DE2801503A1

DE2801503A1 - Stromversorgungsanordnung fuer ein elektrochirurgisches geraet

Info

Publication number: DE2801503A1
Application number: DE19782801503
Authority: DE
Inventors: Yuji Ikuno; Yutaka Tanaka
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1978-08-03
Also published as: US4154240A; JPS5389293A; JPS5540259B2; DE2801503C3; DE2801503B2

Description

Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät, mit einem Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung eines hochfrequenten Schneidsignals, und mit einem Niederfrequenzgenerator zur Erzeugung eines niederfrequenten Signals.

Ein elektrochirurgisches Gerät ist normalerweise so aufgebaut, daß wahlweise ein Schneidstrom, ein Koagulationsstrom und ein gemischter Strom erzeugt werden kann. Dabei ist der Schneideffekt, den der Schneidstrom auf den Körper ausübt, stärker als der Koagulationseffekt, den der Koagulationsstrom hervorruft. Aus diesem Grunde kann bei Verwendung eines gemischten Stromes der Koagulationseffekt nur erwartet werden, wenn ein kleiner gemischter Strom verwendet wird. Ferner ist zu berücksichtigen, daß bei einer Änderung des gemischten Stromes das Verhältnis zwischen dem Schneidstrom und dem Koagulationsstrom - diese beiden Ströme sind in dem gemischten Strom enthalten - sich ändert, so daß ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt nicht erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt erzielt werden kann.

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Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Mittel zum Modulieren des hochfrequenten Schneidsignals mit dem niederfrequenten Signal zur Erzeugung eines Koagulationssignals vorgesehen sind, daß Mittel vorgesehen sind, um das Schneidsignal mit dem Koagulationssignal auf einer Zeitmültiplexbasis zur Erzeugung eines gemischten Signals zu kombinieren,und daß Mittel vorgesehen sind, um das Schneidsignal, das Koagulationssignal oder das gemischte Signal auszuwählen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromversorgungsanordnung,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Signalerzeugungsschaltung, die wahlweise ein Schneidsignal, : ein Koaguiationssignal und ein gemischtes

Signal erzeugt,

! Fig. 3 Wellenformen von elektrischen Signalen an

verschiedenen Stellen der Schaltung in Fig. 2,

j Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkung eines elektrischen Messers

auf eine biologische Struktur,

l j Fig. 5 eine Wellenform für ein gemischtes Signal,

Fig. 6 eine abgewandelte Signalerzeugungsschaltung i und ;

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Fig. 7 eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Schaltung.

Die in Fig. 1 dargestellte Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät besteht aus einer Signalerzeugungsschaltung 11, mit der wahlweise ein Schneidsignal, ein Koagulationssignal und ein Mischsignal erzeugt werden kann, was später noch [ in Einzelheiten erläutert wird. Das Ausgangssignal der Signalerzeugungsschaltung 11 wird in einem Spannungsverstärker 12 und dann in einem Leistungsverstärker 13 verstärkt. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 13 wird einem nicht dargestellten elektrischen Messer über einen Transformator 14 und den Körper eines nicht dargestellten Patienten zugeführt.

Fig. 2 zeigt in Einzelheiten den Aufbau der Signalerzeugungsschaltung 11. Es ist ein Hochfrequenzoszillator 15 vorgesehen, der hochfrequente Impulse mit einer Frequenz von beispielsweise 575 KHz erzeugt, und ferner ist ein Niederfrequenzoszillator 16 vorhanden, der niederfrequente Impulse mit einer Frequenz von beispielsweise 5 KHz erzeugt, und schließlich ist ein Mischsteuer-

' Signalgenerator 17 vorgesehen, der beispielsweise durch einen Multivibrator gebildet wird. Der Ausgang des Hochfrequenzoszillators 15 wird den ersten Eingängen von UND-Torschaltungen 19 und zugeführt, während der Ausgang des Niederfrequenzoszillators 16

^! an den ersten Ausgang einer UND-Torschaltung 20 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemmen S und S des Mischsteuersignalgenerators 17 sind mit den zweiten Eingängen der ÜND-Torschaltungen 19 und 20 verbunden. Eine Eingangsklemme, die zu der Ausgangsklemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 gehört, ist mit einer Quelle ⁺V_CC über Schalter 23 und 25 verbunden, die in Reihe liegen, während eine Eingangsklemme, 3ie zu der Ausgangsklemme S gehört, an die Quelle ⁺V_CC über einen Schalter 24 angeschlossen ist. Die Quelle ⁺Vq_C ist nit den Anodenelektroden von Dioden 27 und 28 über einen Schalter 26 angeschlossen, der mit den Schaltern 23, 24 und 25 gekuppelt ist, und die Kathodenelektroden der Dioden sind mit den dritten Eingängen der UND-Torschaltungen 19 und 20 sowie mit

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Erde über Widerstände 29 und 30 verbunden.

Der Ausgang der UND-Torschaltung 20 ist mit dem zweiten Eingang der UND-Torschaltung 21 über eine Differenzierschaltung 18 verbunden und die Ausgänge der UND-Torschaltungen 19 und 21 sind an den ersten und zweiten Eingang einer ODER-Torschaltung 22 angeschlossen, deren Ausgang dem in Fig. 1 dargestellten Spannungsverstärker 12 zugeführt wird. Die Signalerzeugungsschaltung 11 arbeitet wie folgt. Der Hochfrequenzoszillator 15 erzeugt ein in Fig. 3 dargestelltes hochfrequentes Impulssignal a, das den UND-Torschaltungen 19 und 21 zugeführt wird. Der Niederfrequenzoszillator 16 erzeugt ein niederfrequentes Impulssignal b, das der UND-Torschaltung 20 zugeführt ist. Wenn der Mischsteuersignalschalter 25 geschlossen ist, ist der Koagulationsschalter 24 geöffnet, und der Schneidsignalschalter 23 ist geschlossen, so daß die Ausgangsklemme S des Mischsteuersignalgenerators auf einen hohen Pegel kommt, während der Ausgang S einen niederigen

■ Pegel annimmt. Wenn andererseits der Mischsignalschalter 25 und der Koagulationssignalschalter 24 geschlossen sind, und der Schneidsignalschalter 23 geöffnet ist, wird der Ausgang S des Mischsteuersignalgenerators 17 auf niedrigen Pegel gelegt, während

ι der Ausgang S einen hohen Pegel annimmt. Wenn die Eingänge des Mischsteuersignalgenerators 17, die den Ausgängen S und S entsprechen, geöffnet werden, oszilliert der Mischsteuersignal-

_

! generator 17 und erzeugt an den Ausgängen S und S Signale d und e.

ί Unter Heranziehung der vom Mischsteuersignalgenerator

erzeugten Signale werden das Schneidsignal, das Koagulationssignal ; und das Mischsignal wie folgt erzeugt:

Fall (i)_# bei dem nur das Schneidsignal erzeugt wird.

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In diesem Falle sind der Schneidschalter 23 und der Mischschalter 25 geschlossen, während der Koagulationsschalter 24 geöffnet ist. Als Folge davon kommt die Ausgangsklemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 auf hohen Pegel. Wenn der Schneidschalter 23 geschlossen wird, wird der damit gekuppelte Schalter 26 ebenfalls geschlossen. Als Folge davon führt die UND-Torschaltung 19 das hochfrequente Impulssignal a, das vom Hochfrequenzoszillator 15 erzeugt wird, über die UND-Torschaltung 19 und die ODER-Torschaltung 23 zum Spannungsverstärker 12. Das hochfrequente Signal wird im Spannungsverstärker 12 und im Leistungsverstärker 13 verstärkt und dann über den Transformator 14 dem elektrischen Messer als hochfrequenter Schneidstrom zugeführt.

Fall (ii), bei dem nur das Koagulationssignal erzeugt wird.

In diesem Falle sind der Koagulationsschalter 24 und der Mischschalter 25 geschlossen und der Schneidschalter 23 geöffnet, so daß die Ausgangsklemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 den hohen Pegel annimmt. Hierbei ist der mit dem Schalter 24 gekuppelte Schalter 26 ebenfalls geschlossen. Folglich wird das vom Niederfrequenzoszillator 16 erzeugte niederfrequente Signal b von der UND-Torschaltung 20 zur Differenzierschaltung 18 geleitet. Die Differenzierschaltung 18 erzeugt das in Fig. 3 dargestellte differenzierte Signal c. Wenn dieses differenzierte Signal c und das hochfrequente Signal a den Eingängen der UND-Torschaltung 21 zugeführt werden, wird das hochfrequente Signal a durch das differenzierte Signal c moduliert, so daß das Koagulationssignal g gebildet wird, das dem elektrischen Messer über die ODER-Torschaltung 22 und die Verstärker 12 und 13 zugeführt wird.

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Fall (iii), bei dem ein Mischsignal erzeugt wird.

In diesem Falle sind die Schalter 23, 24 und 25, die dazu dienen, den Mischsteuersignalgenerator 17 zur Selbsterregung : zu bringen, geöffnet. Wenn der Mischsteuersignalgenerator 17 ι oszilliert, werden an den Ausgangsklemmen S und S die in Fig. : dargestellten Signale d und e erzeugt. Wenn dann der Schneidschalter 23 geschlossen wird, um den Schalter 26 zu schließen, I wird der Ausgang b des Niederfrequenzoszillators 16 der Differenzierschaltung 18 über die UND-Torschaltung 20 nur zugeführt, wenn das Mischsignal e auf hohem Pegel ist. Demzufolge erzeugt die Differenzierschaltung 18 das in Fig. 3 dargestellte differenzierte ■ Signal f. Wenn dieses Signal f dem Eingang der UND-Torschaltung ; 21 zusammen mit dem hochfrequenten Signal a zugeführt wird, erzeugt die UND-Torschaltung 21 ein Ausgangssignal g, das durch ι
!Modulation des hochfrequenten Signals a mit dem differenzierten :Signal f gebildet wird. Andererseits verläuft das hochfrequente Signal a nur durch die UND-Torschaltung 19, wenn das Mischsignal d auf hohem Pegel ist. Mit anderen Worten erzeugt die UND-Torschaltung 19 ein Signal h, das dem mit dem Mischsignal d modulierten Hochfrequenzsignal a entspricht. Wenn die Signale g und h I den Eingängen der ODER-Torschaltung 22 von den UND-Torschaltungen 19 und 21 zugeführt werden, wird eine Mischung aus den Signalen g und h, d.h. ein Mischsignal i erzeugt. Das Mischsignal i entspricht somit einem zusammengesetzten Signal, das auf einer Zeitmultiplexbasis aus dem hochfrequenten Signal oder dem Schneidsignal und einem Signal, das durch Amplitudenmodulation des hochfrequenten Signals mit dem differenzierten Signal, d.h. mit dem Koagulationssignal g gebildet wird, zusammengesetzt wird. Dieses : Mischsignal wird dem elektrischen Messer als Mischstrom über die ! Verstärker 12 und 13 und den Transformator 14 zugeführt. Wie oben j erwähnt wurde, wird der Mischstrom durch Zusammensetzung des ι

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Schneidstromes und des Koagulationsstromes auf Zeitmultiplexbasis erzeugt und nicht nur durch einfache Überlagerung dieser beiden Ströme, so daß der Schneidstrom und der Koagulationsstrom sich nicht gegenseitig störend beeinflussen. Damit sind auch der Schneideffekt und der Koagulationseffekt unabhängig.

Fig. 4 zeigt die vom elektrischen Messer 31 erzeugten Schneid- und Koagulationseffekte. Fig. 5 zeigt die Wellenform des Mischstromes, der zur Erzeugung der Schneid- und Koagulationseffekte fließt. In Fig. 4 und 5 wird während eines Intervalls t , in dem der Schneidstrom durch das elektrische Messer 31 verläuft, die biologische Struktur 32 auf einer Länge L^ geschnitten, und dann fließt der Koagulationsstrom durch das Messer während eines Intervalls t . Dann koaguliert infolge der vom Koagulationsstrom erzeugten Hitze die biologische Struktur 32 in Richtung des Pfeiles. Wenn der Schneidstrom erneut durch das elektrische Messer 31 fließt, wird auch erneut die biologische Struktur 32 geschnitten. Auf diese Weise schneidet das Messer 31 die biologische Struktur, nachdem der zu schneidende Bereich koaguliert ; worden ist, so daß eine Blutung wirksam unterbunden wird.

Fig. 6 zeigt einen abgewandelten Mischsteuersignalgenerator 17, bei dem das vom Hochfrequenzoszillator 15 erzeugte hochfrequente Signal dem einen Eingang einer UND-Torschaltung 34 zugeführt wird, während dem Eingang einer UND-Torschaltung 33 der Ausgang von der Klemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 und die Spannung der Quelle +V--über den Schalter zugeführt werden. Die Ausgänge der UND-Torschaltung 33 und der Differenzierschaltung 18 werden den Eingängen einer ODER-Torschaltung 35 zugeführt und der an Ausgang ist mit dem zweiten Eingang der UND-Torschaltung 34 verbunden. Im übrigen hat die Schaltung den gleichen Aufbau

J wie die Schaltung, die in Fig. 2 dargestellt ist. Bei der in Fig. 6 gezeigten Abwandlung wird das von der Differenzierschaltung

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erzeugte differenzierte Signal f durch die ODER-Torschaltung 35 mit dem durch die UND-Torschaltung 33 verlaufenden Mischsteuersignal d zusammengefügt, um in der UND-Torschaltung 37 ein Signal k zu erzeugen. Das vom Hochfrequenzoszillator 15 erzeugte hochfrequente Signal a wird durch dieses Signal k in der UND-Torschaltung 34 moduliert, um ein Mischsignal j zu erzeugen. Im übrigen arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 6 wie die Schaltung in Fig. 2.

Zusammenfassend sieht die Erfindung also vor, ein von einem Hochfrequenzoszillator erzeugtes Schneidsignal durch ein niederfrequentes, differenziertes Signal zu modulieren, das durch Differenzierung eines von einem Niederfrequenzoszillator erzeugten niederfrequenten Signal gebildet wird, um ein Koagulationssignal zu erhalten. Das Schneidsignal und das Koagulationssignal werden dann auf einer Zeitmultiplexbasis zusammengefügt, um ein Mischsignal zu erzeugen. Durch dieses Mischsignal wird ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt bei gleichzeitig wirksamer Blutstillung erreicht.

Es sind auch Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise kann bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung der Ausgang S des Mischsteuersignalgenerators 17 statt an die UND-Torschaltung 20 an den einen Eingang der UND-Torschaltung 21 angeschlossen werden, was in Fig. 7 dargestellt ist.

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Claims

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Olympus Optical Co., Ltd. 235/138

Patentansprüche

iy Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät, mit einem Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung eines hochfrequenten Schneidsignals und mit einemNiederfrequenzgenerator zur Erzeugung eines niederfrequenten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Modulieren des hochfrequenten Schneidsignals mit dem niederfrequenten Signal zur Erzeugung eines Koagulationssignals vorgesehen sind, daß Mittel vorgesehen sind, um das Schneidsignal mit dem Koagulationssignal auf einer Zeitmultiplexbasis zur Erzeugung eines gemischten Signals zu kombinieren, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Schneidsignal, das Koagulationssignal oder das gemischte Signal auszuwählen.
2. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkungsschaltung (12, 13) für das von den Auswahlmitteln ausgewählte Signal und ein Transformator (14) zur Übertragung des verstärkten Signals zu dem elektrochirurgischen Gerät vorgesehen sind.
3. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenzierschaltung (18) zur Differen-

8 0 9 8 31/0650 ^{rtO1G1NftL lNSPECTED}

zierung des niederfrequenten Signals vorgesehen -ist, bevor dieses mit dem hochfrequenten Schneidsignal moduliert wird, daß Schaltungsmittel (17) zur Erzeugung von zwei Mischsignalen sowie Mittel (19, 21) zur Modulation des Schneidsignals und des Koagulationssignals mit diesen zwei Signalen vorgesehen sind, und daß ferner Mittel (22) zur Kombination der modulierten Signale zu dem gemischten Signal vorgesehen sind.
4. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel aus einem Mischsteuersignalgenerator (17) zur wahlweisen Erzeugung von zwei gegenphasigen Mischsignalen und von zwei einen unterschiedlichen Pegel aufweisenden Mischsignalen besteht, daß eine erste UND-Torschaltung (19) vorgesehen ist, die das hochfrequente Schneidsignal und eines der Mischsignale zur Erzeugung eines Signals empfängt, das einem logischen Produkt aus diesen Signalen entspricht, daß eine zweite UND-Torschaltung (20) vorgesehen ist, die das niederfrequente Signal und das zweite Mischsignal zur Erzeugung eines Signals empfängt, das einem logischen Produkt dieser Signale entspricht, daß die Differenzierschaltung (18) von der zweiten UND-Torschaltung (20) gespeist wird, daß eine dritte UND-Torschaltung (21) vorgesehen ist, die das hochfrequente Schneidsignal und den Ausgang der Differenzierschaltung (18) empfängt, um ein Koagulationssignal zu erzeugen, das einem logischen Produkt dieser Signale entspricht, und daß eine ODER-Torschaltung (22) vorgesehen ist, die das Signal der ersten UND-Torschaltung (19) und das Koagulationssignal von der dritten UND-Torschaltung (21) empfängt, die als Ausgang das Schneidsignal oder das Koagulationssignal abgibt, wenn der Mischsteuersignalgenerator (17) Signale mit unterschiedlichem Pegel erzeugt, und die als Ausgang ein Mischsignal abgibt, wenn der Mischsteuersignalgenerator (17) Signale mit entgegengesetzter Phase erzeugt.

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5. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ODER-Torschaltung (22) an die Verstärkerschaltung (12, 13) angeschlossen ist.
6. ' Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zur Erzeugung der beiden Mischsignale aus einem Mischsteuersignalgenerator (17) bestehen, daß eine erste UND-Torschaltung (20) vorgesehen ist, die das niederfrequente Signal und eines der Mischsignale empfängt, und das niederfrequente Signal durchläßt, wenn das Mischsignal auf hohem Pegel ist, daß an die UND-Torschaltung (20) die Differenzierschaltung (18) zum Empfang des durchgelassenen niederfrequenten Signals angeschlossen ist, daß eine ODER-Torschaltung (35) vorgesehen ist, die den Ausgang der Differenzierschaltung (18) und das zweite Mischsignal empfängt, daß eine zweite UND-Torschaltung (34) vorgesehenist, die das hochfrequente Schneidsignal und den Ausgang der ODER-Torschaltung (22) empfängt, daß die ODER-Torschaltung (35) den Ausgang der Differenzierschaltung (18) durchläßt, wenn das erste Mischsignal auf hohem Pegel und das zweite Mischsignal auf niedrigem Pegel ist, daß die zweite UND-Torschaltung (34) das Koagulationssignal durch Modulation des hochfrequenten Schneidsignals mit dem Ausgang der Differenzierschaltung (18) erzeugt, daß die ODER-Torschaltung ein Signal mit hohem Pegel erzeugt, wenn das erste Mischsignal auf niedrigem Pegel und das zweite Mischsignal auf hohem Pegel ist, so daß die zweite UND-Torschaltung das Schneidsignal durchläßt, daß die zweite UND-Torschaltung (34) dann, wenn die Mischsignale eine entgegengesetzte Phasenlage aufweisen, ein gemischtes Signal erzeugt, das aus dem mit dem ersten Mischsignal modulierten Koagulationssignal und aus dem mit dem zweiten Mischsignal modulierten Schneidsignal besteht.
- Beschreibung -
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