DE3249766C2 - Monitoring arrangement in a high-frequency surgical instrument - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Überwa­ chungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1, wie sie aus der DE-OS 24 50 371 für eine geteilte neutrale Elektrode bekannt ist.

Bei der Hochfrequenzchirurgie können Verbrennungen un­ ter den am Patienten angebrachten neutralen Elektroden auftreten. Es wird angenommen, daß derartige Verbren­ nungen überwiegend auf Mängel in der Zuleitung zwischen Behandlungsgerät und Patient auftreten.

Aus der DE-AS 11 39 927 ist bereits eine Sicherheits­ schaltungsanordnung bekannt, in der eine geteilte neu­ trale Elektrode verwendet wird, zwischen deren Hälften ein Gleichstrom zur Messung des ohmschen Körperwider­ standes fließt. Für die Messung der die reaktiven An­ teile enthaltenden Impedanz ist jedoch eine Messung mit Wechselstrom erforderlich. Eine solche Impedanz­ messung mit Wechselstrom ist bereits in der DE-OS 24 50 371 beschrieben.

Die neutrale Elektrode kann als einteilige oder als geteilte Elektrode ausgebildet sein. Bei Verwendung einer ungeteilten Elektrode besteht der Bedarf, die Zuleitung vom Behandlungsgerät zur neutralen Elektrode zu überwachen.

Wenn eine geteilte neutrale Elektrode verwendet wird, kann die durch elektrischen Kontakt der beiden Elektro­ denelemente mit dem Patienten zwischen den Berührungs­ flächen auftretende Impedanz gemessen und überwacht werden. Wenn ein oberer Grenzwert überschritten oder ein unterer Grenzwert unterschritten wird, kann die Hochfrequenzquelle abgeschaltet oder ein Alarmsignal erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überwa­ chungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß auch während der Behandlung eine kontinuierliche Überwachung der Impedanz zwischen den Zuleitungen zur neutralen Elektrode mittels Wechselstrom möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Überwachungs­ anordnung durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Überwachungsanordnung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ungeteilten neutralen Elektrode, die anstelle einer geteil­ ten neutralen Elektrode an die Überachungsan­ ordnung anschließbar ist;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Einrichtung zur Messung der Impedanz für die Überwachungsanordnung nach Fig. 1.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform enthält ein Elektrochirurgie- bzw. Hochfrequenz-Generator 10 bekannte Schaltungsanordnungen, insbesondere einen HF- Oszillator 12 und einen Ausgangsverstärker 14, der einen HF-Chirurgiestrom abgibt. Dieser Strom wird an den (nicht gezeigten) Patienten über eine aktive Elektrode 16 angelegt. Der Strom fließt zu dem Generator 10 über eine aus Elektrodenelementen 20 und 22 gebildete geteilte neutrale Elektrode 18, auch als Rückflußelek­ trode bezeichnet, sowie ein zweiadriges Patientenkabel 24 mit den Leitern 26 und 28 zurück. Die geteilte Rück­ flußelektrode kann der in der DE 28 49 422 A1 beschrie­ benen Art entsprechen. Der HF-Chirurgiestrom fließt dann zu dem Verstärker 14 über eine Leitung 30 zurück, die zwischen Kondensatoren 32 und 34 angeschlossen ist. Diese Kondensatoren überbrücken die Sekundärwicklung 36 eines Transformators 38.

Die Primärwicklung 40 des Transformators ist an eine Detektorschaltung 42 angeschlossen, deren Aufgabe darin besteht, eine Spannung EREM zu erzeugen, die von der Impedanz zwischen den Elektroden 20 und 22 abhängt. Die Spannung EREM wird an eine Schwellwertschaltung 44 ange­ legt, die bestimmt, ob die genannte Impedanz innerhalb des gewünschten Bereiches liegt, wobei dieser Bereich vorzugsweise an die physiologischen Eigenschaften des Patienten angepaßt werden kann. Wenn dies nicht zutrifft, wird über eine Leitung 46 ein Sperrsignal angelegt, um den Generator intern zu sperren.

Ein Stecker, der an dem Ende des zweiadrigen Kabels 24 befestigt ist, das dem Generator zugewandt ist, kann in ein Patienten-Anschlußteil eingesteckt werden, das an dem Generator 10 angeordnet ist. Diese Stecker/Ver­ bindungselement-Anordnung ist schematisch mit 47 und 49 bezeichnet. Ein Schalter 51 in der Verbindungsanordnung ist ebenfalls vorgesehen, um die Arbeitsweise des Sy­ stems zu verdeutlichen. Bei einer ersten Betriebsweise wird die in Fig. 1 gezeigte geteilte neutrale Elektrode 18 verwendet. In den Stecker des Kabels für die ge­ teilte neutrale Elektrode 18 ist ein Stift eingebaut, durch den der Schalter 51 betätigbar ist, um auf diese Weise über die Leitungen 61 und 63 der Schwellwert­ schaltung 44 anzuzeigen, daß das System in seiner ersten Betriebsart arbeitet, d. h., unter Verwendung einer ge­ teilten Patientenelektrode.

In Fig. 2 ist schematisch eine ungeteilte neutrale Elektrode 53 gezeigt, wie sie bei einer zweiten Betriebs­ art des Systems an Stelle der geteilten Elektrode ver­ wendet wird. Diese Elektrode 53 umfaßt eine ungeteilte Folie, an die die Leiter 55 und 57 eines zweiadrigen Kabels 59 an voneinander beabstandeten Stellen ange­ schlossen sind. Ein Stecker, der an dem Ende des Kabels, das dem Generator zugewandt ist, befestigt ist, kann in eine am Generator angeordnete Buchse eingesteckt werden. Er weist jedoch nicht den oben beschriebenen Stift auf. Wenn also der Stecker bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in die Buchse eingesteckt wird, ist der Schalter 51 nicht betätigt. Über die Leitungen 61 und 63 erfolgt daher eine Anzeige, daß das System in seiner zweiten Betriebsart arbeitet.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der ein Schalt­ bild der Detektorschaltung 42 gezeigt ist, die einen mit 48 bezeichneten Oszillator enthält. Der Ausgang des Oszillators ist an ein Flipflop 50 angeschlossen, das ein symmetrisches Rechtecksignal mit typischerweise 140 kHz abgibt. Die Ausgänge des Flipflops 50 sind an die Schaltungselemente 52 und 54 angelegt, die steile Flanken erzeugen, um eine präzise Multiplexerfunktion zu ermöglichen, wie weiter unten erläutert wird.

Konstantströme aus den Schaltungselementen 52 und 54 durchlaufen Widerstände 56 und 58 und gelangen dann an die eine bzw. andere Hälfte 60, 62 der Primärwicklung 40 des Transformators 38. Die auf die Primärseite des Transformators übertragene Impedanz verändert sich in Abhängigkeit von der Impedanz zwischen den Elektroden 20 und 22. Infolgedessen ändern sich wegen der die Wider­ stände 56 und 58 durchfließenden Konstantströme die an den Anschlüssen 64 und 66 erscheinenden Spannungen wie diese Impedanz. Hierbei handelt es sich um diejenigen Spannungen, die verarbeitet werden, um die Spannung EREM abzuleiten.

Ein Synchrondetektor 68, der Analogschalter 70-76 enthält, unterdrückt jegliche Elektrochirurgieströme, die an den Anschlüssen 64 und 66 auftreten können. Gemäß einem an­ deren wichtigen Merkmal der Erfindung kann also die Über­ wachung des Rückflußelektrodenkreises nicht nur vor der Durchführung der Elektrochirurgie, sondern auch konti­ nuierlich während derselben fortgesetzt werden. Da die 140 kHz-Steuersignale, die über Leitungen 78-84 an die Analogschalter 70-76 angelegt werden, in Phase mit den 140 kHz-Fühlerströmen sind, die über die Widerstände 56 und 58 zu den Anschlüssen 64 und 66 fließen, werden die von diesen Anschlüssen über Widerstände 85 und 87 an die Analogschalter angelegten Fühlersignale von diesen Schaltern durchgelassen und zusätzlich an RC-Schaltungen 86 und 88 angelegt, wobei die RC-Schaltung 86 einen Widerstand 90 und einen Kondensator 92 und die RC-Schal­ tung 88 einen Widerstand 94 und einen Kondensator 96 enthält. Das dem Elektrochirurgiestrom entsprechende 750 kHz-Signal ist jedoch "orthogonal" zu dem 140 kHz- Steuersignal, und folglich werden die über eine Zeit­ spanne an die RC-Schaltungen 86 und 88 angelegten Elektro­ chirurgiesignale voneinander subtrahiert, um eine sehr hohe Unterdrückung der Elektrochirurgiesignale und ande­ rer Störsignale zu bewirken. Die an den RC-Schaltungen 86 und 88 erscheinenden Signale werden an einen Diffe­ renzverstärker 98 angelegt, dessen Ausgang das Signal EREM abgibt.

Die Funktion der Schwell­ wertschaltung 44 wird vorzugsweise durch einen program­ mierten Mikroprozessor gesteuert. Das Programm enthält Programmschritte zur Verwirklichung der Ein­ richtung zur Festlegung wenigstens der oberen Grenze des zugelassenen Impedanzbereichs und der auf das elektrische Signal EREM anspre­ chenden Komparatoreinrichtung, die feststellt, ob das elektrische Signal EREM innerhalb des zugelassenen Impedanzbereichs liegt.

Claims (5)

1. Überwachungsanordnung in einem Hochfrequenz- Chirurgiegerät für eine am Patienten anzubringende geteilte oder ungeteilte neutrale Elektrode (18; 53), an der zwei als Zuleitun­ gen dienende Leiter (26, 28; 55, 57) im Abstand von­ einander befestigt sind, mit

• - einer Einrichtung (38, 48) zum Anlegen eines Überwa­ chungsstromes zwischen den beiden Leitern (26, 28; 55, 57);
• - einer Einrichtung (Fig. 3) zur Messung des Überwa­ chungsstromes und zur Erzeugung eines von der diesem Überwachungsstrom entsprechenden Impedanz abhängigen elektrischen Signals (EREM),
• - einer Einrichtung zur Festlegung wenigstens der oberen Grenze des zugelas­ senen Bereichs für das elektrische Signal (EREM);
• - einer auf das genannte Signal (EREM) ansprechenden Komparatoreinrichtung, die feststellt, ob das elektrische Signal (EREM) innerhalb des zuge­ lassenen Bereichs liegt;
• - einem Hochfrequenzgenerator (12, 14) zur Erzeugung des an die Leiter (26, 28; 55, 57) angelegten Hochfrequenz­ chirurgiestromes;
• - einer Detektoreinrichtung zur Erfassung des Überwa­ chungsstromes, welche gleichzeitig mit dem Hochfre­ quenzgenerator (12, 14) betreibbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen Synchrondetektor (68) enthält und daß die Ein­ richtung zum Anlegen des Überwachungsstromes einen Oszillator (48) aufweist, der eine von der Frequenz des Hochfrequenzchirurgiestromes deutlich verschiedene Frequenz erzeugt und neben dem Überwachungsstrom auch ein Steuersignal für den Synchrondetektor (68) erzeugt, welcher auf den Überwachungsstrom und auf das Steuer­ signal anspricht und den Überwachungsstrom zu einer Detektorschaltung (86, 88, 98) durchläßt, den Hochfre­ quenzchirurgiestrom aber unterdrückt.

2. Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen eines Überwachungsstromes ferner einen Transformator (38) aufweist, an dessen Sekundärwicklung die beiden Leiter (26, 28; 55, 57) angeschlossen sind, während die Pri­ märwicklung des Transformators (38) im Stromkreis des Ausgangssignals des Oszillators (38) im Stromkreis des Ausgangssignals des Oszillators (48) liegt, und daß der Oszillator (48) einen konstanten Strom abgibt, so daß die durch den sekundärseitigen Stromkreis, welcher die neutrale Elektrode (18; 53) und die beiden Leiter (26, 28; 55, 57) enthält, auf die Primärseite des Transformators (38) übertragene Impedanz zur Folge hat, daß die Spannung an der Primärseite den Impedanzände­ rungen zwischen den beiden Leitern nachgeführt wird.

3. Überwachungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchrondetektor (68) an die Primärwicklung des Transformators (38) angeschlossen ist.

4. Überwachungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Hochfrequenz­ chirurgiestromes 750 kHz und die Frequenz des Überwa­ chungsstromes 140 kHz beträgt.