JP7254711B2 - 医療器具に高周波交流電流を出力するための発生器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば生物組織の切除および／または凝固のための医療器具に高周波交流電流を出力するための発生器に関する。当該発生器は、自身に器具を電気的に接続して動作時に高周波交流電流を供給するため、相応の器具に接続可能な端子を有する。発生器および器具は、組み合わされて、外科用高周波機器もしくは外科用ＨＦ機器を形成している。

外科用高周波機器または外科用ＨＦ機器は、従来技術から長い間公知である。外科用ＨＦ機器によって形成されて適用時に出力されるＨＦエネルギは、例えば人体の切除または凝固に用いられる。当該用途では、ＨＦエネルギを組織に導入するための外科用電気器具が発生器に接続される。モノポーラ適用の場合、さらに、外科用ＨＦ機器へのエネルギのガイドバックに用いられるニュートラル電極またはガイドバック電極も接続される。バイポーラ適用の場合、ガイドバック電極は器具に配置されている。

最新の安全性要求に対応した、外科用ＨＦ機器のための現行の発生器は、アプリケーションユニットとこれからガルバニック分離された中間電流回路とを有する。外科用電気器具は、発生器のアプリケーションユニットに接続される。したがって、アプリケーションユニットは、電気外科的に適用される際には、患者の組織に直に接触する。アプリケーションユニットおよび中間電流回路は患者およびユーザの安全のために相互にガルバニック分離されている。こうした外科用ＨＦ機器の一例は、独国特許出願公開第１０２０１００２５２９８号明細書に記載されている。

本発明の課題は、高い動作安全性を提供する、改善された外科用ＨＦ機器を提供することである。

本発明にしたがって、当該課題は、給電ユニット、高周波発生器１次側ユニット（ＨＦ発生器１次側ユニット）、アプリケーションユニットおよび制御ユニットを有する、医療器具に高周波交流電流を出力するための発生器により解決される。ここで、ＨＦ発生器１次側ユニットは、給電ユニットとアプリケーションユニットとに接続されており、かつ動作中、アプリケーションユニットに高周波交流電流を供給するように構成されている。アプリケーションユニットは、少なくとも１つのリレーを介して、医療器具を接続するための端子に切り替え可能に電気的に接続されている。制御ユニットは、アプリケーションユニットからガルバニック分離されており、かつ少なくとも１つのリレーおよび場合によりアプリケーションユニットを制御するように構成されている。制御ユニットは、中間制御回路を介してアプリケーションユニットに接続されており、中間制御回路は、制御ユニットおよびアプリケーションユニットの双方からガルバニック分離されている。

本発明による中間制御回路は、当該中間制御回路によって駆動されるリレーのリレーコイルとセンスバックコンタクトとをきわめて小さい絶縁間隔で構成できるという利点を提供する。これにより、例えばより小さな構造のリレーが得られる。こうして、省スペースおよび重量の軽減が達成される。より小さな絶縁間隔が可能となる理由は、中間制御回路が発生器の制御ユニットからガルバニック分離される場合、アプリケーションユニットと中間制御回路との間の最大電位差（ひいてはリレーが形成しなければならない絶縁電圧）がより小さくなりうるよう中間制御回路を形成できることにあり、これにより、発生器の中間回路と中間制御回路との間で既により大きな最大電位差を支配的とすることができる。当該インタフェースでは、こうしたより大きな最大電位差により、相応に高い絶縁電圧を達成するためのコストがさらに低減される。

ＨＦ１次側ユニットおよび制御ユニットは、１つの回路板上に実現可能であり、１次供給制御ユニットを形成する。この場合、中間制御回路は、自身からガルバニック分離された２次制御ユニットを形成し、この２次制御ユニットは、アプリケーションユニットの出力を切り替えるリレーの駆動および読み出しを行う。

好適には、中間制御回路の電圧供給は、中間制御回路と制御ユニットとの間に配置された変換器、例えば直流電流変換器、例えばＤＣ／ＤＣコンバータにより行われる。

制御ユニットから中間制御回路への信号伝達のために、好適には、このような変換器、例えば光カプラが設けられる。

中間制御回路は、好適には、リレーを駆動しそのセンスバックコンタクトを読み出すために一方側で少なくとも１つのリレーに接続されたリレー制御ユニット、例えばコントローラを有する。他方側では、リレー制御ユニットは、変換器、例えば光カプラを介して、制御ユニットに接続されており、こうした手段により制御ユニットと制御信号を交換することができる。

リレー制御ユニットはコントローラとして構成可能であるので、中間制御回路と制御ユニットとの間には、リレー駆動のためのものよりも少数の信号変換器、例えばより少数の光カプラを設けることができる。なぜなら、当該信号変換器を介して、リレー制御ユニットによって復号化され、複数のリレーに対するリレー制御信号に変換可能な、より複雑な符号化信号も伝送可能となるからである。

またこのことは、制御ユニットと中間制御回路との間に、高電圧耐性を有する少数の要素のみ、例えば光カプラまたはＤＣ／ＤＣコンバータのみを設ければよいことに寄与している。このため、制御ユニットと中間制御回路との間の２ｋＶ超、例えば４ｋＶ超の絶縁電圧の実現を容易にすることができる。他方では、これにより、中間制御回路とアプリケーションユニットとの間の絶縁電圧を最大１ｋＶに制限することができ、よって、リレーをこのような絶縁電圧に対して構成する必要もなくなる。

発生器のアプリケーションユニットは、好適には、ＨＦ発生器１次側ユニットと共に高電圧トランスを形成する高周波発生器回路を有し、これにより、アプリケーションユニットは、ＨＦ発生器１次側ユニットから同様にガルバニック分離される。このことにより同様に、ＨＦ発生器１次側ユニットと制御ユニットとが共通の電位レベルで駆動可能となり、制御ユニットとＨＦ発生器１次側ユニットとを相互にガルバニック分離する必要がなくなる。

本発明を、以下に、図に関連した実施例に即して詳細に説明する。図には次のことが示されている。

本発明による発生器の概略的なブロック回路図である。 本発明による発生器の第２の概略的な図である。

図１に示されている発生器１０は、給電ユニット１２を有し、この給電ユニット１２は、ＨＦ発生器１次側ユニット１４と発生器１０の制御ユニット１６とに接続されており、発生器のこれらの要素にエネルギを供給する。例えば、ＨＦ発生器１次側ユニット１４および制御ユニット１６は、トランス１８を介して給電ユニット１２に接続可能である。なお、給電ユニット１２は、バッテリ電源であってもよいし、または一種の電流供給ユニットであってもよい。

ＨＦ発生器１次側ユニット１４の一部は高周波トランス２０の１次コイルであり、この高周波トランス２０の２次側はアプリケーションユニット２２の部分である。アプリケーションユニット２２は、例えば発生器１０の動作中、発生器１０に接続された医療器具に出力可能な高周波高電圧を形成するように構成された高周波発生器回路２４を有する。このために、高周波発生器回路２４は、リレー２６を介して、１つもしくは複数の医療器具を接続するための端子２８に接続されている。リレー２６を介して、高周波発生器回路２４と端子２８との間の接続を切り替えることができる。

リレー２６の駆動ならびにそのセンスコンタクトの読み出しは、リレー制御ユニット３２を含む中間制御回路３０により行われる。中間制御回路３０は、一方側では、特に一方のＤＣ／ＤＣコンバータ３４と他方の光カプラ３６とを介して、制御ユニット１６に接続されている。これにより、中間制御回路３０は制御ユニット１６からガルバニック分離されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３４は、中間制御回路３０にエネルギを供給するために用いられる。光カプラ３６は、制御ユニット１６と中間制御回路３０のリレー制御ユニット３２との間で制御信号を伝送するために用いられる。

リレー制御ユニット３２は、制御ユニット１６側で、光カプラ３６を介して受信された制御信号を、リレー２６を個別に駆動可能とするためのリレー制御信号へ変換するように構成されている。さらに、リレー制御ユニット３２は、リレー２６のセンスバックコンタクトを読み出して相応のコントロール信号を形成可能であり、当該コントロール信号は、リレー制御ユニット３２から光カプラ３６を介して制御ユニット１６へ伝達可能である。中間制御回路３０から制御ユニット１６までの対応する距離だけでなく、光カプラ３６およびＤＣ／ＤＣコンバータ３４も、制御ユニット１６と中間制御回路３０との間の絶縁電圧が例えば４ｋＶとなるように選定されている。他方、中間制御回路３０とアプリケーションユニット２２との間の絶縁電圧は例えば１ｋＶのみであり、これにより、リレー２６は１ｋＶの絶縁電圧に対して設計されれば充分であり、発生器１０の例えば５ｋＶの最大出力電圧に対する手段でなくてよい。

１０ 発生器
１２ 給電ユニット
１４ 高周波発生器１次側ユニット（ＨＦ発生器１次側ユニット）
１６ 制御ユニット
１８ トランス
２０ 高周波トランス
２２ アプリケーションユニット
２４ 高周波発生器回路
２６ リレー
２８ 端子
３０ 中間制御回路
３２ リレー制御ユニット
３４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６ 光カプラ

Claims (5)

1. 医療器具に高周波交流電流を出力するための発生器（１０）であって、
   給電ユニット（１２）、ＨＦ発生器１次側ユニット（１４）、アプリケーションユニット（２２）および前記発生器（１０）の制御ユニット（１６）を有しており、これらのうち、前記ＨＦ発生器１次側ユニット（１４）は、前記給電ユニット（１２）と前記アプリケーションユニット（２２）とに接続されており、かつ動作中、前記アプリケーションユニット（２２）の高周波発生器回路（２４）に高周波交流電流を供給するように構成されており、
   前記アプリケーションユニット（２２）の前記高周波発生器回路（２４）は、前記アプリケーションユニット（２２）の少なくとも１つのリレー（２６）を介して、医療器具を接続するための端子（２８）に切り替え可能に電気的に接続されており、
   前記制御ユニット（１６）は、中間制御回路（３０）を介して前記アプリケーションユニット（２２）に接続されており、
   前記中間制御回路（３０）は、前記制御ユニット（１６）から制御信号を受信して、前記少なくとも１つのリレー（２６）を個別に制御するように構成され、
   前記中間制御回路（３０）は、前記制御ユニット（１６）および前記アプリケーションユニット（２２）の前記高周波発生器回路（２４）の双方からガルバニック分離されている、
   ことを特徴とする発生器（１０）。
2. 前記中間制御回路（３０）は、前記発生器（１０）の動作中、前記制御ユニット（１６）からの制御信号を受信し、該制御信号に基づいてリレー制御信号を形成し、前記アプリケーションユニット（２２）の前記少なくとも１つのリレー（２６）に出力するように構成されている、請求項１記載の発生器（１０）。
3. 前記中間制御回路（３０）は、少なくとも１つの光カプラ（３６）を介して前記制御ユニット（１６）に接続されており、
   前記光カプラ（３６）は、前記制御ユニット（１６）からの制御信号を前記中間制御回路（３０）に伝送するように構成されており、
   前記中間制御回路（３０）は、前記制御ユニット（１６）から受信された制御信号を処理し、該受信された制御信号に基づいてリレー制御信号を形成するように構成されたリレー制御ユニット（３２）を有している、請求項２記載の発生器（１０）。
4. 前記アプリケーションユニット（２２）は、複数のリレー（２６）を有しており、
   前記制御ユニット（１６）と前記中間制御回路（３０）との間の前記光カプラ（３６）の数は、前記リレー（２６）の数より小さい、
   請求項３記載の発生器（１０）。
5. 前記制御ユニット（１６）と前記中間制御回路（３０）との間の絶縁電圧は２ｋＶより大きく、前記中間制御回路（３０）と前記アプリケーションユニット（２２）との間の絶縁電圧は最大１ｋＶである、請求項１から４までの少なくとも１項記載の発生器（１０）。

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