DE3626698A1 - Verfahren zum betrieb eines hf-chirurgiegeraetes sowie sicherheitseinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines HF-Chirurgiegerätes, bei dem ein HF-Arbeitsstrom nach Betätigung eines Schalters von einer aktiven Elek­ trode über einen zu behandelnden Körper zu einer neutra­ len Elektrode gesandt wird, wobei vor dem Aussenden des HF-Arbeitsstromes ein HF-Meßstrom-Impuls von vorgegebe­ ner Amplitude und vorgegebener Frequenz in die aktive Elektrode geleitet und bezüglich der Amplitude mit dem von der neutralen Elektrode abgegriffenen HF-Meßstrom- Impuls verglichen wird, nach Patent 35 30 456 (Patentan­ meldung P 35 30 456.1). Die Erfindung bezieht sich wei­ terhin auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es auf einfache Art und Weise durchgeführt werden kann. Weiterhin besteht die Aufgabe, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben. Verfahren und Einrichtung sollen dabei mit leicht erhältlichen Bauelementen auskommen.

Die genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Vergleich die Differenz der Stromamplituden der in der ak­ tiven und neutralen Elektrode fließenden Ströme gebil­ det und diese Differenz mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, und daß in Abhängigkeit des Vergleichs mit dem Grenzwert ein Freigabesignal gebildet wird.

Die genannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, die einen Oszillator zur Aussen­ dung des HF-Arbeitsstromes besitzt, erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß zum Vergleich der Amplituden eine Ein­ richtung zur Differenzstrommessung vorgesehen ist, die von dem vorgegebenen Grenzwert beaufschlagt ist.

Zu einem gerätetechnischen Vorteil führt es dabei, wenn die Einrichtung zur Differenzstrommessung einen Strom­ wandler umfaßt, durch dessen Kern die Zuleitung für die aktive Elektrode und die Zuleitung für die neutrale Elek­ trode geführt sind.

Man kann einen Oszillator einsparen, wenn der Oszillator in der Leistung steuerbar ist und sowohl für die Aussen­ dung des HF-Arbeitsstroms als auch für die Aussendung des HF-Meßstrom-Impulses mit demgegenüber verringerter Lei­ stung vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen, die in drei Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein HF-Chirurgiegerät mit einer Überwachungsschal­ tung zur Anzeige der Gefahr ungewollter Verbren­ nungen mit einer Ableitung von HF-Arbeitsstrom und HF-Meßstrom-Impuls aus ein und demselben HF-Oszil­ lator,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Größe der Ströme und

Fig. 3 ein gegenüber der Fig. 1 modifiziertes Ausführungs­ beispiel für eine Überwachungsschaltung.

Nach Fig. 1 ist ein HF-Chirurgiegerät 2 vorgesehen, das von konventioneller Bauart ist, zusätzlich aber eine Überwachungsschaltung enthält, die im einzelnen noch näher erläutert wird. Das HF-Chirurgiegerät 2 ist an ei­ ne Netzversorgung 4 angeschlossen, die einen Erd- oder Masseanschluß 6 aufweist. An einem HF-Anschluß 8 ist über eine Verbindungsleitung 9 ein chirurgischer Handgriff 10 angeschlossen, der mit einem von Hand zu betätigenden Schalter 12 zum Einschalten eines HF-Arbeitsstroms I _o ausgerüstet ist. Der Handgriff 10 ist mit einer aktiven Elektrode 14 leitend verbunden, die beim Koagulieren auf das zu stillende Blutgefäß im Patientenkörper 16 aufge­ drückt wird. Am Patientenkörper 16 ist in konventioneller Weise eine neutrale Elektrode 18 kontaktgebend befestigt. Diese neutrale Elektrode 18 ist einstückig ausgebildet und insbesondere als Wegwerfartikel ausgeführt. Von der neu­ tralen Elektrode 18 führt eine Verbindungsleitung 19 zum anderen HF-Anschluß 20 des HF-Chirurgiegerätes 2. Dieser HF-Anschluß 20 ist geräteintern mit dem Masseanschluß 6 verbunden.

Der HF-Arbeitsstrom I _o mit der Hochfrequenz f _o wird im Koagulationsbetrieb von einem in der Leistung umschalt­ baren HF-Oszillator 22 erzeugt. Zu diesem Zweck ist der erste Ausgang des HF-Oszillators 22 über eine Umschalt­ vorrichtung 24 mit dem ersten HF-Anschluß 8 verbunden. Ein Anschluß ist an dem zweiten HF-Anschluß 20 und damit an Erdpotential 6 gelegt. Die Umschaltvorrichtung 24 wird durch ein Freigabesignal g, das auf einer (gestrichelt ge­ zeichneten) Steuerleitung 26 zugeführt wird, in die (nicht gezeichnete) linke Schaltstellung überführt. Die Ausgangs­ lage ist somit die (eingezeichnete) rechte Schaltstellung.

Die Umschaltvorrichtung 24 bleibt nach Einwirkung des Freigabesignals g in der linken Schaltstellung, und zwar bis ein neues Schalten durch den Handschalter 12 erfolgt oder erfolgen soll. Hierbei kann ein (nicht gezeigtes) Zeitglied die Rückführung in die Ausgangslage übernehmen.

Schematisch sind in Fig. 1 zwei Fehler- oder Nebenstrom­ wege eingezeichnet, die zu "ungewollten Verbrennungen" führen können. Der eine Nebenstromweg umfaßt ein erstes, verhältnismäßig kleines Kontaktstück 30, das über irgend­ einen Strompfad, z. B. den OP-Tisch, direkt mit Masse 6 verbunden ist. Auf diesem ersten Nebenstromweg kann ein HF-Nebenstrom I ₁ fließen. Der andere Nebenstromweg umfaßt ein zweites, ebenfalls verhältnismäßig kleines Kontakt­ stück 32, das ebenfalls am Patientenkörper 16 anliegt, sowie eine angeschlossene Kapazität 34, die mit Masse 6 verbunden ist. Die Kapazität 34 kann z. B. durch den tex­ tilen Belag zwischen Patientenkörper 16 und Masse 6 ge­ bildet sein. Auf diesem zweiten Nebenstromweg kann ein HF-Nebenstrom I ₂ fließen. Im Bereich beider Kontaktstücke 30, 32 kann es zu einer "ungewollten Verbrennung" kommen, wenn der zugehörige HF-Nebenstrom I ₁ bzw. I ₂ nach Ein­ schalten des Arbeitsstroms I _o einen unzulässig hohen Wert annimmt.

Durch die im folgenden beschriebene Überwachungsschaltung wird durch einen HF-Meßstrom I _z , der vorzugsweise impuls­ förmig abgegeben wird, der Stromweg von der aktiven Elek­ trode 14 über den Patientenkörper 16 und die neutrale Elektrode 18 zurück zum HF-Chirurgiegerät 2 vor dem ei­ gentlichen Koagulationsvorgang überprüft. Erst bei voll­ ständigem oder innerhalb einer festgelegten Toleranz P erfolgtem Rückfluß des Meßstroms I _z , d. h. wenn die zu er­ wartenden Nebenströme I ₁, I ₂ unschädlich klein sein wer­ den, wird schaltungstechnisch der eigentliche HF-Arbeits­ strom I _o für den chirurgischen Eingriff freigegeben.

Nach Fig. 1 umfaßt die Überwachungsschaltung einen zwei­ ten Ausgang am HF-Oszillator 22 zur Aussendung eines HF- Meßstrom Impulses I _z von vorgegebener Amplitude I _za und vorgegebener Frequenz f _z . Somit ist wahlweise (bestimmt durch das Signal g) der erste oder zweite Ausgang des HF- Oszillators 22 über die Umschaltvorrichtung 24 mit dem ersten HF-Anschluß 8 verbunden. Der HF-Meßstrom-Impuls I _z wird also über die Umschaltvorrichtung 24, die z. B. als Schalttransistor ausgeführt ist, bei Betätigung des Schal­ ters 12 in die aktive Elektrode 14 geleitet. Die Amplitu­ de I _za ist dabei z. B. fest eingestellt; sie kann auch von Hand vom Benutzer einstellbar sein. Ihr Wert wird mittels eines ersten Stromsensors 38 erfaßt, und der so erfaßte Meßwert wird dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 40 zugeleitet. Der von der neutralen Elektrode 18 aufge­ nommene HF-Meßstrom-Impuls I′ _z , dessen Amplitude I′ _za u. U. die um auf den beiden Nebenstromwegen fließenden Anteile kleiner ist als die Amplitude I _za , wird mittels eines zweiten Stromsensors 42 vor dem HF-Anschluß 20 erfaßt. Der hier erfaßte Meßwert wird dem anderen Eingang der Ver­ gleichsschaltung 40 zugeleitet.

Die Vergleichsschaltung 40 dient dem eigentlichen Nach­ weis, ob wesentliche Nebenstromwege vorhanden sind oder nicht. Sie vergleicht die Amplituden I _za , I′ _za miteinander durch Differenzbildung. In Abhängigkeit des Vergleichs wird das Freigabesignal g oder h gebildet. Wenn insbeson­ dere die Differenz I _za - I′ _za der Amplituden I _za , I′ _za inner­ halb einer vorgegebenen Toleranz P liegt, d. h. klei­ ner ist als ein vorbestimmter Grenzwert P, wird das Frei­ gabesignal g auf die Leitung 26 gegeben. Der Grenzwert P wird an einem Grenzwertgeber 43, z. B. einem Potentiome­ ter, eingestellt. Das Freigabesignal g bewirkt eine opti­ sche Anzeige mittels einer Lampe 44 und gleichzeitig die Umschaltung der Umschaltvorrichtung 24 und einer Umschalt­ einrichtung 24 a jeweils in die (nicht gezeichnete) linke Schaltstellung. Dieses Umschalten bewirkt den direkten Be­ ginn der HF-chirurgischen Behandlung. Beim Umschalten wird der HF-Oszillator 22 auf die höhere Eingangsspan­ nung U ₂ U ₁ gelegt, was zu einem höheren HF-Strom I _o I _z führt. Natürlich können Anzeige und Behandlungsbeginn auch voneinander getrennt sein. Gegebenenfalls kann die Anzeige ganz entfallen. Wenn der Differenzstrom I _za - I′ _za dagegen oberhalb des vorbestimmten Grenzwerts P liegt, vgl. Fig. 2, dann kann über eine Leitung 46 das Freiga­ besignal h zur Freigabe eines Alarms und/oder der Blocka­ de des HF-Arbeitsstroms I _o abgegeben werden. Das Freiga­ besignal h ist also ein Signal zur Anzeige einer Gefahr und/oder zur Verhinderung der Koagulation. Nach Fig. 1 kann diese Gefahr mittels einer optischen Anzeige oder Lampe 48 angezeigt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform wird bei Aufsetzen und Einschalten der aktiven Elektrode 14 mittels des Schal­ ters 12 ein HF-Meßstrom I _z mit fester Frequenz f _z von ca. 100 kHz bis 1 MHz und einer festen Amplitude I _za von ca. 100 mA freigegeben. Beim Rückfluß über den Patientenkreis wird meßtechnisch überprüft, ob dieser Wert von ca. 100 mA oder ein akzeptabler Teil P hiervon am geerdeten An­ schluß des HF-Generators 22 ankommt. Ist dies der Fall, kann davon ausgegangen werden, daß keine nennenswerten Nebenanschlüsse vorhanden sind, und der HF-Arbeitsstrom I _o , der in der Regel vom Benutzer einstellbar ist nach Strom­ stärke und Modulationsfrequenz, wird freigegeben. Die Funktion "Arbeitskreis in Ordnung" wird dem Benutzer durch die Lampe 44 optisch angezeigt.

Es soll betont werden, daß die Ströme I _z und I′ _z ohne er­ höhten Meßaufwand zu vergleichen sind, wenn eine fest eingeprägte Frequenz f _z und ein fest eingeprägter Strom I _z verwendet wird. Der Vergleich durch Differenzstrommes­ sung ist auch über eine Brückenschaltung möglich, z. B. auch durch gegeneinander geschaltete Dioden.

Es ist festzuhalten, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Amplitude I _za des HF-Meßstrom-Impulses I _z dadurch kleiner gewählt ist als die Amplitude I _oa des pulsförmigen HF-Arbeitsstroms I _o , daß die Leistung des (einzigen) HF-Generators 22 in der Leistung mittels Um­ schaltvorrichtung 24 a herabgesetzt wird. Dies könnte auch durch eine Programmsteuerung geschehen, die in Software ausgeführt sein kann. Auch in diesem Fall könnte die Ver­ sorgungsspannung des HF-Generators 22 programmiert zurück­ genommen werden. Durch diese Maßnahmen wird ein zweiter HF-Generator eingespart.

Aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Stromsubtraktion direkt mittels eines Stromwandlers 50 durchgeführt werden kann. Durch dessen Kern sind sowohl die Zuleitung 9 für die ak­ tive Elektrode 14 als auch die Zuleitung 19 für die neu­ trale Elektrode 18 geführt. Die Leitungen sind hier also gegensinnig angeordnet. In der Vergleichsschaltung 40 wird die Differenz I _za - I′ _za lediglich noch mit dem Grenzwert P verglichen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betrieb eines HF-Chirurgiegerätes, bei dem ein HF-Arbeitsstrom (I _o ) nach Betätigung eines Schal­ ters (12) von einer aktiven Elektrode (14) über einen zu behandelnden Körper (16) zu einer neutralen Elektrode (18) gesandt wird, wobei vor dem Aussenden des HF-Arbeitsstro­ mes (I _o ) ein HF-Meßstrom-Impuls (I _z ) von vorgegebener Ampli­ tude (I _za ) und vorgegebener Frequenz (f _z ) in die aktive Elektrode (14) geleitet und bezüglich der Amplitude (I′ _za ) mit dem von der neutralen Elektrode (18 ) abgegriffenen HF- Meßstrom-Impuls (I′ _z ) verglichen wird, nach Patent 35 30 456 (Patentanmeldung P 35 30 456.1), dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich die Differenz der Stromamplituden (I _za , I′ _za ) der in der akti­ ven und neutralen Elektrode (14, 18) fließenden Ströme (I _z , I′ _z ) gebildet und diese Differenz mit einem vorgege­ benen Grenzwert (P) verglichen wird, und daß in Abhängig­ keit des Vergleichs mit dem Grenzwert (P) ein Freigabe­ signal (g, h) gebildet wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, mit einem Oszillator (22) zur Aussendung des HF-Arbeitsstromes (I _o ), dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Vergleich der Amplituden (I _za , I′ _za ) eine Einrichtung zur Differenzstrommessung vorgesehen ist, die von dem vorgegebenen Grenzwert (P) beaufschlagt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung (38, 40, 42; 39, 40) zur Differenzstrommessung einen Stromwandler (50) umfaßt, durch dessen Kern die Zuleitung (9) für die aktive Elektrode (14) und die Zuleitung (19) für die neu­ trale Elektrode (18) geführt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (22) in der Leistung steuerbar ist und sowohl für die Aussen­ dung des HF-Arbeitsstromes (I _o ) als auch für die Aussen­ dung des HF-Meßstrom-Impulses (I _z ) mit demgegenüber ver­ ringerter Leistung vorgesehen ist.