EP2956077A1

EP2956077A1 - Elektrochirurgisches handinstrument mit erweiterter funktionalität

Info

Publication number: EP2956077A1
Application number: EP14705110.6A
Authority: EP
Inventors: Ilja Assmus; Tino KIRFE
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2015-12-23
Also published as: WO2014125035A1; US20160015446A1; DE102013202526A1; JP2016506841A; CN104994801A

Abstract

Elektrochirurgisches Instrument (100) mit einem Handteil (10), das eine Anschlussseite (A) und eine Behandlungsseite (B) aufweist, und mit einem Anschlussstecker (30), der elektrisch mit der Anschlussseite (A) des Handteils (10) verbunden und elektrisch mit einem HF-Generator (200) verbindbar ist, wobei das elektrochirurgische Instrument (100) eine Steuereinheit (20) aufweist, die ausgebildet ist, die Spannungsform einer an der Behandlungsseite (B) des Handteils (10) ausgegebenen HF-Energie aktiv zu steuern.

Description

Elektrochirurgisches Handinstrument mit erweiterter Funktionalität

Die Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Handinstrument mit einem Handteil, das eine Anschlussseite und eine Behandlungsseite aufweist, und mit einem Anschlussstecker, der elektrisch mit der Anschlussseite des Handteils verbunden und elektrisch mit einem zum Betreiben des Instruments bestimmten HF-Generator verbindbar ist.

US 201 1/0071520 offenbart ein elektrochirurgisches Handinstrument, in dessen Handteil eine mit einem Mikroprozessor verbundene Sende-Empfänger-Einheit für eine bidirektionale Kommunikation mit einem HF-Generator integriert ist.

Ebenfalls bekannt aus dem Stand der Technik ist ein HF-Generator mit einer universellen Anschlussbuchse, die eine Instrumentenerkennung beinhaltet. Die Instrumentenerkennung wird verwendet, um Parameter für ein Handinstrument im HF-Generator einzustellen. Hierzu werden die Parameter in einem nichtflüchtigen Speicher (EEPROM) im Stecker des Handinstrumentes während der Herstellung hinterlegt und beim Anschließen des Instrumentes an den HF-Generator über die Anschlussbuchse ausgelesen und eingestellt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrochirurgisches Handinstrument bereitzustellen, das besonders vielseitig einsetzbar ist. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das elektrochirurgische Instrument eine Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, die Spannungsform einer an der Behandlungsseite des Handteils ausgegebenen HF-Energie aktiv zu steuern.

Die Erfindung hat als nachteilig erkannt, dass neu entwickelte elektrochirurgische Hand- Instrumente einen breiteren Funktionsumfang aufweisen können als existierende HF- Generatoren und dadurch häufig nicht vollumfänglich nutzbar sind. Dies rührt daher, dass die Einbindung neuer Funktionen in einen HF-Generator - die zum Betreiben eines neu entwickelten elektrochirurgischen Handinstruments erforderlich wären - typischerweise eine kostenintensive Hardwareänderung bzw. Neuentwicklung des HF-Generators erfor- dem, die Entwicklung von HF-Generatoren der von Handinstrumenten daher nacheilt.

Die Erfindung schließt auch die Erkenntnis ein, dass Handinstrumente bzw. Applikatoren für HF-Generatoren als „passive" Instrumente vorliegen. So werden beispielsweise an bipolaren Handinstrumenten entsprechende Anschlussstecker mit zwei Anschlüssen vorgesehen und die Spannung in zwei Kabeln an die Elektroden herangeführt. Alle Funk- tionen, wie beispielsweise die Signalform, sind abhängig von dem Funktionsumfang und Anschlussmöglichkeiten des HF-Generators. Eine aktive Signalanpassung oder ein Schalten erfolgt nicht im Handinstrument, sondern wird funktional vom HF-Generator ausgegeben. Die Funktionen liegen somit an der jeweiligen Generatorbuchse an.

Zwar verfügen bekannte HF-Generatoren über eine Instrumentenerkennung, diese wird aber nur zum Auslesen/Einstellen der Paramater verwendet. Eine aktive Kommunikation zwischen HF-Generator und Handinstrument, um weiterführende Funktionen bereitzustellen, erfolgt nicht.

Die vorliegende Erfindung bietet die Grundlage dafür, dass die Erweiterung eines HF- Chirurgiesystems (Handinstrument und HF-Generator) auf neue HF-Anwendungen zukünftig zusätzlich oder ausschließlich - von einem vergleichsweise kostengünstigen Software-Update im HF-Generator abgesehen - hardwareseitig im Handinstrument erfolgen kann. Eine kostenintensive Hardwareänderung bzw. Neuentwicklung von HF- Generatoren ist nicht zwingend erforderlich. Es ist ebenfalls denkbar, dass auch die Entwicklungen spezieller Kleinserieninstrumente oder -geräte mit zusätzlichen Funktio- nen (z.B. Motoren, Ventile, Pumpen, etc.) kostengünstiger erfolgen kann, weil die Funktionen nicht im HF-Generator hardwareseitig implementiert werden müssen. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinheit ausgebildet, eine vom HF- Generator zugeführte HF-Energie bedarfsweise zu verändern und diese veränderte HF- Energie an der Behandlungsseite des Handteils auszugeben. Vorteilhafterweise kann so eine veränderte HF-Energie an der Behandlungsseite des Handteils ausgegeben werden, ohne dabei notwendiger Weise auf eine Funktion im HF-Generator zurückgreifen zu müssen. Unter einem Verändern kann insbesondere auch ein Modulieren einer HF- Energie, beispielsweise das Aufprägen einer Spannungsform, verstanden werden. Im vorliegenden Fall soll unter einer Spannungsform sowohl die Amplitude als auch die Frequenz einer HF-Energie verstanden werden. Ist der HF-Generator beispielsweise ausgebildet, eine erste Anzahl von Spannungsformen, beispielsweise eine Spannungsform zum Schneiden und eine Spannungsform zum Koagulieren, an das Instrument abzugeben, so ist das elektrochirurgische Instrument durch die aktive Steuereinrichtung nun in der Lage, beispielsweise eine dritte, nicht vom Generator bereitgestellte Spannungsform zu ergänzen, beispielsweise eine Spannungsform für einen Plasma-Blend- Modus.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das Instrument einen Rückkanal zum HF-Generator auf und die Steuereinheit ist ausgebildet, über den Rückkanal eine Spannungsform der vom HF-Generator an das Instrument abgegebenen HF-Energie zu steuern. Das heißt, eine Signalanpassung, also das Ändern und/oder Modulieren einer HF-Energie in eine gewünschte Spannungsform, muss nicht notwendiger Weise innerhalb des Instruments selbst erfolgen. Vielmehr wirkt in der vorliegenden Weiterbildung die im Instrument angeordnete Steuereinheit im Sinne einer "externen Steuereinheit" für einen HF-Generator.

Um das Instrument an einer großen Bandbreite verschiedener HF-Generatoren betreiben zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Steuereinheit ausgebildet ist, zwischen verschiedenen vom HF-Generator an das Instrument abgegebenen HF- Spannungsmodi umzuschalten. Vorteilhafterweise kann so auf vordefinierte HF- Spannungsmodi bzw. Spannungsformen im HF-Generator zurückgegriffen werden. Dabei kann beispielsweise zwischen einem Schneidmodus und einem Koagulationsmodus umgeschaltet werden. Typischer Weise wird an einem elektrochirurgischen Instrument auch ein Handschalter vorgesehen, über den eine manuelle Eingabe erfolgen kann, um so zwischen verschiedenen, vom HF-Generator ausgegebenen HF-Spannungsmodi umzuschalten. Der Vorteil einer aktiven Steuereinheit ergibt sich nun daraus, dass durch diese Steuereinheit Schaltregime möglich sind, die durch ein manuelles Betätigen eines Handschalters beispielsweise nicht realisiert werden können. So kann beispielsweise ein Umschalten zwischen einem Schneidmodus und einem Koagulationsmodus mit einer Frequenz von 50 Hz erfolgen.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Rückkanal über ein moduliertes Handschaltersignal bereitgestellt. Dies hat den Vorteil, dass ein typischer Weise ohnehin vorgesehenes Handschaltersignal zusätzlich zum Übertragen von Steuerinformationen aus dem Instrument zum HF-Generator benutzt werden kann. Eine Modulation des Handschaltersignals kann beispielsweise durch eine Veränderung der Schaltfrequenz zwischen 200 und 300 Hz erfolgen, beispielsweise durch eine Amplituden- oder eine Frequenzmodulation des Schaltsignals. Um einen sicheren Betrieb des elektrochirurgischen Instruments zu gewährleisten, kann die Steuereinheit über ein moduliertes Handschaltersignal mit einem Wechsel der Spannungsform der vom HF-Generator abgegebenen HF-Energie synchronisiert sein.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann die Steuereinheit über ein vom HF- Generator ausgegebenes moduliertes Handschaltersignal ansteuerbar sein. Dies bietet sich beispielsweise an, wenn der HF-Generator durch ein vergleichsweise einfach durchzuführendes Software-Update mit einer erweiterten Schaltfunktionalität ausgestattet ist, der HF-Generator aber keine eigene Treiberstufe zur Ausgabe der erweiterten Funktionalität aufweist. Diese Treiberstufe kann nunmehr auch in die Steuereinheit "ausgelagert" werden, um an der Behandlungsseite des Handteils eine Spannungsform auszugeben, die nicht ohne Weiteres durch den HF-Generator bereitgestellt werden kann.

Um ein Instrument besonders kompakt ausführen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Steuereinheit über eine Handschalterleitung mit Energie zu versorgen. Alternativ kann die Steuereinheit auch über eine in dem Instrument vorgesehene Batterie mit Energie versorgt werden. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Steuereinheit einen Mikrocontrol- ler auf, der ausgebildet ist, eine Instrumentenkennung des elektrochirurgischen Instruments an einen HF-Generator auszugeben und/oder der Mikrocontroller ausgebildet ist, gegenüber einem HF-Generator eine Instrumentenkennung eines passiven nichtflüchtigen Speichers zu emulieren. Hierdurch kann eine Abwärtskompatibilität des elektrochi- rurgischen Instruments zu Instrumenten gemäß dem Stand der Technik gewährleistet werden. Bei einer Initialisierung des Handinstruments kann ein von der Steuereinheit umfasster Mikrocontroller beispielsweise zunächst das Protokoll eines in einem her- kömmlichen elektrochirurgischen Instrument verwendeten passiven, nichtflüchtigen Speichers (EPROM) emulieren und so das Instrument an einem HF-Generator anzumelden.

Zum Einen kann die Steuereinheit einen Mikrokontroller oder ein ähnliches programmier- bares Bauelement aufweisen. Zum Anderen kann die Steuereinheit selbst als Mikrokontroller ausgebildet sein. Bevorzugt weist die Steuereinheit eine Leistungselektronik und/oder Treiberstufe auf, die geeignet ist, einer HF-Energie eine Spannungsform aufzuprägen.

Um die Handhabbarkeit des elektrochirurgischen Instruments während einer Operation zu erleichtern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Steuereinheit im Anschlussstecker anzuordnen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit im Handteil selbst angeordnet sein.

Um den Anschluss des elektrochirurgischen Instruments an eine Vielzahl von HF- Generatoren zu ermöglichen, kann der Anschlussstecker als Universalstecker ausgebil- det sein. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinheit ausgebildet, vom Handteil umfasste Behandlungselektroden anzusteuern. Handelt es sich bei dem elektrochirurgischen Instrument beispielsweise um ein bipolares Instrument, so ist die Steuereinheit vorteilhafterweise ausgebildet, die Behandlungselektroden bipolar mit einer HF-Energie bzw. HF-Spannungsform zu betreiben. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist Steuereinheit ausgebildet, ein elektrome- chanisches Funktionselement, vorzugsweise einen Motor, Ventile, Pumpe, o.dgl. anzusteuern. Da derartige elektromechanisches Funktionselemente typischerweise in speziellen Kleinserieninstrumenten vorgesehen sind, für die keine Neuentwicklung eines HF- Generators üblich ist, ergibt sich der bereits oben genannte Vorteil des möglichen Ver- zichts einer kostenintensiven Hardwareänderung des HF-Generators entsprechend.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein HF-Chirurgiegerät, das ein vorbeschriebenen elektrochirurgischen Instrument und einem HF-Generator aufweist, wobei das elektrochirurgischen Instrument mit dem HF-Generator verbind bar ist. Das HF-Chirurgiegerät kann entsprechend der mit Bezug auf das elektrochirurgischen Instrument beschriebenen Weiterbildungen weitergebildet sein. Die beschriebenen Vorteile gelten entsprechend. Die unterschiedlichen vorteilhaften Weiterbildungen können beliebig miteinander kombiniert werden. Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Gezeigt sind in:

Fig. 1 a) eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Instruments, das an einen HF-Generator angeschlossen ist;

Fig. 1 b) ein moduliertes Handschaltersignal;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Instruments und eines HF-Generators.

Ein HF-Generator 200 in Fig. 1 a) weist einen Geräteanschluss 230 zum Anschluss eines elektrochirurgischen Instruments 100 auf, wobei über den Geräteanschluss 230 eine HF- Energie vom HF-Generator 200 auf das elektrochirurgische Instrument 100 übertragbar ist.

Das elektrochirurgische Instrument 100 weist ein Handteil 10 auf, das eine Anschlussseite A und eine Behandlungsseite B aufweist. An der Behandlungsseite B des Handteils 10 können beispielsweise elektrochirurgische Behandlungselektroden (nicht gezeigt) angeordnet sein. Das elektrochirurgische Instrument 100 weist ferner einen Anschlussstecker 30 auf, der vorliegend elektrisch mit dem HF-Generator 200 verbunden ist, wobei der Anschlussstecker 30 und das Handteil 10 wiederum über eine Anschlussleitung 31 elektrisch in Verbindung stehen. Das elektrochirurgische Instrument 100 weist eine Steuereinheit 20 auf, die ausgebildet ist, die Spannungsform einer an der Behandlungsseite B des Handteils 10 ausgegebenen HF-Energie aktiv zu steuern. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Steuereinheit 20 im Handteil 10 selbst angeordnet.

Das Instrument 100 weist einen Rückkanal zum HF-Generator 200 auf und die Steuereinheit 20 ist ausgebildet, über den Rückkanal eine Spannungsform der vom HF- Generator 200 an das Instrument 100 angegebenen HF-Energie zu steuern. Vorliegend ist der Rückkanal über ein moduliertes Handschaltersignal bereitgestellt. Das Handschaltersignal wird, wie die HF-Energie selbst, über die Anschlussleitung 31 übertragen. Fig. 1 b) zeigt ein derartiges moduliertes (frequenzmoduliertes) Handschaltersignal mit einer Modulationsfrequenz von 250 Hz. Gleichzeitig ist die Steuereinheit 20 über ein über das modulierte Handschaltersignal mit einem Wechsel der Spannungsform der vom HF-Generator 200 abgegebenen HF- Energie synchronisiert. Zu diesem Zweck weist die Steuereinheit 20 eine Decoder-Einheit (nicht gezeigt) auf, um das modulierte Handschaltersignal zu demodulieren. Eine andere beispielhafte Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt. Der HF-Generator 200, der dem HF-Generator der Fig. 1 entspricht, weist einen Geräteanschluss 230 zur Abgabe einer HF-Energie an das elektrochirurgische Instrument 100 auf. Im Gegensatz zu dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Instrument ist bei dem elektrochirurgischen Instrument 100 der Fig. 2 die Steuereinheit 20 im Anschlussstecker 30 des elektrochirur- gischen Instruments 100 angeordnet. Dabei weist die Steuereinheit 20 einen Mikrocon- troller 21 auf, der ausgebildet ist, eine Instrumentenkennung des elektrochirurgischen Instruments 100 an den HF-Generator 200 auszugeben. Ferner ist der Mikrocontroller 21 ausgebildet, gegenüber dem HF-Generator 200 eine Instrumentenkennung eines passiven nichtflüchtigen Speichers zu emulieren. Auch in der vorliegenden Ausführungsform übernimmt die Steuereinheit 20 mit ihrem Mikrocontroller 21 die erweiterte Funktionalität des Instruments 100, das heißt beispielsweise die Ausgabe einer Spannungsform an der Behandlungsseite B des Handteils 10, die durch den HF-Generator 200 nicht unmittelbar bereitgestellt werden kann.

Bei einer Initialisierung des Instruments 100, die beim Anschluss Instruments 100 an den HF-Generator 200 durchgeführt wird, emuliert der von der Steuereinheit 20 umfasste Mikrocontroller 21 zunächst das Protokoll eines in einem herkömmlichen elektrochirurgischen Instrument (nicht gezeigt) verwendeten passiven, nichtflüchtigen Speichers. Im Anschluss bäumt der mit einem Software-Update versehene HF-Generator 200 eine kommunikative Verbindung über den über die Anschlussleitung 31 realisierten Rückkanal mit dem Instrument 100 auf, wodurch eine erweiterte Funktionalität des Instrument 100 über seine Steuereinheit 20 erreicht werden kann.

Claims

Ansprüche

1. Elektrochirurgisches Instrument (100) mit einem Handteil (10), das eine Anschlussseite (A) und eine Behandlungsseite (B) aufweist, und mit einem Anschlussstecker (30), der elektrisch mit der Anschlussseite (A) des Handteils (10) verbunden und elektrisch mit einem HF-Generator (200) verbindbar ist, wobei das elektrochirurgische Instrument (100) eine Steuereinheit (20) aufweist, die ausgebildet ist, die Spannungsform einer an der Behandlungsseite (B) des Handteils (10) ausgegebenen HF-Energie aktiv zu steuern.

2. Instrument (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, eine vom HF-Generator (200) zugeführte HF-Energie bedarfsweise zu verändern, insbesondere zu modulieren und diese veränderte, insbesondere modulierte HF-Energie an der Behandlungsseite (B) des Handteils (10) auszugeben.

3. Instrument (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument (100) einen Rückkanal zum HF-Generator (200) aufweist und die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, über den Rückkanal eine Spannungsform der vom HF-Generator (200) an das Instrument (100) abgegeben HF-Energie zu steuern.

4. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) ausgebildet ist, zwischen verschiedenen vom HF-Generator (200) an das Instrument (100) abgegebenen HF-Spannungsmodi, insbesondere zwischen einem Schneidmodus und einem Koagulationsmodus, umzuschalten.

5. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkanal über ein moduliertes Handschaltersignal bereitgestellt wird.

6. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) über ein moduliertes Handschaltersignal mit einem Wechsel der Spannungsform der vom HF-Generator (200) abgegeben HF- Energie synchronisiert ist.

7. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) über ein vom HF-Generator (200) ausgegebenes, moduliertes Handschaltersignal ansteuerbar ist.

8. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) über eine Handschalterleitung mit Energie versorgt wird.

9. Instrument (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) einen Mikrocontroller (21 ) aufweist, der ausgebildet ist, eine Instrumentenkennung des elektrochirurgisches Instruments (100) an einen HF-Generator (200) auszugeben und/oder der Mikrocontroller (20) ausgebildet ist gegenüber einem HF-Generator (200) eine Instrumentenkennung eines passiven nichtflüchtigen Speichers zu emulieren.

10. HF-Chirurgiegerät mit einem elektrochirurgischen Instrument (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, und mit einem HF-Generator (200).