DE8532191U1 - Vorrichtung zur bipolaren Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe - Google Patents

Description

Vorrichtung zur bipolaren Hochfrequenzkoagulation {

von biologischem Gewebe

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur bipolaren

Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe zwi- ?

sehen zwei Kontaktflächen eines Koagulationsinstrumen- S

tes, die an den Ausgang eines steuerbaren Hochfrequenzgenerators angeschlossen sind.

Derartige Vorrichtungen sind in der Chirurgie bei- i spielsweise bei bipolaren Koagulationspinzetten be- | kannt. Infolge ungleicher Stromdichlen bei unterschied- _; liehen Kontaktverhältnissen und durch von der bereits
erreichten Gewebetemperatur unabhängige Hochfrequenzleistungszufuhren kommt es jedoch bei den bekannten j Vorrichtungen leicht zu Verbrennungen, weil an einer
der beiden Pinzettenspitzen eine sehr hohe Temperatur
entstehen kann, während die andere Pinzettenspitze noch ' verhältnismäßig kalt sein kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Heue- >

rung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ein- \

gangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, 1

bipolare Hochfrequenzkoagulationen ohne die Gefahr von I

Verbrennungen und Überschreitungen der vorgegebenen I

Koagulationstemperatur durchzuführen. *

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß \

in der Nähe der beiden Kontaktflächen des Koagulations- \ Instrumentes jeweils Temperatursensoren angeordnet

sind, die mit einer Schaltungsanordnung zur Auswertung ■

der gemessenen Temperaturen und/oder Temperaturdiffe- |

renzen verbunden sind. 1

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel sind in den Schenkelspitzen einer Koagulationspinzette Mantelthermoelemente als Thermosensoren eingebettet. Die Signale der Temperatursensoren gelangen nach einer Verstärkung durch Gleichspannungsmeßverstärker zu einem Differenzverstärker, über dessen Ausgangssignal sowohl eine Anzeigeeinheit als auch eine Schaltung ansteuerbar sind, die es gestattet, den Hochfrequenzgenerator bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturdifferenz bereits bei ungefährlichen Gewebetemperaturen abzuschalten. Mit Hilfe eines !Comparators und eines Umschalters Wird das der höheren Temperatur zugeordnete Signal verwendet, um mit Hilfe eines Reglers durch Ansteuern des Hochfrequenzgenerators eine temperaturgeregelte Koagulation mit konstanter Temperatur unter beiden Instrumentenschenkeln zu erreichen.

Zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Nachfolgend wird die Neuerung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das vordere Ende eines Schenkels einer Koagulationspinzette gemäß der Neuerung in einem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Auswertung der mit Hilfe der neuerungsgemäßen Koagulationspinzette erfaßten Temperaturen und/oder Temperaturdifferenzen.

In den Figuren 1 und 2 ist jeweils das vordere Ende eines der Schenkel 1, 2 der in Fig. 3 schematisch veranschaulichten Koagulationspi-nzette 3 vergrößert im Schnitt dargestellt.

Während Fig. 1 einen Schnitt durch das vordere Ende eines der Schenkel 1 der Koagulationspinzette 3 parallel zur Ebene zeigt, innerhalb der sich die Schenkel 1 , 2 bei einer Betätigung der Koagulationspinzette bewegen, zeigt Fig. 2 in Bewegungsrichtung eine Draufsicht auf den entlang der Linie II-II geschnittenen Schenkel 1.

Wie man aus den Figuren 1 und 2 erkennt, sind die Schenkel 1 oder 2 bis in die Nähe der Schenkelspitzen 4 mit einem isolierenden Lack in bei Koagulationspinzetten üblicher Weise überzogen. Pas Material der Schenkel Ί , 2 besteht aus einem elektrisch leitenden Metall, über das Hochfrequenzstrom jeweils zu den Kontaktflächen 6 auf den innen liegenden Seiten in der Nähe der Schenkelspitzen 4 geleitet wird.

An den innen liegenden Seiten der Schenkel 1, 2 sind Nuten 7 vorgesehen, die sich ausgehend von den Schenkelspitzen 4 der Schenkel 1, 2 erstrecken. Diese Nuten 7 dienen bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Aufnahme jeweils eines Mantelthermoelementes 8, das im wesentlichen aus einem NiCr-Draht 9 und einem Ni-Draht 10 besteht, die an ihren vorderen Enden zur Bildung eines Temperaturmeßpunktes 11 verlötet oder verschweißt sind. Wie man in der Zeichnung erkennt, befindet sich der Temperaturmeßpunkt 1-1 gegenüber jeder Kontaktfläche 6 eines Schenkels 1

oder 2 nach innen zurückversetzt innerhalb eines rohrförmigen Mantels 12, der mit Quarzsand aufgefüllt ist.

Der rohrförmige Mantel 12 ist in der Nut 7 versenkt, indem die verbleibenden Zwischenräume mit einem Hartlot 13 ausgefüllt sind, durch das die eingefräste Nut 7 nach dem Einlegen des Mantelthermoelementes 8 wieder verschlossen wird, wobei eventuell überstehendes Hartlotmaterial abgeschliffen wird, um die äußere Form der Schenkel 1, 2 wieder entsprechend der ursprünglichen Form herzustellen.

Der bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 und 2 mit Hilfe eines Mantelthermoelementes 8 realisierte Temperaturmeßpunkt 11 kann auch durch andere Temperatursensoren oder Temperaturfühler ersetzt werden, die ausreichend kleine geometrische Abmessungen und eine hinreichend kurze Ansprechzeit haben. Beispielsweise kann ein Thermowiderstand vom Typ PT 100 verwendet werden und in einer den Figuren 1 und 2 entsprechenden Weise in die Schenkel 1, 2 eingebaut werden.

Die vom Mantelthermoelement 8 im Schenkel 1 erzeugte Thermospannung gelangt über Anschlußleitungen 14 zu einem in Fig. 3 dargestellten ersten Gleichspannungsmeßverstärker 15, der zweckmäßigerweise ein Hochfrequenzfilter aufweist, um den zum Koagulieren benötigten Hochfrequenzstrom abzublocken.

Der zweite Schenkel 2 der Koagulationspinzette 3 ist über eine Anschlußleitung 16 mit einem zweiten Gleichspannungsmeßverstärker 17 verbunden, dessen Aufbau dem ersteh Gleichspannungsmeßvarstärker 15 entSDricht. An

den Ausgängen 18 und 19 der Gleichspannungsmeßverstärker 15 und 17 liegen somit Signale an, deren Höhe von der jeweiligen Temperatur an den Schenkelspitzen 4 der Schenkel 1 und 2 abhängt.

Wie man in Fig. 3 weiterhin erkennt, sind die Schenkel 1, 2 über Stroinzuführungen 2Q₁ 21 mit den HF-Ausgängen 22 und 23 eines Hochfrequenzgenerators 24 verbunden, der beispielsweise einen Koagulationsstrom mit einer Frequenz von 450 kHz erzeugt. Das Einschalten des Hochfrequenzgenerators 24 erfolgt in an sich bekannter Weise mit einer Sensorschaltung oder einem Fußschalter, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind.

Wenn die Schenkel 1 , 2 mit ihren Kontaktflächen 6 mit dem in Fig. 3 schematisch dargestellten biologischen Gewebe 25 in Berührung kommen und der Hochfrequenzgenerator 24 eingeschaltet wird, erfolgt eine Erwärmung des biologischen Gewebes 25, wobei ab einer ausreichend hohen Temperatur die Koagulation erfolgt. Durch ungleiche Stronidichten bei unterschiedlichen Kontaktverhältnissen und durch von der bereits erreichten Gewebetemperatur unabhängige HF-Leistungszufuhr kommt es leicht zu unterschiedlichen Temperaturen an den Schenkeln 1 und 2. Die Anordnung erkennt Temperaturdifferen-ZCM I)OP(MtH im iinkr i t i scliiMi Hcici r.h und schultet den Hochfrequenzgenerator 24 ab. Nach entsprechender Veränderung der Kontaktverhältnis -. durch erneutes verändertes Ansetzen der Koagula _t; ^.lspinzette 3 kann die Koagulation erneut gestartet werden,

Mit Hilfe der Mantelthermoelemente 8 wird die Temperatur der Kontaktflächen 6 der Koagulationspinzette 3

überwacht und über die Ausgänge 18 und 19 als elektrisches Signal zu den Eingängen 26, 27 eines !Comparators 28 geleitet. Der Ausgang 29 des !Comparators ist mit dem Eingang 30 eines Umschalters 31 für die an den Ausgängen 18, 19 liegende Temperaturinformation verbunder. Je nach dem Ausgangssignal des !Comparators 28 gelangt entweder das am Eingang 32 des Umschalters 31 liegende Temperatursignal des ersten Schenkels 1 oder das am Eingang 33 des Umschalters 31 liegende Temperatursignal des zweiten Schenkels 2 zum Ausgang 34 des Umschalters 31. Das Signal am Ausgang 34 des Umschalters 31 ist somit ein Maß für die jeweils höhere der beiden Koagulationstemperaturen an den beiden Schenkeln 1, 2.

Um ein Übersteigen der Koagulationstemperatur sicher zu verhindern, ist der Ausgang 34 mit dem Reglereingang 35 eines Reglers 36 verbunden, dessen Sollwerteingang 37 mit einem Signal beaufschlagt ist, das die gewünschte oder vorgegebene Koagulationstemperatur als Temperatursollwert festlegt. Über den Reglerausgang 38 des Reglers 36 und den Regeleingang 39 des Hochfrequenzgenerators 24 erfolgt somit nach einem gleichmäßigen Anstieg eine temperaturgeregelte Koagulation mit konstanter Temperatur.

Um bereits in der Anfangsphase der Koagulation Temperaturdifferenzen zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2 clor Konßu1 ηtionspinzetle ⁷I zu erkennen und bereits den Hochfrequenzgenerator 24 abzuschalten, bevor Verbrennungen im Gewebe 25 auftreten können, wird zusätzlich | die Differenz der Temperaturen an den Kontaktflächen 6 ausgewertet. Hierzu ist ein Differenzverstärker 40 vorgesehen, dessen Differenzeingänge 41, 42 ebenfalls mit den Ausgängen 18, 19 der Gleichspännungsmeßverstärker

15, 17 verbunden sind. Am Differenzausgang 43 des Differenzverstärkers 40 liegt ein Ausgangssignal vor, dessen Größe von der absoluten Differenz der beiden Temperaturen an den Schenkeln 1 und 2 abhängt. Wenn nach dem Einschalten des Hochfrequenzgenerators 24 das zwischen den Kontaktflächen 6 befindliche Gewebe 25 infolge ungleicher Kontaktverhältnisse und Stromdichten ungleich erwärmt wird, erfolgt mit Hilfe eines Vergleichers 44 ein Abschalten des Hochfrequenzgenerators 24. Hierzu ist der Differenzausgang 43 des Differenzverstärkers 40 mit dem Überwachungseingang 45 des Vergleichers 44 verbunden. Dem Sollwerteingang 46 des Vergleichers 44 wird über eine Leitung 47 eine Spannung zugeführt, die den Temperaturdifferenz-Abschaltso]lwert festlegt. Wenn das am Überwachungseingang 45 litjende elektrische Cignal größer ist als das am Soilwerteingang 46 anliegende elektrische Signal, gibt der Ausgang 48 des Vergleichers 44 über eine Abschaltleitung 49 ein Abschaltsignal an den Hochfrequenzgenerator 24, so daß überhöhte Temperaturdiff^renzen sicher ausgeschlossen sind.

Wie man in Fig. 3 weiterhin erkennt, verfügt die Auswerte- und Steuerschaltung neben einem Regler 36, der dafür sorgt, daß mit der als Sollwert vorgegebenen Temperatur konstant koaguliert werden kann, und dem Vergleicher 44 zum Abschalten des Hochfrequenzgenera- \ tors 24 bei einen vorgegebenen Wert überschreitenden

* Temperaturdifferenzen über eine Anzeigeeinheit 50 zur

Anzeige der Temperaturen an den beiden Schenkeln 1 und 2 und der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Schenkeln 1 und 2.

Bei der Anzeigeeinheit 50 handelt es sich um eine akustische, eine opt:sehe oder eine akustisch und optisch wirksame Vorrichtung. Die Anzeigeeinheit 50 verfügt über zwei Temperatureingänge 51 und 52, die mit den Ausgängen 18 und 19 der Gleichspannungsmeßverstärker 15 und 17 verbunden sind. Weiterhin verfügt die Anzeigeeinheit 50 über einen Temperaturdiffer^. izeingang 53, der mit dem Differenzausgang 43 des Differenzverstärkers 40 verbunden ist.

Bei einer akustischen Anzeigeeinheit 50 können die Temperatursignale und die Temperaturdifferenzsignale beispielsweise durch eine Modulation der Lautstärke, der Frequenz oder eines Taktverhältnisses eines zerhackten Tones akustisch an den Operateur abgegeben werden. Bei einer optischen Ausgestaltung der Anzeigeeinheit 50 kann eine Ausgabe durch Verändern der Helligkeit, der Farbe oder der Flackerfrequenz, mit der ein lichterzeugendes Element ein- und ausgeschaltet wird, erfolgen. Dabei ist es zweckmäßig, daß das akustische Ausgabesignal sich in der Nähe de*; Sollwertes am stärksten verändert, um eine möglichst empfindliche Anzeige im besonders interessanten Bereich zu ermöglichen. Aus diesem Grunde ist die Anzeigeeinheit 50 über eine Signalleitung 54 ebenso wie der Sollwerteingang 37 mit einem Spaniur.gssignal beaufschlagt, das die erwünschte Koagu]ationstemperatur wiedergibt. Für die Anzeige der Temperaturdifferenz ist der Sollwert, um den die Anzeige am stärksten verändert wird, vorzugsweise eine Temperaturdifferenz mit dem Wert Null.

Claims (6)

DR. KARL RACKETTE PATENTANWALT Kaiaer-Joseph-Slr 179 Postlach 131O D-7BOO FreiburQ Dipl.-Phys. Dr.-Ing. Karl Rackette Patentanwalt European Patent Attorney Europäischer Patentvertreter Mandataire fin Brevets Europeens Kaiser-Joseph-Strasse 1 79 Postfach 131 O D-7SOO Freiburg Telefon: (0761)3 18 90 Telefax: -(-49 761 31899 Telex: 77 25 99 raket d Telegramme: Patentservice Freiburg Unser Zeichen: FSR-G1 Fischer MET GmbH Schopfheimer Straße 6 7800 Freiburg Vorrichtung zur bipolaren Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur bipolaren Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe zwischen zwei Kontaktflächen eines Koagulationsinstrumentes» die an den Ausgang eines steuerbaren Hochfrequenzgenerators angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet , daß in der Nähe der beiden Kontaktflächen (1, 2, 6) jeweils ein Temperatürsensor (8,

11) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Koagulationsinstrument eine Koagulationspinzette (3) ist, in deren Schenkelspitzen (4) jeweils ein Thermosensor (8, 11) eingebettet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Thermosensoren bis in die Schenkelspitzen (4) ragende Mantelthermoelemente (8) sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet . daß der Thei'nosensor ς ir. Widerstandselement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Temperatursensor (11) die Löt- oder Schweißstelle eines NiCrNi-Mantelthermoelementes ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß in den Schenkeln (1 , 2) der Koagulationspinzette (3) jeweils eine von den aufeinander zuweisenden Innenflächen ausgehende und bis zu den Schenkelspitzen (4) ragende Längsnut (7) vorgesehen ist, in de.ien das Mantelkontaktelement (8) mit Hartlot. (13) eingebettet ist.