DE3608833A1 - Hochfrequenzgenerator mit automatischer leistungsregelung fuer die hochfrequenzkoagulation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hochfrequenzströme werden in der Chirurgie zum blutarmen Schneiden und zum Stillen von Blutungen verwendet. Es sind Hochfrequenzgeneratoren bekannt, die sowohl einen sogenannten "Schneidemodus" als auch einen "Koagulationsmodus" aufweisen. Diese Generatoren sind zum Gewebetrennen und zum gezielten Blutstillen, dem Koagulieren geeignet. Sie werden hauptsächlich bei endoskopischen Operationen wie z. B. in der Urologie, der Gynäkologie, der Polypektomie usw. angewandt. Daneben gibt es Hochfrequenzgeneratoren, die nur einen Koagulationsmodus besitzen. Diese sog. Koagulatoren werden in der offenen Chirurgie verwendet, um angeschnittene, stark blutende Gefäße zu verschließen oder großflächige, diffuse Blutungen zu stillen. Die vorliegende Erfindung betrifft nur die Koagulationsanwendung des Hochfrequenzstromes. Sie ist aber in beiden genannten Generatorarten anwendbar, d. h., auch bei kombinierten Generatoren für Schneiden und Blutstillen kann sie im Koagulationsteil oder im Koagulationsmodus Anwendung finden.

Beim Schneiden mit Hochfrequenzströmen wird ein kontinuierlicher Hochfrequenzstrom verwendet. Zur Koagulation dagegen verwendet man heute ausschließlich gepulste Hochfrequenzströme, weil hier deutlich geringere Leistungen notwendig sind und die impulsförmige Leistungszufuhr erfahrungsgemäß einen besseren Koagulationseffekt ergibt.

Bei der Hochfrequenzkoagulation wird die Joulsche Wärme des Hochfrequenzstromes zur Stillung von Blutungen verwendet. Dazu wird ein Hochfrequenzstrom von einer Koagulationssonde auf das Gewebestück übergeleitet, auf dessen Oberfläche sich die Blutung befindet. Die Blutung kann von einem angeschnittenen Gefäß - meistens einer Arterie - oder großflächig in Form einer diffusen Blutung von vielen kleinen aufgetrennten Mikrogefäßen ausgehen.

Je nach Blutungs- und Operationsart werden unterschiedliche Koagulationssonden und unterschiedliche Koagulationstechniken angewandt. Bei offenen Operationen und großen angeschnittenen Blutgefäßen verwendet man Koagulationspinzetten. Mit einer solchen Pinzette wird das Blutgefäß zunächst gefaßt und abgedrückt. Dann wird der Hochfrequenzstrom von der Pinzette ausgehend durch das Gefäß geleitet. Dabei erwärmt sich das Gefäß durch die entstehende Joulsche Wärme, das im Blut und den umgebenden Zellen enthaltene Eiweiß koaguliert und verklebt: Im Gefäß bildet sich ein Trombus. Außerdem zieht sich die Gefäßwand bei der Wärmeentwicklung zusammen, wodurch das Gefäß verschlossen wird.

Die Technik zur Überleitung des Hochfrequenzstromes von der Koagulationssonde auf das Gefäß kann dabei sowohl "monopolar" als auch "bipolar" sein. Bei der monopolaren Technik wird ein Ausgang des Hochfrequenzgenerators an die Koagulationspinzette angeschlossen und der zweite Ausgang an eine großflächige "Neutrale Elektrode", die in der Nähe der Operationsstelle auf der Haut des Patienten angebracht ist. In diesem Fall durchfließt der Hochfrequenzstrom das Gefäß von der Schnittoberfläche aus gesehen der Länge nach in die Tiefe und durchfließt danach noch größere Volumenanteile des Patienten, bis er den Patienten an der Stelle der Neutralen Elektrode wieder verläßt.

Bei der bipolaren Technik sind die beiden Branchen der Pinzette gegeneinander isoliert, und der Hochfrequenzgenerator wird an die beiden Hälften der Pinzette angeschlossen. Hier durchfließt der Hochfrequenzstrom das Gefäß quer, und der stromdurchflossene Teil des Patienten ist sehr klein.

Bei diffusen Blutungen in der offenen Chirurgie werden großflächige Koagulationssonden verwendet, die praktisch immer monopolar angeschlossen sind. Sie werden auf die blutende Stelle aufgedrückt, so daß der Hochfrequenzstrom großflächig auf das Gewebe übertreten kann.

In der endoskopischen Chirurgie, z. B. in der Urologie, wird die Hochfrequenzkoagulation meistens in Verbindung mit dem Gewebeschneiden mit Hochfrequenzströmen angewandt. Dabei wird die Form der Sonde von den Anforderungen bestimmt, die beim Gewebeschneiden entstehen. Solche Sonden sind meistens Schlingen aus sehr dünnem Draht, sog. Schneidschlingen, um die beim Schneiden notwendigen hohen Stromdichten zu erreichen. Es ist sehr umständlich, zum Koagulieren eine andere Sonde einzuführen als zum Schneiden. Zum Koagulieren wird daher fast immer die Schneidsonde verwendet. Beim Koagulationsvorgang wird die Sonde auf die blutende Stelle gedrückt und der Hochfrequenzgenerator im Koagulationsmodus aktiviert.

Aus den bisherigen Ausführungen ist zu erkennen, daß die Hochfrequenzkoagulation in der Chirurgie unter äußerst unterschiedlichen Bedingungen stattfinden kann. Bei der offenen Chirurgie treten sehr unterschiedliche Stromverteilungen auf, je nachdem, ob monopolare oder bipolare Technik angewandt wird und je nach Form der Koagulationssonde. Dadurch ist der Leistungsbedarf für die Erwärmung des blutenden Gewebes sehr unterschiedlich. Bei der endoskopischen Chirurgie werden Sonden verwendet, die nicht ür die Koagulation optimiert werden können. Sie sind vielmehr für Schneiden optimiert und reagieren sehr empfindlich auf zu hohe Leistung: Sobald die zum Koagulieren zugeführte Hochfrequenzleistung eine gewisse Grenze überschreitet, fängt die Sonde an zu schneiden. Dies kann für den Patienten sehr gefährlich sein, wenn z. B. nach der Entfernung eines Tumors an der Wand der Harnblase die abgetrennten Blutgefäße koaguliert werden sollen, die Sonde aber plötzlich in die Tiefe schneidet. Dies bedeutet meistens eine Perforation der Harnblase.

Bei praktisch allen heute verwendeten Hochfrequenzgeneratoren für die Hochfrequenzkoagulation muß die Koagulationsleistung von Hand eingestellt werden. Wegen der unterschiedlichen Bedingungen beim Koagulieren ist dies aber praktisch nie optimal möglich. Dies gilt nicht nur für die verschiedenen beschriebenen Anwendungen, die jeweils sehr unterschiedlichen Leistungsbedarf aufweisen, sondern auch innerhalb einer Anwendung selbst. Dies soll wieder am Beispiel der Urologie gezeigt werden. Bei Blasen- und Prostataoperationen wird das Operationsgebiet ständig von Spülflüssigkeit umspült. Als Spülflüssigkeit werden zwar überwiegend elektrolytfreie Flüssigkeiten verwendet, durch eingeschwemmtes Blut ändert sich die elektrische Leitfähigkeit der Spülflüssigkeit aber dauernd. Dies gilt insbesondere für die Bereiche, in denen eine Blutung gestillt werden soll, weil hier ja gerade eine Blutquelle liegt, deren pro Zeiteinheit zugeführtes Blutvolumen sich im Laufe des Koagulationsvorganges ändert. Durch die elektrische Leitfähigkeit der Spülflüssigkeit fließen beträchtliche Anteile des Hochfrequenzstromes von der Sonde parasitär ab und stehen damit nicht für die eigentliche Koagulation zur Verfügung. Dieser parasitäre Stromanteil ändert sich laufend mit der Leitfähigkeit der Spülflüssigkeit, und damit ändert sich dauernd die Koagulationsleistung.

Es liegt nun einerseits im Interesse des Operateurs, die Koagulationsleistung so groß wie möglich zu machen, um die Koagulation so schnell wie möglich durchführen zu können. Andererseits ist eine zu hohe Koagulationsleistung aber schädlich, weil sie entweder schon eine Schneidwirkung der Koagulationssonde bewirkt, oder aber eine so rasche Nekrotisierung des Gewebes hervorruft, daß diese vom Arzt nicht mehr kontrolliert werden kann. Die Folge sind schwarze Brandschorfe auf der Gewebeoberfläche, die sich sehr nachteilig auf die Heilung auswirken.

Aus diesem Grund wurde in der Vergangenheit bereits versucht, die Leistungszufuhr bei der Koagulation zu automatisieren. Aus der deutschen Patentschrift 25 04 280 ist eine Vorrichtung zum Schneiden und/oder Koagulieren menschlichen Gewebes mit Hilfe eines elektrischen Hochfrequenzstromes bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird das Auftreten eines elektrischen Lichtbogens zwischen der Sonde und dem Gewebe als Anzeige dafür benutzt, daß die Sonde das vor ihr liegende Gewebe schneidet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann also genau zwischen Gewebeschneiden und Koagulation unterschieden werden: Solange kein Lichtbogen zwischen Sonde und Gewebe brennt, schneidet die Sonde nicht, die Hochfrequenzleistung erwärmt lediglich das die Sonde umgebende Gewebe. Setzt der Lichtbogen ein, so beginnt die Sonde zu schneiden. Zur Erkennung des Lichtbogens und zur Bestimmung von dessen Intensität besitzt die Vorrichtung eine Lichtbogen- Anzeigevorrichtung. Diese Lichtbogen-Anzeigevorrichtung verwendet z. B. die Tatsache, daß ein Lichtbogen zwischen der Sonde und dem Gewebe ein nichtlineares Verhalten besitzt und aus dem Hochfrequenzstrom des Generators neue Frequenzen erzeugt, die zur ursprünglichen Generatorfrequenz harmonisch sind.

Zur automatischen Regelung der Koagulationsleistung wird dabei die Stromstärke des Hochfrequenzgenerators so nachgeführt, daß sie immer so groß wie möglich ist, aber nie kontinuierlich den Zustand erreicht, bei dem dauernd ein Lichtbogen brennt. Dazu wird ein Sollwertprogramm verwendet, das mit dem Signal der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung zur Erkennung des Lichtbogens verglichen wird und aus der Differenz ein Regelsignal für den Ausgangsstrom ableitet.

In einer Ausführung der DE-PS 25 04 280 wird z. B. die Leistung des Hochfrequenzgenerators für optimales Koagulieren so geregelt, daß während des Koagulierens in gewissen Zeitabständen die Stromstärke bis zum Einsatzpunkt des Lichtbogens erhöht wird, wobei die vorhandene Lichtbogen-Anzeigevorrichtung den Einsatz des Lichtbogens mitteilt und die beim Einsatz des Lichtbogens bestehende Stromstärke des Hochfrequenzstromes als Normstrom für die Einstellung des Sollwertprogramms dient und das Sollwertprogramm den zeitlichen Verlauf des Sollwertes bezogen auf den Normstrom festlegt.

Ein Nachteil dieser Anordnung ist die Tatsache, daß zur Nachführung des Ausgangsstromes ein Sollwertprogramm aufgestellt werden muß. Dieses Sollwertprogramm setzt eine genaue Kenntnis der Vorgänge beim Koagulieren und insbesondere beim Abbau des Plasmas voraus, das sich im Moment des Zündens eines Lichtbogens zwischen der Sonde und dem Gewebe bildet. Für einfachere Koagulationsvorgänge, insbesondere bei der offenen Chirurgie, kann ein solches Sollwertprogramm empirisch gefunden werden. In vielen Versuchen haben die Erfinder jedoch herausgefunden, daß für unterschiedliche Gewebearten und unterschiedliche Koagulationssonden jeweils unterschiedliche Sollwertprogramme für die Koagulation nötig sind. Insbesondere aber bei der endoskopischen Chirurgie und der Verwendung nicht optimierter Koagulationssonden sind optimale Sollwertprogramme für die Koagulation nur schwer zu finden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation zu schaffen, dessen Koagulationseffekt im Mittel so groß wie möglich ist, ein Schneideffekt der Koagulationssonde gegenüber dem Gewebe aber mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Komplizierte Sollwertprogramme, die eine genaue Kenntnis der Vorgänge beim Koagulieren voraussetzen, sollen vermieden werden. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen gelöst.

Dazu besitzt der Hochfrequenzgenerator in bekannter Weise einen Modulator zur elektronischen Veränderung der Ausgangsleistung und eine Lichtbogen-Anzeigevorrichtung zur Messung der von einem eventuell zwischen der Koagulationssonde und dem zu koagulierenden Gewebe brennenden Lichtbogen. Erfindungsgemäß wird nun der Modulator von der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung mit Hilfe eines zusätzlichen Zeitgebers so angesteuert, daß sich zeitlich nacheinander drei Zeitintervalle mit den Zuständen der Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators mit den folgenden Bedingungen einstellen:

• a) maximale Ausgangsleistung, solange das Ausgangssignal der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung Null ist, d. h. zwischen der Koagulationssonde und dem zu koagulierenden Gewebe kein Lichtbogen brennt,
• b) nach dem Zünden eines Lichtbogens zwischen der Koagulationssonde und dem zu koagulierenden Gewebe weiterhin maximale Ausgangsleistung für eine erste vorbestimmte Zeitdauer, beginnend mit dem Moment des Erkennens des Lichtbogens durch die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung, und
• c) Ausgangsleistung Null für eine zweite vorbestimmte Zeitdauer

und sich diese Zustände in dieser Reihefolge zyklisch wiederholen, solange der Generator vom Operateur im Koagulationsmode aktiviert ist.

Mit einem solchen Hochfrequenzgenerator wird erreicht, daß zunächst - im Zeitintervall, das mit a) bezeichnet ist - die maximale Leistung an das zu koagulierende Gewebe abgegeben wird. Damit wird das Gewebe maximal schnell aufgeheizt und der gewünschte Koagulationseffekt in der kürzestmöglichen Zeit angestrebt. Da in diesem Zeitintervall kein Lichtbogen brennt, besteht keine Gefahr dafür, daß die Koagulationssonde eine Schneidwirkung auf das umgebende Gewebe ausübt.

Bei der hohen Leistungszufuhr im Intervall a) wird das die Koagulationssonde umgebende Gewebe stark aufgeheizt. Die Koagulationssonde liegt dabei noch mit ihrer ganzen Berührungsfläche auf dem Gewebe auf und es ergibt sich ein gleichmäßiger Stromübergang von der Koagulationssonde auf das Gewebe. Dabei wird zu irgendeinem Zeitpunkt der Zustand erreicht, in welchem die Zellflüssigkeit dieses Gewebes zu sieden und zu verdampfen beginnt. In diesem Moment wird die Koagulationssonde durch den entstehenden Dampf vom Gewebe abgehoben und die zwischen Koagulationssonde und Gewebe entstehende Dampfschicht von einem Lichtbogen durchschlagen. Das Auftreten des Lichtbogens wird nun sofort von der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung erkannt, und für den Zeitgeber beginnt die zweite Zeitdauer, die unter b) angegeben ist.

Mit dem Auftreten des Lichtbogens schnürt sich der Bereich ein, in welchem der Hochfrequenzstrom von der Koagulationssonde auf das Gewebe übertritt. Dadurch erhöht sich die Stromdichte am Ort des Stromüberganges sehr stark, und es entsteht eine noch stärkere Erwärmung des Gewebes, die jetzt allerdings nicht mehr die ganze Fläche vor der Koagulationssonde erfaßt, sondern nur noch den aktuellen Ort des Lichtbogenübertritts. Durch diesen Vorgang tritt momentan ein ganz ausgeprägter örtlicher Koagulationseffekt auf, der das Gewebe austrocknet und hochohmig macht. Wegen der Veränderung des Gewebezustandes am Ort des Lichtbogenübertrittes und der damit verbundenen Leitfähigkeitsverringerung bleibt der Ort des Lichtbogenübertritts natürlich nicht konstant, sondern der Lichtbogen "tanzt" entlang der Oberfläche der Koagulationssonde und springt dabei immer wieder zu der Stelle mit dem niedrigsten gesamten Übergangswiderstand. Dieser Vorgang läuft so lange, bis das gesamte Gewebe in der unmittelbaren Nachbarschaft der Koagulationssonde hochohmig geworden, also koaguliert ist. Dieser Vorgang dauert einige Millisekunden, wie die Erfinder in umfangreichen Messungen festgestellt haben.

Würde nun der Generator weiterhin maximale Ausgangsleistung liefern, so würde der Lichtbogen sukzessive in immer tiefere Schichten des Gewebes schlagen und dabei immer mehr Gewebe zerstören, d. h. teilweise verdampfen und teilweise regelrecht "verbrennen", also karbonisieren. Bereits bei einem geringen Druck auf die Koagulationssonde würde diese dabei in das Gewebe eindringen, das Gewebe also schneiden. Da sowohl dieser Schneideffekt als auch eine starke Nekrotisierung des Gewebes unbedingt verhindert werden soll, wird die maximale Leistungszufuhr entsprechend dem Erfindungsgedanken vom Zeitgeber nach Ablauf einer ersten vorbestimmten Zeitdauer nach dem Entdecken des ersten Lichtbogens unterbrochen und die Leistung des Generators mit Hilfe des Modulators nach Null geregelt.

Nach dem Abschalten der Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators startet der Zeitgeber ein zweites Zeitintervall vorbestimmter Zeitdauer, in welchem die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators dauernd auf Null geregelt ist. In diesem Zeitintervall erlischt der Lichtbogen.

Nach Ablauf dieses Zeitintervalls mit der zweiten vorbestimmten Zeitdauer beginnt der Zeitgeber wieder mit dem ersten - mit a) bezeichneten - Zustand, d. h., die Ausgangsleistung wird wieder auf ihren maximalen Wert hochgeregelt, bis wieder ein Lichtbogen einsetzt. Der Zyklus mit den drei oben geschilderten Zuständen wird nun vom Zeitgeber wiederholt, bis der Hochfrequenzgenerator vom Operateur deaktiviert wird.

Mit Hilfe der Erfindung wird dem Gewebe im ersten - mit a) bezeichneten - Zeitintervall die maximal mögliche Leistung zugeführt und damit das Gewebe so schnell wie möglich aufgeheizt. Da in dieser Zeit noch kein Lichtbogen brennt, schneidet die Koagulationssonde das Gewebe noch nicht. Die Stromverteilung vor der Oberfläche der Koagulationssonde ist sehr gleichmäßig, woraus in dieser Zeit eine Tiefenwirkung des Stromes, also eine Tiefenkoagulation resultiert. Mit dem Einsetzen des Lichtbogens schnürt sich der Stromübergang ein, die Stromdichte wird auf der Gewebeoberfläche extrem hoch, aber der Strom verteilt sich in der Tiefe des Gewebes relativ schnell. Es entsteht eine zusätzliche Oberflächenkoagulation. Die Erfinder haben in langwierigen Experimenten festgestellt, daß der Schneideffekt nicht sofort mit dem Zünden des Lichtbogens beginnt. Es vergeht vielmehr eine gewisse, wenn auch sehr kurze Zeit, in der der Lichtbogen auf der Oberfläche der Koagulationssonde "herumtanzt", bis eine Schneidwirkung einsetzt. Diese Zeit wird nach der Erfindung zu einer Intensivierung der Koagulation der Gewebeoberfläche benutzt.

Das erste Zeitintervall, in dem die Ausgangsleistung zwar maximal ist, in welchem aber kein Lichtbogen brennt, bewirkt die Automatisierung des Koagulationsvorgangs. Beim ersten Durchlauf der drei Zeitintervalle bleibt die maximale Leistung relativ lange eingeschaltet, bis der Lichtbogen zündet. Bei allen nachfolgenden Zyklen ist das Gewebe aber schon aufgeheizt, und der Lichtbogen zündet immer früher. Mit fortschreitender Zeit wird daher das erste Zeitintervall mit maximaler Ausgangsleistung automatisch immer kürzer, was den Fortgang des Koagulationsvorganges anzeigt.

Das Verhalten eines Hochfrequenzgenerators nach der Erfindung paßt sich aber auch der Koagulationstechnik des Arztes an. Berührt der Arzt z. B. während des ganzen Koagulationsvorganges immer dieselbe Stelle - z. B. eine geöffnete Arterie - so geht das erste Zeitintervall automatisch schon nach wenigen Zyklen auf sehr kurze Werte der Zeitdauer zurück, die Koagulation an dieser Stelle ist schnell beendet. Dagegen wird der Arzt die Koagulationssonde bei Flächenblutungen dauernd über die ganze blutende Fläche hin und her bewegen. Die Sonde verweilt dabei immer nur sehr kurze Zeit an derselben Stelle. Ein Generator nach der Erfindung erkennt dabei, daß lange Zeit kein Lichtbogen zündet und gibt über lange Zeit die maximale Hochfrequenzleistung ab. Erst wenn im Laufe der Zeit erst wenige und dann immer mehr Stellen des Blutungsgebietes so weit aufgeheizt sind, daß nach dem beschriebenen Mechanismus beim Überstreichen dieser Stellen Lichtbögen zünden, wird die Hochfrequenzleistung über das zyklische Ab- und Anschalten des Hochfrequenzgenerators entsprechend reduziert.

Ein Hochfrequenzgenerator nach der Erfindung führt also der blutenden Stelle immer in der individuell kürzesten Zeit maximale Energie zu und sichert damit den schnellstmöglichen Koagulationsprozeß. Sobald jedoch die Gefahr besteht, daß die Koagulationssonde einen Schneideffekt bewirkt, wird mit dem beschriebenen Zyklus der An- und Abschaltungen die Hochfrequenzleistung gerade unter dem Schneideinsatz gehalten.

Gegenüber dem Stand der Technik ist dabei aber kein kompliziertes Sollwertprogramm nötig, da nur zwischen maximaler Leistung und der Leistung Null geschaltet wird.

Während des zweiten - mit b) bezeichneten - Zeitintervalls wird mit Hilfe des Lichtbogens eine Oberflächen-Nekrotisierung erzielt. Diese Oberflächenkoagulation wird von verschiedenen Ärzten unterschiedlich beurteilt. Viele Ärzte lehnen starke Nekrotisierungen ab, weil bei der dabei auftretenden Karbonisierung des Eiweiß kanzerogene Stoffe entstehen können, die durch das Venensystem in die Blutbahn gelangen könnten. Bei verschiedenen Operationen, wie z. B. am Gehirn, sind starke Nekrotisierungen überhaupt nicht erlaubt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist daher die Zeitdauer des zweiten - mit b) bezeichneten - Zeitintervalls auf die kürzestmögliche Zeit eingestellt, die sich aus der Zeitkonstanten der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung und der Regelgeschwindigkeit des Modulators, des Leistungsverstärkers und der übrigen Komponenten der Regelschleife ergibt. In diesem Fall wird die Hochfrequenzleistung praktisch sofort abgeschaltet, wenn die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung das Zünden eines Lichtbogens erkennt. Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung wird eine sehr nekrosearme Koagulation erreicht.

Bei anderen Anwendungen, wie in der Urologie, kann dagegen eine stärkere Nekrotisierung des Koagulationsgebietes erwünscht sein, weil dadurch die Gefahr der Nachblutung verringert werden kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher die Zeitdauer des zweiten - mit b) bezeichneten - Zeitintervalls so lang eingestellt, daß sich gerade noch kein Schneideffekt von der Koagulationssonde gegenüber dem zu koagulierenden Gewebe ausbildet. Diese Einstellung ist experimentell sehr einfach zu finden, wie die Erfinder in vielen Versuchen festgestellt haben.

Bei Universal-Koagulationsgeräten kann durchaus der Wunsch bestehen, den Nektrotisierungsgrad von Fall zu Fall unterschiedlich einzustellen. Zum Beispiel möchte der Urologe stärkere Oberflächennekrosen erzielen, und der Gehirnchirurg möchte mit dem gleichen Gerät nekrosearm operieren. In einer weiteren Ausgestaltung ist daher die Zeitdauer des zweiten - mit b) bezeichneten - Zeitintervalls einstellbar zwischen einer kürzestmöglichen Zeit, die sich aus der Zeitkonstanten der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung und der Regelgeschwindigkeit des Modulators, des Leistungsverstärkers und der übrigen Komponenten der Regelschleife ergibt und einer längstmöglichen Zeit, bei der sich gerade noch kein Schneideffekt von der Koagulationssonde gegenüber dem zu koagulierenden Gewebe ausbildet.

Im letzten - mit c) bezeichneten - Zeitintervall wird die Ausgangsleistung des Generators auf Null geregelt. Die Zeitdauer dieses Zeitintervalls muß mindestens so groß sein, daß beim Wiedereinschalten der Hochfrequenzleistung nicht sofort wieder ein Lichtbogen zündet. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist daher die Zeitdauer dieses Zeitintervalls - bisher zweite vorbestimmte Zeitdauer genannt - fest eingestellt und so lang, daß das im Lichtbogen des Zeitintervalls b) gebildete Plasma gerade abgebaut ist. Auch diese Einstellung ist experimentell leicht zu finden.

Bei vielen Anwendungen von Hochfrequenzkoagulatoren muß zwar schnell koaguliert werden, die Koagulation muß aber bei einem wohldosierten Koagulationsgrad definiert abgebrochen werden können. Für diesen Fall schlagen die Erfinder vor, die Zeitdauer des letzten - mit c) bezeichneten - Zeitintervalls einstellbar zu machen zwischen einem kürzesten Wert, der so lang ist, daß das im Lichtbogen des Zeitabschnittes b) gebildete Plasma gerade abgebaut ist, und einem längsten Wert, der wesentlich länger, also z. B. eine Größenordnung länger ist als der kürzeste Wert. Mit einem solchen Hochfrequenzgenerator wird ebenfalls sehr schnell eine erste Stufe der Koagulation ohne ausgeprägte Oberflächennekrose erreicht. Das Fortschreiten der Oberflächennekrotisierung kann aber durch Wahl der zweiten vorbestimmten Zeitdauer in größeren Bereichen geändert werden. Durch Wahl einer längeren Zeitdauer für die zweite vorbestimmte Zeitdauer kann die Nekrotisierung so weit verlangsamt werden, wie es der Arzt für den vorliegenden Fall und seine Operationstechnik für nötig hält.

Zur sicheren Erkennung eines Lichtbogens zwischen Koagulationssonde und Gewebe wird vorgeschlagen, als Lichtbogen-Anzeigevorrichtung eine Anordnung zu verwenden, die in an sich bekannter Weise die vom Lichtbogen erzeugten harmonischen Frequenzen als Kriterium für das Vorhandensein eines Lichtbogens auswertet.

Für universelle hochfrequenzchirurgische Anwendung schlagen die Erfinder vor, den Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation auch mit einem Betriebs-Mode mit kontinuierlicher Leistungsabgabe zum Gewebeschneiden auszustatten.

Zur Verdeutlichung der Erfindung sind noch Bilder beigefügt. Es zeigt

Fig. 1 ein Beispiel für den zeitabhängigen Verlauf der Generatoraktivierung, der Ausgangsleistung und des Ausgangssignals der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine Ausführung des Hochfrequenzgenerators mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation,

Fig. 3 ein Blockschaltbild mit alternativer Modulatoranordnung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Zeitgebers nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind in gegenseitiger zeitlicher Zuordnung beispielhaft die Verläufe des Signals Us zur Generatoraktivierung, der Ausgangsleistung P und des Ausgangssignals U 1a der Lichtbogen- Anzeigevorrichtung für einen erfindungsgemäßen Hochfrequenzgenerator aufgetragen. Sobald der Generator aktiviert wird, springt das Signal Us von Null auf Eins. In diesem Moment schaltet der Modulator die maximale Ausgangsleistung ein. Die Ausgangsleistung P bleibt dabei natürlich nicht konstant, weil sich beim Aufheizen des Gewebes die Impedanz ändert und die wirklich abgegebene Leistung von dieser Impedanz abhängt. Das Ausgangssignal der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung ist vorerst Null, weil nicht sofort ein Lichtbogen zündet. Nach einem gewissen Zeitintervall, das mit a) bezeichnet wird, ist das Gewebe aber so weit aufgeheizt, daß wegen der geschilderten Vorgänge zwischen der Koagulationssonde und dem Gewebe ein Lichtbogen zündet. Dies wird von der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung erkannt und mit dem Signal U 1a an den Zeitgeber gemeldet. Der Zeitgeber hält nun für die Zeit T 1, bisher als erste vorbestimmte Zeit bezeichnet, die maximale Ausgangsleistung aufrecht. Da sich die Impedanz des Stromkreises mit dem Zünden des Lichtbogens und der damit verbundenen Änderung der Stromverteilung plötzlich stark erhöht, geht die abgegebene Leistung P in diesem Moment deutlich zurück. Nach Ablauf des Zeitintervalls T 1 wird der Modulator vom Zeitgeber so angesteuert, daß die Ausgangsleistung möglichst schnell nach Null geht. Die Ausgangsleistung wird nun vom Zeitgeber für das Zeitintervall T 2 - bisher zweite vorbestimmte Zeit genannt - auf Null gehalten. Nach Ablauf von T 2 beginnt der Zyklus von neuem. In der Praxis kann man beobachten, daß die Zeitdauer des Zeitintervalls a) laufend abnimmt, wenn der Koagulationsgrad vor der Koagulationssonde fortschreitet. Dies ist in Fig. 1 ebenfalls angedeutet. Andererseits kann man in der Praxis feststellen, daß das mit a) bezeichnete erste Zeitintervall sehr lang werden kann, wenn der Operateur die Koagulationssonde nicht an einer Stelle beläßt, sondern über ein größeres Koagulationsgebiet ständig hin und her bewegt. In Fig. 2 ist das Blockschaltbild für eine beispielhafte Realisierung der Erfindung gezeichnet. Die Ausgangsspannung des Oszillators 1 wird über den Modulator 2 dem Leistungsverstärker 3 zugeführt. Der Ausgang 4 des Leistungsverstärkers ist mit der Koagulationssonde 5 verbunden. Die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung 6 ist in diesem Beispiel an den Ausgang 4 des Leistungsverstärkers angeschlossen. Ihr Ausgangssignal wird über den Eingang 7 dem Zeitgeber 8 zugeführt. Am Zeitgeber 8 ist außerdem ein Eingang 9 vorgesehen, über den ein Aktivierungssignal für den Hochfrequenzgenerator, z. B. vom Fußschalter 10 angelegt werden kann. Weiterhin enthält der Zeitgeber 8 zwei zeitbestimmende Glieder, mit denen die erste vorbestimmte Zeit T 1 und die zweite vorbestimmte Zeit T 2 eingestellt werden können. Diese Zeitglieder können entweder bei der Herstellung des Gerätes einmalig fest eingestellt werden oder auch variabel ausgeführt sein, um dem Arzt eine optimale Anpassung an die jeweils vorliegenden Koagulationsbedingungen zu erlauben. Mit dem Ausgangssignal 11 des Zeitgebers wird schließlich der Modulator gesteuert. In Fig. 3 ist als weiteres Beispiel eine alternative Anordnung des Modulators 2 gezeigt. Diese Anordnung wird man z. B. wählen, wenn der Verstärker 3 im Schaltbetrieb arbeitet. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Modulation durch Variation der Betriebsspannung durchzuführen. Sowohl Fig. 2 als auch Fig. 3 sind nur als Beispiele für Realisierungsmöglichkeiten der Erfindung gedacht. Außerdem sind viele Komponenten weggelassen, die mit dem eigentlichen Erfindungsgedanken nicht in direktem Zusammenhang stehen. Zum Beispiel sind die Blockschaltbilder noch durch Filter zu ergänzen, wenn die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung über die Messung der vom Lichtbogen erzeugten harmonischen Frequenzen arbeitet. In Fig. 4 ist schließlich noch eine einfache Realisierungsmöglichkeit für den Zeitgeber 8 wiedergegeben. Dieser Zeitgeber enthält ein NOR-Gatter und die beiden Mono-Flops 13 und 14. Im Ruhezustand des Generators, also bei geöffnetem Fußschalter 10 liegt am Eingang 15 des NOR-Gatters 12 eine logische "1", am Eingang 16 eine logische "0". Damit ist das Ausgangssignal 11 des NOR-Gaters eine logische "0", der Modulator ist gesperrt, und die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators ist ebenfalls Null. Nach Betätigen des Fußschalters 10 liegt auch am Punkt 15 des NOR-Gatters 12 eine logische "0", das Ausgangssignal 11 wird "1", und der Modulator steuert die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators auf Maximum. Sobald nun an der Koagulationssonde 5 ein Lichtbogen entsteht, wird der Eingang 7 des Zeitgebers 8 mit einer logischen "1" beaufschlagt, und das Mono-Flop 14 gibt einen Impuls der Zeitdauer T 1 ab. Mit der abfallenden, also um T 1 gegenüber der Lichtbogenzündung verzögerten Flanke dieses Impulses wird über den Eingang 15 das zweite Mono-Flop getriggert. Sein Ausgangssignal legt den Eingang 16 des NOR-Gatters für die Zeit T 2 auf eine logische "1" und sperrt damit über das NOR-Gatter 12 die Leistungsabgabe des Hochfrequenzgenerators für die Zeit T 2. Diese Leistungsabschaltung beginnt genau um T 1 gegenüber dem ersten Auftreten des Lichtbogens verzögert. Der geschilderte Vorgang wiederholt sich nun so lange, wie der Fußschalter 10 aktiviert ist.

Claims (9)

1. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation, bestehend aus einem Oszillator zur Erzeugung der Generatorfrequenz, einem Modulator zur Regelung der Ausgangsamplitude, einem Leistungsverstärker zur Erzeugung der notwendigen Hochfrequenzleistung und einer Lichtbogen-Anzeigevorrichtung zur Feststellung eines eventuell zwischen der Koagulationssonde und dem zu koagulierenden Gewebe brennenden Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (2) von der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6) mit Hilfe eines zusätzlichen Zeitgebers (8) so angesteuert wird, daß sich zeitlich nacheinander Zustände der Ausgangsleistung (P) des Hochfrequenzgenerators mit den folgenden Bedingungen einstellen:

• a) maximale Ausgangsleistung (P), solange das Ausgangssignal der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6) Null ist, d. h. zwischen der Koagulationssonde (5) und dem zu koagulierenden Gewebe kein Lichtbogen brennt,
• b) nach dem Zünden eines Lichtbogens zwischen der Koagulationssonde (5) und dem zu koagulierenden Gewebe weiterhin maximale Ausgangsleistung (P) für eine erste vorbestimmte Zeitdauer (T 1), beginnend mit dem Moment des Erkennens des Lichtbogens durch die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6), und c) Ausgangsleistung (P) Null für eine zweite vorbestimmte Zeitdauer (T 2)

und sich diese Zustände in dieser Reihenfolge zyklisch wiederholen, solange der Generator vom Operateur im Koagulationsmode aktiviert ist.

2. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Zeitdauer (T 1) auf die kürzest mögliche Zeit eingestellt ist, die sich aus der Zeitkonstanten der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6) und der Regelgeschwindigkeit des Modulators (2), des Leistungsverstärkers (3) und der übrigen Komponenten der Regelschleife ergibt.

3. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Zeitdauer (T 1) so lang eingestellt ist, daß sich gerade noch kein Gewebeschneideffekt von der Koagulationssonde (5) gegenüber dem zu koagulierenden Gewebe ausbildet.

4. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Zeitdauer (T 1) einstellbar ist zwischen einer kürzestmöglichen Zeit, die sich aus der Zeitkonstanten der Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6) und der Regelgeschwindigkeit des Modulators (2), des Leistungsverstärkers (3) und der übrigen Komponenten der Regelschleife ergibt und einer längstmöglichen Zeit, bei der sich gerade noch kein Gewebeschneideffekt von der Koagulationssonde (5) gegenüber dem zu koagulierenden Gewebe ausbildet.

5. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorbestimmte Zeitdauer (T 2) fest eingestellt und gerade so lang ist, daß das im Lichtbogen des Zeitintervalls b) gebildete Plasma gerade abgebaut ist.

6. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorbestimmte Zeitdauer (T 2) einstellbar ist zwischen einem kürzesten Wert, der gerade so lang ist, daß das im Lichtbogen des Zeitintervalls b) gebildete Plasma gerade abgebaut ist, und einem längsten Wert, der wesentlich länger, also z. B. eine Größenordnung länger ist als der kürzeste Wert.

7. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen-Anzeigevorrichtung (6) eine Anordnung zur Messung der Amplitude einer oder mehrerer der harmonischen Frequenzen enthält, die von einem eventuell zwischen der Koagulationssonde (5) und dem zu koagulierenden Gewebe brennenden Lichtbogen aus der Generatorfrequenz erzeugt werden.

8. Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzkoagulation nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzgenerator auch einen Mode mit kontinuierlicher Leistungsabgabe zum Gewebeschneiden aufweist.