DE2717320A1

DE2717320A1 - Einrichtung zum registrieren oder anzeigen biologischer signale von kranken waehrend gleichzeitiger anwendung eines elektrochirurgischen geraetes

Info

Publication number: DE2717320A1
Application number: DE19772717320
Authority: DE
Original assignee: Simonsen & Weels Efte
Current assignee: Simonsen & Weels Efte
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DK139375B; DK139375C; GB1550089A; DE2717320B2; DK182276A; NL7704336A

Description

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Handelsselskabel Simonsen & Weel's Eftf. A/S Albertslund / Dänemark

Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen biologischer Signale von Kranken während gleichzeitiger Anwendung eines elektro-chirurgischen Gerätes.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen biologischer Signale von Kranken während gleichzeitiger Anwendung eines elektro-chirurgischen Gerätes, das hohe HF-Spannungen, vorzugsweise amplitudenmodulierte Spannungen an das jeweilige Gewebe abgibt, indem die Signalspannung von einer Anzahl Umwandlern wie EKG-Elektroden, vorzugsweise drei mit dem Kranken zweckmässig verbundenen Umwandlern in Form von drei EKG-Elektroden, auf einen EKG-Verstärker übertragen wird, vorzugsweise einen EKG-Verstärker mit einem Eingangsfilter, der in einem isoliert aufgehängten und in mit einem der Umwandler verbundenen Faradayschen Käfig angebracht ist.

Von US-PS 3 915 154 ist eine EKG-Einrichtung bekannt. Der Schirm des den EKG-Elektroden angeschlossenen Kabels steht mit einem den EKG-Verstärker umgebenden Schirm in Verbindung. Diese Einrichtung ist zur Unterdrückung der vom Lichtnetz herrührenden Geräuschspannungen geeignet. In dieser Einrichtung v/erden EKG-Signale indessen nicht detektiert, falls dem Gewebe HF-Spannungen von einigen hundert Volt zugeführt werden.

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Selbst wenn man vor den EKG-Verstärker ein HF-Filter einschaltet, wird man die EKG-Signale trotzdem nicht jnif genügender Sicherheit detektieren können. Ausstrahlung ausserhalb und innerhalb des Schirmes werden nämlich die Funktion der Einrichtung beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu zeigen, wie man diese Ausstrahlungen durch Abschirmung entfernen kann. Nach der Erfindung v/ird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Filter in dem Eingang des Verstärkers ein abgeschirmtes HF-Filter ist und dass der Faradaysche Käfig in einem äusseren, geerdeten abschirmenden Behälter isoliert aufgehängt ist. Hierdurch v/ird erstens die von den jeweiligen Filterspulen herrührende Ausstrahlung und zv/eitens die von dem Faradayschen Käfig herrührende Ausstrahlung entfernt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Spulen des Eingangsfilters getrennt abgeschirmt sind.

Ferner kann nach der Erfindung die Kapazität zwischen dem Faradayschen Käfig, und dem äusseren abschirmenden Behälter - der geerdet ist - 30-60 pF sein. Dadurch wird das HF-Signal in einem gewissen Grad kurzgeschlossen, aber die zufliessenden HF-Ströme sind nicht so gross, dass der HF-Spannungsfall im Gewebe zu gross wird.

Schlieiislicli kann nach der Erfindung die Spannungs spei sung für andere Umwandler als EKG-Elektroden über Filter, deren Spulen in dem abgeschirmten Faradayschen Käfig angebracht und abgeschirmt sind,vor sich gehen, wobei die verwendete Energiezufuhr eventuell die Energiezufuhr ist, die auch für den im Faradayschen Käfig angebrachten Verstärker verwendet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erklärt. Es zeigen

Fig. 1 den in dem Faradayschen Käfig angebrachten Verstärker, in diesem Fall einen EKG-Verstärker,

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Eig. 2 einen an den EKG-Verstärker angeschlossenen und ausserhalb des Paradayschen Käfig angebrachten Demodulator, und

Fig.3 eine zugehörige Stromversorgung«

Das elektrochirurgische Gerät der Einrichtung nach der Erfindung besteht aus einer Hochfrequenzquelle, deren . eine Elektrode die ein relativ grosses Oberflächenareal hat - mit dem Rücken des jeweiligen Kranken verbunden ist, und deren andere Elektrode beispielsweise aus dem vom Chirurgen verwendeten Messer besteht. Während einer Operation bringt man die Blutungen zum Aufhören, indem man mit einem Fusshebel 50 Hz AM-modulierte HF-Ströme durch das Gewebe schickt. Erstens tritt ein Koagulieren ein, zv/eitens eine gewisse Verkohlung und drittens ein Austrocknen des Gewebes. Alles trägt zum Aufhören der Blutungen bei. Diese Spannungen sind vorzugsweise von 3-400 Volt. Eine Frequenz von 750 kHz-1,6 MHz stört indessen nicht die Nervenzellen des Gewebes.

Die Einrichtung besteht ausserdem aus einer Anzahl Umwandlern, vorzugsweise einer Referenz- und zwei EKG-Elektroden. Die Referenzelektrode ist an einen Metallbehälter, einen Paradayschen Käfig 10 angeschlossen. Die zwei aktiven Elektroden sind an die Eingangsklemmen 2,4 eines symmetrisch aufgebauten Filters 6 angeschlossen, das bei 1 MHz eine Dämpfung von etwa 70 dB gibt. Der Ausgang des Filters ist an einen EKG-Verstärker 8 (die Dämpfung auf 70 dB verhindert die Übersteuerung des Verstärkers durch das Modulationssignal des HF-Signals) angeschlossen, der in einem Faradayschen Käfig· 10^ in einem abschirmenden Behälter 17 angebracht ist. Die Kapazität zwischen dem Käfig. 10 und dem abschirmenden Behälter ist 30-60 pF.

Dadurch geschieht ein gewisser Kurzschluss des HF-Signals, der die Begrenzung des Potentialausschlags des Käfig 10 verursacht. Der EKG-Verstärker besteht aus einem völlig symmetrisch aufgebauten Verstärker mit einer Verstärkung, die bis unter ein Hertz von etwa 40 Mal ist. Der Verstärker enthält angepasste Widerstände, wodurch eine Widerstandsjustierung vermieden wird. Zwischen die symmetrisch aufgebaute Verstärkerstufe und die nachfolgende Stufe 12 ist ein aus zwei entgegengesetzt gekoppelten Dioden be-

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stehender Dämpfer eingeschaltet, der im Fall der Übersteuerung bewirkt, dass das Signalniveau erneut innerhalb des Dynaraikbereiches gebracht wird. Das Ausgangssignal des EKG-Verstärkers 8 (von etwa 41 mV) wird über einen Kondensator C6 zu einem selbstschwingenden Multivibrator 12 geführt.

Beim Start der Einrichtung wirkt der Multivibrator in folgender Weise:

Die Rückkopplung zur Plusklemme - siehe Fig. 1 - bewirkt eine Anfangs spannung von etwa 66 mV (10 V:150) an dem Pluseingang. Am Kondensator C7 liegen null Volt an, wenn er eingeschaltet wird. Der Kondensator C7 wird über R5 aufgeladen. Nach einer gewissen Zeit erreicht der Kondensator C7 66 mV, und dann kippt der Ausgang in den negativen geschlossenen Zustand über. Das Potential des Pluseingangs wechselt dann auf minus 66 mV, wodurch der Kondensator C7 entladen wird bis die Spannung von minus 66 mV erreicht wird. Die Stufe wirkt deshalb wie ein selbstschv/ingender Multivibrator. Die Schwingungsfrequenz ist etwa 1 kHz.

Zum Ausgang des Kondensators wird ausserdem das Ausgangssignal von etwa Al mV des EKG-Verstärkers 8 geführt, wodurch die Ladung des Kondensators C7 so moduliert wird, dass die Impulsbreite des Multivibrators 12 moduliert wird. Diese Modulation hängt eindeutig von den EKG-Signalen ab. Der nachfolgende Kondensator C8 von 2 nF, der das Ausgangssignal des Multivibrators (Rechteck well ensignal) differenziert, führt nur die Flanken über. Dadurch entsteht bei jedem Wechsel des Multivibrators 12 nur ein kurzer Lichtschimmer. Diese Modulationsweise ist energiesparend.

Die Spannungsspeisung 14 des EKG-Verstärkers besteht aus einer in dem Käfig. 10 angebrachten Gleichrichterbrücke. Der Gleichrichterbrücke ist ein Umwandlertoroid angeschlossen, das über eine einzelne Windung 15 an ein anderes Toroid ausserhalb des Käfigs 10 angeschlossen ist. Die Kapazität zwischen den Toroiden ist etwa 0,7 pF.

Die Kapazität der Lichtleiterstufe kann fast beliebig klein sein, wenn nur der Abstand zwischen der Lichtdiode und dem Fototran-

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sistor gross genug ist.

Ausserdem ist ein Vorteil, dass die Transmission der Stromversorgung von der Transmission des Ausgangssignals verschieden ist. Dadurch werden Kreuzmodulationen, die sonst vorkommen würden, verhindert. Es ist auch ein Vorteil, dass die Kapazität bei der Transmission des Ausgangssignals am niedrigsten ist.

Die Amplitude des HF-Signals kann durch Anbringen von EKG-Elektroden auf beste Weise vermindert werden. Da der Kranke immer ein Signal von 50 Hz empfängt und sendet, kann man mit diesem Signal die Anbringung der Elektrode kontrollieren. Wenn das 50 Hz Signal mit einer gewissen Stärke durchgeht, ist gleichbedeutend damit, dass die Haut unter den Elektroden etwas mehr abgeschliffen v/erden muss (der DC-Widerstand muss unter 5 kyv herunter) und eventuell etwas anders und gern so angebracht werden, dass sie auf einer winkelrecht auf dem HF-Strom stehenden Linie angebracht sind. Wenn die Elektroden gut angebracht sind, wird in die Ausgangsstufe (der Demodulator) ein Filter eingekuppelt, das. den Rest des 50 Hz-Signals abfiltert.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann aus vielen Variationen bestehen, ohne dass dadurch von der Idee der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise können die erwähnten Prinzipien bei anderen biologischen Signalen verwendet v/erden, z.B. von Blutdruck, Temperatur, EEG und EMG herrührend. In Fällen, die von Blutdruck und Temperatur herrühren, vermindert man die Spannung der Sekundärseite des Umwandlers im Faradayschen Käfig und führt die Spannung über ein Filter (das ebenfalls im Käfig angebracht ist) zu den Umwandlern hinaus.

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Claims

Patentansprüche

(l·) Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen biologischer Signale von Kranken während gleichzeitiger Anwendung eines elektrochirurgischen Gerätes, das hohe HF-Spannungen, vorzugsweise amplitudenmodulierte Spannungen an das jeweilige Gewebe abgibt, indem die Signalspannung von einer Anzahl Umwandlern wie EKG-Elektroden, vorzugsweise drei mit dem Kranken zweckmässig verbundenen Umwandlern in Form von drei EKG-Elektroden, auf einen Verstärker übertragen wird, vorzugsweise einen EKG-Verstärker mit einem Eingangsfilter, der in einem isoliert aufgehängten und in mit eine der Umwandler verbundenen Faradayschen Käfig angebracht ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Filter in dem Eingang des Verstärkers ein abgeschirmtes HF-Filter (6) ist und dass der Faradaysche Käfig (10) in einem äusseren, geerdeten abschirmenden Behälter (17) isoliert aufgehängt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen des Filters (6) abgeschirmt sind.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität zwischen dem Faradayschen Käfig . (10) und dem äusseren abschirmenden Behälter - der geerdet ist - 30-60 pF ist.
4. Einrichtung nach jedem der vorigen Ansprüche, wo eine Windung zwischen zwei Toroidkernen zur Spannungsspeisung des EKG-Verstärkers - wo der eine Kern im Faradayschen Käfig und der andere Kern ausserhalb angebracht ist - gut isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatorwindungen so gut isoliert sind, dass die Kapazität des einzelnen Kerns etwa 1,4 pF ist.

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5. Einrichtung nach jedem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Sparinungsspeisung der anderen Umwandler als EKG-Elektroden über Filter, deren Spulen in dem abgeschirmten Faradayschen .Käfig (1O) angebracht und abgeschirmt sind, vor sich geht, wobei die verwendete Energiezufuhr eventuell die Energiezufuhr ist, die auch für den im Faradayschen Käfig (io)angebrachten Verstärker (O) verwendet wird.

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