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Die
Erfindung bezieht sich auf ein elektrochirurgisches Instrument oder
eine elektrochirurgische Vorrichtung, und insbesondere auf ein elektrochirurgisches
Instrument, das mit einer niedrigeren Ausgangsspannung und einer
niedrigeren Ausgangsleistung arbeitet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Elektrochirurgische
Instrumente sind wohlbekannt und auf medizinischen, zahnmedizinischen und
tiermedizinischen Gebieten weit verbreitet. Sie bieten die Fähigkeit
des präzisen
Schneidens mit elektrochirurgischen Strömen im Megaherzbereich unter
Verwendung eines Handstücks
mit Nadel-, Kugel- oder Schleifenelektroden in einem unipolaren Betriebsmodus,
oder der zweckmäßigen Koagulation (Gerinnung)
unter Verwendung einer Zange in einem bipolaren Betriebsmodus. Ellman
International, Inc. stellt ein elektrochirurgisches Instrument,
Modell FFPF, zur Verfügung,
das an seiner Frontplatte Verbinder zum Aufnehmen des Steckers eines
unipolaren Handstücks
und einer Erdungs- oder Indifferenzplatte, sowie Verbinder zum Aufnehmen
der Stecker einer bipolaren Zange bereitstellt.
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Es
gibt Umgebungen, in denen die elektrochirurgische Vorrichtung strenge
Anforderungen erfüllen
muss, einschließlich,
jedoch nicht hierauf beschränkt,
eine einfache Funktion, geringe Kosten, Energieeffizienz, Sicherheit
und Benutzerfreundlichkeit. Außerdem
sollte sie die Fähigkeit
zum präzisen Schneiden,
Koagulieren und zur Hämostase
unter Verwendung eines hochfrequenten elektrischen Stroms (HF-Strom)
vorzugsweise in der Größenordnung
von 3,5 – 4
MHz, wobei 4 MHz bevorzugt wird, zur Verfügung stellen.
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Es
wurde festgestellt, dass ein Großteil dieser Anforderungen
mit einer elektrochirurgischen Niederleistungsvorrichtung erfüllt werden
können, die
nur eine unipolare Fähigkeit
enthält,
vorausgesetzt, dass die Ausgangsleistung niedrig gehalten wird,
vorzugsweise bei 50 Watt oder weniger. Das Modell FFPF, dessen Grundsätze in USP
3.730.188 ('188)
und ferner in USP 4.463.759 ('759)
genauer beschrieben sind, hat eine Ausgangsleistung von etwa 100
Watt. Außerdem
verwendet das Modell FFPF elektronische Röhren, die hohe Spannungen benötigen, um
zu arbeiten, und beschränkt
die Anzahl der benutzerfreundlichen Merkmale, die eingebaut werden
können.
Andere im Handel erhältliche elektrochirurgische
Vorrichtungen, ebenfalls vom Hochspannungs-Hochleistungs-Typ, verwenden
programmierbare Mikrocontroller zum Erzeugen der verschiedenen Stromwellenformen,
die für
das chirurgische Schneiden von Gewebe, für gleichzeitiges Schneiden
und Koagulieren, und für
die alleinige Koagulation (Hämostase),
im Allgemeinen bezeichnet als Schneid, Schneid/Gerinnungs- bzw.
Hämo-Modi (Hämo = Blut
bzw. Blutstillung), erforderlich sind. USP 3.730.188 zeigt in den 5a, 5b und 5c (hier
als 1a, 1b und 1c wiedergegeben)
die drei obenbeschriebenen Modi. Es ist zu beachten, dass die Schneidmodus-Stromwellenform ein
vollgleichgerichteter vollgefilterter Konstantwellen-CW-Träger bei
der HF-Frequenz ist, die Schneid/Gerinnungsmodus-Stromwellenform ein vollgleichgerichteter
ungefilterter Konstantwellen-(CW)-Träger
bei der HF-Frequenz ist; und die Hämo-Modus-Stromwellenform ein
halbwellengleichgerichteter, ungefilterter Konstantwellen-(CW)-Träger bei
der HF-Frequenz ist. Die Schneid/Gerinnungs- und Hämo-Modus-Ströme werden
gewöhnlich
als modulierte HF-Ströme
bezeichnet. Die im Handel erhältliche
elektrochirurgische Vorrichtung des Hochspannungs-Hochleistungs-Typs,
die Mikrocontroller verwendet, ist ferner komplexer, erfordert mehr
elektronische Komponenten und Baueinheiten, und ist somit teurer
als das Modell FFPF.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Eine
Hauptaufgabe der Erfindung ist eine elektrochirurgische Vorrichtung,
die eine optimale HF-Energie für
die drei obenbeschriebenen unipolaren Modi bereitstellen kann, jedoch
mit geringeren Kosten herstellbar ist.
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Eine
weiterere Aufgabe der Erfindung ist eine elektrochirurgische Vorrichtung,
die eine optimale HF-Energie für
die drei obenbeschriebenen unipolaren Modi bereitstellen kann, jedoch
durch eine geringere Ausgangsspannung und Ausgangsleistung gekennzeichnet
ist.
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Eine
weiterere Aufgabe der Erfindung ist eine elektrochirurgische Vorrichtung,
die eine optimale HF-Energie für
die drei obenbeschriebenen unipolaren Modi bereitstellen kann, jedoch
mit geringeren Kosten herstellbar ist und trotzdem viele benutzerfreundliche
Merkmale zur Verfügung
stellt, ohne einen Mikrocontroller zu verwenden.
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Diese
Aufgaben werden gemäß der Erfindung
durch eine elektrochirurgische Vorrichtung gelöst, wie in Anspruch 1 ausgeführt ist.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind Sicherheitsmerkmale eingebaut, indem eine Zeitgeberschaltung
enthalten ist, die mit einem Binärzähler kooperiert,
um den IC-Komponenten Leistung bereitzustellen und eine Überhitzung
der Vorrichtung zu vermeiden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Oszillator-Binärzähler-Komponente
verwendet, um an mehreren Ausgängen
mehrere Reihen digitaler Impulse mit verschiedenen Frequenzen zu
erzeugen, wobei einige der Impulsreihen verwendet werden, um genäherte Sinuswellen
zu erzeugen, die für
die Schneid/Gerinnungs- und Hämo-Modi
verwendet werden können,
wobei andere der Impulsreihen verwendet werden, um den Zeitgeber,
die Anzeigelampen und ein akustisches Warnsystem zu betreiben. Somit
werden viele Funktionen von den Schaltungskomponenten ausgeführt, um
somit die Komponentenzahl zu minimieren und die Kosten zu reduzieren.
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Eine
elektrochirurgische Vorrichtung gemäß der Erfindung kann qualitativ
hochwertige HF-Energie bei einer Frequenz von 3,5 – 4 MHz
bereitstellen, die am besten für
schwierige, genaue und schnellheilende Schneidverfahren mit niedrigen
Leckströmen unter
Verwendung eines unipolaren Handstücks am besten geeignet ist,
sowie qualitativ hochwertige modulierte HF-Energie, die für eine Hämostase
mit dem unipolaren Handstück
am besten geeignet ist. Außerdem
bleibt ihre ausgegebene HF-Frequenz im Wesentlichen unverändert, unabhängig von
Laständerungen.
Ferner wird ein kontrolliertes Tastverhältnis bereitgestellt, d. h.
eine relative Zeit, während
der die HF-Ströme dem Patienten
zugeführt
werden, bezüglich
der Zeit, in der die Zuführung
unterbrochen ist, was ein Merkmal ist, das bei dem Modell FFPF nicht möglich ist.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung, ihrer Funktionsvorteile und ihrer spezifischen Aufgaben,
die durch ihre Verwendung gelöst
werden, ist auf die beigefügten
Zeichnungen und die Beschreibung Bezug zu nehmen, in welchen die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, und in welchen ähnliche
Bezugszeichen gleiche oder ähnliche
Komponenten bezeichnen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1a, 1b und 1c zeigen
typische Wellenformen bezüglich
der Schneid-, Schneid/Gerinnungs- und Hämo-Modi;
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2 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
der elektrochirurgischen Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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3 ist
ein schematisches Schaltbild, das zeigt, wie die Modulationswellenformen
erhalten werden;
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4 zeigt
Teile einer Sinuswelle, die verwendet wird, um die Modulationswellenformen
zu erzeugen;
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5(a), 5(b) und 5(c) zeigen, wie eine vollgleichgerichtete Halbsinus-Wellenmodulationswellenform
für einen
Betriebsmodus erhalten werden kann; und
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6(a), 6(b) und 6(c) zeigen, wie eine halbgleichgerichtete Halbsinus-Wellenmodulationswellenform
für einen
anderen Betriebsmodus erhalten werden kann.
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GENAUE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
elektrochirurgische Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine elektrochirurgische
Hochfrequenzvorrichtung mit niedriger Ausgangsleistung und niedriger
Ausgangsspannung, die vollständig
mit Halbleitern aufgebaut ist. Die Konstruktion ist einzigartig,
einfach, energieeffizient, sicher und benutzerfreundlich. Sie bietet
die wesentlichen Betriebsmodi, die am häufigsten in elektrochirurgischen
Anwendungen genutzt werden. In einer bevorzugten Form hat die Einheit
eine maximale Ausgangsleistung von 50 Watt und bietet die Fähigkeit
des Präzisionsschneidens,
der Koagulation und der Hämostase,
vorzugsweise unter Verwendung von elektrochirurgischen Strömen mit
einer Frequenz von 4 MHz.
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Eine
Form einer elektrochirurgischen Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst mehrere
funktional verbundene Stufen, wie im Blockschaltbild der 2 gezeigt
ist. Es gibt vier Hauptfunktionen, die ausgeführt werden; Stromversorgung,
Modulationssignalgenerator, HF-Generator und Signalmodulation, Patientenisolation
und Anpassung. Die Stromversorgung, der HF-Generator und die Signalmodulation,
die Patientenisolation und die Anpassung können zum Zweck dieser Anmeldung
als herkömmlich
betrachtet werden, da irgendeine herkömmliche, spannungsgeregelte
HF-gefilterte stabile Stromversorgung eingesetzt werden kann, irgendein
stabiler, zuverlässiger
4-MHz-HF-Generator eingesetzt werden kann, und eine typische Patientenisolation
mittels eines Ausgangstransformators bewirkt wird, dessen Sekundärseite mittels
eines Anpassungsnetzwerks an die aktiven Leitungen gekoppelt ist,
die zum elektrochirurgischen Handstück und zu einer neutralen Platte
führen.
Das Impedanzanpassungsnetzwerk passt die Quellenimpedanz an den
Bereich der Patientenimpedanz an. Die Ausgangsleistung bezieht sich
auf Masse über
einen (nicht gezeigten) Ausgangsisolationskondensator. Die Impedanzanpassungsschaltung,
die auch gewöhnlich
als Patientenschaltung bekannt ist, ist von der Sekundärleistungsschaltung
durch den Isolationstransformator vollständig isoliert.
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Das
Blockschaltbild der 2 enthält diese herkömmlichen
Elemente, um das Verständnis
der Erfindung zu unterstützen.
Der HF-Träger
wird von einem HF-Generator 10 geliefert, typischerweise
einem kristallgesteuerten Halbleiteroszillator, dessen Ausgangssignal
vorverstärkt
und anschließend
leistungsverstärkt
wird, um den HF-Treiber 14 zu treiben. Der HF-Treiber kann
z. B. eine (nicht gezeigte) Leistungs-MOS-Vorrichtung enthalten,
deren Körperkontakt
mittels des HF-Trägers
angesteuert wird. Die MOS-Source ist auf Erdungspotenzial, wobei
deren Drain-Kreis mit der HF-isolierten Stromversorgung über die
Primärseite
des Isolationstransformators 16 verbunden ist, dessen Sekundärseite über das
Anpassungsnetzwerk 18 mit dem aktiven (20) und
neutralen (22) Ausgängen
verbunden ist, wobei der aktive Ausgang mittels des üblichen
unipolaren Handstücks
zugänglich
ist und der neutrale Ausgang typischerweise mit der Erdungsplatte
verbunden ist, die in Kontakt mit dem Patienten angeordnet ist.
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Die
Vorrichtung der Erfindung erzeugt drei Wellenformen zum Durchführen der
Schneid-, Schneid/Gerinnungs- und Hämo-Unipolar-Funktionen. Diese
drei sind in den 5a, 5b und 5c des
erwähnten
Patents '188 dargestellt,
wobei die Schneidwellenform in 5a des
Patents der gefilterte unmodulierte HF-Träger ist, der am Ausgang 24 des
HF-Treibers 14 vorhanden wäre (1a), unter
der Annahme, dass die Modulation abgeschaltet ist. Dieses reine
4 MHz-Signal wird manchmal als CW-Ausgang bezeichnet. Die Schneid/Gerinnungs-Wellenform
in 5b des Patents ist der vollwellengleichgerichtete
modulierte HF-Träger,
der am Ausgang 24 des HF-Treibers 14 (1b)
unter der Annahme vorhanden wäre,
dass eine vollwellengleichgerichtete Modulation auf den Modulationseingang 26 des
HF-Treibers 14 angewendet wird, z. B. auf die Drain des
Leistungs-MOS-Treibers. Die Hämo-Wellenform
in 5c des Patents ist der halbwellengleichgerichtete
modulierte HF-Träger,
der am Ausgang 24 des HF-Treibers 14 (1c)
unter der Annahme vorhanden wäre,
dass eine halbwellengleichgerichtete Modulation auf den Modulationseingang 26 des
HF-Treibers 14 angewendet wird, z. B. auf die Drain des Leistungs-MOS-Treibers.
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Der
Modulationswellenformgenerator, der die vollwellengleichgerichtete
und halbwellengleichgerichtete Modulation liefert, wird vom Block 28 über einen
Modusauswahlschalter 30 versorgt, der entweder ein 3-Stellungs-Schalter
auf der Fronttafel der Vorrichtung oder ein in das Handstück eingebauter Schalter
ist.
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Ein
Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines Mehrfachimpulsgenerators 32,
vorzugsweise in Form eines Binärzählers/Teilers,
um aus einem einfachen Hochfrequenzoszillatoreingang mehrere Impulssequenzen
mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Raten oder Frequenzen zu erzeugen, von
denen einige ganzzahlige Vielfache vom jeweils Anderen sind. Genauer
nimmt der Zähler/Teiler
eine Eingangsfrequenz und teilt diese in eine oder mehrere andere
Frequenzen, von denen jede ein vorgegebener Bruchteil des Eingangs
ist. Er umfasst typischerweise mehrere kaskadierte Flip-Flop-Stufen, deren Ausgangsfrequenzen
jeweils gleich der halben Eingangsfrequenz sind. Diese Züge von Impulssequenzen
bewirken viele verschiedene Funktionen, von denen die Wichtigste
die Erzeugung der Modulationswellenformen umfasst. Im Wesentlichen
verwendet die Schaltung digital gesteuerte Analogschalter, die einen
ausgewählten
Stift mit einem gemeinsamen Ausgangsstift verbinden. Der gemeinsame
Ausgangsstift ist jeweils über
eine einer Kette von externen Spannungsteilern mit einer Stromquelle
verbunden. Die schrittweise Auswahl der Analogschalter bewirkt eine
Digital-zu-Analog-Funktion,
um eine Hälfte der
gewünschten
Sinusfunktion zu erzeugen. Die Wellenform wird durch die relativen
Werte der Widerstände,
die den Spannungsteiler bilden, bestimmt, während die zweite Hälfte der
Halbsinuswelle von einem weiteren Multiplexer unter Verwendung der
gleichen Widerstände
in umgekehrter Reihenfolge gebildet wird. Ein Multiplexer liefert
eine abnehmend gestufte Spannung beginnend von einer Maximalspannung
der Sinuswelle, während
der andere eine ansteigend gestufte Spannung beginnend vom Minimum
der Sinuswelle liefert. Die Schritte sind für beide gleich. Die Adressauswahl
des ausgewählten
Stifts (Kanals) der Multiplexer wird vom Oszillator/Teiler erzeugt.
Die Teilerkette schaltet in Verbindung mit dem Oszillator/Teiler
die zwei Multiplexer ein und aus, um die Abwärts- und Aufwärtssteigungen
der Halbsinuswellen zu erzeugen. Eine weitere Frequenz, die vom Modusauswähler ausgewählt wird,
sperrt jede zweite Halbsinuswelle, um die Hämo-Wellenform zu erzeugen.
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Eine
Form dieses digital gesteuerten Analogschalters ist in 3 gezeigt.
Ein binärer
Zähler/Teiler 34 kann
eine Standardkomponente sein, z. B. der IC CD4060B, ein vierzehnstufiger Übertragsdurchlauf-CMOS-Binärzähler/Teiler
mit einem eingebauten Oszillator. Der mit 36 bezeichnete
Oszillator ist als eine separate Komponente gezeigt, da er bei Bedarf separat
vorgesehen sein kann, ist jedoch in Wirklichkeit in diesem bestimmten
IC enthalten. Der Oszillator 36 erzeugt mit dem Zusatz
geeigneter RC-Komponenten an seinem Ausgang 38 z. B. ein
Signal mit 37 kHz. Obwohl zur besseren Darstellung der Funktion
Beispiele von Betriebsfrequenzen angegeben werden, ist klar, dass
die Erfindung nicht auf diese bestimmten Frequenzen beschränkt ist.
Der Übertragsdurchlauf-Binärzähler/Teiler 34 erzeugt
an seinem Ausgang 40 aus der 37kHz-Quelle mehrere Züge von Impulsreihen
mit niedrigeren Frequenzen, die ganzzahlige Teiler von jeweils einer
Weiteren sind (der Einfachheit halber werden ganze Zahlen verwendet,
jedoch ist klar, dass, da die binäre Teilung verwendet wird,
alle Signale tatsächlich
ganzzahlige Vielfache sind, auch wenn die gegebenen Beispielzahlen
leicht abweichend erscheinen); z. B. sind 72, 146, 290 und 580 Hz
das Doppelte der vorangehenden Zahl in der Reihe. "Ganzzahlteiler" wird hier verwendet,
um jede Zahl einer Reihe zu bezeichnen, die sich von den anderen
Zahlen mittels einer ganzen Zahl unterscheidet, d. h. irgendeine
niedrigere Zahl in der Reihe kann erhalten werden durch Teilen einer höheren Zahl
durch eine ganze Zahl. Die Impulsfrequenzen von 146, 290 und 580
Hz werden verwendet, um einen 3-Ziffern-Binärcode zu erzeugen. Da z. B.
die drei Impulsreihen Ganzzahlteiler sind, wenn alle Impulse mit
ihren führenden
Flanken ausgerichtet sind, erzeugt dies den Binärcode 1-1-1. Wenn alle Impulse
mit nichtausgerichteten führenden
Flanken angeordnet sind, erzeugt dies den Binärcode 0-0-0. Wenn zwei der
Impulszüge
ausgerichtet sind, jedoch nicht der Dritte, werden Binärsignale
wie z. B. 1-1-0 oder 1-0-1 oder 0-1-1 erzeugt. Da die Impulszüge Ganzzahlvielfache
sind, ist klar, dass eine Folge von 1 aus 8 Binärcodes sequenziell Sequenz
ausgegeben wird (40). Das 72Hz-Signal
dient als ein Unterbindungssignal.
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Die
Folge von Binärcodes
wird auf drei Leitungen 42, 44, 46 ausgegeben,
die parallel mit einem Paar Analogmultiplexern 48(I) und 48(r),
z. B. dem IC CD4051B, verbunden sind. Das Unterbindungssignal wird über eine
Leitung 50 direkt an den linken Multiplexer 48(I) und
einen Inverter (52) an den rechten Multiplexer 48(r) angelegt.
Der eingegebene Binärcode
verbindet (schaltet ein) eine von acht Leitungen der Multiplexerpaare
mit einer einzigen Ausgangsleitung 54, die mit einer Spannungsquelle
V+ und einem Lastwiderstand 55 verbunden ist, und mit einem von
acht Widerständen 56 von
unterschiedlichen Widerstandswerten, die so gewählt sind, dass acht aufeinander
folgende Verringerungs/Erhöhungs-Spannungsteiler
(Widerstände 55, 56)
erzeugt werden und die Ausgangsspannung auf der Leitung 54 einen Wert
hat, der von dem Wert der 1 aus 8 Widerstände, mit dem verbunden wird,
abhängt.
Der Einfachheit halber sind nur zwei Widerstände 56 gezeigt, jedoch hat
die fragliche Komponente acht Ausgänge (daher der Name 8-Kanal),
von denen jeder mit den 1 aus 8 Widerständen 56 verbunden
ist. Wenn somit zum Beispiel der Binärcode 000 über die Leitungen 42, 44, 46 eingegeben
wird, ist die Spannung auf der Leitung 54 gleich 5 Volt;
wenn der Binärcode
001 als Nächstes
eingegeben wird, wird die Spannung auf Leitung 54 auf 4,4
Volt reduziert; wenn der Binärcode 010
eingegeben wird, wird die Spannung auf Leitung 54 auf 3,8
Volt reduziert, und so weiter. Indem auf diese Weise der Reihe nach
die acht Binärcodes
mit den Eingängen
des linken Multiplexers 48(I) verbunden werden, ändert sich
die Ausgangsspannung auf Leitung 54 in Stufen von 5 Volt
auf nahezu 0. Dies ist in 4 bei (I)
gezeigt, was den linken Multiplexer bezeichnet. Diese Funktion wurde
ausgeführt,
während
der 72Hz-Frequenzimpuls über
die Leitung 50 an den Unterbindungseingang 60 des
linken Multiplexers 48(I) angelegt wurde. Während dieser
72Hz-Impuls am Unterbindungseingang 60 auf Hochpegel liegt,
ist der Multiplexer 48(I) freigegeben. Der gleiche 72Hz-Frequenzimpuls
wird auch über
den Inverter 52 an den Unterbindungseingang 62 des
rechten Multiplexers 48(r) angelegt. Der Inverter 52 invertiert
die Hochpegelimpulse zu Niedrigpegelimpulsen, die den rechten Multiplexer 48(r) sperren.
Wenn der 72Hz-Frequenzimpuls endet, findet die Umkehraktion statt.
Der linke Multiplexer 48(I) wird gesperrt und der rechte
Multiplexer 48(r) wird freigegeben, wobei nun die Ausgangsleitung 54 des
rechten Multiplexers 48(r) als Ergebnis der eingegebenen
Binärcodes
einen Anstieg der Spannung mit den gleichen Stufen jedoch in umgekehrter
Reihenfolge zu derjenigen, die in 4 mit "I" gezeigt ist, aufweist, was die in 4 mit
(r) bezeichnete Kurve zeigt.
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Wenn
die Spannungen auf der Leitung 54 über den vollen Zyklus kombiniert
werden, wird näherungsweise
eine halbe Sinuswelle erzeugt. Dies ist in 5(a) gezeigt,
in der die Spannung auf der Leitung 54 als eine Funktion
der Zeit t graphisch dargestellt ist. Wie beobachtet wird, wird
eine Hälfte
(I) der Sinuswelle vom linken Multiplexer 48(I) erzeugt
und die andere Hälfte
(r) vom rechten Multiplexer 48(r) erzeugt, die wie oben
beschrieben aufeinan derfolgend betrieben werden.
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Der
Ausgang von den Multiplexern wird über eine herkömmliche
Pufferstufe 64 und ein RC-Siebfilter 66 weitergeleitet,
woraufhin der Ausgang anschließend
zum Modusauswahlschalter 30 weitergeleitet wird. 5(b) zeigt die Wirkung eines Siebfilters auf die
Ausgangswellenform, während 5(c) die wirkliche Sinuswellenausgabe zeigt, die
verwendet werden kann, um den 4 MHz-Träger für den Schneid/Gerinnungs-Modus
zu modulieren. Die 6(a), (b) und (c) zeigen die entsprechenden Ausgänge an lediglich
einem der freigegebenen Multiplexer, wenn der andere gesperrt ist.
Der Modusauswähler 30 legt
die gewünschte
Modulationswellenform an den HF-Treiber 14 an.
Aus dem Vorangehenden wird deutlich, dass dann, wenn beispielsweise
der rechte Multiplexer 48(r) dauerhaft gesperrt ist, der
Ausgang auf der Leitung 54 nur das in 6(c) gezeigte halbwellengleichgerichtete Signal
ist. Somit wird der Hämo-Modus
unter Verwendung des in 6 gezeigten halbwellengleichgerichteten
Signals leicht erhalten, indem der rechte Multiplexer 48(r) unter
Verwendung einer Impulsfrequenz von 36 Hz, die ebenfalls vom binären Zähler/Teiler 34 an
einem zusätzlichen
Ausgang 66 erhalten und dem rechten Multiplexer 48(r) zugeführt wird,
dauerhaft gesperrt wird. Dieser zusätzliche Ausgang wird angelegt,
wenn der Modusauswahlschalter 30 auf seinen Hämo-Modus
geschaltet wird.
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Ein
Zeitgeber 70 wird verwendet, um die Funktion zu steuern
und einen Überlastungsschutz bereitzustellen.
Der Zeitgeber, der eine herkömmliche
Komponente ist, wird mittels eines Fußschalters 72 freigegeben,
der herkömmlicherweise
vom Chirurgen verwendet wird, um die Vorrichtung zu aktivieren. Die
Aktivierung kann auch in das Handstück eingebaut sein. Siehe auch
das erwähnte
Patent '759. Wenn
der Fußschalter
aktiviert ist, liefert der Zeitgeber (nicht gezeigt) Betriebsspannungen über die
Leitungen 72 zum HF-Generator 10 und ferner zu
einem Satz von Anzeigern 74, z. B. LEDs, und zu einer akustischen
Schaltung 76 (2). Ein Zeitgeberausgang, falls
freigegeben, schaltet einen gewünschten Anzeiger
ein, der z. B. dem Chirurgen anzeigt, dass elektrochirurgische Ströme am Handstück verfügbar sind.
Falls gewünscht,
kann der Zeitgeberausgang auch über
den Modusauswahlschalter 30 übertragen werden, so dass in
Abhängigkeit
vom ausgewählten Modus
verschiedenfarbige Lichter eingeschaltet werden.
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Gleichzeitig
kann die akustische Schaltung (Audioschaltung) 76 aktiviert
werden, so dass der Chirurg auch eine hörbare Anzeige erhält, wenn HF-Leistung verfügbar ist.
Der hörbare
Ton wird in geeigneter Weise mittels einer weiteren Impulsfrequenz
zugeführt,
die auf der Leitung 78 vom Mehrfachimpulsgenerator 32 ausgegeben
wird. Eine geeignete Frequenz ist 2 kHz, was ebenfalls ein ganzzahliges
Vielfaches einer der anderen erzeugten Frequenzen ist.
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Es
ist wichtig, eine Überlastung
(Überhitzung)
des HF-Oszillators zu verhindern, und einen möglichen Schaden am Patienten
zu verhindern. Um diese Funktion zu erreichen, kann wieder eine
Impulsfrequenz vom Mehrfachimpulsgenerator 32 abgeleitet
werden, um den Ein/Aus-Zustand des Zeitgebers zu steuern. Diese
Frequenz kann wiederum ein Ganzzahlteiler sein, der von der Oszillatorquelle 36 über den
Teiler 34 abgeleitet wird. Die Periode einer solchen Frequenz
kann so gewählt
werden, dass sie etwa gleich 10 Sekunden ist, so dass die Einschaltzeit
des Zeitgebers, wenn dieser aktiviert ist, auf 10 Sekunden begrenzt
ist, woraufhin der Zeitgeber die Operation abschaltet, um eine Überlastung
zu vermeiden. Falls gewünscht,
kann eine weitere Frequenz vom Teiler abgeleitet werden, um den
Zeitgeber nach beispielsweise 30 Sekunden wieder automatisch einzuschalten,
was dann der Schaltung ermöglicht
hat, abzukühlen,
um eine Überlastung
zu verhindern. Solange in diesem Betriebsmodus der Fußschalter 72 niedergedrückt ist,
weisen die elektrochirurgischen Ströme ein Tastverhältnis von
10 Sekunden Einschaltzeit und 30 Sekunden Ausschaltzeit auf. Andere
Tastverhältnisse
können
offensichtlich eingesetzt werden, falls erwünscht, indem eine andere Impulsfrequenz
gewählt
wird. Die Funktion des Zeitgebers ist einfach. Es wird eine Zahl
einprogrammiert, um die maximale Zahl seiner Eingangsimpulse zu
repräsentieren,
was dann, wenn diese erreicht ist, ein Ausgangssteuersignal erzeugt,
das verwendet werden kann, um z. B. ein Relais zu deaktivieren, dessen
Kontakte den verschiedenen Komponenten Strom zuführen. Das Tastverhältnis kann
auch leicht geändert
werden, indem eine andere Zahl einprogrammiert wird.
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Nicht
gezeigt ist eine Spannungsregelvorrichtung zum Regeln der Ausgangsleistung
der elektrochirurgischen Ströme,
wobei die hohe Leistung für die
maximale Ausgangsleistung vorzugsweise mit 50 Watt gewählt wird,
und wobei die Leistung bis auf etwa 5 Watt heruntergeregelt wird.
Diese Ausgangsleistungsregelung wird vorzugsweise bewerkstelligt, indem
die Amplitude des Modulationssignals, das an dem Drain-Eingang des
MOS-Treibers angelegt wird, gesteuert wird. Dies hat den Vorteil,
dass dies dazu beiträgt,
die Ausgangsfrequenz zu stabilisieren.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
schafft eine stabile und steuerbare Quelle hochfrequenter elektrochirurgischer
Energie in allen Betriebsmodi. Sicherheit und Effektivität sind ebenfalls
gegeben. Eine Vorrichtung, die gemäß den hier beschriebenen Prinzipien
aufgebaut ist, kann so gestaltet sein, dass sie die internationalen
Sicherheitsstandards erfüllt, die
von der internationalen elektrochirurgischen Kommission spezifiziert
sind.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist,
ist klar, dass ihre Modifikationen innerhalb der oben dargestellten
Prinzipien für
Fachleute offensichtlich sind, und somit die Erfindung nicht auf
die bevorzugten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern solche Modifikationen einschließen soll.