RU2789638C2 - Device for powering cryosurgical instrument and method for monitoring of instrument - Google Patents
Device for powering cryosurgical instrument and method for monitoring of instrument Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789638C2 RU2789638C2 RU2019127195A RU2019127195A RU2789638C2 RU 2789638 C2 RU2789638 C2 RU 2789638C2 RU 2019127195 A RU2019127195 A RU 2019127195A RU 2019127195 A RU2019127195 A RU 2019127195A RU 2789638 C2 RU2789638 C2 RU 2789638C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- signal
- instrument
- echo
- tool
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к прибору для запитывания присоединенного посредством линии к прибору медицинского инструмента сигнальной или рабочей мощностью и/или рабочей средой, а также к способу мониторинга запитываемого от прибора посредством линии медицинского инструмента.The invention relates to a device for supplying a medical instrument connected via a line to the device with signal or operating power and/or a working medium, as well as to a method for monitoring a medical instrument powered from the device via a line.
Из ЕР 2520241 В1 известно устройство, состоящее из медицинского инструмента для терапии пациента и прибора для запитывания инструмента электрическим током терапии. Прибор измеряет протекающий во время терапии через ткань пациента электрический ток, а также приложенное к инструменту электрическое напряжение, и использует полученные значения тока и напряжения для управления прибором.From EP 2520241 B1 a device is known, consisting of a medical instrument for therapy of a patient and a device for supplying the instrument with an electric therapy current. The device measures the electrical current flowing through the patient's tissue during therapy, as well as the electrical voltage applied to the instrument, and uses the obtained current and voltage values to control the device.
При помощи несколько другого алгоритма управления устройство согласно ЕР 2 520 240 В1 также использует для управления прибором проведенный через биологическую ткань от инструмента ток, а также приложенное к ткани или же инструменту напряжение.Using a slightly different control algorithm, the device according to EP 2 520 240 B1 also uses the current conducted through the biological tissue from the instrument, as well as the voltage applied to the tissue or the instrument, to control the device.
Из ЕР 1064532 В1 известен способ измерения времени свертываемости крови из анализа крови пациента, причем кровь в камере для исследований посредством электрических контактов подвергают воздействию контрольных сигналов от генератора напряжения таким образом, что через кровь протекает ток, который изменяется соответственно свертываемости крови.From EP 1 064 532 B1 a method is known for measuring the clotting time of blood from a patient's blood sample, wherein the blood in the examination chamber is subjected to control signals from a voltage generator by means of electrical contacts in such a way that a current flows through the blood, which changes according to the clotting of the blood.
Указанные устройства и способы выполнены соответственно специально для конкретных измерений на биологических тканях.These devices and methods are made, respectively, specifically for specific measurements on biological tissues.
Целью изобретения является обеспечение решения для электрического мониторинга медицинских инструментов, а также их соответствующих компонентов, равно как их функционирования.The aim of the invention is to provide a solution for the electrical monitoring of medical instruments as well as their respective components as well as their operation.
Эта цель достигается в приборе для питания криохирургического 30 инструмента, присоединенного к прибору посредством линии текучей среды, текучей средой, используемой в качестве рабочей среды для воздействия на биологическую ткань при помощи крионаконечника, причем линия текучей среды содержит как подводящую линию, так и возвратную линию, и по меньшей This goal is achieved in a device for supplying a
мере одна из этих двух линий выполнена электропроводной или снабжена электрическим проводником с возможностью подачи на крионаконечник, который служит для непосредственного контакта с биологической тканью, электрического контрольного сигнала, проходящего от прибора по линии текучей среды к криохирургическому инструменту и его крионаконечнику и 5 обратно от крионаконечника по линии текучей среды к прибору. at least one of these two lines is electrically conductive or provided with an electrical conductor capable of supplying to the cryo-tip, which serves for direct contact with biological tissue, an electrical control signal passing from the device along the fluid line to the cryosurgical instrument and its cryo-tip and back from the cryo-tip along fluid lines to the instrument.
Предлагаемый в изобретении питающий прибор имеет: The supply device according to the invention has:
- передатчик контрольных сигналов, выполненный с возможностью выдачи контрольных сигналов в линию текучей среды, - a transmitter of control signals, configured to issue control signals to the fluid line,
- приемник эхосигналов, выполненный с возможностью приема эхосигнала, 10 порождаемого контрольным сигналом, и - an echo receiver configured to receive an echo generated by the pilot signal, and
- анализирующее устройство, выполненное с возможностью регистрации на основании эхосигнала изменений физического состояния в инструменте либо вблизи него и/или в линии текучей среды либо вблизи нее. - an analyzing device configured to detect, based on the echo signal, changes in the physical state in or near the tool and/or in or near the fluid line.
Предпочтительно, контрольный сигнал является свободным от постоянной 15 составляющей напряжения и может иметь пиковое значение напряжения от нескольких вольт до нескольких тысяч вольт в зависимости от случая применения. Preferably, the pilot signal is DC free and may have a voltage peak of several volts to several thousand volts depending on the application.
Линия может быть представлена линией текучей среды, прежде всего металлическим капилляром или шлангом текучей среды, которая содержит один или несколько электрических проводников или является, как таковая, электрическим проводником. В этом случае, подаваемый передатчиком контрольного сигнала на линию контрольный сигнал распространяется по или в линии до инструмента, а затем, целиком или частично, поглощается и/или целиком или частично отражается. Отраженный эхосигнал прибывает, с замедлением в соответствии с его временем запаздывания, на приемник эхосигналов и передается им на анализирующее устройство. Теперь анализирующее устройство имеет возможность, на основании времени запаздывания, а также искажения (нарушения) формы сигнала или других свойств эхосигнала, таких как, например положения фазы, амплитуды, модуляционной огибающей и других подобных параметров, обнаружения состояния линии (например, ее длины или целостности), физического состояния в или на инструменте, например приведение в действие переключателя активации, наличие контакта с биологической тканью или его состояние, после чего прибору может быть обеспечено соответствующее управление. Например, инструмент может быть представлен криохирургическим инструментом, в котором контрольный сигнал распространяется вплоть до крионаконечника и отражается в него обратно к прибору. При начале замерзания на крионаконечнике характеристические параметры эхосигнала претерпевают изменения, например, относительно их положения фазы таким образом, что обеспечена возможность распознавания начала замерзания и вычисления времени замерзания от начала замерзания. Образование льда в или на линии также может иметь воздействие на эхосигнал. Например, может быть образовано неоднократное эхо, наличие которого может быть использовано в качестве критерия для создания отображающего соответствующее событие сигнала. Другие применения также являются возможными. Например, с помощью решения согласно изобретению как для криоинструментов, так и для электрических инструментов является возможным обнаружение автоматического запуска, то есть самостоятельного запуска, терапии в зависимости от заданных состояний на инструменте. Также для электрических инструментов могут быть выполнены обнаружение искрения, мониторинг плазмы, обнаружение ионизации или измерение ионизации.The line may be a fluid line, primarily a metal capillary or fluid hose, which contains one or more electrical conductors or is, as such, an electrical conductor. In this case, the pilot signal applied to the line by the transmitter of the pilot signal propagates along or in the line to the instrument, and then, in whole or in part, is absorbed and/or in whole or in part is reflected. The reflected echo arrives, decelerating according to its delay time, at the echo receiver and transmitted by it to the analyzing device. Now the analyzing device has the ability, based on the delay time, as well as distortion (violation) of the waveform or other properties of the echo signal, such as, for example, phase position, amplitude, modulation envelope, and other similar parameters, to detect the state of the line (for example, its length or integrity ), a physical state in or on the instrument, such as actuation of an activation switch, contact with biological tissue, or its condition, after which the instrument can be provided with appropriate control. For example, the instrument may be a cryosurgical instrument in which the control signal propagates up to the cryo-tip and is reflected back to the instrument. At the beginning of freezing on the Cricacon, the characteristic parameters of the echosignal undergo changes, for example, regarding their phase position in such a way that it is possible to recognize freezing and calculating freezing from the beginning of freezing. Ice formation in or on the line can also have an effect on the echo. For example, a repeated echo can be formed, the presence of which can be used as a criterion to create a signal that displays the corresponding event. Other uses are also possible. For example, using a solution according to the invention for both cryo -instruments and electrical tools, it is possible to detect automatic launch, that is, independent starting, therapy depending on the given states on the tool. Also, sparking, plasma monitoring, detection of ionization or measurement of ionization can be performed for electrical tools.
Под инструментом также может подразумеваться электрохирургический биполярный или монополярный инструмент, который соединен посредством электрической линии с запитывающий прибором. Для запитывания в приборе может быть предусмотрен производящий напряжение генератор, например генератор высокой частоты, который обычно подает напряжение величиной около 100 В или более или также значительно выше. Обычно, электрический ток терапии может быть обеспечен в пульсирующем режиме, например в виде сигнала с широтно-импульсной модуляцией, причем передатчик контрольного сигнала, предпочтительно, испускает соответственно по меньшей мере по одному контрольному сигналу в паузах пульсирующего электрического тока терапии. Паузы между импульсами электрического тока терапии, предпочтительно, превышают проходящее между испусканием контрольного сигнала и прибытием эхосигнала время запаздывания. Предпочтительно, паузы многократно превышают по длительности время запаздывания контрольного сигнала.An instrument can also be understood to mean an electrosurgical bipolar or monopolar instrument which is connected via an electrical line to a power supply device. To power the instrument, a voltage-producing generator may be provided, such as a high frequency generator, which typically supplies a voltage of about 100 V or more, or also much higher. Typically, the therapy current may be provided in a pulsed manner, for example as a pulse width modulated signal, the pilot signal transmitter preferably emitting at least one pilot signal in each case during pauses of the pulsed therapy current. The pauses between the therapy electric current impulses preferably exceed the delay time between the emission of the control signal and the arrival of the echo signal. Preferably, the pauses are many times longer than the delay time of the control signal.
Эхосигнал может зависеть от физических состояний на инструменте, таких как, например, состояние и/или температура электрода, электрическая емкость электрода по отношению к пациенту или к контрэлектроду, электрическое сопротивление между электродом и контрэлектродом, электрическая индуктивность тракта прохождения сигнала, электрический импеданс, проводимость имеющейся на электроде текучей среды, прежде всего газа, соприкосновение линии через другое тело или предмет, и тому подобное.The echo signal may depend on physical conditions on the instrument, such as, for example, the condition and/or temperature of the electrode, the capacitance of the electrode with respect to the patient or the counter electrode, the electrical resistance between the electrode and the counter electrode, the electrical inductance of the signal path, the electrical impedance, the conductivity of the existing on the electrode of a fluid medium, primarily a gas, the contact of a line through another body or object, and the like.
Физические состояния могут воздействовать на свойства эхосигнала. Такие свойства могут быть представлены, например, временем запаздывания, числом эхосигналов, амплитудой эхосигнала, нарушением контрольного сигнала (то есть, его формы кривой) или положением фазы эхосигнала относительно контрольного сигнала, а также наличием или исчезновением эхосигнала.Physical states can affect the properties of the echo signal. Such properties can be represented by, for example, time lag, number of echoes, echo amplitude, disruption of the pilot signal (i.e., its waveform) or phase position of the echo relative to the pilot, and the presence or absence of an echo.
Прибор может иметь управляющее устройство, которое реагирует по меньшей мере на одно или на несколько из этих регистрируемых физических состояний действием, таким как, например включение и выключение генератора, повышение или снижение мощности генератора, пикового напряжения, электрического тока терапии, увеличение или уменьшение длительности импульса электрического тока терапии или пауз между отдельными импульсами электрического тока терапии, и тому подобное. К действиям, инициируемым в качестве реакции на характеристическое изменение эхосигнала, также может принадлежать активация или деактивация инструмента и/или запитывающего прибора. Активация или деактивация запитывающего прибора означает подачу или блокировку подачи рабочей мощности или рабочей среды.The device may have a control device that responds to at least one or more of these recorded physical conditions with an action, such as, for example, turning the generator on and off, increasing or decreasing the generator power, peak voltage, therapy current, increasing or decreasing the pulse duration. electric current therapy or pauses between individual impulses of electric current therapy, and the like. Actions triggered in response to a characteristic change in the echo may also include the activation or deactivation of the instrument and/or the power supply. Activation or deactivation of the supply device means the supply or blocking of the supply of operating power or operating medium.
Предпочтительно, передатчик контрольных сигналов является выполненным к генерации свободных от постоянной составляющей напряжения и/или свободных от постоянной составляющей тока контрольных сигналов. Такие контрольные сигналы, например, являются модулированными сигналами высокой частоты, например модулированными сигналами высокой частоты с колоколообразной модуляционной огибающей, причем длительность такого контрольного сигнала, предпочтительно, составляет несколько наносекунд. Такой сигнал с колоколообразной модуляционной огибающей может быть представлен высокочастотным сигнальным пакетом, который рассматривают как единственный импульс контрольного сигнала. Тем не менее, также является возможным использование в качестве контрольных сигналов иных модулированных сигналов высокой частоты или импульсных сигналов, например, прежде всего, свободных от постоянной составляющей напряжения импульсных сигналов в виде единичных импульсов, треугольных импульсов, пилообразных импульсов, прямоугольных импульсов, импульсов кардинального синуса или импульсов, подобных указанным импульсам. Под импульсами кардинального синуса подразумевают импульсы формы (sin х)/х или импульсы, которые образованы из одного или нескольких таких импульсов.Preferably, the pilot signal transmitter is configured to generate DC-free voltage and/or DC-free pilot signals. Such pilot signals are, for example, high frequency modulated signals, such as modulated high frequency signals with a bell-shaped modulation envelope, such pilot signal being preferably a few nanoseconds long. Such a bell-shaped modulation envelope signal can be represented by a high-frequency signal burst, which is considered as a single pulse of the pilot signal. However, it is also possible to use other modulated high-frequency or pulse signals as pilot signals, for example, in particular DC-free pulse signals in the form of single pulses, triangular pulses, sawtooth pulses, rectangular pulses, cardinal sine pulses. or impulses similar to the specified impulses. By cardinal sine pulses is meant pulses of the form (sin x)/x or pulses that are formed from one or more such pulses.
Посредством подачи контрольных импульсов в линию и выведения эхосигнала, предпочтительно, посредством индуктивного и/или емкостного соединения с линией измерительного токового контура, например посредством направленного ответвителя, обеспечена возможность гальванического разделения управляющей электроники и электрической цепи пациента.By supplying test pulses to the line and outputting the echo signal, preferably by means of an inductive and/or capacitive connection to the line of the measuring current circuit, for example by means of a directional coupler, it is possible to galvanically separate the control electronics from the patient's electrical circuit.
Способ согласно изобретению служит для мониторинга запитываемого посредством линии от прибора медицинского инструмента, причем на соединяющую прибор с инструментом линию подают по меньшей мере один контрольный сигнал, принимают посредством той же линии возвращающийся эхосигнал, а затем подвергают его анализу, причем по результатам анализа регистрируют изменение физического состояния в или на инструменте, а также, при необходимости, также в или на запитывающий инструмент линии. Посредством оценки характеристик эхосигнала, прибывающего с задержкой относительно момента отправки контрольного сигнала, является возможным наблюдение как за функционированием и состоянием линии, так и инструмента и, сверх того, подвергаемой воздействию со стороны инструмента биологической ткани.The method according to the invention serves to monitor a medical instrument powered by a line from the device, wherein at least one control signal is applied to the line connecting the device to the instrument, a returning echo signal is received via the same line, and then subjected to analysis, and the change in the physical state in or on the tool, and, if necessary, also in or on the line supplying the tool. By evaluating the characteristics of the echo signal arriving with a delay relative to the moment the control signal was sent, it is possible to observe both the function and the state of the line and the instrument and, moreover, the biological tissue affected by the instrument.
Другие подробности выгодных вариантов осуществления изобретения являются предметом чертежа, описания или формулы изобретения. На чертеже проиллюстрированы варианты осуществления изобретения. Показано на:Other details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the drawing, description or claims. The drawing illustrates embodiments of the invention. Shown on:
Фиг. 1 - устройство для криохирургической терапии пациента с помощью криохирургического инструмента и прибора для его запитывания, в схематичном представлении,Fig. 1 - a device for cryosurgical therapy of a patient using a cryosurgical instrument and a device for powering it, in a schematic representation,
Фиг. 2 - криохирургический инструмент и подвергаемая его воздействию биологическая ткань, в схематичном представлении,Fig. 2 - a cryosurgical instrument and the biological tissue exposed to it, in a schematic representation,
Фиг. 3 - направленный ответвитель для отведения эхосигнала из запитывающей инструмент линии, в схематичном представлении,Fig. 3 - directional coupler for diverting an echo signal from the line feeding the instrument, in a schematic representation,
Фиг. 4-6 - различные контрольные сигналы и их эхо соответственно в виде схематичной диаграммы,Fig. 4-6 show various control signals and their echoes, respectively, in the form of a schematic diagram,
Фиг. 7 - устройство для электрохирургической терапии биологической ткани с биполярным инструментом и с запитывающий его прибором, в схематичном представлении, иFig. 7 - a device for electrosurgical therapy of biological tissue with a bipolar instrument and with a device that feeds it, in a schematic representation, and
Фиг. 8 - направленный ответвитель для отведения эхосигнала из запитывающей инструмент линии.Fig. 8 - directional coupler for diverting the echo signal from the line feeding the tool.
На фиг. 1 представлено криохирургическое устройство 10, которое служит для воздействия на пациента 11. Пациент расположен на фиг. 1, сугубо в качестве примера, лежащим на кушетке 12, посредством которой пациент 11 соединен, по меньшей мере, емкостным образом с потенциалом 13 земли.In FIG. 1 shows a
Для терапии пациента 11 служит криозонд 14, который посредством линии 15 соединен с запитывающий прибором 16. Обычно, линия 15 представлена линией текучей среды, например капиллярной трубкой, шлангом или тому подобным. Посредством линии 15 рабочую текучую среду от прибора 16 подводят к инструменту 14. Линия 15 может содержать, как показано на фиг. 2, как подводящую линию 17, так и возвратную линию 18. Предпочтительно, по меньшей мере одна из двух линий 17, 18 выполнена электропроводной или снабжена электрическим проводником таким образом, что на крионаконечник 19, который служит для непосредственного контакта с биологической тканью 20, может быть направлен электрический контрольный сигнал, который, исходя от прибора 16, распространяется через линию 15 к инструменту 14, прежде всего к крионаконечнику 19, а от него через линию 15 - обратно к прибору 16. Предпочтительно, контрольный сигнал является менее продолжительным, чем время запаздывания сигнала таким образом, что контрольный сигнал и эхосигнал присутствуют на начале линии с временным смещением. Криозонд 19 может быть соединен с содержащейся в линии 15 электрической линией гальваническим или также лишь емкостным образом.The
Прибор 10 содержит запитывающее устройство 21, посредством которого инструмент 14 получает снабжение рабочей средой и/или рабочей мощностью. В варианте осуществления согласно фиг. 1 под рабочей средой подразумевают текучую среду, например двуокись углерода или веселящий газ (N2O), азот, например в виде газа, в виде жидкости, предпочтительно поблизости от линии жидкости, или в виде двухфазовой смеси. Запитывающее устройство 21 содержит соответствующий запас текучей среды или соединено с таковым. Для производимого вручную управления, прежде всего для запуска процедуры терапии, то есть для сигнализации о начале терапии, в приборе 16 может быть предусмотрен управляющий вход, который подробнее не проиллюстрирован. Альтернативно или дополнительно, запитывающее устройство может иметь управляющий вход 22, посредством которого оно имеет возможность приема сигнала на включение или на выключение или также иного управляющего сигнала. Кроме того, запитывающее устройство 21 может иметь выход 23, посредством которого оно имеет возможность отправки команды на считывание подчиненным устройствам. Команда на считывание может служить для инициации измерительного цикла, который служит для обнаружения физического состояния в или на линии 15, а также в или на инструменте 14. В варианте осуществления согласно фиг. 1, к выходу 23 присоединен передатчик 24 контрольных сигналов, который подает посредством соединительного устройства 25 контрольный сигнал на линию 15. Этот контрольный сигнал в этом, а также во всех других описанных в последующем изложении вариантах осуществления имеет продолжительность сигнала, которая не превышает времени запаздывания распространения контрольного сигнала по линии 15 к инструменту 14 и, в качестве, эхосигнала, - обратно к соединительному устройству 25.The
Кроме сигнального входа 26, соединительное устройство 25 имеет сигнальный выход 27, который предоставляет выводимый по линии 15 эхосигнал и передает его приемнику 28 эхосигналов. Последний является частью анализирующего устройства 29 или соединен с таковым, которое устройство исследует эхосигнал и подает соответствующий результату проверки управляющий сигнал на управляющий вход 22.In addition to the
Фиг. 3 схематически и в качестве примера иллюстрирует соединительное устройство 25. Под соединительным устройством 25 подразумевают направленный ответвитель для ввода и вывода электрических сигналов в электропроводной и выполненной в виде линии (трубопровода) текучей среды линии 15. Для этого на подходящем держателе расположен проводящий участок 30, который, по всей длине или, по меньшей мере, на его концах обеспечивает емкостное соединение с линией 15, в то время как он имеет отличную от ноля собственную индуктивность. На его обоих концах соответственно по отдельности могут быть сняты колебания электрического сигнала, например распространяющегося в прямом и обратном направлениях по линии 15 контрольного сигнала 31. Например, созданный передатчиком 24 контрольных сигналов контрольный сигнал 31 может быть запитан на сигнальный вход 26, как это схематически проиллюстрировано на фиг. 3. Предпочтительно, временная продолжительность этого сигнала является менее значительной, чем время, которое требуется контрольному сигналу 31 для распространения по линии 15 к инструменту 14 и, в качестве эхосигнала 32, обратно к соединительному устройству 25. Обычно, контрольный сигнал 31 имеет продолжительность в несколько наносекунд.Fig. 3 schematically and by way of example illustrates a
В качестве примерного контрольного сигнала на фиг. 4 проиллюстрирован иглообразный положительный импульс напряжения, за которым следует отрицательный треугольный импульс. Охватываемые положительной и отрицательной частями контрольного сигнала области поверхности, предпочтительно, являются одинаковыми по размеру таким образом, что контрольный сигнал 31, в целом, является свободным от постоянной составляющей напряжения.As an exemplary pilot signal in FIG. 4 illustrates a needle-like positive voltage pulse followed by a negative triangular pulse. The surface areas covered by the positive and negative portions of the pilot signal are preferably the same in size, so that the
Эхосигнал 32 имеет измененную форму, которая символически проиллюстрирована на фиг. 4. Например, высокочастотные составляющие могут отсутствовать, в то время как могут встречаться выбросы, причем эхосигнал может быть также растянут или сжат по времени, а также изменен по его амплитуде, прежде всего уменьшен.The
Предпочтительно, приемник 28 эхосигналов выполнен для дискретизации эхосигналов 32, происходящих от повторно следующих друг за другом контрольных сигналов 31, при этом, однако, с временным смещением. Эти моменты времени дискретизации обозначены на фиг. 4 посредством вертикальных линий а, b, с, d, е, f, g. По полученным в различные моменты времени от а до g дискретным значениям приемник 28 эхосигналов реконструирует эхосигнал. Число дискретных значений задают по соображениям целесообразности. В этом отношении, фиг. 4 является лишь примером.Preferably, the
Описанное до сих пор устройство 10 функционирует описанным ниже образом.The
После основной активации прибора 16 и размещения инструмента 14 в или на ткани 20 пациента 11, например, подобно показанному на фиг. 2, запитывающее устройство 21 разблокируют таким образом, что оно по линии 15 поставляет текучую среду к крионаконечнику 19. Изначально, крионаконечник 19 окружен еще влажной, живой тканью. Ранее или в то же время, активируют передатчик 24 контрольных сигналов, который теперь подает контрольные сигналы 31, например согласно фиг. 4, на соединительное устройство 25, и посредством его - на линию 15. Теперь каждый контрольный сигнал 31 распространяется вдоль линии 15 к наконечнику 19, где он наталкивается на, по меньшей мере, емкостно заземленную ткань 20. Таким образом электропроводная ткань 20 емкостным и резистивным образом замыкает состоящую из линии 15 и крионаконечника 19 электрическую линию. Соответственно, контрольный сигнал 31 ослабляется и в зависимости от присутствующего на крионаконечнике электрического сопротивления отражается с той же или инверсированной фазой. В то же время, в зависимости от емкости на единицу длины и индуктивности на единицу длины, а также вследствие воздействия ткани 20, он претерпевает искажение, вследствие чего, форма кривой эхосигнала 32 отличается от таковой контрольного сигнала 31. После нескольких, например, следующих друг за другом с интервалом несколько микросекунд измерительных циклов, которые состоят соответственно из отправки контрольных сигналов 21 посредством передатчика 24 контрольных сигналов и из получения эхосигналов посредством приемника 28 эхосигналов, форма эхосигнала 32 может быть зарегистрирована и оценена анализирующим устройством 29. При помощи непрерывного охлаждения крионаконечника 19 в ткани 20 может быть образована замерзшая область 33, которая характеристическим образом изменяет физические свойства в непосредственной окрестности наконечника 19 зонда. Например, убывает электрическая проводимость. За счет этого также существенно изменяется форма эхосигнала 32. Например, начинающееся на крионаконечнике 19 образование льда может вести к тому, что конец рассматриваемого в качестве волновода крионаконечника 19 в электрическом плане выглядит «открытым», в то время как до образования льда, он подлежал рассмотрению в электрическом плане в качестве «короткозамкнутого». Соответственно, эхосигнал 32 при начинающемся образовании льда меняет свою фазу. Это изменение фазы может быть зарегистрировано анализирующим устройством 29, и на управляющий вход 22 может быть подан соответствующий сигнал. Сигнал может служить для управления функционированием запитывающего устройства 21. В том случае, если запитывающее устройство 21 предусматривает использование назначаемым образом определяемого времени для образования льда на крионаконечнике 19, теперь, начиная от прибытия сигнала на управляющий вход 22, может быть запущен отсчет предварительно назначенного времени замерзания.After the main activation of the
Описанный выше вариант осуществления служит для иллюстрации принципиальных аспектов функционирования. Тем не менее, анализирующее устройство 29 может быть выполнено также к выполнению существенно более тонкого анализа. Например, посредством формы эхосигнала 32 могут быть зарегистрированы одно или несколько тех или иных физических состояний, например температуры криозонда 19 и/или ткани 20, размера замерзшей ткани 33, типа закрепленного на инструменте 14 крионаконечника 19, длины линии 15 и тому подобного.The embodiment described above serves to illustrate the principal aspects of operation. However, the analyzing
Являются возможными и другие применения решения согласно изобретению. Например, крионаконечник 19 может быть электрически изолирован от подводящей текучую среду линии 17 и, тем самым, также от линии 15. То же самое может быть действительным для отводящей текучую среду линии 18. В этом случае, принцип согласно изобретению может быть применен для регистрации вызываемых на инструменте 14 вручную изменений. Например, для этого может быть предусмотрен электропроводный управляющий элемент 34, который может быть приведен к контакту и выведен из него относительно подводящей текучую среду линии 17 или отводящей текучую среду линии 18 (или относительно обеих) таким образом, что он локально воздействует на емкость на единицу длины линии 15 или крионаконечника. Кроме того, управляющий элемент 34 может быть выполнен электропроводным и, тем самым, может пребывать в гальваническом соединении с оператором сразу после его с ним соприкосновения. Он может быть соединен с линией 15 или отсоединен от нее в зависимости от того, каким образом оператор приводит управляющий элемент 34 в действие. Если управляющий элемент 34 электрически отсоединен от линии 15, эхосигнал 32 имеет другую форму, нежели в случае соединения с линией 15. Соответствующее изменение сигнала может быть использовано анализирующим устройством 29 для включения и выключения запитывающего устройства 21.Other applications of the solution according to the invention are also possible. For example, the cryo-
Описанный последним вариант осуществления с управляющим элементом 34 может быть также скомбинирован с описанным ранее вариантом осуществления, в котором крионаконечник 19 электрически соединен с линией 15. Например, возникающее при приведении в действие управляющего элемента неоднократное эхо может быть использовано в качестве индикатора для приведения в действие управляющего элемента 34.The last described embodiment with
Также является возможным размещение между управляющим элементом 34 и линией 15 других элементов, таких как, например, индуктивность 35 или, как показано на фиг. 2, параллельный колебательный контур, последовательный колебательный контур или тому подобное. Соответственно, элементы или колебательные контуры имеют возможность воздействия на контрольный сигнал характеристическим образом и вызывать соответствующий характеристический эхосигнал.It is also possible to place other elements between the
При размещении с этой целью на инструменте 14 нескольких таких колебательных контуров или иных электрических элементов, а также нескольких управляющих элементов, посредством различных достигаемых тем самым изменений эхосигнала 32 обеспечена возможность передачи различных команд на запитывающее устройство.By placing on the
Для всех ранее и в последующем описанных вариантов осуществления действительной является возможность приведения в действие с помощью контрольного сигнала 31 согласно фиг. 4, а также альтернативно, также с помощью других контрольных сигналов, как они проиллюстрированы сугубо в качестве примера на фиг. 5 и 6. В качестве предпочтительного контрольного сигнала подразумевается амплитудно-модулированный по кривой Гаусса сигнал высокой частоты, как он проиллюстрирован на фиг. 5. Он является свободным от постоянной составляющей напряжения.For all the previously and in the following described embodiments, the possibility of actuation with the
Вместо амплитудно-модулированного сигнала высокой частоты также может быть использован сигнал в виде кардинального синуса, который предоставляется как отдельный импульс или как последовательность из двух или нескольких импульсов кардинального синуса с различной полярностью.Instead of an amplitude modulated high frequency signal, a cardinal sine signal can also be used, which is provided as a single pulse or as a sequence of two or more cardinal sine pulses with different polarities.
Эхосигнал 32 согласно фиг. 4 обычно имеет измененную модуляционную огибающую, которая является характеристической для различных физических состояний на инструменте 14. При этом физические состояния могут относиться как к подвергаемой воздействию биологической ткани 20, так и к другим состояниям, таким как, например соприкосновение с управляющим элементом 34 (или с другими управляющими элементами) или приведение его в действие. Кроме модуляционной огибающей, также может быть подвергнуто оценке положение фазы модулированных модуляционной огибающей колебаний высокой частоты. Все эти варианты осуществления являются возможными выполнениями приемника 28 эхосигналов и анализирующего устройства 29.
Фиг. 6 иллюстрирует другой возможный контрольный сигнал, например в форме положительного и следующего за ним, с паузой или непосредственно, отрицательного прямоугольного импульса. Соответствующий эхосигнал 32 может иметь уменьшенную крутизну боковой стороны, выброс, вращение фазы и тому подобные другие изменения относительно контрольного сигнала 31. Каждое изменение эхосигнала 32 по сравнению с контрольным сигналом 31 может быть рассмотрено в качестве характеристики возникающего на линии 15 и/или на инструменте 14 изменения физических условий и может быть оценено анализирующим устройством 29 соответствующим образом.Fig. 6 illustrates another possible pilot signal, for example in the form of a positive followed, with a pause or directly, by a negative square wave. The
Вместо прямоугольных импульсов согласно фиг. 6, в качестве контрольного сигнала 31 также могут служить треугольный или трапециевидный импульсы. Другие формы сигналов также являются возможными.Instead of the rectangular pulses according to FIG. 6, triangular or trapezoidal pulses can also serve as
По существу, принцип согласно изобретению подходит для всех устройств 10, в которых прибор 16 снабжает монополярный или биполярный инструмент 14 текучей средой или также рабочей мощностью, например электрическим током или электрическим напряжением. Для иллюстрации, на фиг. 7 представлен биполярный инструмент 14, запитывающее устройство которого 21 является генератором высокой частоты. Инструмент 14 символически проиллюстрирован прижигающими щипцами, причем может быть предусмотрена произвольная конструктивная форма биполярного электрического инструмента 14. Линия 15 содержит электрическую подводящую линию 17' и электрическую возвратную линию 18', которые совместно образуют волновод. Например, линии 17', 18' присоединены к обеим браншам прижигающих щипцов. Дополнительно, может быть предусмотрен управляющий элемент 34, например в форме электрического переключателя, с помощью которого линии 17', 18' имеют возможность взаимного соединения через другой элемент, что может локально изменять волноводные свойства линии 15. Этот другой элемент может быть представлен, например, индуктивностью 35 или, как представлено, колебательным контуром. Колебательный контур может быть представлен параллельным колебательным контуром, последовательным колебательным контуром или конструктивным элементом, который объединяет в себе как емкостные, так и индуктивные свойства. Альтернативно, может быть предусмотрен резистивный элемент, например сопротивление, которое соответствует волновому сопротивлению линии 15. В этом случае, закрытие переключателя 34 приводит к поглощению контрольного сигнала 31 таким образом, что эхосигнал 32 не возникает.Essentially, the principle according to the invention is suitable for all
Соединительное устройство 25 может быть, согласно фиг. 8, представлено направленным ответвителем, который выполнен, например, в виде соосного выполнения или также в виде проводящей полоски на монтажной плате. Например, направляющая электрический ток терапии линия 15 может быть расположена на одной стороне монтажной платы, в то время как проводящий участок 30 расположен на противоположной ее стороне. Таким образом, простым образом достигают высокой электрической прочности изоляции и, тем самым, надежного разделения между электрическим генератором запитывающего устройства 21 и ведущей к инструменту 14 электрической цепью с одной стороны, и ведущей от передатчика 24 контрольных сигналов к приемнику 28 контрольных сигналов цепью контрольных сигналов с другой стороны.The connecting
В свою очередь, имеется возможность реализации нескольких вариантов осуществления с устройством 10. Например, анализирующее устройство 29 посредством подходящей оценки данных эхосигнала 32 имеет возможность регистрации начала или конца прижигания, или также успешного разделения ткани, а также приведения в действие возможно имеющегося управляющего элемента 34.In turn, it is possible to implement several embodiments with the
Принцип является применимым также к монополярным инструментам, в которых от прибора 16 к инструменту 14 ведет лишь подводящая линия 17', в то время как возвратная линия 18' ведет от закрепленного на пациенте нейтрального электрода к прибору 16. Также и в данном случае, контрольный сигнал 31 распространяется через подводящую линию 17' от прибора 16 к инструменту 14, а эхосигнал 32 распространяется обратно по той же подводящей линии 17' от инструмента 14 к генератору 16. В свою очередь, изменение эхосигнала 32 по сравнению с контрольным сигналом 31 является индикатором для физических условий на подводящей линии 17' и на инструменте 14 таким образом, что соответствующие изменения эхосигнала могут быть использованы для инициации таких действий, как например, включение и выключение запитывающего устройства, повышение или понижение подаваемого им напряжения, мощности или тока и/или изменение формы сигнала подаваемого запитывающим устройством 21 напряжения.The principle is also applicable to monopolar instruments, in which only the supply line 17' leads from the
Во всех устройствах 10, в которых запитывающее устройство 21 выполнено для передачи электрического тока терапии, подача контрольных сигналов 31 при получении эхосигналов 32, предпочтительно, производится во время коротких пауз, на протяжении которых запитывающее устройство 21 не подает мощностной сигнал на линию 15. Для этого функционирование генератора запитывающего устройства 21, предпочтительно, происходит с повторяющимися краткими перерывами. Например, генератор является генератором высокой частоты, который создает колебания с основной частотой в несколько сотен кГц (например, 350 или 400 кГц), причем колебания являются широтно-импульсно-модулированными с частотой в несколько десятков кГц (например, 46 кГц). За счет этого подаваемый генератором высокой частоты сигнал высокой частоты является, например, прямоугольно-модулированным, то есть представляет собой последовательность следующих друг за другом высокочастотных пакетных сигналов. Каждый высокочастотный пакетный сигнал состоит по меньшей мере из одного, при необходимости, также из нескольких или многих колебаний высокой частоты. Предпочтительно, отправка контрольного сигнала 21 и прием эхосигнала 32 происходят в паузах между двумя следующими друг за другом высокочастотными пакетными сигналами.In all
При помощи представленного решения могут быть обнаружены не только свойства инструмента 14 и свойства ткани 20, но и свойства окружающих электрод инструмента текучих сред, прежде всего газов или плазмы. Например, состояние ионизации имеющегося на электроде газа для работающего с искровым разрядом инструмента может быть обнаружено посредством контрольных импульсов в паузах между двумя высокочастотными пакетными сигналами, и использовано затем для приведения в действие запитывающего устройства 21. Контрольные импульсы могут иметь амплитуду напряжений более 1000 В. Например, в монополярном или биполярном коагулирующем инструменте пауза между двумя следующими друг за другом высокочастотными пакетными сигналами может быть сокращена в том случае, если в паузе между двумя следующими друг за другом высокочастотными пакетными сигналами обнаруживают чрезмерное развитие рекомбинации плазмы. Также температура электродов может иметь воздействие на форму эхосигнала 32 и, тем самым, может быть обнаружена посредством оценки данных эхосигнала.With the presented solution, not only the properties of the
С другой стороны, когда для каждого высокочастотного пакетного сигнала желательным является осуществление нового зажигания, интервал между отдельными пакетами также может быть увеличен до тех пор, когда окажется обнаруженной достаточная рекомбинация плазмы.On the other hand, when a new ignition is desired for each high frequency burst, the interval between individual bursts can also be increased until sufficient plasma recombination is detected.
Кроме того, с помощью описанных выше измерений эхоимпульса является возможной регистрация тонких динамичных изменений условий на электроде во время процесса терапии, и использование их для управления запитывающим устройством 21. Например, при контактной коагуляции, электроды инструмента сначала могут быть приведены к контакту с влажной тканью. В этом состоянии эхосигнал 32 имеет характеристическую форму. Как только регистрируют высушивание электрода в результате постоянного подведения энергии к задействованному электроду и парообразования на ткани, эхосигнал 32 изменяет свою форму характеристическим образом. Теперь запитывающее устройство 21 имеет возможность изменения своей энергоотдачи, например уменьшения напряжения, что обеспечивает предотвращение, например, угрожающего искрообразования. Могут быть изменены, например уменьшены, пиковое напряжение и/или скважность импульсов или другие факторы воздействия. Поскольку форма эхосигнала реагирует на условия на электроде с высокой восприимчивостью, обеспечена возможность приведения в действие каждого требуемого режима работы, например контактной коагуляции, с непрерывным регулирующим воздействием, и максимизации при этом подведения энергии без опасности искрообразования. С другой стороны, в режимах терапии, при которых искрообразование является желательным, посредством постоянной проверки формы эхосигнала обеспечена возможность достижения требуемого режима эксплуатации, например искрообразования, а также удержания плазмы при широтно-импульсно-модулированном сигнале высокой частоты при различных предпосылках, например минимальной мощности или максимальном разрезающем действии или тому подобном.In addition, with the above-described pulse echo measurements, it is possible to detect subtle dynamic changes in conditions on the electrode during the therapy process, and use them to control the
В приборе согласно изобретению и в рамках способа согласно изобретению прибором 16 к инструменту 14 отправляются контрольные сигналы 31, и образующиеся после этого прибывающие эхосигналы 32 подвергают исследованию для регистрации заданных свойств и изменения свойств на линии 15, инструменте 14, ткани 20 или также на присутствующих на электроде инструмента 14 текучих телах, например плазме, а также для управления функционированием запитывающего устройства 21 соответствующим образом.In the device according to the invention and in the context of the method according to the invention, control signals 31 are sent by the
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCES
10 Устройство10 Device
11 Пациент11 Patient
12 Кушетка12 Daybed
13 Потенциал земли13 Ground potential
14 Инструмент/криозонд14 Instrument/cryoprobe
15 Линия15 Line
16 Прибор16 Appliance
17 Подводящая текучую среду линия17 Fluid supply line
18 Отводящая текучую среду линия18 Fluid outlet line
19 Крионаконечник19 Cryo-tip
20 Ткань20 Fabric
21 Запитывающее устройство21 Power supply
22 Управляющий вход22 Control input
23 Выход23 Exit
24 Передатчик контрольных сигналов24 Control signal transmitter
25 Соединительное устройство25 Connecting device
26 Сигнальный вход26 Signal input
27 Сигнальный выход27 Signal output
28 Приемник эхосигналов28 Echo receiver
29 Анализирующее устройство29 Analyzing device
30 Проводящий участок30 Conductive section
31 Контрольный сигнал31 Tell-tale
32 Эхосигнал32 Echo
33 Замерзшая ткань33 Frozen Cloth
34 Управляющий элемент34 Control element
35 Индуктивность35 Inductance
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18193140.3A EP3620801B1 (en) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | Device for feeding a medical instrument and method for instrument monitoring |
EP18193140.3 | 2018-09-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019127195A RU2019127195A (en) | 2021-03-01 |
RU2789638C2 true RU2789638C2 (en) | 2023-02-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1681848A1 (en) * | 1985-08-07 | 1991-10-07 | Специальное конструкторско-технологическое бюро физического приборостроения с опытным производством Института физики АН УССР | Cryosurgical appliance with ultrasonic location |
EP1064532A1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-01-03 | Orgenics Biosensors Ltd. | Device for the determination of blood clotting by capacitance or resistance |
EP2520241A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-07 | Erbe Elektromedizin GmbH | Method and device for tissue fusion or coagulation by means of tissue resistance-dependent voltage-controlled electric force |
US8968303B2 (en) * | 2011-05-03 | 2015-03-03 | Erbe Elektromedizin Gmbh | Method and device for tissue fusion or coagulation by an electrical action with negative source impedance |
RU2549314C2 (en) * | 2012-07-13 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" (ООО "Диагностика+") | Method of controlling cardio-pulmonary resuscitation and device for its realisation |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1681848A1 (en) * | 1985-08-07 | 1991-10-07 | Специальное конструкторско-технологическое бюро физического приборостроения с опытным производством Института физики АН УССР | Cryosurgical appliance with ultrasonic location |
EP1064532A1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-01-03 | Orgenics Biosensors Ltd. | Device for the determination of blood clotting by capacitance or resistance |
EP2520241A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-07 | Erbe Elektromedizin GmbH | Method and device for tissue fusion or coagulation by means of tissue resistance-dependent voltage-controlled electric force |
US8968303B2 (en) * | 2011-05-03 | 2015-03-03 | Erbe Elektromedizin Gmbh | Method and device for tissue fusion or coagulation by an electrical action with negative source impedance |
RU2549314C2 (en) * | 2012-07-13 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика+" (ООО "Диагностика+") | Method of controlling cardio-pulmonary resuscitation and device for its realisation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10653471B2 (en) | Systems and methods for arc detection and drag adjustment | |
US5846236A (en) | High frequency-surgical generator for adjusted cutting and coagulation | |
EP2996768B1 (en) | Dual-function plasma and non-ionising microwave coagulating electrosurgical instrument and electrosurgical apparatus incorporating the same | |
JP5618470B2 (en) | Real-time arc control in electrosurgical generators | |
US8353905B2 (en) | System and method for transmission of combined data stream | |
JP5746816B2 (en) | Improvement of crest factor in electrosurgical generator | |
EP2174613B1 (en) | Apparatus and system for monitoring tissue during an electrosurgical procedure | |
EP2269529B1 (en) | Transformer for RF voltage sensing | |
US6022347A (en) | High-frequency surgical generator for adjusted cutting and coagulation | |
EP2499982B1 (en) | Energy-based ablation completion algorithm | |
US9878183B2 (en) | Surgical operation system | |
US20120239025A1 (en) | Isolated Current Sensor | |
EP2392280A1 (en) | Apparatus and method for optimal tissue separation | |
US20230255675A1 (en) | Apparatus for supplying a medical instrument and method for monitoring an instrument | |
US20210007786A1 (en) | Skin status monitor and method thereof for electrosurgical apparatuses | |
RU2789638C2 (en) | Device for powering cryosurgical instrument and method for monitoring of instrument | |
CN112438780A (en) | Ultrasound system and method with tissue resistance sensing | |
US11517368B2 (en) | Electrocautery systems with automatic shut-off | |
US20230355295A1 (en) | Electrosurgical systems and methods for time domain reflectometry based tissue sensing | |
WO2024062049A1 (en) | An apparatus for sensing a biological tissue |