und Ausschalter.
Wenn bei in Betrieb gesetzter Stromversorgungsquelle der Schalter 72 offen ist, bleiben die Tore 82, 83
und 84 geschlossen, wodurch das UND-Tor 153 daran gehindert wird, ein Ausgangssignal zu liefern, wodurch
auch das Tor 81 geschlossen ist. Es wird dann weder ein Betriebsstrom noch ein Prüfstrom an das chirurgische
Messer 4 geliefert. Wenn der Schalter 72 geschlossen ist, werden die Tore 82, 83 und 84 geöffnet, um dem
chirurgischen Messer 4 einen Prüfungsstrom zur Feststellung des Stromes zuzuführen. Ist der Strom für
eine Operation ausreichend, dann zeigt die Anzeigevorrichtung 161 an, daß das chirurgische Messer 4 in
betriebsbereitem Zustand ist, und das Tor 81 öffnet bei Zuführung eines Ausgangssignals vom UND-Tor 153
zum Tor 81, wodurch das elektrische Messer für den Betrieb bereitgemacht wird. Ist der Strom jedoch nicht
ausreichend, so erzeugt das UND-Tor 153 kein Ausgangssignal, und die Anzeigeschaltung 161 setzt die
Anzeige des für eine Operation nicht geeigneten Betriebszustandes fort, wobei das Tor 81 geschlossen ist,
und die Zuführung eines hochfrequenten Arbeitsstromes zum chirurgischen Messer 4 verhindert wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig.4 unterscheidet
sich von der Ausführungsform der F i g. 3 darin, daß der Generator 71 und der Schaller 72 fehlen. Die Schaltung
zur wahlweisen Durchführung der Operation oder der Blutstillung besteht aus einem Niederfrequenzgenerator
51, einer Klemm- und Differenzierschaltung 52, einem Auswahlschalter 53 und einem Modulator 61. Ferner ist
ein Inverter 54 zwischen dem Niederfrequenzgenerator 51 und dem Tor 82 vorgesehen. Ein niederfrequenter
Ausgangsstrom vom Niederfrequenzgenerator 51 dient als Steuersignal für die Auswahlschaltung 78 anstelle
eines Ausgangsstromes vom Generator 71. Das Niederfrequenzsignal am Ausgang des Generators 51
ist ein unsymmetrisches Rechtecksignal, dessen positive Seite länger als die negative Seite ist Das niederfrequente
Rechtecksignal wird dem Inverter 54 zugeführt und in ein Impulssignal umgeformt, das seinerseits den
Toren 82, 83 und 84 und den Multivibratoren 151 und 152 zugeführt wird, wodurch der über das Messer
fließende Strom in Intervallen ermittelt wird, die mit der
Frequenz des Impulssignals synchron sind.
Auch die Ausführungsform gemäß F i g. 4 dient zum Schutz des Patienten gegen einen Unfall durch einen
elektrischen Stromschlag und vermeidet überdies die Notwendigkeit, den Generator 71 und den Schalter 72
vorzusehen, wodurch die Stromversorgungsvorrichtung für das elektrische Messer 4 vereinfacht wird. Ferner
wird der Prüfvorgang automatisch ohne manuelle Betätigung des Prüfschalters bewirkt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Stromversorgungsvorrichtung für ein chirurgisches
Messer, mit Mitteln zur Erzeugung eines Hochfrequenzstromes, mit Mitteln zur Zuführung
des Hochfrequenzstromes zum chirurgischen Messer, mit Detektormitteln zur Feststellung des
Stromflusses im Messerstromkreis, und mit Mitteln zur Feststellung einer Differenz zwischen der von
den Detektormitteln gelieferten Ausgangsspannung und einer Vergleichsspannung, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Mittel zur Erzeugung des Hochfrequenzstromes eine Auswahlvorrichtung (78) angeschlossen ist, durch die dem Messer (4) die
zur Operation benötigte volle oder eine zum Feststellen des Stromflusses im Messerstromkreis
geschwächte Hochfrequenzenergie zuführbar ist, daß die Detektormittel (91,92) sowohl der Zuleitung
zur festen Elektrode (42) als auch der Zuleitung zur Behandlungselektrode (41) zugeordnet sind, daß
eine Schaltung (341) zur Feststellung einer Differenz
zwischen der von dem der Behandlungselektrode (41) zugeordneten Detektormittel (91) gelieferten
Ausgangsspannung und einer ersten Vergleichsspannung vorgesehen ist, daß eine Schaltung (342)
zur Feststellung einer Differenz zwischen der aus beiden Detektormitteln (91, 92) ermittelten Differenzspannung
und einer zweiten Vergleichsspannung vorgesehen ist, daß die Ausgangssignale der
beiden Schaltungen (341, 342) Mittel zur Bestimmung (150), ob über das Messer (4) der für die
Operation notwendige Strom fließt oder nicht, beaufschlagen, und daß den Bestimmungsmitteln
(150) Anzeigemittel (161) nachgeschaltet sind, die in Abhängigkeit von den von den Bestimmungsmitteln
(150) abgegebenen Signalen anzeigen, ob der für die Operation notwendige Strom fließt oder nicht.
2. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungsmittel
(150) aus einem ersten, mit dem Ausgang der Schaltung (341) verbundenen bistabilen Multivibrator
(151) und aus einem zweiten, mit dem Ausgang der Schaltung (342) verbundenen bistabilen Multivibrator
(152) bestehen, und daß zwischen den Ausgängen der Multivibratoren (151, 152) und den
Anzeigemitteln (161) eine Torschaltung (153) vorgesehen ist.
3. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung beider
Multivibratoren (151, 152) durch ein Torsignal von der Auswahlvorrichtung (78) erfolgt, und daß die
Torschaltung (153) ein UND-Tor ist.
4. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (341) aus
einer Schaltung (141) zur Erzeugung einer Vergleichsspannung und aus einem ersten Schmitt-Trigger
(131) besteht, der eingangsseitig sowohl mit der Schaltung (141) zur Erzeugung einer Vergleichsspannung als auch mit dem Detektormittel (91)
verbunden ist, und der dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Ausgangsspannung des Detektormittels
(91) größer als die Vergleichsspannung ist.
5. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (342) aus
einer Schaltung (142) zur Erzeugung einer zweiten Vergleichsspannung und aus einem zweiten Schmitt-Trigger
(132) besteht, der eingangsseitig sowohl mit einem die Spannungsdifferenz aus beiden Detektormitteln
(91, 92) verstärkenden Verstärker (121) als auch mit der Schaltung (142) zur Erzeugung einer
Vergleichsspannung verbunden ist, und der dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Ausgangsspannung
des Differenzverstärkers (121) kleiner ist als die zweite Vergleichsspannung.
6. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung
(78) aus einem Hochfrequenzgenerator (71), aus einem dem Generator (71) nachgeschalteten Umschalter
(72), aus einem ersten bei Beaufschlagung öffnenden Tor (81), das über die erste Schaltstellung
des Umschalters (72) mit dem Generator (71) verbindbar ist und über das die Zuführung des
ungeschwächten Hochfrequenzstromes zum Messer (4) möglich ist, aus einem zweiten bei Beaufschlagung
öffnenden Tor (82), das über die zweite Schaltstellung des Umschalters (72) mit dem
Generator (71) verbindbar ist, und aus einer an das zweite Tor (82) angeschlossenen, zur Schwächung
des Hochfrequenzstromes dienenden Einsteilschaltung (12) besteht.
7. Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadureb gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung
(78) aus einem Hochfrequenzgenerator (71), aus einem dem Generator (71) nachgeschalteten Schalter
(72), aus einem mit den Mitteln zur Erzeugung eines Hochfrequenzstromes (11) und dem Ausgang
der Bestimmungsmittel (150) verbundenen ersten
jo Tor (81) zur Zuführung des ungeschwächten
Hochfrequenzstromes zum Messer (4), wenn das Ausgangssignal an den Bestimmungsmitteln (150),
das den für die Operation notwendigen Strom anzeigt, dieses erste Tor (81) beaufschlagt, aus einem
^ zweiten, mit dem Hochfrequenzgenerator (71) verbundenen Tor (82), das öffnet, wenn der Schalter
(72) schließt, und aus einer an den Ausgang des zweiten Tors (82) angeschlossenen, zur Schwächung
des Hochfrequenzstromes dienenden Einstellschaltung(i2),deren Ausgangzum Messer führt,besteht.
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