DE2526928A1 - Hochfrequenz-geraet zur waermebehandlung eines biologischen gewebes - Google Patents

Description

Hochfrequenz-Gerät zur Wärmebehandlung eines biologischen Gewebes

Die Erfindung betrifft ein Kochfrequenz-Gerät zur Wärmebehandlung einesbiologischen, insbesondere lebenden Gewebes, mit einem Hochfrequenz-Oszillator und einem daran angeschlossenen Paar Elektroden, das zur Erzeugung von Joulescher Wärme im Gewebe an das Gewebe anlegbar ist.

Für die Vornahme einer Exzision an einem biologischen, insbesondere lebenden Gewebe oder Lymphgefäß oder einer Koagulation mit dem Ziel, eine Hämorrhagie zum Stillstand zu bringen, sind bereits Hochfrequenz-Geräte bekannt, bei denen ein hochfrequenter elektrischer Strom von mehreren Hundert kHz bis zu mehreren MHz durch ein biologisches Gewebe, beispielsweise des Magens, des Darms, der Leber oder dergleichen geschickt wird, so daß durch den elektrischen Widerstand des Gewebes und den durch dieses fließenden elektrischen Strom Joulesche Wärme erzeugt wird. Bei einem herkömmlichen Hochfrequenz-Gerät dieses Typs wird die Belastungscharakteristik, welche die Beziehung zwischen einem durch das zu behandelnde

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Gewebe hindurchf ließ enden Belastungsstrom urüder an den am Gewebe direkt angesetzten Elektroden angelegten Spannung bestimmt, so gewählt, daß sich eine konstante Spannung ergibt, wobei die Leerlaufspannung eine Scheitel- bzw. Spitzenspannung von 1000 V übersteigt. Wird ein solches Hochfrequenz-Gerät zusammen mit sogenannten bipolaren Elektroden zur Durchführung einer Koagulation verwendet, ergibt sich ein Nachteil daraus, daß es während der Erregung zwischen dem Gewebe und der Elektrode zu einer Funkenentladung bzw. Punkenüberschlag kommen kann, wenn der elektrische Widerstand des von den Elektroden berührten Gewebes infolge einer Änderung seiner Struktur zunimmt. Der Funkenüberschlag wird an der Elektrode ausgelöst, die von beiden Elektroden den höheren Übergangswiderstand mit dem Gewebe hat, und im Bereich des Purikenüberschlags zeigt der Spannungsgradient eine beträchtliche Zunahme gegenüber dem Bereich der anderen Elektrode, wodurch sich die Wärmeerzeugung nur auf den Bereich der erstgenannten Elektrode konzentriert, so daß eine Koagulation nur in dem Gewebeteil stattfindet, der am genannten Bereich liegt. Auf diese Weise war es bisher schwierig, eine gleichmäßige Koagulation des zwischen dem Elektrodenpaar gelegenen Gewebes zu erzielen. Ein solcher Mißerfolg ist dann zu erwarten, wenn die Elektroden mit größerem Zwischenabstand angeordnet sind, damit mit der Koagulation ein größerer Bereich erfaßt werden kann. Deshalb mußte bei Verwendung des herkömmlichen Hochfrequenz-Gerätes, in Verbindung mit bipolaren Elektroden der Elektrodenabstand reduziert werden. Unter bipolaren Elektroden wird eine Elektrodenanordnung verstanden, bei der sich ein zu behandelnder Gewebeteil zwischen einem Elektrodenpaar fassen läßt. Soll eine Koagulation an einem ausgedehnten Gewebebereich durchgeführt werden, wird eine sogenannte monopolare Elektrode verwendet. Die monopolare • Elektrode wird an einem zu behandelnden Gewebeteil angesetzt, während die andere Elektrode an einem davon getrennten Teil des Gewebes in Anlage und ortsfest gehalten wird. Bei Verwendung einer monopolaren Elektrode ist jedoch die koagulierende Wirkung nicht auf den Oberflächenteil begrenzt, sondern kann

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sich in den innenliegenden Gewebeteil fortpflanzen und dadurch in nachteiliger V/eise ein normales oder gesundes Gewebe erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochfrequenz-Gerät der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, das von den erwähnten Nachteilen völlig frei ist.

Diese Aufgabe ist bei einem solchen Hochfrequenz-Gerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Aufrechterhaltung einer konstanten hochfrequenten Spannung in der Größenordnung von 250 bis 600 V Scheitel- bzw. Spitzenspannung zwischen den beiden Elektroden zwischen den Hochfrequenz-Oszillator und die Elektroden ein Verstärker geschaltet ist.

Bei dem Gerät nach der Erfindung verhindert der niedrige Scheitel- bzw. Spitzenwert der zwischen den Elektroden angelegten Spannung Punkenüberschlag zwischen einer der Elektroden und dem Gewebe, wenn dessen elektrischer Widerstand während der Erregung ansteigt. Dadurch wird eine örtlich begrenzte Zunahme des Potentialgradienten nahe einer Elektrode ausgeschlossen und eine gleichmäßige Koagulation des gesamten zwischen den Elektroden liegenden Gewebes sichergestellt. Bei dieser Anordnung fließt der elektrische Strom durch den oberflächennahen Bereich des Gewebes, ohne die tieferliegenden Gewebeteile zu beeinflussen, so daß eine Koagulation im angestrebten Ausmaß erreicht wird. Die konstante Spannungs-Charakteristik des Gerätes bewirkt bei Ansteigen des elektrischen Widerstandes des zwischen den Elektroden liegenden Gewebes eine Verringerung des Stromflusses durch das Gewebe, so daß eine Koagulation in einem nicht zu erfassenden Bereich verhindert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigtί

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Fig. 1 einen Schaltplan des Hochfrequenz-Gerätes nach der Erfindung zur Wärmebehandlung von biologischem Gewebe,

Fig. 2 ein Diagramm der Ausgangscharakteristik der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein biologisches Gewebe beim Koagulieren mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Gerät und

Fig. 4 einen Schaltplan eines herkömmlichen elektrischen Hochfrequenz-Messers (Radiomesser) in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung.

Gemäß Fig. 1 weist das Gerät einen Hochfrequenz-Oszillator 1 zur Erzeugung einer Schwingung' von 500 kHz auf. Der Ausgang des Oszillators 1 ist über einen Transformator 2 an einen Gegentaktverstärker 31 mit zwei Transistoren 3 und 4 angeschlossen. Dieser speist über einen weiteren Transformator 5 und zwei Kondensatoren 6 und 7 zwei Elektroden 8 und 9. Erfindungsgemäß ist zwischen einer Primärwicklung 10 und einer Sekundärwicklung 11 des Transformators 5 ein Windungsverhältnis von 1:1 oder 2:1 vorteilhaft. Der Verstärker 31 ist so ausgebildet, daß bei einer Scheitel- bzw. Spitzenspannung von etwa 250 bis etwa 600 V zwischen den Elektroden 8 und 9 eine konstante Spannungs-Gharakteristik wie im Diagramm der Fig. mit durchgezogenen Kurven 12 und I3 angegeben hergestellt werden kann. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird bei einem Ausgang von 500 kHz des Oszillators 1 zwischen den Elektroden 8 und 9 eine Scheitel- bzw. Spitzenspannung von etwa 400 V erreicht, indem Basis-Widerstände r1 und r2 mit 5 0hm, Emitter-Widerstände r3 und r4 mit 1 0hm und die Kondensatoren 6 und 7 mit 2000 pF verwendet werden. Die Anzapfung der Primärwicklung 10 des Transformators 5 ist an eine Spannungsquelle +Vcc von nahezu 200 V angeschlossen. Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Gerät verhindert der niedrige

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Scheitel- bzw. Spitzenwert der zwischen den Elektroden 8 und angelegten Spannung einen Funkenübersehlag zwischen einer der Elektroden 8 und 9 und dem Gewebe, wenn dessen elektrischer Widerstand während der Erregung ansteigt. Als Ergebnis davon tritt im Verhältnis zwischen den Elektroden 8 und 9 keine unausgeglichene oder einseitige Zunahme des Potentialgradienten ein, so daß der Grad der Gewebskoagulation in beiden Bereichen an beiden Elektroden 8 und 9 nahezu gleichmäßig ist. Da der hochfrequente Strom zur Erregung benutzt wird, ist sein Durchgang auf einen oberflächennahen Bereich 15 des Gewebes beschränkt, der, wie in Pig. 3 gezeigt, erfolgreich koaguliert wird, während ein Portschreiten der Koagulation nach innen, wie mit einem Pfeil a angedeutet, vermieden und dadurch ein normaler bzw. gesunder Gewebeteil 16 geschützt wird. Der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 8 und 9 steigt mit fortschreitender Koagulation an, die konstante Spannungs-Charakteristik erniedrigt jedoch den zum Koagulieren benutzten Stromfluß und verhindert somit wirksam eine übermäßige Koagulation. Die Koagulation bewirkt eine Fixierung des betroffenen Gewebeteils und bringt die Hämorrhagie zum Stillstand. Eine Exzision läßt sich durch örtlich begrenzte Koagulation durchführen.

Eine Einstellmöglichkeit des Ausganges des Oszillators 1 läßt sich erreichen, wenn an ihn ein veränderbarer Widerstand angeschlossen wird.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei einem herkömmlichen elektrischen Hochfrequenz-Messer (Radiomesser), in das der Verstärker 31 eingegliedert ist, ist eine Hochfrequenz-Quelle 21 mit ihren Ausgangsklemmen 22 und 23 zu einer Primärwicklung 25 eines Transformators 24 zur ImpedanzWandlung parallelgeschaltet. Eine Sekundärwicklung 26 des Transformators 24 ist über Kondensatoren 27 und 28 an zwei Elektroden 29 und 30 angeschlossen. Beim gezeigten Beispiels ist das Windungsverhältnis n:1 des Transformators

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•von der Klemmenspannung der Hochfrequenz-Quelle 21 abhängig, jedoch ist die Scheitel- bzw. Spitzenspannung über den Elektroden 29 und 30 mit weniger als etwa 600 V, vorzugsweise mit weniger als etwa 400 V festgelegt.

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Claims (2)

1. P a t e η tan Spruch

   Hochfrequenz-Gerät zur Wärmebehandlung eines biologischen, insbesondere lebenden Gewebes, mit einem Hochfrequenz-Oszillator und einem daran angeschlossenen Paar Elektroden, das zur Erzeugung von Joulescher Wärme im Gewebe an das Gewebe anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß zur Aufrechterhaltung einer konstanten hochfrequenten Spannung in der Größenordnung von 250 bis 600 V Scheitel- bzw. Spitzenspannung zwischen den beiden Elektroden (8, 9; 29, 30) zwischen den Hochfrequenz-Oszillator (1) und die Elektroden (8, 9; 39,30) ein Verstärker (31) geschaltet ist.
2. 2. Hochfrequenz-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (31) ein Gegentaktverstärker ist.

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