DE2535278A1 - Geraet der elektrochirurgie - Google Patents

Description

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Bc-Mf. Wilhelm Beiphel DipL-Ing. Wolfgang EeicM

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Pätrksfaaße 13 ====

RESEARCH & PRODUCTION LIMITED, Dun Laoghaire, Irland

Gerät der Elektrochirurgie

Die Erfindung betrifft ein Gerät, das bei der Elektrochirurgie verwendet werden kann. Der Ausdruck Elektrochirurgie bedeutet, daß chirurgische Eingriffe mit Hilfe des elektrischen Stromes ausgeführt werden, bei denen ein Werkzeug in Form einer Elektrode benutzt wird.

Durch entsprechende Wahl und Steuerung der dem Werkzeug zugeführten elektrischen Leistung kann man das Werkzeug bei einer Anzahl verschiedener chirurgischer Eingriffe benutzen. Zu diesen gehört

1. die eigentliche Chirurgie, d.h. die Sektion oder Resektion mit dem elektrischen Messer am Körper des Patienten,

2. die Elektrokoagulation, d.h. die Koagulation für die Zwecke der Blutstillung oder der Verhinderung von Blutungen,

3. die Elektrofulguration, d.h. die Gewebeverschorfung oder Zerstörung mit Hilfe von Funken, die auftreten, wenn die Werkzeugelektrode so dicht am Körpergewebe des Patienten gehalten wird, daß die Luft in dem Zwischenraum ionisiert wird. Die Wirkung dieses Eingriffes besteht darin, daß eine Schicht des Gewebes entfernt wird.

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Die verschiedenen elektrochirurgischen Eingriffe können unter Verwendung des gleichen Gerätes vorgenommen werden, wobei es lediglich notwendig ist, die Ausgangsleistung des Gerätes so zu verändern, daß die zur Ausführung des betreffenden Eingriffes notwendige Leistung abgegeben wird.

Es ist ein elektrochirurgisches Gerät bekannt, bei dem die Leistung, die notwendig ist, um den gewünschten elektrochirurgischen Eingriff, nämlich entweder Chirurgie, Koagulation oder Fulguration auszuführen durch die Bedienung einer einzigen Leistungssteuerung ausgewählt wird.

In der Praxis benutzt der Arzt am häufigsten das Gerät als chirurgisches Messer. Die Einstellung der Leistung für diesen Eingriff hängt von der Physiologie und der Bekleidung des Patienten ab, die z.B. bei einer Zahnbehandlung am bekleideten Patienten durchgeführt wird, wobei die Kleidung das Dielektrikum für die kapazitive Stromzuführung darstellt. Die optimale Einstellung wird bei Beginn der Behandlung durch kurze Versuche festgestellt, jedoch ist es bei fortschreitender Operation häufig notwendig, auf andere Behandlungsarten überzugehen, die bei dem bekannten Gerät eine Neueinstellung der abgegebenen Leistung erfordert. Wenn der Arzt daher zur Benutzung des Werkzeuges als Messer zurückkehrt, besteht die Möglichkeit, daß er irrtümlich die Leistungsabgabe auf einem zu hohen oder zu niedrigen Wert beläßt, wodurch sich eine Beschädigung des Körpergewebes des Patienten ergeben kann. In jedem Fall würde eine neue Versuchseinstellung notwendig werden, so daß auch hierdurch die Möglichkeit einer Beschädigung des Gewebes erhöht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gerät anzugeben, bei dem diese Schwierigkeiten vermindert sind.

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Gemäß der Erfindung wird eine besondere Schaltungsanordnung benutzt, bei der mindestens zwei Steuereinrichtungen vorgesehen sind, um die der Werkzeugelektrode zugeführte Leistung festzulegen, wobei die eine für die Elektrosektion bestimmt ist und die andere oder anderen für andere Eingriffe und wobei ein Wählschalter vorgesehen ist, der es ermöglicht, verschiedene Abgabeleistungen auszuwählen, wie dies den einzelnen Steuereinrichtungen entspricht.

Bei der Behandlung eines bestimmten Patienten stellt der Arzt die Einstelleinrichtung für die Elektrosektion auf den optimalen Wert ein, er benutzt aber dann diese für die Sektion eingestellte Leistung nur wenn es notwendig ist und macht von den andern Steuereinrichtungen Gebrauch, indem er lediglich den Wählschalter betätigt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine Schaltskizze des oben erwähnten bekannten Gerätes.

Fig. 2 ein Schaltbild des Gerätes gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ein Schaltbild einer besonderen Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung.

Fig. 4 eine schaubildliche schematische Ansicht eines elektrochirurgischen Gerätes gemäß der Erfindung mit der Schaltung nach Fig. 3 und

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Fig. 5 und 6 sind Schaltbilder von anderen Ausführungsformen

der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte bekannte Gerät enthält eine Stromquelle PU, die einen Hochfrequenzgenerator enthält.. Die Stromquelle ist so bemessen, daß sie die aximale, für die Zwecke der Elektrochirurgie erforderliche Leistung, abgeben kann. Die von der Stromquelle PU erzeugte Spannung wird an ein Steuergerät oder Einstellgerät gelegt und von dort über eine Leitung E an die Werkzeugelektrode. Zur Schließung des Stromkreises für das elektrochirurgische Gerät ist die Stromquelle PU über eine Leitung PP an eine Elektrode angeschlossen, die auch als Patientenelektrode bezeichnet wird und der Patient sitzt oder liegt in kapazitivem Kontakt, mit dieser Elektrode. Früher hat man auch die Rückleitung des Stromes über die Gebäudeerde vorgenommen, aber dies wird als unzuverlässig betrachtet.

Durch Bedienung der einzigen Einstellvorrichtung PC wird die an die Elektrode gelieferte Spannung so eingestellt, daß sie für die verschiedenen elektrochirurgischen Eingriffe, nämlich Sektion, Koagulation und Fulguration den richtigen Wert hat. Wie schon erwähnt, wurde, wird der optimale Wert an der Einstellvorrichtung für die Sektion aufgrund von ersten Versuchen vorgenommen und die Sektion wird dann begonnen. Wenn sich während dieses Eingriffes herausstellt, daß Koagulation oder Fulguration erforderlich ist, wird die Einstellvorrichtung PC entsprechend nachgestellt. Wenn die Einstellvorrichtung PC. dann .wieder auf den für die Sektion erforderlichen Wert zurückgestellt werden soll, besteht die Gefahr einer Verletzung des Patienten infolge einer unrichtigen Einstellung der Steuereinrichtung PC und/oder wegen der Notwendigkeit zu weiterer versuchsweiser Einstellung, um den optimalen Wert zu finden.

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Fig. 2 zeigt eine allgemeine Schaltung gemäß der Erfindung, in der eine Stromquelle PU mit einem Hochfrequenzgenerator verwendet wird. Der Strom wird der Werkzeugelektrode über eine Leitung E zugeführt und der Stromkreis wird über eine Patientenelektrode geschlossen, die an die Leitung PP angeschlossen ist. In diesem Fall sind jedoch zwei Steuereinrichtungen PC1 und PC2 vorgesehen, die jede in der Lage sind, die der Werkzeugelektrode über die Leitung E zugeführte Leistung einzustellen. Ein Wählschalter B ermöglicht es, die eine oder die andere Steuereinrichtung nach Bedarf einzuschalten.

Die Steuereinrichtung PC1 ist normalerweise zur Ausführung der ElektrοSektion vorgesehen und die Steuereinrichtung PC2 dient zur Ausführung anderer Eingriffe. Wenn ein bestimmter Patient behandelt wird, wird die Steuereinrichtung PC1 zuerst einmal so eingestellt, daß sie die optimale Spannung für die Zwecke der Elektrosektion liefert. Wenn eine Koagulation oder Fulguration erforderlich ist, wird der Wählschalter B betätigt, so daß die der Werkzeugelektrode zugeführte Spannung durch die Einstellvorrichtung PC2 bestimmt wird, die so eingestellt ist, daß sie dem Eingriff der Koagulation oder Fulguration angepaßt ist, der ausgeführt werden soll. Wenn die Elektrosektion wieder aufgenommen wird, wird der Wählschalter B in seine ursprüngliche Stellung zurückgestellt. Auf diese Weise kann die optimale Einstellung für die Elektrosektion an der Steuereinrichtung PC1, die für den bestimmten Patienten vorgenommen worden ist, ungestört beibehalten werden, während die anderen Eingriffe durchgeführt werden.

Die Steuereinrichtung PC1 für die Elektrosektion wirkt daher als eine Art Speicher, der es ermöglicht, die optimale Einstellung für die Elektrosektion festzuhalten, so daß hierdurch die Möglichkeit von Fehlern und Schaden bei der versuchsweisen

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Neueinstellung vermieden werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, in welcher Weise die einzelnen Steuereinrichtungen PC1 und PC2 angeordnet werden können, um die von der Stromquelle PU abgegebene Leistung einzustellen. Die Steuereinrichtung kann z.B. so angeordnet sein, daß sie den Hochfrequenzgenerator selbst einstellt oder sie kann so angeordnet sein, daß sie eine veränderliche Kopplung zwischen dem Hochfrequenzgenerator und einem Ausgangsverstärker bewirkt oder der Ausgangsverstärker kann einen veränderbaren Verstärkungsgrad aufweisen. Andererseits ist es auch möglich, eine veränderbare Dämpfung in einem Oszillator zu benutzen oder einen veränderbaren Wert der Kreisgüte Q, dh. eine Schaltung, die es ermöglicht, das "Verhältnis der Reaktanz zum ohmschen Widerstand in dem Schwingkreis zu verändern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Steuereinrichtung so ausgebildet, daß sie eine veränderbare Ausgangsimpedanz aufweist. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt, in der die Steuereinrichtungen durch veränderbare Kondensatoren gebildet werden.

In der Schaltung der Fig. 3 ist die Stromquelle PU mit einer Patientenelektrode über eine Leitung PP verbunden. Die Stromquelle PU ist in der Lage, eine maximale Spannung abzugeben, die für die ElektroSektion erforderlich ist. Die Spannung wird der Werkzeugelektrode entweder -über den veränderbaren Kondensator PC1 oder den veränderbaren Kondensator PC2 über die Leitung E zugeführt. Die veränderbaren Kondensatoren haben Luft als Dielektrikum, so daß die Eigenverluste praktisch gleich null sind. Der Wählschalter B ermöglicht es, den einen oder den anderen Kondensator PC1 oder PC2 an die Leitung E anzuschließen und damit mit der Werkzeugelektrode zu verbinden. In der Praxis \\rird der Kondensator PC1 für die Zwecke

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der Elektrosektion benutzt und der Kondensator PC2 für die andern Eingriffe, wie dies in Verbindung mit den Steuereinrichtungen PC1 und PC2 der Fig. 2 beschrieben worden ist und der Schalter B schaltet den Kondensator PC1 aus, außer wenn er für die Elektrosektion verwendet werden soll.

In Fig. 4 ist ein Gerät der Elektrochirurgie dargestellt, das ein Gehäuse 10 mit einer vorderen Schalttafel 11 aufweist. Die Leitungen 12 und 13 entsprechen den Leitungen E und PP der Fig. 3. Die Leitung 12 ist mit einem Elektrodenhalter verbunden, an dem eine auswechselbare Werkzeugelektrode 15 abnehmbar montiert ist. Die Leitung 13 ist mit einer Patientene.lektrode 16 verbunden, die die Gestalt einer Platte hat und sich in kapazitivem Kontakt mit dem Patienten befindet.

Ein Hauptschalter 17 ist an der Schalttafel 11 vorgesehen. Der Schalter 17 liegt in Reihe mit einem Fußschalter 18, so daß der Arzt bei der Benutzung des Gerätes das Gerät mit seinem Fuß ein- und ausschalten kann. Ein Schaltknopf 19 mit zwei Einstellmöglichkeiten bedient den Schalter b der Fig. 3 und ermöglicht es, daß der Arzt die entweder für die Elektrosektion (Stellung S) oder die für Elektrokoagulation oder Elektrofulguration (Stellung C/F) erforderliche Spannung einstellen kann. Mit den Knöpfen 20 und 21 können die Kondensatoren der Steuereinrichtung PC1 und PC2 der Fig. 3 unter Benutzung von Gradeinteilungen von Skalen auf der Schalttafel 11 eingestellt werden. Anzeigelampen 22 auf der Schalttafel zeigen an, wenn das Gerät eingeschaltet wird und welche Behandlungsart ausgewählt worden ist.

Zunächst stellt der Arzt den Knopf 19 auf die Stellung S und bestimmt dann durch Versuche die optimale Einstellung des Knopfes 20 für die Zwecke der Elektrosektion. Der Arzt kann

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dann vorübergehend auf die Elektrokoagulation oder Elektrofulguration übergehen, indem er lediglich die Stellung des Schalters 19 verändert. Die Einstellung der Leistung für die Zwecke der Koagulation oder der Fulguration wird durch Einstellung des Knopfes 21 bewirkt, während der Knopf 20 ungestört stehen bleibt. Die vorher vorgenommene Einstellung für die ElektroSektion kann jederzeit lediglich durch Rückschaltung des Schaltknopfes 19 wieder hergestellt werden.

Es sei lediglich als Beispiel erwähnt, daß in einem praktischen Fall die Stromquelle PU der Fig. 3 einen Strom bis zu 15OmA bei einer Frequenz von etwa 2 MHz und mit einer Spitzennennspannung von 500 V liefert.

Bei der El-ektro sekt ion können Einschnitte durch Führung der Werkzeugelektrode entlang der gewünschten Linien gemacht werden, ohne daß ein Druck auf das Körpergewebe des Patienten ausgeübt zu werden braucht. Wie schon erwähnt, wird der Knopf 20 so eingestellt, daß sich die günstigste Wirkung ergibt und es wird normalerweise festgestellt, daß die optimale Einstellung dann erreicht ist, wenn die Spannung wesentlich tiefer liegt als der oben angegebene Wert von 500 V.

Eine Elektrokoagulation wird dadurch bewirkt, daß die Werkzeugelektrode in Berührung mit dem Körpergewebe während einer kurzen Zeit von beispielsweise 1 bis 3 Sekunden gehalten wird, während eine Fulguration dadurch zustande kommt, daß die Werkzeugelektrode in einem kleinen Abstand von dem Gewebe gehalten wird, so daß der Luftzwischenraum ionisiert wird. Die Wirkung dieser letzteren Maßnahme ist Gewebe Schicht um Schicht abzubauen. Es wurde festgestellt, daß für die Zwecke der Elektrokoagulation und Elektrofulguration die Arbeitsspannung

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die durch Einstellung des Knopfes 21 bewirkt wird, wesentlich größer ist als die bei der ElektrοSektion.

Die Fulguration erfordert normalerweise eine höhere Spannung, als es für die Sektion oder für die Koagulation erforderlich ist. Fig. 5 zeigt eine Anordnung, die dies berücksichtigt, indem eine Stromquelle benutzt wird, die zwei Ausgangsspannungen V1 und V2 liefert und zwar eine normale Spannung und eine höhere Spannung.

Zwei miteinander verbundene Wählschalter B1 und B2 mit je drei Stellungen können dabei verwendet werden. Wenn beide Schalter sich in der Stellung befinden, die in Fig. 5 ganz oben liegt, wird die höhere Betriebsspannung über die Leitung V2 dem Kondensator PC2 zugeführt, der der Elektrodenleitung E die für die Fulguration erforderliche Spannung liefert. Wenn die beiden Schalter in ihrer mittleren Stellung nach Fig. 5 sind, wird die normale Spannung über eine Leitung V1 dem Kondensator PC2 und eine für die Koagulation geeignete Spannung der Elektrodenleitung E zugeführt. Wenn schließlich die beiden Schalter ihre unterste Stellung in Fig. 5 einnehmen, wird eine normale Spannung über die Leitung V1 dem Kondensator PC1 zugeführt, so daß die für die Sektion geeignete Spannung geliefert wird.

Die äußere Ansicht des Gerätes mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 ist derjenigen nach Fig. 4 ähnlich, außer daß der Schalter 19 drei getrennte Stellungen für die Elektrosektion, die Koagulation und die Fulguration aufweist und daß er gleichzeitig die Schalter B1 und B2 der Fig. 5 bedient.

Es sei bemerkt, daß auch in diesem Fall der Schalter B2 den bei der Sektion benutzten Kondensator PC1 abschaltet, außer wenn diese Betriebsart ausgewählt wird.

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Durch die Erfindung wird daher ein Gerät und eine Anordnung von Schaltern und Stromquelle geschaffen, die bei der Elektrosektion benutzt werden können und eine Verletzung des Patienten praktisch ausschließt, die in einer Nekrose oder im Verbrennen von Gewebe bestehen können, was bei den bisher benutzten Geräten infolge einer unrichtigen Spannungseinstellung bei der Umschaltung möglich gewesen ist.

In Fig. 6 ist eine abweichende Schaltungsanordnung dargestellt, die eine Gegenkopplungsschleife enthält. Hierdurch erfolgt eine automatische Regelung des Ausgangs stromes, der der Werkzeugelektrode zugeführt wird, um Veränderungen des Ausgangsstromes entgegenzuwirken, die z.B. durch Spannungsschwankungen der Starkstromleitungen oder durch Veränderungen im Patientenwiderstand verursacht sein können.

Zu diesem Zweck ist ein stromabhängiges Element CS in der Leitung E vorgesehen, welche die Stromquelle PU mit der Werkzeugelektrode verbindet. Das stromabhängige Element CS kann z.B. ein Widerstand oder ein Stromtransformator sein.

Die Steuereinrichtungen PC1 und PC2 für die betreffenden Betriebsarten sind mit dem stromabhängigen Element CS verbunden und in der Gegenkopplungsschleife befindet sich die eine oder die andere Steuereinrichtung PC1 oder PC1 je nach der Einstellung des Schalter B, und ein Verstärker I mit Inversion als Gegenkopplungselement. Je nach der Einstellung des Schalters B wirkt die Gegenkopplungsschleife daher zur Stabilisierung der Ausgangsleistung auf die entweder für die Elektrosektion oder die Koagulations/Fulguration benötigte Größe.

Wenn eine Störung,z.B. ein Abfall der Spannung in der Starkstromleitung oder eine Zunahme der Patientenimpedanz auftritt, die eine Abnahme des Ausgangsstromes bewirken würde, dann be-

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wirkt die Gegenkopplung von dem stromabhängigen Element CS eine Zunahme der Ausgangsleistung der Stromquelle.PU., welche diese Abnahme des Ausgangsstromes aufzuheben strebt.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Gerät der Elektrochirurgie mit einer Stromquelle, einer Werkzeugelektrode zur Ausführung verschiedener chirurgischer Eingriff und mit einem Einstell- bzw. Regelgerät für die der Werkzeugelektrode von der Stromquelle zugeführte Leistung,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Einstell- bzw. Regelgerät mindestens zwei Steuereinrichtungen (PC1, PC2) enthält, von denen mindestens eine einstellbar ist, und daß ein Wählschalter (B oder B1, B2), der mit seiner Ausgangsseite mit der Werkzeugelektrode (15, Fig. 4) verbunden ist, derart an die Steuereinrichtungen angeschlossen ist, daß die abgegebene Leistung entsprechend der Einstellung des Schalters von der betreffenden Steuereinrichtung (PC1 oder PC2) bestimmt wird, so daß nachdem die einstellbare Steuereinrichtung (PC1) auf einen gewünschten Wert eingestellt ist, der Werkzeugelektrode (15) erforderlichenfalls eine Leistung zuführbar ist, die von der andern Steuereinrichtung (PC2) abhängt, ohne daß die Einstellung der ersten Steuereinrichtung (PC1) verändert zu werden braucht.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuereinrichtungen (PC1, PC2) einstellbar sind.

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3. 3. Gerät nach .Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß jede der Steuereinrichtungen (PC1, PC2) einen veränderbaren Kondensator mit Luft als Dielektrikum enthält.
4. 4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (PU, Fig. 5) zwei Ausgänge (V1, V2) aufweist, die Ströme verschiedener Spannung an die Steuereinrichtungen (PC1, PC2) liefern.
5. 5. Gerät nach Anspruch 4,

   dadurch gekennzeichnet, daß es einen Spannungsumschalter (B1) mit drei Stellungen enthält, der in der einen Stellung eine erste Spannung von der Stromquelle an die Steuereinrichtungen (PC1, PC2) liefert, während er in den beiden anderen Stellungen des Schalters (B1) eine zweite Spannung an die Steuereinrichtungen (PC1, PC2) liefert,und daß ein Wählschalter (B2) mit drei Stellungen mit dem Spannungsumschalter zu gemeinsamer Bedienung verbunden ist, so daß, wenn der Spannungsumschalter (B1) sich in der ersten Stellung befindet, der Wählschalter (B2) seine erste Stellung einnimmt, in der er die erste Spannung von der einen Steuereinrichtung (PC2) an die Werkzeugelektrode (15, Fig. 4) legt, während, wenn sich der Spannungsumschalter (B1) in einer der beiden anderen Stellungen befindet, der Wählschalter (B2) die zweite Spannung von der einen oder anderen der beiden Steuereinrichtungen (PC1, PC2) liefert.

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6. 6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegenkopplungsschleife mit einem Gegenkopplungselement (I, Fig. 6) vorgesehen ist, welches die Stromabgabe der Stromquelle (PU) in Abhängigkeit von Veränderungen des Ausgangsstromes der letzteren regelt, um den Ausgangsstrom konstant zu halten.
7. 7. Gerät nach Anspruch 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsschleife (PC1, PC2, B, I, Fig. 6) ein stromabhängiges Element (CS) in der zur Werkzeugelektrode führenden Leitung (E) aufweist, so daß die Stromquelle (PU) in Abhängigkeit von Stromänderungen in der Zuführungsleitung (E) geregelt wird.
8. 8. Gerät nach Ansprüchen 6 oder 7,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (PC1, PC2) und der Wahlschalter (B) in der Gegenkopplungsschleife liegen, so daß der Ausgangsstrom mit Bezug auf den von dem Wählschalter (B) eingestellte Pegel der einen oder anderen Steuereinrichtung (PC1, PC2) stabilisiert wird.

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