DE2140832A1 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC HIGH FREQUENCY SURGERY - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC HIGH FREQUENCY SURGERYInfo
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Description
2U08322U0832
Anlage AktenzeichenAttachment file number
zur Eingabe vom 15. Juli 1971 vA// Name d. Anm. Electro Medical Systems, on the entry from July 15, 1971 vA // Name d. Note Electro Medical Systems,
Inc.Inc.
Verfahren und Vorrichtung für die elektrische Hochfrequenzchirurgie Method and device for electrical high-frequency surgery
Die Erfindung bezieht sich auf medizinische elektronische Verfahren und Vorrichtungen sowie insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung einer elektrochirurgischen Behandlung in einer sicheren und höchst wirksamen Weise.The invention relates to electronic medical procedures and devices and, in particular, a method and a device for performing an electrosurgical Treatment in a safe and highly effective manner.
Die bisher ausgebildeten Vorrichtungen haben elektrische Hochfrequenzenergie zur Ausführung einer chirurgischen Behandlung, am menschlichen Körper verwendete Solche Vorrichtungen umfassen in typischer Weise eine schneidende Betriebsart, bei welcher eine durch einen Vakuumröhrengenerator erzeugte kontinuierliche Wellenform der Hochfrequenzenergie verwendet wurde, um mittels der erzeugten Hitze in das Körpergewebe einzuschneiden, sowie eine koagulierende Betriebsart, bei welcher eine durch einen getrennten Funkenstreckengenerator erzeugte gedämpfte Wellenform der Hochfrequenzenergie verwendet wurde, um das aus dem eingeschnittenen Gewebe ausfließende Blut zu koagulieren. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen bestand darin, daß zur Ausführung der Schneid- und Koagulierungsfunktionen zwei getrennte Generatoren erforderlich waren, welche extrem hohe Spannungen auf die aktive Schneidelektrode zur Einwirkung brachten. Durch diese Vorrichtungen und insbesondere durch den Funkenstreckengenerator wurde infolgedessen das Gewebe in übermäßiger Weise zerstört. Außerdem brachte ihre Verwendung beträchtliche Gefahren sowohl für den Patienten als auch für den operierenden Arzt mit sich.The devices so far designed have high frequency electrical energy such devices used on the human body for performing surgical treatment typically a cutting mode of operation in which a continuous vacuum tube generator is used Wave form of radio frequency energy was used to cut into body tissue using the heat generated, as well a coagulating mode of operation, in which one separated by a Spark gap generator generated attenuated waveform of the radio frequency energy was used to get that out of the incised Tissues to coagulate outflowing blood. A disadvantage of these known devices was that for execution The cutting and coagulating functions required two separate generators, which had extremely high voltages brought into action on the active cutting electrode. By these devices and in particular by the spark gap generator as a result, the tissue was unduly destroyed. In addition, their use posed considerable dangers for both the patient and the operating doctor.
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß in der Ausbildung eines neuartigen Verfahrens und einer Vorrichtung zum Schneiden von Gewebe und zum Koagulieren des Blutes im Schnittbereich unter Verwendung des gleichen Hochfrequenzgenerators, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß Gruppen oder Pakete elektrischer Hochfrequenzenergie in einer schwingenden Wellenform mit im wesentlichen konstanter Amplitude zur Einwirkung gebracht werden, die sich in vorher gewählten, im Abstand liegenden Zeitintervallen wiederholen.Accordingly, it is an object of the invention to provide a novel method and apparatus for cutting of tissue and to coagulate the blood in the cut area using the same high frequency generator, which thereby are characterized as having groups or packets of high frequency electrical energy in an oscillating waveform with substantially constant amplitude are brought into action, which are in previously selected, spaced time intervals repeat.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung einer neuartigen Vorrichtung für die elektrische Hochfrequenzchirurgie, welche die vorstehend erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen durch Verwendung einer elektrischen Schaltung vermeidet, welche die Verwendung wesentlich niedrigerer Hochfrequenzspannungen ermöglicht als bisheijmöglich war und welche eine im wesentlichen unmodulierte schwingende Wellenform liefert.Another object of the invention is to provide a novel device for high-frequency electrical surgery, which avoids the above-mentioned disadvantages of the known devices by using an electrical circuit, which enables the use of significantly lower high-frequency voltages than was previously possible and which one provides essentially unmodulated oscillating waveform.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung einer neuartigen Vorrichtung für die elektrische Hochfrequenzchirurgie, welche sowohl eine schneidende Betriebsart als auch eine koagulierende Betriebsart entweder gleichzeitig oder unabhängig voneinander ausführen kann.Yet another object of the invention is to provide a novel device for high frequency electrical surgery, which have both a cutting mode and a coagulating mode either simultaneously or independently can run from each other.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung einer neuartigen Vorrichtung für die elektrische Hochfrequenzchirügie, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Hochfrequenzgenerator und eine Steuerschaltung aufweist, die Festkörperelemente verwendet. Die Vorrichtung ist hochempfindlich, zuverlässig, und wirksam, dieselbe weist eine genaue Stromregelung auf und ist bei der Ausführung verschiedener ausgewählter chrirurgischer Vorgänge und Verfahren in einer sicheren und verläßlichen Weise genau einstellbar und regelbar.Another object of the invention is to provide a novel device for electrical high-frequency surgery, which is characterized in that it has a high-frequency generator and a control circuit using solid-state elements. The device is highly sensitive, reliable, and effective, it has a precise current control and is more selected in the execution of various Surgical procedures and procedures are precisely adjustable and controllable in a safe and reliable manner.
Gemäß der Erfindung ist eine elektrische Vorrichtung zur Ausführung der elektrischen Hochfrequenzchirurgie vorgesehen, welche einen Hochfrequenzgenerator und einen Multivibrator von asymme-In accordance with the invention there is an electrical apparatus for implementation the electrical high-frequency surgery provided, which a high-frequency generator and a multivibrator of asymmetric
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trischer Wirkungsweise zur Steuerung des Hochfrequenzgenerators enthält, um eine kombinierte schneidende und kopulierende Betriebsart sowie eine koagulierende Betriebsart auszuführen. Schalteinrichtungen sind vorgesehen, durch welche der Hochfrequenzgenerator kontinuierlich betätigt oder abwechselnd durch den FIuItivibrator gesteuert werden kanno Der Hochfrequenzgenerator ist mit einer Verstärkereinrichtung verbunden, um die durch den Hochfrequenzgenerator erzeugte Hochfrequenzgenergie zu verstärken und dieselbe auf eine aktive Elektrode zur Ein- \virkung zu bringen zwecks Verwendung beim Schneiden oder Koagulieren lebenden Körpergewebes. Eine Rückführungseinrichtung in Form einer Erdungsplatte wird am Patienten unterhalb des zu operierenden Körperbereichs angeordnet, um einene elektrischen Rücklaufweg zu der Verstärkereinrichtung vorzusehen. Eine Stromzuführungseinrichtung, führt der Schaltung der Vorrichtung verhältnismäßig niedrige Gleichspannungen zu. Auf diese Weise wird durch einen einzigen elektronischen Oszillatorstromkreis eine Reihe von Gruppen elektrischer Hochfrequenzenergie in einer schwingenden Wellenform mit im wesentlichen konstanter Amplitude erzeugt, wobei sich die Gruppen in gewählten, im Abstand liegenden Zeitintervallen wiederholen für die Koagulation des Blutes oder kombiniertes Schneiden und Koagulieren, oder die Energie wird in einer kontinuierlichen Wellenform erzeugt für das gewöhnliche Schneiden des Körpergewebes.tric mode of operation for controlling the high-frequency generator contains in order to carry out a combined cutting and copulating mode of operation and a coagulating mode of operation. Switching means are provided by which the high frequency generator can be continuously operated or alternately controlled by the FIuItivibrator o The high frequency generator is connected to amplifier means to amplify the generated by the high frequency generator Hochfrequenzgenergie and to bring the same \ on an active electrode for input virkung order Use in cutting or coagulating living body tissue. A return device in the form of a grounding plate is placed on the patient below the area of the body to be operated on in order to provide an electrical return path to the amplifier device. A power supply device supplies relatively low DC voltages to the circuit of the device. In this way, a single electronic oscillator circuit generates a series of groups of high frequency electrical energy in an oscillating waveform of essentially constant amplitude, the groups repeating at selected, spaced time intervals for the coagulation of the blood or combined cutting and coagulation, or the energy is generated in a continuous waveform for ordinary cutting of body tissue.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Elektrochirurgie, gekennzeichnet durch die Erzeugung von Schwingungen es» elektrischer Hochfrequenzenergie mit im wesentlichen konstanter Amplitude, die Regelung der Dauer und des Zeitabstandes zwischen jeder Reihe der erzeugten Schwingungen sowie die Anwendung der erzeugten Energie durch eine Elektrode zum Zwecke der Ausführung chirurgischer Einschnitte und des Koagulierens von Blut an der Einschnittstellec Ein üblicher Generator dient als Quelle der elektrischen Energie für verschiedene chirurgische Vorgänge, wobei die Dauer und der Abstand zwischen jeder Reihe von Schwingungen entsprechend ihrer beabsichtigten Anwendung genau geregelt werden, und zwar derart, daß die Strom-The invention relates to a method and a device for electrosurgery, characterized by the generation of vibrations es »electrical high-frequency energy with essentially constant amplitude, the regulation of the duration and the time interval between each series of the generated vibrations and the application of the generated energy by an electrode for purposes of embodiments of surgical incisions and the coagulation of blood at the incision site c A conventional generator serves as a source of electrical energy for various surgical operations, the duration and the distance between each row of oscillations of their intended application be accurately controlled in accordance therewith and in such a way that the current
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erfordernisse und die bei ihrer Verwendung möglichen Gefahren für den Arzt oder für den Patienten auf ein Mindestmaß herabge-. setzt werden.requirements and the possible dangers for the doctor or the patient when using them are reduced to a minimum. are set.
Die Erfindung wird besser verständlich aus der nachstehenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:The invention will be better understood from the detailed below Description with reference to the drawings, in which shows:
Fig. 1 teilweise ein Blockdiagramm und teilweise ein Schaltschema einer elektrischen Vorrichtung für die elektrische Hochfrequenzchirurgie gemäß der Erfindung,Fig. 1 is partly a block diagram and partly a circuit diagram of an electrical device for the electrical High frequency surgery according to the invention,
Fig. 2 ein Schaltschema des Steuermultivibrators der Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltschema des Hochfrequenzgenerators der Fig. 1, Fig. 4 ein Schaltschema des Leistungsverstärkers der Fig. 1,FIG. 2 is a circuit diagram of the control multivibrator of FIG. 1, 3 shows a circuit diagram of the high-frequency generator of FIG. 1, FIG. 4 shows a circuit diagram of the power amplifier of FIG. 1,
Fig. 5 ein Schaltschema der Stromzuführungseinrichtung der Fig. 1,FIG. 5 is a circuit diagram of the power supply device of FIG. 1,
Fig. 6 teilweise einen Grundriß der Erdungsplatte des Patienten der Fig. 1 und teilweise ein Schaltschema der Verbindung der ErdungöÄsplatte des Patienten mit der Schaltung der elektrischen Vorrichtung der Fig. 1 undFig. 6 is partly a plan view of the grounding plate of the patient of Fig. 1 and partly a circuit diagram of the connection the patient's earthing plate with the circuit of the electrical device of Figs. 1 and
. Fig. 7 eine Darstellung der durch die Vorrichtung der Fig. 1 erzeugten Ausgangswellenformen in den verschiedenen Betriebsarten zusammen mit einem Vergleich der Wellenformen mit einem typischen Funkenstreckengenerator.. FIG. 7 shows a representation of the generated by the device of FIG Output waveforms in the different modes along with a comparison of the waveforms with a typical spark gap generator.
Die in Fig. 1 dargestellte elektrochirurgische Vorrichtung enthält im allgemeinen einen Steuermultivibratorstromkreis 10 zur Steuerung eines Hochfrequenzgeneratorstromkreises 20, dessen Ausgang auf einen Leistungsverstärkerstromkreis 30 zur Einwirkung kommt, um den Ausgangsstrom zu verstärken, sowie eine Stromzuführungseinrichtung 40, welche die Gleichspannung erzeugt, dieThe electrosurgical device shown in FIG. 1 includes generally a control multivibrator circuit 10 for Control of a high frequency generator circuit 20, the output of which on a power amplifier circuit 30 for action comes to amplify the output current, as well as a power supply device 40, which generates the DC voltage that
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für die oben erwähnten Stromkreise erforderlich ist. Dem in Fig. 1 dargestellten Hochfrequenzgenerator 20 wird eine Gleichspannung an den Generatorklemmen 22 und 23 zugeführt, während die Generatorklemme 24 mit Erde verbunden ist. Die den Klemmen 22 und 23 zugeführte Gleichspannung wird von der Stromzuführungseinrichtung 40 abgeleitet, welche Gleichspannungen an ihren Ausgangsklemmen 46 und 48 erzeugt, während die Ausgangsklemme 47 , geerdet ist. Eine Spannung V- zwischen der Klemme 47 und Erde kann irgendwo im Bereich von 0 bis 180 V liegen und wird auf die Generatorklemme 23 und auf die Klemme 22 über einen Widerstand 28 zur Einwirkung gebracht. Ein Hochfrequenzüberbrückungskondensator 29 ist zwischen die Klemme 22 und Erde eingeschaltet.is required for the circuits mentioned above. The high-frequency generator 20 shown in FIG. 1 is supplied with a direct voltage fed to the generator terminals 22 and 23, while the generator terminal 24 is connected to ground. The clamps 22 and 23 supplied DC voltage is derived from the power supply device 40, which DC voltages at its output terminals 46 and 48 are generated while output terminal 47, is grounded. A voltage V- between terminal 47 and ground can be anywhere in the range from 0 to 180 V and is applied to generator terminal 23 and terminal 22 via a resistor 28 brought into effect. A high frequency bypass capacitor 29 is connected between terminal 22 and earth.
Der Hochfrequenzgenerator 20 weist eine Steuerklemme 21 auf, welche mit dem ortsfesten Kontakt einer Reihe von Relaiskontakten 100 des Relais 101 verbunden ist, welches nachstehend als das Schneidrelais bezeichnet wird. Eine auf dem Steuerpult angeordnete Lampe L3 ist zum Relais 101 parallel geschaltet, um, anzuzeigen, wenn sich die Vorrichtung in der schneidenden Betriebsart befindet. Der andere der Kontakte 100 ist ein Blindkontakt, während der bewegliche Kontaktarm über einen Umschalter 102 mit Erde verbunden ist. Der Schalter 102 wird nachstehend als Schneidschalter bezeichnet und ist ein auf dem Steuerpuls angeordneter Kippschalter. In der dargestellten Offenstellung ist der Schneidschalter 102 für den Schnitt 2 eingestellt und in der Schließstellung ist derselbe für den Schnitt 1 eingestellt. The high-frequency generator 20 has a control terminal 21, which is connected to the stationary contact of a series of relay contacts 100 of the relay 101, hereinafter referred to as the cutting relay is called. A lamp L3 arranged on the control panel is connected in parallel to the relay 101 in order to when the device is in the cutting mode. The other of the contacts 100 is a blind contact, while the movable contact arm is connected to earth via a changeover switch 102. The switch 102 is below referred to as a cutting switch and is a toggle switch arranged on the control pulse. In the illustrated open position the cutter switch 102 is set for cut 2 and in the closed position it is set for cut 1.
Mit der Generatorklemme 21 ist auch die Ausgangsklemme 11 des Steuermultivibrators 10 verbunden. Den Klemmen 14 und 15 des Steuermultivibrators 10 wird Gleichspannung zugeführt. Die Klemme 14 ist geerdet und die Spannung B- der Stromzuführungseinrichtung 40 wird über die Erdungsplatte eines Patienten oder die indifferente Elektrode 103 der Klemme 15 zugeführt. Die durch die Stromzuführungseinrichtung 40 erzeugte Spannung B- kann beispielsweise -14 V betragen. Der bewegliche Kontaktarm der Relaiskontakte 104 des Relais 105 ist mit der Klemme 12 des Steuer-The output terminal 11 of the Control multivibrator 10 connected. The terminals 14 and 15 of the control multivibrator 10 is supplied with direct voltage. the clamp 14 is grounded and the voltage B- of the power supply device 40 is via the grounding plate of a patient or the Indifferent electrode 103 is supplied to terminal 15. The voltage B- generated by the power supply device 40 can, for example -14 V. The movable contact arm of relay contacts 104 of relay 105 is connected to terminal 12 of the control
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multivibrators 10 verbunden. Das Relais 105 dient als das Ko agulierungsrelais und eine auf dem Steuerpult angeordnete Lampe L2 ist zum Relais 105 parallel geschaltet, um anzuzeigen, wenn sich die Vorrichtung in der koagulierenden Betriebsart befindet. Die Klemme 13 des Multivibrators ist mit dem anderen ortsfesten Kontakt der Relaiskontakte 104 verbunden.multivibrators 10 connected. The relay 105 serves as the coagulation relay and a lamp L2 located on the control panel is connected in parallel with relay 105 to indicate when the device is in the coagulating mode. The terminal 13 of the multivibrator is stationary with the other Contact of relay contacts 104 connected.
Der Hochfrequenzgenerator 20 ist mittels eines Aufwärtstransformators 110 mit dem Leistungsverstärker 30 gekuppelt. Die Ausgangsklemmen 25 bis 27 des Generators 20 sind mit der Primärwicklung des Transformators 110 verbunden. Die Eingangsklemmen 32, 33a, 33b und 34 des Leistungsverstärkers 30 sind mit dem Transformator 110 verbunden. V- und Erde sind mit den Klemmen 31 bzw. 35 des Verstärkers 30 verbunden, um demselben Gleichstrom zuzuführen.The high frequency generator 20 is by means of a step-up transformer 110 coupled to the power amplifier 30. The output terminals 25-27 of the generator 20 are connected to the primary winding of the transformer 110 connected. The input terminals 32, 33a, 33b and 34 of the power amplifier 30 are connected to the Transformer 110 connected. V- and ground are connected to terminals 31 and 35, respectively, of amplifier 30 for the same direct current to feed.
Der Ausgang des Leistungsverstärkers 30 ist durch einen Transformator 111 mit den Ausgangsleitungen 112 und 113 gekuppelt. Die Primärwicklung des Transformators 111 ist mit den Ausgangsklemmen 36, 37a, 37h und 33 des Verstärkers verbunden. Die Ausgangsleitungen 112 und 113 sind zur Sekundärwicklung des Transformators 111 parallel geschaltet. Ein Widerstand 118 ist zwischen die Ausgangsleitungen 112 und 113 eingeschaltet, parallel zu welchen die Ausgangsspannung des Transformators 111 entwikkelt wird.The output of the power amplifier 30 is through a transformer 111 coupled to output lines 112 and 113. The primary winding of transformer 111 is connected to the output terminals 36, 37a, 37h and 33 of the amplifier are connected. The output lines 112 and 113 are for the secondary winding of the transformer 111 connected in parallel. Resistor 118 is connected between output lines 112 and 113, in parallel to which the output voltage of the transformer 111 is developed.
Die Ausgangsleitung 112 ist eine abgeschirmte Leitung, deren Abschirmung mit Erde verbunden ist und die über Gleichstromisolierungskondensatoren 109, 114 und eine Verbindungsklemme 50 mit einer aktiven Elektrode 115 verbunden ist. Die Verbindungsklemme 50 ermöglicht, daß die Elektrode in das Steuerpult der Vorrichtung eingestöpselt werden kann. Die Ausgangsleitung 113 ist über einen Gleichstromisolierungskondensator 116 mit den beiden Verbindungsklemmen 51 und 52 der Erdungsplatte 103 des Patienten verbunden. Zwischen die Klemmen 51 und 52 ist eine· Kondensator 117 eingeschaltet, um zu verhindern, daß eine Spannung B- der Klemme 15 des Steuermultivibrators zugeführt wird,The output line 112 is a shielded line, the shield of which is connected to ground and which is connected via DC isolation capacitors 109, 114 and a connection terminal 50 is connected to an active electrode 115. The connector 50 enables the electrode to be inserted into the control panel of the Device can be plugged in. The output line 113 is connected to the two connecting terminals 51 and 52 of the grounding plate 103 of the via a DC isolation capacitor 116 Patients connected. Between the terminals 51 and 52 there is a Capacitor 117 turned on to prevent a voltage B- is fed to terminal 15 of the control multivibrator,
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wenn die Erdungsplatte 103 des Patienten an den Klemmen 51 und 52 mit der elektrochirurgischen Vorrichtung nicht leitend verbunden ist. Mit der an die Klemme 51 angrenzenden Seite des Kondensators 117 ist ein geerdeter Kondensator 120 zwecks Gleichstromisolierung und eine induktive Hochfrequenzdrossel 121 verbunden, um die Stromzuführungseinrichtung 40 von der Hochfrequenzenergie zu isolieren» Ein Gleichstromisolierungskondensator 122 ist ferner mit der Seite der Drossel 121 verbunden, welcher die Spannung B- zugeführt wird.when the patient's grounding plate 103 is not conductively connected to the electrosurgical device at terminals 51 and 52 is. With the side of the capacitor 117 adjacent to the terminal 51 is a grounded capacitor 120 for the purpose of direct current insulation and a high frequency inductive choke 121 connected to the power supply device 40 from the high frequency energy to isolate »A DC isolation capacitor 122 is also connected to the reactor 121 side, which the voltage B- is supplied.
Die Klemmen 51 und 52 sind beiderseits mit einem gemeinsamen Punkt verbunden und von diesem gemeinsamen Punkt über einen Gleichstromisolierungskondensator 123 mit der Erdungsplatte 103 des Patienten. Mit der an die Klemme 52 angrenzenden Seite des Kondensators 117 ist eine Klemme einer induktiven Hochfrequenzdrossel 124 verbundene Die andere Klemme der Drossel 124 ist über eine induktive Hochfrequenzdrossel 125 mit der Leitung 112 und auch mit dem beweglichen Kontakt eines Schalters 127 verbunden. Der Schalter 127 ist vorzugsweise ein Fußtrittschalter und wird vom Arzt mit dem Fuß betätigt. Der Schalter 127 weist ortsfeste Kontakte 128, 129 auf und wird verwendet, um die Betriebsart der elektrischen Vorrichtung zwischen Schneiden und Koagulieren umzuschalten.The terminals 51 and 52 are connected on both sides to a common point and from this common point via one DC isolation capacitor 123 to patient ground plane 103. With the side of the Capacitor 117 is connected to one terminal of a high frequency inductive choke 124. The other terminal of choke 124 is connected Connected via an inductive high-frequency choke 125 to the line 112 and also to the movable contact of a switch 127. The switch 127 is preferably a foot switch and is operated by the doctor with the foot. The switch 127 has stationary Contacts 128, 129 and is used to set the mode of operation of the electrical device between cutting and coagulating to switch.
Der ortsfeste Kontakt 128 des Schalters 127 ist über eine Diode 135 mit der Klemme 15 des Steuermultivibrators verbunden. In ähnlicher Weise ist der ortsfeste Kontakt 129 des Schalters 127 über eine Diode 136 mit der Klemme 15 des Steuermultivibrators verbunden. Die Spannung B- kann daher der Klemme 15 über den elektrischen Weg zugeführt werden, der durch die Drossel 121, die Klemmen 51 und 52, die Drossel 124, den Schalter 127 und die entsprechende Diode 135 oder 136 bestimmt wird. Auf diese V/eise kann der Fußtrittschalter 127 das Schneid- oder Koagulierungsrelais nur betätigen, wenn die Erdungsplatte 103 des Patienten in das Steuerpult der Vorrichtung eingestöpselt ist. Der Schalterkontakt 129 ist über einen Kondensator 137 mit Erde verbunden.The stationary contact 128 of the switch 127 is via a diode 135 connected to terminal 15 of the control multivibrator. In In a similar way, the fixed contact 129 of the switch 127 is connected to the terminal 15 of the control multivibrator via a diode 136 tied together. The voltage B- can therefore be fed to the terminal 15 via the electrical path that is established by the choke 121, the terminals 51 and 52, the choke 124, the switch 127 and the corresponding diode 135 or 136 is determined. To this Alternatively, the foot switch 127 can only operate the cutting or coagulation relay when the grounding plate 103 of the patient is plugged into the control panel of the device. The switch contact 129 is connected to ground via a capacitor 137 tied together.
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g 2UG832 g 2UG832
Die elektrische Einrichtung zur Verbindung der Erdungsplatte 103 des Patienten mit der elektrochirurgischen Vorrichtung enthält • zusätzliche Klemmen 53 und 54, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Die Klemmen 53 und 54 sind miteinander verbunden und dienen dazu, eine Lampe L4 kurzzuschließen, sobald die Platte 103 in die Vorrichtung eingeschaltet ist. Wie Fig. 6 zeigt, sind die Klemmen 51 bis 54 auf einem gemeinsamen Stecker ^ angeordnet. Die Spannung B- wird der Lampe L4 über einen Widerstand 141 zugeführt. Die Lampe L4 ist vorzugsweise auf dem Steuerpult angeordnet und leuchtet auf, sobald die Erdungsplatte 103 des Patienten in das Steuerpult eingestöpselt ist.The electrical means for connecting the patient's ground plate 103 to the electrosurgical device includes additional clips 53 and 54, as shown in FIG. The terminals 53 and 54 are interconnected and serve to short-circuit a lamp L4 as soon as the plate 103 is switched on in the device. As Fig. 6 shows, the terminals 51 to 54 are arranged on a common plug ^ . The voltage B- is supplied to the lamp L4 via a resistor 141. The lamp L4 is preferably located on the control panel and lights up as soon as the grounding plate 103 of the patient is plugged into the control panel.
Der in Fig. 2 dargestellte Steuermultivibrator 10 enthält einen üblichen Flip-Flop-Stromkreis mit Transistoren TR5 und TR6, die so angeordnet sind, daß sie in einer sich wiederholenden Reihenfolge abwechselnd leiten und ausgeschaltet werden,, Die Basen der Transistoren TR5 und TR6 sind mit Schaltkondensatoren C6 bzw. C5 verbunden. Ein dritter Schaltkondensator C30 ist zwischen eine ■&tf Seite des Kondensators C5 und die Klemme 12 eingeschaltet. Wenn daher die Klemmen 12 und 13 durch die Betätigung des Relais 105 miteinander verbunden werden, ist die Gesamtkapazität auf einer Seite des Flip-Flop-Stromkreises gleich der Summe der Kapazitäten der Kondensatoren C5 und C30, statt nur des Kondensators C5. Dies verkürzt die Leitungsperiode des Transistors TR5 und verändert dadurch den Arbeitszyklus des Flip-Flop-Stromkrieses. Veränderliche Widerstände R6 und R7, die mit den Kondensatoren C5 bzw. C6 verbunden sind, können ebenfalls eingestellt werden, um die Dauer des Arbeitszyklus auf jeder Seite des Flip-Flop-Stromkreises zu verändern. Wie Fig. 2 zeigt, enthält der Stromkreis 10 auch einen Transistor TR7, dessen Basis über den Widerstand R10 mit dem Kollektor des Transistors TR5 verbunden ist» Die Emitter-Kollektorverbindung des Transistors TR7 ist zwischen die Klemme 11 und die geerdete Klemme 14 eingeschaltet. Wenn der Transistor TR5 leitend ist, wird auf diese Weise auf die Basis des Transistors TR7 eine entsprechende Spannung zur Einwirkung gebracht, um zu ¥ bewirken, daß derselbe zwischen seinen Emitter- und Basiselektroden leitet und dieThe control multivibrator 10 shown in Fig. 2 includes a conventional flip-flop circuit having transistors TR5 and TR6 arranged to alternately conduct and turn off in a repeating order. The bases of transistors TR5 and TR6 are with Switching capacitors C6 and C5 connected. A third capacitor C30 is connected between a ■ & tf side of the capacitor C5 and the terminal 12th Therefore, when terminals 12 and 13 are connected together by actuation of relay 105, the total capacitance on one side of the flip-flop circuit is equal to the sum of the capacities of capacitors C5 and C30, rather than just capacitor C5. This shortens the conduction period of the transistor TR5 and thereby changes the duty cycle of the flip-flop current crisis. Variable resistors R6 and R7 connected to capacitors C5 and C6, respectively, can also be adjusted to vary the duration of the duty cycle on either side of the flip-flop circuit. As FIG. 2 shows, the circuit 10 also contains a transistor TR7, the base of which is connected to the collector of the transistor TR5 via the resistor R10. The emitter-collector connection of the transistor TR7 is connected between the terminal 11 and the earthed terminal 14. When the transistor TR5 is conductive, an appropriate voltage is applied to the base of the transistor TR7 in order to cause the same to conduct between its emitter and base electrodes and the
E 39/1 - 8 -E 39/1 - 8 -
309008/0 5 4?309008/0 5 4?
Klemme 11 über den Transistor TR7 mit Erde oder Nullpotential verbunden wird, was ermöglicht, daß der Hochfrequenzgenerator während eines ausgewählten Zeitintervalls betätigt wird, wenn der Transistor TR5 leitend ist, und ausgeschaltet wird, wenn der Transistor TRf? ausgeschaltet ist, während der "Schnitt 2"- und llKoagulierungs"-Betriebsarfeeiten, wenn die Klemme 21 über die Kontakte 100 und den Schalter 102 nicht geerdet ist, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird.Terminal 11 is connected to ground or zero potential through transistor TR7, which enables the high frequency generator to be actuated during a selected time interval when transistor TR5 is conductive and to be switched off when transistor TRf? is off during the "Cut 2" and II Coagulation "operations when terminal 21 is not grounded through contacts 100 and switch 102, as will be described in more detail below.
Der in Fig. 3 dargestellte Hochfrequenzgeneratorstromkreis 20 enthält einen Hochfrequenzoszillatorstromkreis 20a, der durch den Transformator TR2 mit einem üblichen Antriebsverstärkerstromkreis 20b gekuppelt ist. Der Antriebsverstärkerstromkreis enthält einen Transistor TR9 und hat die Aufgabe, den Strom vom Oszillatorstromkreis 20a zum Leistungsverstärkerstromkreis 30 zu verstärken und den Oszillatorstromkreis von demselben zu idolieren. The illustrated in Fig. 3 high-frequency generator circuit 20 includes a high-frequency oscillator circuit 20a, which by the transformer TR2 is coupled to a conventional drive amplifier circuit 20b. The drive amplifier circuit contains a transistor TR9 and has the task of taking the current from the oscillator circuit 20a to amplify power amplifier circuit 30 and idolize the oscillator circuit of the same.
Der Oszillatorstromkreis 20a enthält einen Transistor TR8, dessen Kollektor mit einem Reihensresonanzkreis des Kondensators C28 und mit der Wicklung ¥1 des Transformators T2 verbunden ist, wobei ein Ende der Wicklung W1 mit der geerdeten Klemme 24 verbunden ist. Eine Hochfrequenzdrossel CH5 ist zwischen den Kollektor und die geerdete Klemme 24 eingeschaltet, um eine Hochfrequenzbelastung für den Transistor TR8 zu bilden. Der Emitter des Transistors TR8 ist über die Vorspannungswiderstände R12 und 28 mit der Spannung V- verbunden,, Ein Hochfrequenzüberbrückungskondensators C10 ist zwischen den Emitter und die geerdete Klemme 24 eingeschaltet. Die Basis des Transistors ist mit einem regenerierenden Rückkopplungsnetzwerk verbunden, das eine Rückkopplungswicklung W2 des Transformators T2 und die Diode D2 enthält, welche die in der Wicklung W2 induzierte Hochfrequenzenergie gleichrichtet, zusammen mit einem Ladekondensator C7, der zwischen die Diode D1 und die Klemme 22 eingeschaltet ist. Widerstände Rl 1 und R20 sind von einem beiderseitigen Verbindungspunkt mit der Diode D1 und dem Kondensator C7 verbunden, um die Klemme 21 zu regeln. Eine Steuerdiode D2 ist zwischen einen bei-The oscillator circuit 20a includes a transistor TR8, the collector of which is connected to a series resonance circuit of the capacitor C28 and connected to winding ¥ 1 of transformer T2, one end of the winding W1 is connected to the grounded terminal 24. A high frequency choke CH5 is between the collector and the grounded terminal 24 turned on to create a high frequency load for transistor TR8. The emitter of transistor TR8 is across the bias resistors R12 and 28 connected to voltage V- ,, A high frequency bypass capacitor C10 is connected between the emitter and the grounded terminal 24. The base of the transistor is regenerating with a Connected feedback network, which includes a feedback winding W2 of the transformer T2 and the diode D2, which rectifies the high frequency energy induced in the winding W2, together with a charging capacitor C7, the between the diode D1 and the terminal 22 is switched on. Resistors Rl 1 and R20 are connected from a mutual connection point to the diode D1 and the capacitor C7, to the Terminal 21 to be regulated. A control diode D2 is between two
E 39/1 " - 9 -E 39/1 "- 9 -
30 9-8 08/054230 9-8 08/0542
derseitigen Verbindungspunkt der Widerstände R11 und R20 eingeschaltet und über den Widerstand 28 mit der Spannung V- verbunden. The connection point of the resistors R11 and R20 on the side is switched on and connected through resistor 28 to voltage V-.
Der Oszillatorstromkreis 20a schwingt, wenn sich die Klemme 21 entweder über die Kontakte 100 und den Schalter 102 oder über den leitenden Zustand des Transistors TR7 auf Erd- oder Millpotential befindet. Wenn sich die mit dem Widerstand R20 verbundene Klemme 21 auf Erd- oder Nullpotential befindet, weist das Rückkopplungsnetzwerk genügend Hochfrequenzenergie auf, um dem Resonanzstromkreis zu ermöglichen, die Schwingungen zu unterstützen. Anders ausgedrückt, wenn die Klemme 21 geerdet ist, ist die Diode D2 nach hinten vorgespannt und kann nicht leiten. Dies stellt einen Schalt Stromkreis von C7 und R11 plus R20 her und der Kondensator wird durch die von der Diode D1 gleichgerichtete Hochfrequenzenergie aufgeladen, was im Rückkopplungsnetzwerk genügend Energie erzeugt, um die Schwingungen zu unterstützen. Wenn jedoch die Klemme 21 nicht geerdet ist, wird die Diode D2 leitend, und wenn nur R11 und C7 den Schaltstromkreis für das Rückkopplungsnetzwerk bilden, dann ist nicht genügend Hochfrequenzenergie verfügbar, um die Schwingungen zu unterstützen, und der Resonanzstromkreis wird weiter schwingen und in die Wicklung W3 des Antriebsstromkreises Hochfrequenzenergie induzieren. Unter diesen Bedingungen befindet sich das Potential an der Klemme 21 über die Diode D2 und dem Widerstand R20 auf der Spannung V- und der Transistor TR7 wird nunmehr leiten jedesmal, wenn der Transistor TR5 leitet, und ausgeschaltet werden jedesmal, wenn der Transistor TR5 ausgeschaltet wird» Auf diese Weise arbeitet der Flip-Flop-Stromkreis kontinuierlich, wenn entweder das Relais 101 oder das Relais 105 betätigt wird, aber während der "Schnitt !"-Betriebsart wird der Steuermultivibrator ausgeschaltet, da dessen Kollektor über die Kontakte 100 und den Schalter 102 geerdet wirde The oscillator circuit 20a oscillates when the terminal 21 is at ground or mill potential either via the contacts 100 and the switch 102 or via the conductive state of the transistor TR7. When terminal 21 connected to resistor R20 is at ground or zero potential, the feedback network has enough radio frequency energy to allow the resonant circuit to support the oscillations. In other words, when terminal 21 is grounded, diode D2 is back biased and cannot conduct. This creates a switching circuit of C7 and R11 plus R20 and the capacitor is charged by the high frequency energy rectified by diode D1, which creates enough energy in the feedback network to support the oscillations. However, if terminal 21 is not grounded, diode D2 will conduct, and if only R11 and C7 form the circuit for the feedback network, then there will not be enough radio frequency energy available to support the oscillations and the resonant circuit will continue to oscillate and into the Induce high-frequency energy in winding W3 of the drive circuit. Under these conditions, the potential at terminal 21 is at voltage V- via diode D2 and resistor R20 and transistor TR7 will now conduct every time transistor TR5 conducts and will be switched off every time transistor TR5 is switched off In this way the flip-flop circuit works continuously when either the relay 101 or the relay 105 is activated, but during the "cut!" is earthed e
In Fig» 4 ist ein üblicher Gegentaktverstärker 30 dargestellt» Der Verstärker 30 weist auf jeder Seite drei hintereinander geschaltete Transistorverstärkerstufen auf, die auf einer SeiteA conventional push-pull amplifier 30 is shown in FIG. The amplifier 30 has three transistor amplifier stages connected in series on each side, the one on one side
E 39/1 . - 10 -E 39/1. - 10 -
309808/0542309808/0542
AA 2H0832 AA 2H0832
aus den Transistoren TR1, TR2, TR3 und auf der anderen Seite aus den Transistoren TR4, TR1O, TR11 bestehen. Der Verstärker 30 wirkt als ein Leistungsverstärker, um die durch den Hochfrequenzgenerator 20 erzeugte Hochfrequenzenergie zu verstärken. Der Leistungsverstärker wird durch den Antriebsverstärker verhältnismäßig stark angetrieben, um die gewünschte Leistung zu erzielen.out of the transistors TR1, TR2, TR3 and on the other hand the transistors TR4, TR1O, TR11 exist. The amplifier 30 acts as a power amplifier to amplify the high frequency energy generated by the high frequency generator 20. The power amplifier is proportionate to the drive amplifier strongly driven to achieve the desired performance.
Gemäß Fig. 5 weist die Stromzuführungseinrichtung 40 Eingangsklemmen 41 und 42 auf, zu welchen der Signalgenerator 200 einer elektrischen Wechselstromquelle parallel geschaltet ist. Die elektrische Wechselstromquelle kann beispielsweise eine übliche Stromquelle mit 115 V und 60 Perioden sein, mit welcher die Stromzuführungseinrichtung 40 verbunden ist. Die Stromzuführungseinrichtung 40 enthält auch einen üblichen Steuerstromkreis 199 zur Veränderung des Wechselstromeingangs durch Veränderung der Phase und Amplitude desselben, der unter der Bezeichnung G.E. TRIAC Nr. S100B3 von der Firma General Electric Co. verkauft wird. Dieser Stromkreis enthält ein TRIAC-Element 201 und ein mit einer Scheibe oder einer doppelten Basis versehenes Diodenelement 202, das mit der Steuerelektrode des TRIAC-Elements 201 verbunden ist. Ein Paar Klemmen 43a, 44 sind vorgesehen zur v/ahlweisen Einschaltung eines veränderlichen Widerstandes 203 in den Steuerstromkreis 199, um dessen Ausgang für die "Koagulierungs"-Betriebsart zu verändern, ebenfso wie ein Paar Klemmen 43b, 44 zur wahlweisen Einschaltung eines veränderlichen Widerstandes 204 in den Steuerstromkreis 199, um dessen Ausgang während der "SchneidH-Betriebsart zu verändern. Die Widerstände 203, 2OA sind auf dem Steuerpult angeordnet und entsprechend dem für jede Betriebsart gewünschten Strom voreingestellt. Die Klemmen 43a und 44 sind als ortsfeste Kontakte dargestellt, welche durch einen beweglichen Kontaktarm des Relais 105 geschlossen werden, das für die "Koagulierungs"-Betriebsart wahlweise erregt wird. Ebenso sind die Klemmen 43b und 45 als ortsfeste Kontakte dar freistellt, welche durch einen beweglichen Kontaktarm des Relais 101 geschlossen werden, das für die "Schneid"-Betriobsrart wahüwujse erregt wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist. DerAccording to FIG. 5, the power supply device 40 has input terminals 41 and 42, to which the signal generator 200 of an electrical alternating current source is connected in parallel. The electrical alternating current source can be, for example, a conventional current source with 115 V and 60 periods, to which the power supply device 40 is connected. Power supply 40 also includes a conventional control circuit 199 for changing the AC input by changing its phase and amplitude, sold by General Electric Co. under the designation GE TRIAC No. S100B3. This circuit contains a TRIAC element 201 and a diode element 202 provided with a disk or a double base and which is connected to the control electrode of the TRIAC element 201. A pair of terminals 43a, 44 are provided for the selective connection of a variable resistor 203 in the control circuit 199 to change its output for the "coagulation" mode, as well as a pair of terminals 43b, 44 for the optional connection of a variable resistor 204 into the control circuit 199 in order to change its output during the "cutting H" operating mode. The resistors 203, 20A are arranged on the control panel and are preset according to the desired current for each operating mode. The terminals 43a and 44 are shown as stationary contacts which are closed by a movable contact arm of the relay 105, which is optionally excited for the "coagulation" mode. Likewise, the terminals 43b and 45 are exposed as stationary contacts, which are closed by a movable contact arm of the relay 101, which is for the " Schneid "-Betriobsrart wahüwujse is excited, as shown in Fig. 1. The
3 09 3 (J ö / 0 S it : 3 09 3 (J ö / 0 S it:
Steuerstromkreis 199 ist auch mittels des veränderlichen Widerstandes 205 einstellbar, um den Ausgang der Stromzuführungsein-• richtung zu verändern.Control circuit 199 is also by means of the variable resistor 205 adjustable to change the output of the power supply • device.
Die Stromzuführungseinrichtung enthält einen Transformator 206, welcher den Ausgang der Stromquelle 200 mit einer Diodenbrücke 207 kuppelt, um parallel zu den Klemmen 47 und 48 eine Gleichspannung B- vorzusehen, während ein Transformator 208 den Ausgang des Steuerstromkreises 199 mit einer Diodenbrücke 209 kuppelt, um parallel zu den Klemmen 46 und 47 eine Gleichspannung V- vorzusehen. Ein auf dem Steuerpult angeordneter Schalter 211 verbindet den Eingang der Stromquelle 200 mit dem Steuerstromkreis 199 und eine Lampe L1 zeigt an, wenn der Strom für die Stromzuführungseinrichtung eingeschaltet ist. Ein Kondensator 212 ist zu den Klemmen 47 und 48 parallel geschaltet, um den 60-Perioden-Strom zu filtern. Zu den Klemmen 47 und 46 sind ein Widerstand 213 und ein Kondensator 214 parallel geschaltet, wobei der letztere ebenfalls dazu verwendet wird, den 60-Perioden-Strom zu filtern, um zu verhindern, daß derselbe auf die Elektroden zur Einwirkung kommt. Auf diese Weise wird die Wellenform der durch den Hochfrequenzgenerator erzeugten Energie durch die 60-Perioden-Stromquelle 200 nicht wesentlich amplitudenmoduliert. Die früher für das Schneiden von Gewebe verwendeten Vakuumröhrengeneratoren erzeugen eine amplitudenmodulierte Wellenform, welche durch die 60-Perioden-Eingangsstromleitung in dem Maße moduliert wird, daß sie vollständig auf 120 Perioden moduliert wird. Die Wirkung einer solchen Amplitudenmodulation besteht darin, eine Reihe oder Gruppe von Hochfrequenzenergieschwingungen zu erzeugen, welche bei jeder Widerholung an einer Stelle im wesentlichen auf die Amplitude Null abnehmen.The power supply device contains a transformer 206, which connects the output of the power source 200 with a diode bridge 207 couples in order to provide a DC voltage B- in parallel with the terminals 47 and 48, while a transformer 208 provides the output of the control circuit 199 with a diode bridge 209 couples to a DC voltage parallel to the terminals 46 and 47 V- to be provided. A switch 211 arranged on the control panel connects the input of the current source 200 to the control circuit 199 and a lamp L1 indicates when the power for the power supply device is switched on. A capacitor 212 is connected in parallel with terminals 47 and 48 to filter the 60-period current. To terminals 47 and 46 are a Resistor 213 and a capacitor 214 connected in parallel, the latter also being used to carry the 60-period current filter to prevent it from acting on the electrodes. This way the waveform becomes of the energy generated by the high-frequency generator is not significantly amplitude-modulated by the 60-period current source 200. The vacuum tube generators previously used for cutting tissue produce an amplitude-modulated waveform, which by the 60-period input power line to the extent is modulated so that it is fully modulated to 120 periods. The effect of such an amplitude modulation is there in creating a series or group of high frequency energy vibrations which, with each repetition, occur at one point in the decrease substantially to zero amplitude.
Bei der in Fig» 1 dargestellten elektrochirurgischen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist im Betrieb die aktive Elektrode 115 so angeordnet, daß sie auf einem Patienten 220 einwirkt. Die indifferente Elektrode oder die Erdungsplatte 103 des Patienten wird gegen den Körper des Patienten angelegt, gewöhnlich indem der Patient auf der Platte 103 liegt. Der StromzuführungsschalterIn the case of the electrosurgical device according to the invention shown in FIG. 1, the active electrode 115 is like this during operation arranged to act on a patient 220. The indifferent electrode or ground plate 103 of the patient is applied against the patient's body, usually with the patient lying on the plate 103. The power supply switch
g E 39/1 - 12 -g E 39/1 - 12 -
309808/Q542309808 / Q542
2U08322U0832
211 wird eingeschaltet und die Widerstände 203 und 204 werden auf die gewünschten Stromstärken eingestellt. Um einen Schnitt auszuführen, wird dann der Schneidschalter 102 für die "Schnitt 1"-Betriebsart geschlossen. Der Fußtrittschalter 127 wird durch den Arzt mit dem Fuß betätigt, wodurch der bewegliche Kontaktarm des Schalters 127 mit dem ortsfeaen Kontakt 128 verbunden wird. Das Relais 101 wird daher erregt, so daß die Klemmen 43b und 45 der Stromzuführungseinrichtung 40 geschlossen werden und der Schalter 102 geschlossen wird, um die Klemme 21 des Hochfrequenzgenerators 20 zu erden, damit derselbe eingeschaltet wird, um elektrische Hochfrequenzenergie in einer schwingenden Wellenform mit im wesentlichen konstanter Amplitude zu erzeugen, wie bei C in Fig. 7 dargestellt ist. Diese elektrische Hochfrequenzenergie wird dann durch den Leistungsverstärker 30 verstärkt und durch den Transe-formator mit der e Elektrode 15 und der Platte 103 gekuppelte Die Hochfrequenzenergie strömt dann von der aktiven Elektrode 115, um wahlweise das Körpergewebe des Patienten 220 zu zerschneiden, worauf die Energie zu der Platte 103 zu-< rückkehrt. Nach dem Durchgang durch die Platte 103 wird die Hochfrequenzenergie in den Hochfrequenzdrosseln 121, 124 und 125 verteilt.211 is turned on and resistors 203 and 204 are set to the desired currents. To make a cut, cut switch 102 is then closed for the "cut 1" mode. The foot pedal switch 127 is operated by the doctor with his foot, whereby the movable contact arm of the switch 127 is connected to the stationary contact 128. The relay 101 is therefore energized so that the terminals 43b and 45 of the power supply 40 are closed and the switch 102 is closed to ground the terminal 21 of the high frequency generator 20 so that the same is switched on to generate high frequency electrical energy in an oscillating waveform with im to generate substantially constant amplitude, as shown at C in FIG. This radio frequency electrical energy is then amplified by the power amplifier 30 and coupled to the electrode 15 and the plate 103 through the transformer the plate back returns 103 to-<. After passing through the plate 103, the radio frequency energy is distributed in the radio frequency chokes 121, 124 and 125.
Wach jedem Schneidvorgang oder periodisch bei dem Schneidverfah ren oder der chrirurgischen Behandlung ist es notwendig, das aus dem geschnittenen Gewebe herausfließende Blut zu koagulieren. Dies geschieht durch Betätigung des Fußtrittschalters 127» um den beweglichen Kontaktarm desselben mit dem ortsfesten Kontakt 129 zu verbinden. Das Relais 101 wird stromlos gemacht, während das Relais 105 erregt wird. Die Kontakte 100 öffnen sich daher und die Klemme 21 ist nicht mehr geerdet. Die Kontakte 104 schließen die Klemmen 12 und 13 des Steuermultivibrators 10, um den Kondensator C30 zu C5 parallel zu schalteno Auch die Klömmen 43a und 44 der -Stromzuführungseinrichtung 40. werden geschlossen, so daß durch dieselbe parallel zu den Ausgangsklemmen. 4f> und 47 ein stärkerer Strom erzeugt wird. Bei der llKoaguliei-unfe-...t_-|l-betx'iebi-'arb verändert sich das Potential an den Klemm·---.!. 1 i und 21 abwechselnd, zwischen zwei verschiedenen elektrischer· Fotential-After each cutting operation or periodically during the cutting process or the surgical treatment, it is necessary to coagulate the blood flowing out of the cut tissue. This is done by actuating the foot switch 127 'in order to connect its movable contact arm to the stationary contact 129. Relay 101 is de-energized while relay 105 is energized. The contacts 100 therefore open and the terminal 21 is no longer grounded. The contacts 104 close the terminals 12 and 13 of the control multivibrator 10 in order to connect the capacitor C30 in parallel to C5. The terminals 43a and 44 of the power supply device 40 are also closed, so that they are parallel to the output terminals. 4f> and 47 a stronger current is generated. In the case of the ll Koaguliei-un fe -... t _- | l -betx'iebi-'arb, the potential at the terminal · ---.!. 1 i and 21 alternately, between two different electrical
3098 0 8/05423098 08/0542
niveaus, wobei jedes Niveau eine ausgewählte Dauer aufweist, welche durch den Arbeitszyklus des Flip-Flop-Stromkreises bestimmt wird. Diese Potentialniveaus regeln ihrerseits die Ein- und Ausschaltzeit des Oszillatorstromkreises 20a. Die Spannungswellenform am Ausgang des Steuermultivibrators 10 kann daher durch die in Fig. 7 gezeigte impulsförmige Wellenform B dargestellt werden. Die Spannung oder das Potentialniveau zum Einschalten des Oszillatorstromkreises ist das Erd- oder Nullpotential. Wie oben beschrieben wurde, geschieht dies jedesmal, wenn die Transistoren TR5 und TR7 leiten. Wenn jedoch der Transistor TR5 ausgeschaltet wird, wird auch der Transistor TR7 ausgeschaltet und das Potential an den Klemmen 11 und 21 ist eine Spannung V-, die über den Widerstand 28, die Diode D2 und den Widerstand R20 zugeführt wird. Der Oszillatorstromkreis wird daher ausgeschaltet, bis der Transistor TR7 wieder leitet, wie oben beschrieben wurde. Die Hochfrequenzenergie in Form einer Reihe oder Gruppe von Schwingungen wird daher durch den Generator 20 für jede Einschaltzeit " der Transistoren TR5 und TR7 erzeugt, wie bei E in Fig. 7 dargestellt ist. Diese Hochfrequenzenergie wird durch den Leistungsverstärker 30 verstärkt und auf die Elektrode 115 und die Platte 103 zur Einwirkung gebracht» Diese elektrische Hochfrequenzenergie kann charakterisiert werden als Gruppen- oder Pakete von verhältnismäßig kurzer Dauer, die sich in regelmäßigen Intervallen wieederholen, und wird durch die aktive Elektrode 115 xtfirksam, um das Blut zu koagulieren, das aus den verletzten Blutgefäßen längs des früher aufgeschnittenen Körpergewebes ausfließt.levels, each level having a selected duration, which is determined by the duty cycle of the flip-flop circuit. These potential levels in turn regulate the switch-on and switch-off times of the oscillator circuit 20a. The voltage waveform at the output of the control multivibrator 10 can therefore by the The pulse-shaped waveform B shown in Fig. 7 can be represented. The voltage or potential level to turn on the oscillator circuit is the earth or zero potential. As described above, this happens every time the transistors Lead TR5 and TR7. However, when the transistor TR5 is turned off, the transistor TR7 is also turned off and the potential at the terminals 11 and 21 is a voltage V-, which is supplied via the resistor 28, the diode D2 and the resistor R20 will. The oscillator circuit is therefore switched off until transistor TR7 conducts again, as described above. the High frequency energy in the form of a series or group of oscillations is therefore generated by the generator 20 for each switch-on time " of the transistors TR5 and TR7 are generated as shown at E in FIG. This high frequency energy is used by the power amplifier 30 amplified and brought into action on the electrode 115 and the plate 103 »This high-frequency electrical energy can be characterized as groups or packets of relatively short duration that move at regular intervals repeat, and is activated by the active electrode 115 xt, to coagulate the blood that flows out of the injured blood vessels along the previously cut body tissue.
Eine dritte Betriebsart, für welche die Vorrichtung verwendet werden kann, wird als "Schnitt 2"-Betriebsart bezeichnet und ist in Wirklichkeit eine Betriebsart, bei welcher die aktive Elektrode 115 sowohl schneidet als auch koaguliert» Bei der "Schnitt 2"-Betriebsart kann der Fußtrittschalter 127 in der S ohne ids te llung verbleiben., um die Erregung des Relais 101 und den Schneidstrom an üen Klemmen 46 udd 47 aufrecht ^u. erh.:.ict-;-l3 Der Schalter 102 wird jedoch in die "Schnitt 2"-Stellung tevf&.f.;; was die; Erdtüagungsv^rbindu-ig der Klemme 21 öffnet. Au.J d.i.^e Weiße steuert der feit!vibrator 10 die Sinschaltzelt für ü-m A third mode of operation for which the device can be used is referred to as the "cut 2" mode and is actually a mode in which the active electrode 115 both cuts and coagulates Foot switch 127 remain in the S without ids te llung. In order to keep the excitation of the relay 101 and the cutting current at terminals 46 and 47 upright ^ u. received : .ict -;- l3 The switch 102 is, however, in the "cut 2" position tevf & .f .; ; what the; Erdtüagungsv ^ rbindu-ig the terminal 21 opens. The feit! Vibrator 10 controls the switch tent for u-m
109B03/05(2109B03 / 05 (2
Hochfrequenzgenerator 20 und die Ausschaltzeit für denselben in der gleichen Weise, wie vorstehend für die "Koagulierungs"-Betriebsart beschrieben wurde. Die Klemmen 12 und 13 des Steuermultivibrators 10 sind jedoch geöffnet und der Kondensator C30 ist ausgeschaltet, so daß die Einschaltzeit langer und die Ausschaltzeit kürzer ist, wie durch die Wellenform A in Fig. 7 dargestellt wird. Der Hochfrequenzgeneratoir erzeugt dann eine Reihe von Gruppen der Hochfrequenzenergieschwingungen von längerer Dauer mit kürzeren Zeitintervallen zwischen jeder Reihe. Diese Energie wird verstärkt und auf die Elektrode 115 und die Platte 103 zur Einwirkung gebracht. Diese Hochfrequenzenergie an der aktiven Elektrode 115 bewirkt teilweise eine Schneidwirkung und teilweise eine Koagulierungswirkung am Körpergewebe des Patienten 220oHigh frequency generator 20 and its off time in the same manner as above for the "coagulation" mode has been described. Terminals 12 and 13 of the control multivibrator However, 10 are open and the capacitor C30 is switched off, so that the switch-on time is longer and the switch-off time is shorter as shown by waveform A in FIG. The high frequency generator then generates a series of groups of high frequency vibrations of longer duration with shorter time intervals between each series. These Energy is amplified and applied to electrode 115 and plate 103. This high frequency energy at the Active electrode 115 has a partially cutting effect and partially a coagulating effect on the body tissue of the patient 220o
Es wird nunmehr auf die Wellenformen der Fige. 7 Bezug genommen, um die Vorteile der Erfindung zu erklären. Der elektrische Widerstand des Körper gewebe s, durch welches der Hochfrequenzstrom fließt, ist im wesentlichen ein Impedanzwiderstand. Die Wellenformen des Hochfrequenzstromes, der Hochfrequenzspannung und der augenblicklichen Hochfrequenzenergie sind daher im wesentlichen gleich, wie durch die Wellenform C dargestellt wird. Sie können dadurch charakterisiert werden, daß sie schwingend sind und eine im wesentlichen konstante Amplitude aufweisen» Eine bevorzugte Frequenz dieser Hochfrequenzenergie ist 0,5 Hz, so daß die Periode jedes Zyklus der reziproke Wert der Frequenz oder gleich 2 Mikrosekunden ist. Die Dauer der Einschaltzeit und der "Koagulierungs"-Betriebsart beträgt etwa 10 Mikrosekunden und es wurde gefunden, daß ein Zeitintervall der Ausschaltzeit von etwa 40 Mikrosekunden oder ein Verhältnis von 1:4 ausgezeichnete Ergebnisse der Blutkoagulierung liefert. Demgemäß wird eine Reihe von Schwingungen der elektrischen Hochfrequenzenergie von gleicher Dauer erzeugt, die sich in regelmäßigen Intervallen wiederholen, wie durch die Wellenform E dargestellt wird. Die vorstehend verwendeten Bezeichnungen "Gruppe" oder "Paket" sollen sich daher auf eine Reihe von Hochfrequenzenergieschwingungen beziehen, die während einer besonderen Dauer oder eines vor-It is now to the waveforms of FIG e. 7 to explain the advantages of the invention. The electrical resistance of the body tissue through which the high-frequency current flows is essentially an impedance resistance. The waveforms of the high frequency current, high frequency voltage and instantaneous high frequency energy are therefore substantially the same as shown by waveform C. They can be characterized as vibrating and having a substantially constant amplitude. A preferred frequency of this radio frequency energy is 0.5 Hz, so that the period of each cycle is the reciprocal of the frequency or equal to 2 microseconds. The duration of the on-time and "coagulation" mode is about 10 microseconds and it has been found that an off-time interval of about 40 microseconds, or a ratio of 1: 4, provides excellent blood coagulation results. Accordingly, a series of vibrations of the high frequency electrical energy of equal duration are generated which are repeated at regular intervals as shown by waveform E. The terms "group" or "package" used above are therefore intended to refer to a series of high-frequency energy oscillations that occur during a particular duration or pre-
Ξ 39/1 - 15 -Ξ 39/1 - 15 -
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her gewählten Zeitintervalls auftreten. Da die durch den Generator 20 erzeugten Schwingungen eine im wesentlichen konstante Amplitude aufweisen, begrenzen die positiven und negativen Spitzen einen rechteckigen Bereich, der als eine im wesentlichen rechteckförmige Umhüllung der Hochfrequenzenergie angesehen werden kann» Dies ist zu unterscheiden von der durch einen Funkenstrekkengenerator erzeugten Hochfrequenzenergie, welche gedämpfte Schwingungen aufweist und deren augenblickliche Leistung rasch abnimmt, wie durch die Wellenform G in Fig. 7 dargestellt wird«occur from the selected time interval. Because the by the generator 20 generated vibrations have a substantially constant amplitude, limit the positive and negative peaks a rectangular area that appears as a substantially rectangular area Envelopment of the radio frequency energy can be considered can »This is to be distinguished from that of a spark gap generator generated high-frequency energy, which has damped vibrations and its instantaneous power quickly decreases as shown by waveform G in Fig. 7 "
Die Bedeutung des Unterschiedes zwischen den beiden wird am besten verständlich, wenn die durchschnittlichen Leistungswellenformen für die beiden Arten der Generatoren in Betracht gezogen werden, die durch die Wellenformen F und H dargestellt sind. Der Generator 20 erzeugt eine Reihe oder Gruppe von Hochfrequenzwellenformen E, welche eine im wesentlichen flache durchschnittliche Leistungscharakteristik über die Dauer der Wellenform aufweist, wie bei F dargestellt ist, während die Wellenform des Funkenstreckengenerators längs einer parabolisch geformten Kurve von progressiv abnehmender Neigung rasch auf Null abnimmt, wie bei H dargestellt ist. Um daher eine äquivalente durchschnittliche Leistung über einen ähnlichen Arbeitszyklus zu erzielen, erfordert der Funkenstreckengenerator beträchtlich höhere Hochfrequenzspannungen und -ströme.The significance of the difference between the two becomes best understandable when the average power waveforms for the two types of generators are taken into account represented by waveforms F and H. The generator 20 generates a series or group of high frequency waveforms E, which has a substantially flat average power characteristic over the duration of the waveform, as shown at F, while the waveform of the spark gap generator follows a parabolic shaped curve rapidly decreases from progressively decreasing slope to zero, as shown at H. To therefore an equivalent average To achieve performance over a similar duty cycle, the spark gap generator requires significantly higher radio frequency voltages and currents.
Vergleichende Versuche haben gezeigt, daß die vorstehend beschriebene Vorrichtung bei etwa 2400 V von Spitze zu Spitze an der aktiven Elektrode arbeitet, während ein vergleichbarer Funkenstreckengenerator etwa 6500 V von Spitze zu Spitze erfordert. Dieser Unterschied der Betriebsspannungen ist ein wichtiger Faktor vom Standpunkt der Sicherheit für den Patienten, das Personal und den Arzt«, Außerdem ist der Eingangswellenstrom zum Vakuumröhrengenerator gewöhnlich in der g Größenordnung von 1000 V bei 60 Perioden im Vergleich zu den 117 V für die »Schnitt 1»- Betriebsart bei der vorliegenden Vorrichtung, sowie der Gleichstrom von etwa 1000 V für den Vakuumröhrengenerator im Vergleich zu dem Maximum von 180 V bei der vorliegenden Vorrichtung,,Comparative tests have shown that the above-described Device operates at about 2400 V tip-to-tip on the active electrode, while a comparable spark gap generator requires about 6500 V peak to peak. This difference in operating voltages is an important factor from the standpoint of safety for the patient, the staff and the doctor «, In addition, there is the input wave current to the vacuum tube generator usually on the order of 1000 V for 60 periods compared to the 117 V for the »cut 1» - Operating mode in the present device, as well as the direct current of about 1000 V for the vacuum tube generator in comparison to the maximum of 180 V in the present device,
E 39/1 - 16 -E 39/1 - 16 -
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Um die Schneidstrom- und Koagulierungsstromerfordernisse zu erfüllen, beträgt die durchschnittliche Leistung der vorliegenden Vorrichtung etwa 500 ¥ und maximal 700 bis 800 V, Die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators 20 der vorliegenden Vorrichtung liegt im Bereich von etwa 0 bis 300 V für die »Schnitt 1"-Betriebsart und von etwa 0 bis 400 V für die "Schnitt 2"-Betriebsart und die "Koagulierungs"-Betriebsarte Die Ausgangsspannung an der aktiven Elektrode liegt im Bereich von etwa 0 bis 1,1 kV für die "Schnitt 1"-Betriebsart und von etwa 0 bis 1S5 kV für die "Schnitt 2"- und die "Koagulierungs"-Betriebsart, Mit diesen Zahlenangaben ist für die Koagulation mit dem Funkenstreckengenerator eine Spitzenspannung von etwa 4,5 kV und eine Spitzenleistung von etwa 6,5 kW zu vergleichen.In order to meet the cutting current and coagulation current requirements, the average power of the present device is about 500 yen and a maximum of 700 to 800 V. The output power of the high frequency generator 20 of the present device is in the range of about 0 to 300 V for the "cut 1" - mode, and from about 0 to 400 V for the "section 2" mode and the "coagulant" mode e the output voltage on the active electrode is in the range of about 0 to 1.1 kV for the "section 1" mode and from about 0 to 1 S 5 kV for the "cut 2" and the "coagulation" operating mode. With these figures, a peak voltage of about 4.5 kV and a peak power of about 6.5 kW is for the coagulation with the spark gap generator to compare.
Außerdem ergeben die verwendeten Festkörperelemente einen Stromkreis von stark verbesserter Zuverlässigkeit und Wirksamkeit, sowie eine genauere Stromregelung für die elektrochirurgischen Instrumente, als bisher vorgesehen war« Die verhältnismäßig niedrige Gleichspannung von -14 V, die als Vorspannung für die Transistoren verwendet wird, und der Fußtrittschalter 127, der vorzugsweise explosionsgeschützt ist, tragen zu der Sicherheit bei. In der vorstehend beschriebenen Schaltung sind die Gleichspannung und die 60-Perioden-Wechselstromspannung wirksam von den Elektroden isoliert, um die Modulation der 60-Perioden-Hauptstromfrequenz auf ein Mindestmaß herabzusetzen, welche sonst die Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators und die Sicherheit des Patienten beeinflussen könnte. In addition, the solid-state elements used result in a circuit of greatly improved reliability and effectiveness, as well as more accurate current control for electrosurgical Instruments, as previously intended «The relatively low DC voltage of -14 V, which is used as a bias voltage for the transistors is used, and the foot switch 127, which is preferably explosion-proof, adds to the safety. In the circuit described above, the DC voltage and the 60-period AC voltage are effective from the Electrodes isolated to modulate the 60-period main current frequency reduce to a minimum, which could otherwise affect the output power of the high-frequency generator and the safety of the patient.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene beispielsweise Ausführungsform beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. The invention is not limited to that shown and described For example, limited embodiment that can undergo various modifications without departing from the scope of the invention.
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