DE3329582A1

DE3329582A1 - Universal finger/fussschalter-adapter fuer roehrenbestueckte elektrochirurgische geraete

Info

Publication number: DE3329582A1
Application number: DE19833329582
Authority: DE
Inventors: Alan Gary Lawrence N.Y. Ellman; Jon Carmel Hewlett Harbor N.Y. Garito; Zvi Hewlett N.Y. Rosensher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-03-07

Description

Universal Finger/Fußschalter-Adapter für röhrenbestückte elektrochirurgische Geräte

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinheit für ein elektrochirurgisches Gerät, und insbesondere auf einen Steckadapter,.' der auch bei vorhandenen, röhrenbestückten, elektrochirurgischen Geräten in Anpassung an vorhandenen Griffstücken für die Fingerund Fußsteuerung des Geräts nachgerüstet werden kann.

Hier sind bereits eine Anzahl elektrochirurgische^ Geräte auf dem Markt und in Verwendung, die mit Elektronenröhren zur Erzeugung der erforderlichen HF-(RF-)Ströme bestückt sind. Das Ellman-Patent No. 3,73 0,188 - auf dessen Inhalt hierin noch Bezug genommen wird- offenbart eine solche Form des Geräts, die weiterverbreitet viele Jahre Anwendung fand.

In der in diesem Patent beschriebenen Schaltanordnung wird beim Einschalten des an der Frontplatte des Geräts angeordneten Haupt-Ein-Ausschalters, Energie von der üblichen Wechselstromquelle oder dem Netz zugeführt, die die Gleichstromversorgung für den HF-Generator aktiviert und den Heizstromkreis für die Elektronenröhre einschaltet, der in dem HF-Oszillator die HF-Ströme erzeugt. Das Anwählen der zur Verfügung stehenden Ströme für den Schnitt, die Koagulation oder Fulguration erfolgt durch einen Drehschalter in der Frontplatte des Geräts, der wahlweise Gleichrichter und Kondensatoren dem Gleichstrom-Versorgungskreis zur Steuerung der Kurvenform der Gleichspannung zuschaltet, die der Anode und dem Schirmgitter der Röhre 0 zugeführt wird. In diesem Schaltzustand der Bereitschaft werden jedoch effektiv keine HF-Ströme erzeugt,

da der Kathodenstromkreis der Röhre zur Masse durch die Serienschaltung mit einem normal-offenen, über eine Steckverbindung in der Frontplatte mit dem Gerät verbundenen Fußschalter offen bleibt. Um nun die Einheit in den Betriebszustand zu versetzen, drückt der Benutzer (Dentist oder Doktor) den Fußschalter nieder. Mit diesem Vorgang wird der Kathodenstromkreis der Röhre geschlossen und , da die Kathodenheizung bereits heiß ist, erfolgt ein
sofortiger Durchgang durch .die Röhre und damit.Aktivierung des HF-Oszillators. Die damit erzeugten HF-Ströme

werden über ein Kabel einer Buchse in der Frontplatte
■ des Geräts zugeführt, und weiter zum vom Benutzer gehaltenen Griffstück und zur Tastspitze, die nun beim
Patienten eingesetzt werden kann, um eine elektrochirurgische Handlung vorzunehmen. Mit dem Freigeben des Fußschalters wird die Einheit wieder in den Bereitschafts-• zustand zurückgeführt.

Unlängst kamen modifizierte Griffstücke mit eingebauten oder eingegliederten Fingerschaltern auf den Markt, mit denen die Stromzufuhr zur Griffstückspitze direkt geschaltet werden kann, und die damit einen Fußschalter
überflüssig machen. Eine solche Einheit ist in der US-PS 4.o34,761 beschrieben. Eine kommerzielle Version
ist am Kabelende mit einem 3-Stift-Stecker ausgerüstet, der in einer Buchse gleichartiger Ausbildung in der

Frontplatte des Geräts einsteckbar ist. Ein Stift dieses Steckers führt den HF-Strom, und die restlichen zwei
Stifte sind für die Ein-Aus-Schaltfunktion vorgesehen,
wobei mit einem oder zwei Fingerschaltern am Griffstück gesteuert wird.

Die US-PS 4.o71,o28 beschreibt ein typisches (solid-state) Festkörper-Gerät mit diesem neuen Fingerschalter-Griffstück. Das Gerät besteht aus drei getrennten Einheiten: dem den Festkörper-HF-Generator und die Stromversorgung enthaltenden Netzteil, einer in das Netzteil einsteckbaren

Steuereinheit, und dem Fingerschalter-Girffstück mit Kabel zur Steckverbindung mit der Steuereinheit. Der Fußschalter ist nicht vorhanden. Die Steuereinheit enthält eine LED und eine Batterie in Serienschaltung mit dem Fingerschalter. Wenn durch den Benutzer der Fingerschalter betätigt wird, leuchtet, von der Batterie gespeist , die LED auf. Das Licht der LED wird von einem Fotoleiter wahrgenommen und bildet einen foto-.gekoppelten Trenner, der wiederum einen Leistungs-TRIAC durchschaltet, dessen Anode-Kathode-Schaltkreis mit der zum Netzteil führenden Wechselstromleitung in Serie geschaltet liegt. Dies, wiederum, schaltet den Wechselstrom vom Netz zum Hauptgestell durch, wodurch der Festkörper-HF-Generator eingeschaltet wird, dessen Strom über die Steuereinheit zum Griffstück geführt wird.

Die oben beschriebene Kombination ist nicht für die Verwendung mit einem röhrenbestückten HF-Generator geeignet, da,verursacht durch ein Röhren-Netzteil, eine Verzögerung in der Erzeugung des HF-Stroms entsteht, die sich aus der Verzögerung bei der Beheizung der Röhre ergeben. Typisch, dafür ist, daß. es ca. 30 Sekunden Aufheizzeit erfordert, ehe die Heizung der Röhre Betriebstemperatur erreicht hat und ausreichende Röhren-Leitfähigkeit gegeben ist. Ein Benutzer.kann eine solche Kombination nicht wirkungsvoll einsetzen, wenn er erst 30 Sekunden warten muß, ehe er mit dem Griffstück beim Patienten arbeiten kann.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Universal-Adapter als Verbindungsteil zwischen den üblichen .Fingerschalter-Griffstücksonden und einem röhrenbestückten Netzteil zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinheit als Verbindungsteil zwischen einem röhrenbestückten Netzteil und einer Fingerschalter-Griffstücksonde zu schaffen,

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nicht den Fußschalter eliminiert, und die Verwendung von entweder des Fußschalters oder des Fingerschalters zum Schalten des Netzteils vom Bereitschafts- in den Betriebszustand je nach Wahl des Benutzers erlaubt.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinheit mit Energieeigenversorgung als Verbindungsteil zwischen einem röhrenbestückten Netzteil eines elektro chirurgischen Geräts und einer Fingerschalter-Griffstücksonde zu schaffen, die eine vollständige, elektrische Isolation (Trennung) zwischen den in einem solchen Netzteil vorhandenen Wechselstrom-Netz- und hohen Gleichspannungen und dem Griffstück ermöglicht, um Beeinträchtigungen vom Patienten abzuwenden.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine batteriebetriebene Steuereinheit als Verbindungsteil zwischen einem röhrenbestückten Netzteil eines elektrochirurgischen Geräts und einem Fingerschalter-Griffstück zu schaffen, die eine zuverlässige Betriebszustandsanzeige der Batterie hat, um den Benutzer zu warnen, wenn ein Batterieaustausch vorzunehmen ist, um die einwandfreie Ausführung der elektrochirurgisehen Prozedur sicherzustellen.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden hierin anschließend ersichtlich, und werden mit einer Steuereinheit mit Energieeigenversorgung erreicht, die so ausgelegt ist, daß sie in die Aufnahmebuchsen der meisten röhrenbestückten Netzteile einsteckbar ist, und selbst mit geeigneten Steckerbuchsen für die Aufnahme der Stecker am Kabelende der herkömmlichen Fingerschalter-0 GriffStücksonden ausgerüstet ist. Die neue Steuereinheit ist mit einer Schaltungsanordnung für die Ausführung der folgenden Funktionen versehen:

-ΙΟΙ . Der Griffstück-Fingerschalter ermöglicht bei Betätigung eine Verbindung parallel zu dem vorhandenen Ein-Aus-Fußschalter mit dem Netzteil. Somit ist der Netzteil-Bereitschaftszustand mit beheiztem Röhrenheizfaden hergestellt, wenn der Netzteil-Haupt-Ein-Aus-Schalter eingeschaltet wird, und der übergang zum Betriebszustand und Erzeugung von HF-Strömen erfolgt dann unverzögert, sobald entweder der Fingerschalter oder der Fußschalter betätigt wird.

2. Vollständige, elektrische Isolation wird zwischen dem Griffstück und den hohen Spannungen im Netzteil zum Betrieb des HF-Oszillators erreicht, um den Patienten vor schädlichen Einflüssen zu schützen.

3. Ein Batterie-Überwachungsstromkreis ist vorgesehen , um den Benutzer zu warnen, wenn die Spannung unter den Sollwert abfällt, was den einwandfreien Betrieb der Steuereinheit beeinflussen kann, und was einen Austausch der Batterie erfordert, ehe eine Beeinträchtigung bei der elektrochirurgischen Behandlung eintritt.

Die Erfindung wird nun im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei die Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen gelesen' werden sollte. In den Zeichnungen zeigt -

Figur 1 schematisch ein ansich bekanntes Netzteil eines elektrochirurgischen Geräts, eine herkömmliche

Griffstücksonde mit Fingerschalter, und eine Steuereinheit gemäss der Erfindung als Verbindungs- oder Zwischen-Bauelement zwischen dem Netzteil und dem Griffstück, und

0 Figur 2 eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung der Steuereinheit und des Griffstücks

nach Figur 1.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt die Figur 1 ein Netzteil 1O eines elektrochirurgischen Geräts der in Figur 1 der US-PS 3.73o,188 beschriebenen Type, welches dafür vorgesehen ist, einen voll-gleichgerichteten Strom für den Schnitt, einen teilweise gleichgerichteten Strom für kombinierten Schnitt und Koagulation , und einen halbwellen-gleichgerichteten Strom für die Koagulation zu erstellen. Diese verschiedenen Stromarten werden mittels Betätigung eines 3-Stellungs-Einstellknopfes an der Frontplatte angewählt, der entsprechend auf Masse, einen Widerstand, und einen offenen Stromkreis in der Gleichstrom-Versorgung schaltet, die die Wechselstrom-Netzspannung auf geeignete Gleichspannungen für die Aktivierung der Elektronenröhre, die den aktiven Teil des Oszillator-Schaltkreises des HF-Generators bildet_f umwandelt. Die Röhre besitzt die übliche Heizfadeneinspeisung (nicht im Patent gezeigt) für das Aufheizen der Kathode der Röhre auf Betriebstemperatur. In der Figur 1 der anliegenden Zeichnung ist die Stromversorgung mit einem Kasten 11 dargeteilt, verbunden über einen Ein-Aus-Schalter 12 in der Frontplatte und die Netzanschlußleitung 13 mit dem Wechselstromnetz 14. Der 3-Stellungs-HF-Strom-Wahlschalter ist mit 15 bezeichnet . Der HF-Generator, dargestellt durch den Kasten 17, enthält die Elektronenröhre 18 mit Heizung 19, Kathode 20, Steuergitter 21, Schirmgitter 22 und Anode 23. Die restlichen Oszillator-Bauelemente sind zur besseren Übersicht weggelassen worden. Die Kathode 20' der Röhre ist über die Leitungen 25 und 26 über einen externen Fußschalter 27 0 an Masse, wobei der Fußschalter über eine 2-polige Steckverbindung 28 mit dem Netzteil verbunden ist. Die neutrale Elektrode zur Erdung des Patienten ist mit 29 bezeichnet. Wenn nun der Ein-Aus-Schalter 12 eingeschaltet wird, ist die Stromversorgung 11 aktiviert, und der Heizfaden 19 der Röhre heizt auf- wodurch das Netzteil 1o in Bereit-

schaft versetzt wird, jedoch noch keine HF-Ströme in diesem Bereitschaftszustand erzeugt werden, da der Kathoden-Stromkreis der Röhre noch offen ist. Wenn der Fußschalter 27 dann vom Benutzer geschlossen wird, ist der Kathoden-Stromkreis durchgeschaltet, und der HF-Oszillator-Schaltkreis fällt sofort in die Oszillation ein, und HF-Ströme werden erzeugt, die vom Frontplattenschalter 15 angewählt, über die Leitung 30 zu einer Steckbuchse eines 3-poligen Netzteil-Steckverbinders 31 an der Frontplatte geführt werden. Damit wird der Betriebszustand des Netzteils hergestellt.

Eine der herkömmlichen Griffstücksonden mit zwei Fingerschaltern ist in der Figur mit 34 bezeichnet. Diese besteht aus einem länglichen Hohlkörper 35, der oben einen · ersten 36 und einen zweiten Fingerknopf 37 aufweist.

Die Druckknöpfe 36 und 37 betätigen beim Niederdrücken die Schalter 38 und 39 innenseitig dieses Hohlkörpers 35. Das linke Ende des Hohlkörpers ist mit einer Elektrode 40 ausgerüstet, und am rechten Ende ist ein 3-adriges Kabel 41 angeschlossen. Eine Leitung 42 des Kabels führt zur Elektrode 4o und je einer Seite der Schalter 38,39. Die restlichen zwei Leitungen 43,44 des Kabels sind mit der anderen Seite jedes der Schalter verbunden. Das Kabel 42 endet in einem 3-poligen Griffstück-Steckverbinder 46.

Eine Ausführungsform der Steuereinheit 5o gemäss der Erfindung verbindet das Griffstück 34 mit dem Netzteil 1o. Die Steuereinheit umfasst eine zweite 3-polige Steckverbindung 52 für das Einstecken in den Netzteil-0 Steckanschluß 31. Die Steuereinheit enthält weiter einen ersten Schaltkreis 55 mit einer LED (die gezackten Pfeile stellen das emittierte Licht dar), und einen zweiten unabhängigen Schaltkreis 56 mit einem auf Licht ansprechenden Element 57, welches bei Lichtaufnahme von der LED einen die Leiter 59,60 der zweiten Steck-

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verbindung miteinander verbindenden Schalter 58 durchschaltet. Der erste und der zweite Schaltkreis werden unabhängig (getrennt) voneinander von je einer Batterie 6 2,63 über voneinander isolierte dirtte 64 und vierte 65 Batterie-Monitorschaltkreise gespeist. Jeder dieser Batterie-Monitorschaltkreise ein aktives Element 66 bzw. 67, verbunden mit je einer LED 68 bzw. 69 über einen gemeinsamen Druckknopfschalter 70. Der dritte Stecker der zweiten Steckverbindung 52 ist über die Leitung 72 mit einer Buchse der ersten Steckverbindung 51 verbunden, welche auch über die Leitung 73 mit dem ersten Schaltkreis 55 verbunden ist. Die restlichen zwei Buchsen der ersten Steckverbindung 51 sind über den Leiter 74 zum Massepunkt 75 geführt. Der zweite Schaltkreis 56 besitzt eine zweite Masseverbindung 61, zusammen mit dem vierten Schaltkreis 65. Ebenso besitzt der erste 55 und der dritte 64 Schaltkreis eine gemeinsame Masse 75. Die ersten und zweiten Massepunkte 75 und 61 sind nicht miteinander verbunden, sondern sind voneinander isoliert, und ebenso vom Netzteil-Massepunkt, dargestellt auch die neutrale Elektrode 29.

Eine detaillierte , schematische Darstellung der Schaltkreisanordnung der Steuereinheit 50 einschließlich Griffstück, zeigt die Figur 2, worin die gleichen Bezugs-

²^ ziffern die entsprechenden Elemente aus Figur 1 bezeichnen. Die LED im ersten Schaltkreis ist unter 76 dargestellt, verbunden über einen Schutzwiderstand 77 mit den Leitungen 72 und 73. Ein Bypass-Kondensator liegt parallel der LED 76 und dem Widerstand 77. Der Parallel-Stromkreis ist mit dem Plupol der Batterie 62 verbunden.

Der davon getrennte, unabhängige Schaltkreis 56 wird mit dem Licht der LED 76 aktiviert, und enthält einen Fototransistor 79, dessen Kollektor 80 mit der Batterie verbunden ist und dessen Emitter 81 über einen Widerstand

82 mit dem zweiten Massepunkt 61 und der Basis 83 eines Transistors 84 verbunden ist, dessen Kollektor 85 wiederum an der Batterie 63 liegt, und dessen Emitter mit der Spule 8 7 eines konventionellen Relais 88 verbunden ist, eine Diode 89 ist dabei, wie gezeigt, parallel zur Spule des Relais geschaltet. Ein Bypass-Kondensator 90 liegt parallel zur Basis-Emitter-Schaltung des Transistors 84. Die Relaiskontakte 58 sind mit den Leitungen 59 und 60 verbunden, die zusammen mit der Leitung 72 in der 3-poligen Steckverbindung 52 enden.

Die Batterie-Monitorschaltkreise 64 und 65 sind für die überprüfung des Betriebszustandes jeder der zwei Batterien vorgesehen. Jeder dieser Schaltkreise schließt eine zugeordnete IC (integrierte Schaltung) 92,93 mit extremen Spannungsteiler-Widerständen 94,95 bzw. 96,97 ein, die in der Verbindung zwischen den zugeordneten Massepunkten 75, 61 und deren zugehörigen Batterien 62,63 über die entsprechenden Schaltkontakte 98,99 eines Druckknopf-Prüfschalters 70 angeordnet sind.

Auch sind Schutzwiderstände 100, 101 in Serie mit den entsprechenden Prüf-LED¹s 68,69 vorgesehen.

Die dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet, vom Fingerschalter-Griff stück 34 aus gesteuert, wie folgt. Beim Schließen eines der Fingerschalter 38,39 wird zuerst die Leitung 73 mit dem ersten Massepunkt 75 verbunden, womit ein Strom von der ersten Batterie 62 durch die LED 76 fließt, die zwar optisch gekoppelt, jedoch elektrisch vom normal-offenen Fototransistor 79 isoliert (getrennt) ist. Licht fällt damit von der LED auf den Fototransistor 79 und schaltet diesen durch. Der damit freigegebene Stromfluß durch den Widerstand 82 von der zweiten Batterie 63 zum zweiten Massepunkt 61 erzeugt eine Durchschaltspannung an der Basis des normal-offenen

Treibertransistors 84. Der durchgeschaltete Emitter-Kollektor-Stromfluß durch die Spule 87 betätigt das Relais 88 und schließt damit die Kontakte 58. Aus Figur 1 kann ersehen werden, daß die Kontakte 58 über die Leitungen 59 und 60, den Steckverbinder 52, zwei Buchsen der Netzteil-Steckaufnahme 31 und die Leitungen 102,103 parallel mit dem Fußschalter 27 verbunden sind, wodurch dann das Netzteil 10 in den Betriebszustand versetzt werden kann. Die vom Schalter 15 angewählten HF-Ströme entlang der Leitung 30 werden .über die Steckverbindungselemente 31.und 52 der Steuereinehit 50, und weiter über die Leitung 72 und die Steckverbindungselemente 51 und 46 auf dem Leiter 42 in das Griffstück und damit der Arbeitssonde 4o zugeführt. Da der Patient an der Netzteilmasse 29 liegt, und die Massepunkte 75,61 der Steuereinheit von der Netzteilmasse isoliert (getrennt) sind, fließen die HF-Ströme zum Patienten, und werden daher nicht über die Fingerschalter 38,39 zur Masse 75 abgeleitet. Wenn der Fingerschalter losgelassen wird, kehrt das Netzteil wieder in den Bereitschaftszustand zurück.

Wie aus dieser Beschreibung ersichtlich wird, kann entweder der Fußschalter oder der Griffstück-Fingerschalter benutzt werden, das Netzteil vom Bereitschaftszustand in den Betriebszustand umzuschalten. Die Beibehaltung der Fußschalteranordnung ist ein bedeutender Vorteil, da für bestimmte Arbeiten die Steuerung mit dem Fußschalter, für andere wieder die Steuerung am Griffstück bevorzugt wird. Die Letztere wird allgemein für einfache ' Arbeiten, die Fußsteuerung jedoch von vielen Benutzern für mehr delikate Schnittarbeiten verwendet, die volle Kontrolle, Tastsinn und Fingerspitzengefühl erfordern« um zum Beispiel eine Bewegung durch ein weiches Gewebe durchführen zu können. Mit beiden Steuerungen zur Verfügung, kann der Benutzer sehr einfach von einer zur anderen Steuerung übergehen , oder beide je nach Wunsch

bevorzugen.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist die vollständige elektrische Isolierung (Trennung) des GriffStücks vom Netzteil. Dies wird nicht nur mit der Verwendung der LED-Fototransistor-Anordnüng 76,79 erreicht, sondern auch durch die elektrische Separierung der Steuereinheit-Schaltkreisanordnungen in zwei physikalisch und elektrisch voneinander isolierte Baugruppen, gespeist von separaten Batterien. Aus Figur 2 ist zu erkennen, daß der mit einem ersten gestrichelten Kasten 1o5 umrissene, linke Teil der Schaltungsanordnung auf einer ersten Leiterplatte (PCB) angeordnet ist,und der mit einem zweiten gestrichelten Kasten 1o6 umrissene, rechte Teil der Schaltungsanordnung auf einer zweiten Leiterplatte (PCB). Beide Leiterplatten sind - physikalisch getrennt - in einem geeigneten, isolierten und abgeschlossenen Gehäuse , z.B. aus Plastikmaterial, untergebracht, welches auch die Batterien 62,63 aufnimmt. Der Anschluß.51 (Figur 1) ist an einer Seite der Gehäusewandung angebracht, und der andere Anschluß 52 an einer anderen Seite des Gehäuses. Somit kann die Steuer- . einheit als Ganzes in die Steckanschlußaufnahme 31 des Netzteils eingesteckt und von dieser gehalten werden. Der Griffstück-Stecker 46 wird dann lediglich in die Steckeraufnähme 51 eingesteckt, womit ein kompaktes System erzielt ist. Wie bereits angemerkt, ist der erste Leiterplatten (PCB)-Massepunkt 75 oder Bezugspotential vom zweiten Leiterplatten (PCB)-Massepunkt 61 oder Bezugspotential getrennt (isoliert), und beide Massepunkte 75, 61 sind von der Masse 29 des Patienten getrennt (isoliert).

Dieses neue Konzept der Isolierung zur Verhinderung von Hochleistungs- oder Hochspannungs-Feedback (Wechselstrom-Netzspannung oder Gleichstrom-Speisespannung für den HF-Oszillator) vom Netzteil 10 zum Griffstück 34 erfordert somit separate Batteriespeisung für die zwei Schaltkreishälften 1o5,1o6. Die Batterie-Zustandsanzeigen 68,69 sind an einer Wandung des Gehäuses der Steuerein-

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heit so angeordnet, daß sie für den Benutzer sichtbar sind, wie auch der Druckknopf-Prüfschalter 70 für den Benutzer zugängig sein muß. Wenn der Prüfschalter70 vom Benutzer betätigt wird, sollten beide LED's 68,69 aufleuchten, und damit anzeigen, daß die Batterien in Ordnung sind. Wenn eine LED nicht aufleuchtet, erfordert dies den Austausch der Batterie.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist, daß jeder der Monitor-Schaltkreise 64,65 der Batterien vom Kunden selbst überprüft werden kann, indem die entsprechende LED bei unterschiedlichen Schwellenspannungen eingeschaltet wird. Wenn z.B. festgestellt wurde, daß beide Batterien Alkali-Batterien mit einem Nennausgang von 9 Volt sind, und hier höchste Zuverlässigkeit zur Vermeidung von Unregelmässigkeiten beim Arbeiten mit dem Griffstück unabdingbar ist, so sollte die Spannung der Batterie 62 nicht unter 8 Volt abfallen, und die der Batterie 63 nicht unter 7.4 Volt. Dies wird durch die ICs 92,93 ermöglicht, gesteuert durch deren zugeordnete Spannungsteiler 94,95 bzw. 96,97. Wenn der Prüfschalter 70 niedergedrückt wird, vergleicht jeder der ICs die Ausgangsspannung der jeweiligen Batterie mit dem unterschiedlichen Schwellenwert, wie festgelegt durch die zugeordneten Spannungsteiler. Wenn die Ausgangsspannung am kritischen Schwellenwert oder oberhalb desselben ist, wird eine Verbindung von der LED-Kathode durch die IC zu den Kontakten des Schalters 70, und über diese zum zugehörigen Massepunkt hergestellt, wodurch die Anzeige-LED aufleuchtet. Wenn eine der Schwellenwert-Konditionen nicht erfüllt wird, 0 leuchtet die jeweilige LED nicht auf, womit angezeigt wird, daß ein Austausch der Batterie vorgenommen werden muss, ehe mit dem chirurgischen Eingriff begonnen wird.

Wie bereits ausgeführt, ist die Steuereinheit mit den meisten bekannte, röhrenbestückten Netzteilen einsetzbar, deren Netzteil-Hauptschalter die Stromzufuhr freigibt

und dabei die beheizte Röhre das Netzteil in einem Bereitschaftszustand schaltet, wobei es dann nur der Betätigung des Fußschalters, im oder verbunden mit dem HF-Teil bedarf, den Betriebszustand herzustellen. Folglich kann die Steuereinheit mit allen handelsüblichen Netzteilen eingesetzt werden, außer denen, die im US-PS 3,730,188 beschrieben sind- Diese Netzteile erfordern einen Anschluß, wie unter 31 verdrahted gezeigt, oder ähnlich, um dieselben Funktionen ausführen zu können.

Sollte die Stecker-Konfiguration eines solchen Netzteil-Anschlusses nicht mit der des Steckers 52 übereinstimmen, so kann ein entsprechender Adapter zur Verfügung gestellt oder ein flexibles Kabel dafür eingesetzt werden. Wie aus der Zeichnungsfigur 2 und der darin dargestellten Schaltungsanordnung ersichtlich, steuern die Fingerschalter nicht den generierten HF-Strom. Dies erfolgt vielmehr immer noch durch den Wahlschalter 15 in der Frontplatte des Netzteils. Der Anschluß 51 ist standardisiert, und nimmt die meisten Griffstück-Stecker mit einem oder zwei Fingerschaltern auf.

Es ist ferner für den Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, daß, obwohl damit Neuverdrahtungen im Netzteil notwendig werden könnten, die beschriebene Steuereinheit so modifiziert werden kann, daß jeder der zwei Fingerschalter (normalerweise mit CUT und COAG bezeichnet) die tatsächlich mit der Sonde gekoppelte HF-Wellenform jeweils ändert. Dies wird sehr einfach durch eine weitere, der· LED 76 im ersten Schaltkreis auf der Leiterplatte (PCB) 1o5 entsprechende LED, einen 0 zusätzlichen, zweiten Schaltkreis, der auf der gleichen Leiterplatte (PCB) 106 sein kann, und Gegenstücke zu den Transistoren 79,84 einschließt, die auf äs Licht der ■ weiteren LED ansprechen, sowie ein zusätzliches Relais erreicht, welch Letzteres dem Relais 88 entspricht,

und welches von dem zusätzlichen zweiten Schaltkreis aktiviert wird. Dazu ist noch eine geringfügige Korrektur im Stromkreis des Anschlusses 51 erforderlich, in der Art, daß , wenn zum Beispiel der Schalter 3 8 geschlossen ist, nur die ersten LED 76 im ersten Original-Schalt-

88 kreis 55 an Masse liegt und damit das Relais aktiviert wird, während , wenn der Schalter 39 geschlossen ist, nur die zusätzliche' LED an Masse liegt, und damit nur das zusätzliche Relais aktiviert wird. Die zwei Relais erfordern je einen Kontaktsatz 5'8 in Parallelverbindung, so daß das Schließen eines jeden der Kontaktsätze des Kathoden-Stromkreises durch und den HF-Oszillator einschaltet, und auch je einen zweiten Kontaktsatz, verbunden mit der Steckverbindung 52 (die nunmehr eine 7-polige ist). Die Modifizierung der Netzteil-Schaltungsanordnung erstreckt sich im wesentlichen darauf, Buchsen und Leitungen am Netzteil-Anschluß 31 vorzusehen, die parallel mit den zwei Stellungen (CUT, COAG) der Kontakte des Schalters 15 verbunden werden können (der Schalter 15 sollte hierzu vorzugsweise eine Aus- oder Griffstück-Schaltstellung haben). Mit den Kontakten des Schalters nun parallel mit dem zweiten Relais-Kontaktsatz, und mit dem Schalter 15 in der Aus-Stellung, schaltet bei Betätigung des Griffstück-CUT-Druckknopfes nicht nur der HF-Oszillator ein, sondern es wird damit auch die Netzteil-Schaltungsanordnung so geschaltet, daß eine CUT-Wellenform produziert wird, und entsprechend verläuft es auch bei Betätigung des Griffstück-COAG-Druckknopfes, mit dem dann auch der HF-Oszillator eingeschaltet und die vor dem vom Schalter 15 durch Betätigung desselben durchgeschaltete, jetzt aber vom Griffstück gesteuerte, COAG-We11enform erzeugt wird. Die Schaltkreisanordnung zur Ausführung des obigen ist einem Fachmann auf dem Gebiet der elektrischen Schaltungen geläufig, und es erübrigen sich demzufolqe Erläute-5 rungen weiterer Einzelheiten.

Die gleichen Vorteile einer Trennung oder Isolation, wie sie mit der erstbeschriebenen Ausführungsform ermöglicht werden, sind auch mit der obig beschriebenen Ausführungsform erzielbar. Folglich, das Griffstück ist mit den HF-Ströme führenden Leitern gekoppelt, dies stellt keine potentielle Gefahr für den Patienten dar, und nur mit der ersten Leiterplatte (PCB) 105, und diese ist von der Wechselstrom-Netzspannung und den hohen Gleichspannungen im Netzteil vollständig isoliert (getrennt), wobei Letzteres nur mit der zweiten Leiterplatte (PCB) 106 über die Relaiskontakte verbunden bleibt. Die Betätigung des nicht-isolierten (nicht-getrennten) Fußschalters 27 stellt kein Feedback-Problem dar. Daraus ergibt sich, daß jeglicher Gleichspannungs-Feedback vom Netzteil zum Griffstück verhindert ist, auch wenn - elektrisch ausgedrückt - die Fingerschalter operativ parallel mit demFußschalter gekoppelt sind, der mit dem Netzteil in beiden, der bevorzugten Ausführungsform und der Modifikation, mit dem Netzteil verbunden ist, und auch mit den Steuerschalterkontakten in der modifizierten Ausführung.

Es sollten auch die Schutzwiderstände 77,100,101 beachtet werden, die in Serie mit den zugeordneten LED's liegen. Diese verhindern Überlastungen der LED und verlängern deren Lebensdauer.

Die beschriebene Steuereinheit ist mit elektrochirurgischen Geräten nutzbar, die auf dem medizinischen, zahnmedizinischen und veterinärmedizinischen Gebiet eingesetzt werden, und stellt eine relativ kostengünstige und kompakte Vorrichtung dar, die erhöhte Zuverlässigkeit und verbesserten Schutz vor Spannungen, und die hierin beschriebenen, neuen Funktionen bietet. Die erhöht die Möglichkeiten mit vorhandenen Einrichtungen, ohne Austausch oder übermässige Modifikationen zu erfordern.

Zur Unterstützung derjenigen Fachleute, die diese bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung in die Produktion aufnehmen wollen, sei hiermit auf die Werte und die Funktionen der wichtigsten Bauelemente hingewiesen: ICs 92,93 (z.B. LM 3905) sind herkömmliche Spannungs-Comparator-Schaltkreise, die Widerstände 94 und 95 haben Werte im Verhältnis 3:1, und die Widerstände 96 und 9 7 2.7 : 1, um die erwähnten Schwellenwerte zu erzielen, die Widerstände 77 = 220 Λ , und die Widerstände 100, 101 = 500 Xl, , LED 76 und Fototransistor sind handelüblich als angepasstes Paar in Form einer Photon-gekoppelten, optischen Trennstufe (Optokoppler), der Transistor 84 ist ein Standard NPN-Treibertransistor, die restlichen Bauelemente sind Standard, und deren Werte und Funktionen sind einem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig.

Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf diesem Gebiet feststellen, daß verschiedene Modifikationen innerhalb des Bereichs der hierin aufgestellten Grundsätze möglich sind, und demzufolge ist die vorliegende Erfindung nicht nur als auf die spezifischen, hierin offenbarten Ausführungsformen begrenzt zu betrachten.

Claims

Anmelder: Jon Carmel GARITO, 246 Hedge Lane, Hewlett Harbor, New York, USA und Alan Gary ELLMAN, 1 Auerbach Lane, Lawrence, New York, USA 10 15 Fernsprecher: Lindau (08382) 5025 Patentansprüche

1.} Steuereinheit mit Eigenenergieversorgung als Verbindungselement für eine Fingerschaltergriffstück-Sonde mit einem Kabel endend an einem Griffstück-Steckverbinder zu einem Netzteil eines elektrochirurgischen Geräts, welches einen HF-Generator mit einem durch Heizfaden beheizten Elektronenröhren-HF-Oszillator-Schaltkreis aufweist, aktiviert durch eine Gleichspannung von einer vom Wechselspannungsnetz -betriebenen Stromversorgung, und mit einem Netzteilanschluß zur Aufnahme eines Steckverbinders der Steuereinehit, das Netzteil mit einem Ein-Aus-Schalter für das Einschalten der Stromversorgung und für die Zuführung elektrischen Stromes zum Heizfaden der Röhre und zur Beheizung derselben, um das Netzteil in einen Bereitschaftszustand zu versetzen, das Netzteil ferner mit einem Fußschalter, verbunden mit dem Netzteil und elektrisch verbunden mit dem HF-Oszillator-

Fernschreiber; Telegramm-Adresse: Bankkonten:

054374(pat-d) patri-iindau Bayer Vereinsbank Lindau (B) IMr. 1208578 (BLZ 73520074¹

Hypo-Bank Lindau (B) Nr. 6370-273920 (SLZ 73520842;

VolksUKrtk Lindau (B) Nr. 51720000 (Bi_Z 73SE012C

Postsche; Manch?'

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Schaltkreis in der Weise, daß, wenn der Fußschalter aktiviert ist, der HF-Oszillator eingeschaltet und elektrochirurgischer HF-Strom erzeugt ist und dabei das Netzteil in den Betriebszustand versetzt ist, gekennzeichnet durch eine erste Steckverbindung zur Aufnahme des Griffstück-Steckverbinders,' und eine zweite Steckverbindung für die Verbindung der Steuereinheit mit dem Netzteil, die Steuereinheit mit einer ersten Schaltkreisanordnung in Verbindung mit der ersten Steckverbindung und enthaltend eine lichtemitierende Vorrichtung in Serienschaltung mit dem Griffstück-Fingerschalter, wenn das Griffstück und die Steuereinheit miteinander verbunden sind, wodurch bei der Betätigung des Fingerschalters und bei Stromzufuhr mit der lichtemitierenden Vorrichtung bewirkt wird, Licht zu emitieren, die Steuereinheit ferner mit einer zweiten Schaltkreisanordnung, verbunden mit der zweiten Steckverbindung und enthaltend eine lichtsensitive , aktive Vorrichtung in der Anordnung, Licht aufzunehmen, welches durch die lichtemitierende Vorrichtung emitiert wird, und bei Aufnahme eines solchen Lichtes von einem Normal-Aus-Zustand auf einen Aktiv-Ein-Zustand durchschaltet, wodurch das Griffstück von der dem Netzteil zugeführten Wechselstrom-Netzspannung elektrisch isoliert ist, und Mittel in Verbindung mit der ersten und zweiten Schaltkreisanordnung zur Energieversorgung derselben, wobei die Steuereinheit-

a) Mittel in der zweiten Schaltkreisanordnung für das 0 Verbinden der aktiven Vorrichtung mit der zweiten Steckverbindung in der Weise besitzt, daß, wenn die Steuereinheit mit dem Netzteil verbunden ist, die aktive Vorrichtung parallel mit dem Fußschalter geschaltet ist, wodurch das Netzteil durch Betätigung entweder des Fingerschalters oder des Fußschalters das Netzteil auf Betriebszustand geschaltet wird, und

b) Mittel für die elektrische Isolierung (Trennung ) der ersten Steckverbindung der Steuereinheit von der zweiten Steckverbindung derselben aufweist, um schädlichen Leistungs-Feedback vom Netzteil zum Griffstück über die Steuereinheit, wenn miteinander verbunden, zu verhindern.

2. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromversorgung aus einer Batterie besteht, die Steuereinheit enthaltend ferner Batterie-Monitor-Schaltkreise, gekuppelt mit den ersten und zweiten Schaltkreisanordnungen, und einschließend eine Batterie-Zustandsanzeige zur Anzeige des Batterie-Leistungsabfalls unter eine Schwellenwert-Spannung, anzeigend die Notwendigkeit des Batterieaustauschs.

3. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Vorrichtung und die Batterie-Zustandsanzeige LED's sind, und daß ein Schutzwiderstand mit jeder der LED's in Reihe geschaltet ist.

4. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinheit eine erste und zweite Batterie, und einen die Batterien überwachenden dritten und vierten Schaltkreis umfasst, der dritte Schaltkreis verbunden mit der ersten Batterie, die den ersten Schaltkreis speist, der vierte Schaltkreis verbunden mit der zweiten Batterie, die den zweiten Schaltkreis speist, die die Batterien überwachenden Schaltkreise zum Vergleichen der Batterieausgangs-0 spannung der jeweiligen Batterie mit dem eingesetzten Schwellenwert, und Aktivierung der Batterieanzeige, wenn der Schwellenwert erreicht oder unterschritten ist.

5. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und dritte Schaltkreis an einem gemeinsamen Bezugspotential verbunden sind, und der zweite und der vierte Schaltkreis an einem gemeinsamen Bezugspotential verbunden sind, das erste und zweite Bezugspotential dabei elektrisch voneinander isoliert.

6. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerte für den drittenund vierten Schaltkreis unterschiedlich voneinander sind, die erste und zweite Batterie haben die gleiche Nenn-Ausgangsspannung.

7. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aktivierung der Batterie-Zustandsanzeige aus Mitteln zur Erstellung eines .Schwellenwertes, und Mitteln, verbunden mit den Mitteln zur Erstellung des Schwellenwertes, für die Aktivierung der Batterie-Zustandsanzeige bestehen, wenn die Batterie-Ausgangsspannung den Schwellenwert unterschreitet.

8. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeic hn et , daß die Mittel zur elektrischen Isolierung aus Mitteln für die elektrische Trennung des ersten vom zweiten Schaltkreis, und Mitteln zur Energieversorgung des ersten und zweiten Schaltkreises durch separate Batterien bestehen, um deren elektrische Trennung aufrechtzuerhalten.

9. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet durch erste und zweite Leiterplatten (PCB"s), der erste Schaltkreis auf der ersten Leiterplatte (PCB) und der zweite Schaltkreis auf der zweiten Leiterplatte (PCB) aufgebracht, wodurch der erste Steckverbinder vom zweiten Steckverbinder gleichspan-

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nungs-isoliert ist, obwohl der Letztere mit einer Gleichspannung zum Netzteil verbunden ist.

10. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeic hn e t , daß die erste und zweite Leiterplatte (PCB) und die Batterien in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, welches so ausgelegt ist, in das Netzteil eingeschoben ( eingesteckt) zu werden.

11. Steuereinheit nach Anspruch 1 und 1o, gekennzeichnet durch die Kombination mit dem Griffstück und dem Netzteil.