DE2817142A1

DE2817142A1 - Ueberwachungssystem

Info

Publication number: DE2817142A1
Application number: DE19782817142
Authority: DE
Inventors: Donald Ivan Gonser
Original assignee: Dentsply International Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1979-10-31
Also published as: IT7825069A0; IT1097297B; GB2023359B; US4121590A; GB2023359A; BR7806133A

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. . ₈₀₀₀ MÜNCHEN 22

KARL H. WAGNER — GEWÜRZMÜHLSRASSE

~" \Q — POSTFACH 246

78-B-3131

DENTSPLY INTERNATIONAL, INC., York, PA 17404, V.St.A.

Überwachungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf elektrochirurgische Vorrichtungen, und zwar insbesondere auf eine Vorrichtung zur Überwachung der Integrität eines Patientenruckleitungskreises bei einer elektrochirurgischen Vorrichtung.

Bei der Verwendung einer elektrochirurgischen HF-Vorrichtung ist es wichtig, daß eine passive Elektrode und ein Rückleiter in Takt sind, um die Gefahr einer Verbrennung des Patienten oder des Personals im Operationsraum durch Hochfrequenz zu verhindern. Es ist üblich, einen Abfrage- oder Meßstr >m zu verwenden, um den intakten Zustand des beabsichtigten Rückführkreises zu demonstrieren. Wenn jedoch ein übermäßig großer Abfrage- oder Meßstrom den Patienten über die Abfrage- oder Meßschaltung erreicht, so kann ein derartiger übe mäßig großer Abfrage- oder Meßstrom tödlich wirken oder den Patienten verletzen, und zwar .insbesondere beim Auftreten eines Fehlers.

Ein sekundäres Schaltungsausfallproblem tritt bei einigen bekannten elektrochirurgischen Vorrichtungen in der Ausfallbetriebsart auf, wo Ströme, die einen beträchtlichen Schock oder sogar den Tod hervorrufen können, durch einen Patienten zur Erde fließen, und zwar von einer Rückleiter-Abfrageoder Meß-Stromsekundärschaltungsquelle aus.

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TELEFON: (089) 298527 TELEGHAMM: PATLAW MÖNCHEN TELEX: 5-22038 patw d

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein System vorzusehen, welches von Natur aus die Gleichspannung begrenzt, die verfügbar ist, um eine Zirkulation in den Hochfrequenzrückleitern vorzusehen, und zwar sowohl bei einer normalen Betriebsart wie auch bei einer Schaltungsausfallsbetriebsart. Die Erfindung hat sich ferner zum Ziel gesetzt, eine passive Elektrode und eine Rückleiterüberwachungsschaltung für eine HF-elektrochirurgische-Vorrichtung vorzusehen, wobei ein Abfrage- oder Meßstrom vorgesehen ist, der einen festen Wert nicht übersteigen kann. Die Erfindung sieht ferner eine derartige überwachungsschaltung vor, bei welcher Leistungsschaltungen eines elektrochirurgischen HF-Generators Leistung an die Überwachungsschaltung liefern, aber vollständig gegenüber dieser Schaltung isoliert oder getrennt sind.

Kurz gesagt sieht die Erfindung eine Überwachungsschaltung für eine passive Elektrode und einen Rückleiter einer elektrochirurgischen HF-Vorrichtung vor, bei der ein Abfrage- oder Meßstrom durch ein Fotoelement geliefert wird. Das Fotoelement kann durch eine Strahlungsquelle oder Lampe mit Leistung versorgt werden, die ihrerseits durch eine geeignete elektrische Leistungsquelle betrieben wird. Die elektrische Leistungsquelle kann ein Teil der Schaltung eines HF-Generators der elektrochirurgischen Vorrichtung sein. Die Leistungsschaltungen des HF-Generators sind vollständig gegenüber dem Fotoelement getrennt oder isoliert, weil keine direkte Verbindung dazwischen vorliegt. Spannung und Strom, geliefert durch das Fotoelement an die Überwachungsschaltung, sind durch die elektrischen Eigenschaften de-s Fotoelements begrenzt und können von Natur aus eine gegebene Ausgangsspannung bei optischer Sättigung des Fotoelements nicht übersteigen. Die Ausgangsspannung des Fotoelements bei optischer Sättigung kann hinreichend niedrig liegen, so daß sich eine begrenzte Potentialgefahr für den Patienten selbst im Falle des Auftretens eines Fehlers ergibt. Der Abfrage- oder Meßstrom kann benutzt werden, um ein

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Abfühlmittel, wie beispielsweise ein Relais oder dgl.,in der Überwachungsschaltung zu betätigen. Das Relais kann einen Alarm in Gang setzen und dazu dienen, den HF-Generator im Falle eines Ausfalls der Integrität der passiven Elektrode und des beabsichtigten Rückführungskreises auszuschalten.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schaltung einer Vorrichtung zur überwachung der Integrität eines Patientenrückführkreises für eine gemäß der Erfindung ausgebildete elektrochirurgische Vorrichtung;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung der Integrität eines Patientenrückführkreises für eine erfindungsgemäße elektrochirurgische Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Patientenrückleiterüberwachungsschaltung. Die Vorrichtung weist einen HF-Generator 10 auf, der über einen Kondensator 12 mit einer Primärwicklung 13 eines Kopplungstransformators 14 gekoppelt ist. Eine Seite einer Sekundärwicklung 15 des Kopplungstransformators 14 ist mit einem Leistungsleiter 16 über einen Kondensator 17 verbunden. Der Leistungsleiter 16 ist der innere oder abgeschirmte Leiter eines Koaxialkabels 18. Der Aussenleiter oder die Abschirmung des Koaxialkabels 18 ist geerdet, und zwar ebenso wie die andere Seite der Sekundärwicklung 16 des Koppeltransformators 14. Der Leistungsleiter 16 ist mit einem Ende einer Primärwicklung 21 eines Handstücktransformators 22 verbunden, wobei dieser Transformator 22 in einem Handstück 23 angeordnet ist. Das andere Ende der Primärwicklung 21 steht über einen Konden-

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sator 24 mit der Abschirmung des Koaxialkabels 18 in Verbindung. Eine Sekundärwicklung 26 des Handstücktransformators 22 liefert Leistung an eine aktive Elektrode 27. Ein Ende der Sekundärwicklung 26 ist mit der aktiven Elektrode verbunden, und das andere Ende der Sekundärwicklung 26 ist mit dem Leistungsleiter 16 verbunden.

Die Rückführung von einem Patienten 29 aus wird durch eine passive Elektrode 31 und einen Rückleiter 32 vorgesehen, der mit der passiven Elektrode verbunden und über einen Koppelkondensator 33 mit Erde gekoppelt ist. Ein Abfrage- oder Überwachungsstrom wird durch ein Fotoelement 34 erzeugt, welches mit dem Rückleiter 32 und einem Abfrage- oder Überwachungsleiter 36 gekoppelt ist, wobei der Leiter 36 ebenfalls mit der passiven Elektrode 31 in Verbindung steht. Das Fotoelement 34 ist mit dem Rückleiter 32 durch einen HF-Induktor 37 und durch die Spule eines Relais 38 gekuppelt und mit dem Abfrage- oder Überwachungsleiter 36 durch einen HF-Induktor 39. Die Induktoren 37 und 39 verhindern, daß ein HF-Rückstrom durch das Fotoelement und durch die empfindliche Spule des Relais 38 zirkuliert. Ein Kondensator 41 liegt zwischen dem Rückleiter 32 und dem Abfrage- oder Überwachungsleiter 36, um HF-Strom zum Ausgangswicklungskoppelkondensator 33 zu führen, wenn ein Bruch im Rückleiter 32 auftreten sollte.

Das Fotoelement 34 kann durch eine geeignete Lampe 42 beleuchtet werden, die durch Leiter 43 und 44 mit Leistung versorgt wird. Die Leiter 43 und 44 können mit einem entsprechenden Teil der Schaltung des HF-Generators 10 verbunden sein,, um so die notwendige zum Betrieb der Lampe 42 erforderliche Spannung vorzusehen. Solange die Überwachungsschaltung einschließlich des Rückleiters 32, des Abfrage- oder Überwachungsleiters 36, des Fotoelements 34 und der Spule des Relais 38 ununterbrochen ist und die Lampe 42 beleuchtet ist, werden die Relaispole 38A und 38B in der gezeigten Position gehalten. Der Pol 38A verbindet Leiter 49 und 51, die Teil der Schaltung des HF-Generators sein können und verbunden sein müssen, um zu gestatten, daß der HF-Generator Leistung an den Kopplungstransformator

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und die aktive Elektrode 27 liefert.

Im Falle einer Unterbrechung im Rückleiter 32 wird das Relais 38 ent-erregt und die Pole 38A und 38B verschwenken sich in ihre anderen Positionen. Dann sind die Leiter 49 und 51 voneinander getrennt, so daß der HF-Generator nicht mehr in der Lage ist, Leistung an die aktive Elektrode zu liefern. Zudem verbindet der Pol 38B einen Leiter 53 mit einem Leiter 54. Ein Warnhorn 56 und eine Warnlampe 57 liegen zwischen Leiter 54 und einem Leiter 59. Die Leiter 53 und 59 können mit einem entsprechenden Teil der Schaltung des HF-Generators verbunden sein, um eine Spannung für den Betrieb des Warnhorns 56 und der Warnlampe 57 zu erzeugen.

Das Fotoelement 34 kann derart konstruiert sein, daß es eine Ausgangsgröße von 0,6 Volt Gleichspannung und einen Strom von 60 Milliampere aufweist. Ein derartiges Fotoelement besitzt im Leerlauf, ohne Last, eine Begrenzungsspannung von,0,8 Volt Gleichspannung. Eine solche Zelle kann ein empfindliches Relais betätigen, wie beispielsweise ein Potter-Brumfield-Relais MDP-2109. Die Lampe 42 kann eine Niederspannungs-Fallkläppenlampe mit Wolframfaden sein, wie beispielsweise eine Sylvania 6RB- oder eine 12RB-Fallklappenlampe. Eine derartige Lampe hat bei einem Betrieb mit 50% ihrer vollen Ausgangsgröße eine sehr lange Lebensdauer und liefert hinreichend viel Strahlungsenergie für die optische Sättigung des Fotoelements.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einer Patientenrückleitungs-Überwachungsschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 weist einen HF-Generator 110 auf, der mit einer Primärwicklung 113 eines Koppeltransformators gekoppelt ist. Eine Seite einer Sekundärwicklung 115 des Transformators ist über einen Kondensator 117 mit einem Leistungsleiter 116 verbunden, der der Mittelleiter oder abgeschirmte Leiter eines Koaxialkabels 118 ist. Die andere Seite der Sekundär-

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wicklung und der Aussenleiter des Koaxialkabels 118 sind mit Erde verbunden. Das Koaxialkabel liefert ein aktives Element 127, getragen von einem Handstück 123, mit Leistung, und zwar in der gleichen Weise, wie dies unter Bezugnahme auf die erste Ausbildungsform der Überwachungsschaltung beschrieben wurde. Die Rückleitung von einem Patienten 129 aus wird vorgesehen durch einen ersten passiven Elektrodenabschnitt 130 und einen zweiten passiven Elektrodenabschnitt 131. Ein Rückleiter 132 ist mit dem passiven Elektrodenabschnitt 130 verbunden. Ein Überwachungs- oder Meßleiter ist mit dem passiven Elektrodenabschnitt 131 verbunden. Der Rückleiter 132 ist mit Erde über einen Koppelkondensator 133 verbunden. Ein Fotoelement 134 liefert einen Überwachungsoder Meßstrom über eine Schaltung, welche folgendes aufweist: Einen HF-Induktor 139, einen Überwachungs- oder Meßleiter 136, den passiven Elektrodenabschnitt 131, den Patienten 129, den passiven Elektrodenabschnitt 130, den Rückleiter 132, einen HF-Induktor 137 und eine Spule eines Relais 138. Solange eine Lampe 142 das Fotoelement 134 beleuchtet, und der Patient sich in gutem elektrischen Kontakt mit sowohl den passiven Elektrodenabschnitten 130 als auch 131 befindet, und der Rückleiter 132 und der überwachungs- oder Meßleiter 136 in Takt sind, so daß die Überwachungsschaltung oder der Überwachungskreis vollständig ist, wird das Relais 138 erregt und ein Pol 138A verbindet die Leiter 149 und 151. Die Leiter 149 und 151 können Teil der Schaltung des HF-Generators 110 (nicht im einzelnen gezeigt) sein, und sie müssen miteinander verbunden sein, um zu gestatten, daß der HF-Generator Leistung an den Kopplungstransformator 114 und die aktive Elektrode 127 liefert. Wenn jedoch der Patient keinen guten elektrischen Kontakt mit einem der passiven Elektrodenabschnitte 130 und 131 besitzt oder wenn ein Bruch im Rückleiter 132 oder im überwachungs- oder Meßleiter 136 vorliegt, so verschwingen die Pole des Relais in ihre andere Position, in der die Leiter 149 und 151.nicht miteinander verbunden sind, und ein Pol 138B bildet ferner eine Verbindung, die ein Horn 156 und eine Warnlampe 157 in der gleichen Weise erregt, wie dies unter Bezugnahme auf die erste Ausbildungsform der überwachungsschaltung beschrieben wurde. Die maximale Größe des Überwachungs- oder Meßstroms, der durch

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den Patienten 129 läuft, ist durch die Eigenschaften des Fotoelements auf einen Wert bestimmt, der hinreichend niedrig liegt, so daß sich für den Patienten im wesentlichen keine Gefahr ergibt.

Die Schaltungen zur Überwachung eines Patientenrückführungskreises können im Rahmen fachmännischen Handelns abgewandelt werden.

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Claims

28') 7142

Patentansprüche

1J System zur Überwachung der Integrität einer beabsichtigten Patienten-Rückleitung bei einer elektrochirurgischen HF-Vorrichtung mit einer passiven Elektrode und daran befestigten Rückleitermitteln, gekennzeichnet durch eine Überwachungsschaltung mit den erwähnten Rückleitermitteln, einem Fotoelement und Stromabfühlmitteln, wobei die Rückleitermittel, das Fotoelement (34, 134) und die Stromabfühlmittel in Serie geschaltet sind und Beleuchtungsmittel (42, 142) für die Beleuchtung des Fotoelements vorgesehen sind, und wobei ferner durch die Stromabfühlmittel betätigte Anzeigemittel vorgesehen sind, um eine Diskontinuität in der Überwachungsschaltung anzuzeigen, wobei die Spannung in der Überwachungsschaltung durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements begrenzt ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Überwachungsschaltung eine HF-Induktivität (Induktanz) aufweist, welche das Fotoelement (34, 134) und die Stromabfühlmittel von der passiven Elektrode und den Rückleitermitteln trennt.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung zweite Rückleitermittel, verbunden mit der passiven Elektrode, aufweist, wobei diese zweiten Rückleitermittel, die Rückleitermittel und das Fotoelement sowie die Stromabfühlmittel in Serie geschaltet sind und die Rückleitermittel mit Erde gekoppelt sind, wobei Kondensatormittel die zweiten Rückleitermittel und die Rückleitermittel koppeln.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß die passive Elektrode zwei Abschnitte aufweist, wobei der Rückleiter mit einem der Abschnitte verbunden ist, während der zweite Rückleiter mit dem anderen Abschnitt verbunden ist (Fig. 2).

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ORIGINAL INSPECTED
5. System,insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einem HF-Generator, einer aktiven Elektrode, durch den HF-Generator betätigten Mitteln zur Lieferung eines HF-Stroms an die aktive Elektrode und mit einer passiven Elektrode, gekennzeichnet durch einen Rückleiter, befestigt an der passiven Elektrode und mit einer Überwachungsschaltung einschließlich des Rückleiters, eines Fotoelements und Stromabfühlmitteln, wobei der Rückleiter (36, 136), das Fotoelement (34, 134) und die Stromabfühlmittel (38, 138) in Serie geschaltet sind und Beleuchtungsmittel für das Fotoelement vorhanden sind, und mit durch die Abfühlmittel betätigten Anzeigemitteln zur Anzeige einer Diskontinuität in der Überwachungsschaltung, wobei durch die Stromabfühlmittel betätigte Mittel den HF-Generator dann von einer Lieferung von HF-Strom an die aktive Elektrode abschalten, wenn die Diskontinuität angezeigt wird, wobei die Spannung in der Überwachungsschaltung durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements begrenzt ist.
6. System, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einem HF-Generator, einer aktiven Elektrode, durch den HF-Generator betätigte Mittel zur Lieferung eines HF-Stroms an die aktive Elektrode und mit einer passiven Elektrode sowie daran befestigten Rückleitermitteln, gekennzeichnet durch eine Überwachungsschaltung aus den erwähnten Rückleitermitteln, einem Fotoelement und Stromabfühlmitteln, wobei die Rückleitermittel, das Fotoelement und die Stromabfühlmittel in Serie geschaltet sind und Beleuchtungsmittel für die Beleuchtung des Fotoelements vorgesehen sind, wobei'ferner Anzeigemittel, betätigt durch die Stromabfühlmittel, zur Anzeige einer Diskontinuität in der Überwachungsschaltung vorgesehen sind, und wobei schließlich eine Warnvorrichtung und Mittel,aktiviert durch die Stromabfühlmittel, vorhanden sind, um die Warnvorrichtung zur Anzeige einer Diskontinuität zu aktivieren, wobei die Spannung in der Überwachungsschaltung durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements begrenzt ist.

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7. System, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, zur Überwachung der Vollständigkeit einer Patienten-Rückleitung bei einer elektroehirurgischen HF-Vorrichtung mit einer passiven Elektrode einschließlich eines Paars von Abschnitten, gekennzeichnet durch einen ersten Rückleiter, verbunden mit einem der Abschnitte, einen zweiten Rückleiter, verbunden mit dem anderen der Abschnitte und ein Fotoelement sowie Stromabfühlmitteln, verbunden in Serie zwischen dem ersten Rückleiter und dem zweiten Rückleiter, wobei Mittel zur Beleuchtung des Fotoelements vorgesehen sind sowie Mittel, betätigt durch die Stromabfühlmittel zur Anzeige einer Diskontinuität in dem Leiter, wobei die Spannung im Überwachungssystem durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements bestimmt ist.
8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch HF-Induktivitätsmittel, welche das Fotoelement und die Abfühlmittel von den passiven Elektrodenabschnitten, den ersten Rückleitermitteln und den zweiten Rückleitermitteln trennen.
9. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Kondensator, der die ersten und zweiten Rückleitermittel koppelt.
10. System, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einem HF-Generator, einer aktiven Elektrode sowie Mitteln, die durch den HF-Generator betätigt werden, um einen HF-Strom an die aktive Elektrode zu liefern, gekennzeichnet durch eine passive Elektrode mit einem Paar von Abschnitten, einem ersten Rückleiter verbunden mit einem der Abschnitte und einem zweiten Rückleiter verbunden mit dem anderen der Abschnitte, wobei eine überwachungsschaltung den ersten Rückleiter, den zweiten Rückleiter, ein Fotoelement und Stromabfühlmittel aufweist, wobei Fotoelement und Stromabfühlmittel

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in Serie zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter liegen, und mit Mitteln zur Beleuchtung der Fotozelle sowie durch die Stromabfühlmittel betätigten Mitteln zur Anzeige einer Diskontinuität der Leiter, und wobei die Mittel durch die Stromabfühlmittel aktiviert werden, um den HF-Generator dann von einer Lieferung von HF-Strom an die aktive Elektrode abzuschalten, wenn die Diskontinuität angezeigt wird, wobei die Spannung in der Überwachungsschaltung durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements begrenzt ist.
11. System, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, für eine elektrochirurgische HF-Vorrichtung mit einem HF-Generator, einer aktiven Elektrode sowie Mitteln betätigt durch den HF-Generator zur Lieferung von HF-Strom an die aktive Elektrode, gekennzeichnet durch eine passive Elektrode mit einem Paar von Abschnitten, einem ersten Rückleiter verbunden mit einem der Abschnitte und einem zweiten Rückleiter verbunden mit dem anderen der Abschnitte, wobei eine Überwachungsschaltung vorgesehen ist, die den ersten Rückleiter, den zweiten Rückleiter, ein Fotoelement und Stromabfühlmittel aufweist, wobei Fotoelement und Stromabfühlmittel in Serie zwischen dem ersten Rückleiter und dem zweiten Rückleiter liegen, wobei Mittel zur Beleuchtung des Fotoelements vorgesehen sind und durch die Stromabfühlmittel betätigte Mittel vorhanden sind, um eine Diskontinuität in den Leitermitteln anzuzeigen, wobei schließlich eine Warnvorrichtung vorhanden ist sowie durch die Stromabfühlmittel betätigte Mittel zur Aktivierung der Warnvorrichtung dann, wenn die Diskontinuität angezeigt wird, wobei schließlich die Spannung in der Überwachungsschaltung durch die Begrenzungsspannung des Fotoelements begrenzt ist.
12. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit der passiven Elektrode verbundenen und über einen Koppelkondensator (33) mit Erde gekoppelten Rückleiter (32), ein mit dem Rückleiter (32) und einem Abfrageleiter (36) gekoppeltes Fotoelement, wobei der Abfrageleiter (36) mit der passiven Elektrode (31) in Verbindung steht, und wobei ferner das Fotoelement (34) mit dem

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Rückleiter (32) über einen HF-Induktor (37) und über die Spule eines Relais (38) verbunden ist und ferner über einen HF-Induktor (39) mit dem Abfrageleiter (36) in Verbindung steht, und wobei schließlich ein Kondensator (41) zwischen dem Rückleiter (32) und dem Abfrageleiter (36) angeordnet ist, und eine Beleuchtungseinrichtung (42) für das Fotoelement vorhanden ist.

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