DE69404999T2

DE69404999T2 - Gerät zur regelung von leckströmen bei einem hf-chirurgiegerät, sowie zugehöriges regelungsverfahren

Info

Publication number: DE69404999T2
Application number: DE69404999T
Authority: DE
Inventors: Michael Klicek; William Paterson
Original assignee: Valleylab Inc
Current assignee: Covidien AG
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2014-04-27
Also published as: DE9490451U1; EP0710090B1; AU6436294A; JP2671965B2; US5372596A; JPH08507709A; DE69404999D1; WO1995003743A1; AU678228B2; CA2165186A1; EP0710090A1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Elektrochirurgie und insbesondere die Regelung einer elektrochirurgischen Generatoreinheit (Englisch: Electro-Surgical Generator Unit, ESU) durch Algorithmen für spezielle Ausgangsbetriebsmodi zur Verringerung von Leckströmen, insbesondere während des Übergangs zwischen dem offenen Stromkreis und dem Kontakt mit dem Gewebe und der Rückführung zum offenen Stromkreis.

2. Hintergrund der Offenbarung

Elektrochirurgie ist die Anwendung hochfrequenter elektrischer Energie an der Operationsstelle eines Menschen oder Tiers zum Schneiden von Gewebe, zur Koagulation oder für eine Kombination davon. Beim einpoligen Betriebsmodus wird der durch eine ESU erzeugte hochfrequente Strom dem Gewebe von einer vom Chirurgen gehaltenen aktiven Elektrode zugeführt und von einer am Patienten angebrachten Dispersionselektrode gesammelt. Ein kleiner Kontaktbereich der aktiven Elektrode bewirkt eine hohe Stromdichte, so daß an der Operationsstelle ein Funken ins Gewebe eindringt. Dieser Funken verursacht, örtlich begrenzt, große Hitze, Verschorfen, Ausbrennen (Gewebeverschorfung) und andere Effekte, um dadurch ein Schneiden und/oder eine Koagulation zu erreichen. Die Dispersionselektrode sammelt die Energie und führt sie zur ESU zurück, um den elektrischen Stromkreis zu schließen. Die Dispersionselektrode weist eine beträchtliche Größe auf, so daß die von ihr aufgenommene Energiedichte klein genug ist, um eine Verletzung oder Verbrennung durch Erhitzen zu vermeiden.
Eine Verbrennung würde entstehen, wenn die dem Gewebe zugeführte Leistung, nachdem sie durch den Körper gegangen ist, eine hohe Energiedichte bei ihrem Austritt hätte, so daß lokal eine Erhitzung des Gewebes aufträte. Diese Situation tritt auf, wenn die Energie an einem anderen Ort als der Dispersionselektrode aus dem Patientenkörper austreten kann. Ein solcher Zustand wird als Leckstrom bezeichnet. Eine durch einen solchen Leckstrom hervorgerufene Verbrennung kann ziemlich ernst sein, da der Patient betäubt ist und nicht darauf reagieren kann. Häufig ist der Verbrennungsbereich zugedeckt, so daß der Arzt oder die chirurgischen Hilfskräfte ihn nicht sehen können, bis es zu spät ist, korrigierende Maßnahmen zu ergreifen.
Ein anderer möglicher Weg für Verbrennungen durch Leckströme führt zum Chirurgen über den Kontakt mit der aktiven Elektrode oder den Leitern, die die hochfrequente elektrochirurgische Hochspannungsenergie zuführen. Unter diesen Umständen würde ein Leckstrom den Chirurgen oder eine der chirurgischen Hilfskräfte verletzen oder verbrennen, die in Kontakt mit der aktiven Elektrode oder deren Speiseleiter und der Erde sind. Aus diesem Grund sind Leckströme oder andere Stromwege in der Elektrochirurgie von beträchtlicher Bedeutung, und man bemüht sich Leckströme zu überwachen und zu kontrollieren.
Frühere elektrochirurgische Einheiten (ESU) hatten einen auf Erde oder Masse bezogenen Aufbau. Durch die Erdreferenz waren sowohl die Rückführung für die ESU als auch die Dispersionselektrode mit Erde oder Masse verbunden. Die Erdreferenzanordnung arbeitete zufriedenstellend, vorausgesetzt, daß keine andere Stelle des Patienten geerdet war. Sobald während der elektrochirurgischen Behandlung eine Überwachungselektrode, d.h. eine EKG-Elektrode verwendet wurde und die Überwachungselektrode auf Erde bezogen war, konnte ein gewisser Teil der elektrochirurgischen Energie durch die Überwachungselektrode zur Erde hin abfließen, statt den gewünschten Weg zurück durch die Dispersionselektrode zu nehmen. Weil Überwachungselektroden gewöhnlich eine kleine Kontaktfläche haben, kann die Stromdichte an dieser Kontaktfläche für eine Verbrennung ausreichen. Eine noch schlimmere Situation tritt auf, wenn die Verbindung des elektrochirurgischen Generators mit der Dispersionselektrode versehentlich unterbrochen wird. Dann fließt, da kein direkter Stromweg zurück zur ESU besteht, die gesamte Leistung über einen anderen geerdeten Weg, z.B. durch die Überwachungselektroden, den Chirurgen und/oder den Operationstisch. Dies kann möglicherweise zu schweren Verbrennungen führen.
Ein Versuch, die bei auf Erde oder Masse bezogenen ESUs vorkommenden Risiken zu verringern, ist die vollständige Isolation der Leistungsausgangsschaltung der ESU von irgendeiner anderen Masse. Ausgangsisolierte ESUs waren ein wichtiger Schritt bei der Verringerung der durch andere Stromwege verursachten Verbrennungen, weil die den Patienten anregende elektrochirurgische Energie beim Zurückfließen zur ESU mit höherer Wahrscheinlichkeit durch die Dispersionselektrode floß, um den Stromkreis zu schließen und nicht durch irgendeinen anderen auf Erde oder Masse bezogenen Punkt. Falls die Verbindung des Generators zur Dispersionselektrode abbrechen würde, wäre ein beträchtlicher Teil des elektrochirurgischen Energieflusses von der ESU unterbrochen.
Obwohl ESUs mit isoliertem Ausgang einen Fortschritt gegenüber den früheren geerdeten Einheiten darstellten, verblieb ein Problem, da die Isolation gegenüber Masse oder Erde nicht immer zufriedenstellend war. Bei den relativ hohen Frequenzen der elektochirurgischen Ströme, z.B. 500 kHz bis 1 MHz, ermöglicht die Streukapazität zur Masse oder Erde andere Erdwege. Außerdem ist die Größe der Streukapazität, die zur Erzeugung dieser anderen signifikanten Erdwege benötigt wird, um die auf Erde oder Masse bezogene Energie fließen zu lassen, nicht groß. Wenn die ESU erd- oder massebezogen arbeitet, existiert, obwohl es wenige alternative Wege der Energie zur Erde gibt, dennoch die Möglichkeit, daß ein Patient und andere Verbrennungen erleiden.
Eine Verbesserung bei der Reduzierung anderer Energiewege in isolierten elektrochirurgischen Generatoren stellte die Verwendung eines Differentialtransformators im Ausgangskreis dar, wie dies in dem US-Patent 4 437 464 gezeigt ist. Die zur aktiven Elektrode gespeiste elektrochirurgische Energie fließt durch eine Wicklung auf einem Transformatorkern, und die von der Dispersionselektrode zurückfließende Energie geht durch eine Transformatorwicklung, die auf demselben Kern in entgegengesetztem Wicklungssinn gewickelt ist. Normalerweise ist die durch die beiden Wicklungen fließende Energie gleich und von entgegengesetzter Richtung, wie dies der Fall wäre, wenn kein anderer Stromweg vorhanden ist. Somit heben sich ihre gegensätzlichen Flüsse auf. Der Transformatorkern bedeutet für den Fluß der elektrochirurgischen Energie einen sehr kleinen Verlust oder eine sehr kleine Impedanz.
Falls ein anderer Stromweg vorhanden ist, erzeugt das dadurch verursachte Ungleichgewicht einen Fluß im Kern des Differentialtransformators, welcher einen meßbaren Verlust bewirkt, der die Impedanz erhöht ünd die zur aktiven Elektrode fließende Energiemenge verringert. Auf diese Weise kann der durch die aktive Elektrode zum Patienten fließende Strom automatisch gehemmt und deshalb reduziert werden, wodurch eine meßbare Abnahme im Leckstrom durch die anderen Stromwege verursacht wird. Obwohl dadurch die Leckströme verringert werden, reicht es möglicherweise nicht aus, die Leckströme unter das tolerierbare Maximum eines sicheren Energieniveaus, z.B. unter 150 Milliampere, abzusenken.
Eine weitere Verbesserung, die einen Alarm erzeugt oder die die Zufuhr elektrochirurgischer Leistung bei übermäßigem Lecken einer isolierten ESU unterbricht, ist im US-Patent 3 683 923 offenbart. Eine dritte oder Fühlerwicklung auf dem Differentialtransformator spricht auf das Ungleichgewicht der Energieströmung durch die aktive Wicklung und die Rückflußwicklung an. Die dritte Wicklung aktiviert, wenn sie ein ausreichendes Ungleichgewicht zwischen den Energieströmen erfaßt, eine Alarmschaltung für den Betreiber. Gleichzeitig oder alternativ kann ein Relais aktiviert werden, um den Energiefluß zum Gewebe zu unterbrechen. Der Betreiber kann korrigierende Maßnahmen ergreifen, wie z.B. das Leistungsniveau verringern oder versuchen das die Leckströme verursachende Problem zu beseitigen, sowie die ESU zu reaktivieren.
Das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragene US-Patent 4 094 320 weist ein Kompensationsglied auf, das den Schwellenwert verändert, bei dem der erfaßte Leckstrom das Ausgangssignal des Generators steuert Dadurch wird die Empfindlichkeit des Schwellenwerts geregelt. Das auf den vorliegenden Anmelder übertragene US-Patent 4 188 927 hat einen Leckstromschwellenwert, der in Übereinstimmung mit dem gewählten Betriebsmodus verändert wird, so daß die Ausgangsleistung beim Trocknungsmodus geringer ist als bei einem Modus, der eine Funkenbildung ermöglicht. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung des Signals der dritten Wicklung als Eingang für eine automatische Regelschleife, die die vom elektrochirurgischen Generator an den Patienten abgegebene Energie regelt. Eine solche Regelung spricht auf den gemessenen Leckstrom an als Funktion der Differenz zwischen dem Stromfluß in der aktiven Elektrode und dem rückfließenden Strom, indem sie die Ausgangsleistung leicht abschwächt. Das US-Patent 5 152 762 offenbart eine solche Schaltung, die darauf ausgerichtet ist, die frühere Technologie zur Leckstromerfassung bei Schaltungen anzuwenden, welche eine rückkoppelnde Regelung mit einer Regelschleife zum Regeln der Ausgangsleistung der ESU haben. Ein Ungleichgewicht wird in einer isolierten Transformatorwicklung abhängig von der Differenz der Energieströmung zwischen der aktiven Elektrode und der Rückführungselektrode erfaßt. Das erzeugte Signal wird mit einem akzeptablen Maximalwert verglichen und dann mit der erforderlichen Ausgangsleistung, um sicherzustellen, daß der Ausgang der ESU geregelt wird. Das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragene US- Patent 4 658 819 weist eine Schaltung auf, die die Ausgangsleistung in Übereinstimmung mit dem Quadrat der Impedanz erhöhung verringert.
Das Problem der Übergangszustände einschließlich veränderlicher Lasten oder Funken oder der Lichtbogenbildung zu Beginn oder bei Beendigung der elektrochirurgischen Behandlung bleibt. Speziell betrifft dies Situationen, wo die aktive Elektrode nicht im elektrischen Kontakt mit dem Gewebe des Patienten ist, so daß die zur Elektrodenspitze übertragene Energie ausreichen muß, den offenen Stromkreis zu schließen ohne Leckströme zu verursachen. Solche Übergangszustände erfordern eine beschleunigte Handhabung des im Transformator gemessenen Ungleichgewichts. Die Leckstromschaltung muß nicht nur den aktivierten Modus des Generators in Betracht ziehen, sondern muß auch die Abtastrate des Signals verändern können, wenn der Leckstrom kritischer wird.
Vor diesem Hintergrund und unter Einbeziehung des Problems der Übergangszustände sind weitere wesentliche Verbesserungen und Fortschritte bei der Regelung der Leckströme insbesondere zu Beginn und bei Beendigung der elektrochirurgischen Behandlung erforderlich, um den Zuständen bei offenem Stromkreis gerecht zu werden. Hier wird eine momentane Leckstromregelung und ein Verfahren zu deren Verwendung beschrieben, die in der Literatur nicht zu finden ist und im Stand der Technik nicht praktiziert wird. Die Literatur ist aufgrund ihrer Lehren über die Kenntnisse eines Fachmanns hinsichtlich einer Leckstromregelung und einem Verfahren zu deren Verwendung zum Zeitpunkt dieser Erfindung von Interesse.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Vorrichtung zur Regelung von Leckströmen in einem elektrochirurgischen Hochfrequenzsystem bei Laständerungen als Funktion des elektrochirurgisch zu behandelnden Gewebes oder bei Übergangszuständen, wie zu Beginn oder bei Beendigung einer elektrochirurgischen Behandlung. Eine aktive Elektrode, die nicht in elektrischem Kontakt mit dem Patientengewebe ist, überträgt Energie von einer Spitze derselben. Die Vorrichtung kann eine elektrochirurgische Einheit enthalten, die an einem aktiven Ausgang Hochfrequenzenergie erzeugt und den Energiefluß durch den aktiven Ausgang regelt. Die elektrochirurgische Einheit kann einen Rückführungseingang aufweisen. Bevorzugt ist eine Elektrode mit dem aktiven Ausgang zur Übertragung elektrochirurgischer Hochfrequenzenergie auf einen Patienten während einer elektrochirurgischen Behandlung verbunden, wie z.B. beim Schneiden, Koagulieren oder einer Kombination davon.
Eine Rückführungselektrode kann mit dem Patienten verbunden sein, welche die dem Patienten während der elektrochirurgischen Behandlung zugeführte Hochfrequenzenergie aufnimmt und sie zum Rückführungseingang der elektrochirurgischen Einheit zurückführt. Ein induktiver Transformator erzeugt abhängig vom aktiven Ausgang ein Signal des aktiven Energieflusses. Ein induktiver Transformator erzeugt abhängig vom Rückführungseingang ein Signal, das den rückgeführten Energiefluß angibt. Eine Vergleicherschaltung ist bevorzugt so geschaltet, daß sie das aktive und das rückgeführte Stromsignal als Meßgröße für einen Leckstrom empfängt und die momentanen Differenzen bei einer Frequenz von über 2000 Mal pro Sekunde und einer zur Handhabung von Übergangs zuständen ausreichenden Geschwindigkeit ermittelt. Die Vergleicherschaltung kann die Frequenzunterschiede abhängig von der Phasenverschiebung zwischen Ausgangsspannung und Ausgangsstrom der elektrochirurgischen Einheit untersuchen.
Bevorzugt kann die elektrochirurgische Einheit einen Mikroprozessor enthalten, dessen Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur Berechnung der Differenzen zwischen dem aktiven und dem rückgeführten Stromsignal und zur Untersuchung der Differenzen mit einer von der Phasenverschiebung zwischen der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom der elektrochirurgischen Einheit abhängigen Frequenz programmiert ist. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Vergleicherschaltung einen geschlossenen Regelkreis auf zum Überwachen und Regeln der Ausgangs-RMS-Spannung, indem sie die Spitzenspannung der daraus gebildeten Ausgangssignalform verringert oder den Scheitelfaktor erhöht. Der Scheitelfaktor kann durch Pulsdauermodulation der Hochfrequenzansteuerung erhöht werden.
Der Algorithmus kann zur Ermittlung der Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal und zur Untersuchung der Differenzen bei der Feststellung der Phasenverschiebung zwischen der Hochfrequenzspannung und dem Strom jeweils an deren Spitzenwerten dienen. Der Algorithmus ist bevorzugt der Cosinus des Phasenwinkels Θ, der gleich (Vmax)² + (Imax)² - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax Imax ist. Der Phasenwinkel Θ wird mit einem Schwellenbezugswert verglichen. Wenn der Phasenwinkel Θ größer als der Bezugsschwellenwert ist, wird die Frequenz, bei der die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal untersucht werden, entsprechend erhöht. Die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal können in der Vergleicherschaltung gemessen werden, und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, wird die Pulsdauer der Hochfrequenzansteuerung reduziert, um die Spitzenwerte der Spannungssignalform auf einem voreingestellten Wert zu halten, während die RMS-Spannung verringert wird, um die Leckströme auf ein maximales Soll- Niveau zu senken.
Die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal können auch in der Vergleicherschaltung untersucht werden, und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, dann wird die Frequenz, bei der der Leckstrom in der Vergleicherschaltung berechnet wird, so, daß ein maximales Soll-Niveau beibehalten wird, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Alternativ können die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal in der Vergleicherschaltung gemessen werden, und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, wird der Wert Vrms durch Verringerung der Hochfrequenzstufenspannung der elektrochirurgischen Einheit verringert, bis die Differenzen den Leckstromwert unter ein maximales Soll-Niveau gesenkt haben.
Alternativ können die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal in der Vergleicherschaltung untersucht werden, und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, dann wird die Frequenz, bei der der Leckstrom in der Vergleicherschaltung berechnet wird, so, daß das maximale Soll-Niveau des Leckstroms hoch bleibt, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Der Scheitelfaktor wird durch Verringerung des Testverhältnisses oder der Pulsdauer der Ausgangssignalform erhöht.
Ein Verfahren zur Regelung der Leckströme in einem hochfrequenten elektrochirurgischen System während des Betriebs bei unterschiedlichen Gewebelasten oder wenigstens bei Übergangs- oder offenen Stromkreiszuständen bei Beginn oder Beendigung einer elektrochirurgischen Behandlung, wobei eine aktive Elektrode mit dem Patientengewebe in Kontakt oder nicht in Kontakt ist und Energie zu einer Spitze derselben überträgt, kann einen Schritt zur Erzeugung von Hochfrequenzenergie an einem aktiven Ausgang der elektrochirurgischen Einheit aufweisen. Ein zusätzlicher Schritt zur Regelung der Energieströmung durch den aktiven Ausgang mit der elektrochirurgischen Einheit kann folgen. Dann kann ein Schritt verwendet werden, daß ein Rückführungseingang mit der elektrochirurgischen Einheit verbunden wird. Danach können die Schritte der Verbindung einer Elektrode mit dem aktiven Ausgang und der Übertragung elektrochirurgischer Hochfrequenzenergie zu einem Patienten während eines elektrochirurgischen Prozesses wie Schneiden, Koagulieren oder eine Kombination davon verwendet werden. Weitere bevorzugte Schritte sind die Verbindung einer Rückführungselektrode mit dem Patienten und der Empfang der während des elektrochirurgischen Prozesses dem Patienten zugeführten Hochfrequenzenergie. Ein zusätzlicher Schritt der Rückführung der gesamten Hochfrequenzenergie mit Ausnahme eines voreingestellten Maximalwerts derselben zum Rückführungseingang der elektrochirurgischen Einheit kann folgen. Dann folgen die Schritte des Vorsehens eines induktiven Transformators, der auf das aktive Ausgangssignal anspricht und der ein Signal bezüglich der aktiven Energieströmung erzeugt sowie eines auf den am Rückführungseingang empfangenen Rückführungsstromsignal ansprechenden induktiven Transformators, der ein Signal bezüglich der rückgeführten Energieströmung erzeugt. Dann kann der Schritt der Verwendung einer Vergleicherschaltung folgen, die so geschaltet ist, daß sie das aktive Stromsignal und das rückgeführte Stromsignal zur Messung des Leckstroms empfängt und die momentanen Differenzen bei einer Frequenz von mindestens 2000 Mal pro Sekunde beim aktiven Stromsignal und rückgeführten Stromsignal ermittelt. Schließlich ist ein Schritt zur Messung der momentanen Differenzen bei einer Frequenz bevorzugt, die in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen der Spannung und des Stroms erhöht wird.
Das Verfahren kann auch einen zusätzlichen Schritt aufweisen, der einen Mikroprozessor vorsieht, dessen Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur Berechnung der Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal und zur Messung der Differenzen mit einer von der Phasenverschiebung zwischen der Ausgangsenergie der elektrochirugischen Einheit abhängigen Frequenz programmiert ist. Ein zusätzlicher Schritt kann die Überwachung und Regelung der ausgegebenen RMS-Spannung enthalten, durch Verringerung der Spitzenspannung der daraus geformten Ausgangssignalschwingung oder durch Erhöhen des Scheitelwerts in einem geschlossenen Regelkreis.
Der zusätzliche Schritt der Erhöhung des Scheitelwerts mittels Pulsdauermodulation des hochfrequenten Ansteuersignals kann eingesetzt werden. Der zusätzliche Schritt der Verwendung der Algorithmen jeweils zur Berechnung der Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal und zur Messung der Differenzen, um die Phasenverschiebung zwischen der Hochfrequenzspannung und dem Hochfrequenzstrom an ihren Maximalwerten festzustellen, kann gewählt werden. Der weitere Schritt der Verwendung eines speziellen Algorithmus zur Berechnung der Cosinusfunktion des Phasenwinkels Θ, die (Vmax)² + (Imax) 2 - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax * Imax ist, kann bei der bevorzugten Ausführungsform enthalten sein. Die bevorzugt verwendete Verfahrensweise enthält einen zusätzlichen Schritt, der den Phasenwinkel Θ mit einem Schwellenwert vergleicht und der, wenn er größer als der Schwellenwert ist, die Frequenz, bei der die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal gemessen werden, erhöht.
Ferner ist eine bevorzugte Möglichkeit ein zusätzlicher Schritt, der die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem zurückgeführten Stromsignal in der Vergleicherschaltung untersucht, und der, wenn diese Differenzen größer als der voreingestellte Maximalwert der dem Rückführungseingang zugeführten hochfrequenten Energie oder der Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Impulsdauer des hochfrequenten Ansteuersignals verringert, um die Spitzen der Spannungssignalform bei einem vorgegebenen Wert zu halten, sowie die RMS-Spannung verringert, um die Leckströme unter ein maximales Soll-Niveau zu verringern. Außerdem ist ein zusätzlicher oder alternativer Schritt möglich, der die Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal in der Vergleicherschaltung mißt, und bei dem, wenn diese Differenzen größer als ein voreingestellter Maximalwert der dem Rückführungseingang zugeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Frequenz bei der der Leckstrom in der Vergleicherschaltung berechnet wird, so ist, daß ein maximales Soll-Niveau beibehalten wird, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert geworden ist. Ein weiterer Verfahrensschritt besteht darin, wenn die durch die Vergleicherschaltung erfaßten Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal größer als der voreingestellte Maximalwert der dem Rückführungseingang zugeführten hochfrequenten Energie oder der Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Vrms durch Absenken der Spannung der Hochfrequenzstufe der elektrochirurgischen Einheit zu verringern, bis die Differenzen die Leckströme bis zu dem maximalen Soll-Niveau abgesenkt haben.
Weiterhin ist ein zusätzlicher Schritt möglich, der, wenn die in der Vergleicherschaltung erfaßten Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal größer sind als der voreingestellte Maximalwert der dem Rückführungseingang zugeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Frequenz, bei der in der Vergleicherschaltung der Leckstrom berechnet wird, beibehält, so daß der voreingestellte Maximalwert der dem Rückführungseingang zugeführten Hochfrequenzenergie oder das Soll-Niveau oder die Leckströme hoch bleiben, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert wird. Dann ist der zusätzliche Schritt der Erhöhung des Scheitelwerts durch Verringerung des Testverhältnisses oder der Pulsdauer der Ausgangssignalform möglich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die in dem elektrochirurgischen Generator verwendete Vergleicherschaltung zur Berechnung der Phasenverschiebung und zur Regelung der Frequenz, bei der die Leckströme gemessenen und korrigiert werden, zeigt.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm in Blockform, welches das Verfahren zur Durchführung der Leckstromregelung auf der Grundlage des Bezugs auf den Phasenunterschied zwischen Spannung und Strom mit einer zur Erfassung von Übergangs zuständen und Lastveränderungen ausreichenden Frequenz zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Ansprüche sind auf die beschriebene und beispielhaft veranschaulichte Schaltung zur Leckstromregelung und die im einzelnen erläuterten Verfahren zur Durchführung der Leckstromregelung nicht beschränkt. Der Inhalt der vorhandenen Ansprüche muß angesichts des Wissensstandes einschlägiger Fachleute vor diesen Erfindungen interpretiert werden.
In Fig. 1 ist schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 10 zur Regelung der Leckströme in einem elektrochirurgischen Hochfrequenzsystem gezeigt, wobei die Regelvorrichtung Änderungen der Last als Funktion des elektrochirurgisch behandelten Gewebes oder von Übergangszuständen, wie z.B. der Beginn oder die Beendigung einer elektrochirurgischen Behandlung, auch dann erfaßt, wenn eine aktive Elektrode 11 nicht in elektrischem Kontakt mit dem Gewebe eines Patienten ist und Energie zu ihrer Spitze 12 überträgt. Die aktive Elektrode 11 ist mit einer elektrochirurgischen Einheit 13 verbunden, wie z.B. mit dem von Valleylab Inc., Boulder, Colorado hergestellten Generator "Force 40", der Hochfrequenzenergie an dem aktiven Ausgang erzeugt und den Energiefluß durch den aktiven Ausgang 14 regelt, wobei die elektrochirurgische Einheit 13 auch einen Rückführungseingang 15 aufweist. Die aktive Elektrode 11 ist mit dem aktiven Ausgang 14 verbunden und überträgt hochfrequente elektrochirurgische Energie während irgendeiner elektrochirurgischen Behandlung, wie Schneiden, Koagulieren oder eine Kombination davon auf einen Patienten. Das System kann abhängig von der Elektrodenanordnung unipolar oder bipolar sein.
Eine Rückführungselektrode 16 ist mit dem Patienten zum Empfang der dem Patienten während der elektrochirurgischen Behandlung zugeführten Hochfrequenzenergie verbunden und läßt diese Energie zum Rückführungseingang 15 der elektrochirurgischen Einheit 13 zurückfließen. Ein induktiver Transformator 18, wie er von Pulse Engineering, San José, Kalifornien hergestellt wird, erfaßt die über den aktiven Ausgang 14 fließende Energie und spricht auf den aktiven Ausgang 14 an, indem er ein Signal 18 in Form einer Gleichspannung des aktiven Energiestroms erzeugt. Ein weiterer induktiver Transformator 19 erfaßt den Energiestrom über den Rückführungseingang 15 und spricht auf den Rückführungseingang 15 an, indem er ein Signal 20 in Form einer Gleichspannung des rückgeführten Energiestroms erzeugt.
Eine Vergleicherschaltung 21, z.B. des Typs AD 827 von Analog Devices, Norwood, Massachusetts, ist so geschaltet, daß sie das aktive Signal 18 und das Rückführungssignal 20 als ein Maß des Leckstroms empfängt und die momentanen Differenzen 22 zwischen diesen Signalen 18 und 20 bei einer Frequenz von über Mal pro Sekunde ermittelt, wobei diese Frequenz ausreichend hoch ist, um Übergangszustände zu handhaben. Die Vergleicherschaltung 21 prüft und mißt momentan und berechnet daraufhin die Differenzen 22 bei einer veränderlichen Frequenz, die abhängig von der Phasenverschiebung 23 zwischen der proportionalen Ausgangsspannung 25 und dem proportionalen Strom 18 der elektrochirurgischen Einheit 13 ist. Die Phasenverschiebung 23 ist eine Funktion natürlicher Gesetze und ein Maß der induktiven oder kapazitiven Last zwischen der aktiven Elektrode 12 und der Rückführungselektrode 16 während des Betriebs. Rein ohmsche Lasten verschieben die Phase nicht und werden nicht gemessen oder verwendet, um die Frequenz, bei der die Leckströme gemessen werden, zu verändern.
Die elektrochirurgische Einheit 13 kann ein Mikroprozessor 24 sein, wie z.B. der von Analog Devices, Norwood, Massachusetts hergestellte AD 2105, dessen Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur momentanen Ermittlung der Leckströme aus Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 sowie zur Untersuchung dieser Differenzen bei verschiedenen Frequenzen abhängig von der Phasenverschiebung 23 zwischen der proportionalen Ausgangsspannung 25 und dem proportionalen Strom 18 der elektrochirurgischen Einheit 13 programmiert ist. Die Einzelheiten innerhalb der gestrichelten Linie, die den Mikroprozessor 24 kennzeichnet, der einen geschlossenen Regelkreis 26 aufweist, sind beispielhaft zum besseren Verständnis enthalten. Der geschlossene Regelkreis 26 überwacht und regelt die proportionale RMS-Ausgangsspannung 25, indem er die Spitzenspannung der daraus resultierenden Ausgangssignalform verringert oder den Scheitelfaktor erhöht. Der Scheitelfaktor wird durch Pulsdauermodulation einer Impuls gruppe der Hochfrequenzansteuerung erhöht.
Der Algorithmus, der zur Ermittlung der Leckströme aufgrund der gemessenen Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 dient und der die Differenzen 22 häufig untersucht, stellt auch die Phasenverschiebung 23 zwischen der proportionalen Hochfrequenzspannung 25 und dem proportionalen Strom 18 jeweils an deren Spitzenwerten fest. Der Algorithmus in der bevorzugten Ausführungsform der Software ist:
Cosinus des Phasenwinkels Θ (Vmax)² + (Imax)² - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax Imax.
Der Phasenwinkel Θ wird mit einem Schwellenwert verglichen, und wenn der Phasenwinkel Θ größer als dieser ist, wird die Frequenz, bei der die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 erfaßt wird, entsprechend erhöht. Die momentanen Änderungen der Leckströme werden als die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 gemessen. Die Änderungen der Leckströme werden in dem Regelkreis 26 momentan untersucht, und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, wird die Impulsdauer der einen Teil der elektrochirurgischen Einheit 13 bildenden Hochfrequenzansteuerung verringert, um so die Spitzenwerte der Spannungssignalform bei vorgegebenem Wert zu halten, während die RMS-Spannung verringert wird, um die Leckströme bis auf ein maximales Soll-Niveau zu verringern.
Die Veränderungen des Leckstroms werden momentan als die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 gemessen und in der Regelschleife 26 untersucht, und, falls sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, wird die Frequenz, bei der der Leckstrom in der Regelschleife 26 berechnet wird, so, daß ein maximales Soll- Niveau beibehalten wird, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Die Änderungen des Leckstroms werden momentan als die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 gemessen und in der Regelschleife 26 untersucht, und, falls sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, wird die Spannung Vrms durch Verringerung der Hochfrequenzstufenspannung der elektrochirurgischen Einheit 13 reduziert, bis die momentan gemessenen Differenzen 22 anzeigen, daß die Leckströme bis auf ein maximales Soll-Niveau abgesenkt wurden.
In einer anderen Art der Leckstromregelung auf Momentanwertbasis werden die momentanen Änderungen des Leckstroms als die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 gemessen und in der Regelschleife 26 untersucht, und, falls diese Differenzen größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, wird die Frequenz, bei der der Leckstrom in der Regeischleife 26 berechnet wird, geändert, so daß das maximale Soll-Niveau hoch bleibt, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Der Scheitelfaktor wird durch die Verringerung des Testverhältnisses oder der Pulsdauer der Ausgangssignalform erhöht.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Regelung des Leckstroms in einer elektrochirurgischen Hochfrequenzeinheit 13 während ihres Betriebs bei unterschiedlichen Gewebelasten oder zumindest während Übergangszuständen oder Zuständen offenen Stromkreises während des Beginns oder der Beendigung einer elektrochirurgischen Behandlung gezeigt. Die aktive Elektrode 11, die in oder außer elektrischem Kontakt mit dem Patientengewebe ist, überträgt Energie auf ihre Spitze 12, und das Verfahren enthält den Schritt, daß die elektrochirurgische Einheit 13 "ESU" zur Erzeugung von Hochfrequenzenergie am aktiven Ausgang der ESU zur Verfügung gestellt wird. Der zusätzliche Schritt der Regelung des Energiestroms über den aktiven Ausgang 14 durch die elektrochirurgische Einheit folgt. Dann wird ein Schritt verwendet, bei dem der Rückführungseingang 15 mit der elektrochirurgischen Einheit 13 verbunden wird. Danach folgen die Schritte der Verbindung der Elektrode 11 mit dem aktiven Ausgang 14 und die Übertragung der elektrochirurgischen Hochfrequenzenergie auf einen Patienten bei einer elektrochirurgischen Behandlung, wie z.B. beim Schneiden, Koagulieren oder einer Kombination davon. Dann werden die weiteren Schritte der Verbindung der Rückführungselektrode 16 mit dem Patienten und des Empfangs der dem Patienten während der elektrochirurgischen Behandlung zugeführten Hochfrequenzenergie gewählt. Ein zusätzlicher Schritt wird ausgeführt, durch den die gesamte zugeführte Hochfrequenzenergie mit Ausnahme eines voreingestellten Maximalbetrags zum Rückführungseingang 15 der elektrochirurgischen Einheit 13 zurückgeführt wird. Dann werden die Schritte ausgeführt, die durch den induktiven Transformator 17 ansprechend auf den aktiven Ausgangsstrom 14, das Signal 18 des aktiven Energiestroms erzeugen und die durch den induktiven Transformator 19, abhängig vom Signal am Rückführungseingang 15, das Signal 20 entsprechend der rückgeführten Energieströmung erzeugen. Dann folgt der Schritt, bei dem die zum Empfang des aktiven Signals 18 und des Rückführungssignals 20 geschaltete Vergleicherschaltung 21 zur Messung des Leckstroms und Ermittlung der momentanen Differenzen 22 der Leckströme bei einer Frequenz von zumindest 2000 Mal pro Sekunde anhand des aktiven Signals 18 und des rückgeführten Signals 20 verwendet wird. Dann Wird der Schritt ausgeführt, der die momentanen Differenzen 22 bei einer Frequenz untersucht, die in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung 23 zwischen den Ausgangssignalen der proportionalen Spannung 25 und des proportionalen Stroms 18 erhöht wird.
Das Verfahren weist einen zusätzlichen Schritt auf, der einen Mikroprozessor 24 und eine Regelschleife 26 vorsieht, deren Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur Berechnung der Differenzen 22 zwischen dem aktiven Signal 18 und dem rückgeführten Signal 20 und zur Untersuchung der Differenzen bei einer von der Phasenverschiebung 23 abhängigen Frequenz, wobei sich die Phasenverschiebung aus dem durch die elektrochirurgische Einheit 13 eingespeisten Ausgangsenergiefluß ergibt, programmiert ist. Ein zusätzlicher Schritt schließt die Überwachung und Regelung der Ausgangs- RMS-Spannung durch die Verringerung des Spitzenwerts des daraus gebildeten Ausgangssignals oder durch Erhöhung des Scheitelfaktors durch den geschlossenen Regelkreis 26 ein.
Der zusätzliche Verfahrensschritt der Erhöhung des Scheitelfaktors durch Pulsdauermodulation der Hochfrequenzansteuerung wird eingesetzt. Der zusätzliche Schritt wird ausgeführt, der die Algorithmen zur momentanen Berechnung der Leckstromdifferenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 und zur Untersuchung dieser Differenzen 22, um die Phasenverschiebung 23 zwischen der Hochfrequenzspannung und dem Hochfrequenzstrom an ihren jeweiligen Maximalwerten sicherzustellen, aufweist. Der zusätzliche Schritt ist enthalten, der diesen besonderen Algorithmus zur Berechnung des Cosinus des Phasenwinkels Θ verwendet, welcher gleich (Vmax)² + (Imax) 2 - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax Imax ist. Zusätzlich wird ein Schritt ausgeführt, der den Phasenwinkel Θ mit einem Schwellenwert vergleicht, und, wenn der Phasenwinkel Θ größer als der Schwellenwert ist, wird die Frequenz, bei der die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 untersucht werden, entsprechend erhöht.
Ein zusätzlicher Schritt wird durchgeführt, der die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 im Regelkreis 26 untersucht, und, wenn diese Differenzen größer sind als ein voreingestelltes Maximum der dem Rückführungseingang 15 zugeführten Hochfrequenzenergie oder des Leckstroms und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, wird die Pulsdauer der Hochfrequenzansteuerung verringert, um dadurch die Spitzenwerte der Spannungssignalform bei einem vorgegebenen Wert zu halten, wenn die RMS-Spannung reduziert wird, um die Leckströme bis auf ein maximales Soll-Niveau zu senken.
Ein zusätzlicher oder alternativer Schritt ergibt sich, der die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 im Regelkreis 26 untersucht und der, wenn diese größer sind als ein voreingestellter Maximalbetrag der dem Rückführungseingang 15 zugeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, dann wird die Frequenz bei der der Leckstrom im Regelkreis 26 berechnet wird, so, daß ein maximales Soll-Niveau aufrechterhalten wird, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Ein weiterer Verfahrensschritt besteht in einem Schritt, welcher die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 im Regelkreis 26 untersucht und der, wenn die Differenzen größer als der voreingestellte Maximalbetrag der dem Rückführungseingang 15 zugeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, den Wert Vrms durch Absenken der Hochfrequenzstufenspannung der elektrochirurgischen Einheit 13 verringert, bis die Differenzen 22 einen auf das maximale Soll-Niveau verringerten Leckstrom erzeugen.
Einen zusätzlichen Weg bildet ein weiterer Schritt, der die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal 18 und dem rückgeführten Stromsignal 20 in dem Regelkreis 26 vergleicht und der, falls diese Differenzen größer als ein voreingestellter Maximalbetrag der zum Rückführungseingang 15 zurückgeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Frequenz, bei der der Leckstrom im Regelkreis 26 berechnet wird, beibehält, so daß der voreingestellte Maximalbetrag der dem Rückführungseingang 15 zurückgeführten Hochfrequenzenergie oder der Leckströme oder deren Soll-Niveau hoch bleibt, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist. Der weitere Schritt, der den Scheitelfaktor durch Verringerung des Testverhältnisses oder der Impulsdauer der Ausgangssignalform erhöht, ist dann möglich.
Das Flußdiagramm soll Folgendes zeigen:
In einem Mikroprozessor läuft die Hauptsteuerschleife (HAUPTROUTINE) kontinuierlich. Die Softwarestruktur ruft eine Folge von Unterprogrammen auf, die Tasteneingänge überwachen und Ausgangssignale des Generators regeln.
Das dargestellte Beispiel zeigt eine vereinfachte Darstellung einer solchen Steuerschleife. Die Hauptroutine beinhaltet einen Algorithmus, der die Tastatur überwacht und Tastenbetätigungszeiger und -werte als Funktion geschlossener Tasten der Tastatur einstellt. Die Hauptroutine beinhaltet auch einen Algorithmus, der die von einem Anwender aktivierten Eingänge überwacht. Falls der Generator aktiviert ist, werden die Tastenzeiger und -werte entsprechend eingestellt.
Ein ebenfalls zur Hauptroutine gehörender Algorithmus wird Rückkopplungs- oder Regelprogramm genannt. Dieser Algorithmus ist aktiv, wenn der Generator aktiviert ist. Der Algorithmus prüft ein Tastenbetriebskennzeichen der Software, um festzustellen, ob der Generator eingeschaltet ist oder nicht. Wenn der Generator nicht eingeschaltet ist, wird das Unterprogramm verlassen. Wenn er eingeschaltet ist, wird der Regelalgorithmus durchlaufen.
Dem Regelunterprogramm ist ein Zähler zugeordnet, der die Bandbreite setzt, bei der der Leckstrom überwacht wird. Dieser Zähler wird jedesmal, wenn das Regelprogramm durchlaufen wird, heruntergezählt. Wenn der Zählerstand Null ist, wird der Zähler auf einen berechnenden Maximalwert zurückgesetzt und ein internes Kennzeichen (LKG-FLG) gesetzt, das angibt, daß die Leckstromniveaus während dieses Durchgangs durch den Regelalgorithmus geprüft werden sollen.
Dann digitalisiert der Regelalgorithmus das Eingabesignal der Ausgangsspannung, des Ausgangsstroms, des Leckstroms und des Phasenwinkels. Ein Algorithmus wird durchlaufen, der den Leckstromzählerwert erneut als Funktion des Phasenwinkels berechnet. Bei wachsendem Phasenwinkel wird die Frequenz, bei der der Leckstrom untersucht wird, erhöht (d.h., der Maximalzählerstand (CTR-MAX) wird verringert).
Dann wird der Regelkreisalgorithmus durchlaufen, der die neuesten Werte der Ausgangsspannung, des Ausgangsstroms und des Leckstroms einbezieht. Wenn die Analog-Digitalumwandlung für die Anordnung ein Regelbandbreiten-begrenzender Faktor ist, maximiert die Bandbreitenregelung dieses Schemas, die die Bandbreite des Regelkreisalgorithmus als Funktion des Phasenwinkels ändert (was angibt, daß der Leckstrom sich erhöht), die Regelkreisbandbreite eines Software-gestützten Regel algorithmus.

Claims

1. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms in einem elektrochirurgischen Hochfrequenzsystem, was Veränderungen der Last als Funktion des elektrochirurgisch behandelten Gewebes oder Übergangszustände, wie der Beginn oder die Beendigung einer elektrochirurgischen Wirkung einschließt, wobei eine aktive Elektrode (11), die nicht in elektrischem Kontakt mit dem Patientengewebe ist, Energie an eine Spitze (12) der aktiven Elektrode (11) überträgt, umfassend:

eine elektrochirurgische Einheit (13), die Hochfrequenzenergie an einem aktiven Ausgang 14 derselben erzeugt und den Energiefluß über den aktiven Ausgang 14 lenkt, wobei die elektrochirurgische Einheit (13) einen Rückführungseingang (15) aufweist;

eine mit dem aktiven Ausgang (14) verbundene Elektrode (11), die bei einer elektrochirurgischen Behandlung, wie z.B. Schneiden, Koagulieren oder einer Kombination davon, elektrochirurgische Hochfrequenzenergie zu einem Patienten leitet;

eine mit dem Patienten verbundene Rückführungselektrode (16), die die während der elektrochirurgischen Behandlung auf den Patienten übertragene Hochfrequenzenergie empfängt und sie zum Rückführungseingang (15) der elektrochirurgischen Einheit (13) zurückführt;

ein auf den aktiven Ausgang (14) ansprechender induktiver Transformator (17), der ein Signal (18) bezüglich des aktiven Energieflusses erzeugt;

ein auf den Rückführungseingang (15) ansprechender induktiver Transformator (19), der ein Signal (20) bezüglich des rückgeführten Energieflusses erzeugt, und

eine Vergleicherschaltung (21), die zum Empfangen des aktiven Stromsignals und des Rückführungssignals (18 und 20) als ein Maß für den Leckstrom geschaltet ist und momentane Differenzen (22) desselben mit Frequenzen von über 2000 Mal pro Sekunde mit einer zur Handhabung von Übergangszuständen ausreichenden Geschwindigkeit ermittelt, wobei die Vergleicherschaltung (21) die Differenzen bei einer von der Phasenverschiebung (23) zwischen der Ausgangsspannung und dem Strom der elektrochirurgischen Einheit abhängigen Frequenz (13) untersucht.

2. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 1, wobei die elektrochirurgische Einheit (13) einen Mikroprozessor (24) enthält, dessen Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur Ermittlung der Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) und zur Untersuchung der Differenzen (22) bei einer von der Phasenverschiebung (23) zwischen der proportionalen Ausgangsspannung (25) und dem proportionalen Strom (18) der elektrochirurgischen Einheit (13) abhängigen Frequenz programmiert ist.

3. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 2, wobei die Vergleicherschaltung (21) einen geschlossenen Regelkreis (26) enthält, der die Ausgangs-RMS-Spannung überwacht und regelt, indem er die Spitzenspannung der gebildeten Ausgangssignalform verringert oder den Scheitelfaktor erhöht.

4. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 3, wobei der Scheitelfaktor durch eine Pulsdauermodulation der Hochfrequenzansteuerung erhöht wird.

5. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 2, wobei der Algorithmus zur Ermittlung der Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) und zur Untersuchung der Differenzen (22) die Phasenverschiebung 23 zwischen der hochfrequenten Spannung und dem Strom jeweils an deren Spitzenwert feststellt.

6. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 5, wobei der Algorithmus der Cosinus des Phasenwinkels Θ ist, der gleich (Vmax)² + (Imax)² - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax Imax ist.

7. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 6, wobei der Phasenwinkel Θ mit einem Schwellenwert verglichen wird, und, wenn er größer ist als der Schwellenwert, die Frequenz, bei der die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) untersucht werden, entsprechend erhöht wird.

8. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 6, wobei die Differenzen 22 zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) im Regelkreis (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, wenn sie größer als ein Maximum des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Pulsdauer der hochfrequenten Ansteuerung verringert wird, um die Spitzenwerte der Spannungssignalform auf einem vorgegebenen Wert zu halten, während die RMS-Spannung verringert wird, um die Leckströme auf ein maximales Soll-Niveau zu senken.

9. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 6, wobei die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) im Regelkreis (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, wenn die Differenzen größer als ein maximaler Wert für die Leckströme sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Frequenz, bei der der Leckstrom berechnet wird im Regelkreis (26) der Vergleicherschaltung (21) erhöht wird, so daß ein maximales Soll-Niveau aufrechterhalten wird bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist.

10. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 6, wobei die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) im Regelkreis (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, wenn sie größer als ein maximaler Leckstromwert sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Vrms durch Absenken der Hochfrequenzstufenspannung der elektrochirurgischen Einheit (13) verringert wird bis die Differenzen (22) die Leckströme auf ein maximales Soll-Niveau verringern.

11. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 6, wobei die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) in der Regelschleife (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden, und falls sie größer als ein Maximalwert für die Leckage sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Frequenz, bei der der Leckstrom berechnet wird im Regelkreis (26) erhöht wird, so daß das maximale Soll- Niveau hoch bleibt bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist.

12. Vorrichtung zur Regelung des Leckstroms nach Anspruch 3, wobei der Scheitelfaktor durch Verringerung des Testverhältnisses oder der Pulsdauer der Ausgangssignalform erhöht wird.

13. Verfahren zur Leckstromregelung in einem elektrochirurgischen Hochfrequenzsystem während des Betriebs bei sich verändernden Gewebelasten oder zumindest bei Übergangszuständen oder Zuständen mit offenem Stromkreis bei Beginn oder Beendigung eines elektrochirurgischen Effekts, wobei eine aktive Elektrode (11), die in oder außer elektrischem Kontakt mit Patientengewebe ist, Energie zu ihrer Spitze (12) leitet, umfassend folgende Schritte:

Vorsehen einer elektrochirurgischen Einheit (13), die Hochfrequenzenergie an einem aktiven Ausgang (14) erzeugt;

Steuerung des Energieflusses über den aktiven Ausgang (14) mit der elektrochirurgischen Einheit (13);

Vorsehen eines mit der elektrochirurgischen Einheit (13) verbundenen Rückführungseingangs (15);

Verbinden einer aktiven Elektrode (11) mit dem aktiven Ausgang (14) und Übertragen von elektrochirurgischer Hochfrequenzenergie zu einem Patienten in einer elektrochirurgischen Behandlung wie z.B. Schneiden, Koagulieren oder einer Kombination davon;

Verbinden einer Rückführungselektrode (16) mit dem Patienten und Empfangen der dem Patienten während der elektrochirurgischen Behandlung zugeführten Hochfrequenzenergie;

Rückführen der gesamten, dem Rückführungseingang (15) der elektrochirurgischen Einheit (13) zugeführten Hochfrequenzenergie mit Ausnahme eines voreingestellten Maximalbetrags;

Vorsehen eines induktiven Transformators (17), der auf den aktiven Ausgang (14) anspricht und ein Signal (18) bezüglich des aktiven Energiestroms liefert;

Vorsehen eines induktiven Transformators (19), der auf den Rückführungseingang (15) anspricht und ein Signal (20) bezüglich des rückgeführten Energiestroms liefert,

Verwenden einer Vergleicherschaltung (21), die zum Empfangen des aktiven Signals und des rückgeführten Signals (18 und 20) verbunden ist um Leckströme zu messen und momentane Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) mit einer Frequenz von zumindest 2000 Mal pro Sekunde zu ermitteln, und

Untersuchen der momentanen Differenzen (22) mit einer Frequenz, welche in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung (23) zwischen den Ausgangssignalen der proportionalen Spannung (25) und dem Proportionalstrom (18) erhöht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13 mit dem zusätzlichen Schritt, daß ein Mikroprozessor (24) enthalten ist, dessen Software mit einem oder mehreren Algorithmen zur Berechnung der Differenzen zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) sowie zur Untersuchung der Differenzen (22) bei einer von der Phasenverschiebung (23) zwischen der ausgegebenen Energie der elektrochirurgischen Einheit (13) abhängigen Frequenz programmiert ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 mit dem zusätzlichen Schritt, daß ein geschlossener Regelkreis (26) enthalten ist zur Überwachung und Regelung der ausgegebenen RMS-Spannung durch die Verringerung des Spitzenwerts der daraus geformten Ausgangssignalform oder durch Erhöhung des Scheitelfaktors.

16. Verfahren nach Anspruch 15 mit dem zusätzlichen Schritt, daß der Scheitelfaktor durch Pulsdauermodulation der Hochfrequenzansteuerung erhöht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Algorithmen zur Berechnung der Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) und zur Untersuchung dieser Differenzen (22) verwendet werden, um die Phasenverschiebung (23) zwischen der Hochfrequenzproportionalspannung (25) und dem Proportionalstrom (18) jeweils an deren Maximalwerten festzustellen.

18. Verfahren nach Anspruch 17 mit dem zusätzlichen Schritt, daß der besondere Algorithmus zur Berechnung des Cosinus des Phasenwinkels Θ, der gleich (Vmax)² + (Imax)² - 2(V-I)max dividiert durch 2Vmax Imax ist, verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18 mit dem zusätzlichen Schritt, daß der Phasenwinkel Θ mit einem Schwellenwert verglichen wird und, wenn er größer ist als der Schwellenwert, die Frequenz bei der die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) untersucht werden, entsprechend erhöht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) in dem Regelkreis (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, wenn sie größer als das voreingestellte Maximum der dem Rückführungseingang (15) zugeführten Hochfrequenzenergie oder größer als der Leckstrom sind und wenn der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Pulsdauer der Hochfrequenzansteuerung verringert wird zum Aufrechterhalten der Spitzenwerte der Spannungssignalform auf jeweils vorgegebenem Wert während die RMS-Spannung zur Absenkung des Leckstroms auf das maximale Soll-Niveau verringert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) in der Regelschleife (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, falls diese Differenzen größer als ein vorgegebener Maximalwert der dem Rückführungseingang (15) zugeführten Hochfrequenzenergie oder des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Koagulation ist, die Frequenz, bei der der Leckstrom berechnet wird, in der Vergleicherschaltung erhöht wird, so daß ein maximales Soll-Niveau aufrechterhalten wird, bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist.

22. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) in der Regelschleife (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, falls diese Differenzen größer als der voreingestellte maximale Betrag der dem Rückführungseingang (15) zugeführten Hochfrequenzenergie oder des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, der Wert Vrms durch Verringerung der Hochfrequenzstufenspannung der elektrochirurgischen Einheit (13) reduziert wird, bis die Differenzen (22) den auf das maximale Soll-Niveau abgesenkten Leckstrom erzeugen.

23. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß die Differenzen (22) zwischen dem aktiven Stromsignal und dem rückgeführten Stromsignal (18 und 20) in der Regelschleife (26) der Vergleicherschaltung (21) untersucht werden und, falls diese Differenzen größer als der voreingestellte maximale Betrag der dem Rückführungseingang (15) zugeführten Hochfrequenzenergie oder des Leckstroms sind und der gewählte Betriebsmodus Schneiden oder bipolar ist, die Frequenz, bei der der Leckstrom berechnet wird, in der Regelschleife (26) der Vergleicherschaltung (21) so erhöht wird, daß der voreingestellte maximale Betrag der dem Rückführungseingang (15) zugeführten Hochfrequenzenergie oder des Leckstroms oder dessen Soll-Niveau hoch ist bis der Phasenwinkel Θ kleiner als der Schwellenwert ist.

24. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Schritt, daß der Scheitelfaktor durch Verringerung des Testverhältnisses oder der Pulsdauer der Ausgangssignalform erhöht wird.