[go: up one dir, main page]

RU2772635C2 - Device and method for formation of plasma in aqueous environment - Google Patents

Device and method for formation of plasma in aqueous environment Download PDF

Info

Publication number
RU2772635C2
RU2772635C2 RU2019113720A RU2019113720A RU2772635C2 RU 2772635 C2 RU2772635 C2 RU 2772635C2 RU 2019113720 A RU2019113720 A RU 2019113720A RU 2019113720 A RU2019113720 A RU 2019113720A RU 2772635 C2 RU2772635 C2 RU 2772635C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
plasma
control device
generator
ignition
Prior art date
Application number
RU2019113720A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019113720A (en
RU2019113720A3 (en
Inventor
Флориан ШУЛЬЦ
Михаэль ЗАУТЕР
Original Assignee
Эрбе Электромедицин Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP18172105.1A external-priority patent/EP3569171B1/en
Application filed by Эрбе Электромедицин Гмбх filed Critical Эрбе Электромедицин Гмбх
Publication of RU2019113720A publication Critical patent/RU2019113720A/en
Publication of RU2019113720A3 publication Critical patent/RU2019113720A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2772635C2 publication Critical patent/RU2772635C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: device for powering a medical instrument for the treatment of biological tissue by means of plasma effect is made in a special way for ignition and stable formation of plasma on an electrode of the instrument. For this purpose, the device has a control device, which, during the ignition attempt, preferably in a way specific for the instrument, limits current supplied to the instrument and/or limits electric power supplied to the instrument, and/or operates with decreased working voltage Ubb.
EFFECT: using such a measure, fast and stable formation of plasma with minor sparking is achieved for a large range of connected instruments in each case.
15 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к прибору для запитывания медицинского инструмента для обработки биологической ткани посредством воздействия плазмы, а также к способу зажигания и поддержания плазмы в водном окружении.SUBSTANCE: invention relates to a device for powering a medical instrument for processing biological tissue by means of plasma exposure, as well as to a method for igniting and maintaining plasma in an aqueous environment.

Медицинские инструменты, которые воздействуют посредством исходящей из электрода плазмы на биологическую ткань, в принципе, являются известными и находятся в употреблении.Medical instruments which act by means of plasma emanating from an electrode on biological tissue are in principle known and are in use.

В этой области, например, ЕР 2514380 А1 раскрывает электроскальпель, который служит для разрезания биологической ткани. Для этого на выполненном в форме лопатки электроде образуют обозначаемую как искру плазму, которая оказывает разрезающее воздействие на ткань. Зажигание плазмы производят в водном или влажном окружении за счет того, что находящуюся изначально на электроде воду испаряют, а затем в слое пара зажигают искру. Для образования необходимого слоя пара и, тем самым, для наиболее быстрого достижения высушивания электрода во время этой фазы нагревания работают с большим коэффициентом заполнения импульсами широтно-импульсно-модулированного, подаваемого на электрод высокочастотного напряжения, или даже со свободным от разрывов напряжением высокой частоты, в то время как при последующем процессе разрезания работают с меньшим коэффициентом заполнения импульсами.In this area, for example, EP 2 514 380 A1 discloses an electric scalpel which serves to cut biological tissue. To this end, a plasma, referred to as a spark, is formed on the spatula-shaped electrode, which has a cutting effect on the tissue. Plasma is ignited in an aqueous or humid environment due to the fact that the water initially on the electrode is evaporated, and then a spark is ignited in the vapor layer. In order to form the necessary layer of steam and thus to achieve the fastest possible drying of the electrode during this heating phase, a high duty cycle is operated with pulses of a pulse-width modulated high-frequency voltage applied to the electrode, or even with an interruption-free high-frequency voltage, in while in the subsequent cutting process they work with a smaller pulse duty cycle.

DE 102014217362 А1 описывает плазменное испарение посредством называемого резектоскопом инструмента, который получает питание от хирургического прибора высокой частоты. В рамках выполняемого тем самым хирургического вмешательства инструмент находится, как правило, в растворе поваренной соли, который служит в качестве промывочной текучей среды. Посредством приложения напряжения высокой частоты к испарительному электроду инструмента зажигают плазму. Для этого первоначально производят слой пара вокруг испарительного электрода, для чего требуются большие мощности и токи, которые обеспечивают возможность сильного нагрева промывочной текучей среды и, тем самым, окружающей биологической ткани. Для предотвращения слишком сильного нагревания промывочного раствора и, одновременно, для облегчения зажигания плазмы предусмотрено блокировочное устройство, с помощью которого протекание промывочной текучей среды в линии промывочной текучей среды может быть заблокировано или уменьшено. За счет этого не только облегчено зажигание плазмы, но и уменьшено подведение энергии для процесса зажигания.DE 102014217362 A1 describes plasma evaporation by means of an instrument called a resectoscope, which is powered by a high frequency surgical instrument. In the context of the surgical intervention thus performed, the instrument is generally immersed in a saline solution, which serves as a rinsing fluid. By applying a high frequency voltage to the evaporator electrode of the tool, the plasma is ignited. To do this, initially a layer of steam is generated around the evaporator electrode, which requires high powers and currents, which allow the rinsing fluid and thus the surrounding biological tissue to be strongly heated. In order to prevent too much heating of the flushing solution and at the same time to facilitate ignition of the plasma, a blocking device is provided by which the flow of flushing fluid in the flushing fluid line can be blocked or reduced. This not only facilitates the ignition of the plasma, but also reduces the energy input for the ignition process.

Для осуществления резекции ткани, оператору могут быть предоставлены в распоряжение различные инструменты с различными формами электродов, которые имеют различные склонности к зажиганию и различные способности к удержанию плазмы. Кроме того, необходимо отметить возможные при зажигании плазмы нервно-мышечные стимуляции, которые могут раздражать оператора или вредить процессу обработки. Столь же вредоносно могут действовать и нестабильность плазмы или повышенное искрение при зажигании.To perform tissue resection, the operator may be provided with various instruments with different electrode shapes, which have different ignition tendencies and different plasma retention abilities. In addition, it is necessary to note the possible neuromuscular stimulations during the ignition of the plasma, which can irritate the operator or harm the processing process. Plasma instability or increased sparking during ignition can act just as harmfully.

Целью изобретения является предоставление устройства и способа, которые или же который способствует исправлению положения относительно по меньшей мере одного из вышеупомянутых аспектов.The aim of the invention is to provide an apparatus and a method which or which contributes to the remediation of at least one of the above aspects.

Эта цель достигнута с помощью устройства или же прибора по п. 1 формулы изобретения, а также способа по п. 13 формулы изобретения.This goal is achieved using the device or device according to claim 1 of the claims, as well as the method according to claim 13 of the claims.

В состав устройства входит прибор, который имеет генератор для подачи высокочастотного переменного напряжения, а также блок питания от сети, который соединен с генератором для снабжения его рабочим напряжением. Генератор соединен с выходом, к которому является присоединяемым инструмент. Кроме того, прибор содержит измерительное устройство для определения электрического сопротивления присоединенного к выходу инструмента. При этом под сопротивлением инструмента понимают любую величину, которая может быть интерпретирована как частное от прилагаемого к выходу напряжения и протекающего через инструмент тока, когда для измерения используют постоянное напряжение. Когда для измерения используют переменное напряжение, сопротивление представлено активной составляющей импеданса, которая является частным от напряжения и тока. Вместо сопротивления, в данном изобретении также могут быть использованы импеданс, полное сопротивление, реактивное сопротивление или активное сопротивление. Таким образом, сопротивление инструмента составлено по существу переходным сопротивлением электрода к водному окружению, а также сопротивлением водного окружения как такового на протяжении вплоть до обратного электрода.The device includes a device that has a generator for supplying high-frequency alternating voltage, as well as a power supply from the network, which is connected to the generator to supply it with operating voltage. The generator is connected to the output to which the instrument is connected. In addition, the device contains a measuring device for determining the electrical resistance of the tool connected to the output. The resistance of the tool is understood to mean any value that can be interpreted as the quotient of the voltage applied to the output and the current flowing through the tool when a constant voltage is used for measurement. When an AC voltage is used for the measurement, the resistance is represented by the active component of the impedance, which is a quotient of voltage and current. Instead of resistance, impedance, impedance, reactance or active resistance can also be used in this invention. Thus, the resistance of the tool is essentially composed of the contact resistance of the electrode to the water environment, as well as the resistance of the water environment as such up to the return electrode.

Кроме того, прибор содержит управляющее устройство, которое выполнено для задания, по меньшей мере, на протяжении промежутка времени рабочего напряжения и/или подаваемой на инструмент мощности и/или подлежащего подводу к инструменту максимального тока в соответствии с измеренным сопротивлением и для соответствующего управления блоком питания от сети и/или генератором. Указанный промежуток времени может быть представлен, прежде всего, заданным переменным или постоянным промежутком времени, который предусмотрен в качестве времени попытки зажигания для образования плазмы. Измерительное устройство может быть представлено составной частью управляющего устройства.In addition, the device contains a control device, which is designed to set, at least for a period of time, the operating voltage and/or the power supplied to the tool and/or the maximum current to be supplied to the tool in accordance with the measured resistance and for the corresponding control of the power supply from the mains and/or generator. Said period of time may be represented primarily by a predetermined variable or constant period of time, which is provided as the ignition attempt time for plasma formation. The measuring device can be represented as an integral part of the control device.

Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено для задания для рабочего напряжения и/или подаваемой на инструмент мощности и/или подлежащего подводу к инструменту максимального тока, по истечении времени попытки зажигания, иных предварительно назначенных величин, которые являются отличными от предварительно назначенных величин для времени попытки зажигания.In addition, the control device can be configured to set for the operating voltage and/or the power supplied to the tool and/or the maximum current to be supplied to the tool, after the ignition attempt time has elapsed, other pre-assigned values that are different from the pre-assigned values for the time ignition attempts.

При помощи специфической предварительно назначенной величины напряжения (то есть, значения) высокочастотного переменного напряжения и/или предоставляемого блоком питания от сети рабочего напряжения на время попытки зажигания и/или путем ограничения мощности в течение времени попытки зажигания и/или ограничения подлежащего подводу от блока питания от сети и/или высокочастотного генератора максимально тока, в каждом случае на основании измеренного минимального сопротивления погруженного в раствор, но не зажженного электрода, может быть достигнуто приспосабливание процесса зажигания на различных инструментах с различными формами электродов. При этом было выявлено наличие воспроизводимой взаимосвязи между минимальным измеряемым на инструменте сопротивлением и теми значениями для рабочего напряжения, максимальной мощности и/или максимального тока, при которых является возможным достижение надежного и стабильного зажигания плазмы при минимальном искрении и минимальных или, по меньшей мере, незначительных нейромышечных стимуляциях.By means of a specific pre-assigned voltage value (i.e., value) of the high-frequency alternating voltage and/or the operating voltage provided by the power supply from the mains for the duration of the ignition attempt and/or by limiting the power during the ignition attempt and/or limiting the supply to be supplied from the power supply from the mains and/or a high-frequency generator of maximum current, in each case, based on the measured minimum resistance of the electrode immersed in the solution, but not ignited, an adaptation of the ignition process on different instruments with different electrode shapes can be achieved. It was found that there is a reproducible relationship between the minimum resistance measured on the tool and those values for operating voltage, maximum power and/or maximum current at which it is possible to achieve reliable and stable ignition of the plasma with minimal sparking and minimal or at least negligible neuromuscular stimulations.

Прежде всего, было выявлено, что посредством специфичного для времени зажигания назначения рабочего напряжения, прежде всего назначения рабочего напряжения, (например, максимального требуемого значения 550 Bp (Bp означает пиковое напряжение)) которое превышает находящееся в распоряжении для дальнейшего поддержания плазмы рабочее напряжение (например, максимально 460 Bp), нейромышечные стимуляции могут быть минимизированы, и наблюдается менее значительная интенсивность искрения при переходе от незажженного состояния к образованию плазмы. Точно так же действует ограничение протекающего при мокром электроде без искр максимального тока, а также мощности для режима зажигания, прежде всего специфичное для инструмента ограничение максимального тока и максимальной мощности, которое смягчает, вплоть до устранения, нейромышечные стимуляции.First of all, it has been found that by means of an ignition time-specific assignment of an operating voltage, in particular an assignment of an operating voltage (for example, a maximum required value of 550 V p (B p means peak voltage)) which exceeds the operating voltage available for further maintenance of the plasma (eg, maximum 460 B p ), neuromuscular stimulation can be minimized, and there is less significant intensity of sparking during the transition from the unignited state to the formation of plasma. Similarly, there is a limitation of the maximum current flowing with a wet electrode without sparks, as well as the power for the ignition mode, especially the tool-specific limitation of the maximum current and maximum power, which alleviates, up to elimination, neuromuscular stimulations.

В указанном смысле, ограничение тока и/или ограничение мощности, то есть ограничение максимального тока на блоке питания от сети или на высокочастотном генераторе, может способствовать улучшению процесса зажигания и стабилизации плазмы посредством того, что предотвращено образование чрезмерно больших паровых пузырей и их отрыв от электрода инструмента.In this sense, current limiting and/or power limiting, i.e. limiting the maximum current on the mains power supply or on the high frequency generator, can help to improve the ignition process and plasma stabilization by preventing the formation of excessively large vapor bubbles and their separation from the electrode. tool.

Для управления рабочим напряжением блок питания от сети может иметь вход регулировки напряжения, который соединен с управляющим устройством. Посредством этого входа регулировки напряжения задают подаваемое блоком питания от сети рабочее напряжение. Однако необходимо учитывать, что вопреки обычному наличию в блоке питания от сети регулировочной петли для регулировки требуемого рабочего напряжения на выходе блока питания от сети, могут встречаться колебания рабочего напряжения, а именно, прежде всего, изменения напряжения вследствие быстрых изменений нагрузки. Изменения нагрузки приводят к повышению блоком питания от сети рабочего напряжения по причине сохраняемой в выходном фильтре блока питания от сети энергии.To control the operating voltage, the power supply from the mains may have a voltage regulation input, which is connected to the control device. Via this voltage regulation input, the operating voltage supplied by the mains power supply is set. However, it must be borne in mind that, contrary to the usual presence in the mains supply unit of a control loop for adjusting the required operating voltage at the output of the mains supply unit, fluctuations in the operating voltage may occur, namely, in particular, voltage changes due to rapid load changes. Load changes cause the mains power supply to increase the operating voltage due to the energy stored in the output filter of the mains power supply.

Кроме того, изменения напряжения могут происходить вследствие конечного времени реакции имеющейся в блоке питания от сети регулировочной петли напряжения. Ограничение рабочего напряжения во время режима зажигания уменьшенным значением обеспечивает предотвращение чрезмерного кратковременного повышения рабочего напряжения вследствие скачкообразного роста сопротивления на электроде в результате зажигания плазмы и, тем самым, скачкообразного уменьшения тока. За счет этого в переходной фазе (иными словами, на переходе от практически короткого замыкания при мокром электроде к парообразованию и образованию плазмы) может быть предотвращено превышение нагрузки по мощности. Одновременно уменьшено образование пузырей, и таким образом, достигнута стабилизация плазмы. За счет этого могут быть предотвращены или уменьшены чрезмерное искрение, равно как и нежелательная нейромышечная стимуляция.In addition, voltage changes can occur due to the finite response time of the voltage regulation loop in the power supply unit. Limiting the operating voltage during the ignition mode to a reduced value ensures that the operating voltage does not rise excessively for a short time due to an abrupt rise in resistance at the electrode due to ignition of the plasma and thus an abrupt decrease in current. Due to this, in the transition phase (in other words, at the transition from a practically short circuit with a wet electrode to vaporization and plasma formation), an excess of the power load can be prevented. At the same time, the formation of bubbles is reduced, and thus plasma stabilization is achieved. In this way, excessive sparking as well as unwanted neuromuscular stimulation can be prevented or reduced.

Альтернативно или дополнительно, блок питания от сети и/или генератор имеют вход ограничения тока, который соединен с управляющим устройством. За счет этого ограничивают максимальный подаваемый от инструмента ток и, таким образом, ток при незажженной плазме, который протекает от инструмента в окружающий водный раствор. С одной стороны, за счет этого ограничена нагрузка по мощности в растворе и ткани, а также стабилизирован процесс зажигания плазмы.Alternatively or additionally, the mains power supply and/or the generator has a current limiting input that is connected to the control device. This limits the maximum current supplied from the tool, and thus the unignited plasma current, which flows from the tool into the surrounding aqueous solution. On the one hand, due to this, the power load in solution and tissue is limited, and the process of plasma ignition is also stabilized.

Дополнительно или альтернативно, блок питания от сети и/или генератор могут иметь вход ограничения мощности, который соединен с управляющим устройством. Подаваемый на вход ограничения мощности сигнал задает максимальную подаваемую от генератора мощность. Осуществляемое таким образом ограничение мощности предотвращает повреждение ткани, повреждение инструмента и чрезмерное искрение, а также стабилизирует процесс зажигания.Additionally or alternatively, the mains power supply and/or the generator may have a power limit input that is connected to the control device. The signal applied to the power limit input sets the maximum power supplied from the generator. Power limitation thus implemented prevents tissue damage, instrument damage and excessive sparking, and also stabilizes the ignition process.

Управляющее устройство может содержать устройство распознавания эксплуатационного состояния, которое выполнено для распознавания начала попытки зажигания. При распознавании таковой, управляющее устройство во время попытки зажигания имеет возможность задания требуемого значения для рабочего напряжения, которое превышает требуемое значение во время функционирования со стабильной плазмой, следующего за попыткой зажигания.The control device may include an operating state recognition device that is configured to recognize the start of an ignition attempt. When recognized as such, the control device during the ignition attempt has the ability to set the required value for the operating voltage, which exceeds the required value during operation with a stable plasma following the ignition attempt.

Устройство распознавания эксплуатационного состояния может быть также выполнено для различения в конце попытки зажигания между состояниями зажженной стабильной плазмы и отсутствием какой-либо плазмы. На основе этой информации может быть задан последующий режим функционирования прибора. Если было обнаружено образование стабильной плазмы, последующие попытки зажигания блокируют, а рабочему напряжению и/или максимальной мощности и/или максимальному току задают подходящие для функционирования со стабильной плазмой значения. Если не было обнаружено образования какой-либо стабильной плазмы, напротив, попытку зажигания повторяют. Кроме того, может быть предварительно назначено, что управляющее устройство, после неудавшейся попытки зажигания, перед запуском новой попытки зажигания выдерживает, прежде всего, фазу ожидания. За счет этого обеспечена возможность воспрепятствования подведению чрезмерно большой энергии в водный раствор и/или биологическую ткань.The operating state recognizer may also be configured to distinguish at the end of an ignition attempt between states of ignited stable plasma and no plasma of any kind. Based on this information, the subsequent operating mode of the device can be set. If stable plasma formation has been detected, subsequent ignition attempts are blocked and the operating voltage and/or maximum power and/or maximum current are set to values suitable for operation with stable plasma. If the formation of any stable plasma was not found, on the contrary, the ignition attempt is repeated. In addition, it can be prearranged that the control device, after a failed ignition attempt, first of all maintains a waiting phase before starting a new ignition attempt. This makes it possible to prevent the supply of excessively high energy into the aqueous solution and/or the biological tissue.

Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено для регистрации подведенной к инструменту электрической работы, под которой понимают интеграл электрической мощности, взятый по промежутку времени. Например, предварительно назначенный для регистрации электрической работы промежуток времени может составлять, например, одну секунду, в пределах которой электрическую мощность интегрируют или же суммируют с малыми приращениями. Например, это может быть произведено в секундных интервалах или также в отличных временных интервалах. При этом в предпочтительном варианте осуществления может быть предусмотрено, что управляющее устройство сокращает фазу ожидания между двумя попытками зажигания или работает без фазы ожидания до тех пор, пока максимально допустимая для данного временного интервала электрическая работа еще остается недостигнутой. За счет этого предотвращают как слишком большое подведение энергии, так и слишком долгое, раздражающее оператора или мешающее ему время ожидания между следующими друг за другом попытками зажигания.In addition, the control device can be designed to record the electrical work applied to the tool, which is understood as the integral of electrical power taken over a period of time. For example, a time period predetermined for recording electrical work may be, for example, one second, within which the electrical power is integrated or added in small increments. For example, this can be done in second intervals or also in different time intervals. In this case, in a preferred embodiment, it can be provided that the control device shortens the waiting phase between two ignition attempts or operates without a waiting phase until the maximum permissible electrical work for a given time interval is still not reached. This prevents both too much energy input and too long waiting times that annoy or disturb the operator between successive ignition attempts.

Кроме того, управляющее устройство может быть выполнено для регистрации сближения электрода инструмента с ограничивающей люмен биологической тканью. Для этого может быть измерено электрическое сопротивление между электродом и предусмотренным на инструменте или, альтернативно, отдельно прикрепленным на пациенте нейтральным электродом, которое изменяется при сближении электрода с тканью. Если такое сближение регистрируется, управляющее устройство имеет возможность запуска попытки зажигания. В предпочтительном варианте осуществления может быть предусмотрено, что управляющее устройство, когда оно находится в фазе ожидания между двумя попытками зажигания, укорачивает эту фазу или работает без фазы ожидания до тех пор, пока максимально допустимая для данного временного интервала электрическая работа еще остается недостигнутой.In addition, the control device may be configured to detect the approach of the instrument electrode to the lumen-limiting biological tissue. To this end, the electrical resistance between the electrode and a neutral electrode provided on the instrument or, alternatively, separately attached to the patient, can be measured, which changes as the electrode approaches the tissue. If such proximity is detected, the control device has the ability to start an ignition attempt. In a preferred embodiment, it can be provided that the control device, when it is in the waiting phase between two ignition attempts, shortens this phase or operates without a waiting phase until the maximum electrical work allowed for a given time interval is still not reached.

Кроме того, прибор согласно изобретению может быть выполнен для приспособления не только рабочего напряжения и/или мощности и/или максимального тока для фазы зажигания, но и рабочего напряжения и/или мощности и/или максимального тока для следующей рабочей фазы на основании измеренного сопротивления и, таким образом, специфично для инструментов.In addition, the device according to the invention can be designed to adapt not only the operating voltage and/or power and/or maximum current for the ignition phase, but also the operating voltage and/or power and/or maximum current for the next operating phase based on the measured resistance and , thus instrument-specific.

Посредством отдельных, некоторых или суммы всех вышеупомянутых признаков могут быть созданы приборы, которые автоматически питают различные присоединенные инструменты таким образом, что возникают только малые нейромышечные стимуляции или таковые вовсе отсутствуют, и в то же время, являются достижимыми хорошие свойства зажигания плазмы при незначительном искрении, а также стабильное удержание плазмы.By means of some, some or the sum of all the above features, devices can be created which automatically feed the various connected instruments in such a way that only little or no neuromuscular stimulation occurs, while at the same time good plasma ignition properties with little sparking are achievable. as well as stable plasma confinement.

Прежде всего, для управления подачей мощности прибора для запитывания медицинского инструмента для обработки биологической ткани посредством воздействия плазмы, прибор может иметь:First of all, in order to control the power supply of a device for powering a medical instrument for processing biological tissue by exposure to plasma, the device may have:

- генератор для подачи высокочастотного переменного напряжения (напряжение высокой частоты) и для подвода высокочастотного тока (тока высокой частоты), причем генератор соединен с выходом, к которому является присоединяемым инструмент,- a generator for supplying a high frequency alternating voltage (high frequency voltage) and for supplying a high frequency current (high frequency current), the generator being connected to the output to which the tool is connected,

- блок питания от сети, который соединен с генератором для снабжения его рабочим напряжением,- a power supply from the mains, which is connected to the generator to supply it with operating voltage,

- блок управления для управления генератором и/или блоком питания от сети, который имеет измерительное устройство для обнаружения поставляемого к выходу тока высокой частоты,- a control unit for controlling the generator and/or the mains supply unit, which has a measuring device for detecting the high frequency current supplied to the output,

причем управляющее устройство выполнено для задания, по меньшей мере, в течение некоторого промежутка времени подлежащего подводу к выходу максимального тока высокой частоты и/или подаваемой к выходу мощности и для соответствующего управления блоком питания от сети и/или генератором.moreover, the control device is configured to set, at least for a certain period of time, the maximum high frequency current to be supplied to the output and/or the power supplied to the output and for the corresponding control of the power supply unit from the network and/or the generator.

Указанный промежуток времени может содержать, прежде всего, то время, в течение которого на еще мокром, пребывающем в соприкосновении с жидкостным телом электроде образуется паровой пузырь, и при этом в паровом пузыре образуется электропроводная плазма. До тех пор, пока электрод касается по большой площади жидкостного тела, управляющее устройство ограничивает поставляемый к выходу высокочастотный ток, то есть генератор работает с ограничением по току, а прикладываемое напряжение является незначительным. Когда образуется паровой пузырь, действующее на выходе электрическое сопротивление резко возрастает по меньшей мере на один порядок величины, а обычно на несколько порядков величины, результатом чего является быстрое уменьшение высокочастотного тока, быстрое возрастание напряжения высокой частоты, а также возрастание поставляемой генератором мощности.Said period of time may in particular comprise the time during which a vapor bubble is formed on the still wet electrode in contact with the liquid body, and in this case an electrically conductive plasma is formed in the vapor bubble. As long as the electrode touches over a large area of the fluid body, the control device limits the high frequency current supplied to the output, that is, the generator operates with a current limit and the applied voltage is negligible. When a vapor bubble forms, the output electrical resistance rises sharply by at least one order of magnitude, and typically by several orders of magnitude, resulting in a rapid decrease in high frequency current, a rapid increase in high frequency voltage, and an increase in power delivered by the generator.

В вышеупомянутом приборе может быть предусмотрено, что управляющее устройство регистрирует уменьшение тока высокой частоты и/или возрастание напряжения высокой частоты, и на этой основе, заново задает максимальную величину для тока высокой частоты и/или максимальной мощности, прежде всего ограничивает их. Измерение тока и/или измерение напряжения и назначение максимальной мощности могут производиться периодически в коротких промежутках времени, например 10 мкс или 100 мкс.In the aforementioned device, it can be provided that the control device detects a decrease in the high frequency current and/or an increase in the high frequency voltage, and on this basis, re-sets the maximum value for the high frequency current and/or maximum power, first of all limits them. The current measurement and/or the voltage measurement and the assignment of the maximum power may be carried out periodically at short intervals, for example 10 µs or 100 µs.

Для управления рабочим напряжением, для ограничения тока высокой частоты или мощности, блок питания от сети и/или генератор могут иметь соответствующий вход регулировки, который соединен с управляющим устройством. Посредством входа регулировки могут быть заданы подаваемое блоком питания от сети рабочее напряжение и/или максимальный подаваемый блоком питания от сети ток и/или максимальная подаваемая блоком питания от сети мощность. Если вход регулировки предусмотрен на генераторе, посредством его могут быть заданы максимальный подаваемый генератором ток высокой частоты и/или максимальная подаваемая генератором мощность и/или максимальное подаваемое генератором напряжение высокой частоты.To control the operating voltage, to limit the high frequency current or power, the mains supply and/or the generator may have a corresponding adjustment input, which is connected to the control device. The operating voltage supplied by the mains supply unit and/or the maximum current supplied by the mains supply unit and/or the maximum power supplied by the mains supply unit can be set via the control input. If an adjustment input is provided on the generator, the maximum generator-delivered high frequency current and/or the maximum generator-delivered power and/or the maximum generator-delivered high-frequency voltage can be set therethrough.

Для регистрации быстрого уменьшения тока, которое служит в качестве индикатора образования парового пузыря, может служить отношение регистрируемого на данный момент времени тока высокой частоты к току высокой частоты в более ранний момент времени. При периодическом измерении тока, более ранний момент времени может располагаться на одно или два измерения ранее. Если отношение близко к 1, какое-либо образование паровых пузырей отсутствует. Если отношение существенно меньше 1, образование паровых пузырей есть. Это может быть принято в качестве сигнала на уменьшение или же ограничение мощности генератора. Такое мероприятие стабилизирует образование плазмы посредством предотвращения преждевременного отрыва парового пузыря от электрода. Также ослаблено образование искр.To register a rapid decrease in current, which serves as an indicator of the formation of a vapor bubble, the ratio of the currently detected high frequency current to the high frequency current at an earlier time point can be used. With periodic current measurement, the earlier point in time can be one or two measurements earlier. If the ratio is close to 1, there is no formation of vapor bubbles. If the ratio is significantly less than 1, there is vapor bubble formation. This can be taken as a signal to reduce or limit the power of the generator. Such an event stabilizes the formation of plasma by preventing premature detachment of the vapor bubble from the electrode. The formation of sparks is also weakened.

Дополнительные подробности выгодных вариантов осуществления изобретения являются предметом описания, чертежа или пунктов формулы изобретения. Показано на:Additional details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the description, drawing or claims. Shown on:

Фиг. 1 - прибор согласно изобретению, присоединенный инструмент и обрабатываемый биологический объект, в схематичном представлении,Fig. 1 - the device according to the invention, the attached tool and the processed biological object, in a schematic representation,

Фиг. 2 - инструмент в полом органе, окруженном водным раствором, в схематичном представлении,Fig. 2 - an instrument in a hollow organ surrounded by an aqueous solution, in a schematic representation,

Фиг. 3 - различные инструменты, которые могут быть применены с прибором согласно фиг. 1,Fig. 3 shows various tools that can be used with the instrument of FIG. one,

Фиг. 4 - диаграммы для различных регулировок различных инструментов для зажигания плазмы,Fig. 4 - diagrams for various adjustments of various plasma ignition tools,

Фиг. 5 - характеристика тока и напряжения на инструменте при зажигании плазмы,Fig. 5 - characteristic of the current and voltage on the tool when the plasma is ignited,

Фиг. 6 - диаграмма различных сценариев зажигания, иFig. 6 is a diagram of various ignition scenarios, and

Фиг. 7 - диаграмма для иллюстрации различных зависимостей максимального тока и максимальной мощности от измеренного сопротивления.Fig. 7 is a diagram for illustrating the various dependences of maximum current and maximum power on the measured resistance.

На фиг. 1 проиллюстрировано устройство 10 для обработки биологической ткани 11, которую ограничивает люмен 12. Люмен 12 может быть представлен внутренним пространством полого органа или также иной, образованной в ткани 11 полостью. Обычно, люмен 12 частично или полностью заполнен водным раствором 13, таким как, например, раствор NaCl.In FIG. 1 illustrates a device 10 for processing a biological tissue 11, which is bounded by a lumen 12. The lumen 12 can be represented by the interior of a hollow organ or also by another cavity formed in the tissue 11. Typically, the lumen 12 is partially or completely filled with an aqueous solution 13, such as, for example, a NaCl solution.

К устройству 10 принадлежит прибор 14, который служит для запитывания инструмента 15 электрическим током. Для этого прибор 14 имеет выход 16, к которому присоединен или может быть присоединен инструмент 15. Если инструмент 15, как проиллюстрировано на фиг. 1, является биполярным инструментом, с инструментом 15 соединены оба полюса выхода 16. Если, напротив, инструмент 15 выполнен монополярным (смотри фиг. 3, внизу), линия 17 от полюса выхода 16 ведет к инструменту 15, в то время как другая линия 18 от другого полюса выхода 16 ведет к контрэлектроду 19, который электрически соединен с биологической тканью 11. Первая линия 17 является линией высокой частоты, а вторая линия 18 рассматривается как нейтральный проводник.The device 10 includes a device 14, which serves to supply the tool 15 with electric current. To this end, the instrument 14 has an outlet 16 to which an instrument 15 is connected or can be connected. If the instrument 15, as illustrated in FIG. 1 is a bipolar instrument, both poles of output 16 are connected to instrument 15. If, on the other hand, instrument 15 is unipolar (see FIG. 3, bottom), line 17 from output pole 16 leads to instrument 15, while the other line 18 from the other pole of the output 16 leads to the counter electrode 19, which is electrically connected to the biological tissue 11. The first line 17 is a high frequency line, and the second line 18 is considered as a neutral conductor.

Прибор 14 содержит блок 20 питания от сети, который может быть соединен с электрической сетью электроснабжения и предоставляет между двумя линиями V и М рабочее напряжение Ub. Оно служит для снабжения конструктивной группы, которая образует генератор 21. Генератор 21 производит из рабочего напряжения Ub высокочастотное переменное напряжение, которое подают к выходу 16. Частота переменного напряжения может быть задана в диапазоне от 100 кГц до 10 МГц.The device 14 comprises a mains supply unit 20 which can be connected to the electrical power supply network and provides between the two lines V and M the operating voltage U b . It serves to supply the assembly that forms the generator 21. The generator 21 produces from the operating voltage U b a high-frequency alternating voltage, which is fed to the output 16. The frequency of the alternating voltage can be set in the range from 100 kHz to 10 MHz.

Для регистрации подаваемого на инструмент 15 тока и/или для регистрации приложенного к выходу 16 напряжения может быть предусмотрено измерительное устройство 22, например между генератором 21 и выходом 16 или также в виде части генератора 21. Измерительное устройство 22, кроме приложенного к выходу 16 напряжения и/или протекающего через выход 16 наружу и вовнутрь тока, при необходимости, имеет возможность обнаружения также и производных от них величин, таких как, например, действующее на выходе 16 омическое сопротивление и/или подаваемая от выхода 16 эффективная мощность и/или реактивная мощность. Регистрируемые и/или обнаруженные величины (напряжение, ток, сопротивление, импеданс, мощность и т.д.) передают на управляющее устройство 23. При этом измерительное устройство 22 может быть выполнено не только, как представлено на фиг. 1, отдельным от управляющего устройства 23, но также, полностью или частично, в виде его части. Управляющее устройство 23 и измерительное устройство 22 следует понимать, равно как и генератор 21 и блок 20 питания от сети, в качестве функциональных блоков, которые могут быть построены как на тех же, так и на отдельных друг от друга аппаратных конструктивных группах.To detect the current supplied to the tool 15 and/or to detect the voltage applied to the output 16, a measuring device 22 can be provided, for example between the generator 21 and the output 16 or also as part of the generator 21. The measuring device 22, in addition to the voltage applied to the output 16 and /or current flowing through the output 16 outward and inward, if necessary, also has the ability to detect values derived from them, such as, for example, the ohmic resistance acting at the output 16 and/or the effective power and/or reactive power supplied from the output 16. Registered and/or detected values (voltage, current, resistance, impedance, power, etc.) are transmitted to the control device 23. In this case, the measuring device 22 can be made not only as shown in FIG. 1, separate from the control device 23, but also, in whole or in part, as part of it. The control device 23 and the measuring device 22 should be understood, as well as the generator 21 and the power supply unit 20, as functional units that can be built on the same or on separate hardware building groups.

Управляющее устройство 23 присоединено к входу 24 регулировки напряжения блока 20 питания от сети. Посредством этого входа 24 регулировки напряжения управляющее устройство 23 задает блоку 20 питания от сети требуемое значение для рабочего напряжения Ub. В этом случае, выполненное в блоке 20 питания от сети регулирующее устройство регулирует истинную величину рабочего напряжения Ub по требуемому значению, причем в рамках процесса регулирования могут возникать временные отклонения. Этот регулятор может быть реализован также в управляющем устройстве 23.The control device 23 is connected to the voltage adjustment input 24 of the power supply unit 20 . Via this voltage regulation input 24, the control device 23 sets the mains supply unit 20 to the desired value for the operating voltage U b . In this case, the control device provided in the mains supply unit 20 regulates the actual value of the operating voltage U b to the desired value, whereby temporary deviations may occur during the control process. This regulator can also be implemented in the control device 23.

Кроме того, управляющее устройство 23 соединено с входом 25 ограничения тока, который может быть выполнен на генераторе 21 или на блоке 20 питания от сети или также на конструктивной группе ограничения тока. Конструктивная группа ограничения тока может быть расположена между блоком 20 питания от сети и генератором 21 или также между генератором 21 и выходом 16. Поданный на вход 25 ограничения тока сигнал задает максимальный подаваемый ток на выходе 16. По его достижении, работу блока 20 питания от сети и/или генератора 21 приспосабливают для предотвращения превышения предельного значения тока.In addition, the control device 23 is connected to a current limiting input 25, which can be provided on the generator 21 or on the power supply unit 20 or also on the current limiting group. The current limiting constructive group can be located between the power supply unit 20 and the generator 21, or also between the generator 21 and the output 16. The signal applied to the current limit input 25 sets the maximum supplied current at the output 16. Upon reaching it, the operation of the power supply unit 20 from the network and/or the generator 21 is adapted to prevent the current limit being exceeded.

Кроме того, предусмотрен вход 26 ограничения мощности, который может быть предусмотрен на генераторе 21, на блоке 20 питания от сети или на расположенной между генератором 21 и блоком 20 питания от сети конструктивной группе. Подаваемый на вход 26 ограничения мощности сигнал задает максимальную подаваемую на выход 16 мощность.In addition, a power limit input 26 is provided, which can be provided on the generator 21, on the power supply unit 20, or on the structural group located between the generator 21 and the power supply unit 20. Served at the input 26 power limit signal sets the maximum supplied to the output 16 power.

Вход 24 ограничения напряжения, вход 25 ограничения тока и вход 26 ограничения мощности следует рассматривать в качестве информационных каналов, которые могут быть реализованы произвольным образом из области электротехники и передачи данных. Также является возможным отказ от отдельного входа ограничения мощности, и достижение ограничения мощности посредством согласования друг с другом сигналов на входе 24 ограничения напряжения и входе 25 ограничения тока.The voltage limit input 24, the current limit input 25 and the power limit input 26 are to be considered as information channels which can be implemented in any manner from the field of electrical engineering and data communication. It is also possible to dispense with a separate power limit input and achieve power limit by matching the voltage limit input 24 and the current limit input 25 to each other.

Фиг. 2 служит для иллюстрации инструмента 15 и его применения в люмене 12. Инструмент 15 имеет выполненный, например, в форме петли или дуги электрод 27, который соединен с линией 17. Электрод 27 в незажженном состоянии является мокрым, и по всей своей поверхности находится в соприкосновении с раствором 13, то есть, таким образом, состоит с ней в электрическом контакте. Поэтому, между электродом 27 и контрэлектродом 19 может быть измерено представленное на фиг. 1 пунктиром сопротивление R, которое по существу задается величиной и формой электрода 27. Сопротивление R составлено объединением сопротивления между электродом 27 и окружающим раствором 13, а также сопротивления токовой цепи через раствор 13 до контрэлектрода 19. Если электрод 27 находится поблизости от стенки, имеется еще параллельная токовая цепь через ткань. Если контрэлектрод 19 выполнен не на инструменте 15, но прикреплен отдельно на пациенте, электрическое сопротивление составлено только из последовательного включения переходного сопротивления между электродом 27 и окружающим раствором 13, а также сопротивления токовой цепи через раствор 13 и сопротивления через ткань тела до контрэлектрода 19.Fig. 2 serves to illustrate the tool 15 and its application in the lumen 12. The tool 15 has an electrode 27 made, for example, in the form of a loop or arc, which is connected to the line 17. The electrode 27 in the unlit state is wet, and is in contact over its entire surface with solution 13, that is, thus, is in electrical contact with it. Therefore, between the electrode 27 and the counter electrode 19, shown in FIG. 1 by the dotted line resistance R, which is essentially given by the size and shape of the electrode 27. The resistance R is made up of the combination of the resistance between the electrode 27 and the surrounding solution 13, as well as the resistance of the current circuit through the solution 13 to the counter electrode 19. If the electrode 27 is located near the wall, there is still parallel current circuit through tissue. If the counter electrode 19 is not made on the instrument 15, but is attached separately to the patient, the electrical resistance is composed only of the series connection of the transition resistance between the electrode 27 and the surrounding solution 13, as well as the resistance of the current circuit through the solution 13 and the resistance through the body tissue to the counter electrode 19.

Фиг. 3 символически иллюстрирует различные инструменты 15а, 15b, 15 с, 15е и, соответственно, обозначенное пунктиром сопротивление R цепи к соответствующему нейтральному электроду. В то время как инструменты 15а-15 с выполнены в виде монополярных инструментов, которые снабжают только посредством линии 17, в биполярном инструменте 15е контрэлектрод 19 указан в качестве контрэлектрода и выполнен непосредственно на инструменте 15е, который в этом случае соединен с обеими линиями 17, 18. В других отношениях, инструменты 15а-15е могут отличаться друг от друга величиной и формой соответствующих электродов 27а, 27b, 27 с, 27е. Например, электроды 27а, 27b, 27 с, 27е могут быть выполнены в виде больших или малых проволочных петель, ленточных петель, грибовидных или иных плоских электродов.Fig. 3 symbolically illustrates the various instruments 15a, 15b, 15c, 15e and, respectively, the dashed line resistance R of the circuit to the respective neutral electrode. Whereas the instruments 15a-15c are designed as monopolar instruments, which are supplied only via the line 17, in the bipolar instrument 15e the counter electrode 19 is indicated as the counter electrode and is made directly on the instrument 15e, which in this case is connected to both lines 17, 18 In other respects, the tools 15a-15e may differ from each other in the size and shape of the respective electrodes 27a, 27b, 27c, 27e. For example, the electrodes 27a, 27b, 27c, 27e may be large or small wire loops, tape loops, mushroom-shaped or other flat electrodes.

Инструменты 15а-15е, когда они входят в соприкосновение с раствором 13 и присоединены к прибору 14, имеют характерное, измеряемое между электродом 27 и контрэлектродом 19 сопротивление Ra, Rb, Rc или Re, которое может быть зарегистрировано посредством измерительного устройства 22. Регистрация может быть произведена, например, непосредственно перед производством на электроде 27 плазмы или также в самом начале такой попытки зажигания, до тех пор, пока еще непотревоженный раствор 13 примыкает к электроду 27. Также является возможным выполнение измерительного цикла прежде предприятия попытки зажигания.The instruments 15a-15e, when they come into contact with the solution 13 and are connected to the device 14, have a characteristic resistance R a , R b , R c or R e , measured between the electrode 27 and the counter electrode 19, which can be registered by means of the measuring device 22 The registration can be carried out, for example, immediately before the production on the plasma electrode 27 or also at the very beginning of such an ignition attempt, as long as the still undisturbed solution 13 adjoins the electrode 27. It is also possible to carry out a measuring cycle before the ignition attempt is made.

Для определения величины сопротивления, к выходу 16 предоставляют напряжение. Оно может совпадать с напряжением для зажигания плазмы или также быть ниже него. Протекающий на выходе 16 ток может быть в этом случае зарегистрирован измерительным устройством 22. По измеренному напряжению и измеренному току может быть обнаружен импеданс и/или сопротивление Rmin. Эта величина перед осуществлением первой попытки зажигания имеет значения Ra, Rb, Rc, Re, которые можно соответственно рассматривать в качестве характеристических для соответствующего инструмента 15а-15е. В этой связи рекомендуется обращение к фиг. 7. Она иллюстрирует на ее горизонтальной оси различные значения Rmin, именно Ra, Re, Rc, Rb для различных инструментов 15а, 15е, 15 с и 15b. Обычно, эти значения располагаются между 20 Ом и 100 Ом, причем другие значения также не являются исключенными.To determine the resistance value, a voltage is provided to output 16. It may be the same as the ignition voltage for the plasma, or it may also be below it. The current flowing at the output 16 can then be detected by the measuring device 22. From the measured voltage and the measured current, the impedance and/or resistance R min can be detected. This value, prior to the first ignition attempt, has the values R a , R b , R c , R e , which can respectively be regarded as characteristic of the corresponding tool 15a-15e. In this connection, reference is made to FIG. 7. It illustrates on its horizontal axis the different values of R min , namely R a , R e , R c , R b for different tools 15a, 15e, 15c and 15b. Typically, these values are between 20 ohms and 100 ohms, with other values also not excluded.

Фиг. 7 служит также для иллюстрации стратегии управления зажиганием, которую осуществляет управляющее устройство 23. Для этого, кроме того и дополнительно, рекомендуется обращение к фиг. 4 и 5.Fig. 7 also serves to illustrate the ignition control strategy implemented by the control device 23. For this further and additionally, reference is made to FIG. 4 and 5.

Для зажигания плазмы 28 в пределах раствора 13 (смотри фиг. 2) или на стенке люмена 12, прибор 14 предоставляет высокочастотное переменное напряжение, которое влечет за собой возникновение тока через раствор 13 и, если контрэлектрод 19 размещен не на инструменте 15 как таковом, а на ткани 11, через ткань. Вследствие непосредственного мокрого контакта между раствором 13 и электродом 27, имеющееся сопротивление является очень малым, и протекает максимальный ток. При этом управляющее устройство 23 ограничивает в блоке 20 питания от сети или в генераторе 21 ток, соответственно, значением, подходящим для соответствующего инструмента 15а, 15b, 15с или 15е. Это значение зависит от сопротивления Ra-Re, которое измерительное устройство 22 обнаруживает именно теперь или в предшествующий попытке зажигания момент времени.To ignite the plasma 28 within the solution 13 (see Fig. 2) or on the wall of the lumen 12, the device 14 provides a high-frequency alternating voltage, which entails the occurrence of a current through the solution 13 and, if the counter electrode 19 is not placed on the tool 15 as such, but on fabric 11, through fabric. Due to the direct wet contact between solution 13 and electrode 27, the resistance present is very low and maximum current flows. In this case, the control device 23 limits the current in the power supply unit 20 or in the generator 21, respectively, to a value suitable for the respective tool 15a, 15b, 15c or 15e. This value depends on the resistance R a -R e , which the measuring device 22 detects just now or at the time preceding the ignition attempt.

Фиг. 7 посредством кривой I иллюстрирует различные значения максимального тока для различных инструментов 15а, 15b, 15с или 15е с различными сопротивлениями Ra-Re. Соответствующим образом, выходной характеристике генератора задают, например, для инструмента 15b на фиг. 4 значение ib. В равной мере, для этого инструмента 15b согласно фиг. 7 задают максимальную мощность pb. За счет этого мощность ограничена согласно участку кривой pb, поскольку ограничение тока не активировано, вследствие начала образования паровых пузырей на электроде 27, которое вызывает уменьшение тока. Во время всего процесса зажигания генератор 21 снабжают рабочим напряжением Ubb, которое, предпочтительно, задано ниже рабочего напряжения Ub, которое предоставляется для генератора при зажженной плазме 278. При пребывании системы в состоянии с малым омическим сопротивлением, в ней действуют ограничения тока или мощности, напротив, при образовании парового пузыря - ограничения напряжения.Fig. 7 illustrates, by means of a curve I, different maximum current values for different tools 15a, 15b, 15c or 15e with different resistances R a -R e . Correspondingly, the output characteristic of the generator is set, for example, for the tool 15 b in FIG. 4 value i b . Equally, for this tool 15b according to FIG. 7 set the maximum power p b . Due to this, the power is limited according to the section of the curve p b , since the current limitation is not activated due to the start of the formation of vapor bubbles on the electrode 27, which causes the current to decrease. During the entire ignition process, the generator 21 is supplied with an operating voltage U bb that is preferably set below the operating voltage U b that is provided to the generator when the plasma 278 is ignited. , on the contrary, when a vapor bubble is formed, the stress limits.

Уменьшение рабочего напряжения Ub до значения Ubb, ограничение мощности pb и ограничение тока ib согласно диаграмме на фиг. 4 обеспечивают соответствующий инструментам процесс зажигания с незначительным искрообразованием и стабильным образованием плазмы. Предотвращены рассмотренные до сих пор вредные эффекты. Это показано также на упрощенной диаграмме согласно фиг. 5, которая посвящена, прежде всего, зажиганию плазмы 28. Диаграмма иллюстрирует на своей левой половине, при изначально приложенном к электроду 27 напряжении U большой ток ib, который задан посредством ограничения тока (вертикальная ветвь кривой ib, на фиг. 4). Вследствие малого сопротивления порядка нескольких десятков Ом, к электроду 27b приложено лишь незначительное напряжение. Однако заданная величина напряжения в этом состоянии превышает среднее значение. Это является необходимым, поскольку, в противном случае, изначально возникающее превышение напряжения побуждает регулятор напряжения к чрезмерно сильной регулировке напряжения книзу, что может повлечь затухание плазмы.Reducing the operating voltage U b to the value U bb , limiting the power p b and limiting the current i b according to the diagram in FIG. 4 provide a tool-specific ignition process with low sparking and stable plasma generation. The harmful effects discussed so far are prevented. This is also shown in the simplified diagram of FIG. 5, which is devoted primarily to the ignition of the plasma 28. The diagram illustrates on its left half, with a voltage U initially applied to the electrode 27, a large current i b , which is set by current limiting (vertical branch of the curve i b , in Fig. 4). Due to the low resistance of the order of several tens of ohms, only a small voltage is applied to electrode 27b. However, the specified voltage value in this state exceeds the average value. This is necessary because, otherwise, the initially occurring overvoltage causes the voltage regulator to regulate the voltage too much downward, which can lead to attenuation of the plasma.

К моменту времени tza вокруг электрода 27 образуется паровой пузырь, который изначально не проводит электричество и поэтому прерывает или, по меньшей мере, существенно ограничивает прохождение тока до возникновения электрического пробоя. Обычно, резкое прерывание тока или уменьшение тока приводит к пику напряжения на генераторе 21 или на блоке 20 питания от сети, прежде всего по причине сохраняемой там в индуктивности энергии. Этот пик напряжения показан на фиг. 5 посредством Up, и обычно приводит к выработке вредных световых и, в определенных обстоятельствах, звуковых импульсов, которые называют также «искрением». Тем не менее, посредством уменьшения рабочего напряжения до значения Ubb (например, 550 В) и посредством ограничения мощности до специфичного для инструмента значения pb, при прохождении кривой pb согласно кривой на фиг. 4, образующееся искрение уменьшают до минимума. Поэтому, напряжение U после момента времени tza до момента времени tze поднимается с незначительным избыточным отклонением или без избыточного отклонения, в то время как ток, в свою очередь, уменьшается до его рабочего значения.By the time t za a vapor bubble has formed around the electrode 27, which initially does not conduct electricity and therefore interrupts or at least significantly limits the flow of current before an electrical breakdown occurs. Typically, a sudden interruption of current or reduction in current results in a voltage peak at the generator 21 or at the mains power supply 20, primarily due to the energy stored there in the inductance. This voltage peak is shown in Fig. 5 through U p , and usually results in the production of harmful light and, in certain circumstances, sound pulses, which are also called "sparks". However, by reducing the operating voltage to a value U bb (eg 550 V) and by limiting the power to a tool-specific value p b , while passing the p b curve according to the curve in FIG. 4, the resulting sparking is reduced to a minimum. Therefore, the voltage U after the time t za until the time t ze rises with little or no excess deviation, while the current in turn decreases to its operating value.

Если, напротив, применяют другой инструмент, например инструмент 15а, который имеет при соприкосновении с раствором 13 другое, менее значительное сопротивление Ra (смотри фиг. 7), управляющее устройство 23 для процесса зажигания согласно фиг. 4 задает более сильный максимальный ток ia и большую максимальную мощность ра, а также, опять-таки, подходящее рабочее напряжение Uba, которое может быть большим или меньшим, чем Ubb, или также совпадать с ним. Опять-таки, получают процесс зажигания с минимальным искрением и со спокойным переходом к стабильному удержанию плазмы.If, on the other hand, another tool is used, for example tool 15a, which, in contact with the solution 13, has a different, less significant resistance R a (see FIG. 7), the control device 23 for the ignition process according to FIG. 4 specifies a higher maximum current i a and a higher maximum power p a , as well as, again, a suitable operating voltage U ba , which may be greater or less than U bb , or also the same as it. Again, an ignition process is obtained with minimal sparking and with a smooth transition to a stable plasma hold.

Управляющее устройство 23, кроме того, выполнено для прекращения попытки зажигания по истечении времени попытки зажигания tvz, при условии отсутствия обнаружения какого-либо зажигания. Как показывает диаграмма на фиг. 6, после этого следует фаза tW ожидания, в пределах которой не предпринимают какой-либо последующей попытки зажигания. Обычно, время ожидания составляет несколько сотен миллисекунд, например 0,8 с. За счет этого ограничивают нагрузку по мощности в растворе 13 и/или ткани 11.The control device 23 is further configured to terminate the ignition attempt after the ignition attempt time tvz has elapsed, provided that no ignition is detected. As the diagram in FIG. 6, this is followed by a waiting phase t W within which no further ignition attempt is made. Typically, the timeout is a few hundred milliseconds, such as 0.8 s. Due to this, the power load in solution 13 and/or tissue 11 is limited.

Для повышения комфорта, может быть предусмотрено, что управляющее устройство 23, при заданных условиях, сокращает время tW ожидания или же вовсе не выдерживает его. Для этого управляющее устройство 23 может быть выполнено для регистрации произведенной между электродом 27 и контрэлектрода 19 на заданном временном интервале регистрации электрической работы. Например, этот временной интервал регистрации может составлять 1 с, а максимальная произведенная на нем работа - 400 Втс.По истечении такого интервала регистрации, может быть произведен перезапуск регистрации. Если, например, теперь первая попытка зажигания (крайняя левая на фиг. 6) располагается в интервале мониторинга, в котором, кроме первой попытки зажигания во время tVZ попытки зажигания еще не произошло какой-либо последующей попытки зажигания, и в этом интервале мониторинга максимальная электрическая работа еще не достигнута, время tW ожидания может быть укорочено, и предпринимаемую, в противном случае, только после истечения времени ожидания вторую попытку зажигания выполняют преждевременным образом, как обозначено на фиг. 6 посредством стрелки, в виде попытки 30 зажигания.To improve comfort, it can be provided that the control device 23, under given conditions, shortens the waiting time t W or does not withstand it at all. To do this, the control device 23 can be configured to record the electrical work produced between the electrode 27 and the counter electrode 19 at a predetermined recording time interval. For example, this logging time interval may be 1 s, and the maximum work done on it is 400 Wts. After such a logging interval has elapsed, the logging may be restarted. If, for example, now the first ignition attempt (leftmost in Fig. 6) is located in the monitoring interval, in which, apart from the first ignition attempt during t VZ ignition attempt, no subsequent ignition attempt has yet occurred, and in this monitoring interval the maximum electrical operation has not yet been reached, the waiting time t W can be shortened, and the second ignition attempt, otherwise made only after the waiting time has elapsed, is carried out prematurely, as indicated in FIG. 6 by means of an arrow, in the form of an ignition attempt 30.

Также являются возможными инициация сокращения или же досрочное прерывание интервала времени tw ожидания в том случае, когда обнаружено сближение электрода 27 с биологической тканью 11. Такое явление обычно сопряжено с изменением, например с повышением электрического сопротивления между электродом 27 и контрэлектродом 19. Такое изменение сопротивления может быть использовано в качестве инициирующего события для прерывания интервала времени ожидания, то есть для предприятия преждевременной попытки 30 зажигания (фиг. 6). При необходимости, могут быть предприняты несколько попыток зажигания в тесной последовательности друг за другом. В варианте осуществления, это может быть обусловлено тем, что в заданном временном интервале мониторинга заданная граница для произведенной электрической работы еще не достигнута или превзойдена.It is also possible to trigger a contraction or else prematurely interrupt the waiting time tw when proximity of the electrode 27 to the biological tissue 11 is detected. be used as a trigger event to abort the timeout interval, ie to initiate a premature ignition attempt 30 (FIG. 6). If necessary, several ignition attempts can be made in close succession. In an embodiment, this may be due to the fact that in a given monitoring time interval, a given limit for the electrical work performed has not yet been reached or exceeded.

Прибор для запитывания медицинского инструмента 15 для обработки биологической ткани 11 посредством воздействия плазмы 28 выполнен согласно изобретению особым образом для зажигания и стабильного образования плазмы 28 на электроде 27 инструмента 15. Для этого прибор 14 имеет управляющее устройство 23, которое во время попытки зажигания, предпочтительно специфичным для инструмента образом, ограничивает поставляемый на инструмент 15 ток и/или ограничивает подаваемую на инструмент 15 электрическую мощность и/или работает при этом с уменьшенным рабочим напряжением Ubb. С помощью такой меры для большого разнообразия присоединяемых инструментов 15а-15е в каждом случае достигнуто быстрое, стабильное образование плазмы с незначительным искрением.The device for powering the medical instrument 15 for processing biological tissue 11 by means of plasma 28 is made according to the invention in a special way for ignition and stable formation of plasma 28 on the electrode 27 of the instrument 15. For this purpose, the device 14 has a control device 23, which during the ignition attempt, preferably for the tool in a way that limits the current supplied to the tool 15 and/or limits the electrical power supplied to the tool 15 and/or operates with a reduced operating voltage U bb . With this measure, for a wide variety of attachable tools 15a-15e, fast, stable plasma generation with little sparking is achieved in each case.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCES

10 Устройство10 Device

11 Биологическая ткань11 Biological tissue

12 Люмен12 Lumens

13 Раствор13 Solution

14 Прибор14 Instrument

15 Инструмент (по общей отсылке)15 Tool (by common reference)

15а - 15е Инструмент (по специфической отсылке)15a - 15e Tool (by specific reference)

16 Выход16 Exit

17 Первая линия17 First line

18 Вторая линия (нейтральная линия)18 Second line (neutral line)

19 Контрэлектрод19 Counter electrode

20 Блок питания от сети V, М Линии20 Mains power supply V, M Lines

Ub Рабочее напряжение (например, 600 Вр)Ub Operating voltage (e.g. 600 V p )

21 Генератор21 Generator

22 Измерительное устройство22 Measuring device

23 Управляющее устройство23 Master

24 Вход регулировки напряжения24 Voltage regulation input

25 Вход ограничения тока25 Current limit input

26 Вход ограничения мощности26 Power limit input

27 Электрод (по общей отсылке) 27 Electrode (by common reference)

27а-27е Электрод (по специфической отсылке)27a-27e Electrode (by specific reference)

R СопротивлениеR Resistance

Rmin Минимальное измеренное значение сопротивления RR min Minimum measured resistance value R

Ra-Re Специфичное для инструмента минимальное сопротивление Rmin R a -R e Tool-specific minimum resistance R min

28 Плазма28 Plasma

I Зависимая от инструмента кривая максимального токаI Tool-dependent overcurrent curve

Р Зависимая от инструмента кривая максимальной мощностиP Tool dependent maximum power curve

ib Максимальный ток для инструмента 15bi b Maximum current for tool 15b

ia Максимальный ток для инструмента 15аi a Maximum current for tool 15A

pb Максимальная мощность для инструмента 15bp b Maximum power for tool 15b

ра Максимальная мощность для инструмента 15аp a Maximum power for tool 15a

Ubb Рабочее напряжение для инструмента 15bU bb Operating voltage for tool 15b

Uba Рабочее напряжение для инструмента 15аU ba Operating voltage for tool 15A

tVZ Время попытки зажигания (50 мс-500 мс),t VZ Ignition attempt time (50ms-500ms),

tW Интервал времени ожидания (0,5 с-1 с),t W Waiting time interval (0.5 s-1 s),

29 Поздняя попытка зажигания29 Late ignition attempt

30 Преждевременная по времени попытка зажигания30 Premature ignition attempt

Claims (22)

1. Прибор (14) для запитывания медицинского инструмента (15) для обработки биологической ткани (11) посредством воздействия плазмы (28), содержащий: 1. Device (14) for powering a medical instrument (15) for processing biological tissue (11) by exposure to plasma (28), containing: - генератор (21) для подачи высокочастотного переменного напряжения, причем генератор (21) соединен с выходом (16), к которому является присоединяемым инструмент (15), - a generator (21) for supplying a high-frequency alternating voltage, and the generator (21) is connected to the output (16), to which the tool (15) is connected, - блок (20) питания от сети, который соединен с генератором (21) для снабжения его рабочим напряжением (Ub), - power supply unit (20) from the mains, which is connected to the generator (21) to supply it with operating voltage (U b ), - управляющее устройство (23) для управления генератором (21) и/или блоком (20) питания от сети, - a control device (23) for controlling the generator (21) and/or power supply unit (20), - измерительное устройство (22) для определения электрического сопротивления (Rmin) присоединенного к выходу (22) инструмента (15), - a measuring device (22) for determining the electrical resistance (R min ) connected to the output (22) of the tool (15), причем управляющее устройство (23) выполнено для задания, по меньшей мере, на протяжении промежутка времени (tVZ) рабочего напряжения (Ub), и/или подаваемой на инструмент (15) мощности (P), и/или подлежащего подводу к инструменту (15) максимального тока (i) в соответствии с измеренным сопротивлением (Rmin) и для соответствующего управления блоком (20) питания от сети и/или генератором (21). moreover, the control device (23) is designed to set, at least over a period of time (t VZ ) the operating voltage (U b ), and/or the power supplied to the tool (15) (P), and/or to be supplied to the tool (15) maximum current (i) in accordance with the measured resistance (R min ) and for the appropriate control of the mains supply unit (20) and/or generator (21). 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что блок (20) питания от сети имеет вход (24) регулировки напряжения, который соединен с управляющим устройством (23). 2. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit (20) has a voltage regulation input (24), which is connected to the control device (23). 3. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что генератор (21) имеет вход (25) ограничения тока, который соединен с управляющим устройством (23). 3. A device according to one of the preceding claims, characterized in that the generator (21) has a current limiting input (25) which is connected to a control device (23). 4. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что генератор (21) имеет вход (26) ограничения мощности, который соединен с управляющим устройством (23). 4. Appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the generator (21) has a power limiting input (26), which is connected to the control device (23). 5. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) имеет устройство распознавания эксплуатационного состояния, которое выполнено для распознавания начала попытки зажигания, в то время как подводимое от генератора (21) на инструмент (15) переменное напряжение образует на инструменте (15) плазму (28). 5. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) has an operating state recognition device, which is designed to recognize the start of an ignition attempt, while the alternating voltage supplied from the generator (21) to the tool (15) forms on the tool (15) plasma (28). 6. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) выполнено для задания во время попытки зажигания требуемого значения для рабочего напряжения (Ub), которое превышает таковое во время функционирования после попытки зажигания. 6. Appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) is configured to set, during the ignition attempt, the required value for the operating voltage (U b ), which is greater than that during operation after the ignition attempt. 7. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) имеет устройство распознавания эксплуатационного состояния, которое выполнено для распознавания конца попытки зажигания или гашения плазмы, в то время как подводимое от генератора (21) на инструмент (15) переменное напряжение привело к образованию на инструменте (15) плазмы (28). 7. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) has an operating state recognition device, which is designed to recognize the end of an attempt to ignite or extinguish the plasma, while supplied from the generator (21) to the tool (15) the alternating voltage led to the formation of a plasma (28) on the tool (15). 8. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) имеет устройство распознавания эксплуатационного состояния, которое выполнено для распознавания конца попытки зажигания, в то время как подводимое от генератора (21) на инструмент (15) переменное напряжение не образует на инструменте (15) плазму (28). 8. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) has an operating state recognition device, which is designed to recognize the end of an ignition attempt, while the alternating voltage supplied from the generator (21) to the tool (15) is not forms a plasma (28) on the tool (15). 9. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) выполнено для выдерживания в фазе (tW) ожидания заданного времени паузы после неудавшейся попытки зажигания и для последующего запуска новой попытки зажигания. 9. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) is designed to maintain in the phase (t W ) waiting for a predetermined pause time after a failed ignition attempt and to subsequently start a new ignition attempt. 10. Прибор по п. 9, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) выполнено для регистрации подведенной к инструменту (15) электрической работы (W). 10. The device according to claim 9, characterized in that the control device (23) is designed to register the electrical work (W) supplied to the tool (15). 11. Прибор по п. 10, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) выполнено для регистрации сближения размещенного в люмене (12) инструмента (15) с биологической тканью (11) и в случае пребывания управляющего устройства (23) в фазе ожидания и превышения увеличением импеданса предельного значения для прекращения фазы ожидания и запуска новой попытки зажигания. 11. The device according to claim 10, characterized in that the control device (23) is designed to register the approach of the instrument (15) placed in the lumen (12) with the biological tissue (11) and in the event that the control device (23) is in the waiting phase and the increase in impedance exceeds the limit value for terminating the waiting phase and starting a new ignition attempt. 12. Прибор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что управляющее устройство (23) выполнено для задания рабочего напряжения (Ub), и/или подаваемой на инструмент (15) мощности (P), и/или подлежащего доставке к инструменту (15) максимального тока (i) на протяжении примыкающей к фазе зажигания рабочей фазы в соответствии с измеренным перед зажиганием плазмы (28) сопротивлением (Rmin) и для соответствующего управления блоком (20) питания от сети и/или генератором (21). 12. The device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (23) is designed to set the operating voltage (U b ), and/or the power supplied to the tool (15) (P), and/or to be delivered to the tool ( 15) maximum current (i) during the working phase adjacent to the ignition phase in accordance with the resistance (R min ) measured before ignition of the plasma (28) and for the corresponding control of the power supply unit (20) from the mains and/or generator (21). 13. Способ зажигания плазмы (28) в водном окружении на электроде (27) медицинского инструмента (15), причем электрод (27) находится в соприкосновении с водным раствором (13), 13. Method for igniting plasma (28) in an aqueous environment on an electrode (27) of a medical instrument (15), wherein the electrode (27) is in contact with an aqueous solution (13), причем электрод (15) соединен с прибором (14), который выполнен для подачи высокочастотного напряжения, moreover, the electrode (15) is connected to the device (14), which is designed to supply high-frequency voltage, причем перед подводом к электроду (27) высокочастотного напряжения для зажигания плазмы (28) вычисляют электрическое сопротивление (R) между электродом и водным окружением, и на основании значения этого сопротивления (R) производят эксплуатационные установки прибора (14). moreover, before applying a high-frequency voltage to the electrode (27) to ignite the plasma (28), the electrical resistance (R) between the electrode and the water environment is calculated, and based on the value of this resistance (R), the operational settings of the device (14) are made. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что к эксплуатационным установкам, предпочтительно, относятся только фаза зажигания, в пределах которой испаряется примыкающая к электроду (27) вода (13) и в образующемся паровом пузыре зажигается плазма (28). 14. The method according to claim 13, characterized in that the operational settings preferably include only the ignition phase, within which the water (13) adjacent to the electrode (27) evaporates and the plasma (28) is ignited in the resulting vapor bubble. 15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что к эксплуатационным установкам относится напряжение (U) холостого хода, и/или подаваемая на инструмент (15) мощность (P), и/или подлежащий подводу к инструменту (15) максимальный ток (i).15. The method according to claim 14, characterized in that the operating settings include the no-load voltage (U) and / or the power supplied to the tool (15) (P), and / or the maximum current to be supplied to the tool (15) ( i).
RU2019113720A 2018-05-14 2019-05-06 Device and method for formation of plasma in aqueous environment RU2772635C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18172105.1 2018-05-14
EP18172105.1A EP3569171B1 (en) 2018-05-14 2018-05-14 Device and method for setting parameters for creating plasma in an aqueous environment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019113720A RU2019113720A (en) 2021-05-28
RU2019113720A3 RU2019113720A3 (en) 2021-12-27
RU2772635C2 true RU2772635C2 (en) 2022-05-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138213C1 (en) * 1998-06-15 1999-09-27 Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина Device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues
RU122280U1 (en) * 2012-05-23 2012-11-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИКОР" NON-CONTACT ELECTROSURGICAL DEVICE
WO2016030511A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Olympus Winter & Ibe Gmbh High-frequency surgical apparatus
RU2603296C2 (en) * 2010-11-02 2016-11-27 Ю.С. Пейтент Инновейшнс System and method for electrosurgical conductive gas cutting for improving eschar, sealing vessels and tissues

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138213C1 (en) * 1998-06-15 1999-09-27 Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина Device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues
RU2603296C2 (en) * 2010-11-02 2016-11-27 Ю.С. Пейтент Инновейшнс System and method for electrosurgical conductive gas cutting for improving eschar, sealing vessels and tissues
RU122280U1 (en) * 2012-05-23 2012-11-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИКОР" NON-CONTACT ELECTROSURGICAL DEVICE
WO2016030511A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Olympus Winter & Ibe Gmbh High-frequency surgical apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4463113B2 (en) Electrosurgical generator
RU2657960C2 (en) Electrosurgical systems and methods
EP0754437B1 (en) An electrosurgical generator and system
JP5680013B2 (en) Electrosurgical device to improve incision
JP2960971B2 (en) Injection spark control for electrosurgical generators
USRE41921E1 (en) Electrosurgery system and method
EP1082944A1 (en) An electrosurgical generator and system
EP2080482A1 (en) High frequency cautery electric power source device
WO1998027880A1 (en) Electrosurgical generator and system for underwater operation
US20130006237A1 (en) Method and device for optimized coagulation of biological tissue
CN110478030B (en) Apparatus and method for generating plasma in an aqueous environment
JP2020108738A (en) Plasma therapy device
RU2772635C2 (en) Device and method for formation of plasma in aqueous environment
JP7293276B2 (en) Electrosurgical generators, electrosurgical systems and methods for operating electrosurgical generators
JP2011509107A (en) High frequency generator for ablation by electronic surgery
CN111836594A (en) High-frequency generator, control unit, method for operating a high-frequency generator
MXPA99005760A (en) Electrosurgical generator and system for underwater operation