DE29810997U1 - Vorrichtung zur Regelung der HF-Leistung bei einer elektrochirurgischen Schneid- und/oder Koagulationsvorrichtung - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Regelung der HF-Leistung bei einer elektrochirurgischen Schneid- und/oder Koagulationsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der HF-Leistung bei einer elektro-chirurgischen Schneid- und/oder Koagulationsvorrichtung, bei der man eine im Arbeitsbereich der Schneid- und/oder Koagulationsvorrichtung entstehende Gleichspannung bestimmt und die HF-Leistung in Abhängigkeit von dieser Gleichspannung verändert.

Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der DE 28 01 833 C2. Das mit dieser Vorrichtung durchführbare Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß zwischen den Elektroden, mit denen im Arbeitsbereich, also in dem Bereich, in dem Gewebe geschnitten und/oder koaguliert werden soll, ein HF-Strom fließt, eine Gleichspannungskomponente entsteht, die im wesentlichen ein Maß ist für die Temperatur im Arbeitsbereich. Diese Gleichspannung wird bei dem bekannten Verfahren dazu ausgenutzt, die Temperatur im Arbeitsbereich zu regeln, dazu wird die von einem Hochfrequenzgenerator abgegebene HF-Leistung in Abhängigkeit von der zwischen den Elektroden bestimmen Gleichspannung verändert.

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Es hat sich herausgestellt, daß mit diesem Verfahren eine relativ gute Temperaturkontrolle im Arbeitsbereich möglich ist. Trotzdem ergeben sich beim Schneiden und Koagulieren in der Praxis Schwierigkeiten, da beim Schneiden und Koagulieren der im Arbeitsbereich entstehende Lichtbogen in vielen Fällen nicht die gewünschte Stabilität aufweist. Dieser Lichtbogen reißt ab, andererseits ist aber häufig zu beobachten, daß der Lichtbogen beim Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich unerwünscht lange weiterbrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrochirurgische Schneid- urid/oder Koagulationsvorrichtung mit einem Generator für einen HF-Strom, mit zwei an den Generator angeschlossenen Elektroden, mit einer Meßeinrichtung zur Bestimmung einer Gleichspannung zwischen den Elektroden und mit einer Steuerung zur Veränderung der von dem Generator abgegebenen HF-Leistung in Abhängigkeit von der von der Meßeinrichtung bestimmten Gleichspannung so auszubilden, daß eine erhöhte Stabilität des Lichtbogens im Arbeitsbereich erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer solchen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung die HF-Leistung beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität mit einem Faktor verändert, der verschieden ist von dem Faktor beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität.

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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die Gleichspannung zwischen den Elektroden nicht nur in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, sondern daß darüberhinaus die Gleichspannung beim Arbeiten im Arbeitsbereich Schwankungen ausgesetzt ist, bei denen auch die Polarität der Gleichspannung wechselt. Die Beeinflussung der HF-Leistung in Abhängigkeit von der Gleichspannung wird nun bei unterschiedlicher Polarität dieser Gleichspannung unterschiedlich beeinflußt, und überraschenderweise führt diese Unsymmetrie der Regelung zu einer Erhöhung der Stabilität des Lichtbogens im Arbeitsbereich. Es handelt sich dabei um einen Effekt, der deutlich zu beobachten ist, wobei die Gründe für diesen Effekt bisher nicht klar sind.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Veränderung der HF-Leistung bei einer Polarität der Gleichspannung doppelt so groß ist wie bei der anderen Polarität, der Faktor kann auch in der Größenordnung von 2 bis 5 liegen.

Insbesondere ist es bei einer Weiterbildung der Erfindung möglich, daß die Steuerung die HF-Leistung nur beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität verändert, nicht aber beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität. Auch dann wird dieser Effekt beobachtet, es erfolgt dann nur eine Regelung der HF-Leistung, wenn eine Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität auftritt.

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Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Steuerung die HF-Leistung in Abhängigkeit von der Gleichspannung nur dann verändert, wenn der Betrag der Gleichspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Eine Regelung der HF-Leistung unterbleibt also, wenn der Betrag der Gleichspannung - unabhängig von der Polarität - unter diesem Grenzwert bleibt, nur bei den Spitzenwerten der Gleichspannung wird eine Regelung der HF-Leistung vorgenommen .

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Steuerung die HF-Leistung dann um den größeren Faktor verändert, wenn die Polarität der Gleichspannung so ist, wie sie bei Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich überwiegend auftritt.

Es ist beobachtet worden, daß die Polarität der zwischen den Elektroden auftretenden Gleichspannung in gewissem Umfange von den jeweiligen Arbeitsbedingungen abhängt. So hat sich gezeigt, daß eine besonders hohe Gleichspannung einer bestimmten Polarität dann auftritt, wenn die Elektrode in den Arbeitsbereich eingeführt wird und der Lichtbogen zündet. Beim Trennen der Elektrode vom Arbeitsbereich wird eine besonders hohe Gleichspannung entgegengesetzter Polarität beobachtet. Diese Gleichspannungen treten nicht exakt reproduzierbar bei diesen Arbeitsbedingungen auf, jedoch hat sich gezeigt, daß die Häufigkeit des Auftretens derartiger Gleichspannungswerte bei den beschriebenen Arbeitsschritten sehr hoch ist, so daß eine sehr große Wahr-

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scheinlichkeit dafür besteht, daß die beschriebenen Gleichspannungswerte auftreten.

Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Steuerung die HF-Leistung verringert, wenn die Polarität der Gleichspannung so ist, wie sie beim Entfernen, einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich überwiegend auftritt. Es hat sich herausgestellt, daß gerade eine solche Veränderung der HF-Leistung dazu führt, daß der Lichtbogen beim Entfernen der Elektrode aus dem Arbeitsbereich rasch abreißt, trotzdem wird während des normalen Arbeitsvorganges eine deutliche Stabilisierung des Lichtbogens erreicht.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: ein Schaltbild einer elektro-chirurgischen HF-Vorrichtung mit einer Regeleinrichtung für die HF-Leistung;

Figur 2: eine schematische Darstellung des zwischen den Elektroden auftretenden Gleichspannungsverhaltens während der Ausführung eines Schnittes und

Figur 3: eine schematische Darstellung ähnlich Figur bei einer nur bei einer Polarität der Gleichspannung wirksam werdenden Regelvorrichtung

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mit zusätzlicher Angabe des HF-Leistungsverlaufs.

Eine elektrische HF-Einrichtung, die beispielsweise zum Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe verwendet wird, umfaßt einen Hochfrequenzgenerator 1, der über Leitungen 2 und 3 eine Arbeitselektrode 4 bzw. eine Neutralelektrode 5 mit einer Hochfrequenzspannung versorgt. Entsprechend der Annäherung der Arbeitselektrode 4 an ein zu bearbeitendes Gewebe 6 fließt dadurch durch das Gewebe 6 ein Hochfrequenzstrom, der das Gewebe lokal stark erwärmt und dadurch koaguliert und gegebenenfalls durch Verdampfung des Gewebes trennt.

In die Leitung 2 ist ein Kondensator 7 eingeschaltet, dessen Anschlüsse über Leitungen 8 und 9 mit den beiden Eingängen eines Glexchspannungsverstärkers 10 verbunden sind, so daß am Ausgang 11 des Gleichspannungsverstärkers 10 ein Gleichspannungssignal anliegt, das von der Größe der Gleichspannung an dem Kondensator 7 abhängt.

Der Ausgang 11 steht mit dem Eingang einer Subtraktionsschaltung 12 in Verbindung, der von einem Sollwertgeber 13 eine Sollwert-Gleichspannung zugeführt wird.

In der Subtraktionsschaltung 12 wird die Differenz zwischen der vom Sollwertgeber 13 zugeführten Sollwertgleichspannung und der vom Ausgang 11 des Gleichspannungsverstärkers 10 zugeführten Gleichspannung gebil-

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det, und ein so erzeugtes Differenzsignal wird über eine Leitung 14 dem Hochfrequenzgenerator 1 zugeführt; dieses Signal verändert die vom Hochfrequenzgenerator 1 abgegebene HF-Leistung in Abhängigkeit von seiner eigenen Größe.

Soweit entspricht diese Vorrichtung einer bekannten Vorrichtung, wie sie in der DE 28 01 833 C2 beschrieben ist.

Im Unterschied zu der vorbekannten Ausgestaltung ist jetzt jedoch vorgesehen, daß die Veränderung der HF-Leistung des Hochfrequenzgenerators 1 nicht proportional zur Größe des Gleichspannungssignals erfolgt, welches am Kondensator 7 abgegriffen wird, sondern daß diese Veränderung abhängig ist von der Polarität des am Kondensator 7 abgegriffenen Gleichspannungssignals.

Dies kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden, beispielsweise könnte der Gleichspannungsverstärker 10 für anliegende Gleichspannungssignale unterschiedlicher Polarität verschiedene Verstärkungsfaktoren aufweisen, es könnte auch vorgesehen sein, daß im Hochfrequenzgenerator 1 das dort eingehende Gleichspannunssignal bei unterschiedlichen Polaritäten zu verschieden großer Veränderung der HF-Leistung führt, beispielsweise durch einen Arbeitsverstärker im Hochfrequenzgenerator 1, der für verschiedene Polaritäten unterschiedliche Verstärkungsfaktoren aufweist.

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Legt man die vom Hochfrequenzgenerator 1 erzeugte HF-Spannung mittels der Arbeitselektrode 4 an das Gewebe an, so erhält man am Kondensator 7 einen Gleichspannungsverlauf, wie er in Figur 2 dargestellt ist. Beim Annähern der Arbeitselektrode 4 an das Gewebe 6, an dem die in Figur 2 nicht dargestellte Neutralelektrode 5 anliegt, ergibt sich ein Gleichspannungssignal einer bestimmten Polarität mit einem sehr hohen Betrag. Während der Schnittführung, also während der Bewegung der Neutralelektrode 5 längs des zu behandelnden Gewebes, schwankt die Gleichspannung, d. h. die Polarität ändert sich mehr oder weniger unkontrolliert, allerdings sind die Werte der dabei auftretenden Gleichspannung geringer als beim anfänglichen Annähern der Elektrode an das Gewebe 6.

Beim Entfernen der Arbeitselektrode 4 vom Gewebe 6 ist in den meisten Fällen an dem Kondensator 7 ein Gleichspannungssignal zu beobachten, das vom Betrag her deutlich höher ist als die Schwankungen während der Schnittführung, jedoch eine umgekehrte Polarität aufweist wie das Gleichspannungssignal beim Annähern der Arbeitselektrode.

Die Regelung der HF-Leistung in Abhängigkeit von diesem Gleichspannungssignal erfolgt nun so, daß die HF-Leistung bei einer Polarität des Gleichspannungssignals, das dem Annähern der Arbeitselektrode an das Gewebe entspricht, weniger verändert wird als bei einer Polarität, die der beim Entfernen der Arbeitselektrode vom Gewebe 6 entspricht. Außerdem wird die Regelung so

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geführt, daß bei einer Polarität der Gleichspannung, die dem Trennen der Arbeitselektrode vom Gewebe entspricht, die HF-Leistung verringert wird. Damit führt also eine Gleichspannung dieser Polarität bei einem bestimmten Wert zu einer Erniedrigung der HF-Leistung, die betragsmäßig größer ist als die Erhöhung der HF-Leistung, die beim gleichen Absolutwert und entgegengesetzter Polarität der Gleichspannung auftritt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist eine Extremsituation dargestellt, bei der nämlich für die Veränderung der HF-Leistung nur solche Gleichspannungswerte am Kondensator 7 berücksichtigt werden, die einmal in der Polarität einem Gleichspannungssignal entsprechen, welches beim Entfernen der Arbeitselektrode 4 vom Gewebe 6 auftritt, und zum anderen erfolgt eine Änderung der HF-Leistung nur dann, wenn der Betrag dieser Gleichspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet, der in Figur 3 in der oberen Kurve durch die horizontale strichpunktierte Linie wiedergegeben wird.

Dies kann ohne weiteres dadurch realisiert werden, daß beispielsweise in eine der Leitungen 8 oder 9 ein Gleichrichter eingesetzt wird, so daß nur Gleichspannungssignale der gewünschten Polarität den Gleichspannungsverstärker 10 erreichen, außerdem kann ein Bauelement vorgesehen werden, welches nur Signale passieren läßt, die einen bestimmten Wert überschreiten.

Damit erhält man eine Veränderung der HF-Leistung nur dann, wenn die Gleichspannungswerte am Kondensator 7

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Spitzenwerte einer bestimmten Polarität sind, wie dies in Figur 3 deutlich sichtbar ist.

Auch mit einer solchen Regelung wird eine deutliche
Stabilisierung des Lichtbogens im Arbeitsbereich erreicht,
insbesondere ergibt sich dabei auch ein verbessertes Abreißverhalten beim Trennen von Arbeitselektrode und Gewebe, der Lichtbogen erlöscht rasch ohne Ausbildung eines langen unerwünschten Abreißfunkens.

Claims (1)

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   SCHUTZANSPRÜCHE

   1. Elektrochirurgische Schneid- und/oder Koagulationsvorrichtung mit einem Generator für einen HF-Strom, mit zwei an den Generator angeschlossenen Elektroden, mit einer Meßeinrichtung zur Bestimmung einer Gleichspannung zwischen den Elektroden und mit einer Steuerung zur Veränderung der von dem Generator abgegebenen HF-Leistung in Abhängigkeit von der von der Meßeinrichtung bestimmten Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (10, 12) die HF-Leistung beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität mit einem Faktor verändert, der verschieden ist von dem Faktor beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die HF-Leistung nur beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität verändert, nicht aber beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität.

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   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die HF-Leistung in Abhängigkeit von der Gleichspannung nur dann verändert, wenn der Betrag der Gleichspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

   4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die HF-Leistung dann um den größeren Faktor verändert, wenn die Polarität der Gleichspannung so ist, wie sie beim Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich überwiegend auftritt.

   5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die HF-Leistung verringert, wenn die Polarität der Gleichspannung so ist, wie sie beim Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich überwiegend auftritt.