WO2006081956A1 - Device for producing high-frequency voltage for an electrosurgical cutting instrument - Google Patents

Device for producing high-frequency voltage for an electrosurgical cutting instrument Download PDF

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WO2006081956A1
WO2006081956A1 PCT/EP2006/000529 EP2006000529W WO2006081956A1 WO 2006081956 A1 WO2006081956 A1 WO 2006081956A1 EP 2006000529 W EP2006000529 W EP 2006000529W WO 2006081956 A1 WO2006081956 A1 WO 2006081956A1
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WO
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power
voltage
frequency generator
frequency
measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/000529
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Uphoff
Bernhard Hug
Michael Martin
Frank Frankus
Original Assignee
Kls Martin Gmbh + Co. Kg
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Publication date
Application filed by Kls Martin Gmbh + Co. Kg filed Critical Kls Martin Gmbh + Co. Kg
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for generating high-frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part is in use in particular surrounded by electrically conductive liquid, wherein the device connected to a power supply with a DC or power source high frequency generator and a controller with a Measuring and / or regulating device for controlling the high frequency power of the high frequency generator and wherein the high frequency generator has an electrical connection for connection to an active or different electrode of the cutting instrument and an electrical connection for connection to a neutral or indifferent electrode and the device an additional energy storage exhibit .
  • Such a device is known from US-A-5 836 943.
  • the memory provided thereby serves to absorb excess radio-frequency energy which would otherwise be converted to heat and, in the next cycle, delivers it to the generator in order to improve the efficiency of the arrangement.
  • This memory is charged by an output transformer and not by its own DC or power source.
  • tissue separation occurs due to a very high power density at the interface from the active electrode to the tissue.
  • water vapor emerges from the tissue in the cutting channel, which separates the tissue from the electrode lifts (Leidenfrost effect).
  • the insulating vapor layer must be electrically penetrated by a correspondingly high voltage, ie, a gas discharge is formed in the vapor layer in which the water vapor must be ionized so that it becomes electrically conductive.
  • the necessary energy is removed from the circuit and manifests itself in the form of a voltage drop of, for example, at least 200 volts above the vapor layer. It does not matter if this process is open under atmosphere or under electrically non-conductive rinsing liquid.
  • this liquid is not only separated from the cutting edge or the active electrode by the vapor layer, but also that this vapor layer must be rendered conductive by ionization.
  • the high-frequency generator first has to deliver an increased output power until the ionized vapor layer has formed. This requires a very high initial power, d. H . the high Frequency generator must be able to deliver a correspondingly large power, which is then no longer needed during the actual cutting process.
  • the vapor layer can then continue to be stable after the process described above, once it has established itself.
  • the RF generator must provide targeted action to transfer the process to the applied electrode with a trained and ionized vapor layer over the active electrode as soon as the high frequency cutting current is turned on.
  • the high-frequency generator must be oversized accordingly in the known device. This results in a limitation of the previously known arrangement, which must be compensated for example by correspondingly small cutting electrodes.
  • the device defined above is characterized in that the additional energy storage is connected or connected to a DC voltage source as an energy source for charging that the two energy sources are decoupled and that the energy storage connected in parallel to the actual power supply of the high frequency generator and with the measurement - And / or control device is connected and at least temporarily provides additional or high power available.
  • the additional energy store may be favorable if the additional energy store has a low energy capacity. This can be its fast Fatigue must be achieved, but it must be such that it is sufficient to produce the ionized vapor layer.
  • the additional energy store can be formed by a capacitor or by an inductance. These are circuitically simple parts that allow a cheap device.
  • the device it is particularly expedient for the device to be connected on the output side to a device for measuring DC voltage components of the high-frequency voltage which is connected to the measuring and / or regulating device which activates the additional energy store if the DC voltage component superimposed on the high-frequency voltage is definable Limit value falls below.
  • a device for measuring DC voltage components of the high-frequency voltage which is connected to the measuring and / or regulating device which activates the additional energy store if the DC voltage component superimposed on the high-frequency voltage is definable Limit value falls below.
  • monitoring is possible, which makes use of a plasma-physical effect, which has long been used in high-frequency surgical generators to ensure a reproducible surgical cutting result.
  • the ionization process of the vapor in the layer surrounding the active electrode takes place over the surface of the cathode (Townsend mechanism).
  • electrode and tissue alternate constantly in their role as cathode.
  • the same DC voltage builds up between neutral and active electrode and is superimposed there on the high-frequency voltage and can be detected with the mentioned device for measuring DC voltage components.
  • By detecting the voltage between the output sockets or terminals and filtering the DC component from the superposition of high frequency and DC voltage can thus be recovered a size that can serve as an actual value for the degree of formation of an ionized vapor layer in the cut channel or under conductive liquid , Since this voltage steadily increases with the increase in the electrical power converted in the cutting channel, it can also be regulated.
  • the mere presence or absence of a DC component can be used as a criterion in which of the two operating points the process is located. Thus, it can thus be determined whether an ionized vapor layer is present or not.
  • the device mentioned can therefore force the process into the usable operating point or operating state by suitable measures and repeat this process when the process has returned to the unusable operating state, ie an ionization of the vapor layer no longer exists.
  • a measure can be a very high transient increase in electrical power, which results in very small currents of vapor on the surface of the active or cutting electrode causing the formation of a small vapor bubble which then spreads rapidly over the entire surface of the electrode spreads. Since this process is very fast, this power only needs to be inflated for a short moment, why the discharge of the already mentioned capacitor or an inductance is particularly suitable.
  • this process can be repeated until the ionized vapor layer is sufficiently stable. It is thus exploited that the mentioned DC voltage component is only present when current flows through an ionized vapor layer, ie the instrument is ready for cutting. If, therefore, this DC component is missing, the corresponding ionized vapor layer has not formed, so that, for example, a renewed "initial ignition" with the additional energy source is to be carried out, and this can be repeated until this ionized vapor layer exists.
  • controller includes a microcontroller.
  • a further embodiment of the invention can consist in that the energy content of the additional energy source can be changed. Above all, it could be enlargeable in order to be able to repeat the "initial ignition” several times in the event of ignition failure, in particular with a higher energy at any one time.An increase in the energy content and the additional energy available as a result may result in a further failure of the "initial ignition” Generation of the ionized vapor layer can be avoided.
  • the energy content of the additional energy storage could be variable by changing the charging voltage when using a capacitor and by changing the charging current when using an inductance.
  • a neutral electrode may be connected to a transformer. Furthermore, a capacitor can be connected in the connection lead for the active or cutting electrode. At this a DC voltage builds up, which can prevent that the high-frequency alternating current between active electrode and tissue superimposes a direct current and it thereby comes to nervous irritations.
  • a DC voltage can build up on the capacitor which shifts the high frequency alternating voltage which is symmetrical to the zero line, as it exists on the secondary side of the transformer, to the positive, so that negative and positive current half waves again carry the same amount of electrical charge, ie not a direct current more is available.
  • the means for measuring the DC voltage components of the high frequency voltage between the neutral and active electrodes may have a low pass and the output of the measuring device may be connected to the controller.
  • the power supply for the high-frequency generator can have a DC voltage source and a power divider for metering the electrical power provided for the high-frequency generator.
  • the controller may include inputs for connecting a power setpoint generator and a power feedback provided by the power controller, as well as for a voltage supplied by the means for measuring the DC components and outputs for power setpoint control of the power controller and for driving a switch to activate the power controller have additional energy storage.
  • the controller may be designed for simultaneous monitoring of the high-frequency generator power and the output-side DC voltage.
  • At least one of the supply lines between the two energy sources and the high-frequency generator can be connected to decouple these two energy sources, a diode, preferably in a supply line of the DC voltage source to the high-frequency generator.
  • the additional energy store can be connected or connected to a DC voltage source for charging.
  • the controller can monitor the power output of the generator or the generator supplying the generator. It then arise for the activated
  • the cutting part ie the active electrode is surrounded in use in particular by electrically conductive liquid
  • this vapor is to be ionized without a dimensioned for this additional power high frequency generator is required.
  • this additional power can be made available for a short time by an additional energy store, so that the actual high-frequency generator must be adapted in its dimensioning only to the stationary operating state.
  • a measuring and / or regulating device or an associated control can ensure that the desired operating state is also achieved when a first delivery of the energy of the additional energy store is not yet sufficient to achieve this Operating state has led.
  • the single FIGURE shows an inventive device for generating high frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high frequency energy in the form of a block diagram.
  • a generally designated 1, shown as a block diagram device is used to generate high frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with radio frequency energy, not shown. It can be seen in the drawing, the connection 2 to the active electrode and the connection 3 to the neutral electrode of such a cutting instrument.
  • the cutting part ie the active electrode or essential parts of this active electrode should be surrounded by electrically conductive liquid when in use.
  • the device 1 has a high-frequency generator 4 connected to a power supply, as well as a control 9 to be explained, with a measuring and / or regulating device for regulating the high-frequency power of the high-frequency generator 4.
  • the high-frequency generator 4 has the already mentioned electrical connection 2 for connection to an active or different electrode of the cutting instrument and the electrical connection 3 for connection to a neutral or indifferent electrode.
  • the device 1 an additional energy storage 5, which is connected in parallel to the actual power supply of the high-frequency generator 4 and connected to the measuring and / or regulating device and can deliver at least temporarily an additional or high power.
  • a DC voltage source 6 is provided which supplies the primary energy for the high-frequency generator 4 via a power controller 7.
  • a DC voltage source 8 For supplying or charging the energy storage 5, a DC voltage source 8 is provided.
  • the power divider 7 belongs to the control device, since it doses the electric power provided by the DC voltage source 6 to the high-frequency generator 4. The dose is given as the target value of the control designated overall by 9.
  • the high frequency generator 4 transforms the direct current coming from the power divider 7 into a high frequency current for the surgical application.
  • High-frequency current has the property that it can flow through a living organism without damaging it by an electric shock.
  • a transformer 10 is connected between the high-frequency generator 4 and the terminals 2 and 3, a transformer 10 is connected.
  • the high-frequency generator 4 can be adapted to the resistance ratios of the patient circuit or the circuit of the electrosurgical instrument and this patient circuit can be separated from the other circuits and from ground. It can be seen in the drawing between the transformer 10 and the terminal 2, a capacitor 11 which prevents the formation of a DC component during electrosurgical cutting as Antifadadisationskondensator.
  • the terminal 2 forms the connection to the active electrode, not shown, which forms on its surface in a known manner and as described above, the ionized vapor layer.
  • This active electrode usually forms the instrument or a part thereof and especially the cutting edge.
  • the terminal 3 is a connection to that electrode, which allows the return of the high-frequency current from the patient to the high-frequency generator 4, without having a physiological effect.
  • This electrode may be a large area electrical contact attached to the skin surface of the patient, but also the conductive irrigation liquid in communication with the instrument body of an electrosurgical cutting instrument.
  • the already mentioned controller 9 coordinates the operations of the operation of the electrosurgical cutting instrument and its supply with the high-frequency energy.
  • a setpoint generator 12 which specifies the value of the power to deliver the power divider 7 to the high-frequency generator 5.
  • this detector 13 may be a low-pass filter.
  • the energy storage 5 is an energy source that can deliver only a limited amount of electrical energy, but in a very short time and with very high power, so that by this additional power in the manner already described above, the ionized vapor layer on the active electrode or can be formed on the cutting edge of an electrosurgical cutting instrument.
  • This energy storage 5 may be a capacitor or an inductance.
  • a switch 15 is provided, which is located in a connecting line 17 from the energy storage 5 to the high-frequency generator 4 and the energy storage device 5 switches to the high-frequency generator 4.
  • This can be, for example, a thyristor, transistor or a commutation circuit with transistor and diode.
  • the controller 9 is thus via a corresponding connection line 18, a signal to the switch 15, with which the discharge of the energy storage device 5 is triggered on the high-frequency generator 4 to at the beginning of an electrosurgical cutting operation on the cutting edge to produce an ionized vapor layer under a conductive liquid.
  • a desired value specification of the control 9 to the power controller 7 can take place. If appropriate, this specification can also be the output voltage of the power controller 7.
  • the value of the actual power which is output to the high-frequency generator 4 can be transmitted to the control 9. In this way, the controller 9 can recognize the current operating state of the process and if necessary react to it. In a modified embodiment, this actual value can also be obtained from the output circuit of the high-frequency generator 4.
  • the controller 9 thus has inputs for the connection of a power setpoint generator 12 and a power actual value supplied by the power divider 7 and for a supplied from the means 13 for measuring the DC voltage measurement voltage and outputs for power setpoint control of the power controller 7 and for driving the Switch 15 for activating the additional energy storage 5.
  • the controller 9 is thus designed for simultaneous monitoring of the high-frequency generator power and the output-side DC voltage.
  • a diode 16 is connected, which in the embodiment in a supply line 21 of the DC voltage source 6 to the High frequency generator 4 is located.
  • the energy store 5 can also be connected or connected to a DC voltage source 8 for charging.
  • the device 1 for generating high-frequency voltage for Providing an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part of which is surrounded by the use of electrically conductive liquid, has a high-frequency generator 4 connected to a power supply with a DC voltage source 6 and a controller 9 with a measuring and control device for regulating the high-frequency power of the high-frequency generator 4 on .
  • the high-frequency generator 4 has an electrical connection 2 for connection to an active or different electrode of the cutting instrument, preferably with its cutting edge, and an electrical connection 3 for connection to a neutral or indifferent electrode.
  • the device 1 has an additional energy store 5, which is connected in parallel to the actual power supply of the high-frequency generator 4 and connected to the measuring and control device and temporarily provides an additional high power, with which at the active electrode in the electric conductive liquid, a vapor layer can be formed and ionized.

Abstract

The invention relates to a device (1) which is used to produce high-frequency voltage which is supplied to an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, whereby the cutting part thereof is surrounded by electrically conductive fluid when in use. Said device comprises a high-frequency generator (4) which is connected to a power supply which is provided with a direct-current voltage source (6), in addition to a control (9) which is provided with a measuring and control device which is used to control the high-frequency power of the high-frequency generator (4). Said high-frequency generator (4) comprises and electric connection (2) which is used to connect active or different electrodes of the cutting instrument, preferably, to the blades thereof, and an electric connection (3) which is connected to a neutral or indifferent electrode. Said device (1) also comprises an additional energy accumulator (5) which is mounted in a parallel manner with the actual power supply of the high-frequency generator (4) and is connected to the measuring and control device and said accumulator provides transiently additional high power which forms and ionises an evaporation layer on the active electrode in the electrically conductive fluid.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von HochfrequenzSpannung für ein elektrochirurgisches Schneidinstrument Apparatus for generating high frequency voltage for an electrosurgical cutting instrument
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von HochfrequenzSpannung zum Versorgen eines elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenzenergie, dessen schneidender Teil bei Gebrauch insbesondere von elektrisch leitender Flüssigkeit umgeben ist , wobei die Vorrichtung einen an eine Stromversorgung mit einer Gleichspannungs- oder Energiequelle angeschlossenen Hochfrequenzgenerator sowie eine Steuerung mit einer Mess- und/oder Regeleinrichtung zur Regelung der Hoch- frequenzleistung des Hochfrequenzgenerators aufweist und wobei der Hochfrequenzgenerator einen elektrischen Anschluss zum Verbinden mit einer aktiven oder differenten Elektrode des Schneidinstruments und einen elektrischen Anschluss zum Verbinden mit einer neutralen oder indifferenten Elektrode und die Vorrichtung einen zusätzlichen Energiespeicher aufweisen .The invention relates to a device for generating high-frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part is in use in particular surrounded by electrically conductive liquid, wherein the device connected to a power supply with a DC or power source high frequency generator and a controller with a Measuring and / or regulating device for controlling the high frequency power of the high frequency generator and wherein the high frequency generator has an electrical connection for connection to an active or different electrode of the cutting instrument and an electrical connection for connection to a neutral or indifferent electrode and the device an additional energy storage exhibit .
Eine derartige Vorrichtung ist aus US-A-5 836 943 bekannt . Der dabei vorgesehene Speicher dient zur Aufnahme überschüssiger Hochfrequenzenergie , die andernfalls in Wärme umgewandelt würde, und gibt sie bei einem nächsten Zyklus an den Generator ab, um den Wirkungsgrad der Anordnung zu verbessern. Dabei wird dieser Speicher von einem Ausgangstransformator und nicht von einer eigenen Gleichspannungs- oder Energiequelle aufgeladen.Such a device is known from US-A-5 836 943. The memory provided thereby serves to absorb excess radio-frequency energy which would otherwise be converted to heat and, in the next cycle, delivers it to the generator in order to improve the efficiency of the arrangement. This memory is charged by an output transformer and not by its own DC or power source.
Beim elektrochirurgischen Schneiden erfolgt die Gewebetrennung aufgrund einer sehr hohen Leistungsdichte an der Übergangsstelle von der aktiven Elektrode auf das Gewebe . Dabei tritt im Schnittkanal Wasserdampf aus dem Gewebe aus , der das Gewebe von der Elektrode abhebt (Leidenfrost-Effekt) . Dies hat zur Folge, dass der Strom nicht ungehindert von der als schneidender Teil dienenden Elektrode auf das Gewebe übertreten kann. Die isolierende Dampfschicht muss durch eine entsprechend hohe Spannung elektrisch durchschlagen werden, d. h. es entsteht in der Dampfschicht eine Gasentladung, bei welcher der Wasserdampf ionisiert werden muss , damit er elektrisch leitfähig wird. Die dafür notwendige Energie wird dem Stromkreis entzogen und macht sich in Form eines Spannungsabfalls von beispielsweise mindestens 200 Volt über der Dampfschicht bemerkbar . Dabei spielt es keine Rolle , ob dieser Vorgang offen unter Atmosphäre oder unter elektrisch nicht leitender Spülflüssigkeit erfolgt .In electrosurgical cutting, tissue separation occurs due to a very high power density at the interface from the active electrode to the tissue. At the same time, water vapor emerges from the tissue in the cutting channel, which separates the tissue from the electrode lifts (Leidenfrost effect). As a result, the current can not pass unimpeded from the electrode serving as a cutting part to the tissue. The insulating vapor layer must be electrically penetrated by a correspondingly high voltage, ie, a gas discharge is formed in the vapor layer in which the water vapor must be ionized so that it becomes electrically conductive. The necessary energy is removed from the circuit and manifests itself in the form of a voltage drop of, for example, at least 200 volts above the vapor layer. It does not matter if this process is open under atmosphere or under electrically non-conductive rinsing liquid.
Beim Resezieren unter leitfähiger Flüssigkeit , also bei der Anwendung der eingangs genannten Vorrichtung, besteht dasWhen resecting under conductive liquid, so in the application of the aforementioned device, that is
Problem, dass diese Flüssigkeit einen elektrischen Nebenschluss bildet und den elektrischen Strom von der aktiven Elektrode und damit vom schneidenden Teil des Schneidinstruments am Gewebe vorbei ableitet . Der für die Ausbildung einer DampfSchicht nötige Spannungsabfall an der Oberfläche der aktiven Elektrode kann sich so nicht ausbilden.Problem that this fluid forms an electrical shunt and the electrical current from the active electrode and thus derived from the cutting part of the cutting instrument on the tissue over. The necessary for the formation of a vapor layer voltage drop at the surface of the active electrode can not form so.
Es muss deshalb im Bereich des schneidenden Teils des Instruments dafür gesorgt werden, dass diese Flüssigkeit nicht nur durch die Dampfschicht von der Schneide beziehungsweise der aktiven Elektrode getrennt wird, sondern es muss zudem diese Dampfschicht durch Ionisierung leitend gemacht werden.It must therefore be ensured in the area of the cutting part of the instrument that this liquid is not only separated from the cutting edge or the active electrode by the vapor layer, but also that this vapor layer must be rendered conductive by ionization.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art beispielsweise gemäß EP 0 949 886 B1 ist dazu vorgesehen, dass der Hochfrequenzgenerator zunächst eine erhöhte Ausgangsleistung abgeben muss , bis die ionisierte Dampfschicht entstanden ist . Dies bedarf einer sehr hohen Anfangsleistung, d. h . der Hoch- frequenzgenerator muss eine entsprechend große Leistung abgeben können, die dann aber während des eigentlichen Schneidvorgangs nicht mehr benötigt wird.In a device of the aforementioned type, for example according to EP 0 949 886 B1, it is provided that the high-frequency generator first has to deliver an increased output power until the ionized vapor layer has formed. This requires a very high initial power, d. H . the high Frequency generator must be able to deliver a correspondingly large power, which is then no longer needed during the actual cutting process.
Die Dampfschicht kann dann nach dem vorstehend beschriebenen Prozess weiter stabil bestehen, sobald sie sich etabliert hat . Dies bedeutet , dass im Gegensatz zum Schneiden unter Atmosphäre oder isolierender Flüssigkeit beim Schneiden unter leitfähiger Spülflüssigkeit zwei Betriebszustände existieren, von denen der eine für das elektrochirurgische Schneiden unbrauchbar ist , während nur der andere anwendbar ist . Dabei ist der unbrauchbare Betriebszustand der stabilere und dieser entsteht beim Einschalten des Schneidstroms , wenn die aktive Elektrode bereits von der leitenden Flüssigkeit umgeben ist .The vapor layer can then continue to be stable after the process described above, once it has established itself. This means that in contrast to cutting under atmosphere or insulating liquid when cutting under conductive rinsing liquid two operating conditions exist, one of which is unusable for electrosurgical cutting, while only the other is applicable. In this case, the unusable operating state of the stable and this arises when switching on the cutting current, when the active electrode is already surrounded by the conductive liquid.
Anders als beim herkömmlichen elektrochirurgischen Schneiden in nicht leitender Umgebung muss der Hochfrequenzgenerator gezielt dafür sorgen, dass der Prozess unmittelbar nach dem Einschalten des hochfrequenten Schneidestroms in den anwendbaren Betriebs- zustand mit ausgebildeter und ionisierter Dampfschicht über der aktiven Elektrode überführt wird. Dazu muss bei der vorbekannten Vorrichtung der Hochfrequenzgenerator entsprechend überdimensioniert sein. Daraus resultiert eine Begrenzung der bisher bekannten Anordnung, die beispielsweise durch entsprechend kleine Schneidelektroden ausgeglichen werden muss .Unlike traditional electrosurgical cutting in nonconductive environments, the RF generator must provide targeted action to transfer the process to the applied electrode with a trained and ionized vapor layer over the active electrode as soon as the high frequency cutting current is turned on. For this purpose, the high-frequency generator must be oversized accordingly in the known device. This results in a limitation of the previously known arrangement, which must be compensated for example by correspondingly small cutting electrodes.
Es besteht deshalb die Aufgabe , eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für ein in elektrisch leitender Flüssigkeit anwendbares elektrochirurgisches Schneidinstrument zu schaffen, bei welcher eine Überdimensionierung des Hochfrequenzgenerators und damit auch von dessen Stromversorgung vermieden werden kann und dennoch nahezu beliebig groß dimensionierte schneidende Teile oder aktive Elektroden, also Schneidelektroden, an dem elektrochirurgischen Schneidinstrument vorgesehen werden können.There is therefore the object to provide a device of the type mentioned for an applicable in electrically conductive fluid electrosurgical cutting instrument, in which an oversizing of the high-frequency generator and thus its power supply can be avoided and yet almost arbitrarily large-sized cutting parts or active electrodes , ie cutting electrodes, on the electrosurgical cutting instrument can be provided.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs definierte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet , dass der zusätzliche Energiespeicher mit einer Gleichspannungsquelle als Energiequelle zum Aufladen verbindbar oder verbunden ist , dass die beiden Energiequellen entkoppelt sind und dass der Energiespeicher parallel zu der eigentlichen Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators geschaltet und mit der Mess- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist und zumindest kurzzeitig eine zusätzliche oder hohe Leistung zur Verfügung stellt .To achieve this object, the device defined above is characterized in that the additional energy storage is connected or connected to a DC voltage source as an energy source for charging that the two energy sources are decoupled and that the energy storage connected in parallel to the actual power supply of the high frequency generator and with the measurement - And / or control device is connected and at least temporarily provides additional or high power available.
Dadurch ist es möglich, zu Beginn der Benutzung des elektrochirurgischen Schneidinstruments eine überhöhte Leistung aufzubringen, die ausreicht und dafür sorgt , dass eine insbesondere leitende Flüssigkeit im Bereich der aktiven oder differenten oder Schneid-Elektrode verdampft und der Dampf ionisiert wird, so dass der eigentliche Schneidvorgang durchgeführt werden kann, wobei gegebenenfalls der zusätzliche Energiespeicher so schnell erschöpft sein kann, dass er nicht unbedingt geregelt oder abgeschaltet werden muss . Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Anordnung eines zusätzlichen Ener- giespeichers kann ein Hochfrequenzgenerator vorgesehen werden, dessen Leistung für die normale Schneidtätigkeit ausreicht , weil für den ersten "Zündvorgang" oder die "Initialzündung" , also die Erzeugung des ionisierten Dampfes der zusätzliche Energiespeicher , also eine zusätzliche Energiequelle , zur Verfügung steht .This makes it possible, at the beginning of the use of the electrosurgical cutting instrument, to apply an excessive power which is sufficient and ensures that a particularly conductive liquid in the area of the active or different or cutting electrode is vaporized and the steam is ionized, so that the actual cutting process can be performed, where appropriate, the additional energy storage can be exhausted so quickly that it does not necessarily have to be regulated or turned off. Because of this arrangement according to the invention of an additional energy storage, a high-frequency generator can be provided whose power is sufficient for the normal cutting operation, because for the first "ignition" or "initial ignition", ie the generation of ionized steam of the additional energy storage, ie an additional energy source , is available.
Günstig kann es sein, wenn der zusätzliche Energiespeicher eine geringe Energiekapazität aufweist . Dadurch kann seine schnelle Erschöpfung erreicht werden, wobei er aber so bemessen sein muss , dass er zur Erzeugung der ionisierten DampfSchicht ausreicht .It may be favorable if the additional energy store has a low energy capacity. This can be its fast Fatigue must be achieved, but it must be such that it is sufficient to produce the ionized vapor layer.
Der zusätzliche Energiespeicher kann durch einen Kondensator oder durch eine Induktivität gebildet sein. Dies sind schaltungstechnisch einfache Teile , die eine preiswerte Vorrichtung ermöglichen.The additional energy store can be formed by a capacitor or by an inductance. These are circuitically simple parts that allow a cheap device.
Besonders zweckmäßig ist es dabei , wenn die Vorrichtung aus- gangsseitig mit einer Einrichtung zum Messen von Gleichspannungsanteilen der HochfrequenzSpannung verbunden ist , die mit der Mess- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist , welche den zusätzlichen Energiespeicher aktiviert , wenn der der HochfrequenzSpannung überlagerte Gleichspannungsanteil einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet . Auf diese Weise ist eine Überwachung möglich, die sich einen plasmaphysikalischen Effekt zu Nutze macht , der bei Hochfrequenz-Chirurgiegeneratoren bereits seit längerem zur Gewährleistung eines reproduzierbaren chirurgischen Schnittergebnisses genutzt wird. Der Ionisie- rungsprozess des Dampfes in der die aktive Elektrode umgebenden Schicht findet über der Oberfläche der Kathode statt (Townsend- Mechanismus) . Da hier aber hochfrequenter Wechselstrom eingesetzt wird, wechseln sich Elektrode und Gewebe in ihrer Rolle als Kathode ständig ab . Sowohl Oberflächenmaterial als auch Geometrie der beiden Grenzflächen sind unterschiedlich, was zu einer unterschiedlichen Ausbildung des den Ionisierungsprozess bestimmenden Kathodenfalls führt . So lässt sich beobachten, dass der Durchschlag der negativen Wechselstromhalbwelle bei einem scheinbar kleineren Widerstand erfolgt als der der positiven Halbwelle . Als Folge davon wäre der Strom in der negativen Halbwelle größer als in der positiven, dass heißt dem hochfrequenten Wechselstrom wäre ein Gleichstrom überlagert , was wegen der damit verbundenen Nervenreizung in noch zu beschreibender Weise vermieden werden kann.In this case, it is particularly expedient for the device to be connected on the output side to a device for measuring DC voltage components of the high-frequency voltage which is connected to the measuring and / or regulating device which activates the additional energy store if the DC voltage component superimposed on the high-frequency voltage is definable Limit value falls below. In this way, monitoring is possible, which makes use of a plasma-physical effect, which has long been used in high-frequency surgical generators to ensure a reproducible surgical cutting result. The ionization process of the vapor in the layer surrounding the active electrode takes place over the surface of the cathode (Townsend mechanism). However, since high-frequency alternating current is used here, electrode and tissue alternate constantly in their role as cathode. Both the surface material and the geometry of the two boundary surfaces are different, which leads to a different formation of the ionization process determining cathode case. Thus, it can be observed that the breakdown of the negative AC half-wave occurs at a seemingly smaller resistance than that of the positive half-wave. As a result, the current in the negative half-wave would be greater than in the positive, that is, the high-frequency alternating current would be superimposed on a direct current, which can be avoided because of the associated nerve irritation in a manner to be described.
Die selbe Gleichspannung baut sich auch zwischen neutraler und aktiver Elektrode auf und ist dort der HochfrequenzSpannung überlagert und kann mit der erwähnten Einrichtung zum Messen von Gleichspannungsanteilen erfasst werden. Durch Erfassen der Spannung zwischen den Ausgangsbuchsen oder -anschlüssen und Filterung des Gleichspannungsanteils aus der Überlagerung von Hochfrequenz- und Gleichspannung kann also eine Größe gewonnen werden, die als Ist-Wert für den Grad der Ausbildung einer ionisierten Dampfschicht im Schnittkanal oder unter leitfähiger Flüssigkeit dienen kann . Da diese Spannung mit Zunahme der im Schnittkanal umgesetzten elektrischen Leistung stetig zunimmt , kann sie auch geregelt werden. Das bloße Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Gleichspannungskomponente kann als Kriterium dafür genutzt werden, in welchem der beiden Arbeitspunkte sich der Prozess befindet . Somit kann also festgestellt werden, ob eine ionisierte Dampfschicht vorhanden ist oder nicht .The same DC voltage builds up between neutral and active electrode and is superimposed there on the high-frequency voltage and can be detected with the mentioned device for measuring DC voltage components. By detecting the voltage between the output sockets or terminals and filtering the DC component from the superposition of high frequency and DC voltage can thus be recovered a size that can serve as an actual value for the degree of formation of an ionized vapor layer in the cut channel or under conductive liquid , Since this voltage steadily increases with the increase in the electrical power converted in the cutting channel, it can also be regulated. The mere presence or absence of a DC component can be used as a criterion in which of the two operating points the process is located. Thus, it can thus be determined whether an ionized vapor layer is present or not.
Die erwähnte Einrichtung kann also durch geeignete Maßnahmen den Prozess in den nutzbaren Arbeitspunkt oder Betriebszustand zwingen und dieses wiederholen, wenn der Prozess in den un- brauchbaren Betriebszustand zurückgefallen ist , also eine Ionisierung der DampfSchicht nicht mehr existiert . Eine solche Maßnahme kann ein sehr hoher transienter Anstieg der elektrischen Leistung sein, der dazu führt , dass es durch sehr hohe Stromdichte an der Oberfläche der aktiven oder Schneid- elektrode zur Bildung einer kleinen Dampfblase kommt , die sich dann rasch über die gesamte Oberfläche der Elektrode ausbreitet . Da dieser Vorgang sehr schnell abläuft , braucht diese Leistung nur für einen kurzen Moment überhöht zu werden, wozu sich die Entladung des schon erwähnten Kondensators oder einer Induktivität besonders eignet .The device mentioned can therefore force the process into the usable operating point or operating state by suitable measures and repeat this process when the process has returned to the unusable operating state, ie an ionization of the vapor layer no longer exists. Such a measure can be a very high transient increase in electrical power, which results in very small currents of vapor on the surface of the active or cutting electrode causing the formation of a small vapor bubble which then spreads rapidly over the entire surface of the electrode spreads. Since this process is very fast, this power only needs to be inflated for a short moment, why the discharge of the already mentioned capacitor or an inductance is particularly suitable.
Gegebenenfalls kann dieser Vorgang so oft wiederholt werden, bis die ionisierte DampfSchicht ausreichend stabil ist . Es wird also ausgenutzt , dass der erwähnte Gleichspannungsanteil nur dann vorhanden ist , wenn Strom über eine ionisierte DampfSchicht fließt , also das Instrument zum Schneiden bereit ist . Fehlt also dieser Gleichspannungsanteil , ist die ent- sprechende ionisierte DampfSchicht nicht entstanden, so dass beispielsweise eine erneute „Initialzündung" mit der Zusatzenergiequelle durchzuführen ist , wobei dies solange oder so oft wiederholbar ist , bis diese ionisierte Dampfschicht existiert .If necessary, this process can be repeated until the ionized vapor layer is sufficiently stable. It is thus exploited that the mentioned DC voltage component is only present when current flows through an ionized vapor layer, ie the instrument is ready for cutting. If, therefore, this DC component is missing, the corresponding ionized vapor layer has not formed, so that, for example, a renewed "initial ignition" with the additional energy source is to be carried out, and this can be repeated until this ionized vapor layer exists.
Zweckmäßig ist es auch aus Gründen der Einfachheit der Vorrichtung, wenn die Steuerung einen Mikrokontroller enthält .It is also useful for simplicity of the device if the controller includes a microcontroller.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass der Energieinhalt der zusätzlichen Energiequelle ver- änderbar ist . Vor allem könnte sie vergrößerbar sein, um unter Umständen die „Initialzündung" bei Zündversagen insbesondere mit j eweils höherer Energie mehrmals wiederholen zu können . Durch eine Steigerung des Energieinhaltes und der dadurch zur Verfügung stehenden Zusatzenergie kann ein weiteres Versagen der „Initialzündung" , also der Erzeugung der ionisierten Dampfschicht , vermieden werden.A further embodiment of the invention can consist in that the energy content of the additional energy source can be changed. Above all, it could be enlargeable in order to be able to repeat the "initial ignition" several times in the event of ignition failure, in particular with a higher energy at any one time.An increase in the energy content and the additional energy available as a result may result in a further failure of the "initial ignition" Generation of the ionized vapor layer can be avoided.
Beispielsweise könnte der Energieinhalt des zusätzlichen Energiespeichers bei Verwendung eines Kondensators durch Ver- änderung der Ladespannung und bei Verwendung einer Induktivität durch Veränderung des Ladestroms veränderbar sein.For example, the energy content of the additional energy storage could be variable by changing the charging voltage when using a capacitor and by changing the charging current when using an inductance.
Zwischen dem Hochfrequenzgenerator und den Anschlüssen für eine aktive und eine neutrale Elektrode kann ein Transformator geschaltet sein. Ferner kann in der Anschlusszuleitung für die aktive oder Schneid-Elektrode ein Kondensator geschaltet sein. An diesem baut sich eine Gleichspannung auf, die verhindern kann, dass sich dem hochfrequenten Wechselstrom zwischen aktiver Elektrode und Gewebe ein Gleichstrom überlagert und es dadurch zu Nervenreizungen kommt .Between the high frequency generator and the terminals for one active and a neutral electrode may be connected to a transformer. Furthermore, a capacitor can be connected in the connection lead for the active or cutting electrode. At this a DC voltage builds up, which can prevent that the high-frequency alternating current between active electrode and tissue superimposes a direct current and it thereby comes to nervous irritations.
An dem Kondensator kann sich eine Gleichspannung aufbauen, die die zur Null-Linie symmetrische Hochfrequenz-Wechselspannung, wie sie an der Sekundärseite des Transformators anliegt , soweit ins Positive verschiebt , dass negative und positive Stromhalbwellen wieder gleich viel elektrische Ladung transportieren, also ein Gleichstrom nicht mehr vorhanden ist .A DC voltage can build up on the capacitor which shifts the high frequency alternating voltage which is symmetrical to the zero line, as it exists on the secondary side of the transformer, to the positive, so that negative and positive current half waves again carry the same amount of electrical charge, ie not a direct current more is available.
Die Einrichtung zum Messen der Gleichspannungsanteile der HochfrequenzSpannung zwischen neutraler und aktiver Elektrode kann einen Tiefpass aufweisen und der Ausgang der Messeinrichtung kann an die Steuerung angeschlossen sein. Dadurch kann die schon erwähnte Aktivierung des zusätzlichen Energiespeichers automatisiert werden .The means for measuring the DC voltage components of the high frequency voltage between the neutral and active electrodes may have a low pass and the output of the measuring device may be connected to the controller. As a result, the already mentioned activation of the additional energy storage can be automated.
Die Stromversorgung für den Hochfrequenzgenerator kann eine Gleichspannungsquelle sowie einen Leistungssteiler zur Dosierung der für den Hochfrequenzgenerator bereitgestellten elektrischen Leistung aufweisen.The power supply for the high-frequency generator can have a DC voltage source and a power divider for metering the electrical power provided for the high-frequency generator.
Die Steuerung kann Eingänge für den Anschluss eines Leistungs- Sollwertgebers und einen vom Leistungssteller gelieferten Leistungs-Istwert sowie für eine von der Einrichtung zum Messen der Gleichspannungsanteile gelieferten Messspannung und Ausgänge zur Leistungssollwert-Steuerung des Leistungsstellers und zur Ansteuerung eines Schalters zur Aktivierung des zusätzlichen Energiespeichers aufweisen. Dabei kann die Steuerung zur gleichzeitigen Überwachung der Hochfrequenzgeneratorleistung und der ausgangsseitigen Gleichspannung ausgebildet sein.The controller may include inputs for connecting a power setpoint generator and a power feedback provided by the power controller, as well as for a voltage supplied by the means for measuring the DC components and outputs for power setpoint control of the power controller and for driving a switch to activate the power controller have additional energy storage. In this case, the controller may be designed for simultaneous monitoring of the high-frequency generator power and the output-side DC voltage.
In wenigstens eine der Versorgungsleitungen jeweils zwischen den beiden Energiequellen und dem Hochfrequenzgenerator kann zur Entkoppelung dieser beiden Energiequellen eine Diode geschaltet sein, vorzugsweise in eine Versorgungsleitung der Gleichspannungsquelle zu dem Hochfrequenzgenerator .In at least one of the supply lines between the two energy sources and the high-frequency generator can be connected to decouple these two energy sources, a diode, preferably in a supply line of the DC voltage source to the high-frequency generator.
Der zusätzliche Energiespeicher kann mit einer Gleichspannungs- quelle zum Aufladen verbindbar oder verbunden sein .The additional energy store can be connected or connected to a DC voltage source for charging.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Betriebszustand derThrough these measures, it is possible to change the operating state of
Aktivierung des Hochfrequenzgenerators ohne geschlossenen Stromkreis vom Betriebszustand des unbrauchbaren Arbeitspunktes zu unterscheiden . Dazu kann die Steuerung die abgegebene Leistung des Generators oder der den Generator versorgenden Quelle überwachen. Es ergeben sich dann für den aktiviertenActivation of the high-frequency generator without a closed circuit from the operating state of the unusable operating point to distinguish. For this purpose, the controller can monitor the power output of the generator or the generator supplying the generator. It then arise for the activated
Hochfrequenzgenerator drei mögliche Betriebszustände :High-frequency generator three possible operating states:
1. Es existiert keine Gleichstromkomponente und es wird keine Generatorleistung abgegeben. Dies bedeutet , dass der Stromkreis offen ist , das heißt es ist keine aktive oder Schneidelektrode angeschlossen oder sie befindet sich nicht im Operationsfeld. Die Steuerung muss dann auch keine Maßnahmen zur Ausbildung der Dampfschicht und zur Ionisierung ergreifen .1. There is no DC component and no generator power is output. This means that the circuit is open, ie there is no active or cutting electrode connected or it is not in the operating field. The controller must then take no action to form the vapor layer and for ionization.
2. Es existiert keine Gleichstromkomponente aber es wird eine hohe Generatorleistung abgegeben. Dies bedeutet , dass sich der Prozess in einem unbrauchbaren Betriebszustand befindet . Er muss umgehend in den brauchbaren Betriebszustand überführt werden, indem die Dampfschicht durch zusätzliche Energie ausgebildet und ionisiert wird. Wenn dies zeitweilig nicht möglich ist , weil der zusätzliche Energiespeicher entladen oder noch nicht genügend aufgeladen ist , muss der Hochfrequenzstrom vorübergehend abgeschaltet werden, um eine Überhitzung im Operationsfeld zu vermeiden.2. There is no DC component but a high generator output is given. This means that the process is in an unusable operating state is located. It must be converted immediately into the usable operating state by the steam layer is formed by additional energy and ionized. If this is temporarily not possible because the additional energy storage is discharged or not yet sufficiently charged, the high frequency current must be temporarily switched off to prevent overheating in the operating field.
3. Es ist eine Gleichspannungskomponente und eine geringe Generatorleistung vorhanden. Dies bedeutet , dass sich der Prozess im gewünschten Betriebszustand befindet und von der Steuerung keine weiteren Maßnahmen durchgeführt werden müssen .3. There is a DC component and low generator power. This means that the process is in the desired operating state and no further measures need to be taken by the controller.
Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich eine Vorrichtung zur Erzeugung von HochfrequenzSpannung zum Versorgen eines , elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenz- energie, dessen schneidender Teil , also dessen aktive Elektrode bei Gebrauch insbesondere von elektrisch leitender Flüssigkeit umgeben ist , die dabei verdampft werden muss , wobei zusätzlich dieser Dampf zu ionisieren ist , ohne dass ein für diese zusätzliche Leistung dimensionierter Hochfrequenzgenerator erforderlich ist . Diese zusätzliche Leistung kann vielmehr durch einen zusätzlichen Energiespeicher kurzzeitig zur Verfügung gestellt werden, so dass der eigentliche Hochfrequenzgenerator in seiner Dimensionierung nur an den stationären Betriebszustand angepasst sein muss . Dabei können eine Mess- und/oder Regeleinrichtung oder eine dazugehörende Steuerung dafür sorgen, dass der gewünschte Betriebszustand auch dann erreicht wird, wenn eine erste Abgabe der Energie des zusätzlichen Energiespeichers noch nicht zum Erreichen dieses Betriebszustands geführt hat .Especially when combining one or more of the above-described features and measures results in a device for generating high-frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part, ie the active electrode is surrounded in use in particular by electrically conductive liquid, the In addition, this vapor is to be ionized without a dimensioned for this additional power high frequency generator is required. Rather, this additional power can be made available for a short time by an additional energy store, so that the actual high-frequency generator must be adapted in its dimensioning only to the stationary operating state. In this case, a measuring and / or regulating device or an associated control can ensure that the desired operating state is also achieved when a first delivery of the energy of the additional energy store is not yet sufficient to achieve this Operating state has led.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt dabei eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Hochfrequenzspannung zum Versorgen eines elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenzenergie in Form eines Blockschaltbilds .The single FIGURE shows an inventive device for generating high frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high frequency energy in the form of a block diagram.
Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete, als Blockschaltbild dargestellte Vorrichtung dient zur Erzeugung von Hochfrequenzspannung zum Versorgen eines nicht näher dargestellten elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenzenergie . Man erkennt in der Zeichnung den Anschluss 2 zur aktiven Elektrode und den Anschluss 3 zur neutralen Elektrode eines derartigen Schneidinstruments .A generally designated 1, shown as a block diagram device is used to generate high frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with radio frequency energy, not shown. It can be seen in the drawing, the connection 2 to the active electrode and the connection 3 to the neutral electrode of such a cutting instrument.
Der schneidende Teil , also die aktive Elektrode oder wesent- liehe Teile dieser aktiven Elektrode sollen bei Gebrauch von elektrisch leitender Flüssigkeit umgeben sein .The cutting part, ie the active electrode or essential parts of this active electrode should be surrounded by electrically conductive liquid when in use.
Die Vorrichtung 1 weist dabei einen an eine Stromversorgung angeschlossenen Hochfrequenzgenerator 4 sowie eine noch zu erläuternde Steuerung 9 mit einer Mess- und/oder Regeleinrichtung zur Regelung der Hochfrequenzleistung des Hochfrequenzgenerators 4 auf. Dabei hat der Hochfrequenzgenerator 4 den schon erwähnten elektrischen Anschluss 2 zum Verbinden mit einer aktiven oder differenten Elektrode des Schneidinstruments und den elektrischen Anschluss 3 zum Verbinden mit einer neutralen oder indifferenten Elektrode .In this case, the device 1 has a high-frequency generator 4 connected to a power supply, as well as a control 9 to be explained, with a measuring and / or regulating device for regulating the high-frequency power of the high-frequency generator 4. In this case, the high-frequency generator 4 has the already mentioned electrical connection 2 for connection to an active or different electrode of the cutting instrument and the electrical connection 3 for connection to a neutral or indifferent electrode.
In der Zeichnung erkennt man ferner, dass die Vorrichtung 1 einen zusätzlichen Energiespeicher 5 aufweist , der parallel zu der eigentlichen Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators 4 geschaltet und mit der Mess- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist und zumindest kurzzeitig eine zusätzliche oder hohe Leistung abgeben kann.In the drawing, it can also be seen that the device 1 an additional energy storage 5, which is connected in parallel to the actual power supply of the high-frequency generator 4 and connected to the measuring and / or regulating device and can deliver at least temporarily an additional or high power.
Für die Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators 4 ist eine Gleichspannungsquelle 6 vorgesehen, die über einen Leistungs- steller 7 die Primärenergie für den Hochfrequenzgenerator 4 liefert .For the power supply of the high-frequency generator 4, a DC voltage source 6 is provided which supplies the primary energy for the high-frequency generator 4 via a power controller 7.
Zum Versorgen beziehungsweise Aufladen des Energiespeichers 5 ist eine Gleichspannungsquelle 8 vorgesehen . Der Leistungssteiler 7 gehört dabei zu der Regeleinrichtung, da er die von der Gleichspannungsquelle 6 bereitgestellte elektrische Leistung dosiert an den Hochfrequenzgenerator 4 abgibt . Die Dosis wird als Soll-Wert von der im Ganzen mit 9 bezeichneten Steuerung vorgegeben.For supplying or charging the energy storage 5, a DC voltage source 8 is provided. In this case, the power divider 7 belongs to the control device, since it doses the electric power provided by the DC voltage source 6 to the high-frequency generator 4. The dose is given as the target value of the control designated overall by 9.
Der Hochfrequenzgenerator 4 transformiert den von dem Leistungssteiler 7 kommenden Gleichstrom in einen Hochfrequenzstrom für die chirurgische Anwendung. Hochfrequenzstrom hat die Eigenschaft , dass er durch einen lebenden Organismus fließen kann, ohne diesen durch einen elektrischen Schlag zu schädigen.The high frequency generator 4 transforms the direct current coming from the power divider 7 into a high frequency current for the surgical application. High-frequency current has the property that it can flow through a living organism without damaging it by an electric shock.
Zwischen dem Hochfrequenzgenerator 4 und den Anschlüssen 2 und 3 ist ein Transformator 10 geschaltet . Dadurch kann der Hochfrequenzgenerator 4 an die Widerstandsverhältnisse des Patientenstromkreises beziehungsweise des Stromkreises des elektrochirurgischen Instruments angepasst und dieser Patientenstromkreis von den anderen Stromkreisen und von Erde getrennt werden. Dabei erkennt man in der Zeichnung zwischen dem Transformator 10 und dem Anschluss 2 einen Kondensator 11 , der als Anti- faradisationskondensator die Ausbildung einer Gleichstrom- komponente beim elektrochirurgischen Schneiden verhindert .Between the high-frequency generator 4 and the terminals 2 and 3, a transformer 10 is connected. As a result, the high-frequency generator 4 can be adapted to the resistance ratios of the patient circuit or the circuit of the electrosurgical instrument and this patient circuit can be separated from the other circuits and from ground. It can be seen in the drawing between the transformer 10 and the terminal 2, a capacitor 11 which prevents the formation of a DC component during electrosurgical cutting as Antifadadisationskondensator.
Der Anschluss 2 bildet die Verbindung zu der nicht dargestellten aktiven Elektrode, die an ihrer Oberfläche in bekannter ,und vorstehend beschriebener Weise die ionisierte DampfSchicht ausbildet . Diese aktive Elektrode bildet in der Regel das Instrument beziehungsweise einen Teil davon und dabei vor allem die Schneide .The terminal 2 forms the connection to the active electrode, not shown, which forms on its surface in a known manner and as described above, the ionized vapor layer. This active electrode usually forms the instrument or a part thereof and especially the cutting edge.
Der Anschluss 3 ist eine Verbindung zu derjenigen Elektrode, die den Rückfluss des Hochfrequenzstroms vom Patienten zum Hochfrequenzgenerator 4 ermöglicht , ohne dabei eine physiologische Wirkung zu haben. Diese Elektrode kann ein an der Hautoberfläche des Patienten angebrachter großflächiger elektrischer Kontakt , aber auch die leitfähige Spülflüssigkeit in der Verbindung mit dem Instrumentenkörper eines elektrochirurgischen Schneidinstruments sein.The terminal 3 is a connection to that electrode, which allows the return of the high-frequency current from the patient to the high-frequency generator 4, without having a physiological effect. This electrode may be a large area electrical contact attached to the skin surface of the patient, but also the conductive irrigation liquid in communication with the instrument body of an electrosurgical cutting instrument.
Die schon erwähnte Steuerung 9 koordiniert die Abläufe des Betriebs des elektrochirurgischen Schneidinstruments und dessen Versorgung mit der Hochfrequenzenergie .The already mentioned controller 9 coordinates the operations of the operation of the electrosurgical cutting instrument and its supply with the high-frequency energy.
Dabei erkennt man in der Zeichnung einen Sollwertgeber 12 , der den Wert der Leistung vorgibt , die der Leistungssteiler 7 an den Hochfrequenzgenerator 5 liefern soll .It can be seen in the drawing, a setpoint generator 12, which specifies the value of the power to deliver the power divider 7 to the high-frequency generator 5.
Ferner erkennt man in der Zeichnung einen mit den Anschlüssen 2 und 3 verbundenen Gleichspannungsdetektor 13 , der beim Vorhandensein einer der Hochfrequenz-Ausgangsspannung überlagerten Gleichspannung über eine Verbindung 14 ein Signal an die Steuerung 9 liefert , welches die Ausbildung einer ionisierten Dampfschicht über der aktiven Elektrode anzeigt . In einer einfachen Ausführung kann dieser Detektor 13 ein Tiefpass sein.Furthermore, one recognizes in the drawing connected to the terminals 2 and 3 DC voltage detector 13, which superimposed in the presence of one of the high-frequency output voltage DC voltage via a connection 14 provides a signal to the controller 9 indicative of the formation of an ionized vapor layer over the active electrode. In a simple embodiment, this detector 13 may be a low-pass filter.
Der Energiespeicher 5 stellt eine Energiequelle dar , die nur eine begrenzte Menge an elektrischer Energie abgeben kann, dies aber in sehr kurzer Zeit und mit sehr hoher Leistung, so dass durch diese zusätzliche Leistung in der vorstehend schon beschriebenen Weise die ionisierte Dampfschicht an der aktiven Elektrode beziehungsweise an der Schneide eines elektro- chirurgischen Schneidinstruments ausgebildet werden kann. Dieser Energiespeicher 5 kann ein Kondensator oder eine Induktivität sein .The energy storage 5 is an energy source that can deliver only a limited amount of electrical energy, but in a very short time and with very high power, so that by this additional power in the manner already described above, the ionized vapor layer on the active electrode or can be formed on the cutting edge of an electrosurgical cutting instrument. This energy storage 5 may be a capacitor or an inductance.
Dabei ist ein Schalter 15 vorgesehen, der sich in einer Verbindungsleitung 17 von dem Energiespeicher 5 zu dem Hochfrequenzgenerator 4 befindet und den Energiespeicher 5 auf den Hochfrequenzgenerator 4 schaltet . Dies kann beispielsweise ein Tyristor , Transistor oder ein Kommutierungskreis mit Transistor und Diode sein . Zur Betätigung dieses Schalters 15 dient die Steuerung 9. Die Steuerung 9 gibt also über eine entsprechende Verbindungsleitung 18 ein Signal an den Schalter 15 , mit welchem die Entladung des Energiespeichers 5 auf den Hochfrequenzgenerator 4 ausgelöst wird, um bei Beginn eines elektrochirurgischen Schneidvorgangs an der Schneide unter einer leitenden Flüssigkeit eine ionisierte Dampfschicht zu erzeugen .In this case, a switch 15 is provided, which is located in a connecting line 17 from the energy storage 5 to the high-frequency generator 4 and the energy storage device 5 switches to the high-frequency generator 4. This can be, for example, a thyristor, transistor or a commutation circuit with transistor and diode. The controller 9 is thus via a corresponding connection line 18, a signal to the switch 15, with which the discharge of the energy storage device 5 is triggered on the high-frequency generator 4 to at the beginning of an electrosurgical cutting operation on the cutting edge to produce an ionized vapor layer under a conductive liquid.
Über eine von der Steuerung 9 zu dem Leistungssteiler 7 führende Leitung 19 kann eine Sollwertvorgabe der Steuerung 9 an den Leistungssteller 7 erfolgen. Gegebenenfalls kann diese Vorgabe auch die AusgangsSpannung des Leistungsstellers 7 sein. Über eine von dem Leistungssteiler 7 zu der Steuerung 9 führende Leitung 20 kann der Wert der aktuellen Leistung, die an den Hochfrequenzgenerator 4 abgegeben wird, an die Steuerung 9 übermittelt werden . Daran kann die Steuerung 9 den aktuellen Betriebszustand des Prozesses erkennen und gegebenenfalls darauf reagieren. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann dieser Istwert auch aus dem Ausgangskreis des Hochfrequenzgenerators 4 gewonnen werden.Via a line 19 leading from the control 9 to the power divider 7, a desired value specification of the control 9 to the power controller 7 can take place. If appropriate, this specification can also be the output voltage of the power controller 7. Via a line 20 leading from the power divider 7 to the control 9, the value of the actual power which is output to the high-frequency generator 4 can be transmitted to the control 9. In this way, the controller 9 can recognize the current operating state of the process and if necessary react to it. In a modified embodiment, this actual value can also be obtained from the output circuit of the high-frequency generator 4.
Die Steuerung 9 hat also Eingänge für den Anschluss eines Leistungs-Sollwertgebers 12 und einen von dem Leistungssteiler 7 gelieferten Leistungs-Istwert sowie für eine von der Einrichtung 13 zum Messen der Gleichspannungsanteile gelieferte Messspannung und Ausgänge zur Leistungs-Sollwertsteuerung des Leistungsstellers 7 und zur Ansteuerung des Schalters 15 zur Aktivierung des zusätzlichen Energiespeichers 5. Die Steuerung 9 ist also zur gleichzeitigen Überwachung der Hochfrequenzgeneratorleistung und der ausgangsseitigen Gleichspannung ausgebildet .The controller 9 thus has inputs for the connection of a power setpoint generator 12 and a power actual value supplied by the power divider 7 and for a supplied from the means 13 for measuring the DC voltage measurement voltage and outputs for power setpoint control of the power controller 7 and for driving the Switch 15 for activating the additional energy storage 5. The controller 9 is thus designed for simultaneous monitoring of the high-frequency generator power and the output-side DC voltage.
Dabei erkennt man in der Zeichnung, dass in eine der Versorgungsleitungen zwischen den beiden Energiequellen und dem Hochfrequenzgenerator 4 zur Entkoppelung dieser beiden Ener- giequellen 6 und 8 eine Diode 16 geschaltet ist , wobei diese sich im Ausführungsbeispiel in einer Versorgungsleitung 21 der Gleichspannungsquelle 6 zu dem Hochfrequenzgenerator 4 befindet . Somit kann eine Entladung des Energiespeichers 5 auf den Leistungssteiler 7 verhindert werden. Dabei ist der Ener- giespeicher 5 ebenfalls mit einer Gleichspannungsquelle 8 zum Aufladen verbindbar oder verbunden.It can be seen in the drawing that in one of the supply lines between the two energy sources and the high-frequency generator 4 for decoupling these two energy sources 6 and 8, a diode 16 is connected, which in the embodiment in a supply line 21 of the DC voltage source 6 to the High frequency generator 4 is located. Thus, a discharge of the energy storage device 5 to the power divider 7 can be prevented. The energy store 5 can also be connected or connected to a DC voltage source 8 for charging.
Die Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Hochfrequenzspannung zum Versorgen eines elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenzenergie , dessen schneidender Teil bei Gebrauch von elektrisch leitender Flüssigkeit umgeben ist , weist einen an eine Stromversorgung mit einer Gleichspannungsquelle 6 ange- schlossenen Hochfrequenzgenerator 4 sowie eine Steuerung 9 mit einer Mess- und Regeleinrichtung zur Regelung der Hochfrequenzleistung des Hochfrequenzgenerators 4 auf . Der Hochfrequenzgenerator 4 hat dabei einen elektrischen Anschluss 2 zum Verbinden mit einer aktiven oder differenten Elektrode des Schneidinstruments , bevorzugt mit dessen Schneide , und einen elektrischen Anschluss 3 zum Verbinden mit einer neutralen oder indifferenten Elektrode . Dabei hat die Vorrichtung 1 einen zusätzlichen Energiespeicher 5 , der parallel zu der eigentlichen Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators 4 ge- schaltet und mit der Mess- und Regeleinrichtung verbunden ist und kurzzeitig eine zusätzliche hohe Leistung zur Verfügung stellt , mit welcher an der aktiven Elektrode in der elektrisch leitenden Flüssigkeit eine Dampfschicht ausgebildet und ionisiert werden kann.The device 1 for generating high-frequency voltage for Providing an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part of which is surrounded by the use of electrically conductive liquid, has a high-frequency generator 4 connected to a power supply with a DC voltage source 6 and a controller 9 with a measuring and control device for regulating the high-frequency power of the high-frequency generator 4 on . The high-frequency generator 4 has an electrical connection 2 for connection to an active or different electrode of the cutting instrument, preferably with its cutting edge, and an electrical connection 3 for connection to a neutral or indifferent electrode. In this case, the device 1 has an additional energy store 5, which is connected in parallel to the actual power supply of the high-frequency generator 4 and connected to the measuring and control device and temporarily provides an additional high power, with which at the active electrode in the electric conductive liquid, a vapor layer can be formed and ionized.
Ansprüche claims

Claims

Anspüche Anspüche
1. Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung von HochfrequenzSpannung zum Versorgen eines elektrochirurgischen Schneidinstruments mit Hochfrequenzenergie , dessen schneidender Teil bei Gebrauch insbesondere von elektrisch leitender Flüssigkeit umgeben ist , wobei die Vorrichtung ( 1 ) einen an eine Stromversorgung mit einer Gleichspannungs- oder Energiequelle ( 6) angeschlossenen Hochfrequenzgenerator (4 ) sowie eine Steuerung (9 ) mit einer Mess- und/oder Regeleinrichtung zur Regelung der Hochfrequenzleistung des Hochfrequenzgenerators (4) aufweist und wobei der Hochfrequenzgenerator (4 ) einen elektrischen Anschluss ( 2 ) zum Verbinden mit einer aktiven oder differenten Elektrode des Schneidinstruments und einen elektrischen Anschluss1. Device (1) for generating high-frequency voltage for supplying an electrosurgical cutting instrument with high-frequency energy, the cutting part is in use in particular surrounded by electrically conductive liquid, wherein the device (1) to a power supply to a DC or power source (6) comprising a high frequency generator (4) and a controller (9) with a measuring and / or regulating device for controlling the high frequency power of the high frequency generator (4) and wherein the high frequency generator (4) has an electrical connection (2) for connection to an active or different electrode of the cutting instrument and an electrical connection
( 3) zum Verbinden mit einer neutralen oder indifferenten Elektrode und die Vorrichtung ( 1 ) einen zusätzlichen Energiespeicher ( 5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet , dass der zusätzliche Energiespeicher ( 5) mit einer Gleichspannungsquelle als Energiequelle (8) zum Aufladen verbindbar oder verbunden ist , dass die beiden Energiequellen (6 , 8 ) entkoppelt sind und dass der Energiespeicher ( 5 ) parallel zu der eigentlichen Stromversorgung des Hochfrequenzgenerators (4) geschaltet und mit der Mess- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist und zumindest kurzzeitig eine zusätzliche oder hohe Leistung zur Verfügung stellt .(3) for connection to a neutral or indifferent electrode and the device (1) have an additional energy store (5), characterized in that the additional energy store (5) is connectable or connected to a DC voltage source as an energy source (8) for charging, in that the two energy sources (6, 8) are decoupled and that the energy store (5) is connected in parallel with the actual power supply of the high-frequency generator (4) and connected to the measuring and / or regulating device and at least for a short time provides additional or high power poses.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der zusätzliche Energiespeicher ( 5) einen geringen2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the additional energy store (5) has a low
Energieinhalt aufweist .Has energy content.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeich- net , dass der zusätzliche Energiespeicher ( 5) durch einen Kondensator oder eine Induktivität gebildet ist .3. Device according to claim 1 or 2, characterized net, that the additional energy storage (5) is formed by a capacitor or an inductance.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass sie ausgangsseitig mit einer Einrichtung ( 13 ) zum Messen von Gleichspannungsanteilen der Hochfrequenzspannung verbunden ist , die mit der Mess- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist , welche den zusätzlichen Energiespeicher ( 5) aktiviert , wenn der der Hochfrequenzspannung überlagerte Gleichspannungsanteil einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet .4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is connected on the output side with a device (13) for measuring DC voltage components of the high-frequency voltage, which is connected to the measuring and / or regulating device, which the additional energy store (5 ) is activated when the DC voltage component superimposed on the high-frequency voltage falls below a predefinable limit value.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerung ( 9) einen Mikro- Controller enthält .5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the controller (9) includes a microcontroller.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Energieinhalt des zusätzlichen Energiespeichers ( 5) veränderbar ist .6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the energy content of the additional energy storage device (5) is variable.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Energieinhalt des zusätzlichen Energiespeichers ( 5) bei Verwendung eines Kondensators durch Veränderung der Ladespannung und bei Verwendung einer Induktivität durch Veränderung des Ladestroms veränderbar ist .7. The device according to claim 6, characterized in that the energy content of the additional energy store (5) when using a capacitor by changing the charging voltage and when using an inductance by changing the charging current is variable.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass zwischen dem Hochfrequenzgenerator (4 ) und den Anschlüssen ( 2 , 3 ) für eine aktive und eine neutrale Elektrode ein Transformator ( 10 ) geschaltet ist .8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that between the high frequency generator (4) and the terminals (2, 3) for an active and a neutral electrode, a transformer (10) is connected.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass in der Anschlusszuleitung für die aktive Elektrode ein Kondensator ( 11 ) geschaltet ist .9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the connection lead for the active electrode, a capacitor (11) is connected.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung ( 13 ) zum Messen der Gleichspannungsanteile der Hochfrequenzspannung einen Tiefpass aufweist und dass der Ausgang der Messeinrichtung ( 13) an die Steuerung ( 9) angeschlossen ist .10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the means (13) for measuring the DC voltage components of the high-frequency voltage has a low-pass filter and that the output of the measuring device (13) to the controller (9) is connected.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stromversorgung für den Hochfrequenzgenerator eine Gleichspannungsquelle sowie einen Leistungssteiler zur Dosierung der für den Hochfrequenzgenerator bereitgestellten elektrischen Leistung aufweist .11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the power supply for the high-frequency generator has a DC voltage source and a power divider for metering the electrical power provided for the high-frequency generator.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerung (9 ) Eingänge für den Anschluss eines Leistungs-Sollwertgebers ( 12 ) und einen vom Leistungssteiler (7 ) gelieferten Leistungs-Istwert sowie für eine von der Einrichtung zum Messen der Gleichspannungsanteile gelieferte Messspannung und Ausgänge zur Leistungssollwert-Steuerung des Leistungs- stellers ( 7 ) und zur Ansteuerung einen Schalters ( 15) zur Aktivierung des zusätzlichen Energiespeichers ( 5) aufweist .12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the controller (9) inputs for the connection of a power setpoint generator (12) and one of the power divider (7) supplied power actual value as well as for one of the device for measuring Having the DC voltage components supplied measuring voltage and outputs for power setpoint control of the power controller (7) and for driving a switch (15) for activating the additional energy storage (5).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerung ( 9 ) zur gleichzeitigen Überwachung der Hochfrequenzgeneratorleistung und der ausgangsseitigen Gleichspannung ausgebildet ist .13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the controller (9) is designed for simultaneous monitoring of the high-frequency generator power and the output-side DC voltage.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass in wenigstens eine der Versorgungsleitungen j eweils zwischen den beiden Energiequellen und dem Hochfrequenzgenerator (4) zur Entkopplung dieser beiden Energiequellen eine Diode ( 16 ) geschaltet ist , vorzugsweise in eine Versorgungsleitung der Gleichspannungsquelle ( 6 ) zu dem Hochfrequenzgenerator (4) .14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that in at least one of the supply lines j in each case between the two energy sources and the high frequency generator (4) for decoupling these two energy sources, a diode (16) is connected, preferably in a supply line of the DC voltage source (6) to the high frequency generator (4).
Zusammenfassung Summary
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