DE3626698C2 - HF-Chirurgiegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem HF-Chirurgiegerät mit einem Oszillator, womit ein HF-Arbeitsstrom nach Betäti­ gung eines Schalters von einer aktiven Elektrode über einen zu behandelnden Körper zu einer neutralen Elektrode aussendbar ist, wobei vor dem Aussenden des HF-Arbeits­ stromes bei Betätigung des Schalters ein HF-Meßstrom- Impuls mit vorgegebener Amplitude und mit vorgegebener Frequenz in die aktive Elektrode geleitet und bezüglich der Amplitude mit dem von der neutralen Elektrode abge­ griffenen HF-Meßstrom-Impuls verglichen wird und wobei ein Freigabesignal zur Freigabe des HF-Arbeitsstromes gebildet wird, wenn die Amplitude des vom der neutralen Elketrode abgeleiteten HF-Meßstrom-Impulses innerhalb einer vorgegebenen Toleranz der Amplitude des in die aktive Elektrode geleiteten HF-Meßstrom-Impuls liegt, nach Patent 35 30 456 (Patentanmeldung P 35 30 456.1).

Aus der DE 35 30 456 A1 mit älterem Zeitrang (Stammanmeldung) ist ein HF-Chirurgiegerät der eingangs genannten Art bekannt. Das bekannte HF-Chirurgiegerät kann zum Ver­ gleich der Amplituden eine Einrichtung zur Differenz­ strommessung aufweisen. Des weiteren kann bei dem bekannten HF-Chirurgiegerät in Abhängigkeit von dem Amplituden­ vergleich durch Differenzbildung mit einem vorgegebenen Grenzwert das Freigabesignal gebildet werden.

Aus der DE 27 40 751 B2 ist eine Sicherheitsschaltung für ein von einem HF-Generator gespeistes elektrochirurgisches Gerät bekannt, bei welchem ein über eine Hinleitung zur aktiven Elektrode fließender HF-Arbeitsstrom vorgege­ bener Frequenz mit dem in einer Rückleitung von der neu­ tralen Elektrode zurückfließender HF-Arbeitsstrom bezüglich der Amplituden verglichen wird. Dazu werden aus beiden Leitungen während des fließenden HF-Arbeitsstromes proportionale Signale über in jeder Leitung angeordnete Wandler abgeleitet. Übersteigt der Unterschied zwischen beiden Signalen einen durch eine Schwellschaltung vor­ gegebener Schwellenwert, so wird durch das Ausgangssignal dieser Schwellenschaltung ein akustischer Alarm ausgelöst oder ein anderer geeigneter Alarm bewirkt. Der HF-Ar­ beitsstrom kann Schwingungen gemäß dem aus der US 3 963 030 bekannten Generator aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das HF-Chirurgiegerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es auf ein­ fache Art und Weise durchgeführt werden kann. Dabei soll das HF-Chirurgiegerät mit leicht erhältlichen Bauelementen auskommen.

Die genannte Aufgabe wird bei dem HF-Chirurgiegerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung ist zum Vergleich der Amplituden eine Einrichtung zur Differenzstrommessung vorgesehen. Zu einem wesentlichen gerätetechnischen Vorteil führt es da­ bei, daß das HF-Chirurgiegerät zur Differenzstrommessung einen Stromwandler umfaßt, durch dessen Kern die Zulei­ tung für die aktive Elektrode und die Zuleitung für die neutrale Elektrode geführt sind.

Man kann einen Oszillator einsparen, wenn der Oszillator in der Leistung steuerbar ist und sowohl für die Aussen­ dung des HF-Arbeitsstroms als auch für die Aussendung des HF-Meßstrom-Impulses mit demgegenüber verringerter Lei­ stung vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen, die in drei Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein HF-Chirurgiegerät mit einer Überwachungsschal­ tung zur Anzeige der Gefahr ungewollter Verbren­ nungen mit einer Ableitung von HF-Arbeitsstrom und HF-Meßstrom-Impuls aus ein und demselben HF-Oszil­ lator,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Größe der Ströme und

Fig. 3 ein gegenüber der Fig. 1 modifiziertes Ausführungs­ beispiel für eine Überwachungsschaltung.

Nach Fig. 1 ist ein HF-Chirurgiegerät 2 vorgesehen, das von konventioneller Bauart ist, zusätzlich aber eine Überwachungsschaltung enthält, die im einzelnen noch näher erläutert wird. Das HF-Chirurgiegerät 2 ist an ei­ ne Netzversorgung 4 angeschlossen, die einen Erd- oder Masseanschluß 6 aufweist. An einem HF-Anschluß 8 ist über eine Verbindungsleitung 9 ein chirurgischer Handgriff 10 angeschlossen, der mit einem von Hand zu betätigenden Schalter 12 zum Einschalten eines HF-Arbeitsstroms I_o ausgerüstet ist. Der Handgriff 10 ist mit einer aktiven Elektrode 14 leitend verbunden, die beim Koagulieren auf das zu stillende Blutgefäß im Patientenkörper 16 aufge­ drückt wird. Am Patientenkörper 16 ist in konventioneller Weise eine neutrale Elektrode 18 kontaktgebend befestigt. Diese neutrale Elektrode 18 ist einstückig ausgebildet und insbesondere als Wegwerfartikel ausgeführt. Von der neu­ tralen Elektrode 18 führt eine Verbindungsleitung 19 zum anderen HF-Anschluß 20 des HF-Chirurgiegerätes 2. Dieser HF-Anschluß 20 ist geräteintern mit dem Masseanschluß 6 verbunden.

Der HF-Arbeitsstrom I_o mit der Hochfrequenz f_o wird im Koagulationsbetrieb von einem in der Leistung umschalt­ baren HF-Oszillator 22 erzeugt. Zu diesem Zweck ist der erste Ausgang des HF-Oszillators 22 über eine Umschalt­ vorrichtung 24 mit dem ersten HF-Anschluß 8 verbunden. Ein Anschluß ist an dem zweiten HF-Anschluß 20 und damit an Erdpotential 6 gelegt. Die Umschaltvorrichtung 24 wird durch ein Freigabesignal g, das auf einer (gestrichelt ge­ zeichneten) Steuerleitung 26 zugeführt wird, in die (nicht gezeichnete) linke Schaltstellung überführt. Die Ausgangs­ lage ist somit die (eingezeichnete) rechte Schaltstellung.

Die Umschaltvorrichtung 24 bleibt nach Einwirkung des Freigabesignals g in der linken Schaltstellung, und zwar bis ein neues Schalten durch den Handschalter 12 erfolgt oder erfolgen soll. Hierbei kann ein (nicht gezeigtes) Zeitglied die Rückführung in die Ausgangslage übernehmen.

Schematisch sind in Fig. 1 zwei Fehler- oder Nebenstrom­ wege eingezeichnet, die zu "ungewollten Verbrennungen" führen können. Der eine Nebenstromweg umfaßt ein erstes, verhältnismäßig kleines Kontaktstück 30, das über irgend­ einen Strompfad, z. B. den OP-Tisch, direkt mit Masse 6 verbunden ist. Auf diesem ersten Nebenstromweg kann ein HF-Nebenstrom I₁ fließen. Der andere Nebenstromweg umfaßt ein zweites, ebenfalls verhältnismäßig kleines Kontakt­ stück 32, das ebenfalls am Patientenkörper 16 anliegt, sowie eine angeschlossene Kapazität 34, die mit Masse 6 verbunden ist. Die Kapazität 34 kann z. B. durch den tex­ tilen Belag zwischen Patientenkörper 16 und Masse 6 ge­ bildet sein. Auf diesem zweiten Nebenstromweg kann ein HF-Nebenstrom I₂ fließen. Im Bereich beider Kontaktstücke 30, 32 kann es zu einer "ungewollten Verbrennung" kommen, wenn der zugehörige HF-Nebenstrom I₁ bzw. I₂ nach Ein­ schalten des Arbeitsstroms I_o einen unzulässig hohen Wert annimmt.

Durch die im folgenden beschriebene Überwachungsschaltung wird durch einen HF-Meßstrom I_z, der vorzugsweise impuls­ förmig abgegeben wird, der Stromweg von der aktiven Elek­ trode 14 über den Patientenkörper 16 und die neutrale Elektrode 18 zurück zum HF-Chirurgiegerät 2 vor dem ei­ gentlichen Koagulationsvorgang überprüft. Erst bei voll­ ständigem oder innerhalb einer festgelegten Toleranz P erfolgtem Rückfluß des Meßstroms I_z, d. h. wenn die zu er­ wartenden Nebenströme I₁, I₂ unschädlich klein sein wer­ den, wird schaltungstechnisch der eigentliche HF-Arbeits­ strom I_o für den chirurgischen Eingriff freigegeben.

Nach Fig. 1 umfaßt die Überwachungsschaltung einen zwei­ ten Ausgang am HF-Oszillator 22 zur Aussendung eines HF- Meßstrom-Impulses I_z von vorgegebener Amplitude I_za und vorgegebener Frequenz f_z. Somit ist wahlweise (bestimmt durch das Signal g) der erste oder zweite Ausgang des HF- Oszillators 22 über die Umschaltvorrichtung 24 mit dem ersten HF-Anschluß 8 verbunden. Der HF-Meßstrom-Impuls I_z wird also über die Umschaltvorrichtung 24, die z. B. als Schalttransistor ausgeführt ist, bei Betätigung des Schal­ ters 12 in die aktive Elektrode 14 geleitet. Die Amplitu­ de I_za ist dabei z. B. fest eingestellt; sie kann auch von Hand vom Benutzer einstellbar sein. Ihr Wert wird mittels eines ersten Stromsensors 38 erfaßt, und der so erfaßte Meßwert wird dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 40 zugeleitet. Der von der neutralen Elektrode 18 aufge­ nommene HF-Meßstrom-Impuls I′_z, dessen Amplitude I′_za u. U. die um auf den beiden Nebenstromwegen fließenden Anteile kleiner ist als die Amplitude I_za, wird mittels eines zweiten Stromsensors 42 vor dem HF-Anschluß 20 erfaßt. Der hier erfaßte Meßwert wird dem anderen Eingang der Ver­ gleichsschaltung 40 zugeleitet.

Die Vergleichsschaltung 40 dient dem eigentlichen Nach­ weis, ob wesentliche Nebenstromwege vorhanden sind oder nicht. Sie vergleicht die Amplituden I_za, I′_za miteinander durch Differenzbildung. In Abhängigkeit des Vergleichs wird das Freigabesignal g oder h gebildet. Wenn insbeson­ dere die Differenz I_za - I′_za der Amplituden I_za, I′_za inner­ halb einer vorgegebenen Toleranz P liegt, d. h. klei­ ner ist als ein vorbestimmter Grenzwert P, wird das Frei­ gabesignal g auf die Leitung 26 gegeben. Der Grenzwert P wird an einem Grenzwertgeber 43, z. B. einem Potentiome­ ter, eingestellt. Das Freigabesignal g bewirkt eine opti­ sche Anzeige mittels einer Lampe 44 und gleichzeitig die Umschaltung der Umschaltvorrichtung 24 und einer Umschalt­ einrichtung 24a jeweils in die (nicht gezeichnete) linke Schaltstellung. Dieses Umschalten bewirkt den direkten Be­ ginn der HF-chirurgischen Behandlung. Beim Umschalten wird der HF-Oszillator 22 auf die höhere Eingangsspan­ nung U₂ U₁ gelegt, was zu einem höheren HF-Strom I_o I_z führt. Natürlich können Anzeige und Behandlungsbeginn auch voneinander getrennt sein. Gegebenenfalls kann die Anzeige ganz entfallen. Wenn der Differenzstrom I_za - I′_za dagegen oberhalb des vorbestimmten Grenzwerts P liegt, vgl. Fig. 2, dann kann über eine Leitung 46 das Freiga­ besignal h zur Freigabe eines Alarms und/oder der Blocka­ de des HF-Arbeitsstroms I_o abgegeben werden. Das Freiga­ besignal h ist also ein Signal zur Anzeige einer Gefahr und/oder zur Verhinderung der Koagulation. Nach Fig. 1 kann diese Gefahr mittels einer optischen Anzeige oder Lampe 48 angezeigt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform wird bei Aufsetzen und Einschalten der aktiven Elektrode 14 mittels des Schal­ ters 12 ein HF-Meßstrom I_z mit fester Frequenz f_z von ca. 100 kHz bis 1 MHz und einer festen Amplitude I_za von ca. 100 mA freigegeben. Beim Rückfluß über den Patientenkreis wird meßtechnisch überprüft, ob dieser Wert von ca. 100 mA oder ein akzeptabler Teil P hiervon am geerdeten An­ schluß des HF-Generators 22 ankommt. Ist dies der Fall, kann davon ausgegangen werden, daß keine nennenswerten Nebenanschlüsse vorhanden sind, und der HF-Arbeitsstrom I_o, der in der Regel vom Benutzer einstellbar ist nach Strom­ stärke und Modulationsfrequenz, wird freigegeben. Die Funktion "Arbeitskreis in Ordnung" wird dem Benutzer durch die Lampe 44 optisch angezeigt.

Es soll betont werden, daß die Ströme I_z und I′_z ohne er­ höhten Meßaufwand zu vergleichen sind, wenn eine fest eingeprägte Frequenz f_z und ein fest eingeprägter Strom I_z verwendet wird. Der Vergleich durch Differenzstrommes­ sung ist auch über eine Brückenschaltung möglich, z. B. auch durch gegeneinander geschaltete Dioden.

Es ist festzuhalten, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Amplitude I_za des HF-Meßstrom-Impulses I_z dadurch kleiner gewählt ist als die Amplitude I_oa des pulsförmigen HF-Arbeitsstroms I_o, daß die Leistung des (einzigen) HF-Generators 22 in der Leistung mittels Um­ schaltvorrichtung 24a herabgesetzt wird. Dies könnte auch durch eine Programmsteuerung geschehen, die in Software ausgeführt sein kann. Auch in diesem Fall könnte die Ver­ sorgungsspannung des HF-Generators 22 programmiert zurück­ genommen werden. Durch diese Maßnahmen wird ein zweiter HF-Generator eingespart.

Aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Stromsubtraktion direkt mittels eines Stromwandlers 50 durchgeführt werden kann. Durch dessen Kern sind sowohl die Zuleitung 9 für die ak­ tive Elektrode 14 als auch die Zuleitung 19 für die neu­ trale Elektrode 18 geführt. Die Leitungen sind hier also gegensinnig angeordnet. In der Vergleichsschaltung 40 wird die Differenz I_za - I′_za lediglich noch mit dem Grenzwert P verglichen.

Claims (3)

1. HF-Chirurgiegerät mit einem Oszillator (22), womit ein HF-Arbeitsstrom (I_o) nach Betätigung eines Schalters (12) von einer aktiven Elektrode (14) über einen zu behandelnden Körper (16) zu einer neutralen Elektrode (18) aussend­ bar ist, wobei vor dem Aussenden des HF-Arbeitsstromes (I_o) bei Betätigung des Schalters (12) ein HF-Meßstrom- Impuls (I_z) mit vorgegebener Amplitude (I_za) und mit vor­ gegebener Frequenz (f_z) in die aktive Elektrode (14) ge­ leitet und bezüglich der Amplitude (I′_za) mit dem von der neutralen Elektrode (18 ) abgegriffenen HF-Meßstrom- Impuls (I′_z) verglichen wird und wobei ein Freigabesignal (g) zur Freigabe des HF-Arbeitsstromes (I_o) gebildet wird, wenn die Amplitude (I′_za) des von der neutralen Elektrode (18) abgeleiteten HF-Meßstrom-Impulses (I′_z) innerhalb einer vorgegebenen Toleranz der Amplitude (I_za) des in die aktive Elektrode (14) geleiteten HF-Meßstrom-Impulses (I′_z) liegt, nach Patent 35 30 456 (Patentanmeldung P 35 30 456.1), wobei beim Vergleich die Differenz der Stromamplituden (I_za, I′_za) der in der aktiven und neu­ tralen Elektrode (14, 18) fließenden Ströme (I_z, I′_z) gebildet und diese Differenz mit einem vorgegebbaren Grenz­ wert (P) verglichen wird und wobei zum Vergleich der Amplituden (I_za, I′_za) eine Einrichtung (38, 40, 42; 39, 40) zur Differenzstrommessung vorgesehen ist, die einen Stromwandler (50) umfaßt, durch dessen Kern die Zuleitung (9) für die aktive Elektrode (14) und die Zuleitung (19) für die neutrale Elektrode (18) geführt sind.

2. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (38, 40, 42; 39, 40) zur Differenzstrommessung von dem vorge­ gebenen Grenzwert (P) beaufschlagt ist.

3. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (22) in der Leistung steuerbar ist und sowohl für die Aussendung des HF-Arbeitsstromes (I_o) als auch für die Aussendung des HF-Meßstrom-Impulses (I_z) mit demgegenüber verringerter Leistung vorgesehen ist.