DE2801833B1

DE2801833B1 - Elektro-chirurgische Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE2801833B1
Application number: DE2801833A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl-Ing Schuler
Original assignee: Aesculap Werke AG
Current assignee: Aesculap Werke AG
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1979-04-12
Also published as: DE2801833C2; US4271837A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektro-chirurgische Schneidvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Schneidvorrichtung dieser Art ist durch die DE-AS 25 04 280 bekannt.

Die Schneidwirkung der Schneidelektrode entsteht in der Hauptsache dadurch, daß an der Stelle, an der die eine Schneide bildende Schneidelektrode an das Gewebe angelegt wird, dieses in der unmittelbaren Umgebung der Schneidelektrode durch den u. a. Lichtbogen bildenden, hochfrequenten Strom sehr stark erhitzt wird, so daß die Zellen des Gewebes platzen und dadurch der Schnitt im Gewebe entsteht. Gleichzeitig wird durch die Erhitzung des Gewebes das Eiweiß koaguliert, so daß die beim Schneiden durchgetrennten Haargefäße durch die Koagulation geschlossen werden. Dies hat den Vorteil, daß man mit einer elektro-chirurgischen Schneidelektrode verhältnismäßig unblutige Schnitte durchführen kann. Bei einer zu starken Erhitzung des Gewebes kann es jedoch während des Schneidvorganges neben der Koagulation des Eiweißes auch zu Eiweißzersetzungen kommen, wodurch die anschließende Heilung der Schnittwunde behindert wird.

Für den optimalen Einsatz einer elektro-chirurgi-

schen Schneidvorrichtung kommt es daher darauf an,

daß die Temperatur der Schneidelektrode möglichst genau auf einem optimalen Wert gehalten werden kann.

Um nun die Stromstärke des Hochfrequenzstromes durch einen automatischen und hinreichend schnellen Regelvorgang so einzustellen, daß jederzeit diejenige Stromstärke besteht, die einerseits eine für den Schneid- und Koagulationsvorgang geeignete Erwärmung des Gewebes sicherstellt und andererseits aber das Entste-

H) hen von Lichtbogen schädlichen Ausmaßes verhindert, ist es durch die DE-AS 25 04 280 bekannt, die Leuchterscheinung des durch den Hochfrequenzstrom zwischen der Schneidelektrode und dem Gewebe erzeugten Lichtbogens mit Hilfe eines optoelektrischen Wandlers, z. B. einer Fotozelle, in das elektrische Signal einer Anzeigeeinrichtung umzuwandeln oder den momentanen Strom des hochfrequenten Stromkreises von einer Anzeigeeinrichtung zu analysieren und daraus elektrische Signale für den Einsatzpunkt und/oder die jeweilige Stärke des durch den Hochfrequenzstrom erzeugten Lichtbogens zu gewinnen. Jede dieser beiden Maßnahmen erfordert einen hohen Schaltungsaufwand. Außerdem ist es nicht gewährleistet, daß die vom optoelektrischen Wandler aufgenommene Lichtmenge oder die durch die Analyse des momentanen Stromes des hochfrequenten Stromkreises gewonnenen elektrischen Signale der hier in der Hauptsache maßgebenden Temperatur während des Schneidens entsprechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

jo elektro-chirurgische Schneidvorrichtung zu schaffen, bei der mit einem wesentlich geringeren Schaltungsaufwand die Temperatur der Schneidelektrode während des Schneidens in einem gewünschten Temperaturbereich gehalten werden kann.

Die Erfindung geht von der durch das Buch von Dr. Josef Kowarschik »Die Dathermie«, Verlag von Julius Springer, 1930, Seite 216, schon seit langem bekannten Tatsache aus, daß beim Schneiden mit Hochfrequenzstrom niederfrequente Impulse ausgelöst werden. Hierbei handelt es sich um eine an der Schneidstelle verursachte Gleichrichtung des HF-Stromes. Die Gleichstromimpulse, die durch diese Gleichrichtung verursacht werden, müssen vermieden werden, da durch sie die motorischen Nerven gereizt werden, was bei der Operation auf jeden Fall verhindert werden muß. Wie das in der oben genannten Literaturstelle erwähnt ist, können diese niederfrequenten Impulse durch Einbau eines Kondensators in den Elektrodenstromkreis verhindert werden.

so Der Erfinder hat überraschend erkannt, daß die an der Schneidstelle verursachte Gleichrichtung der HF-Spannung eine Funktion der Temperatur der Schneidelektrode ist und mit dieser zunimmt. Der Erfindung liegt daher der allgemeine Erfindungsgedanke zugrunde, die an der Schneidstelle entstehende Gleichspannung als Maß für die Temperatur der Schneidelektrode und damit als Maß für die Erhitzung des Gewebes beim Schneiden zu benutzen.

Demgemäß ist die oben genannte Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Da die beim HF-Schneiden an der Schneidstelle entstehende Gleichspannung eine Funktion der Temperatur der Schneidelektrode ist, ergibt sich durch die Erfindung eine Regelung der HF-Spannung und dadurch des HF-Stromes durch die Temperatur der Schneidelektrode. Der Schaltungsaufwand, der für eine Einrichtung erforderlich ist, die auf eine Gleichspannung anspricht, ist äußerst gering. Außerdem

ermöglicht die Erfindung die Schneidelektrode immer auf der für das Schneiden optimalen Temperatur zu halten.

Wie oben ausgeführt, ist es bekannt, die durch die Gleichrichtung des HF-Stromes an der Schneidstelle verursachten Gleichstromimpulse durch einen sogenannten Antifaradisationskondensator zu verhindern. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist daher gemäß Anspruch 3 ausgebildet, da die am Kondensator gemessene Gleichspannung im wesentlichen der an der Schneidstelle durch die Gleichrichtung verursachten Gleichspannung entspricht oder mindestens eine Funktion derselben ist. Der Antifaradisationskondensator kann aber auch durch eine elektronisch von der an der Schneidstelle entstehenden Gleichspannung gesteuerten Gleichspannungsquelle ersetzt werden, die dieser Gleichspannung zur Verhinderung eines Faradisationsstromes entgegenwirkt. In diesem Fall kann als Regelgröße unmittelbar die an der Schneidstelle entstehende Gleichspannung benutzt werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist durch die im Anspruch 4 genannten Merkmale gekennzeichnet. Dadurch wird erreicht, daß die optimale Temperatur der Schneidelektrode dadurch eingestellt werden kann, daß die regelbare Schaltung auf eine dieser Temperatur an der Schneidelektrode entsprechende Sollspannung eingestellt wird.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung im einzelnen erläutert, die auf den Übersichtsschaltplan Bezug nimmt.

Die körperliche Ausbildung einer elektro-chirurgischen Schneidvorrichtung ist dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt und allgemein bekannt. Im beiliegenden Übersichtsschaltplan sind daher eine Schneidelektrode 11, ein zu schneidendes Gewebe 12 und eine mit dem zu operierenden Patienten verbindbare, großflächige Neutralelektrode 13 nur schematisch angedeutet.

Die Schneidelektrode 11 ist mit der einen Klemme 17 eines sogenannten Antifaradisationskofidensators C verbunden, dessen andere Klemme 18 mit der einen Ausgangsklemme 14 eines ebenfalls nur schematisch angedeuteten HF-Generators 15 verbunden ist. Die zweite Ausgangsklemme 16 des HF-Generators 15 ist unmittelbar mit der Neutralelektrode 13 verbunden, so daß der über das Gewebe 12 von der Schneidelektrode zur Neutralelektrode 13 führende Stromkreis des HF-Generators 15 durch den Kondensator C für Gleichstrom unterbrochen ist. Der Kondensator C hat eine Kapazität von maximal 5 nF.

Wird das Gewebe 12 von der Schneidelektrode 11, berührt, dann fließt durch das Gewebe 12 ein HF-Strom, so daß dadurch sowohl das Gewebe 12 als auch die dieses berührende Schneidelektrode 11 stark erhitzen. Hierbei werden von der Schneidelektrode 11 Elektronen emittiert. Diese Elektronenemission führt dazu, daß an der Schneidstelle die HF-Spannung gleichgerichtet wird, wodurch am Kondensator C eine Gleichspannung aufgebaut wird, wobei durch den Kondensator ein nervenreizender Gleichstrom, nämlich ein Faradisationsstrom, verhindert wird. Diese Gleichspannung ist also eine Funktion der Elektronenemission der Schneidelektrode, die wiederum eine Funktion der Temperatur der Schneidelektrode ist. Man kann also durch Messung der Gleichspannung am Kondensator Cdie Temperatur der Schneidelektrode 11 bestimmen.

Um diese Gleichspannung des Kondensators C zum

n> Regeln des Generators 15 auszunutzen, ist ein Regler 19 vorgesehen, der einen als Operationsverstärker ausgebildeten Gleichspannungsverstärker 20 aufweist. Die Anschlußklemmen 17 und 18 des Kondensators C sind mit dem Eingang dieses Gleichspannungsverstärkers 20 verbunden, so daß die am Kondensator C auftretende Gleichspannung infolge des hohen Eingangswiderstandes des als Operationsverstärker ausgebildeten Gleichspannungsverstärkers 20 durch diese Verbindung nur in einem vernachlässigbar geringen Maße beeinflußt wird.

jo Der Ausgang 21 des Gleichspannungsverstärkers 20 ist mit dem Eingang 22 einer Subtraktionsschaltung 23 verbunden, die ebenfalls als Operationsverstärker ausgebildet ist, so daß die am Ausgang des Gleichspannungsverstärkers 20 herrschende Gleichspannung infolge des geringen Ausgangswiderstandes des Gleichspannungsverstärkers 20 und infolge des hohen Eingangswiderstandes der Subtraktionsschaltung 23 durch diese Verbindung ebenfalls nur in einem vernachlässigbar geringen Maße beeinflußt wird. Ein zweiter Eingang 24 der Subtraktionsschaltung 23 ist mit einer regelbaren Schaltung 25 zum Erzeugen einer Sollspannung verbunden, z. B. mit dem Abgriff eines in einen Gleichstromkreis geschalteten Potentiometers. Der Ausgang 26 der Subtraktionsschaltung 23, an dem die Differenzspannung

Udiff = L'soll — Uist

herrscht, wo U_soii die Sollspannung und U,_st die Istspannung bedeuten, ist mit einem Regeleingang 27 des Generators 15 verbunden.

Der HF-Generator 15 ist in bekannter Weise so ausgebildet, daß er bei einer Gleichspannung 0 am Regeleingang 27 eine für die Operation erforderliche mittlere HF-Spannung verursacht, die bei einer positiven Differenzspannung Udm mit dieser zunimmt und bei einer negativen Differenzspannung LWmit dem absoluten Wert dieser Spannung abnimmt. Durch Veränderung der Soll-Spannung Usoii mittels der regelbaren Schaltung 25 kann daher die sich automatisch einregelnde HF-Spannung des Generators 15 innerhalb gewisser Grenzen auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, bei dem die an der Schneidelektrode gewünschte optimale Temperatur herrscht.

Der Gleichspannungsverstärker 20, die Subtraktions-

Y₁ schaltung 23 und die regelbare Schaltung 25 bilden also den Regler 19, der mit der Gleichspannung am Kondensator CaIs Regelgröße die vom HF-Generator 15 erzeugte HF-Spannung als Stellgröße regelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrochirurgische Schneidvorrichtung zum Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe mit HF-Strom, bei der eine Schneid- und eine Neutralelektrode mit den Anschlußstellen eines HF-Generators verbindbar sind und bei der ein Regler mit einer beim Schneiden an der Schneidstelle entstehenden Zustandsänderung als Regelgröße den vom HF-Generator erzeugten HF-Strom als Stellgröße regelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (19) zum Regeln der HF-Spannung des HF-Generators (15) eine Einrichtung aufweist, die auf eine Gleichspannung anspricht, die beim HF-Schneiden an der Schneidstelle entsteht.

2. Elektro-chirurgische Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (19) einen die Gleichspannung verstärkenden Gleichspannungsverstärker (20) aufweist.

3. Elektro-chirurgische Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung an einem in den Elektrodenstromkreis geschalteten Kondensator (C) abgreifbar ist.

4. Elektro-chirurgische Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (19) eine regelbare Schaltung

(25) zum Erzeugen einer Sollspannung und eine Subtraktionsschaltung (23) aufweist, die die Differenz zwischen der Sollspannung und der als Regelgröße dienenden Gleichspannung bildet und deren die Differenzspannung angebender Ausgang

(26) mit einem Regeleingang (27) des HF-Generators (15) verbunden ist.

5. Elektro-chirurgische Schneidvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichspannungsverstärker (20) und/oder als Subtraktionsverstärker (23) Operationsverstärker vorgesehen sind.