DE19827318A1 - Regulating high frequency power of electro-surgical cutting or coagulation device - Google Patents
Regulating high frequency power of electro-surgical cutting or coagulation deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der HF-Leistung bei einer elektro-chirurgischen Schneid- und/ oder Koagulationsvorrichtung, bei dem man eine im Arbeitsbereich der Schneid- und/oder Koagulationsvor richtung entstehende Gleichspannung bestimmt und die HF-Leistung in Abhängigkeit von dieser Gleichspannung verändert. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vor richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the HF power in an electrosurgical cutting and / or coagulation device, in which one in Working area of the cutting and / or coagulation pre Direction resulting DC voltage determined and the RF power as a function of this DC voltage changed. In addition, the invention relates to a front direction for performing this procedure.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind bekannt aus der DE 28 01 833 C2. Das dort beschriebene Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß zwischen den Elektroden, mit denen im Arbeitsbereich, also in dem Bereich, in dem Gewebe geschnitten und/oder koaguliert werden soll, ein HF-Strom fließt, eine Gleichspannungs komponente entsteht, die im wesentlichen ein Maß ist für die Temperatur im Arbeitsbereich. Diese Gleichspan nung wird bei dem bekannten Verfahren dazu ausgenutzt, die Temperatur im Arbeitsbereich zu regeln, dazu wird die von einem Hochfrequenzgenerator abgegebene HF-Leistung in Abhängigkeit von der zwischen den Elektro den bestimmen Gleichspannung verändert.Such a method and such an apparatus are known from DE 28 01 833 C2. The one described there The process is based on the knowledge that between the Electrodes with which in the work area, i.e. in the Area where tissue is cut and / or coagulated HF current flows, a DC voltage component arises, which is essentially a measure for the temperature in the working area. This DC chip voltage is used in the known method to to regulate the temperature in the work area becomes that emitted by a high frequency generator RF power depending on the between the electrical the determined DC voltage changed.
Es hat sich herausgestellt, daß mit diesem Verfahren eine relativ gute Temperaturkontrolle im Arbeitsbereich möglich ist. Trotzdem ergeben sich beim Schneiden und Koagulieren in der Praxis Schwierigkeiten, da beim Schneiden und Koagulieren der im Arbeitsbereich entste hende Lichtbogen in vielen Fällen nicht die gewünschte Stabilität aufweist. Dieser Lichtbogen reißt ab, ande rerseits ist aber häufig zu beobachten, daß der Licht bogen beim Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Ar beitsbereich unerwünscht lange weiterbrennt.It has been found that with this method relatively good temperature control in the work area is possible. Nevertheless, when cutting and In practice, coagulation is difficult because Cutting and coagulating the first in the work area arc in many cases is not the desired one Has stability. This arc breaks off, others on the other hand, it can often be observed that light arc when removing a working electrode from the ar working area continues to burn for an undesirably long time.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der ein gangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß die Stabilität des Lichtbogens im Arbeitsbereich erhöht wird.It is an object of the invention to provide a method of gangs described in such a way that the Arc stability in the work area increased becomes.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die HF-Leistung beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität mit einem Faktor verändert, der verschieden ist von dem Faktor beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität.This task is in a process of the beginning Written type solved according to the invention in that the RF power when a DC voltage occurs a certain polarity changed by a factor which is different from the factor when a DC voltage with opposite polarity.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die Gleichspannung zwischen den Elektroden nicht nur in Ab hängigkeit von der Temperatur verändert, sondern daß darüberhinaus die Gleichspannung beim Arbeiten im Ar beitsbereich Schwankungen ausgesetzt ist, bei denen auch die Polarität der Gleichspannung wechselt. Die Be einflussung der HF-Leistung in Abhängigkeit von der Gleichspannung wird nun bei unterschiedlicher Polarität dieser Gleichspannung unterschiedlich beeinflußt, und überraschenderweise führt diese Unsymmetrie der Rege lung zu einer Erhöhung der Stabilität des Lichtbogens im Arbeitsbereich. Es handelt sich dabei um einen Ef fekt, der deutlich zu beobachten ist, wobei die Gründe für diesen Effekt bisher nicht klar sind.The invention is based on the knowledge that the DC voltage between the electrodes not only in Ab dependence on temperature changes, but that moreover the DC voltage when working in the ar working area is subject to fluctuations in which the polarity of the DC voltage also changes. The Be influence of the RF power depending on the DC voltage is now at different polarity affects this DC voltage differently, and Surprisingly, this asymmetry of the rain leads to increase the stability of the arc in the work area. It is an Ef fect, which can be clearly observed, the reasons are not yet clear for this effect.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Verän derung der HF-Leistung bei einer Polarität der Gleich spannung doppelt so groß ist wie bei der anderen Pola rität, der Faktor kann auch in der Größenordnung von 2 bis 5 liegen.For example, it can be provided that the changes change in RF power with a polarity of equals voltage is twice that of the other Pola rity, the factor can also be of the order of magnitude 2 to 5.
Insbesondere ist es bei einer Weiterbildung der Erfin dung möglich, daß man die HF-Leistung nur beim Auftre ten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität verändert, nicht aber beim Auftreten einer Gleichspan nung mit entgegengesetzter Polarität. Auch dann wird dieser Effekt beobachtet, es erfolgt dann nur eine Re gelung der HF-Leistung, wenn eine Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität auftritt.In particular, in the case of further training, it is the Erfin possible that the RF power only when it occurs ten DC voltage with a certain polarity changed, but not when a DC voltage occurs opposite polarity. Even then this effect is observed, then there is only one re of the HF power when using a DC voltage a certain polarity occurs.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß man die HF-Leistung in Abhängigkeit von der Gleichspannung nur dann verän dert, wenn der Betrag der Gleichspannung einen bestimm ten Grenzwert überschreitet. Eine Regelung der HF-Leistung unterbleibt also, wenn der Betrag der Gleich spannung - unabhängig von der Polarität - unter diesem Grenzwert bleibt, nur bei den Spitzenwerten der Gleich spannung wird eine Regelung der HF-Leistung vorgenom men.Furthermore, it can be provided that the RF power only change depending on the DC voltage changes when the amount of DC voltage determines a exceeds the limit. A regulation of RF power is therefore omitted if the amount is the same voltage - regardless of polarity - below this Limit remains, only at the peak values of the same voltage, regulation of the HF power is carried out men.
Insbesondere ist vorgesehen, daß man die HF-Leistung dann um den größeren Faktor verändert, wenn die Polari tät der Gleichspannung so ist, wie sie bei Entfernen einer Arbeitselektrode aus dem Arbeitsbereich überwie gend auftritt.In particular, it is provided that the RF power then changed by the larger factor when the polar the DC voltage is the same as when it was removed transferred a working electrode from the work area occurs.
Es ist beobachtet worden, daß die Polarität der zwi schen den Elektroden auftretenden Gleichspannung in ge wissem Umfange von den jeweiligen Arbeitsbedingungen abhängt. So hat sich gezeigt, daß eine besonders hohe Gleichspannung einer bestimmten Polarität dann auf tritt, wenn die Elektrode in den Arbeitsbereich einge führt wird und der Lichtbogen zündet. Beim Trennen der Elektrode vom Arbeitsbereich wird eine besonders hohe Gleichspannung entgegengesetzter Polarität beobachtet. Diese Gleichspannungen treten nicht exakt reproduzier bar bei diesen Arbeitsbedingungen auf, jedoch hat sich gezeigt, daß die Häufigkeit des Auftretens derartiger Gleichspannungswerte bei den beschriebenen Arbeits schritten sehr hoch ist, so daß eine sehr große Wahr scheinlichkeit dafür besteht, daß die beschriebenen Gleichspannungswerte auftreten.It has been observed that the polarity of the two DC voltage occurring in electrodes in ge knowing the scope of the respective working conditions depends. It has been shown that a particularly high DC voltage of a certain polarity occurs when the electrode enters the work area leads and the arc ignites. When separating the Electrode from the work area becomes a particularly high one DC voltage of opposite polarity observed. These DC voltages are not exactly reproducible cash in these working conditions, however shown that the frequency of occurrence of such DC voltage values for the described work stride is very high, making it a very large true It is likely that the described DC voltage values occur.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn man die HF-Leistung verringert, wenn die Polarität der Gleichspan nung so ist, wie sie beim Entfernen einer Arbeitselek trode aus dem Arbeitsbereich überwiegend auftritt. Es hat sich herausgestellt, daß gerade eine solche Verän derung der HF-Leistung dazu führt, daß der Lichtbogen beim Entfernen der Elektrode aus dem Arbeitsbereich rasch abreißt, trotzdem wird während des normalen Ar beitsvorganges eine deutliche Stabilisierung des Licht bogens erreicht.It is also advantageous if the RF power decreases when the polarity of the dc is the same as when you remove a working item trode from the work area predominantly occurs. It has been found that such a change change in RF power causes the arc when removing the electrode from the work area tears off quickly, nevertheless, during normal work a significant stabilization of the light arc reached.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine elektro-chirurgische Schneid- und/oder Koagulationsvor richtung mit einem Generator für einen HF-Strom, mit zwei an den Generator angeschlossenen Elektroden, mit einer Meßeinrichtung zur Bestimmung einer Gleichspan nung zwischen den Elektroden und mit einer Steuerung zur Veränderung der von dem Generator abgegebenen HF-Leistung in Abhängigkeit von der von der Meßeinrichtung bestimmten Gleichspannung so auszubilden, daß eine er höhte Stabilität des Lichtbogens im Arbeitsbereich er reicht werden kann.The invention is also based on the object electrosurgical cutting and / or coagulation device direction with a generator for an HF current, with two electrodes connected to the generator, with a measuring device for determining a DC chip voltage between the electrodes and with a controller to change the output from the generator RF power depending on that of the measuring device certain DC voltage so that a he increased stability of the arc in the work area can be enough.
Diese Aufgabe wird bei einer solchen Vorrichtung erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung die HF-Leistung beim Auftreten einer Gleichspannung mit einer bestimmten Polarität mit einem Faktor verändert, der verschieden ist von dem Faktor beim Auftreten einer Gleichspannung mit entgegengesetzter Polarität.This task is invented in such a device solved according to the fact that the controller RF power when a DC voltage occurs with a certain polarity changed by a factor that is different from the factor when a DC voltage with opposite polarity.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Vor richtung ergeben sich aus den Patentansprüchen 7 bis 10.Further advantageous embodiments of such a front direction emerge from the claims 7 to 10th
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiment forms of the invention is used in connection with the Drawing of the detailed explanation. Show it:
Fig. 1 ein Schaltbild einer elektro-chirurgischen HF-Vorrichtung mit einer Regeleinrichtung für die HF-Leistung; Fig. 1 is a circuit diagram of an electro-surgical RF device with a control device for the RF power;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des zwischen den Elektroden auftretenden Gleichspannungs verhaltens während der Ausführung eines Schnittes und Fig. 2 is a schematic representation of the DC voltage behavior occurring between the electrodes during the execution of a cut and
Fig. 3 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2 bei einer nur bei einer Polarität der Gleich spannung wirksam werdenden Regelvorrichtung mit zusätzlicher Angabe des HF-Leistungsverlaufs. Fig. 3 is a schematic representation similar to Fig. 2 in a control device which only becomes effective with a polarity of the direct voltage with additional indication of the RF power curve.
Eine elektrische HF-Einrichtung, die beispielsweise zum Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe verwendet wird, umfaßt einen Hochfrequenzgenerator 1, der über Leitungen 2 und 3 eine Arbeitselektrode 4 bzw. eine Neutralelektrode 5 mit einer Hochfrequenzspannung ver sorgt. Entsprechend der Annäherung der Arbeitselektrode 4 an ein zu bearbeitendes Gewebe 6 fließt dadurch durch das Gewebe 6 ein Hochfrequenzstrom, der das Gewebe lo kal stark erwärmt und dadurch koaguliert und gegebenen falls durch Verdampfung des Gewebes trennt. An electrical HF device, which is used, for example, for cutting and / or coagulating tissue, comprises a high-frequency generator 1 , which provides a working electrode 4 or a neutral electrode 5 with a high-frequency voltage via lines 2 and 3 . Corresponding to the approach of the working electrode 4 to a tissue 6 to be processed, a high-frequency current flows through the tissue 6 , which heats the tissue strongly and coagulates and, if necessary, separates it by evaporation of the tissue.
In die Leitung 2 ist ein Kondensator 7 eingeschaltet, dessen Anschlüsse über Leitungen 8 und 9 mit den beiden Eingängen eines Gleichspannungsverstärkers 10 verbunden sind, so daß am Ausgang 11 des Gleichspannungsverstär kers 10 ein Gleichspannungssignal anliegt, das von der Größe der Gleichspannung an dem Kondensator 7 abhängt.In the line 2, a capacitor 7 is turned on, the terminals of which are connected via lines 8 and 9 connected to the two inputs of a DC amplifier 10, so that at the output 11 of the Gleichspannungsverstär kers 10 is a DC voltage signal is derived from the magnitude of the DC voltage across the capacitor 7 depends.
Der Ausgang 11 steht mit dem Eingang einer Subtrak tionsschaltung 12 in Verbindung, der von einem Soll wertgeber 13 eine Sollwert-Gleichspannung zugeführt wird.The output 11 is connected to the input of a subtraction circuit 12 , which is supplied with a setpoint DC voltage by a setpoint generator 13 .
In der Subtraktionsschaltung 12 wird die Differenz zwi schen der vom Sollwertgeber 13 zugeführten Sollwert gleichspannung und der vom Ausgang 11 des Gleichspan nungsverstärkers 10 zugeführten Gleichspannung gebil det, und ein so erzeugtes Differenzsignal wird über ei ne Leitung 14 dem Hochfrequenzgenerator 1 zugeführt; dieses Signal verändert die vom Hochfrequenzgenerator 1 abgegebene HF-Leistung in Abhängigkeit von seiner eige nen Größe.In the subtraction circuit 12 , the difference between the DC voltage supplied by the setpoint generator 13 and the DC voltage supplied by the output 11 of the DC voltage amplifier 10 is formed, and a difference signal thus generated is fed via a line 14 to the high-frequency generator 1 ; this signal changes the RF power output by the high-frequency generator 1 depending on its own size.
Soweit entspricht diese Vorrichtung einer bekannten Vorrichtung, wie sie in der DE 28 01 833 C2 beschrieben ist.So far this device corresponds to a known one Device as described in DE 28 01 833 C2 is.
Im Unterschied zu der vorbekannten Ausgestaltung ist jetzt jedoch vorgesehen, daß die Veränderung der HF-Leistung des Hochfrequenzgenerators 1 nicht proportio nal zur Größe des Gleichspannungssignals erfolgt, wel ches am Kondensator 7 abgegriffen wird, sondern daß diese Veränderung abhängig ist von der Polarität des am Kondensator 7 abgegriffenen Gleichspannungssignals.In contrast to the previously known embodiment, however, it is now provided that the change in the RF power of the high-frequency generator 1 is not proportional to the size of the DC voltage signal, which is tapped on the capacitor 7 , but that this change is dependent on the polarity of the capacitor 7 tapped DC voltage signal.
Dies kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden, beispielsweise könnte der Gleichspannungsverstärker 10 für anliegende Gleichspannungssignale unterschiedlicher Polarität verschiedene Verstärkungsfaktoren aufweisen, es könnte auch vorgesehen sein, daß im Hochfrequenzge nerator 1 das dort eingehende Gleichspannungssignal bei unterschiedlichen Polaritäten zu verschieden großer Veränderung der HF-Leistung führt, beispielsweise durch einen Arbeitsverstärker im Hochfrequenzgenerator 1, der für verschiedene Polaritäten unterschiedliche Verstär kungsfaktoren aufweist.This can be implemented in different ways, for example the DC voltage amplifier 10 could have different amplification factors for applied DC voltage signals of different polarity, it could also be provided that the DC voltage signal coming in at the high frequency generator 1 leads to different large changes in the RF power with different polarities, for example, by a working amplifier in the high-frequency generator 1 , which has different amplification factors for different polarities.
Legt man die vom Hochfrequenzgenerator 1 erzeugte HF-Spannung mittels der Arbeitselektrode 4 an das Gewebe 6 an, so erhält man am Kondensator 7 einen Gleichspan nungsverlauf, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Beim Annähern der Arbeitselektrode 4 an das Gewebe 6, an dem die in Fig. 2 nicht dargestellte Neutralelektrode 5 anliegt, ergibt sich ein Gleichspannungssignal einer bestimmten Polarität mit einem sehr hohen Betrag. Wäh rend der Schnittführung, also während der Bewegung der Neutralelektrode 5 längs des zu behandelnden Gewebes, schwankt die Gleichspannung, d. h. die Polarität ändert sich mehr oder weniger unkontrolliert, allerdings sind die Werte der dabei auftretenden Gleichspannung gerin ger als beim anfänglichen Annähern der Elektrode an das Gewebe 6. If you apply the RF voltage generated by the high-frequency generator 1 to the tissue 6 by means of the working electrode 4 , then a voltage curve is obtained at the capacitor 7 , as shown in FIG. 2. When the working electrode 4 approaches the tissue 6 on which the neutral electrode 5 (not shown in FIG. 2) is applied, a DC voltage signal of a certain polarity results with a very large amount. During the cutting, i.e. during the movement of the neutral electrode 5 along the tissue to be treated, the DC voltage fluctuates, ie the polarity changes more or less in an uncontrolled manner, but the values of the DC voltage occurring are less than when the electrode initially approaches it Tissue 6 .
Beim Entfernen der Arbeitselektrode 4 vom Gewebe 6 ist in den meisten Fällen an dem Kondensator 7 ein Gleich spannungssignal zu beobachten, das vom Betrag her deut lich höher ist als die Schwankungen während der Schnittführung, jedoch eine umgekehrte Polarität auf weist wie das Gleichspannungssignal beim Annähern der Arbeitselektrode.When removing the working electrode 4 from the tissue 6 , a DC voltage signal can be observed in the capacitor 7 in most cases, the amount of which is significantly higher than the fluctuations during the cutting, but has a reverse polarity to that of the DC voltage signal as it approaches Working electrode.
Die Regelung der HF-Leistung in Abhängigkeit von diesem Gleichspannungssignal erfolgt nun so, daß die HF-Leistung bei einer Polarität des Gleichspannungs signals, das dem Annähern der Arbeitselektrode an das Gewebe entspricht, weniger verändert wird als bei einer Polarität, die der beim Entfernen der Arbeitselektrode vom Gewebe 6 entspricht. Außerdem wird die Regelung so geführt, daß bei einer Polarität der Gleichspannung, die dem Trennen der Arbeitselektrode vom Gewebe ent spricht, die HF-Leistung verringert wird. Damit führt also eine Gleichspannung dieser Polarität bei einem be stimmten Wert zu einer Erniedrigung der HF-Leistung, die betragsmäßig größer ist als die Erhöhung der HF-Leistung, die beim gleichen Absolutwert und entgegenge setzter Polarität der Gleichspannung auftritt.The regulation of the RF power as a function of this DC voltage signal is now carried out so that the RF power is less changed at a polarity of the DC voltage signal, which corresponds to the approach of the working electrode to the tissue, than at a polarity that when removing the Working electrode from tissue 6 corresponds. In addition, the control is carried out so that with a polarity of the DC voltage, which speaks ent to the separation of the working electrode from the tissue, the RF power is reduced. Thus, a DC voltage of this polarity at a certain value leads to a reduction in the RF power, which is greater in amount than the increase in RF power that occurs at the same absolute value and opposite polarity of the DC voltage.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine Ex tremsituation dargestellt, bei der nämlich für die Ver änderung der HF-Leistung nur solche Gleichspannungswer te am Kondensator 7 berücksichtigt werden, die einmal in der Polarität einem Gleichspannungssignal entspre chen, welches beim Entfernen der Arbeitselektrode 4 vom Gewebe 6 auftritt, und zum anderen erfolgt eine Ände rung der HF-Leistung nur dann, wenn der Betrag dieser Gleichspannung einen bestimmten Grenzwert überschrei tet, der in Fig. 3 in der oberen Kurve durch die hori zontale strichpunktierte Linie wiedergegeben wird.In the embodiment of FIG. 3, an Ex situation is shown, in which only those DC voltage values on the capacitor 7 are taken into account for the change in the HF power that correspond once to the polarity of a DC voltage signal which occurs when the working electrode 4 is removed occurs from tissue 6 , and on the other hand, a change in the RF power occurs only when the amount of this DC voltage exceeds a certain limit value, which is shown in Fig. 3 in the upper curve by the horizontal dash-dotted line.
Dies kann ohne weiteres dadurch realisiert werden, daß beispielsweise in eine der Leitungen 8 oder 9 ein Gleichrichter eingesetzt wird, so daß nur Gleichspan nungssignale der gewünschten Polarität den Gleichspan nungsverstärker 10 erreichen, außerdem kann ein Bauele ment vorgesehen werden, welches nur Signale passieren läßt, die einen bestimmten Wert überschreiten.This can easily be achieved in that, for example, a rectifier is used in one of the lines 8 or 9 , so that only DC voltage signals of the desired polarity reach the DC voltage amplifier 10 , and a component can be provided which only allows signals to pass, that exceed a certain value.
Damit erhält man eine Veränderung der HF-Leistung nur dann, wenn die Gleichspannungswerte am Kondensator 7 Spitzenwerte einer bestimmten Polarität sind, wie dies in Fig. 3 deutlich sichtbar ist.This results in a change in the RF power only when the DC voltage values at the capacitor 7 are peak values of a specific polarity, as is clearly visible in FIG. 3.
Auch mit einer solchen Regelung wird eine deutliche Stabilisierung des Lichtbogens im Arbeitsbereich er reicht, insbesondere ergibt sich dabei auch ein verbes sertes Abreißverhalten beim Trennen von Arbeitselektro de und Gewebe, der Lichtbogen erlöscht rasch ohne Aus bildung eines langen unerwünschten Abreißfunkens.Even with such a regulation, it becomes clear Stabilization of the arc in the work area enough, in particular there is also a verb Tear-off behavior when disconnecting working electronics de and tissue, the arc extinguishes quickly without extinguishing formation of a long unwanted tear-off spark.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AESCULAP AG, 78532 TUTTLINGEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |