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Neutralelektrode für die Hochfrequenz-Chirurgie mit Sicherheitsschaitung
Bei der Hochfrequenz-Chirurgie wird der von einem Hochfrequenzgenerator erzeugte
Strom von einer großflächigen Neutralelektrode über den Körper des Patienten zur
punktförmigen Aktivelektrode geleitet. Eine bestimmte Stromstärke vorausgesetzt,
ist an der aktiven Elektrode die Stromdichte so groß, daß dort Joulesche Wärme im
unmittelbar anliegenden Körpergewebe freigesetzt wird und sich eine Verkochung (Koagulation)
oder durch die Koagulation der Zellflüssigkeit eine Sprengung der Gewebezellen (Schneideeffekt)
erreichen läßt. Die Größe der Neutralelektrode muß so bemessen sein, daß die an
dieser Stelle auftretende maximale Stromdichte in keinem Fall zu einer kritischen
Erwärmung der Hautkontaktfläche führen kann. Daraus ergibt sich, daß bei nur punktförmigem
Hautkontakt der Neutralelektrode auch hier durch unzulässige Stromdichten ungewollte
Verbrennungen gesetzt werden können.
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Als Neutralelektroden werden flexible Metallfolien oder Metallgeflechte.
verwendet. Man fixiert sie auf den Weichteilen der Extremitäten, oder der Patient
wird, sofern es seine für die vorgesehene Operation erforderliche Lagerung auf dem
Operationstisch gestattet, mit dem Gesäß auf die Neutralelektrode gelegt.
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Trotz entsprechender Aufklärung und Schulung des Pflegepersonals
in den Krankenhäusern kommt es sehr häufig zu ernsthaften Verbrennungen, verursacht
durch Neutralelektroden, welche nur mit einem Teil ihrer Fläche direkten Hautkontakt
haben. Die Gründe hierfür sind folgende: Die Neutralelektrode wird, meist während
der gleichzeitig erfolgenden Einleitung der Narkose, vor Beginn der Operation angelegt.
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Der Patient wird dann mit weit über den Operationstisch hängenden
sterilen Tüchern abgedeckt. Ab diesem Zeitpunkt ist eine Kontrolle der exakten Elektrodenauflage
wegen Gefährdung der Sterilität des Operationsfeldes nicht mehr möglich. Die Elektrode
selbst ist immer unsteril (sie wird vom unsterilen Pfleger angelegt) und muß deshalb
auch nicht sterilisierbar sein. Die Gefahr einer unbemerkten Lösung der Neutralelektrode
ist während der Operation immer gegeben, durch heftige Reflexbewegungen bei geringer
Narkosetiefe, bei den häufig notwendig werdenden Umlagerungen (während einer Rektum-Resektion
wird z. B. der Patient aus der Rückenlage mit hochgestellten Beinen in die Bauchlage
mit abgewinkelten Beinen umgelagert) sowie durch Zugbelastungen des Anschlußkabels
beim Heranschieben von Kochsalzlösungsständern, Infusionsflaschengestellen, Instrumententischen
usw.
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Beim Schneidevorgang selbst wird die durch das teilweise Lösen der
Neutralelektrode bewirkte rein Ohmsche Widerstandserhöhung im Hochfrequenzstromkreis
kaum bemerkt, weil viele Schneidegeräte einen speziell zum Schneiden hochohmig angepaßten
Ausgangskreis haben und die meist noch vorhandene kapazitive Kopplung eine ausreichende
Leistung im HF-Stromkreis gewährleistet. Da nach bindender Vorschrift die Anschlüsse
für Neutralelektroden geerdet sein müssen, die Operationstische zur Verhinderung
statischer Aufladungen ebenfalls geerdet sind und sogar die Polsterauflagen einen
leitenden Gummiüberzug haben, ist auch von dieser Seite her eine Kopplung zum Massepotential
vorhanden. Verbrennungen durch Neutralelektroden mit zu kleinflächigem Hautkontakt
lassen sich also mit Sicherheit nur dann vermeiden, wenn die vorschriftsmäßige Anlage
am Patienten während der ganzen Operationsdauer mittels einer geeigneten Überwachungsvorrichtung
kontrolliert werden kann.
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Um einen guten Kontakt der Neutralelektrode auf der Haut des Patienten
zu gewährleisten, sind Sicherheitsschaltungen bekannt, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß über eine in zwei Hälften geteilte Elektrode und die Haut ein Prüfstrom
geleitet wird. Bei Unterschreitung eines bestimmten Stromwertes im Prüfstromkreis
wird über ein Relais eine Signalvorrichtung oder eine Abschaltvorrichtung für den
Hochfrequenzgenerator betätigt.
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Die bisher bekannten Schaltungen haben erhebliche Nachteile und bieten
in den meisten Fällen keine sichere Überwachung der Elektrodenauflage für die ganze
Dauer einer Operation. Die Unsicherheit beruht in den veränderlichen Stromleitverhältnissen
der Haut. Die Widerstandswerte können zwischen wenigen Ohm bei Schweißbildung und
vielen Megohm bei behaarter und trockener Haut schwanken. Grundsätzlich ist mit
solchen Schwankungen
des Hautwiderstandes in weiten Grenzen während
der Operation, also nach Anlegen der Neutralelektrode, zu rechnen. Verschiedene
Narkotika, Injektionen von stimulierenden Medikamenten bei fallendem Blutdruck,
Mittel zur Gefäßerweiterung und damit einhergehender verstärkter Durchblutung der
Haut sowie Übertemperaturen im Operationssaal zur Vermeidung der Auskühlung offenliegender
Körperorgane führen häufig zum Schweißausbruch beim Patienten nach Beginn der Operation.
Dadurch dürfte eine alle Eventualitäten einschließende Empfindlichkeitsabstimmung
des Prüfstromkreises nicht möglich sein.
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Aus einem anderen Grund scheidet die Anwendung einer Sicherheitsschaltung
mit Prüfstromkreis bei manchen Operationen überhaupt aus. Bei kreislaufgeschwächten
Patienten geschieht die Kreislaufüberwachung oft mittels laufender Registrierung
der EKG- und EEG-Ableitungen. Eine am Körper des Patienten anliegende Spannung des
Prüfstromkreises würde die Meßwerte verfälschen bzw. die Registrierung des EEG unmöglich
machen. Dieser nachteilige Effekt erklärt sich aus dem Umstand, daß die Spannung
im Prüfstromkreis mindestens einige Volt betragen muß, während die Spannungen der
Aktionsströme beim EKG einige Millivolt, beim EEG einige Mikrovolt betragen.
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Die Erfindung betrifft eine Neutralelektrode für die Hochfrequenz-Chirurgie
mit einer Sicherheitsschaltung, die ein die Betriebsbereitschaft des Hochfrequenzgenerators
steuerndes Relais enthält, das in Abhängigkeit von der Berührung des Patienten mit
der Neutralelektrode gesteuert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche
der Neutralelektrode durch mehrere auf der Neutralelektrode verteilte, auf den Auflagedruck
des Patienten ansprechende Druckschalter punktmäßig überwacht wird, deren Schalterkontakte
in Serie miteinander in den Steuerkreis des die Betriebsbereitschaft des Hochfrequenzgenerators
steuernden Relais eingeschaltet sind, wobei die Köpfe der Schalter federnd aus der
Elektrodenmetallfläche hervorragen und beim Fixieren der Neutralelektrode am Patientenkörper
niedergedrückt werden, bis ihre Kopfoberfläche das Niveau der Elektrodenmetalloberfiäche
erreicht haben, wo die Schalterkontakte geschlossen werden.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung ist somit eine Neutralelektrode
beliebiger Größe vorgesehen, welche die laufende Überwachung eines ausreichenden
Elektroden-Hautkontaktes ohne die vorher geschilderten Nachteile anderer Konstruktionen
ermöglicht. Im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen geschieht nach der vorliegenden
Erfindung die Überwachung mittels Kontrolle des mechanischen Auflage druckes des
Patienten an mehreren Punkten der Elektrode. Der Erfindung liegt die Überlegung
zugrunde, daß die Neutralelektrode dann mit ihrer gesamten Fläche am Patienten fest
anliegt, wenn sie an mehreren, vorzugsweise auf die Ecken verteilte Berührungspunkten
mit einem Mindestdruck anliegt und die Einhaltung dieses Mindestdruckes durch geeignete
Vorrichtungen überwacht werden kann.
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Als Überwachungselemente sind Druckschalter vorgesehen, die mit federnden
Köpfen aus der Metallfolie herausragen. Beim Anlegen der Neutralelek-
trode werden
die Köpfe in die Ebene der Metallfolie niedergedrückt, wobei die Schalterkontakte
geschlossen werden. Die auf der Elektrode verteilten Druckschalter sind so in Reihe
geschaltet, daß ein Steuerstrom für eine Überwachungsschaltung nur dann Durchgang
hat, wenn alle Schalterkontakte geschlossen sind. Die Druckschalter sind so justiert,
daß bei geringfügiger Niveaudifferenz von Druckschalterkopf und Metallfolie der
Steuerstrom für die tJberwachungsschaltung unterbrochen wird. Der Erfindungsgedanke
schließt auch an Stelle von Drucktastenschaltern die Verwendung anderer auf den
Auflagedruck am Patienten ansprechender Druckschalter ein.
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Ab b. 1 zeigt den mechanischen Aufbau der Neutralelektrode. Der Tastkopf
a, welcher aus der Ebene der Metallfolie b hervorragt, ist als selbsttragendes federndes
Element ausgebildet und besteht aus dem gleichen Zellgummimaterial wie die Gummiplatte
e, auf welcher die Metallfolie befestigt ist. Beim Anlegen der Elektrode werden
die Druckschalterköpfe in die Ebene der Metallfolie niedergedrückt, und die Schaltkontakte
c und d werden geschlossen.
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A b b. 2 zeigt eine Prinzipschaltung von vier in den Ecken einer
Neutralelektrode angeordneten Druckschaltern. Die Kontakte der Druckschalter sind
in Serie geschaltet, die Leitungen gegen die Metallfolie isoliert angebracht. Wie
bei bekannten Ausführungen sind g und h die Anschlußbuchsen eines Hochfrequenz-Chirurgiegeräts.
An den Buchsen sind im Innern des Gerätes eine Stromquelle i und ein Relais k angeschlossen.
Die nicht eingezeichneten Kontakte des Relais k halten die Arbeitsstellung für das
Hochfrequenz-Chirurgiegerät betriebsbereit. Von den Anschlußbuchsen g und h führt
eine Kabelverbindung zur Neutralelektrode. Ist nun die Neutralelektrode am Patienten
angelegt. so sind alle vier Schalter geschlossen, der Steuerstrom für das Relais
k hat Durchgang, und die Arbeitskontakte des Relais k schalten das Gerät betriebsbereit.