DK176207B1 - Elektrokirurgisk apparat - Google Patents

Description

DK 176207 B1 i BESKRIVELSE:

Den foreliggende opfindelse angår et elektrokirurgisk apparat af den i den indledende del af krav 1 angivne type, der anvendes, især af læger og tandlæger, til at udføre indsnit i blødt 5 væv og også til at standse blødninger.

Elektrokirurgisk udstyr af denne type er baseret på en effektgenerator, der afgiver en højfrekvent vekselstrøm, Gennem et forbindelseskabel ledes strømmen frem til en elektrode - den såkaldte aktive elektrode - som er anbragt udskifteligt i et håndstykke. Til 10 dissektioner er elektroden sædvanligvis udført af tynd metaltråd, der forbliver kold på grund af god ledningsevne, men når elektroden fremføres gennem væv, opstår der en lokal opvarmning i selve vævet bl. a. på grund af vævets elektriske modstand.

Dette medfører en molekylår opløsning af vævsceller, idet den udviklede varme bevirker 15 både intra- og ekstracellulære dampdannelser, der sprænger vævscellerne, og dermed opstår der et veldefineret indsnit i vævet. Hvor dybt denne opløsning sker i vævet afhænger bl. a. af strømintensiteten og af den hastighed, hvormed elektroden føres frem gennem vævet. Snitfladerne er normalt frie for blødninger, og beskadigelsen af omgivende væv er minimal.

20 På grund af den præparerende virkning overfor blødninger kan udstyret også benyttes specifikt til standsning af blødninger, idet der herved sædvanligvis foretages en omstilling af generatoren, som derved afgiver en moduleret vekselstrøm, og der sker en dyberegående koagulationsnekrose i forhold til elektroden, der sædvanligvis er kugleformet til dette 25 formål. Resultatet bliver en effektiv hæmostase i forbindelse med såvel punktvise som mere diffuse blødninger.

En væsentlig fordel ved elektrodissektion fremfor brug af skalpel ligger i et væsentligt mere præcist snit, og desuden er operationsområdet fri for blødninger. Dette er en 30 væsentlig fordel f. eks. i forbindelse med aftrykstagninger til tandkroner og broer, idet et aftryk kan tages umiddelbart efter, at de nødvendige snit er udført. Også til præprotetisk kirurgi og til parodontalkirurgi er elektrokirurgi velegnet.

I forbindelse med elektrokirurgi er et af formålene at udføre rene snit med minimal 35 vævsdestruktion. Dette kræver for det første, at den effekt, som afgives fra en skærende elektrode, til stadighed skal være nøjagtigt afpasset efter den vævstype og vævsmængde (snitdybde), som elektroden er i kontakt med. Samtidigt må den afgivne effekt på intet tidspunkt være større end nødvendigt, idet for stor effektafgivelse bl. a. giver urene snitflader og eventuelt gnistdannelser, der forårsager nekrotisering af væv, hvilket 40 komplicerer og forlænger helingsprocessen væsentligt.

Ganske specielt skal den afgivne effekt reduceres effektivt og hurtigt, så snart en skærende elektrode kommer i nærheden af periost eller knoglevæv. 1 modsat fald bliver resultatet meget smertefulde skader såsom periostitis, knoglevævsnekrose og sekvestrering af 45 knoglevæv.

DK 176207 B1 2

Med andre ord skal elektrokirurgisk udstyr af den aktuelle type til dissektioner i levende væv indeholde yderst effektive midler til kontinuerlig styring eller dosering af den effekt, som afgives fra en skærende elektrode, og sådanne styringsmidler skal reagere meget hurtigt - i realiteten momentant - på ændringer i elektrodens elektriske belastning, hvilket 5 vil sige vævets ledningsevne eller susceptansen.

Belastningen er i væsentlig grad bestemt af to faktorer, nemlig materialemodstanden d.v.s. vævets naturlige elektriske ledningsevne, og det ledende areal d.v.s. kontaktarealet imellem elektrode og væv (skæredybden).

10

Begge disse faktorer kan variere under en skæreoperation. Hvis eksempelvis en elektrode, som fremføres i konstant dybde i blødt væv, nærmer sig knoglevæv, vil der optræde et pludseligt fald i den belastning, som elektroden møder, idet knoglevæv har en væsentligt lavere elektrisk ledningsevne end blødt væv på grund af knoglevævets væsentligt mindre 15 væskeindhold. Som allerede nævnt skal der i sådanne tilfælde ske en meget hurtig formindskelse af effekten fra elektroden, da resultatet ellers kan blive meget smertefulde skader på knoglevæv eller tandsubstanser.

Hvis elektrodens skæredybde pludseligt formindskes, vil der ligeledes indtræde et 20 pludseligt fald i belastningen på grund af det aftagende kontaktareal imellem elektrode og væv. Når elektroden går helt fri af vævet - og altså befinder sig i fri luft - optræder den minimale belastning eller ledningsevne, der i princippet er lig nul. Igen er det meget vigtigt, at effektafgivelsen formindskes meget hurtigt, idet resultatet ellers kan blive gnistdannelser og alvorlige forbrændinger og vævsdestruktioner.

25

Sammenfattende er det altså vigtigt, at den effekt, som afgives fra en skærende elektrode, bliver effektivt og meget hurtigt formindsket, så snart den belastning, som elektroden møder, pludseligt falder af den ene eller den anden årsag.

30 Fra DK patentskrift nr. 149 762 kendes et elektrokirurgiapparat af den aktuelle type, hvormed der er opnået en ekstremt hurtigt og nøjagtigt reagerende styring af effektafgivelsen fra elektroden i afhængighed af den øjeblikkelige belastning på elektroden. Dette er realiseret ved brug af impedanstilpasningsteknik, idet det kendte system er afstemt ved en ganske bestemt belastningsimpedans, som optræder, når en elektrode skærer med 35 maksimal dybde i blødt væv.

I eller umiddelbart omkring denne afstemte tilstand vil effektafgivelsen fra elektroden være maksimal, hvorimod effekten vil blive effektivt og øjeblikkeligt formindsket på grund af mistilpasning i alle andre tilstande d.v.s. med aftagende skæredybde og/eller stigende 40 elektrisk vævsmodstand.

Impedanstilpasningsteknik er altså anvendt til bevidst at forstemme udgangstrinet på en sådan måde, at svingningsevnen, og dermed den afgivne effekt, bliver formindsket så snart elektrodebelastningen fjerner sig fra den bestemte værdi med impedanstilpasning.

45 Resultatet er en automatisk og direkte regulering i sand tid af afgivet effekt i afhængighed af den øjeblikkelige belastning og på en sådan måde, at den effekt, som afgives af en skærende elektrode, løbende er tilpasset efter vævstype og/eller vævsmængde (snitdybde).

DK 176207 B1 3

Det har imidlertid vist sig, at reguleringsintervallet for afgivet effekt ikke er tilstrækkeligt bredt til uden videre at spænde helt fra skæring i vævsoverfladen uden gnistdannelse (minimum belastning) og op til skæring i fuld dybde med maksimal effekt (maksimum belastning). Det har derfor ofte været nødvendigt at gå på kompromis enten ved at give 5 afkald på en del af den opnåelige maksimaleffekt til gengæld for helt gnistfri funktion eller ved at tolerere en vis gnistdannelse til gengæld for opretholdelse af fuld maksimaleffekt.

Det er opfindelsens formål at afhjælpe denne ulempe ved det kendte apparat ved at frembringe et elektrokirurgiapparat af samme type med momentant virkende effektstyring, der l0 er baseret på impedanstilpasningsteknik, men hvori det fulde reguleringsinterval til stadighed er til rådighed.

Dette opnås med de i den kendetegnende del af krav 1 angivne ejendommeligheder for elektrokirurgiapparatet ifølge opfindelsen.

15

Den primære eller løbende indstilling og styring af udgangseffekten under dissektioner sker ved hjælp af det i og for sig kendte system, der er baseret på impedanstilpasningsteknik, og denne styring foregår følgelig momentant og i afhængighed af den øjeblikkelige elektriske belastning på elektroden.

20

Sideløbende hermed udfører apparatet ifølge opfindelsen en løbende og automatisk styring eller indstilling af niveauet for udgangseffekten, idet drivertrinets forstærkning automatisk kan formindskes, når reflektometeret afføler, at en større del af udgangssignalet bliver reflekteret, hvilket vil sige under indsnit med lille dybde (lav belastning). Hermed kan 25 gnistdannelser kontrolleres og forhindres effektivt.

Tilsvarende kan drivertrinets forstærkning forøges automatisk, når reflektometeret afføler, at kun en mindre del af udgangssignalet bliver reflekteret, hvilket vil sige under dybe indsnit (høj belastning). Dermed kan maksimaleffekten stilles fuldt ud til rådighed under 30 udførelse af helt dybe indsnit.

Med andre ord er der opnået en optimal effektkarakteristik, og effektstyringen sker fuldautomatisk og helt uden behov for manuelle justeringer.

35 I det følgende skal opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvori Fig. 1 viser et blokdiagram over et elektrokirurgiapparat ifølge opfindelsen.

Som vist skematisk på tegningen indeholder apparatet ifølge opfindelsen en generatordel 1, et håndstykke 2 samt et forbindelseskabel 3 imellem håndstykket og generatordelens 40 udgang 4.

Generatordelen 1 er baseret på en HF-oscillator 6, der fortrinsvis er en krystalstyret 50 watt generator med udgangsfrekvensen 27,125 Mhz, der ligger i et frit sendefrekvensområde.

45 Oscillatoren 6 udstyrer et efterfølgende drivertrin 7, der fortrinsvis er et 5 watt forstærkertrin, og i den viste udførelsesform er driversignalet ført til et efterfølgende PA-trin 8. 1 en foretrukket udførelsesform indeholder PA-trinet 8 en transformator, som DK 176207 B1 4 fasesplitter driversignalet 180 grader, og det resulterende signal driver et efterfølgende PA-trin, hvorefter effekten kombineres i en efterfølgende transformator

Efter PA-trinet 8 følger en retningskobler eller reflektometer 9, som står i forbindelse med 5 generatordelens udgangstrin 4, der fortrinsvis indeholder et passende lavpasfilter til at reducere udstråling af harmoniske inden udgangssignalet føres til en udgangsterminal.

Håndstykket 2 er forsynet med udstyr til udskiftelig tilkobling af en elektrode 5, der sædvanligvis er en tynd trådelektrode, som kan være bøjet i facon på forskellig måde af 10 hensyn til den påtænkte anvendelse. Der kan også være tale om andre mere specielle elektrodeformer f. eks. til brug ved standsning af blødninger.

Ved brug af impedanstilpasningsteknik er systemet afpasset på en sådan måde, at en ganske bestemt elektrisk belastning på elektroden 5 bliver overført ved en ren ohmsk overføring 15 til kablets generatorende. Med andre ord er systemet afstemt ved denne bestemte elektrodebelastning, og den afgivne elektrodeeffekt er følgelig maksimal, idet den reflekterede del af generatorens udgangssignal er minimal.

Ved alle andre elektrodebelastninger er den afgivne effekt formindsket, idet en større del af 20 generatorens udgangssignal bliver reflekteret på grund af misafstemning.

Resultatet er en løbende, automatisk og momentant virkende styring af den effekt, som afgives fra en skærende elektrode, i afhængighed af den øjeblikkelige elektriske belastning, som elektroden møder.

25

Reflektometeret 9 i generatordelen 1 i apparatet ifølge opfindelsen afføler løbende den øjeblikkelige reflekterede del af udgangssignalet, og en detektorkreds 10 afgiver et detektorsignal, som svarer til den reflekterede signaldel på generatorudgangen 4. Dette detektorsignal vil følgelig variere med og repræsentere en skærende elektrodes øjeblik-30 kelige belastning.

Detektorsignalet fra kredsen 10 er benyttet til at styre forstærkningen i drivertrinet 7, hvilket fortrinsvis sker gennem en DC-forstærker 11, som er indrettet til at tilpasse DC-niveau og forstærkning.

35

Der er dermed frembragt en positiv tilbagekobling, hvormed drivertrinets forstærkning bliver reguleret i afhængighed af størrelsen af det reflekterede signal på udgangen, hvilket vil sige i afhængighed af den øjeblikkelige elektrodebelastning.

40 Sideløbende med den momentant virkende effekts tyring, der er baseret på impedanstilpasningsteknik, kan der følgelig også udføres en automatisk indstilling af niveauet for udgangseffekten, idet forstærkningen i drivertrinet 7 kan reduceres i ønsket omfang ved høje reflekterede signalværdier (lave elektrodebelastninger), hvorved signalniveauet på udgangen bliver tilsvarende lavere. Den momentant virkende effektstyring foregår fortsat i 45 fuldt omfang, men altså nu på eller omkring det lavere effektniveau.

DK 176207 B1 5

Tilsvarende kan forstærkningen i drivertrinet 7 automatisk forøges i ønsket omfang ved lave reflekterede signalværdier (høje elektrodebelastninger), hvorved signalniveauet på udgangen bliver tilsvarende højere. Også her fortsætter den momentant virkende effektstyring i fuldt omfang på eller omkring det højere effektniveau.

5

Resultatet er følgelig en optimal effektreguleringskarakteristik, som spænder over et udvidet effektinterval, der kan forløbe fra helt lave udgangseffekter og helt op til den maksimale effekt, som generatoren kan afgive. Gennem hele det udvidede interval foregår effektstyringen fuldautomatisk og med ekstrem hurtighed.

10

Elektrokirurgiapparatet ifølge opfindelsen kan dermed uden videre fungere gnistfrit ved helt lave elektrodebelastninger (små snitdybder) og samtidigt er maksimaleffekten fuldt ud til rådighed for udførelse af dybe indsnit.

15

Claims (2)

1. Elektrokirurgiapparat indeholdende - en højfrekvensgenerator (l) med tilhørende effektreguleringssystem, I0 - et håndstykke (2) med indretninger til udskiftelig montering af en elektrode (5), og - et forbindelseskabel (3) imellem generatorens udgang (4) og håndstykket, hvor systemets overføringsfunktion giver en i det væsentlige ren ohmsk overførsel af 15 belastninger på elektrodesiden til forbindelseskablets generatorside ved eller omkring en forudbestemt belastningsimpedans på elektroden (5), kendetegnet ved, 20. at effektreguleringssystemet indeholder et drivertrin (7) efterfulgt af et reflektometer (9), som er indrettet til at afføle generatorudgangen (4), og - at en detektor (10) er indrettet til at afgive et detektorsignal svarende til det reflekterede signal på generatorudgangen (4), hvor dette detektorsignal er ført til 25 drivertrinet (7) for regulering af dettes forstærkning.

2. Apparat ifølge krav l, kendetegnet ved, at detektorsignalet er ført til drivertrinet (7) gennem en DC-forstærker (11), som er indrettet til at tilpasse DC- 30 niveau og forstærkning.