DE60314184T2 - Elektrochirurgischer generator - Google Patents
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrochirurgischen Generator zur Abgabe von Hochfrequenzleistung an ein elektrochirurgisches Instrument und hauptsächlich auf einen Generator mit einem Ausgangsreihenschwingkreis.
- Herkömmlich wenden elektrochirurgische Generatoren eine Konfiguration mit einer Spannungsquelle an, die über einen Kopplungskondensator an ein elektrochirurgisches Instrument gekoppelt ist, der eine angepasste Ausgangsimpedanz zwischen 50 und 500 Ω festlegt. Eine solche Konfiguration erzeugt eine Leistung-Lastimpedanz-Kennlinie mit einem Leistungsmaximum bei der angepassten Impedanz, wobei die Leistung auf beiden Seiten des Peaks progressiv abfällt. Bei der Durchführung der Elektrochirurgie in der Praxis kann sich die Lastimpedanz in einem sehr großen Bereich ändern, was zu unvorhersehbaren klinischen Wirkungen führt.
- Um dieses Problem zu beherrschen ist bekannt, eine HF-Ausgangsstufe vorzusehen, die eine Impedanzanpassung in einem großen Bereich liefern kann. Dies hat den Nachteil, dass schnelle Änderungen der Lastimpedanz große Abweichungen der Ausgangsspannung hervorrufen können. Ein anderer Lösungsweg ist es, die Gleichstromversorgung der HF-Ausgangsstufe in Abhängigkeit von Rückkopplungssignalen zu steuern, damit die abgegebene Leistung scheinbar kontinuierlich ist. Dies kann erfolgen, indem die Gleichspannung der Stromversorgung angepasst wird oder indem die zugeführte Gleichstromleistung konstant gehalten wird. Diese Methoden führen zu einer Leistung-Lastimpedanz-Kennlinie, die über einen Impedanzbereich scheinbar flach ist. Eine Beschränkung besteht jedoch darin, dass die Abgabe der Energie bei Beginn des Gewebeschneidens oder -verdampfens (im Gegensatz zur Gewebekoagulation) schwer zu steuern ist. Um mittels Hochfrequenz Gewebe zu schneiden oder zu verdampfen, muss die anfänglich vom Gewebe oder der umgebenden Flüssigkeit dargestellte niedrige Lastimpedanz auf einen höheren Wert gebracht werden, um einen Lichtbogen zu zünden. Die Abgabe von zu viel Energie kann zu Verbrennungen in der Nachbarschaft der Operationsstelle, zu übermäßigem Rauch oder zum Versagen des Instruments führen. Die Abgabe von zu wenig Energie verursacht eine wesentliche Verzögerung und kann zu unerwünschter Gewebekoagulation führen.
- Es ist auch bekannt, einen elektrochirurgischen Generator zur Versorgung eines bipolaren elektrochirurgischen Instruments mit gepulster elektrochirurgischer Leistung bei sehr hohen Spannungen, z.B. im Bereich von 1 kV Spitzenspannung, zu verwenden, wenn Gewebe an einer in eine leitfähigen Flüssigkeit, wie Kochsalzlösung, eintauchenden Operationsstelle entfernt werden soll. Das Instrument kann eine aktive Elektrode, die an seinem äußersten Ende angebracht ist, damit sie in die Nähe oder in Kontakt mit dem zu behandelnden Gewebe gebracht werden kann, und eine von der aktiven Elektrode zurückgesetzte Rückführungselektrode aufweisen, die eine Kontaktfläche zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der leitfähigen Flüssigkeit besitzt. Um eine Entfernung von Gewebe zu erreichen, wird die die aktive Elektrode umgebende leitfähige Flüssigkeit verdampft, um an der Elektrode einen Lichtbogen zu bilden. Die für Gewebeschneiden oder -verdampfen unter sich ändernder Lastimpedanz angewendeten hohen Spannungen stellen besonders hohe Ansprüche an den Generator, wenn das Instrument einer niedrigen Lastimpedanz gegenübersteht. Wie oben festgestellt, ist es nämlich unter solchen Bedingungen schwierig, die Bildung eines Lichtbogens ohne unerwünschte Wirkungen zuverlässig einzuleiten. Man unternahm Schritte, die Leistungsdichte an der aktiven Elektrode zu erhöhen und damit die Zuverlässigkeit der Lichtbogenbildung zu verbessern, indem man die Größe der Elektrode verminderte und ihre Oberfläche zum Beispiel durch Anbringen einer Oxidschicht aufraute. Letztere Methode wirkt, indem Dampf in den Unregelmäßigkeiten der Oberfläche eingefangen und damit die Leistungsdichte erhöht wird.
- Es wurde gefunden, dass der Betrieb eines solchen Instruments mit hohen Spannungen Erosion der aktiven Elektrode hervorrufen kann. Die Erosionsgeschwindigkeit steigt mit zunehmender Versorgungsspannung an und wird auch durch die eben erwähnte Verminderung und Aufrauung der Elektrodenoberfläche verschlechtert.
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EP-A-1053720 offenbart einen Generator zur Erzeugung hoher elektrochirurgischer Spannungen. -
US-A-6093186 beschreibt einen elektrochirurgischen Generator mit einer HF-Ausgangsstufe und einem Ausgangsreihenschwingkreis, die zwischen einen HF-Leistungsgenerator und zwei Ausgangsleitungen gekoppelt sind. - Nach einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrochirurgiegenerator zur Versorgung eines Elektrochirurgieinstruments zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe mit Hochfrequenz(HF)-Energie bereitgestellt, wobei der Generator eine HF-Ausgangsstufe mit mindestens einer HF-Leistungseinheit, mindestens einem Paar Ausgangsleitungen zur Abgabe von HF-Leistung an das Instrument und einem zwischen der HF-Leistungseinheit und dem Paar Ausgangsleitungen gekoppelten Ausgangsreihenschwingkreis umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe an den Ausgangsleitungen kleiner als 200/√P Ω ist, wobei P die maximale kontinuierliche HF-Ausgangsleistung des Generators in W ist, und dass der Generator ferner eine Schutzschaltung umfasst, die auf einen vorgegebenen elektrischen Zustand anspricht, der einen Ausgangs-Überlaststrom anzeigt, um im wesentlichen die an die Ausgangsschaltung abgegebene HF-Leistung zu unterbrechen. Wenn der Generator für die Nassfeldchirurgie, das heißt zur Verwendung mit in eine leitfähigen Flüssigkeit wie Kochsalzlösung eintauchenden Elektrode oder Elektroden des Instruments, konfiguriert ist, liegt die maximale kontinuierliche Leistung bevorzugt im Bereich von 300 bis 400 W. Dementsprechend ist die Ausgangsimpedanz kleiner als 10 Ω, wenn die maximale Ausgangsleistung 400W beträgt. Trockenfeldelektrochirurgie, bei der Elektrode oder Elektroden normalerweise nicht eintauchen, erfordert weniger HF-Ausgangsleistung. In diesem Fall kann der Generator so konfiguriert sein, dass die maximale kontinuierliche HF-Ausgangsleistung im Bereich von 16 W liegt, wenn nämlich die Ausgangsimpedanz kleiner als 50 Ω ist. In diesen beiden Fällen werden diese Zahlen erreicht, wenn man mit einer Ausgangsspannung zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe, das heißt zumindest 300 V Spitzenspannung, arbeitet. Die Ausgangsimpedanz ist bevorzugt kleiner als 100/√P Ω, was bei den oben genannten Ausgangsleistungen maximale Impedanzwerte von 5 und 25 Ω ergibt.
- Wenn der HF-Ausgang des Generators gepulst ist, das heißt, wenn die HF-Energie an die Last in Impulsen (bursts), im allgemeinen als HF-Sinuswelle, geliefert wird, versteht man, dass die maximale kontinuierliche Leistung die mittlere über mehrere solcher Impulse gemessene Leistung ist.
- Die Schutzschaltung spricht bevorzugt auf einen Kurzschluss zwischen den Ausgangsleitungen ein, wobei die Ansprechgeschwindigkeit der Schutzschaltung hinreichend schnell ist, um das HF-Leistungsgerät zu deaktivieren, bevor der durch dieses fließende Strom infolge des Kurzschlusses auf einen Maximalnennwert ansteigt.
- Bei dem in dieser Spezifikation beschriebenen Generator hat die HF-Ausgangsstufe einen Ausgangsreihenschwingkreis, der so konfiguriert ist, dass die maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangsstroms in den Ausgangsleitungen kleiner als (√P)/4 A/μs ist, wobei P wie oben definiert ist. Dementsprechend ist bei einer typischen maximalen kontinuierlichen HF-Ausgangsleistung von 400 W für die Nassfeld-Elektrochirurgie die maximale Anstiegsgeschwindigkeit der Amplitude des Ausgangsstroms, allgemein dann, wenn die Ausgangsleitungen bei maximal eingestellter Generatorleistung kurzgeschlossen werden, kleiner als 5 A/μs. Liegt P beim typischen Wert von 16 W für die Trockenfeld-Elektrochirurgie, dann ist die Anstiegsgeschwindigkeit der Amplitude des Ausgangsstroms kleiner als 1 A/μs.
- Die Schutzschaltung spricht auf Kurzschluss mit einer Geschwindigkeit an, die ausreicht, um die Abgabe von HF-Leistung an die Ausgangsschaltung innerhalb eines Zeitraums abzuschalten, der nicht mehr als 20 Zyklen der abgegebenen HF-Leistung entspricht. Die Schutzschaltung ist bevorzugt viel schneller, beispielsweise kann sie die Leistungsabgabe innerhalb von drei Zyklen oder sogar von einem Zyklus unterbrechen. Die Wirkung des Ausgangsreihenschaltkreises besteht darin, dass der Aufbau des Stroms in einem fehlerhaften Zustand, etwa wenn an den Ausgangsleitungen eine sehr niedrige Impedanz oder ein Kurzschluss auftritt, verzögert wird. Die Anmelder haben gefunden, dass ein Übergang der Impedanz von Leerlauf zu Kurzschluss erst nach einigen HF-Zyklen zu einem wirksamen Kurzschluss am HF-Leistungsgerät führt. Die Ausgangsstufe kann deaktiviert werden, bevor dies geschieht, indem die Schutzschaltung so eingerichtet wird, dass sie schnell anspricht.
- Die Verwendung einer HF-Ausgangsstufe mit relativ geringer Ausgangsimpedanz bedeutet, dass die HF-Ausgangsspannung im wesentlichen unmittelbar in Beziehung zu der an der Ausgangsstufe (insbesondere an dem oder den in dieser enthaltenen HF-Leistungsgerät(en)) anliegenden Versorgungsgleichspannung steht. Bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird jedes HF-Leistungsgerät in einem Schaltmodus betrieben, wodurch am Ausgangsschwingkreis ein Rechteckwellensignal anliegt. Die an den Ausgangsleitungen verfügbare Effektivspannung ist der Versorgungsspannung direkt proportional. Daraus folgt, dass die maximale Spitze-Spitze-Ausgangsspannung durch die Versorgungsgleichspannung bestimmt ist und die dynamische Rückkopplung zur Steuerung der Ausgangsspannung demzufolge bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich ist.
- Die Schutzschaltung kann die Ausgangsstufe bevorzugt innerhalb von eineinhalb HF-Perioden nach Eintreten des oben erwähnten vorbestimmten elektrischen Zustands deaktivieren. Bevorzugt zeigt der vorbestimmte elektrische Zustand an, dass der Strom in der Ausgangsstufe plötzlich einen vorbestimmten Wert überschreitet, und die Ansprechgeschwindigkeit der Schutzschaltung ist derart, dass das Überschreiten des vorbestimmten Wertes durch den Augenblicksstrom während des gleichen HF-Zyklus nachgewiesen wird, in dem es geschieht. Dieser Nachweis kann mit einer stromfühlenden Schaltung mit einer Aufnahmeanordnung, die typischerweise ein in Reihe zwischen das oder die HF-Leistungsgerät(e) und den Ausgangsreihenschwingkreis gekoppelter Stromwandler ist, und mit einem Komparator, der einen ersten, an die Aufnahmeanordnung (z.B. an die Sekundärwindung des Wandlers) angeschlossenen Eingang und einen zweiten, an eine Bezugswertquelle gekoppelten zweiten Eingang umfasst, ausgeführt werden. Die Bezugswertquelle kann eine Spannungsdarstellung des Augenblicksstroms sein, d. h. im wesentlichen ohne Filterung, um eine Zustandsänderung des Komparatorausgangs in demselben HF-Halbzyklus zu bewirken, in dem die Schwelle zuerst überschritten wurde, oder im darauf folgenden Halbzyklus, je nachdem, ob vor dem Komparator eine Zweiweggleichrichtung angewendet wurde oder nicht. Der vorbestimmte Augenblickswert des Ausgangs ist bevorzugt mindestens 5 A für die Trockenfeldelektrochirurgie und typischerweise 15 A. Der Ausgang des Komparators ist an eine Deaktivierungsschaltung gekoppelt, um das oder die Leistungsgerät(e) zu deaktivieren, wenn der Komparatorausgang in Reaktion auf den von der Aufnahmeanordnung aufgenomme nen und den von der Bezugsquelle festgelegten vorbestimmten Wert überschreitenden Augenblicksstrom seinen Zustand ändert. Die Fähigkeit der Schutzschaltung zum Abschalten ist nicht durch die Impedanz begrenzt.
- Im Allgemeinen braucht man die Leistungsabgabe nur für kurze Zeit zu unterbrechen. Demzufolge umfasst die Schutzschaltung eine monostabile Stufe (Univibrator) und kann auf den Nachweis eines vorbestimmten Zustandes ansprechen, um das Leistungsgerät für eine begrenzte, durch die Zeitkonstante der monostabilen Stufe bestimmte Zeitdauer zu deaktivieren, die typischerweise weniger als 20 Zyklen der Betriebsfrequenz des Generators beträgt.
- Bevorzugt besitzt der Generator eine HF-Quelle, die mit dem oder den Leistungsgerät(en) gekoppelt ist, wobei die Quelle einen Schwingkreis umfasst, der die Betriebsfrequenz des Generators bestimmt. Der Ausgangsreihenschwingkreis ist auf diese Betriebsfrequenz abgestimmt. Im Allgemeinen ist die Quelle so eingerichtet, dass die Betriebsfrequenz im wesentlichen konstant ist (das heißt während eines beliebigen gegebenen Behandlungszyklus).
- Der bevorzugte Generator ist so eingerichtet, dass bei einer gegebenen Einstellung durch den Benutzer die effektive HF-Ausgangsspannung im wesentlichen innerhalb eines Bereiches der Lastimpedanz von 600/√P Ω bis 1000 Ω liegt, wobei P wie oben definiert ist. So wird beispielsweise die effektive HF-Ausgangsspannung während eines jeden HE-Energie-Impulses innerhalb von 20 % des maximalen Werts konstant gehalten. Dies kann zum Teil durch die Konfiguration des Ausgangsschwingkreises als Reihenschwinger erreicht werden.
- Um bei niedrigeren Impedanzen die konstante Ausgangsspitzenspannung aufrechtzuerhalten, umfasst nach einem beson ders bevorzugten erfindungsgemäßen Merkmal die HF-Stromversorgung für die Ausgangsstufe einen Ladungsspeicher, bevorzugt einen Kondensator größer als 1 mF, wobei die Ausgangsgeräte durch eine Impulsschaltung getaktet werden, so dass sie HF-Energie in Impulsen abgeben und die Taktung der Impulse, insbesondere der Abbruch eines jeden Impulses, in Reaktion auf das Signal eines mit dem Kondensator verbundenen spannungsfühlenden Schaltkreises gesteuert wird. Die Versorgungsgleichspannung für die Ausgangsstufe ist bevorzugt 100 V oder mehr. Um eine wesentliche Abnahme der Versorgungsspannung zu vermeiden, ist der spannungsfühlende und der Impulsschaltkreis so eingerichtet, dass sie den einzelnen HF-Energieimpuls abbrechen, wenn die gemessene Spannung unter einen vorbestimmten Wert fällt, der typischerweise so eingestellt wird, dass der Impulsabbruch erfolgt, wenn die Spannung um einen vorbestimmten Prozentsatz zwischen 5 und 20 % fällt, was typischerweise einem Abfall der an die Ausgangsleitungen abgegebenen HF-Spitzenspannung auf einen Wert zwischen 25 und 100 V unter den Anfangswert des betreffenden Impulses entspricht. Die während eines jeden Impulses abgegebene HF-Energie beträgt typischerweise 60 J für die Nassfeldelektrochirurgie und 2 J für die Trockenfeldelektrochirurgie. Die Spitzenleistung erreicht typischerweise mindestens 1 kW, bevorzugt 4 kW.
- Die Eignung des bevorzugten Nassfeld-Generators für sehr hohe Spitzenleistungen (über 1 kW) ermöglicht es, dass der Impedanzübergang zu Beginn eines Zyklus des Gewebesschneidens oder -verdampfens sehr rasch abgeschlossen wird, weil nur Spannungen abgegeben werden, welche die zur Lichtbogenbildung erforderlichen überschreiten. Dies vermindert die Verzögerung und die unerwünschten Koagulationseffekte von einigen Generatoren des Standes der Technik wesentlich. Die Abgabe von im Wesentlichen konstanter Spannung führt dazu, dass Schneiden oder Verdampfen mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgen, ohne Rücksicht auf Veränderungen des Gewebetyps oder der Art des Eingriffs.
- Wenn der bevorzugte Generator für die Nassfeldelektrochirurgie eingerichtet ist, hat die HF-Ausgangsstufe eine Ausgangsimpedanz an den Ausgangsleitungen von weniger als 10 Ω. Wenn der Generator zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe bei der Trockenfeldelektrochirurgie eingerichtet ist, ist die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe an den Ausgangsleitungen weniger als 50 Ω.
- Der in dieser Spezifikation beschriebene Generator ist so eingerichtet, dass er eine Ausgangsspitzenspannung von mindestens 300 V an einer Lastimpedanz im Bereich von 600/√P bis 1000 Ω aufrechterhalten kann, wobei P die Ausgangsnennleistung in W ist. Die Ausgangsnennleistung ist in der Norm IEC 60601-2-2 der International Electrical Commission definiert. Er besitzt eine mit der HF-Ausgangsstufe verbundene Stromversorgungsstufe, die einen Energiespeicherkondensator aufweist, der zwischen 3 und 30 der maximalen Dauerleistung P (in W) des Generators in J speichern kann. Typischerweise beträgt die pro Impuls abgegebene Energie (in J) zwischen 1 und 10 Prozent der maximalen HF-Dauerausgangsleistung (in W).
- Bei dem bevorzugten Generator taktet die Impulsschaltung die abgegebene HF-Leistung derart, dass der Scheitelfaktor der an den Ausgangsleitungen auftretenden Spannung ansteigt, wenn die an den Ausgangsleitungen anliegende Lastimpedanz abnimmt, während die Ausgangsspitzenspannung während der Impulse auf einem Wert von mehr als 300 V gehalten wird. Für die Nassfeldelektrochirurgie ist die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe bevorzugt weniger als 10 Ω und der Scheitelfaktor ändert sich um ein Verhältnis von mindestens 2:1 über einen Bereich der Lastimpedanz von 600/√P bis 1000 Ω (typischerweise von 10 Ω bis 1000 Ω). Für die Trockenfeldelektrochirurgie ist der Wert der Ausgangsimpedanz kleiner als 50 Ω und der Scheitelfaktor ändert sich in einem Verhältnis von wenigstens 2:1 über einen Bereich der Lastimpedanz von 600/√P Ω bis 50 kΩ (typischerweise von 50 Ω bis 50 kΩ).
- Mit "Scheitelfaktor" ist das Verhältnis der Spitzenspannung zur Effektivspannung gemeint. Bei einer gepulsten Ausgangssignalform wird die Messung über mehrere Impulse ausgeführt.
- Der bevorzugte Generator umfasst eine HF-Stromquelle, einen aktiven Ausgangsanschluss, einen Rückführungsanschluss, eine Gleichstromtrennkapazität zwischen der Quelle und dem aktiven Ausgangsanschluss und eine Impulsschaltung für die Quelle, wobei die Quelle und die Impulsschaltung so eingerichtet sind, dass sie an den Ausgangsanschlüssen ein gepulstes HF-Ausgangssignal erzeugen, das einen Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von mindestens 300 V, eine Impulsfolgefrequenz zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulslänge zwischen 100 μs und 5 ms aufweist. Das Signal hat einen Spitzenstrom von mindestens 3 A.
- Mit einem solchen Generator ist es möglich, selbst unter Bedingungen relativ niedriger Lastimpedanz einen Lichtbogen zu bilden. Wenn dieser einmal entstanden ist, neigt die Lastimpedanz dazu, in einem Maße anzusteigen, dass der Lichtbogen mit einer kontinuierlichen HF-Ausgangssignalform aufrechterhalten werden kann. An der Elektrode wird eine verbesserte Leistungsdichte zur Verdampfung verfügbar, während die Erosion der Elektrode vermindert wird.
- Die Impulslänge beträgt bevorzugt zwischen 0,5 und 5 ms, das Tastverhältnis typischerweise zwischen 1 und 20 %, mehr bevorzugt zwischen 2 und 10 %.
- Der bevorzugte erfindungsgemäße Generator hat einen Ausgangsschwingkreis und kann, z.B. zumindest in der Anfangs phase einer Behandlungsperiode, eine Spitzenleistung von mindestens 1 kW, typischerweise mindestens 3 oder 4 kW, erzeugen. Wenn man im Generator Mittel zur Beschränkung der Ausgangsspannung auf einen Wert im Bereich von 900 bis 1100 V Spitze-Spitze vorsieht, kann eine Verbesserung im Verhalten der Elektrodenerosion erzielt werden.
- Beim bevorzugten Generator sind Quelle und Impulsschaltung so eingerichtet, dass in der Anfangsphase an den Ausgangsleitungen ein gepulstes HF-Ausgangssignal erzeugt wird, das einen Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von mindestens 300 V, eine Impulsfolgefrequenz zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulslänge zwischen 100 μs und 5 ms hat, wobei in der nachfolgenden Phase an den Ausgangsleitungen ein HF-Ausgangssignal konstanter Leistung erzeugt wird.
- Um den Generator zu veranlassen, die oben genannte Anfangsphase des Betriebs zu beenden und die sogenannte nachfolgende Phase zu beginnen, sind verschiedene Wege möglich. Eine Ausführungsform des Generators ist so eingerichtet, dass der Übergang von der Anfangsphase zur nachfolgenden Phase automatisch nach einem vorbestimmten Zeitraum nach Beginn der Anfangsphase erfolgt. In einer alternativen Ausführungsform hat der Generator Mittel, um während seines Betriebs die Lastimpedanz zwischen den Anschlüssen der aktiven und der Rückführungselektrode zu überwachen und den Übergang zur nachfolgenden Phase einzuleiten, wenn die Ausgangsimpedanz um einen vorbestimmten Faktor, typischerweise zwischen 5 und 20, bevorzugt 10, ansteigt, oder wenn sie eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
- Der bevorzugte Generator wendet eine dritte Umschaltmethode an, die den oben erwähnten Ladungsspeicher einbezieht. In diesem Fall umfasst die HF-Energiequelle eine HF-Ausgangsstufe und der Generator hat eine Stromversorgung unter Einschluss des Ladungsspeichers, etwa eines großen Kondensators, für die Stromversorgung der Ausgangsstufe. Wenn die Behandlungsperiode, wie oben beschrieben, eine Anfangsphase und eine nachfolgende Phase umfasst, dient der Kondensator zur Stromversorgung zumindest während der Anfangsphase. Mit dem Ladungsspeicher verbunden ist eine spannungsfühlende Schaltung zur Messung der vom Ladungsspeicher an die Ausgangsstufe abgegebenen Spannung, wobei der Generator so eingerichtet ist, dass als Reaktion auf das Erreichen eines vorbestimmten Schwellenwerts durch die von der spannungsfühlenden Schaltung gemessenen Versorgungsspannung die Behandlung endet oder die nachfolgende Phase beginnt. Es ist nämlich möglich, Länge und Taktung der einzelnen Impulse mit dergleichen spannungsfühlenden Schaltung zu steuern. In diesem Fall gehört die spannungsfühlende Schaltung zur oben genannten Impulsschaltung und die Taktung von zumindest den Anfängen der von der Ausgangsstufe während der Anfangsphase erzeugten Impulse wird als Antwort auf das Erreichen des oben erwähnten Spannungsschwellenwerts durch die Versorgungsspannung festgelegt. Man kann den Generator so einrichten, dass sowohl die Anstiegsflanke als auch die Abfallflanke des von der Ausgangsstufe erzeugten Impulses dadurch festgelegt wird, dass die Versorgungsspannung unter die entsprechenden Spannungsschwellenwerte fällt beziehungsweise diese überschreitet.
- Der Ladungsspeicher ist bevorzugt mindestens 1000 μF und hat vorteilhaft ein Fassungsvermögen über 5 J.
- Wie bereits festgestellt, hat der bevorzugte Generator einen abgestimmten Ausgang. Man erhält nämlich gute Ergebnisse durch Verwendung eines Generators mit einem Ausgangsschwingkreis, wobei die Lastkurve des Generators (das heißt die Kurve der über der Lastimpedanz aufgetragenen abgegebenen Leistung) bei einer Lastimpedanz unterhalb 50 Ω ein Maximum hat. Die Abgabe der Spitzenleistung bei niedrigen Lastimpedanzen wird dadurch unterstützt, dass die Ausgangsschaltung als Ausgangs reihenschwingkreis ausgebildet ist, der die Reihenkombination einer Induktivität und einer Kapazität umfasst, wobei das Ausgangssignal der Schaltung an der Kapazität abgenommen wird. Das Ausgangssignal kann über einen Koppelkondensator und optional einen Aufwärtstransformator von einem Anschluss zwischen Induktivität und Kapazität der Reihenkombination auf alle Ausgangsanschlüsse des Generators übertragen werden. Obwohl man stattdessen das Ausgangssignal auch an der Induktivität abnehmen kann, hat die Abnahme am Kondensator den Vorteil, dass Schaltspitzen vermindert werden. Als weitere Alternative können die Ausgangsanschlüsse des Generators mit dem Ausgangsreihenschwingkreis so verbunden sein, dass eine mit den Anschlüssen verbundenen Last als Impedanz in Reihe mit der Induktivität und der Kapazität der Reihenkombination angeschlossen ist, das heißt zwischen Induktivität und Kapazität.
- Der Ausgangsreihenschwingkreis liefert typischerweise eine Quellimpedanz im Bereich von 50 bis 500 Ω an den Ausgangsanschlüssen.
- Auch weil die Resonanzfrequenzen der Ausgangsschaltung mit der Lastimpedanz wegen der Koppelkapazität schwanken kann, kann die HF-Quelle einen HF-Oszillator variabler Frequenz umfassen, wobei die Ausgangsfrequenz vorteilhaft auf einen Maximalwert unterhalb der Resonanzfrequenz des Ausgangsschaltkreises begrenzt ist, wenn dieser an eine angepasste Lastimpedanz, d. h. eine seiner Quellimpedanz gleiche Lastimpedanz, angeschlossen ist.
- Der Generator kann mit einem bipolaren elektrochirurgischen Instrument zur Bildung eines elektrochirurgischen Systems kombiniert sein, wobei das Instrument zumindest eine aktive Elektrode, die mit dem aktiven Ausgangsanschluss des Generators verbunden ist, und eine Rückführungselektrode, die mit einem Rückführungsanschluss des Generators verbunden ist, aufweist.
- Die Erfindung wird insbesondere bei einem Elektrochirurgiesystem angewendet, in dem das bipolare elektrochirurgischen Instrument eine aktive Elektrode aufweist, die als leitfähige, bevorzugt U-förmige Schleife ausgebildet ist. Solch eine Schleife wird häufig für das Herausschneiden von Gewebeproben verwendet, stellt jedoch besondere Anforderungen an den Generator hinsichtlich des Erreichens der Verdampfung der Salzlösung und der Lichtbogenbildung.
- Ein bevorzugtes elektrochirurgisches System umfasst einen Generator mit einer HF-Stromquelle und ein bipolares, mit dem Generator verbundenes elektrochirurgisches Instrument mit einer Elektrodenanordnung, die mindestens zwei Elektroden umfasst, wobei der Generator für die Abgabe von HF-Energie an die Elektrodenanordnung während einer Anfangsphase als pulsmoduliertes HF-Signal eingerichtet ist, das bei Verwendung mit den zwei Elektroden einen Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von mindestens 300 V, eine Impulsfolgefrequenz zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulslänge zwischen 100 μs und 5 ms hat.
- Wiederum kann das System so angepasst werden, das es während einer Anfangsphase HF-Energie als gepulstes HF-Signal an die Elektrodenanordnung abgibt, das bei Verwendung von zwei Elektroden einem Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von zumindest 300 V, eine Impulsfolgefrequenz zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulslänge zwischen 100 μs und 5 ms aufweist, und in einer nachfolgenden Phase HF-Energie an die Elektrodenanordnung als HF-Dauersignal abzugeben. Der Spitzenstrom ist bevorzugt mindestens 3 A.
- Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen
-
1 ein allgemeines Diagramm ist, das ein Elektrochirur giesystem mit einem erfindungsgemäßen Generator und einem bipolaren elektrochirurgischen Instrument um fasst, -
2A bzw.2B perspektivische und Seitenansichten einer zum bipolaren Instrument der1 gehörenden Schleifenelektrodenanordnung zeigen, -
3 ein Blockdiagramm ist, das die Hauptbauteile des Generators veranschaulicht, -
4 ein vereinfachtes Schaltschema einer zum Generator gehörenden HF-Ausgangsstufe ist, -
5 eine erläuternde Lastkurve für den Generator der1 ist, -
6 ein genauerer Schaltplan der HF-Ausgangsstufe ist, -
7 ein Blockdiagramm eines alternativen erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Generators ist, -
8 ein Schaltplan des Ausgangsreihenschwingkreises des alternativen Generators ist und -
9 die Lastkurve des Generators der7 ist. - Mit Bezug auf
1 hat der Generator10 eine Ausgangsbuchse10S , die einen Hochfrequenz(HF)-Ausgang für ein elektrochirurgisches Instrument in Form eines Endoskopzusatzes12 über ein Anschlusskabel14 bereitstellt. Die Aktivierung des Generators kann vom Instrument12 aus über eine Steuerverbindung im Kabel14 oder über eine Fußschaltereinheit16 , die, wie gezeigt, separat an der Rückseite des Generators10 mittels eines Fußschalter-Anschlusskabels18 angeschlossen ist. Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Fußschaltereinheit16 zwei Schalter16A und16B zur Auswahl des Koagulations- bzw. des Schneidmodus des Generators. Die Frontplatte des Generators hat Taster20 bzw.22 zur Einstellung der Leistung bei Koagulation und Schneiden, die in einem Display24 angezeigt wird. Als alternatives Mittel für die Auswahl von Koagulations- und Schneidmodus sind Taster26 vorgesehen. Das Instrument12 hat eine abnehmbare Schleifenelektrodenanordnung28 mit einem dualen Elektrodenaufbau und ist für die Verwendung in Kochsalzlösung vorgesehen. - Das Instrument
12 hat eine abnehmbare Schleifenelektrodenanordnung28 mit einem dualen Elektrodenaufbau und ist für die Verwendung in Kochsalzlösung vorgesehen. Die2A und2B sind vergrößerte Ansichten des distalen Endes der Elektrodenanordnung28 . Am äußersten distalen Ende hat die Anordnung eine U-förmige Schleifenelektrode30 , die an zwei Elektrodenarmen32 hängt, die nebeneinander in einer Klammer34 befestigt sind, die zum Anklemmen an ein Endoskop vorgesehen ist. Die Schleifenelektrode30 ist eine aktive Elektrode. Jeder Arm32 ist als Koaxialkabel ausgebildet, wobei dessen freiliegende äußere Abschirmung jeweils die Rückführungselektrode36 bildet. Beim Betrieb unter Eintauchen in eine Salzlösung wird die Schleifenelektrode30 typischerweise für das Ausschneiden von Gewebeproben verwendet, wobei die elektrochirurgische Spannung zwischen der Schleifenelektrode12A und der die Flüssigkeit berührenden Oberfläche der Rückführungselektrode36 die Verdampfung der umgebenden Kochsalzlösung an der Schleifenelektrode30 fördern und sich durch die so gebildete Dampfhülle ein Lichtbogen bildet. - Die Schleifenelektrode
30 umfasst einen Molybdän-Rhenium-Verbunddraht mit einer Oxidbeschichtung, um eine erhöhte Impedanz in der Grenzfläche Elektrode/Flüssigkeit zu fördern und dadurch die Leistungsdichte an der Elektrodenoberfläche zu erhöhen. - Die Breite der Schleife ist typischerweise im Bereich von 2,5 bis 4 mm und der Draht hat typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 0,20 bis 0,35 mm.
- Diese Schleifenelektrodenanordnung stellt besondere Anforderungen an den Generator für das Einleiten der Verdampfung und Lichtbogenbildung.
- Versuche, die Lichtbogenbildung ("Zündung") bei dieser Elektrodenanordnung durch Verminderung des Drahtdurchmessers und Ausbildung von Oxidschichten zu verbessern, führten zu tendenziell erhöhter Erosionsgeschwindigkeit oder mechanischer Empfindlichkeit der Schleife.
- Es sei bemerkt, dass erfindungsgemäße Generatoren weder auf die Verwendung mit einer Schleifenelektrodenanordnung noch auf die Verwendung in der Nassfeldchirurgie beschränkt sind.
- Der Generator wird nun mit Bezug auf die
3 eingehend beschrieben. Er hat eine HF-Quelle in Form des Schwingkreises40 , die an eine HF-Ausgangsstufe42 anschließbar ist. Die Ausgangsstufe42 umfasst eine MOSFET-Leistungsbrückenschaltung, die zu einer Leistungs-MOSFET- und Treiberschaltung44 gehört, ein stromfühlendes Bauteil46 und eine Ausgangsschaltung48 . Der Schwingkreis40 ist so aufgebaut, dass er bei einer im Wesentlichen konstanten HF-Frequenz arbeitet und die Ausgangsschaltung48 ist auf diese Frequenz abgestimmt. Allgemein gesagt bestimmt die mit dem HF-Leistungsgerät oder den HF-Leistungsgeräten verbundene HF-Quelle die Betriebsfrequenz des Generators, und die Ausgangsschaltung (die, wie später beschrieben wird, ein Reihenschwinger ist) ist auf die Betriebsfrequenz abgestimmt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Betriebsfrequenz im Wesentlichen konstant. - Von einer Gleichstromversorgung
50 wird über eine Versorgungsschiene58 die HF-Ausgangsstufe42 oder genauer die Leistungs-MOSFETs mit Strom versorgt. Zwischen die Versorgungsschiene58 und Masse ist ein 4,7 mF-Vorratskondensator60 angeschlossen. Die Spannung an der Versorgungsschiene58 wird durch eine spannungsfühlende Schaltung62 gemessen, welche ein erstes Transfergatter64 steuert, das in Reihe zwischen dem HF-Schwingkreis40 und der Treiberanordnung in dem Leistungs-MOSFET- und Treiberkreis44 geschaltet ist. - Das stromfühlende Bauteil
46 in der Ausgangsstufe42 ist ein in Reihe geschalteter Stromwandler, dessen Sekundärwindung an den ersten Eingang eines Komparators66 angeschlossen ist, der an seinem anderen Eingang ein Bezugssignal von einem Bezugseingang68 erhält. Das Ausgangssignal des Komparator steuert einen Univibrator70 , der wiederum ein zweites Transfergatter72 steuert, das in Reihe mit dem Gatter64 im Weg zwischen Schwingkreis40 und den Treibern im Leistungs-MOSFET- und Treiberkreis44 angeschlossen ist. Die Ausgangsschaltung48 liefert HF-Leistung an einen Ausgangsanschluss74 , der in der Praxis durch zwei Ausgangsleitungen realisiert ist, wie später beschrieben wird. Der Betrieb des Generators ist normalerweise getaktet, insoweit wie HF-Leistung an die Ausgangsleitungen74 in Impulsen abgegeben wird, die durch die Kombination der spannungsfühlenden Schaltung62 und des Gatters64 gesteuert wird, die als Teil der Impulsschaltung wirken. Wenn der Generator aktiviert wird, beginnt die Spannung an der Versorgungsschiene58 zu fallen, zumindest wenn die an den Ausgangsleitungen74 angekoppelte Lastimpedanz relativ niedrig ist, weil der Vorratskondensator60 entladen wird. Wenn die Versorgungsgleichspannung an der Versorgungsschiene58 auf einen voreingestellten Wert fällt, wechselt das Ausgangssignal der spannungsfühlenden Schaltung62 seinen Zustand und das Transfergatter64 wird in den Leerlaufzustand gesteuert, wodurch es den Leistungs-MOSFET- und Treiberkreis44 deaktiviert. Der Vorratskon densator60 lädt sich dann wieder auf und die spannungsfühlende Schaltung62 veranlasst das Gatter64 , den Schwingkreis40 wieder anzuschließen, wenn die Spannung der Versorgungsschiene einen zweiten, höher eingestellten Wert erreicht. So ist es möglich, die mit jedem Impuls abgegebene Energiemenge zu steuern. - Das stromfühlende Bauteil
46 , der Komparator66 , der Univibrator70 und das zweite Transfergatter72 wirken zusammen als Schutzschaltung, um die MOSFET-Leistungsgeräte in der Schaltung44 gegen übermäßige Stromentnahme zu schützen, wie sie beispielsweise durch einen Kurzschluss an den Ausgangsleitungen74 verursa ein Lichtbogencht sein kann. Die Energiespeicherung in der Ausgangsschaltung48 verzögert die Übertragung des Kurzschlusses an den Ausgangsleitungen74 zu den Leistungsgeräten im MOSFET- und Treiberkreis44 . - Der vom stromfühlenden Bauteil
46 und vom Komparator66 ermittelte Zustand des elektrischen Schaltkreises ist, dass der zwischen den Leistungs-MOSFETs im Kreis44 und der Ausgangsschaltung48 fließende Strom auf einen Wert ansteigt, der das Auftreten eines Kurzschlusses an den Ausgangsleitungen74 anzeigen könnte. Wenn der Strom, wie er vom Komparator66 ermittelt wird, einen voreingestellten Wert erreicht, ändert das Ausgangssignal des Komparators seinen Zustand und der Univibrator70 veranlasst das zweite Transfergatter72 , in den Leerlaufzustand überzugehen, wobei die Leistungs-MOSFET- und Treiberstufe44 deaktiviert wird. Die Zeitkonstante des Univibrators wird typischerweise auf 0,5 s oder weniger eingestellt, was die Erzeugung eines Warnsignals zur Alarmierung des Benutzers ermöglicht. Wegen der Energiespeicherung im Reihenschwingkreis ist es jedoch möglich, die HF-Leistungsgeräte mit einer Zeitkonstanten des Univibrators von etwa 20 HF-Zyklen bei einer Betriebsfrequenz von 400 kHz zu schützen. - Die Konfiguration der Ausgangsstufe
42 ist in dem vereinfachten Schaltbild der4 grundsätzlich gezeigt. Mit Bezug auf4 hat die in3 gezeigte Leistung-MOSFET- und Treiberstufe44 eine Leistungs-MOSFET-Brücke mit einem ersten Gegentaktpaar von FET-Leistungsgeräten Q1, Q2 und ein zweites Gegentaktpaar aus FET-Leistungsgeräten Q3, Q4, wobei jedes Paar einen entsprechenden Knoten hat, der ein Rechtecksignal bei der Frequenz des Schwingkreises40 (2 ) am Eingang des Ausgangsreihenschaltkreises48 erzeugt, wenn die Paare um 180° phasenversetzt angesteuert werden. Jedes Paar Leistungs-MOSFETs Q1, Q2; Q3, Q4 ist zwischen der Versorgungsschiene58 und Masse angeschlossen. Dementsprechend schwingt die am Ausgangsschaltkreis48 anliegende Spannung scheinbar zwischen Masse und Versorgungsschiene, weil jeder der MOSFETs scheinbar einen Kurzschluss darstellt, wenn er "ein" angesteuert wird. Der in3 gezeigte Vorratskondensator60 ist natürlich an den entsprechenden Leistungs-MOSFET-Paaren angeschlossen, wie in4 gezeigt. - Die Ausgangsschaltung ist ein Reihenschwingkreis, weil eine Induktion L1 und ein Resonanzkondensator C1 zwischen den Knoten
76 ,78 des ersten bzw. zweiten Leistungs-MOSFET-Paars gekoppelt sind. Bei dieser Ausführungsform ist die in der Praxis durch ein elektrochirurgisches Instrument, das zwischen den Ausgangsleitungen74 angeschlossen ist, und durch das zwischen der Elektrodenanordnung vorhandene Gewebe und/oder Fluid dargestellte Lastimpedanz RL in Reihe zwischen Induktion L1 und Kondensator C1 angeschlossen. Wie oben dargelegt, wirkt der abgestimmte Reihenschwingkreis aus Induktion L1 und Kapazität C1 als Energiespeicher, der den Aufbau des Stroms zwischen den Knoten der Leistungs-MOSFET-Brücke Q1–Q4 verzögert, falls die Lastimpedanz RL auf einen sehr niedrigen Wert fällt. Ein anderes Merkmal dieser Schwingkreisanordnung ist, dass die niedrige Impedanz bei nur einer Frequenz vorliegt, was bedeutet, dass das abgegebene Ausgangssignal fast ausschließlich aus dem Grundbaustein der in den Leistungs-MOSFETs erzeugten Signalform besteht, natürlich unter der Voraussetzung, dass die Resonanzfrequenz der Schaltung48 dieselbe wie die Betriebsfrequenz des Schwingkreises40 (3 ) ist. - Eines der Merkmale, das dem Generator durch die oben mit Bezug auf
4 beschriebene Ausgangskonfiguration verliehen wird, ist, dass er während jedes Impulses von HF-Energie eine angenähert konstante Spannung-Lastimpedanz-Kurve hat, wie durch die Leistung-Lastimpedanzkurve in5 gezeigt wird. Dieses Merkmal ist besonders nützlich zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe, weil es die bei niedriger Impedanz erforderliche hohe Leistung ohne Spannungsüberhöhung bereitstellt. Die niedrige Ausgangsimpedanz und der geforderte hohe Strom werden durch direkte Ankopplung der Leistungs-MOSFETs an Versorgungsschiene und Masse und durch den Vorratskondensator60 ermöglicht, selbst wenn ein Aufwärtstransformator zwischen den in Reihe schwingenden Bauteilen L1 und C1 und den Ausgangsleitungen74 angeschlossen wird. Unter Anwendung dieser Konfiguration ist es möglich, die Ausgangsimpedanz des Generators an den Ausgangsleitungen74 auf 2 Ω oder weniger zu halten. Die Folgen, die dies für die Spitzenstromabgabe in einem Fehlerzustand hat, bedingen die Notwendigkeit einer Schutzschaltung wie die oben beschriebene. - Die HF-Ausgangsstufe
42 ist in6 eingehender gezeigt. Wie in6 gezeigt, ist das stromfühlende Element46 ein Stromwandler, der in Reihe zwischen einen der Ausgangsknoten76 ,78 der Leistungs-MOSFET-Brücke und eines der Bauteile L1, C1 des Ausgangs Reihenschwingkreises, in diesem Fall zwischen den Knoten76 und die Induktion L1, angeschlossen ist. Bei diesem bevorzugten Generator ist die normale Versorgungsgleichspannung an der Versorgungsschiene58 etwa 120 V. Um zur Ausführung des Gewebesschneidens oder -verdampfens einen Lichtbogen zu ziehen, kann eine Spitzenspannung oberhalb von 380 V notwendig sein. Dementsprechend und zum Zweck der Isolierung umfasst die HF-Ausgangsschaltung48 einen Aufwärtstrenntrafo TR1, um die Ausgangsspitzenspannung in den Bereich von 500 V Spitze anzuheben. Die Primärwicklung des Trafos TR1 hat einen parallel zu ihr angeschlossenen Abstimmkondensator C2, was einen auf die Betriebsfrequenz abgestimmten Parallelschwingkreis als Falle im Nebenschluss ergibt. Dies verbessert die Unterdrückung der Oberwellen in dem an die Ausgangsleitungen74 abgegebenen Leistungssignal, insbesondere bei hoher Ausgangsimpedanz, mit dem daraus folgenden Vorteil verminderter HF-Interferenz. - Die Sperre des Gleichstroms wird durch einen Koppelkondensator C3 zwischen der Sekundärwindung des Transformators TR1 und einer der Ausgangsleitungen
74 erreicht. - Die tatsächliche Resonanzfrequenz der Ausgangsschaltung
48 ist das Ergebnis mehrerer Beiträge: (1) die durch die Spuleninduktion L1 und den Abstimmkondensator C1 dargestellten Hauptabstimmbauteile, (2) die Leckinduktion und die Kreuzkopplungskapazität des Transformators, (3) die Kapazität der Gleichstromsperre C3 und (4) die induktive und kapazitive Belastung der (nicht gezeigten) Verbindungskabel zwischen den Ausgangsleitungen74 und dem eigentlichen elektrochirurgischen Instrument. Die Verzögerung beim Aufbau des Stroms in einem Fehlerzustand basiert auf den Energiewerten in dieser abgestimmten Anordnung. In Resonanz hat diese Anordnung einen endlichen Verlust, der durch einen Reihenwiderstand dargestellt werden kann, der jedoch sehr klein ist. Jedoch können die Energiewerte im Ausgangsreihenschwingkreis nicht sofort dynamisch geändert werden. Ein Impedanzübergang vom Leerlauf zum Kurzschluss bietet der Schaltstufe erst nach mehreren HF-Zyklen bei der Betriebsfrequenz einen Kurzschluss dar. Der in3 gezeigte Komparator66 kann einen solchen Impedanzübergang innerhalb von 1 bis 1,5 Zyklen nach dem an den Ausgangsleitungen74 beginnenden Übergang nachweisen. Diese rasche Ansprache hat, wie auch die Möglichkeit zum Abschalten des Leistungs- MOSFET- und Treiber Kreises44 vor dem Auftreten von Schäden, die Wirkung, dass die während eines Kurzschlussfehlers abgegebene Energie sehr gering ist. - Wiederum mit Bezug auf
3 und insbesondere die Schaltungen62 ,64 zur Spannungsermittlung und zur Taktung der Ausgangsstufe haben die mit der oben mit Bezug auf die5 und6 beschriebenen Ausgangsstufe erreichbaren sehr hohen Spitzenleistungen den Vorteil, dass während der Energieabgabe in eine niedrige Impedanz die Spannung am Vorratskondensator60 nach Aktivierung des Generators nach und nach abnimmt. Der Wert des Kondensator ist so gewählt, das er groß genug ist, damit der Übergang von niedriger zu hoher Lastimpedanz beim Start eines Zyklus des Schneidens oder der Verdampfung von Gewebe sicher innerhalb eines einzelnen Impulses von HF-Energie erzeugt werden kann. Typischerweise ist die im Anfangsimpuls abgegebene Energiemenge in trockener Umgebung etwa 1 Joule und in Nassfeldumgebung zwischen 10 und 20 Joule. Die tatsächliche Energie der HF-Impulse wird durch den oder die im spannungsfühlenden Schaltkreis62 eingestellten Schwellenwert(e) gesteuert, insbesondere durch die Differenz der Versorgungsspannung zwischen Impulsbeginn und Impulsende. Da die Ausgangsstufe eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz hat, erscheint diese Differenzspannung als Änderung in der abgegebenen HF-Spannung am Ausgang. Der Kondensator60 wird daher hinreichend ausgelegt (in dieser Ausführungsform 4,7 mF), damit die Spannungsänderung nur einen kleinen Anteil der Absolutspannung am Ausgang darstellt. Wenn daher die abgegebene Ausgangsspannung eine Sinuswelle mit einer Spitzenspannung von 500 V ist, werden die Versorgungsspannung an der Versorgungsschiene58 , die Größe des Kondensator60 und das Übersetzungsverhältnis des Transformators TR1 so gewählt, dass die Ausgangsspannung während eines HF-Impulses um nicht mehr als 100 V Spitze (20 Prozent) abfällt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Abfall der Ausgangsspannung etwa 50 V oder 10 Prozent. - Dass man die Abgabe niedrigerer Spannungen zum Ausgang verhindert, wirkt sich unter anderem so aus, dass innerhalb eines Zyklus des Schneidens oder der Verdampfung von Gewebe die Spannung nicht auf einen Wert fallen kann, bei dem unerwünschte Koagulationswirkung auftritt.
- Der bevorzugte erfindungsgemäße Generator erlaubt es, das Einspeisen von Gleichstrom in den Vorratskondensator
60 zu verändern, sodass der Zeitraum, währenddessen eine schneidende Spannung am Ausgang vorhanden ist, verändert werden kann. In der Praxis ist dieser Zeitraum wegen der niedrigeren Ausgangsimpedanz des Generators direkt proportional zur gespeicherten Energie. - Die Steuertechnik, wonach die HF-Impulse nach den an einem Vorratskondensator abgenommenen Spannungsschwellenwerten gesteuert werden, erlaubt die Anwendung sehr niedriger Tastverhältnisse, was das Schneiden oder Verdampfen von Gewebe bei niedriger Durchschnittsleistung erlaubt. Es ist nämlich möglich, mit weniger als 5 W Durchschnittsleistung (gemittelt über mehrere Lade- und Entladezyklen des Kondensators) zu arbeiten. Demgemäß findet der Generator sowohl bei Anwendungen mit niedriger als auch mit hoher Leistung Verwendung.
- Ein alternativer Generator zur Verwendung in dem oben mit Bezug auf
1 beschriebenen System wird nun mit Bezug auf7 beschrieben. Dieser Generator hat eine HF-Quelle mit variabler Frequenz, die einen spannungsgesteuerten Schwingkreis (VCO)40A umfasst. Bei diesem Beispiel speist der VCO eine Zweifach-Frequenzteilerstufe40B , welche wiederum eine Leistungstreiberstufe44A speist, die eine HF-Ausgangsstufe in Form einer Leistungsbrücke44B treibt. Die Leistungsbrücke44B speist einen Ausgangsschwingkreis80 , der ein Generator Ausgangssignal zu den Ausgangsanschlüssen74 liefert. In der Praxis können die Leistungstreiberstufe44A und die Leistungsbrü cke44B die gleiche Konfiguration wie der Leistungs-MOSFET- und Treiberschaltkreis44 des oben mit Bezug auf3 beschriebenen Generators haben. Die Leistungsbrücke44B nimmt ihre Gleichstromversorgung aus der Versorgungsschiene58 der Gleichstromversorgung50 , aber die Treiberstufe44A hat eine geringere Versorgungsspannung. Typische Versorgungsspannungen sind maximal 180 V für die Leistungsbrücke44B und 16,5 V für die Treiberstufe44A . - Um die Frequenz der Kombination aus VCO
40A und Zweifach-Frequenzteilerstufe40B auf die Resonanzfrequenz der Ausgangsschaltung80 zu bringen, werden die oben beschriebenen Bauteile der HF-Quelle zur Abtastung der augenblicklichen Phase in den Eingangsleitern der Ausgangsschaltung mit einem zwischen Leistungsbrücke44A und Ausgangsschaltung80 geschalteten phasenfühlenden Element82 zu einer Phasenregelschleife gekoppelt. Dieses Signal der augenblicklichen Phase wird an einen Eingang eines Phasenkomparators84 angelegt, dessen anderer Eingang ein Signal empfängt, das den Ausgang des VCO40A darstellt, das vom Ausgang der Zweifach-Frequenzteilerstufe40B über eine Verzögerungsstufe86 abgeleitet wird, welche die Verzögerung des HF-Signals beim Durchgang durch den Leistungstreiber und die Leistungsbrücke ausgleicht. - Wie bei dem zuerst beschriebenen Generator wird die HF-Ausgangsstufe
44B von der Versorgungsschiene58 , die an den Vorratskondensator60 angeschlossen ist, mit Gleichstrom versorgt, was die Entnahme hoher Ströme über kurze Zeiträume durch die Ausgangsstufe44B , d. h. Ströme, die wesentlich größer als der Nennstrom einer (nicht gezeigten) mit der Gleichstrom-Versorgungsschiene58 verbundenen Stromquelle sind, erlaubt. Es folgt, dass die Spannung an der Versorgungsschiene58 während des Entnahmezeitraums eines hohen Stroms fällt. Solche Spannungsänderungen werden von der mit der Schiene58 verbundenen spannungsfühlenden Stufe62 abgetastet. Die spannungsfühlende Schaltung62 hat einen mit dem ersten Transfergatter64 in der Leitung88 , die das heruntergeteilte Ausgangssignal des VCO40A mit dem Eingang des Leistungstreibers44A verbindet, verbundenen Steuerausgang. - Wie zuvor ist die Anordnung der spannungsfühlenden Stufe
62 und des Gatters64 so, dass, wenn die Spannung an der Versorgungsschiene58 (die an die Leistungsbrücke44B abgegebene Spannung) unter einen vorbestimmten Spannungsschwellwert fällt, das Gatter64 betätigt wird, sodass es den Signalweg zwischen dem VCO und dem Leistungstreiber44A unterbricht. Wenn die Spannung der Versorgungsschiene wieder steigt, geht das Gatter64 wieder in den Durchlasszustand über. Dies kann geschehen, wenn die Spannung über den oben erwähnten oder einen zweiten Schwellenwert steigt. - Das zweite Transfergatter
72 , das in der Signalleitung88 mit dem spannungsbetätigten Gatter64 in Reihe geschaltet ist, hat einen mit dem Ausgang eines 0,5 Sekunden-Univibrators, der von der stromfühlenden Schaltung mit dem stromfühlenden Bauteil46 in einer der Eingangsleitungen der Ausgangsschaltung80 und dem Komparator66 angesteuert wird, verbundenen Steuereingang. Diese Bauteile bewirken eine Unterbrechung der Signalleitung88 zum Leistungstreiber44A für 0,5 Sekunden, wenn der Ausgangsstrom der Leistungsbrücke einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. - Mit Bezug auf
8 umfasst der Ausgangsschwingkreise80 die Reihenkombination einer Reiheninduktion (in-line inductance) L und eines Verzögerungskondensators (tank capacitor) C1. Der Ausgang wird am Verzögerungskondensator C1 (der das Schaltrauschen eliminiert) über einen ersten Koppelkondensator C2 abgenommen. Dieser erste Koppelkondensator C2 koppelt an den Ausgang (durch die Klemmen74 dargestellt) über einen Aufwärtstransformator T mit einem Verhältnis von 1:2. Die Sekundärwindung des Transformators T schließt an die Ausgangsklemmen über einen zweiten Koppelkondensator C3 an. Bei dieser Ausführungsform ist L etwa 0,47 μH, der Verzögerungskondensator ist etwa 10 nF und die beiden Koppelkondensatoren C2 und C3 wirken (einer von ihnen über den Transformator T) unter Bildung einer Koppelkapazität von etwa 23 nF zusammen. - Man erkennt, dass die Resonanzfrequenz der Ausgangsschaltung durch die Reihenkombination von L und C1 bestimmt wird, wenn die Ausgangsanschlüsse
74 im Leerlauf sind. Sind die Ausgangsanschlüsse74 kurzgeschlossen, dann ist die Resonanzfrequenz durch die Reihenkombination von L mit dem durch C1, C2, C3 und T dargestellten Schaltkreis bestimmt. Mit den gegebenen Werten ist die Resonanzfrequenz im Kurzschluss etwa 0,55 mal die Resonanzfrequenz im Leerlauf. - Ein Merkmal einer reihenabgestimmten Ausgangsstufe ist, dass die maximale Leistungsabgabe inhärent bei extrem niedriger und extrem hoher Impedanz auftritt. Mit Bezug auf
9 ist die Lastkurve einer reihenabgestimmten Schaltung (das heißt die abgegebene Leistung über der Lastimpedanz) bei Resonanz durch die gestrichelte Kurve A dargestellt. Die Schaltung80 hat minimale Leistungsabgabe, was als "angepasster Zustand" betrachtet werden kann, bei einer Lastimpedanz an den Klemmen74 (7 und8 ) von etwa 200 Ω. Man bemerkt, dass der Teil der Kurve A mit negativem Anstieg über den Hauptteil seiner Länge einem angenähert hyperbolischen Pfad folgt, was bedeutet, dass dieser Teil der Kurve im Graphen der9 eine ähnliche Gestalt wie eine Linie konstanter Spannung hat. - Der Anmelder hat erkannt, dass eine solche Kennlinie, wenn sie auf die Ausgangsstufe eines elektrochirurgischen Generators angewendet wird, eine Maximierung der Ausgangsleistung bei gegebener konstanter Grenzspannung über einen Bereich von Lastimpedanzen ermöglicht. Es wurde gefunden, dass die Erosion der aktiven Elektrode eines elektrochirurgischen Instruments, das in einer leitfähigen Flüssigkeit betrieben wird, ausgeprägt ansteigt, wenn die Ausgangsspannung über einen Schwellenwert im Bereich von 900 bis 1100 V Spitze zu Spitze ansteigt. Indem man die Lastkurve der Ausgangsschaltung
48 einer angenäherten Kurve konstanter Spannung bei etwa 1000 V Spitze zu Spitze (340V effektiv) folgen lässt, kann die in eine sich verändernde Lastimpedanz abgegebene Leistung nahe bei der für diese Spannung theoretisch maximal erreichbaren sein. - Über einen für die sogenannte "Unterwasser"-Elektrochirurgie wichtigen Bereich der Lastimpedanzen kann der Generator tatsächlich so ausgeführt werden, dass er sich als Konstantspannungsversorgung verhält. Das kann mit einer angepassten Ausgangsimpedanz erreicht werden, die viel größer als die von der in den
2A und2B gezeigten Elektrodenanordnung im nassen Zustand dargestellte Lastimpedanz ist, die für eine 4 mm-Schleife im Bereich von 25 Ω liegt. Dies rechnet sich in eine maximale Leistung von etwa 4,5 kW bei 340 V effektiv um. - Die mit der in den
7 und8 gezeigten Anordnung tatsächlich erreichte Lastkurve ist durch die Kurve B in9 dargestellt. Diese weicht von der reihenabgestimmten Kurve A bei niedrigen Impedanzen wegen der Aufprägung der Stromgrenze durch die stromfühlende Schaltung46 ,66 , den Univibrator70 und das Transfergatter72 (7 ) ab. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Stromgrenze auf einen Wert von etwa 13 A eingestellt. Die tatsächliche Lastkurve B weicht auch von der inhärenten reihenabgestimmten Lastkurve A zum unteren Teil des Abschnitts negativen Anstiegs der Kurve A hin ab, so dass die abgegebene Leistung bei steigender Lastimpedanz einem fortgesetzt negativen Gradienten folgt, was wiederum eine Konstantspannungsversorgung nachahmt. Diese letztere Abweichung ist insofern beabsichtigt, als extreme Leistung in eine sehr hohe Impedanz unerwünscht ist. Die Ursache für die Abweichung ist die Bewegung der Resonanzfrequenz der Ausgangsschaltung80 , wie oben beschrieben, gekoppelt mit der Aufprägung einer Hochfrequenzgrenze auf den HF-Ausgang, wie weiter unten beschrieben. Der Phasenkomparator84 vergleicht die aktuelle Phase am Eingang der Ausgangsschaltung80 , wie sie von der phasenfühlenden Schaltung82 abgetastet wird, mit einer verzögerten Version des Ausgangs der Zweifach-Frequenzteilerstufe40B , die wiederum durch den VCO40A gespeist wird. Demzufolge werden Phase und Frequenz des VCO variiert, um am Eingang der Ausgangsschaltung80 , die der oben erwähnten oberen Frequenzgrenze unterworfen ist, eine konstante Phase aufrechtzuerhalten. Ohne weitere Einflüsse bleibt daher die Ausgangsschaltung80 in Resonanz, wenn die Lastimpedanz sich ändert. - Unter der Annahme, dass die freischwingende Frequenz der Phasenregelschleife so eingerichtet ist, dass sie bei ihrer maximalen Betriebsfrequenz ist, hat die Phasenregelschleife eine solche Regelcharakteristik, dass sie bei der minimalen Frequenz, entsprechend minimaler Lastimpedanz, in einen Rastzustand gebracht werden kann, und zwar hinreichend schnell, um im frühen Abschnitt des Ausgangsimpulses Resonanz zu erreichen, aber nicht so schnell, dass die Strombegrenzungsschaltung (Abtastschaltung
46 ,66 , Univibrator70 und Gatter72 ) nicht anspricht, wenn der Strom einen vorbestimmten Stromschwellenwert überschreitet. - Wenn nun die Ausgangsfrequenz auf einen Wert unterhalb der Frequenz des angepassten Lastresonanzzustandes beschränkt wird, fällt die abgegebene Leistung mit steigender Lastimpedanz und entsprechend steigt die Resonanzfrequenz. Die freischwingende Ausgangsfrequenz der Phasenregelschleife mit dem VCO
40A (7 ) ist nämlich so ausgestaltet, dass sie diese Maximalfrequenz ist. Das stellt sicher, dass die Ausgangsschaltung jederzeit eine höhere Quellimpedanz darstellt, als die Impedanz der Last, was einen Schutz vor Überspannung im Fall eines Kurzschlusses gewährt. - Zusammengefasst: Um das Optimum der Resonanzfrequenz zu erreichen, ist der Anregungsschwingkreis (VCO) phasenstarr mit dem Ausgangsschwingkreis. Die Festlegung des Bereichs des VCO ergibt die Festlegung der Lastkurve, weil die abgegebene Ausgangsleistung unter das theoretische Maximum fällt, wenn die Resonanzfrequenz der Ausgangsschaltung über die Maximalfrequenz des geteilten Ausgangssignals des VCO
40A hinausgeht. Mit anderen Worten, eine Anpassung bei hoher Lastimpedanz wird verhindert, indem der VCO daran gehindert wird, die für die Resonanz erforderlichen höheren Frequenzen zu erzeugen. Es folgt auch, dass bei hoher Lastimpedanz die maximale Ausgangsspannung über die Frequenz gesteuert wird. - Aus
9 erkennt man, dass die abgegebene Ausgangsspannung in einem Bereich der Lastimpedanz, der einer benetzten oder teilweise benetzten Elektrode entspricht, über 1 kW liegt. Nachdem Verdampfung und Lichtbogenbildung eingeleitet wurden, steigt die Impedanz an und die abgegebene Leistung fällt. Um die mittlere Ausgangsleistung bei 200 W oder darunter zu halten, wird das Ausgangssignal getaktet, wenn die Lastimpedanz niedrig ist. Man versteht, dass der Tastgrad bei einer Spitzenleistung über 4 kW auf einen Wert im Bereich von 5 oder weniger gesenkt werden muss. Die Impulsfolgefrequenz sollte zwischen 5 Hz und 2 kHz liegen, bevorzugt bei mindestens 10 Hz. Diese Zahlen wurden im Hinblick auf die zur Einleitung der Verdampfung an der Elektrodenoberfläche benötigte Zeit gewählt. Das bedeutet, dass die Impulse bei einer niedrigen Impedanz, die maximale Leistung erfordert, eine maximale Länge von etwa 4 oder 5 ms haben. Typischerweise ist die Pulslänge im Bereich von 1 bis 2 ms. Obwohl dies nicht notwendig ist, wird die HF-Ausgangsstufe des Generators bevorzugt als Verstärker konfiguriert, der das von einem separaten Oszillator abgeleitete Ausgangssignal verstärkt, anstatt eine selbstschwingende Ausgangsstufe vorzusehen, damit innerhalb der oben genannten Pulslängen die volle Spitzenleistung erzielt werden kann. (Bei dieser Ausführungsform ist die Ausgangsstufe44B ein Verstärker, der als Leistungsschaltbrücke für hohen Wirkungsgrad konfiguriert ist.) Sollte der VCO bei einer der Resonanz der Ausgangsschaltung80 entsprechenden Frequenz nicht arbeiten, wie es zu Beginn eines jeden Impulses auftreten kann, werden mit einer solchen Fehlanpassung verknüpfte übermäßige Ausgangsströme verhindert, weil die reihenabgestimmte Ausgangsschaltung nur bei Resonanz niedrige Impedanz hat. - Die Taktung des Ausgangssignals kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, darunter eine einfache Pulsmodulation mit vorbestimmten Impulslängen und Impulsfolgefrequenzen. Im Betriebsmodus des hier beschriebenen alternativen Generators wird das Ausgangssignal nur während einer Anfangsphase zu Beginn der Behandlung gepulst, und danach ist das Ausgangssignal ein Dauerstrichsignal (CW), das heißt im allgemeinen, wenn Verdampfung und Lichtbogenbildung erreicht wurden und die Lastimpedanz sich in einem oberen Bereich befindet. Die Dauer der Anfangsphase kann fest sein oder durch Verfolgung der Lastimpedanz und Abbruch der Anfangsphase, wenn die Impedanz einen vorbestimmten Wert überschreitet, bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform sind Dauer der Anfangsphase und Länge und Frequenz der Impulse dynamisch in Abhängigkeit von der abgegebenen Energie, wie sie durch die Versorgungsschienenspannung auf der Versorgungsschiene
58 gemessen wird, variabel. Wie oben ausgeführt, werden hohe anfängliche Energiewerte nur erreicht, wenn man die Ausgangsstufe44B Strom aus einem Ladungsspeicher ziehen lässt, hier eine große Kapazität wie der 47mF-Kondensator60 . Die Versorgungsschienenspannung fällt, wenn Ladung aus dem Kondensator60 entnommen wird. Zwischen den Impulsen steigt die Versorgungsschienenspannung wieder an. Dementsprechend kann das Ausgangssignal des Generators getaktet werden, um die maximale abgegebene Spitzenspannung zu erreichen, während man innerhalb eines vorbestimmten Grenzwerts der durchschnittlichen Leistung arbeitet, indem man das Gatter64 alternativ verwendet, um den Durchgang eines HF-Signals durch die Signalleitung88 zum Leistungstreiber44A zuzulassen oder zu verhindern, entsprechend der Beziehung zwischen dem Wert der Versorgungsspannung und einem Schwellenwert oder Schwellenwerten, die in der spannungsfühlenden Schaltung62 eingestellt sind. Das Gleichgewicht zwischen Leistungsverbrauch und Versorgungsgleichspannung wird erreicht, indem die Spannungsschwellenwerte so eingestellt werden, dass die HF-Ausgangsstufe aktiviert wird, wenn die Versorgungsschienenspannung ausreicht, um eine maximale Verdampfungsspannung (z.B. 340 V effektiv) zu erreichen und dass sie abgeschaltet wird, wenn ein niedrigerer Schwellenwert erreicht ist. Der niedrige Schwellenwert bestimmt die maximale Energie pro Impuls und die Impulsfolgefrequenz für einen gegebenen mittleren Leistungswert. Die oben genannte Anfangsphase wird abgebrochen, wenn die Elektrode "gezündet" hat, mit anderen Worten, wenn Verdampfung und Lichtbogen begonnen haben, so dass die Lastimpedanz ansteigt und die Versorgungsschienenspannung oberhalb des Schaltschwellenwerts oder der Schwellenwerte bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, die Verdampfung der die Elektrode umgebenden leitfähigen Flüssigkeit bei so niedrigen Impedanzen wie 20 Ω ohne inakzeptable Erosion der Elektrodenoberfläche zu erreichen.
Claims (16)
- Elektrochirurgiegenerator (
10 ) zur Versorgung eines Elektrochirurgieinstruments (12 ) zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe mit Hochfrequenz(HF)-Energie, wobei der Generator eine HF-Ausgangsstufe mit mindestens einer HF-Leistungseinheit (Q1–Q4), mindestens ein Paar Ausgangsleitungen (74 ) zur Abgabe von HF-Leistung an das Instrument und einem zwischen der HF-Leistungseinheit und dem Paar Ausgangsleitungen gekoppelten Ausgangs-Reihenschwingkreis (L1, C1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe an den Ausgangsleitungen kleiner als 200/√P Ω ist, wobei P die maximale kontinuierliche HF-Ausgangsleistung des Generators in Watt ist, und dass der Generator ferner eine Schutzschaltung (46 ,66 ,70 ,72 ) umfasst, die auf einen vorgegebenen elektrischen Zustand anspricht, der einen Ausgangs-Überlaststrom anzeigt, um im wesentlichen die an die Ausgangsschaltung abgegebene HF-Leistung zu unterbrechen. - Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschaltung (
46 ,66 ,70 ,72 ) auf das Anlegen eines Kurzschlusses zwischen den Ausgangsleitungen (74 ) anspricht und dass der Ausgangs-Reihenschwingkreis (L1, C1) so gestaltet ist, dass die Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangsstroms an den Ausgangsleitungen beim Anlegen des Kurzschlusses kleiner als (√P)/4 A/μs ist. - Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschaltung (
46 ,66 ,70 ,72 ) auf das Anlegen eines Kurzschlusses an die Ausgangsleitungen (74 ) anspricht, und dass die Schutzschaltung auf diesen Kurzschluss hinreichend schnell anspricht, um die HF-Leistungseinheit (Q1–Q4) abzuschalten, bevor der durch diese hindurchgehende Strom infolge des Kurzschlusses auf ein berechnetes Maximum ansteigt. - Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungseinheit (Q1–Q4) infolge des Anlegens eines Kurzschlusses an die Ausgangsleitungen (
74 ) abgeschaltet wird, wobei das Abschalten in einem Zeitraum erfolgt, der weniger als 3 HF-Zyklen der abgegebenen HF-Leistung entspricht. - Generator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene elektrische Zustand einen Momentanstrom in der Ausgangsstufe anzeigt, der einen vorbestimmten Wert überschreitet, und dass die Ansprechgeschwindigkeit der Schutzschaltung (
46 ,66 ,70 ,72 ) so ist, dass dieser Zustand innerhalb desjenigen HF-Zyklus detektiert wird, während dessen der Momentanstrom diesen Wert überschreitet. - Generator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine mit der HF-Stufe gekoppelte Stromversorgungsstufe (
50 ,60 ,62 ), die ein ladungsspeicherndes Element (60 ) zur Abgabe von Energie an die Leistungseinheit(en) (Q1–Q4) und eine Spannungsfühlerschaltung (62 ) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie die vom ladungsspeichernden Element an der HF-Ausgangsstufe abgegebene Spannung abtastet, und – eine an die Spannungsfühlerschaltung (62 ) gekoppelte Impulsschaltung (64 ) zum Pulsen der Leistungseinheit(en), wobei die Anordnung der Spannungsfühlerschaltung und der Impulsschaltung so ist, dass der Takt der Impulse abhängig von der abgetasteten Spannung gesteuert wird. - Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsfühlerschaltung (
62 ) und die Impulsschaltung (64 ) so angeordnet sind, dass einzelne Impulse der von der/den HF-Leistungseinheit(en) abgegebene HF-Energie abgebrochen werden, wenn die abgetastete Spannung unter einen vorbestimmten Wert fällt. - Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert ein solcher ist, dass der Impulsabbruch erfolgt, wenn die Spannung um einen vorgegebenen Prozentwert zwischen 5 und 25 % fällt.
- Generator nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert so eingestellt ist, dass der Impulsabbruch erfolgt, wenn die an die Ausgangsleitungen abgegebene HF-Spitzenspannung auf einen Wert zwischen 25 und 100 V unter den Anfangswert für den betreffenden Impuls gefallen ist.
- Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsstufe (
50 ,60 ,62 ) und die Impulsschaltung (64 ) so angeordnet sind, dass sie an den Ausgangsklemmen ein gepulstes HF-Ausgangssignal erzeugen, das einen Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von mindestens 300 V, eine Modulationsrate zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulsdauer zwischen 100 μs und 5 ms aufweist. - Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsdauer zwischen 0,5 und 5 ms beträgt.
- Generator nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktverhältnis der Impulse zwischen 1 und 20 % beträgt.
- Generator nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsstufe (
50 ,60 ,62 ) und die Impulsschaltung (64 ) so angeordnet sind, dass sie an den Ausgangsklemmen (74 ) ein gepulstes HF-Ausgangssignal erzeugen, das während der gesamten Impulsdauer eine Spitzenspannung von mindestens 300 V hat. - Generator nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsstufe (
50 ,60 ,62 ) und die Impulsschaltung (64 ) so angeordnet sind, dass sie während eines ersten Zeitintervalls an den Ausgangsklemmen (74 ) ein gepulstes HF-Ausgangssignal erzeugen, das einen Spitzenstrom von mindestens 1 A, eine gleichzeitige Spitzenspannung von mindestens 300 V, eine Modulationsrate zwischen 5 Hz und 2 kHz und eine Impulsdauer zwischen 100 μs und 5 ms aufweist, und dass sie in einem folgenden Zeitintervall an den Ausgangsklemmen ein HF-Ausgangssignal konstanter Leistung erzeugen. - Elektrochirurgiegenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (
10 ) zur Abgabe von Hochfrequenz (HF)-Leistung an ein Elektrochirurgieinstrument (12 ) zum Schneiden und Verdampfen von Gewebe bei der Elektrochirurgie im nassen Umfeld bestimmt ist, und dass die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe an den Ausgangsleitungen (74 ) kleiner als 10 Ω ist. - Elektrochirurgiegenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (
10 ) zur Abgabe von Hochfrequenz(HF)-Leistung an ein Elektrochirurgieinstrument (12 ) zum Schneiden oder Verdampfen von Gewebe bei der Elektrochirurgie im trockenen Umfeld bestimmt ist, und dass die Ausgangsimpedanz der Ausgangsstufe an den Ausgangsleitungen (74 ) kleiner als 50 Ω ist.
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