DE2901153A1

DE2901153A1 - Elektrochirurgischer generator

Info

Publication number: DE2901153A1
Application number: DE19792901153
Authority: DE
Inventors: Frank W Harris
Original assignee: Valleylab Inc
Current assignee: Valleylab Inc
Priority date: 1978-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1979-07-19
Also published as: JPS5498075A; FR2416693A1; US4188927A

Description

- 16 Patentanwälte

Dipl -Ing Dipl.-Chem. Dipl -Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G

FrnsbercjerstrassR 19

8 München 60

10. Januar 1979

VALIEYLAB, INC.

5920 Longbow Drive

Boulder, Colorado 80301 /V.St.A.

Unser Zeichen: V 737

Elektrochirurgischer Generator

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrochirurgie und hier auf einen elektrochirurgischen Generator.

In der Elektrochirurgie gibt es drei Effekte, die durch Hochfrequenzströme durch das Gewebe erzeugt werden, und zwar die Desikkation, das Schneiden und die Fulguration. Bei der Desikkation, d.h. einer Gewebsaustrocknung wird die aktive Elektrode in festem Kontakt mit dem Gewebe gehalten, wobei der Strom direkt in das Gewebe hineinfließt und der Heiz-

2
effekt durch eine I R-Heizung, d^h. eine Widerstandsheizung hervorgebracht wird. Hier liegt demnach eine ohmsche Betriebsweise vor. Ein zur Desikkation geeigneter Generator sollte eine solche Leistung aufbringen, daß ein Strom von mindestens einem Ampere durch eine 10O-Ohm-rLast fließen kann.

909829/0821

• ORIGINAL INSPECTED

Beim Schneiden ist die aktive Elektrode nicht in gutem Kontakt mit dem Gewebe und elektrische Funken springen von der aktiven Elektrode auf das Gewebe über. Die hierbei verwendete Wellenform ist üblicherweise sinusförmig und die Funken haben nur eine kurze Länge, heizen jedoch das Gewebe intensiv auf. Hierbei platzen und verdampfen die Zellen, wobei der Dampf eine Gasschicht zwischen der Elektrode und dem Gewebe während des Schneidprozesses aufrechterhält. Um jedoch Gewebe ohne Desikkation schneiden zu können, muß der Generatorstrom auf weniger als etwa 200 mA begrenzt werden. Da die Leerlaufspannung hoch genug sein muß, daß ein Funken erzeugt wird, muß auch die Ausgangsimpedanz hoch und zwar etwa 3000 Ohm sein. Eine Leistung von 100 Watt ist ausreichend.

Bei der Fulguration erfolgt Koagulation des Gewebes durch einen Hochfrequenzfunken, der von der aktiven Elektrode auf das Gewebe überspringt. Somit handelt es sich sowohl beim Schneiden als auch bei der Fulguration um einen Funken- bzw. Licbtbogenbetrieb. Der Funken bei der Fulguration erzeugt intensive Aufheizung an dem jeweiligen Auftreffpunkt, jedoch sind bei der verwendeten Spannung, die einen hohen Spitzenfaktor aufweist und COAG-Spannung genannt wird, die Funken sehr lang und über einen breiten Bereich verteilt. Dies hält die Energiedichte niedrig und verhindert praktisch einen Schneideffekt. Ein zur Fulguration geeigneter Generator ohne Schneid- oder Desikkationseigenschaften benötigt eine sehr hohe Ausgangsimpedanz von z.B. 5000 Ohm oder mehr und sollte auf einen Strom von weniger als 200 mA begrenzt sein. Eine Leistung von 125 Watt ist ausreichend.

Einige bekannte für alle Betriebsarten vorgesehene Generatoren haben eine hohe Leistung bei niedrigen Impedanzen vcnca.100 Ohm

91982 9/0821

ORIGINAL INSPECTED

und ebensolche Leistung bei hohen Impedanzen von etwa 3000 bis 5000 Ohm. Um dieses zu erreichen, arbeiten diese Generatoren am wirksamsten bei einem 400- bis 500-Ohm-Wider stand, vergleicheFigur 1, Kurve Allgemeinbetrieb. Um die notwendige Leistung bei niedrigen und hohen Impedanzen zu erreichen, ist der Generator sehr leistungsvoll bei etwa 500 Ohm. Bei diesem Wert werden 400 oder mehr Watt erfordert. Desikkation und Fulguration bzw. Schneiden können nicht gleichzeitig auftreten, so daß nie mehr als etwa 125 Watt zu einer Zeit benötigt werden. Mit der Erfindung wird hingegen die Möglichkeit für eine verbesserten Mehrfachgenerator geschaffen, wobei der elektrochirurgische Generator mindestens eine getrennte Desikkationsspannungsquelle und eine separate Spannungsquelle für die Fulguration und das Schneiden aufweist, wobei auch für das Schneiden und die Fulguration separate Spannungsquellen vorgesehen werden können.

Der Generator gemäß der Erfindung ist unterschiedlich von bekannten Generatoren, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 1 945 867 oder 3 058 470 beschrieben sind, bei denen ein Funkengenerator zur Fulguration mit dem gleichen Ausgang wie ein Schneidgenerator verbunden ist. Somit sind die beiden hiermit möglichen Betriebsarten, d.h. die Fulguration und Schneiden, Funken- bzw. Lichtbogenbetriebsarten im Unterschied zu einem Generator gemäß der Erfindung, wo eine der Spannungsquellen in einem ohmschen Betrieb, d.h. zur Desikkation arbeitet und für diesen Betrieb optimiert werden kann, während die andere Spannungsquelle im Funkenbetrieb, d.h. zum Schneiden und zur Fulguration arbeitet und auch dafür optimiert werden kann.

In^dem die Spannung längs der Last, d.h. hier des Patienten-

9G9829/082I

29Ü1153

gewebes und der Strom durch das Gewebe kontrolliert und geregelt werden, ist es möglich, die elektrochirurgischen Effekte beim Lichtbogen- oder bei dem Ohmschen-Betrieb auf jeden gewünschten Bereich zu begrenzen. Hierzu sind verschiedene Wege bekannt und im folgenden werden die bisherigen Versuche zusammengefaßt. Zur Zeit sind mindestens vier im Handel erhältliche Grundgeneratortypen mit verschiedenen Ausgangsimpedanz-Charakteristiken vorhanden. Diese vier verschiedenen Kennliniencharakteristiken betonen die Energieübertragung auf verschiedene Bereiche des Impedanzspektrums, um so unterschiedliche Betriebsarten zu unterstützen. Ein typischer für alle Betriebsarten geeigneter Generator, wie er oben erläutert wurde, kann eine Ausgangsimpedanz von etwa 500 Ohm haben. Diese Impedanz ist hauptsächlich eine Funkion der Windungsanzahl der Sekundärwindung des Ausgangstransformators. Die KennliniencharaHeristik ist sehr steil, d.h. sie bildet einen Pik bei 500 Ohm und fällt dann rasch auf Impedanzen ober- oder unterhalb dieses Wertes ab; vergleiche Figur 1. Wenn die verwendete Ausgangsleistung niedrig eingeteilt ist und die aktive Elektrode gegen das Gewebe gepreßt wird, ist es möglich, in dem Desikkationsbetrieb zu verbleiben und Schneiden oder Fulguration zu vermeiden. Werden höhere Einstellwerte verwendet und die Elektrode wenig von dem Gewebe abgehoben, so kann man schneiden oder Fulguration in Abhängigkeit der abgegebenen Wellenform erzielen.

Meistens wird in der Elektrochirurgie die Desikkation kombiniert mit Schneiden oder Fulguration, da der Chirurg üblicherweise das Schneiden bzw. die Fulguration beginnt, indem er die Elektrode in Kontakt mit dem Gewebe hält. Da der Startbetrieb Desikkation sein muß, muß die Desikkation vollständig sein, bevor das in Kontakt mit der Elektrode befindliche Gewebe einen genügend hohen Widerstand erreicht, so daß ein Funken-

809829/0821

Überschlag bzw. ein Lichtbogen beginnt und Schneiden oder Fulguration auftritt. Somit muß bei vielen Schneidanwendungen, die Schneidelektrode gegen das Gewebe gepreßt werden, bevor der Generator eingeschaltet werden kann. Als Ergebnis wird mit der Elektrode oftmals zunächst eine Desikkation anstelle des Schneidens vorgenommen, und der Chirurg betrachtet dies als eine Verzögerung oder einen Mangel des Gerätes. Um diesen Nachteil zu beheben, verwenden einige Generatoren eine sogenannte Schnellstart-Charakteristik, d.h. es sind weniger Windungen auf der Sekundarwxcklungsseite angebracht, so daß der Spitzenleistungspunkt bei etwa 250 Ohm liegt; vergleiche Figur 1, Kurve Schnellstart. Diese Kennliniencharakteristik sieht eine zusätzliche Leistung auf der Desikkationsseite des Leistungsspektrums vor, so daß die Elektrode schnell in hohe Impedanzbereiche getrieben wird und der Funkenüberschlag, d.h. Fulguratinn oder Schneiden beginnt. Der Nachteil einer derartigen Kennlinie für einen Allgemeingenerator besteht darin, daß die Leerlaufspannung reduziert und die Fulguration aus einiger Entfernung verringert wird.

In der Neurochirurgie und anderen Anwendungen ist es erwünscht, einen Ausgang zu haben, bei dem nur Desikkation ohne die Möglichkeit der Fulguration oder des Schneidens erfolgt. Eine Ausgangswindung mit niedriger Impedanz und mit einer Spitzenleistung bei ungefähr 100 Ohm genügt dieser Anforderung; vergleiche die Kurve Mikrobipolar in Figur 2 und die Kurve "nur Desikkation" in Figur 1.

In neuerer Zeit ist auch für Generatoren für alle Betriebsarten eine wesentlich flachere Charakteristik erreicht worden, die anstatt ein Maximum bei 500 Ohm zu haben von ungefähr 100 bis 1000 Ohm flach verläuft; vergleiche die Kurve Monopolar in Figur 2. Bei einer solchen Charakterstik sind die meisten

θ 0-9 829/0823

Vorteile der üblichen Kennlinie mit einem Pik bei 500 Ohm mit den Vorteilen gemäß der Schnellstartkennlinie kombiniert. Diese Charakteristik kann durch eine Rückkopplungsechleife und ehe Spannungsblockierschaltung erzielt werden, die die Spannung undden Strom in den Ausgarestransistoren regeln.

Zur Zeit muß ein Generator, der für alle drei Betriebsarten, d.h. für Desikkation, das Schneiden und die Fulguration optimiert ist, mindestens zwei Transformator-Sekundärwicklungen aufweisen ■ und ohne hohe Spannung zu schalten ist es nicht praktisch , alle drei Möglichkeiten mit der gleichen Handelektrode gleichzeitig ausführen zu wollen.

Mit der Erfindung wird ein elektrochirurgischer Generator des oben genannten Typs angegeben, bei dem die verschiedenen Betriebsarten, seien es ohmsche oder Lichtbogenbetriebsarten optimiert und in einer gemeinsamen Ausgangsschaltung erzielt werden können, wobei alle Betriebsarten leicht von einem elektrochirurgie chen Handgerät angeschaltet werden können, das mehrere Schaltstellungen aufweist, um so es dem Chirurgen zu ermöglichen, leicht die gewünschte Betriebsart oder eine Kombination mehrerer Betriebsarten auszuwählen.

Wie bereits oben erwähnt, gibt es verschiedene Anwendungen, wo lediglich eine Desikkation erwünscht wird, so z.B. in der Neurochirurgie. Zudem gibt es auch Anwendungen, bei denen lediglich eine Fulguration oder ein Schneiden erwünscht ist. Z.B. ist eine praktische Anwendung, bei der nur eine Fulguration erwünscht wird, die Fulguration bzw. Koagulation von blutenden Geschwüren im Magen-Öarm-Trakt. Diese Behandlung wird durch ein Endoskop ausgeführt, und, da die Magenwand oder die Darmwand sehr dünn sind, ist es wünschenswert, daß die Koagulations-

9 8 29/0 82Ι

nekrose auf die Gewebsoberflache begrenzt werden kann. Da eine Desikkation eine tiefe Koagulationsnekrose verursacht und die Tiefe und Wirkung der Abtötung stark von dem Druck abhängen, der auf die Elektrode ausgeübt wird, ist die Kontrolle dieses Druckes durch ein Endoskop sehr schwierig. Die Fulguration erzielt eine zuverlässige, nur an der Oberfläche liegende Abtötung mit einer starken Kruste, so daß selbst sehr große arterielle Blutungen gestoppt werden können. Dies funktioniert gut; wenn jedoch die Elektrode zufällig die Darmwand berührt, kann Desikkation mit dem Ergebnis einer tief reichenden Abtötung auftreten. Indem die Koagulation auf Fulguration beschränkt wird, wird diese Möglichkeit vermieden und die Operationstechnik erfordert weniger Geschicklichkeit.

Es ist daher ein Hauptzweck dieser Erfindung einen verbesserten elektrochirurgischen Generator zur Verfügung zu stellen, der entweder nur in dem Desikkations- , dem FuIgu'ation- oder dem Schneidbetrieb arbeitet.

Ferner soll ein Mehrfachgenerator der oben beschriebenen Art zurVerfügung gestellt werden, wo eine der Spannungsquellen in einem Desikkationsbetrieb und zumindest eine weitere Spannungsquelle in einem Lichtbogen-, d.h. im Fulgurations- oder Schneidbetrieb arbeitet.

Wie bereits oben erwähnt, ist lediglich ein Fulgurationsbetrieb, bei dem keine Desikkation auftritt, in einigen Anwendungen wünschenswert. Wie ebenfalls oben erwähnt, ist jedoch eine gewisse Desikkation notwendig, um die für die Fulguration notwendige Funkenbildung zu starten. Zudem ist auch in eMgenBeispMen eine Schneidhandlung mit "Schnellstart" erwünscht.

0Θ982 9/Ο82Ι

Mit der Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, einen verbesserten Mehrfachgenerator des oben genannten Typs anzugeben, bei dem eine Desikkationsspannungsquelle und eine Schneid- und/oder Fulgurationsspannungsquelle unabhängig voneinander einstellbar sind, wobei das Desikkationsleistungsniveau in bezug zu dem Schneid- oder Fulgurationsleistungsniveau eingestellt werden kann, um eine genügende Desikkation für den Start des erforderlichen Lichtbogens entweder mit einer geringen Verzögerung oder mit einem "Schnellstart" zu erzielen.

Es sind elektrochirurgische Generatoren bekannt, bei denen das Generatorausgangssignal in Übereinstimmung mit der gemessenen Gewebesimpedanz geregelt wird. In der britischen Patentschrift 855 459 ist eine Spannungsrückkopplungsschaltung beschrieben, die den Generator abschaltet, wenn ein bestimmtes Koagulationsniveau in dem Gewebe vorhanden ist, wobei die Koagiation möglicherweise durch Desikkation im Gegensatz zur Fulguration bedingt ist. In dieser britischen Patentschrift könnte daher eine lediglich den Desikkationsbetrieb zulassende Schaltung mit einer Spannungsrückkopplung beschrieben sein.

Wie in den US-Patenten 3 923 063 und 4 024 467 beschrieben, ist es bekannt, den Arbeitszyklus des angelegten Signales durch eine Spannungsrückkopplungsschaltung zu variieren, um Schneiden während der Koagulation zu verhindern, was jedoch keiner Verhinderung der Desikkation entspricht. In der US-Patentschrift 3 601 126 ist eine Stromrüchkopplungsschaltung zur Regulierung der Ausgangsleistung eines elektrochirurgisehen Generators beschrieben. Jedoch ist in keiner der vorerwähnten Patentschriften eine Betriebsart erwähnt, die lediglich einen LicHbogenbetrieb, d.h. Schneiden oder Fulguration,. oder eine Kombination eines Desikkations- und Lichtbogen- d.h. Schneid- oder Fuigurationsbetriebes zuläßt, wie dies oben diskutiert worden ist. Wie

9Q9 82 9/082S

weiter unten beschrieben wird, hat sich empirisch gemäß der Erfindung herausgestellt, daß eine positive Stromrückkopplung zur Erzielung einer lediglich die Desikkation zulassenden Betriebsart vorteilhaft ist.

Somit wird durch die Erfindung ferner ein Generator geschaffen, mit dem lediglich ein Lichtbogenbetrieb ausgeführt wird und bei dem eine positive Stromrückkopplung für den Desikkationsbetrieb verwendet wird.

Von der Anmelderin ist auch eine Kontaktflächenmeßschaltung entwickelt worden, die in der Elektrochirurgie und der Cryochirurgie angewendet werden kann. Bei dieser Schaltung wird eine kapazitive isolierende Patientendoppelelektrode verwendet, die gemeinsam mit dem Patientenelektrodenkabel einen Resonanzkreis bildet, um so die Spannung zwischen dem Patienten und Masse möglichst klein zu halten; die Patientendoppelelektrode weist hierbei voneinander getrennte Platten auf, die beide mit einem elektrochirurgischen Generator über das Patientenelektrodenkabel verbunden sind, wobei die beiden Elektrodenplatten mit einer dielektrischen Deckschicht beschichtet sind, die mit dem Patienten in Kontakt gebracht wird. Bei der Anwendung einer kapazitiven Patientendoppelelektrode muß die dielektrische Deckschicht einer Spannung von typisch 5000 Volt widerstehen, während die Patientenelektrode relativ klein sein muß, so daß die Kapazität nicht sehr groß ist und typisch zwischen 3000 bis 4000 Pikofarad (pF) liegt. Dementsprechend muß die Betriebsfrequenz hoch sein, damit hohe Desikkationsströme hindurchgelassen werden. Andererseits würden hohe Spannungen zwischen dem Patienten^und Masse auftreten. Selbst wenn der Schwingkreis aus Patientenelektrode und Patientenleitung bei der Betriebsfrequenz in Resonanz ist, wird die Anwendung der

-27- 29Ü1153

Patientenelektröde recht kritisch, wenn die Resonanzfrequenz auf niedrige Frequenzen von ca. 750 kHz gelegt wird. Bei einer Frequenz von z.B. 2,2 MHz ist jedoch die Anwendung der Elektrode nicht kritisch und eine Kontaktfläche zwischen Patient und Elektrode von über 60% gewährleistet eine genügend geringe Impedanz zwischen Patienten und Masse.

Aus der obigen Schilderung kann ersehen werden, daß eine höhere Betriebsfrequenz von 2,2 MHz erwünscht ist, wenn eine isolierte, d.h. dielektrische Elektrode verwendet wird, um eine wirksame Behandlung der höheren Ströme ai gestatten, die mit der . Desikkations- , d.h. ohmschen Betriebsart verbunden sind. Geringere Ströme sind mit dem Schneid- und Fulgurations-, d.h. einem Lichtbogenbetrieb verbunden und hierbei ist das Problem eines hohen Potentials zwischen dem Patienten und Masse nicht so von Bedeutung. Deshalb kann Schneiden und Fulguration auch bei einer niedrigeren Betriebsfrequenz erfolgen.

Mit der Erfindung wird ein elektrochirurgischer Generator geschaffen, der mehrere Spannungsquellen aufweist, wobei eine höhere Betriebsfrequenz für den Desikkationsbetrieb vorgesehen ist, um dadurch die Verwendung einer isolierten kapazitiven Elektrode z.B. einer Doppelelektrode zu gestatten.

Wie oben erläutert ist in verschiedenen Anwendungen lediglich ein Fulgurationsbetrieb erwünscht, wobei der Patientenstrom auf einen vorbestimmten Wert von ca. 200 mA begrenzt ist, um dadurch Desikkation zu verhindern. Bei einigen Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, beim Fulgurationsbetrieb Nadelelektroden zu verwenden. Die Stromdichte durch eine solche Nadelelektrode ist wegen der kleinen Kontaktfläche der Nadel mit dem be-

9S9829/082S

2901159

handelten Gewebe ziemlich hoch. Auch in diesen Fällen sollte der Strom auf einen Wert von weniger als 200 inA begrenzt werden.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrochirurgische Generatorschaltung angegeben, mit der nur ein Fulgurationsbetrieb gewährleistet wird, selbst wenn eine Nadelelektrode verwendet wird. Um dieses zu erreichen wird'gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine Funkendetektorschaltung verwendet, um das Vorhandensein eines Funkenüberschlages von der aktiven Elektrode auf das Patientengewebe festzustellen.

Die erwähnte Funkendetektorschaltung ist auch bei anderen Anwendungsfällen nützlich. Die Arbeitsweise der Funkendetektorschaltung gemäß derErfindung basiert auf der stochastischen Natur der FunkenübErschlagserscheinung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der sehr niederfrequente Anteil des Spektrumes erfaßt, wobei diese niedrigen Frequenzen denjenigen entsprechen, durch die neuromuskulare Stimulation oder sogar Schocks oder Fibrillation erzeugt werden können.

Funkendetektorschaltungen und entsprechende Techniken sind in den US-Patenten 3 163 165 und 3 515 943, der DE-PS 2 504 und der FR-PS 1 275 415 beschrieben. Keines der genannten Patente enthält jedoch eine Schaltung, die nur auf den niederfrequenten Anteil des Funkenspektrums empfindlich ist.

Gemäß der Erfindung kann die genannte Funkendetektorschaltung auch noch dazu verwendet werden, um eine Diskontinuität in dem Patientenstrom während des Fulgurations- oder Schneidbetriebes zu erfassen, wobei der Strom sehr niedrig ist. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu dem in der US-Patentschrift 3 812 853 beschriebenen Verfahren, wo lediglich eine Schaltung

989829/0823

beschrieben wird, um einen Leistungsabfall in der Patientenleitung zu messen, die Schaltung jedoch unempfindlich dafür ist, ob eine Fulguration oder Schneiden vorhanden ist.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Ansprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung hervor, in der anhand der Zeichnung die Erfindung näher erläutert ist. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 ein Kennliniendiagramm für die Generatorausgangsimpedanz von bekannten elektrochirurgischen Generatoren;

Figur 2 ein weiteres Kennliniendiagramm für die Ausgangsimpedanz von anderen bekannten elektrochirurgischen GEneratoren;

Figuren
3 und 4

eine teilweise alsBlockschaltbild dargestellte Schaltung für ein Ausführungsbeispiel eines Dreifachgenerators gemäß der Erfindung;

Figur 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine Patientendoppelelekferode zur Verwendung mit der Schaltung gemäß Figur 3;

Figur 5A einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5A-5A in Figur 5;

Figur 6 ein teilweise als Blockschaltbild dargestelltes Schaltungsbeispiel lediglich für einen Fulgurations- bzw. einen Schneidbetrieb mit Nadelspitzenelektroden;

909829/0821

ORIGINAL INSPECTED

"³⁰~ 2 9 Ü 115 3

Figur 7 ein schematisches Schaltungsbeispiel für ein Tiefpaßfilter zur Verwendung in einer Funkenerkennungsschaltung gemäß der Erfindung;

Figur 8 ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltungsbeispiel eines Stimulationsdetektors gemäß der Erfindung zum Erfassen von neuromuskulären Stimulationen;

Figur 9 ein teilweise als Blockschaltbild dargestelltes Schaltungsbeispiel zum Erkennen von niedrigen Strömen in der Patientenrückleitung während des Funkenbetriebes des elektrochirurgischen Generators.

In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In den Figuren 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrochirurgischen Dreifachgenerators gemäß der Erfindung, der einen Fulgurationsgenerator 10, der durch einen Schalter 11 eingeschaltet werden kann, einen durch einen Schalter 13 einzuschaltenden Schaltgenerator 12 und einen durch einen Schalter 15 einschaltbaren Desikkatxonsgenerator aufweist. Der Fulgurationsgenerator 10 ist mit einem Transformator 16 über eine Ausgangsverstärkerstufe 18 für die Fulgurationsenergie verbunden, während der Schneidgenerator 12 mit einem Transformator 20 über eine Ausgangsstufe 22 zur Verstärkung der Schneidenergie mit einem Transformator 20 und deren Desikkationsgenerator 14 mit einem Transformator 24 über eine Ausgangsstufe 26 zur Verstärkung der Desikkationsenergie verbunden sind. Die Transformatoren 1 6 ,20 und 24 sind alle mit einer gemeinsamen Ausgangsschaltung 28, die drei in Serie geschaltete Sekundärwindungen 17, 19 bzw. 21 für die Trans formatoren 16, 20 bzw. 24 aufweist, verbunden. Selbstverständlidi kann auch eine andere gemeinsame Ausgangsschaltung

909829/0823

für die Transformatoren vorgesehen werden. Die Sekundärwicklung 17 ist mit einer aktiven Elektrode 32 über ein aktives Kabel bzw. eine aktive Leitung 34 und die Sekundärwicklung 21 mit einer Patientendoppelelektrode 36 über eine Patientenleitung 38 verbunden. Die Patientendoppelelektrode 36 weist zwei Patientenplatten 40 und 42 auf und wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weiter unten in Verbindung mit den Figuren 5 und 5A näher beschrieben. Der Fulgurationsgenerator weist typisch eine Spannungsquelle zur Abgabe eines Wechselstromes mit hohem Scheitelfaktor von 750 kHz und 200 mA auf, die etwa 125 Watt in eine 5000 Ohm-Last, was dem Patientengewebe entspricht, abgeben kann. Der Schneidgeneratorveist eine Spannungsquelle zur Abgabe eines sinusförmigen Wechselstromes von 750 kHz und 200 mA auf, und vermag etwa 100 Watt in eine 300-Ohm-Last abzugeben, während der Desikkationsgenerator typisch eine Spannungsquelle für eine 2,2 MHz Wechselspannung aufweist und etwa 1 Ampere in eine 100-Ohm-Last abgeben kann.

Somit sind die Generatoren 10 bis 14 entweder einzeln oder in Kombination mit der gemeinsamen Ausgangsschaltung 28 verbunden, um die aktive Elektrode 32 mit Energie abhängig von der Anzahl der eingeschalteten Generatoren zu versorgen. Wenn die Patientendoppelelektrode 36 eine isolierende Elektrode wie in Figur 5 ist, so ist es, wie weiter unten näher erklärt wird, wünschenswert, die Spannungsquelle für den Desikkationsbetrieb mit einer höheren Frequenz als die Fulgurations- und Schneidgeneratoren zu betreiben, wobei die DesikkationsSpannungsquelle typisch mit 2,2 MHz und die Fulgurations- und Schneidspannungsquellen bei etwa 750 kHz betrieben werden.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, den jeweilig gewählten Generator 10, 12 oder 14 von einem elektrochirurgischen Handinstrument 50 ein- bzw. umzuschalten, ohne daß dabei hohe Spannungen geschaltet werden müßten, die etwa längs der Se-

9 09829/0823

2SÜ1153

kundärwicklung 21 auftreten. Hierfür weist das Instrument einen einpoligen Dreifachumschalter 52 auf, mit dem ein Chirurg manuell die gewünschte Betriebsart anwählen kann. Der gemeinsame Anschlußpunkt 54 des Umschalters 52 ist mit der aktiven Leitung 34 und der Sdsltfinger ist wahlweise mit den Anschlußpunkten 56, 58 bzw. 60 verbindbar, die mit einem Fulgurationsrelais 62, einem Schneidrelais 64 und einem Desikkationsrelais 66 über eine geeignete Schaltung verbunden sind, mit der die Relais von den Hochfrequenzbetriebsströmen in der Patientenleitung 34 getrennt werden können. Geeignete Trennschaltungen sind z.B. in den US-Patentschriften 3 699 und 3 801 800 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. In demBlock 20 der Figur 3 der erwähnten US-Patentschrift 3 699 967 oder im Block 11 der US-Patentschrift 3 801 800 sind einpolige Umschalter zur Wahl entweder des Schneid- oder Koagulatinns-, d.h. Fulgurationsbetriebes dargestellt.Diese einpoligen Doppelumschalter entsprechend den einpoligen Dreipolumschaltern 52 für die vorliegende Erfindung, wobei der Schalter 52 lediglich einen zusätzlichenAnschluß aufweist, um den Desikkationsbetrieb getrennt anwählen zu können.

Es ist ebenfalls möglich, die Anwahl der drei Betriebsarten von dem Instrument 50 aus zu erreichen, ohne daß der zusätzliche Anschluß 60 verwendet wird. Hierzu werden an dem Instrument zwei hier nicht dargestellte Schalter vorgesehen, wobei bei geschlossenem ersten Schalter die aktive Leitung mit dem Anschluß 56 und bei geschlossenem zweiten Schalter die Leitung 34 mit dem Anschluß 58 verbunden ist, während dann, wenn beide Schalter geschlossen sind, die Leitung 24 mit beiden Anschlüssen 56 und 58 verbunden ist. Durch eine hier nicht gezeigte einfache Logik an dem Generator kann dann bestimmt werden, ob der Fulgurations-, Schneid- oder Desikkationsbe-

909829/0823

ORIGINAL INSPECTED

trieb gewählt worden ist.

Die Relais 62, 64 bzw. 66 betätigen Schaltkontakte 68, 70 bzw. 72, wobei die Schaltkontakte die jeweilig zugeordneten Ausgangsstufen von den anderen Spannungsquellen bzw. Generatoren trennen, wenn sie geöffnet sind. Alternativ können die Schaltkontakte auch an Punkten mit niedrigerer Spannung angeordnet sein, so z.B. zwischen der Fulgurationsspannungsquelle 10 und der Ausgangsstufe 18, um dadurch das Schalten von niedrigeren Spannung zuzulassen. Zusätzlich zu der Auswahl der Betriebsart durch den Schalter 52 kann noch ein gemischter Schneidbetrieb durch einen Geräteschalter 74 angewählt werden, der eine geeignete Spannungsquelle 76 mit einer Steuerspannungsquelle 78 für einen gemischten Schneidbetrieb zur Energieversorgung der Spannungsquelle 12 verbindet.

Selbstverständlich können die Spannungsquellen 10, 12 bzw. auch durch andere konventionelle Mittel, wie Geräteschalter 11, 13 bzw. 15 oder Fußschalter eingeschaltet werden, wobei die verschiedenen Betriebsarten entweder einzeln oder in Kombination ausgeführt werden. Um somit einen Schneidbetrieb mit anfänglicher Desikkation zu erzeugen, werden die Schneidspannungsquelle 12 und die Desikkationsspannungsquelle 14 gemeinsam eingeschaltet. Da die Leistungswerte für jede Betriebsart unabhängig sind , kann ein sogenannter "schneller Start" leicht dadurch erzeugt werden, daß der Desikkationsenergiewert im Vergleich zu dem Schneidenergiewert relativ hoch angesetzt wird. Ein gemischter Schneidbetrieb kann dadurch erzeugt werden, indem die Spannungsquelle 12 durch die Spannungsquelle 73 mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz an und ausgeschaltet und so ein Arbeitszyklus erreicht wird, der den gewünschten Spitzenfaktor erzeugt. Hiermit kann ein

q 0 9 B ? ^c) / Π 8 2 3 ^;-. . .-ζ:'* J-V-ORtGLNAL INSPECTED

29Ü1159

ausreichender gemischter Schneidbetrieb bis zu einem Spitzenfaktor von ungefähr 5 erzeugt werden. Wenn ein Start mit Desikkation gewünscht wird, dann wird die Desikkationsart kontinuierlich geschaltet, während die Schneidspannungsquelle an- und ausgeschaltet wird. Da der Spitzenfaktor als Verhältnis der Spitzenspannung zur Bffektivspannung einer Wechselspannung definiert ist, wird von einer Wechselspannung umso weniger ein Schneideffekt erzeugt, je höher der Spitzenfaktor ist. Wird somit der Schneidspannung zusätzlidi noch die Desxkkationswechselspannung hinzugefügt, dann sinkt der Spitzenfaktor ab, aber da mit der Desikkationsspannung keine Funken erzeugt werden können, wird der effektive Spitzenfaktor nicht geändert.

Um einan Desikkations- und einen Funkenbetrieb, d.h. entweder Schneiden oder Fulguration, von einer gemeinsamen Ausgangsschaltung zu erhalten, sollte zumindest eine Rückkopplungsschaltung verwendet werden,um die Hauptausgangscharakteristik der ungeregelten Transformatorausgänge zu verändern. Zudem werden noch eine lediglich Desikkation ermöglichende Rückkopplungsschaltung 79 und eine lediglich den Lichtbogenbetrieb zulassende Rückkopplungsschaltung 81 (vergleiche Figur 4) verwendet, um (1) den durch den Patienten während des Fulgurations- bzw. Schneidbetriebes zu begrenzen und dadurch eine Desikkation während dieser Lichtbogen- bzw. Funkenbetriebsarten zu vermeiden und um (2) die an den Patienten während des Desikkationsbetriebes angelegte Spannung zu begrenzen und dadurch einen Lichtbogenbetrieb während dieser Widerstandsbetriebsart zu vermeiden. DieFunktionsweise dieser Rückkopplungsschaltungen ist folgende: der Strom in der Patientenleitung 38 (Figur 3) wird durch einen kleinen Widersland 80 gemessen, der seriell in die Patientenleitung 38 ein-

90982 9/0823

gefügt ist. Der Wert dieses Widerstands liegt typisch bei etwa 0,1 Ohm. An den beiden Endpunkten des Widerstandes sind Leitungen 82 und 84 angeschlossen, die mit einem Spannungstrenntransformator 86 (Figur 4) verbunden sind, der das Stromrückkopplungssignal von dem Hochfrequenzausgang trennt. Somit wird ein Spannungssignal proportional zudem Strom zur Masse übertragen, ohne daß damit die Hochfrequenzisolation der Ausgangsschaltung beeinflußt wird. Dieses kleine Hochfrequenzsignal wird einem Vollweggleichrichter 88 zugeführt, dessen Ausgangssignal durch ein Filter 90 geglättet wird. Die gleichgerichtete Spannung wird dann Operationsverstärkern 98 und 126 zugeführt. Mit einem Schalter 118 , der etwa auf dem Bedienungspult angeordnet sein kann , wird bestimmt, ob der Lichtbogenbetrieb gewählt wird, während mit einem weiteren Schalter 134 bestimmt wird, ob der Desikkationsbetrieb gewählt wird. Wenn der Schalter 118 geöffnet ist, ist der Fulgurations- oder Schneidbetrieb gewählt, und zwar in Abhängigkeit, welche der Spannungsquellen 10 bzw. 12 eingeschaltet sind. Wenn der Schalter 134 geöffnet ist, ist der Desikkationsbetrieb gewählt, während dann, wenn beide Schalter 118 und 134 offen sind, beide Betriebsarten wie oben erläutert angewählt sind. Es soll angenommen werden, daß der Sdalter 118, wie in Figur 4 dargestellt, geöffnet ist, so daß ein Lichtbogenbetrieb gewählt worden ist. Dann wird die Rückkopplungsspannung vom Filter 90 dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt, der wiederum mit einem Operationsverstärker 100 verbunden ist. Mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 100 ist der gemeinsame Anschluß 102 eines einpoligen Umschalters ' 104 über eine Leitung 103 verbunden. Ein Anschluß 106 des Umschalters 104 ist mit einem dem Schneidbetrieb zugeordneten Schfieidpotentiometer 108 verbunden, während ein weiterer Anschluß 110 mit einem dem Fulgurations-

909829/0823

2301153

betrieb zugeordneten Fulgurationspotentiometer 112 verbunden ist, wobei die Potentiometer 108 bzw. 112 jeweils zwischen einer Referenzspannung 114 und Masse geschaltet sind. Mit den Potentiometern 108 und 112 kann der Betrag der an dem Patienten angelegten Schneid- bzw. Fulgurationswelle eingeregelt werden. Mit dem Ruckkopplungsspannungssignal am Ausgang des Verstärkers 98 können die von den Potentiometern 108 und entwickelten Steuerspannungen in Übereinstimmung mit dem durch den Patienten fließenden gemessenen Strom abgesenkt werden. Die Empfindlichkeit des Operationsverstärkers 100 wird durch ein Potentiometer 116 eingestellt. Der Schalter 118 kann von dem Schalter 52 gesteuert werden und wäre immer dann offen, wenn der Schalter 52 entweder am Anschluß 56 oder 58 anliegt, um einen Lichtbogenbetrieb anzuzeigen. Der Ausgang des OperatbnsVerstärkers 100 ist mit einem einpoligen Umschalter verbunden, dessen Ausgangsanschlüsse 122 bzw. 124 mit den Spannungsquellen 10 bzw. 12 in Figur 3 verbunden sind. Somit können, wie dies weiter unten beschrieben wird, die Ausgangssignale des Schalters 120 dazu verwendet werden, die Ausgangsenergie der Spannungsquellen 10 bzw. 12 zu regulieren. Wie aus dem oben Gesagten hervorgeht, wird eine negative Stromrückkopplung .,dazu verwendet, den Strom beim Lichtbogenbetrieb zu begrenzen urd damit eine Desikkation bei diesen Betriebsarten zu verhindern, wobei die Zeitkonstante der Ruckkopplungs-Schaltung zumindest kleiner als 10 msec (ms) und vorzugsweise kleiner als eine msec sein sollte,um damit eine signifikante Desikkation unmittelbar nach dem die aktive Elektrode 32 das Patientengewtebe berührt zu vermeiden. Alternativ könnte auch eine positive Spannungsrückkopplung verwendet werden, um die gewünschte Strombegrenzung zu erzielen, obwohl eine derartige Ruckkopplungsschaltung nicht so vorteilhaft ist, da hierbei das System zum Oszillieren neigt.

909829/0823

Bei dem Desikkationsbetrieb ist es wünschenswert, die angelegte Spannung zu beschränken und dadurch einen Funken- bzw. Lichtbogenüberschlag auf das Patientengewebe zu verhindern. Dies ist speziell bei vielen neurochirurgischen Behandlungen der Fall. Gemäß der Erfindung wird eine positive Stromrückkopplung verwendet, wobei die Ausgangsspannung des Filters dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 126 zugeführt wird. Der Operationsverstärker hat eine durch einen variablen Widerstand 128 eingestellte geringe positive Vorspannung. Wenn der Schalter 134 geöffnet ist, ist der Ausgang des Verstärkers 126 mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 130 verbunden. Ein dem Desikkationsbetrieb aigeordnetes Desikkationspotentiometer ist mit dessen nicht invertierenden Eingang verbunden, um so das Grundenergieniveau für die Desikkation festzusetzen. Der Ausgang des Differenzverstärkers 130 ist mit der Desikkationsspannungsquelle 14 in Figur 3 verbunden. Wenn die Spannungsquelle 14 direkt durch das Potentiometer 132 ohne Rückkopplung gesteuert würde, so würde z.B. der Generator zunächst im Desikkationsbetrieb arbeiten und dann sehr schnell in den Fulgurationsbetrieb übergehen. Durch die Anordnung des Operationsverstärkers 130 in Serie zu dem Potentiometer, kann überdie Rückkopplung bestimmt werden, welcher Anteil des eingestellten Potentiometerwertes tatsächlich durchgelassen wird, um die Ausgangsstufe 26 zu treiben. Um lediglidi eine Desikkationscharateristik zu erreichen, muß der Ausgang des Operationsverstärkers 130 sehr niedrig gehalten werden, wenn der Strom niedrig ist, wobei die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung zumindest kleiner als 10 msec und bevorzugt kleiner als 1 msec sein sollte. Wenn das verstärkte Rückkopplungssignal dem Verstärker in einem positiven Sinne zugeführt wird, dann verursacht ein kleiner Stromfluß einen größeren Stromfluß, bis der volle Wert des Potentiometers 132 erreicht ist.

909829/0823

ORIGINAL INSPECTED

Die Empfindlichkeit der Rückkopplung muß durch den variablen Widerstand 128 so eingestellt werden, daß dies lediglich währendder Desikkation auftreten kann. Wenn die Desikkation beendet ist, sinkt der Strom sehr plötzlich ab und die Ausgangsspannung wird ansteigen. Dies wird durch die Rückkopplungsschleife erfaßt und der Strom wird wieder auf seinen Anfangswert zurückgeführt, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 130 sehr niedrig gehalten wird. Somit wird die dem Patienten von der aktiven Elektrode 32 zugeführte Spannung entsprechend auf einen Wert reduziert, feei dem ein Funken- bzw. Lichtüberschlag nicht auftreten kann. Der erwähnte Schalter 134, der mit dem Ausgang des Verstärkers 126 verbunden ist, kann entweder manuell geöffnet odör in Abhängigkeit von dem Schalter 52 geöffnet werden, wenn dieser an dem Anschluß 60 anliegt, wenn Desikkation erforderlich ist.

Der geschilderte lediglich die Desikkation zulassende Effekt kann ebenfalls mit einer negativen Spannungsrückkopplung erreicht werden. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal des Verstärkers? 130 verkleinert wird, wenn die Spannung durch das Patientengewebe ansteigt. In Versuchen wurden VerstärKer nach beiden Prinzipien gebaut. Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine Ausführung mit einer Stromrückkopplung besser arbeitete und einfacher zu konstruieren war. Eine Spannungsrückkopplung hat den Vorteil, daß sie eine negative Rückkopplung ist und damit keine Schwingungstendenz zeigt.

Die oben erläuterten lediglich die Fulguration bzw. das Schneiden zulassenden Lichtbogenbetriebsarten werden durch eine Vorzeichenumkehr des Rückkopplun^eingangs bewirkt, wobei anstelle der Spannung der Strom begrenzt wird. Wenn demnach die aktive Elektrode fest gegen das Gewebe gepreßt wird, ist

9098 2.9/0821

2B01153

kein Effekt zu sehen, da der tatsächlich fließende Strom dazu dient, das Ausgangssignal des Verstärkers 100 auf einem niedrigen Wert zu verändern. Sobald jedoch die aktive Elektrode außer Kontakt mit dem Gewebe gebracht wird, kann das Ausgangssignal des Verstärkers 100 auf den durch eines der Potentiometer 108 oder 112 eingestellten Grundwert ansteigen und abhängig von der gewählten Generatorspannungsform beginnt Fulguration oder Schneiden.

Eine praktische Anwendung des lediglich die Fulguration zulassenden Betriebes liegt bei der Fulguration von blutenden Geschwüren im Magen-Darmtrakt. Diese Behandlung wird durch ein Endoskop ausgeführt und , da die Magen- bzw. Darmwand sehr dünn ist, ist es wünschenswert, daß eine Koagulationsnekrose lediglich auf die Gewebsoberflache begrenzt ist. Da eine Desikkation eine tiefe Abtötung bzw. Nekrose verursacht, und da die Tiefe und Effektivität stark von dem auf die Elektrode ausgeübten Druck abhängig sind, ist die Kontrolle diesos Druckes durch ein Endoskop sehr schwierig. Mit einer Fulguration kann eine feste an der Oberfläche liegende Abtötung mit einer festen Kruste erzeugt werden, so daß sogar sehr starke arterielle Blutungen gestoppt werden können. Dies funktioniert gut; wenn jedoch die aktive Elektrode zufällig die Darmwand berührt, kann Desikkation mit einer entsprechend tiefreichenden Nekrose auftreten. Wenn jedoch die Koagulation auf die Fulguration beschränkt wird, wird diese Möglichkeit vermieden und die Operationstechnik erfordert bei der Ausführung weniger Fertigkeit. In einem gebauten Prototypgenerator konnte dieses Merkmal durch'Einschalten des Schalters 118 auf dem Bedienungspult erzielt werden, wobei der Schalter 118 den negativen Eingang des Differenzverstärkers 100 von Masse trennte, so daß der über die Potentiometer 108 bzw. 112 ein-

909829/0821

geaebene Eingangswert durch die Rückkopplung kontrolliert werden konnte.

Die FulgurationsspannungsquelIe 10 kann etwa gemäß dem US-Patent 3 963 030 ausgeführt sein, auf die hier insoweit Bezug genommen wird. Somit würde die Rückkopplungsschaltung gemäß Figur 4 so ausgeführt werden, daß die Breite der die Drossel ladenden Stromimpulse von dem in der erwähnten US-Patentschrift 3 963 030 beschriebenen Generator in überein Stimmung mit dem Betrag der negativen Stromrückführung von dem Verstärker 98 geregelt würde, um so den mittleren Patientenstrom unter einem vorbestimmten Minimum von z.B. 200 mA zu halten. Speziell entspricht das Potentiometer 88 in Figur der US-PS 3 963 030 dem Potentiometer 112 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Ausgang des dortigen Potentiometers würde dann über den Schalter 104 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden werden, während der Ausgang des Operationsverstärkers 100 mit der Diodenanode 91 in Figur 4 gemäß der US-PS 3 963 030 verbunden würde, wobei die gewünschte Pulsbreitenregelung in Abhängigkeit von dem Rückkopplungsstrom von dem Operationsverstärker 98 der vorliegenden Erfindung bewirkt würde.

Alternativ kann die Amplitude der Spannungsstöße direkt geregelt werden. Somit könnte bei einer Schaltung gemäß der oben erwähnten US-PS 3 699 967 der Ausgang des Operationsverstärkers 100 der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, die Stellung des Potentiometerabgriffes A30 in Figur 4 der US-Patentschrift 3 6 99 967 über einen nicht gezeigten Servomechanismus zu verstellen, wobei die Amplitude der Fulgurationsstromstöße in Abhängigkeit von dem Betrag der Rückkopplung von

909829/0823

dem Operationsverstärker 98 der gegenwärtigen Erfindung geregelt würde.

Die Schneidspannungs- bzw. Stromquelle 12 kann auch der Schneidstromquelle gemäß der US-PS 3 699 967 entsprechen, und zwar dem dort in der Figur 4 gezeigten astabilen Multivibrator. Um den Ausgang des Multivibrators in Übereinstimmung mit dem Rückkopplungsausgang von dem Operationsverstärker 98 der gegenwärtigen Erfindung zu regulieren, könnte die Position des Potentiometerabgriffes R31 in der US-PS 3 699 967 über einen Servomechanismus durch den Ausgang des Operationsverstärkers der gegenwärtigen Erfindung geändert werden.

Die für einen gemischten Schneidbetrieb gedachte Steuerspannungsquelle 78 und der zugeordnete Schalter 74 in Figur 3 können z.B. gemäß der US-PS 3 699 967 ausgebildet sein , wobei dann der Schalter 74 dem dortigen Schalter S2 und die Spannungsquelle 78 der dortigen durch den Schalter S2 gesteuerten Schaltung entspräche.

Ebenso kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein gemeinsamer Transformator für die Fulgurations- und Schneidspannungs- bzw. Stromquellen verwendet werden,wie dieses durdi die gestrichelte Linie 79a in der Figur 3 angedeutet ist. Somit könnte z.B. die in der oben erwähnten US-PS 3 699 967 beschriebene gemeinsame Schneid/Fulgurationsspannungsquelle verwendet werden , wobei dann der dortige Transformator T2 in Figur 3 an die Stelle der Transformatoren 16 und 20 in Figur 3 der vorliegenden Erfindung träte. Die Anschlüsse 56 und 60 in Figur 3 der vorliegenden Erfindung würden dann den Anschlüssen B5 und B6 in Figur 5 derUS-PS 3 699 967 entsprechen. Somit wären lediglich zwei Transformatoren vorhanden, einer entsprechend dem gemeinsamen

S09829/082S

ORIGINAL INSPECTED

29Ü1153

Fulgurations-Schneidtransformator und der andere entsprechend dem Transformator 24. Abgesehen davon, daß die Sekiimdärwicklung 19 fortfiele, bliebe die mit den Transformatoren verbundene Ausgangsschaltung unverändert.

In Figur 5 ist in perspektivischer schematischer Ansicht eine kapazitive Patientendoppelelektrode entsprechend der Doppelelektrode 36 in der Figur 3 dargestellt, wobei die Figur 5A ein Teilquerschnitt längs der Linie 5A-5A in Figur 5 ist.Auf einer geschäumten rückseitigen Unterlage 140 sind zwei ineinandergreifende verzahnte Folienelektroden 40 und 42 angeordnet, wobei die Verzahnung den Überlappungsgrad der Elektroden vergrößert. Auf den Elektroden ist eine dielektrische Isolationsschicht 142 angeordnet, die mit einer haftenden Deckschicht 144 beschichtet ist. Ein zweipoliger Verbindungsstecker 146 ist auf der Unterseite der Unterlage 140 vorgesehen. Der Verbindungsstecker: vei st zwei Kontaktstifte 148 bzw. 150 auf, die einerseits mitten Elektroden 40 bzw. 42 und andererseits mit den Leitungen 41 bzw. 43 in Figur 3 verbunden sind. Die dielektrische Schicht 142 sollte dick genug sein, um einen dielektrischen Durchbruch zu verhindern, falls sie von der eingeschalteten aktiven Elektrode berührt wird. Somit sollte die dielektrische Isolationsschicht etwa 5000 Volt widerstehen. Eine Mylar-Schicht von mindestens 0,005 Zoll Dicke (ca. 0,127 cm) ist für diesen Zweck ausreichend.

Anstelle einer isolierenden Patientendoppelelektrode kann auch eine nicht geteilte einstückige isolierende Elektrode verwendet werden. Die Konstruktion einer derartigen Elektrode würde der in Figur 5 dargestellten entsprechen, nur daß hier wie üblich eine einzelne Elektrode mit der Patientenleitung 38 verbunden wäre. Isolierende einstückige Elektroden sind bekannt.

909829/0825

Im allgemeinen sind isolierende Patientenelektroden gegenüber konventionellen, mit einem Gel beschichteten Patientenelektroden vorteilhafter, was die leichtere Herstellung, die Lagerung und die Anwendung betrifft. Jedoch besteht bei derartigen kapazitiven bzw. isolierenden Patientenelektroden die Schwierigkeit, daß die dielektrische Isolationsschicht 142 genügend dick sein muß, um einen Durchbruch bei der von dem Generator gelieferten Hochspannung zu verhindern. Wenn, wie ober erwähnt, eine Mylar-Schicht von mindestens 0,005 Zoll Dicke (ca. 0,127 mm) verwendet wird, ist die Isolierung ausreichend, jedoch muß die Platte verhältnismäßig groß sein, um zu verhindern, daß für den Patienteniröglicherweise gefährliche Spannungen zwischen der Patientenleitung und der Patientenhaut auftreten. Dies hat eine besondere Bedeutung dann, wenn die Patientenseite der Generatorausgangsschaltung an Massenreferenz liegt. Wenn der Generator jedoch von Masse getrennt ist , spielt dies keine solche Rolle. Eine typische Patientenruckelektrode mit einer Gelbeschichtung ("stick-on" -Elektrode) ist relativ schmal und zwar etwa 9x6 Zoll (ca. 22,5 cm χ 15 cm). Eine Isolationsschicht von Mylar mit 0,005 Zoll Dicke (ca. 0,127 mm) plus einem Klebemittel auf einer Folienelektrode dieser Größe bringt eine Kapazität von etwa 4000 Pikofarad (pF) in bezug zu der Patientenhaut bei Hochfrequenzen für die kapazitive Doppelelektrode gemäß Figur 5 mit sich. Wenn die Spannung zwischen dem Patientenkörper und Masse z.B. unterhalb von 30 Volt effektiv gehalten werden soll, wird der Strom begrenzt auf etwa 0,57 Ampere bei 500 kHz. Dies ist ausreichend für den Schneid- oder Fulgurationsbetrieb , jedoch nicht für eine Desikkation. Für eine Desikkation wird ein Strom von mindestens 1 Ampere effektiv benötigt, so daß hierfür höhere Frequenzen verwendet werden müssen. Selbstverständlich kann das Vorhergesagte bei der Erfindung leicht verwirklicht werden, da die

909829/0823

ORIGINAL /NSPECTED

Fulgurations- und die Schneidspannungsquelle 10 bzw. 12 mit einer niedrigeren Frequenz betrieben werden können (z.B. mit 750 kHz, um dadurch Leck- bzw. Ableitströme von der aktiven Leitung 34 zu verringern), während die Desikkationsspannungsquelle 14 mit 2,2 MHz betrieben wird, um dadurch die Verwendung einer kapazitiven Patientenelektrode zu erleichtern.

Wenn angenommen wird, daß der Generatorausgang in Figur 3 an Masse gelegt ist, wie dies gestrichelt bei 152 angedeutet ist, obwohl der Generatorausgang üblicherweise von Masse getrennt ist, so liegt eine Schwierigkeit bei der Verwendung eines solchen an Masse gelegten Hochfrequenzgenerators darin, daß der Blindwiderstand der Patientenleitung 38, die die Patientenelektrode 36 mit dem Generator verbindet, signifikant ist und daß der Spannungsabfall längs dieses Blindwiderstandes Äbleitströme hervorrufen kann, die durch Stromteilung auf anderen Stromwegen nach Masse verlaufen werden. Diese auf anderen Stromwegen verlaufenden Streu- bzw. Ableitströme können an kleinen an Masse liegenden Kontaktpunkten an der Haut des Patienten entstehen und sind für den Patienten eine Gefahr. Die Induktivität eines 10 Fuß (ca. 3,05 Meter) langen Kabels beträgt ungefähr 3 Mikrohenry . Bei 2 MHz kam-ein Strom von 1 Ampere, der durch diese Induktivität fließt, eine Spannung von etwa 40 Volt erzeugen. Hingegen sinkt die Impedanz der isolierten Patientendoppelelektrodenplatte gemäß Figur 5 mit der Frequenz ab und somit bilden die Patientenleitung und die kapazitive Doppelelektrode einen Serien-L-C-Resonanzkreis. Bei einer 4000 pF-Elektrode und einem üblichen 10 Fuß (ca. 3,05 Meter) langen Zweidrahtkabel, tritt dabei Resonanz bei etwa 2-MHz auf. Versuche haben gezeigt, daß der Q-Faktor dieses Resonanzpunktes so ist, daß eine Elektrode 36, die nicht perfekt, z.B. nur mit einer Kontaktfläche von 80% angelegt ist, noch eine akzeptierbar niedrige Impedanz zu Masse hat.

909829/0823

29Ü 1 153

Die Anmelderin hat eine Überwachungsschaltung für zur Masse fließende Ableitströme entwickelt (DE-OS 27 40 751), die sehr gut mit dem oben geschilderten Resonanzsystem zusammenarbeitet, da diese Überwachungsschaltung Ableitströme mißt, die eine Gefahr für den Patienten bilden. Wenn z.B. die Elektrode falsch angelegt, für den Patienten jedoch noch nicht notwendig gefährlich ist, werden durch die zusätzliche Spannung zur Masse Ströme in Richtung Masse fließen können, die als Fehler durch die Rückleitungsüberwachungsschaltung entdeckt werden. Wenn andererseits keine derartigen Strömungswege zur Masse bestehen, werden auch keine Ableitströme nach Masse fließen und die Rückleitungsüberwachungsschaltung wird keinen Fehler entdecken, da keine tatsächliche Gefahr für den Patienten besteht.

Es ist ebenfalls möglich, eine zusätzliche Drossel 154 (Figur 3) in Serie in die Patientenleitung 38 einzufügen und damit die Resonanzfrequenz der kapazitiven Elektrode 3 6 zu erniedrigen. In Versuchen mit 750 kHz ist der Q-Faktor eines solchen Systems wesentlich höher und daher wird das Anlegen der Patientenelektrodenplatte recht kritisch. Wenn nämlich der kapazitiven Elektroden nur wenige Prozent der Kontaktfläche zu einer perfekten Anlage fehlen, weist die Elektrode eine sehr hohe Impedanz auf. Wenn sie andererseits perfekt angelegt ist, so kann die gesamte Impedanz zwischen dem Patientenkörper und Masse wesentlich kleiner sein als sie mit einer konventionellen Elektrodenplatte und einem einfachen 10 Fuß (ca. 3,05 Meter) langen Kabel erreicht werden kann. Ein solcher Zustand macht eine Stromaufteilung wesentlich weniger wahrscheinlich. So wird der Nachteil einer kritischeren Anlegung der Patientenelektrode zumindest teilweise durch verringerte Wahrscheinlichkeit aufgehoben, daß die Rückleitungsüberwachungsschaltung ausgelöst wird.

909829/082S

ORIGINAL INSPECTED

2B01153

Ebenfalls soll angemerkt werden, daß der Mehrfachgonerator gemäß den Figuren 3 und 4 in verschiedenen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden kann und ebenfalls lediglich einen Desikkations- und/oder lediglich einen Lichtbogenbetrieb bewirkt. Damit kann die lediglich dieOesikkation zulassende Rückkopplungsschaltung 79 fortgelassen werden. Bei dem System gemäß den Figuren 3 und 4 wird die Rückkopplung schaltung 79 dazu verwendet, daß sich der Transformator mit hoher Impedanz so verhält, als hätte er eine niedrige Impedanz. Da jedoch die Ausgangstransformatoren 16, 20 und 24 voneinander getrennt sind, kann die Ausgangsimpedanz der Desikkatbnsspannungsquelle 14 gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik niedrig gemacht werden, in^dem eine relativ kleine Windungsanzahl auf der Sekundärwicklung 21 vorgesehen werden. Wenn die Spannungsquelle 14 mit 2,2 MHz betrieben wird, sollte die Serienimpedanz der Sekundärwicklungen 17 und 19 auch bei dieser Frequenz niedrig sein. Geeignete hier nicht dargestellte Filterschaltungen können ebenfalls verwendet werden, um die effektiven Impedanzen der Wicklungen 17 und 19 zu verringern. Wenn für die Spannungsquelle 14 gemäß der vorbeschriebenen Art eine genügend geringe Ausgangsimpedanz erzielt ist, so wird das gesamte System gemäß den Figuren 3 und 4 bei fortgelassener Desikkationsrückkopplungsschaltung 79 ebenfalls in einer lediglich die Desikkation ermöglichenden Betriebsart arbeiten, wenn der Schalter 52 am Anschluß 60 anliegt. Bei einer Verbindung des Schalters mit dem Anschluß 56 oder 58 wild das System in einen Lichtbogenbetrieb übergehen, wobei bei dem System die Lichtbogenrückkopplungsschaltung 81 verwendet wird.

Alternativ könnte auch die Lichtbogenrückkopplungsschaltung bei der Schaltung gemäß Figur 4 fortgelassen werden, wobei dann

909829/0823

_₄₇_

die Ausgangsimpedanzen der Fulguratbns- und/oder Schneidspannungsquellen 10 bzw. 12 vergrößert werden könnten, in^dem eine relativ hohe Windungsanzahl auf den Sekundärwicklungen 17 und/oder 19 vorgesehen wird, um so lediglich einen Lichtbogenbetrieb zu erzielen, wenn der Schalter 52 an denAnschlüssen 56 oder 58 anliegt, und lediglich einen Desikkationsbetrieb, der dann die Desikkationsrückkopplungsschaltung 79 erfordern würde, zu erzielen, wenn derjBchalter 52 an dem Anschluß 16 anliegt. Jedoch ist es vorteilhaft , die Rückkopplungsschaltung 81 zu verwenden, um lediglich einen Lichtbogenbetrieb zu bewirken.

Eine andere Möglichkeit bestünde darin, z.B. lediglich die Schneidspannungsquelle 12 mit dem zugeordneten Ausgangstransformator 20 zusammen mit der Desikkationsrückkopplungsschaltung 79 zu verbinden. Hierbei würden die Fulgurationsspannungsquelle 10 und der zugeordnete Transformator 16, die Desikkationsspannungsquelle 14 und dessen Transformator 24 und die Lichtbogenrückkopplungsschaltung 81 fortgelassen. Der Ausgangstransformator 20 würde zu der aktiven und der fatientenrückleitung 34 bzw. 38 in herkömmlicher Weise verbunden und die Ausgangsimpedanz der Spannungsquelle 12 würde normalerweise genügend hoch sein , um einen Lichtbogenüberschlag von der aktiven Elektrode 32 auf den Patienten zu ermöglichen, wenn der Schalter 52 auf dem Anschluß 58 steht. Beim Schalten auf den Anschluß 60 würde die Dasikkationsrückkopplungsschaltung 79 eingeschaltet, um die Ausgangsimpedanz der Spannungsquelle 12 zu erniedrigen und damit die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich die Desikkation zulassenden Wert zu beschränken, bei dem ein Lichtbogenüberschlag von der aktiven Elektrode nicht wahrscheinlich ist.

Natürlich könnte auch der gemeinsame Ausgangstransformator

909829/08

29Ü1153

mit einer FulgurationsSpannungsquelle verbunden sein, wie dies oben erläutert worden ist, wobei dann ein System mit drei Betriebssarten erstellt wäre. Immer wenn der Schalter dann mit den Anschlüssen 56 oder 58 verbunden wäre, würde ein Lichtobenbetrieb gewählt, und die Desikkationsrückkopplungsschaltung 79 würde aus dem System ausgeschaltet sein. Wenn auf den Anschluß 60 umgeschaltet wird, würde die Rückkopplungsschaltung 79 in das System eingeschaltet und einen Desikkationsbetrieb bewirken, wie dies oben beschrieben ist.

In Figur 6 ist ein teilweise als Blockschaltbild ausgebildetes Schaltungsbeispiel einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt, bei dem der Generator in einer lediglich die Fulguration zulassenden bzw. nur ein Schneiden zulassenden Betriebsart arbeitet und der durch den Patienten fließende Strom auf-'einen Wert begrenzt ist, der wesentlich geringer als der Wert ist, avfdem der Strom durch die negative Rückkopplungsschleife mit dem Verstärker 98 und den Operationsverstärker gemäß Figur 4 begrenzt ist. Die Schaltung nach Figur 6 ist eine Modifikation der oben erwähnten negativen Rückkopplungsschleife und ist besonders dann vorteihaft anwendbar, wenn die aktive Elektrode eine feine Nadel aufweist. Die negative Rückkopplungsschaltung in Figur 4 begrenzt den Patientenstrom typisch auf etwa 200 mA. Für herkömmliche Blattelektroden, deren Kontaktfläche mit dem Patientengewebe im Bereich von„einigen Quadratmülimetern liegt, ist eine Strombegrenzung auf 200 mA ausreichend, da die Desikkation bestenfalls ziemlich langsam ist. Jedoch gibt es einige Anwendungen, bei denen Nadelelektroden notwendig sind, so z.B. bei der Fulguration von blutenden Geschwüren durch ein Endoskop, Die Stromdichte bei einer Nadelspitzenelektrode ist recht hoch. Auch wenn der Strom nicht mehr als 2QO mA beträgt, besteht hier eine große

9098 2 9/0823

2BÜ1153

Tendenz dafür, daß Desikkation auftritt.

Bei der Ausführungsform nach Figur 6 ist eine Funkendetektorschaltung 200 gemäß der Erfindung verwendet, um eine Desikkation selbst bei einer Nadelspitzenelektrode praktisch unmöglich zu machen. In der Elektrochirurgie werden Fulguration und Schneiden durch elektrische Hochfrequenzfunken bewirkt, die von der aktiven Elektrode auf das GEwebe überspringen. Dieser Funkenüberschlag ist ein stochastischer Prozeß, da jeder Funken eine unterschiedliche Dauer hat. Als Resultat erzeugt der Funkenüberschlagsprozeß elektrisches Rauschen in einem kontinuierlichen Spektrum ober- und unterhalb der Hauptfrequenz des Generators. Der niederfrequente Anteil des Spektrums reicht bis zur Gleichspannung, obwohl die Amplituden derart niederfrequenter Ströme nur sehr niedrig sind. Jedoch können diese niederfrequenten Komponenten erfaßt werden , und zwar geschieht dies durch ein Tiefpaßfilter 202, das in Figur 7 näher dargestellt ist.

Der Grund für die Verwendung einer Funkendetektorschaltung 200 liegt darin, daß erfaßt werden soll, ob Fulguration bzw. Schneiden tatsächlich aufgetreten ist. Wenn kein Funkenüberschlag auftritt wird die Schaltung gemäß Figur 6 den Patientenstrom auf einen Wert ii der Größenordnung von weniger als 200 mA beschränken, wobei Desikkation nicht erfolgen kann, selbst wenn eine feine Nadelspitzenelektrode z.B. die Magen-Darmtraktwand berührt. Hiermit kann die Koagulation z.B. eines blutenden Geschwüres lediglich durch Fulguration, nicht jedoch durch Desikkation erfolgen. Eiisprechend wird ein Transformator 204 vorgesehen, dessen Primärwicklung in Serie mit dem aktiven Kabel 34 in Figur 3 liegt. Dessen Sekundärwiddung ist mit den Anschlüssen G und H in Figur 6 verbunden. Der Transformator

909829/0821

kann ebenso in der Patientenleitung 38 angeordnet sein. Der Transformator 204 ist mit einem Vollweggledchrichter 206 verbunden, der seinerseits mit einem Koaxialkabel 208 verbunden ist. Der Ausgang des Kabels 208 führt 21 dem Tiefpaßfilter 202, das lediglich die niederfrequenten Komponenten des Signales auf der Leitung 34 hindurchläßt. Das niederfrequente Signal wird dann durch eine Diode 210 gleichgerichtet und durch ein Filter 212 geglättet und danach dem invertierenden Eingang eines Operationsdifferenzverstärkers bzw. Komparators 214 zugeführt. Dem nicht invertierenden Eingang des Komparators wird das Ausgangssignal eines Spannungsteilers 216 zugeführt, der mit einer geregelten Spannungsquelle 218 verbunden ist, wobei mit· dem Spannungsteiler 216 ein vorher bestimmter Wert eingestellt wird, der dem Auftreten eines Lichtbogenbetriebes entspricht. Der Ausgang des Komparators 214 wird einem ODER-Gatter 220 zugeführt. Mit dem anderen Eingang des ODER-Gatters 220 ist ein astabiler Multivibrator 222 verbunden, der Prüfimpulse erzeugt (vergleiche Figur 6) und zwar typisch etwa 5mal pro Sekunde. Der Ausgang des ODER-Gatters 220 wird der Basis eines Transistors 224 zugeführt, dessen Kollektor und ferner der Schalter 118 und der einstellbare Widerstand 116 mit-dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 100 verbunden sind.

Beim Betrieb ist der Transistor 224 normalerweise leitend, um den Operationsverstärker 100 abzuschalten, wobei das Amplitudenkontrollsignal an der Leitung 103 vom Schalter 104 in Figur in seinem Wert so reduziert ist, daß nur ein vernachlässigbarer Strom durdi den Patienten fließt, wodurch während dieser Zeit Desikkation selbst bei einer Nadelspitzenelektrode verhindert wird. Mit jedem Prüfimpuls wird der Transistor 224 gesperrt. Infolgedessen wird der Verstärker 100 eingeschaltet

909829/0821

und es findet ein Fulgurationsversuch mit einem auf weniger als 200 mA effektiv begrenzten Strom statt. Wenn ein Funkenüberschlag zustande kommt, erscheint am Ausgang der Niederfrequenzdetektorschaltung 200 ein Signal und über das ODER-Gatter wird der Transistor 224 gesperrt gehalten. Solange eine Fulguration, d.h. ein Funken- bzw. Lichtbogenbetrieb stattfindet, kann Desikkation, eine ohmsche Betriebsart, nicht auftreten und somit ist es für den Patientenstrom ausreichend, wenn dessen Wert nur wenig unterhalb 200 mA liegt. Wenn jedoch kein Funkenüberschlag während des Prüfimpulses auftritt, kann dies eine Anzeige dafür sein, daß die Nadelelektrode in festem Kontakt mit dem zu behandelnde Gewebe ist, wobei ein Desikkationsbetrieb mit einem Strom von möglicherweise 200 mA versucht wird. Wenn wie oben erwähnt ein Strom mit diesem Wert für eine genügend lange Zeitspanne angelegt würde, könnte eine unerwünschte Desikkation auftreten. Jedoch ist die Prüfimpulsdauer relativ kurz, und zwar typisch weniger als 0,02 Sekunden, und der 2.00 mA-Strom kann nicht lang genug fließen, wenn kein Funkenüberschlag durch die Detektorschaltung 200 während der Prüfimpulsdauer festgestellt worden ist. Wenn kein Funkenüberschlag auftritt, erscheint kein Ausgangssignal von dem Komparator 214, um nach dem Ende eines Prüfimpulses den Transistor 224 gesperrt zu halten. Somit wird das Ausgangssignal des Verstärkers 100 auf den oben erwähnten niedrigen Wert reduziert, sobald der Transistor 224 sperrt. Wenn somit die Nadelelektrode in Kontakt mit dem Gewebe bleibt, ist der Desikkationsstrom begrenzt auf den Grenzwert des Rückkopplungsstromes von z.B. 200 mA multipliziert mit dem Arbeitszyklus des Prüf impulsgenerator, der sehr klein sein kann. Auf diese Weise wird ein lediglich eine Fulguration oder ein Schneiden zulassender Betrieb sogar bei Nadelspitzenelektroden wirksam garantiert.

399829/082S

In Figur 7 ist das Tiefpaßfilter 202 näher dargestellt, das einen üblichen zweistufigen Butterworth-Filterverstärker aufweist und zwei Operationsverstärker 228 und 2 30 enthält. Das Filter ist abgeschirmt; gemeinsam mit einer Diode 210 und einem Filter 212, mit dem die Hüllkurven erfaßt werden, wird immer dann ein Gleichspannungswert erzeugt, wenn niederfrequente Komponente genügender Größe vorhanden sind. Zusätzlich zu der von der Funkendetektorschaltung 200 in Figur 6 ausgefübrten Funktion kann das Tiefpaßfilter 202 noch verwendet werden in einer Detektorschaltung für neuromuskulare Stimulation, wie dies in Figur 8 gezeigt ist. In Figur 3 sind in der aktiven Leitung 34 und der Patientenrückleitung 38 zwei Trennkapazitäten 232 bzw. 234 dargestellt. Derartige Kondensatoren werden üblicherweise dazu verwendet, Niederfrequenzströme, die wegen der stochastischen Natur des Funkenüberschlages während des Fulgurations- oder Schneidbetriebes auftreten, nicht durchzulassen. Hiermit können neuromuskulare Stimulation und möglicherweise Schocks oder Fibrillation verhindert werden. Wenn jedoch die Kondensatoren 232 und 23 4 ausfielen oder wenn eine schlechte Verbindung irgendwo in der Ausgangsstufe vorhanden wäre, könnte trotzdem die Gefahr einer neuromuskulären Stimulation bestehen. Die Aufgabe der Funksndetektorschaltung gemäß der Erfindung besteht darin, das Vorliegen eines Lichtbogenbetriebs durch die Prüfung auf niederfrequente Komponenten zu erfassen, die gefährlich sind,

809829/0-8 21

2ÜU1153

insoweit äie Erequenzen für neuromuskulare SLimulation oder Fibrillation betreffen. Die Anschlüsse G und H der Sekundärwindung des Transformators 204 in der Leitung 34 in Figur 3 werden daher mit einem Spannungsteiler 236 (Figur 8) verbunden, der wiederum mit dem Tiefpaßfilter 202 und einem Integrator 212 verbunden ist. Der Ausgang des Integrators ist mifa dem nicht invertierendenEingang eines Operationsdifferenzverstärkers bzw. Komparators 238 verbunden, an dessen invertierenden Eingang ein Potentiometer 240 geschaltet ist, das zwischen einer geregelten Spannungsquelle 242 und Masse liegt. Mit dem Potentiometer 240 wird der Schwellenwert eingestellt, bei dem neuromuskulare Stimulation auftreten kann. Wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, erzeugt der Komparator 238 ein Alarmsignal in der Leitung 244, das dazu verwendet werden kann , entweder den Generator abzuschalten oder ein Alarmsignal abzugeben.

Eine andere Anwendung, für die die Funkendetektorschaltung gemäß der Erfindung geeignet ist, wird in Verbindung mit Figur 9 erläutert. Die dort dargestellte Schaltung dient zur Ergänzung der oben erwähnten von der Anmelderin entwickelten Rückleitungsüberwactiungs- und Sicherheitsschaltung für die Patientenelektrode (DE-OS 27 40 751). Diese Sioherheitsschaltung basiert auf dem Prinzip, daß eine kleine Patientenrüokleitungselektrode eine Gefahr für den Patienten wegen der Ströme ist, die nach Masse über einen kleinen an Masse liegenden Kontaktpunkt an der Haut des

909829/0821

BAD ORIGINAL

2801153

Patienten fließen, Bei diesem System wird angenommen/ daß alle Ströme, die vom Generator nicht über die Patientenelektrode zurückkehren, nach Masse abfließen. Somit erfolgt die Messung dadurch, indem der Strom in der Patientenleitung von dem Strom in der aktiven Leitung abgezogen wird, um so die nach Masse fließenden Ableitströme zu bestimmen, was in der Schaltung gemäß Figur 9 durch Transformatoren 250 bzw. 252 , die jeweils den Strom in der aktiven Leitung 34 bzw. in der Patientenleitung 38 messen, ferner durch Gleichrichter 254 bzw. 256, die entgegengesetzt gepolt sind, um die Gleichspannungssignale, die den Strömen in der aktiven bzw. Patientenleitung zugeordnet sind, voneinander abzuziehen und schließlich durch eine Schwellenwertschaltung 258 erfolgt, die ein Generatorabschaltsignal in einer Leitung 260 erzeugt ,wenn der Strom in der aktiven Leitung den Strom in der Patientenleitung um einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall ist jedoch eine mögliche Fehlerquelle enthalten. Wegen der Kopplung zwischen der aktiven Leitung 34 und auf Masse liegenden Gegenständen in dem Operationsraum, was hier durch den gestrichelten Kondensator 262 verdeutlicht ist, erreichen einige Ströme die Masse bevor sie überhaupt zu der aktiven Elektrode gelangen. Ein solcher Strom ist jedoch keine Bedrohung für den Patienten, da die aktive Leitung bzw. Elektrode auf Massenpotential bezogen ist und der Strom dort verbleibt, wenn er einmal den Patienten umgangen hat. Dieser Leckstrom wird jedoch äLs Fehler wahrgenommen, da die Rückleitungsüberwachungsschaltung nicht erkennen kann, ob der Strom in den Körper des Patienten eingetreten ist oder nicht. Die Kopplung zwischen der aktiven Leitung 34 und Masse liegt typisch bei 50 bis 60 pF und kann sogar Werte um 120 pF annehmen. Eine gewisse Strommenge, die diesen Stromweg zu Masse nimmt, muß jedoch erlaubt sein, damit die Schaltung mit herkömmlich verwendeten Instrumenten kompatibel ist. Bei manchen Anwendungen

909829/0821

ist es möglich, durch Fulguration zu koagulieren und zu schneiden mit Stromwerten, die in der gleichen Größenordnung wie die erwähnten Fehlerströme sind. Im Ergebnis ist es möglich , zu schneiden und zu fulgurieren, ohne daß eine Patientenelektrode in den Generator eingesteckt and ohne daß die Rückleitungsüberwachungsschaltung durchflossen wird. Es gibt allerdings nur sehr wenige Umstände, in denen diese Unempfindlichkeit eine tatsächliche Bedrohung für den Patienten darstellt, da die Rückleitnngsüberwachungsschaltung nicht dazu dient, einen chirurgischen Eingriff an der aktiven Elektrode zu verhindern. Vielmehr dient die Schaltung dazu, Desikkation an kleinen an Masse liegenden Kontaktpunkten zu verhindern.

Da nur der Funken- bzw. Lichtbogenbetrieb hei niedrigen Stromwerten hierfür von Bedeutung sind,kann der fehlende Anschluß einer Patientenelektrode dadurch entdeckt werden, daß Hochfrequenzströme mit niedrigen Amplituden in der Patientenleitung 38 gemessen werden. Wenn diese niedrigen Ströme nicht durch die Patientenleitung zurückkehren, wird eine Fulguration verhindert.

In der Schaltung gemäß der Figur 9 wird ein Funkenüberschlag bei der Fulguration bzw. beim Schneiden durch die Verwendung des Transformators 250 und des Vollweggleichrichters 254 erkannt. Das gleichgerichtete Ausgangssignal wird einmal über einen Widerstand 264 geführt und zum anderen über einen Kondensator 266 dem Tiefpaß- bzw. Niederfrequenzfilter 202 und dem Integrator 212 zugeführt, wodurch ein dem Funkenüberschlag zugeordnetes Gleichspannungssignal dem invertierenden Eingang eines OperationsdifferenzversSärkers bzw. Komparators 268 zugeführt wird. An dem nicht invertierenden Eingang liegt

809829/082$

der Ausgang eines Spannungsteilers 270, dessen Ausgangsignal einem Lichtbogenschwellenwert entspricht. Der durch die Patientenleitung 38 zurückfließende Strom wird durch den Transformator 252 und durch den Vollweggleichrichter 256 erfaßt, dessen gleichgerichtetes Ausgangssignal über einen Widerstand 272 geleitet wird, wobei die Werte der Widerstände 264 und 272 jeweils typisch 100 Ohm sind. Das über den Widerstand 272 geführte Signal wird zudem dem invertierenden Eingang eines Operationsdifferenzverstärkers bzw. !Comparators zugeführt, während an dessen nicht invertierendem Eingang der Ausgang eines Spannungsteilers 276 liegt. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers entspricht einem Schwellenwert, den der Patientenrückleitstrom übersteigen muß. Die Ausgänge der Komparatoren 268 und 274 werden einem NOR-Gatter 278 zugeführt. Wenn ein Funkenüberschlag in der Ausgangsschaltung und ein ungenügend hoher Strom in der Leitung 38 erkannt worden ist, ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters 278 auf hohem Pegel und wird zu einem ODER-Gatter 280 weitergeleitet. Ebenfalls an das ODER-Gatter 280 ist über eine Leitung 260 der ein Abschaltsignal abgebende Abschaltausgang dar Schwellenwertschaltung angelegt. Zudem ist die Detektorschaltung für neuromuskulare Stimulation gemäß Figur 1, die in Figur 9 lediglich durch den Block 282 dargestellt ist, ebenfalls mit dem ODER-Gatter 280 verbunden, um eine zusätzliche/Bedingung für das Abschalten des Generators zu schaffen . Der Ausgang des ODER-Gatters 280 ist mit einer entsprechenden, hier nicht dargestellten Schaltung aim Abschalten der Generatoren 10 bis 12 verbunden.

Im Hinblick auf die aktive Leitung . 34 und die Patientenleitung 38 sollte noch folgendes angemerkt werden. Für die Ausführungsbeispiele gemäß der Beschreibung und den Ansprüchen kann die aktive Leitung sich im weitesten Sinne von der Se-

9G9829/082S

kundärwicklung 17 zu dem Instrument 5 erstrecken, während die Rückleitung 38 von der Sekundärwicklung 21 zu den Pateintenelektroden 40 und 42 verläuft. Die aktive Leitung 34 umfaßt üblicherweise ein Kabel, was typisch 10 Fuß (ca. 3,05 Meter) lang ist und das aus einem Gehäuse herausläuft, in dem die Transformatoren 16 , 20 und 24 , der Ko idensator 232 und die Wicklung 204 angeordnet sind. Die Rückleitung 38 umfaßt ein Kabel, das ebenfalls typisch 10 Fuß (ca. 3.05 Meter) lang ist und zwei Leitungen 41 und 43 im Falle eines Ausführungsbeispieles gemäß der Figur 3 aufweist; auch dieses Kabel läuft aus dem oben genannten Gehäuse heraus , in dem der Kondensator 234, der Widerstand 80 und die Drossel 154 angeordnet sind. Die Leitungsdrähte 41 bzw. 43 in dem Kabel sind mit den Elektroden 40 bzw. 42 verbunden.

Zusammengefaßt weist ein Mehrfachgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den oben erklä±en Merkmalen folgende Vorteile auf, von denen viele sich wechselweise aufeinander beziehen:

1. Kompatibilität mit der kapazitiven Patientendoppelelektrode 36;

2. es ist eine geringere Energie erfirderlich, da zur gleichen Zeit nie mehr als einer der Generatoren dem Patienten Energie zuführt;

3. da jede Spannungsquelle bzw. jeder Generator lediglich für eine einzige Funktion optimiert ist, kann jede Spannungsquelle auf optimale Zuverlässigkeit und Arbeitsweise konstruiert werden;

4. es ist ein Dreifach-Hochfrequenzgenerator angegeben, der bei der Desikkation mit hoher Frequenz und bei der

9Θ9829/082Ι

2301153

Fulguration und beim Schneiden mit niedriger Frequenz betrieben wird;

5. Kompatibilität mit der Rückleitungsüberwachungsschaltung gemäß Figur 9;

6. eine Niederfrequenz-Funkendetektorschaltung zur Verbesserung der Rückleitungsüberwachungsschaltung gemäß Figur 9 und zum Erfassen von unsicheren Stromwerten für die neuromuskulare Stimulation;

7. eine Handschaltung der drei betriebsarten, die. durch Rückkopplungstechniken möglich gemacht ist, mit der alle drei elektrochirurgischen Betriebsarten von einer gemeinsamen Ausgangsschaltung betrieben werden können;

8. es ist ein BetriäDmöglich, bei dem lediglich Fulguration oder lediglich Schneiden, jedoch keine Desikkation möglich ist, wodurch' eine tiefe Gewebsabtötung bzw. Nekrose vermieden wird;

9. zudem ist eine lediglich Desikkation ermöglichende Betriebsart für die Neurochirurgie oder dergl. vorgesehen.

Mit der Erfindung wird ein elektrochirurgischer Mehrfachgenerator geschaffen, wobei eine Spannun^quelle für die Desikkation des Patientengewebes, eine andere Spannungsquelle für die Fulguration und eine dritte Spannungsquelle zum Schneiden optimiert werden kann. Alle Spannungsquellen speisen ihre Leistung in eine gemeinsame Ausgangsschaltung an und können entweder einzeln oder in Kombination eingeschaltet und

9Θ9829/082Ι

betätigt werden. Die Spannungsquellen können in einem lediglich Desikkation, Fulguration oder Schneiden zulassenden Betrieb betrieben werden. Die verschiedenen Betriebsarten können von einem elektrochirurgischen Handinstrument angewählt werden.
Eine isolierte Patientendoppelelektrode kann mit dem Generator verwendet werden, wobei die Betriebsfrequenz der Desikkationsspannungsquelle höher als die der Fulgurations- oder Schneidspannungsquelle ist. Ferner kann eine Funkendetektorschaltung verwendet werden, um einmal lediglich Fulguration zu gewährleisten , wenn die aktive Elektrode eine Nadelelektrode ist, z.B. anderen neuromuskulare Stimulation und um schließlich eine Kontinuität des Patientenstromkreises herzustellen, wenn mit niedrigen Strömen fulguriert wird.

9Θ9829/082Ι

ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite elektrische Le iäbungs schaltung und eine gemeinsame mit den beiden elektrischen Leistungsschaltungen verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die gemeinsame Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine damit verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine damit verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eine Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, die genügend hoch ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zuzulassen, und ferner eine Strombegrenzungsschaltung aufweist zum Begrenzen des Stromes durch den Patienten auf einen lediglich einen Funken- bzw. Lihtbogenüberschlag zulassenden Wert, an dem Desikkation des Patientengewebes nicht wahrscheinlich ist, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt, daß die

909829/0821

zweite elektrische Leistungsschaltung einen Strom durch den Patienten erzeugt, der genügend groß ist, um eine Desikkation des Patientengewebes zu erlauben, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt, und ferner eine Spannungsbegrenzungsschaltung aufweist zum Begrenzen der Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich Desikkation zulassenden Wert, bei dem ein Funken- bzw. Lichtbogenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten nicht wahrscheinlich ist.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Leistungsschaltung Wählmittel aufweist, um wahlweise ein erstes im wesentlichen kontinuierliches Wechselspannungssignal, das zum Schneiden des Patientengewebes geeignet ist, oder ein zweites Signal erzeugen zu können, das au3 einem Zug von Stromstößen mit Hochfrequenzenergie besteht und geeignet für die Fulguration des Patientengewebes ist.
3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgisches Handinstrument vorgesehen ist, das die aktive Elektrode trägt, und daß in diesem Handinstrument ein Schalter vorgesehen ist, um wahlweise die Wählmittel und die zweite elektrische Leistungsschaltung zu betätigen.
4. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Leistungsschaltung ein erstes im wesentlichen kontinuierliches Wechselspannungs signal erzeugt, das zum Schneiden des Patientengewebes geeignet ist, und daß der Generator eine dritte elektrische Leistungsschaltung zum Erzeugen eines zweiten Signales aufweist, das aus einem Zug von Hochfrequenzenergiestößen besteht, die zur Fulguration des Patientengewebes geeignet sind.

909829/082J

ORIGINAL INSPECTED

29Ü.1153-
5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgisches Handgerät vorgesehen ist, das die aktive Elektrode trägt, und daß das Handgerät einen Wählschalter aufweist, um wahlweise die erste, zweite bzw. dritte elektrische Leistungsschaltung zu betätigen.
6. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eine Schaltung zur Abgabe von hundert Watt an eine 3000-Ohm-Last aufweist, die zwischen der aktiven und der Pätientenelekfcrode verbunden ist.
7. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte elektrische Leistungsschaltung eine Schaltung zurAbgabe von 125 Watt zu einer 5000-Ohm-Last aufweist, die zwischen der Patienten- und der aktiven Elektrode angeordnet ist.
8. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische Leistungsschaltung eine Schaltung zur Abgabe eines Stromes von einem Ampere in eine 100-Ohm-Last aufweist, die zwischen die aktive und die Patientenelektrode geschaltet ist.
9. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung den Patientenstrom auf einen Wert unterhalb von etwa 200 mA effektiv begrenzt.
10. Generator nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum gleichzeitigen Einschalten der ersten und zweiten elektrischen Leistüngsschaltung vorgesehen ist, so daß die zweite elektrische Leistungsschaltung eine Desikkation des Patientengewebes bewirken kann, um so den Start des Licht-

909829/0823

bogenüberschlages von der aktiven Elektrode zu ermöglichen.
11. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eineSchaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung gelieferten Ausgaitsenergie aufweist, und daß diese Strombegrenzungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung enthält, um ein Rückkopplungssignal von der Ausgangsschaltung zu erhalten, und daß die erste Einstellschaltung auf das Rückkopplungssignal anspricht, um dadurch den Patientenstrom auf einen lediglich einen Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert zi beschränken.
12. Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung nicht größer als 10 msec ist.
13. Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische Leistungsschaltung eine zweite Schaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebenen Energie aufweist, und daß diese Spannungsbegrenzungsschaltung eine ein Rückkopplungssignal von der Ausgangsschaltung liefernde Rückkopplungsschaltung aufweist, und daß die Schaltung zur Einstellung der abgegebenen Energie auf dieses Rückkopplungssignal anspricht, um dadurch die Spannung an der aktiven
Elektrode auf einen lediglich die Desikkation erlaubenden Wert einzustellen.
14. Generator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung kleiner als 10 msec ist."
15. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische Leistungsschaltung eine Einstellschaltung

909829/082!

zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebene Ausgangsleistung aufweist, daß die Spannungsbegrenzungsschaltung zur Ableitung eines Rückkopplungssignales von der Ausgangsschaltung eine Rückkopplungsschaltung aufweist, und daß die zweite Schaltung zum Einstellen der abgegebenen Energie auf das Rückkopplungssignal mspricht, um dadurch die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen nur die Desikkation ermöglichenden Wert zu begrenzen.
16. Generator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung nicht größer als 10 msec ist.
17. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenelektrode zumindest ein elektrisch leitendes Substrat aufweist, das mit einer dielektrischen Schicht eines elektrisch-isolierenden Materials beschichtet ist.
18. Generator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenelektrode ein erstes elektrisch leitendes Substrat
aufweist, das von einem zweiten elektrisch leitenden Substrat getrenntfist_r und daß die dielektrische Deckschicht auf beiden elektrisch leitenden Substraten angeordnet ist.
19. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbetriebsfrequenz der zweiten
elektrischen Leistungsschaltung genügend hoch ist, um die
Spannung an dem Patienten unter einem vorbestimmten Wert zu halten.
20. Generator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die

809829/082*

ORIGINAL INSPECTED

Grundfrequenz etwa 2,2MHz beträgt.
21. Generator nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfrequenz größer als die der ersten elektrischen Leistungsschaltung ist.
22. Generator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfrequenzen der ersten bzw. zweiten elektrischen Leistungsschaltungen bei ungefähr 750 kHz bzw. 2,2 MIz liegen.
23. G. .nerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenleitung und die Patientenelektrode einen Serienschwingkreis bilden, der etwa bei der Grundfrequenz der zweiten elektrischen Leistungsschaltung in Resonanz ist.
24. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Patientenleitung eine Drossel in Serie geschaltet ist, so daß die Patientenleitung, die Drossel und die Patientenelektrode einen Serienschwingkreis bilden, der etwa bei der Grundbetriebsfrequenz der ersten elektrischen Leistungsschaltung in Resonanz ist.
25. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgisches Handinstrument vorgesehen ist, das die aktive Elektrode trägt, und daß das Instrument einen Wählschalter aufweist, um wahlweise die erste und zweite elektrische Leistungsschaltung einzuschalten.
26. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transformatoren vorgesehen sind, deren Primärwicklungen mit der ersten bzw. zweiten elektrischen Lei-

909829/0821

stungsschaltung verbunden sind und deren Sekundärwicklungen in Serie geschaltet sind und in der gemeinsamen Ausgangsschaltung liegen.
27. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode eine Nadel aufweist.
28. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funkendetektorschaltung zur Erfassung von niederfrequenten Komponenten des Stromes in der gemeinsamen Ausgangsschaltung vorgesehen ist, wobei diese niederfrequenten Ströme eine neuromuskulare Stimulation des Pa tienten bewirken können, und daß eine auf die Funkendetektorschaltung ansprechende Schwellwertschaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignales vorgesehen ist, wenn die Niederfrequenzströme einai vorbestimmten Schwellenwert überschreiten.
29. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funkendetektorschaltung zum Bestimmen, ob eine Spannung entsprechend einem Lichtbogenbetrieb in der gemeinsamen Ausgangsschaltung vorhanden ist, ferner eine Patientenleitungsstromüberwachungsschaltung zum Bestimmen, ob ±i der Patientenleitung Strom fließt, und schließlich eine auf die Funkendetektorschaltung und die Überwachungsschaltung ansprechende Schaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignales vorgesehen sind, wenn in der gemeinsamen Ausgangsschaltung ein Strom entsprechend einem Lichtbogenbetrieb vorliegt, jedoch in der Patientenleitung kein Strom fließt.
30. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite elektrische Leistungsschaltung und eine gemeinsame, mit den

803829/0825

beiden elektrischen Leistungsschaltungen verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen ist, wobei die gemeinsame Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine damit verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine damit verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eine Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, deren Größe genügend hoch ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zu erlauben, daß die zweite elektrische Leistungsschaltung einen Strom durch den Patienten erzeugt, der genügend groß ist, um eine Desikkation des Patientengewebes zu ermöglichen, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt, und daß die zweite elektrische Leistnngsschaltung ferner eine Spannungsbegrenzungsschaltung zur Begrenzung der Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich eine Desikkation ermöglichenden Wert aufweist, bei dem ein Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten nicht wahrscheinlidi ist.
31. Generator nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische Leistungsschaltung eine Einstellschaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebene Ausgangsleistung aufweist, und daß die Spannungsbegrenzungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung zum Ableiten eines Rückkopplungssignales von der Ausgangsschaltung aufweist, und daß die Einstellschaltung auf das Rückkopplungssignal anspricht, um dadurch die Spannung an der aktiven Elektrode auf den lediglich die Desikkation ermöglichenden Wert zu begrenzen.
32. Generator nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung Schaltmittel zum Ableiten eines positiven Stromrückkopplungssignales aufweist.

909829/0821

29Ü1153
33. Generator nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung nicht größer als 10 msec ist.
34. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator vorgesehen ist, der erste und zweite Primärwicklungen aufweist, die mit der ersten bzw. zweiten elektrischen Leistungsschaltung verbunden sind, und daß der Transformator eine einzige Sekundärwicklung aufweist, die mit der aktiven Leitung und der Patientenleitung verbunden ist.
35. Generator nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundbetriebsfrequenz der ersten elektrischen Leistungsschaltung unterschiedlich von der der zweiten elektrischen Leistungsschaltung ist, daß der Generator zwei Kondensatoren aufweist, die mit der ersten bzw. der zweiten Primärwicklung verbunden sind, die dadurch einen ersten und zweiten auf die Betriebsfrequenz der ersten bzw. zweiten elektrischen Leistungsschaltung abgestimmten Schwingkreis bilden.
36. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgisches Handgerät vorgesehen ist, das die aktive EleWrode trägt, und daß dieses Instrument einen Wählschalter aufweist, um wahlweise die erste und zweite elektrische Leistungsschaltung einzuschalten.
37. Generator nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transformatoren vorgesehen sind, deren PrimärwickLungen mit der ersten bzw. zweiten elektrischen Leistnngaschaltung und deren Sekundärwicklungen in Serie geschaltet sind und in dem

909829/0821

gemeinsamen Ausgangskreis liegen, und daß die Ausgangsimpedanz des ersten Transformators genügend hoch ist, um den Strom durch den Patienten auf einen lediglich den Lichtbogenbetrieb ermöglichenden Wert zu begrenzen, bei dem Desikkation des Patientengewebes nicht wahrscheinlich is-fc, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe herührt.
38. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und zweite elektrische Leistungsschaltung sowie eine gemeinsame mit den beiden elektrischen Leistungsschaltungen verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen.sind, wobei die gemeinsame Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine mit dieser verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine mit dieser verbundene Eätientenelektrode aufweist, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eine Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, die genügend hoch ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zu erlauben, und ferner eine Strombegrenzungsschaltung zum Begraben des Stromes durch den Patienten auf einen lediglidi einen Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert aufweist, bei dem eine Desikkation des Patientengewebes nicht wahrscheinlich ist, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt, und daß die zweite elektrische Leistungsschaltung einenStrom durch den Patienten erzeugt, der genügend hoch ist, um Desikkation des Patientengewebes zu ermöglichen, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt.
39. Generator nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Leistungsschaltung eine erste Leistungseinstellschaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebenen Ausgangsenergie aufweist, daß die Strombegrenzungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung zur Ableitung eines Rüok-

9098 2 9/0823

-11- 2301159

kopplungssignales von der Ausgangsschaltung aufweist, und daß die erste LeisturiEeins teil schaltung auf das Rückkopplungssignal anspricht, um dadurch den Patientenstrt ii auf einen lediglich Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert zu begrenzen.
40. Generator nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung nicht größer als 10msec ist.
41. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode eine Nadel aufweist.
42. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung eine Funkendefeektorschaltung aufweist zum Bestimmen, ob in der gemeinsamen Ausgangsschaltung ein Strom entsprechend einem Lichtbogenbetrieb vorliegt, und daß die erste Leistungseinstellschaltung auf die Funkendetektorschaltung anspricht, um den Patientenström auf einen lediglich den Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert nur dann ansteigen zu lassen, wenn die Funkendetektorschaltung einen den Lichtbogenbetrieb eltsprechenden Strom in der gemeinsamen Ausgangsschaltung erfaßt.
43. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funkendetektorschaltung zum Erfassen von niederfrequenzten Stromkomponenten in der gemeinsamen Ausgangsschaltung vorgesehen ist/ wobei diese niederfrequenten Ströme ,eine neummuskulare Stimulation des Patienten bewirken können, und daß ferner eine auf die Funkendetektorschaltung ansprechende Schwellenwertschaltung zum Erzeugen eines Ausgangssignales vorgesehen ist, wenn die niederfrequenten Ströme einen bestimmten Schwellenwert übersteigen.

09 829/0821
44. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funkendetektorschaltung zum Bestimmen, ob in der gemeinsamen Ausganpschaltung ein Strom entsprechend einem Lichtbogenbetrieb vorhanden ist, ferner eine Patientenleitungsstromüberwachungsschaltung zum Bestimmen, ob in der Patientenleitung Strom fließt, und schließlich eine auf die Funkendetektorschaltung und die überwachungsschaltung ansprechende Schaltung zur Erzeugung eines Ausgartssignales, wenn in der gemeinsamen Ausgangsschaltung ein Strom entsprechend einem Lichtbogenbetrieb, jedoch in der Patientenleitung kein Strom fließt.
45. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung den Patientenstrom auf einen Wert niedriger als etwa 200 niA effektiv begrenzt.
46. Generator nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Transformatoren vorgesehen sind, deren Primärwicklungen mit der ersten bzw. zweiten Leistungsschaltung verbunden sind und deren Sekundärwicklungen in Serie geschaltet sind und in der gemeinsamen Ausgangsschaltung liegen, und daß die Ausgangsimpedanz des zweiten Transformators genügend niedrig ist, um die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich Desikkation ermöglichenden Wert zu begrenzen, bei dem ein Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten nicht wahrscheinlich ist.
47. Generator nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz der Sekundärwindung des ersten Transformators, die in Serie mit der Sekundärwicklung des zweiten Transformators

0-9 829/0823

geschaltet ist, genügend niedrig ist, um die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich Desikkation zulassenden Wert zu begrenzen.
48. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Leistungsschaltung und eine mit dieser verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und'eine damit verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine damit verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die elektrische Leistungsschaltung eine Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, die genügend groß ist, um einen Funkenüberschläg von der aktiven Elektrode auf den Patienten zu gestatten, und ferner eine Strombegrenzungsschaltung zur Begrenzung des Stromes durch den Patienten auf einen lediglich den Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert aufweist, bei dem eine Desikkation des Patientengewebes nicht wahrscheinlich ist, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt.
49. Generator nach Anspruch 48, dadurch gekenniächnet, daß

die Leistungsschaltung eine Leistuireeinstellschaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebenen Ausgangsleistung aufweist, daß die Strombegrenzungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung zum Ableiten eines Rückkopplungssignales von der Ausgangsschaltung aufweist, und daß die Leistungseinstellsdaltung auf das Rückkopplungssignal anspricht, um dadurch den Patientenstrom auf einen lediglich den Lichtbogenbetrieb zulassenden Wert zu begrenzen.
50. Generator nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit der Rückkopplungsschaltung nicht größer als 10msec ist.

909829/08 21
51. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 48 bis 50, dadurch gekennzeichnet/ daß die aktive Elektrode eine Nadel aufweist.
52. Generator nach einem der Ansprüche 48 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung eine Funkendetektorschaltung aufweist zum Bestimmen, ob in der Ausgangsschaltung ein Strom entsprechend einem Lichtbogenbetrieb vorliegt, und daß die Leistungseinstellschaltung auf die Funkendetektorschaltung anspricht, um den Patientenstrom auf den den Lichtbogenbetrieb ermöglichenden Wert ansteigen zu lassen, wenn die Funkendetektorschaltung einen den Lichtbogenbetrieb entsprechenden Zustand in der Ausgangschaltung erfaßt.
53. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 48 bis 52, dadurch gekennzeichnet , daß eine Funkendetektorschaltung zum Erfassen von niederfrequenten Strorakomponenten in der Ausgangsschaltung vorgesehen ist, wobei diese Niederfrequenzströme eine neuromuskulare Stimulation des Patienten bewirken können, und daß ferner eine auf die Funkendetektorschaltung absprechende Schwellenwertschaltung zur Erzeugung eines Ausgangssignales vorgesehen ist, wenn die niederfrequenten Ströme einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen.
54. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche 48 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funkendetektorschaltung zum Bestimmen, ob in der Ausgangsschaltung ein dem Lichtbogenbetrieb entsprechender Zustand vorliegt, ferner eine Patientenleiturgstromüberwachungsschaltung zum Bestimmen, ob in der Patientenleitung Strom fließt, und schließlich eine auf die Funkendetektorschaltung und..die überwachungsschaltung ansprechende Schaltung vorgesehen sind, um ein· Ausgangsignal zu erzeugen,

9098 2 9/0821

wenn in der Ausgangsschaltung ein dem Lichtbogenbetrieb entsprechender Zustand vorliegt, in der Patientenleitung jedoch kein Strom fließt.
55. Generator nach einem der Ansprüche 48 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsschaltung den Patientenstrom auf einen Wert unterhalb von etwa 200 mA effektiv begrenzt.
56. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Leistungsschaltung und eine mit dieser verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine mit dieser verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine mit dieser verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die elektrische Leistungsschaltung einen durch den Patienten fließenden Strom erzeugt, der genügend groß ist, um eine Desikkation des Patientengewebes zu ermöglichen, wenn die aktive Elektrode das Patientengewebe berührt, daß die elektrische Leistungsschaltung ferner eine Spannungsbegrenzungsschaltung zur Begrenzung der Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich Desikkation zulassenden Wert aufweist / bei dem ein Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten nicht wahrscheinlich ist, daß die Leistungsschaltung ferner eine Leistungseinstellschaltung zum Einstellen der an die Ausgangsschaltung abgegebenen Ausgang leistung aufweist, daß die Spannungsbegrenzungsschaltung eine Rückkopplungsschaltung zum Ableiten eines positiven Stromrückkopplungssignales von der Ausgangsschaltung aufweist, und daß die Leistungseinstellschaltung auf das positive Stromrückkopplungssignal anspricht, um dadurch die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen lediglich Desikkation zulassenden Wert zu begrenzen.

909829/0 829

2301153
57. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet/ daß eine elektrische Leistungsschaltung und eine mit dieser verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine damit verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine damit verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die Ausgangsimpedanz der elektrischen Leistungsschaltung normalerweise genügend hoch ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zu erzielen, daß ferner Wählmittel und eine auf diese Wählmittel ansprechende Schaltung vorgesehen sind, um die Ausgangsimpedanz der elektrischen Leistungsschaltung zu erniedrigen und damit die Spannung an der aktiven Elektrode auf einen nur Desikkation zulassenden Wert zu begrenzen, bei dem ein Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten nicht wahrscheinlich ist.
58. Generator nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Wählmittel ansprechende Schaltung eine Rückkopplungsschaltung von der Au scangs se haltung zu der elektrischen Leistungsschaltung aufweist.
59. Generator nach einem der Ansprüche 57 und 58, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode und die Wählmittel an einem elektrochirurgischen Instrument angeordnet sind.
60. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Leistungsschaltung und eine mit dieser verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine damit verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine mit dieser verbundene Patienten-

9098 2 9/0821

2301153

elektrode aufweist, daß die elektrische Leistungsschaltung eine Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, die genügend groß ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zu ermöglichen, daß eine Funkendetektorschaltung zur Erfassung niederfrequenter ■ Stromkomponenten in der Ausgangsschaltung vorgesehen ist, wobei diese niederfrequenten Ströme neuromuskulare Stimulation des Patienten bewirken können, und daß eine auf die Funkendetektorschaltung ansprechende Schwellenwertschaltung vorgesehen ist, um ein Ausgangsignal zu erzeugen, wenn die niederfrequenten Ströme eine vorbestimmte Schwelle übersteigen.
61. Elektrochirurgischer Generator zur Verwendung an einem Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Leistungsschaltung und'eine mit dieser verbundene Ausgangsschaltung vorgesehen sind, wobei die Ausgangsschaltung eine aktive Leitung und eine mit dieser verbundene aktive Elektrode sowie eine Patientenleitung und eine mit dieser verbundene Patientenelektrode aufweist, daß die elektrische Leistungsschaltung eins Spannung an der aktiven Elektrode erzeugt, die genügend hoch ist, um einen Funkenüberschlag von der aktiven Elektrode auf den Patienten zuzulassen, daß eine Funkendetektorschaltung vorgesehen ist, zum Bestimmen,ob in der Ausgangsschaltung ein einem Funkenüberschlag entsprechender Zustand vorhanden ist, daß eine Überwachungsschaltung für den Patientenstrom zum Erfasse^, ob in der Patientenleitung Strom fließt, vorgesehen ist, und daß schließlidi-eine auf die Funkendetektorschaltung undjliie Überwachungsschaltung ansprechende Schaltung vorgesehen ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn ein dem Funken-Überschlag entsprechender Zustand in der Ausgangsschaltung vorhanden ist , ein Strom in der Patientenleitung jedoch nicht fließt.

9Θ9829/0823