DE2801503C3

DE2801503C3 - Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät

Info

Publication number: DE2801503C3
Application number: DE2801503A
Authority: DE
Inventors: Yuji Hino Ikuno; Yutaka Hachioji Tanaka
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS5540259B2; US4154240A; DE2801503A1; JPS5389293A; DE2801503B2

Description

3. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Modulation und Kombination folgendes umfassen:

1. ein viertes UND-Tor (20), dem wenigstens das niederfrequente Signal (b) und eines (e) der beiden Mischsignale (d, e)zugeführt sind, wobei das Ausgangssignal des vierten UND-Tores (20) der Differenzierschaltung (18) zugeführt ist,

2. ein zweites ODER-Tor (35), dem das differenzierte Signal (f) der Differenzierschaltung (18) und das andere Mischsignal ^zugeführt sind,

3. ein fünftes UND-Tor (34), dem das hochfrequente Schneidsignal (a) und das Ausgangssignal des zweiten ODER-Tores (35) zugeführt sind (F ig. 6).

4. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Modulation und Kombination folgendes umfassen:

1. ein erstes UND-Tor (19), dem wenigstens das hochfrequente Schneidsignal (a) und eines (d) der beiden Mischsignale (d, e) zugeführt sind,

2. ein drittes UND-Tor (21), dem das hochfrequente Schneidsignat (a), das differenzierte Signal (c) der Differenzierschultung (18) und das andere Mischsignal (e) zugeführtsind,
3, ein erstes ODER-Tor (22), dem das Ausgangssignal (h) des ersten UND-Tores (19) und das Ausgangssignal fejdes dritten UND-Tores (21) zugeführt sind (F ig, 7),

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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 Koagulations strom — diese beiden Ströme sind in dem gemischten

Strom enthalten — sich ändert, so daß ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt nicht erzielt werden

kann.

In der FR-PS 20 48 527 ist ein elektrochirurgisches

Gerät beschrieben, welches wahlweise ein Schneidsignal oder ein Koagulationssignal erzeugen kann. Die Erzeugung eines gemischten Stromes ist bei diesem bekannten Gerät nicht vorgesehen. Zur Gewinnung eines Schneid- bzw. Koagulationssignals wird ein hochfrequentes Signal durch ein niederfrequentes Signal moduliert, wobei das niederfrequente Signal einen ersten Bereich konstanter Amplitude und einen sich daran anschließenden zweiten Bereich mit abfallender Amplitude aufweist Es sind also bei dem bekannten elektrochirurgischen Geräi nur zwei Betriebsbedingungen möglich, die sich je nach der Stellung eines vorgesehenen Umschaltkontaktes einstellen. Im Zusammenhang mit dieser Maßnahme kann die sogenannte Arbeitszeit verändert werden, welche die Schneidzeit, die unmittelbar darauffolgende Koagulationszeit sowie die anschließende Totzeit umfaßt.

Durch die US-PS 36 75 655 ist weiterhin ein elektrochirurgisches Gerät bekanntgeworden, mit dem neben einem Schneid- und Koagulationssignal auch ein gemischtes Signal erzeugt werden kann. Auch hier ist zum Modulieren ein hochfrequentes Signal vorgesehen, wobei zur Erzeugung des gemischten Signals die Breite der hochfrequenten Impulsfolge und das Intervall zwischen den Impulsfolgen variiert wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei diesem bekannten elektrochirurgischen Gerät kein ausreichend stabiler Schneid- und Koagulationseffekt erzielt werden kann, und daß somit der Schneideffekt und der Koagulationseffekt nicht voneinander unabhängig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Erzeugung eines den Schneidstrom und den Koagulationsstrom enthaltenden gemischten Stromes ermöglicht, wobei ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt erzielt werden kann und der Schneideffekt und der Koagulationseffekt voneinander unabhängig sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Stromversorgungsanordnung durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Es werden aJso bei der Erfindung getrennt von den s hochfrequenten und niederfrequenten Signalen zwei hoillatoMischsignale erzeugt, um das hochfrequente Schneidsignal und das Koagulationssignal oder ,Itsn das niederfrequente differenzierte Signal jeweils mit einem der Mischsignale zu modulieren. Nach der erfolgten Modulation werden diese Signale kombiniert, wodurch dann das gemischte Signal erhalten wird. Die Maßnahme, zusätzlich zu den in jedem Fall erforderlichen hochfrequenten und niederfrequenten Signalen noch zwei gegenphasige Mischsignale durch einen Misch-Steuersignalgenerator zu erzeugen, führt zu einer Schaltung, die in vorteilhafter Weise die Verwendung logischer Torschaltungen gestattet und die Unabhängigkeit des Schneideffekts von dem Koagulationseffekt gewährleistet Dadurch wird zugleich ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromversorgungsanordnung,

F i g. 2 die in F i g. 1 dargestellte Signalerzeugungsschaltung, die wahlweise ein Schneidsignal, ein Koagulationssignal und ein gemischtes Signal erzeugt,

Fig.3 Wellenformen von elektrischen Signalen an verschiedenen Stellen der Schaltung in F i g. 2,

Fig.4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkung eines elektrischen Messers auf eine biologische Struktur,

Fig.5 eine Wellenform für einen gemischten Strom und

Fig.6 eine abgewandelte Signalerzeugungsschaltung,

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

Die in Fig. 1 dargestellte Stromversoigungsanordnung für ein elektrochirurgisches Gerät besteht aus einer Signalerzeugungsschaltung U, 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 NiederfrequenzoszHlator 16 vorhanden, der niederfrequente Impulse mit einer Frequenz von beispielsweise 3 KHz erzeugt, und schließlich ist ein Mischsteuersignalgenerator 17 vorgesehen, der beispielsweise durch einen Multivibrator gebildet wird. Der Ausgang des Hochfrequenzoszillators 15 wird den ersten Eingängen von UND-Torschaltungen 19 und 21 zugeführt, während der Ausgang des Niederfrequenzcszillators 16 an den ersten Ausgang einer UN D-Torschaitung 20 angeschlossen ist. Die Ausgangsklemmen 5 und S des Mischsteuersignalgenerators 17 sind mit den zweiten Eingängen der UND-Torschaltungen 19 und 20 verbunden. Eine Eingangsklemme, die zu der Ausgangsklemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 gehört, ist mit einer Quelle + Vcc ober Schalter 23 und 25 verbunden, die in Reihe liegen, währendejne Eingangsklemme, die zu der Ausgangsklemme S gehört, an die Quelle + Vcc über einen Schalter 24 angeschlossen ist Die Quelle + Vcc ist mit 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 Erde über Widerstände 29 und 30 verbunden.

Der Ausganj 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 'Jl sind an den ersten und zweiten Eingang einer ODER-Torschaltung 22 angeschlossen, deren Ausgang dem in F i g. 1 dargestellten Spannungsverstärker 12 v.jgeführt wird. Die Signaierzeugungsschaltung 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 Niederfrequenzoszülator 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 5 des Mischsteuersignalgenerators auf einen hohen Pegel kommt, während der Ausgang Ί> einen niedrigen Pegel annimmt. Wenn andererseits der Mischsignalschalter 25 und der Koagulationssignalschalter 24 geschlossen sind, und der Schneidsignalschalter 23 geöffnet ist wird der Ausgang 5 des Mischsteuersignalgenerators_ 17 auf niedrigen Pegel gelegt, während der Ausgang Seinen hohen Pegel annimmt Wenn die Eingänge des Mischstenersignalgenerators 17, die den Ausgängen 5 und S entsprechen, geöffnet werden, oszilliert der Mischsteuersignalgeneiator 17 und erzeugt an den Ausgängen 5 und 5 Signale c/und e.

Unter Heranziehung der vom Mischsteuersignalgenerator 17 erzeugten Signale werden das Schneidsignal, das Koagulationssignal und das Mischsignal wie folgt erzeugt:

Fall (i), bei dem nur das Schneidsignal
erzeugt wird

'n diesem Falle sind der Schneidschalter 23 und der Mischschalter 25 geschlossen, während der Koagulationsschalter 24 geöffnet ist. Als Folge davon kommt die Ausgangsklemme 5 des Mischsteuersignalgenera tors 17 auf hohen Pegel. Wenn der Schneidschalter 23 geschlossen wird, wird der damit gekuppelte Schalter 26 ebenfalls gescnlossen. Als Folge davon führt die UND-Torscha!tung 19 das hochfrequente Impulssignal a, das vom Hochfrequenzoszillator 15 erzeugt wird, über die UND-Torschaltung 19 und die ODSR-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 5 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 F i g. 3 dargestellte differenzierte Signal r. 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 gebildet wird, das dem elektrischen Messer über die ÖDER-Torschaitung ii und die Verstärker 12 und 13 zugeführt wird.

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 oszilliert, werden an den Ausgangsklemmen S und 5die in Fig.3 dargestellten Signale c/und eerzeugt. Wenn dann der Schneidschalter 23 geschlossen wird, um den Schalter 26 zu schließen, 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 Modulation des hochfrequenten Signals a mit dem differenzierten Signal f gebildet wird. Andererseits verläuft das hnrhfrpniipnt*» ^iunal α nur rliirrh Hia I IWD-TrM-crhiil-

tung 19, wenn das Mischsignal c/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 Λ 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 /erzeugt. Das Mischsignal /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 gebildet wird, zusammengesetzt wird. Dieses gemischte Signal / wird dem elektrischen Messer als Mischstrom / über die Verstärker 12 und 13 und den Transformator 14 zugeführt Wie oben erwähnt wurde, wird der Mischstrom durch Zusammensetzung des 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 F i g. 4 und 5 wird während eines Intervalls t„ in dem der Schneidstrom durch das elektrische Messer 31

ίο verläuft, die biologische Struktur 32 auf einer l^änge Zugeschnitten, und dann fließt der Koagulationsstrom durch das Messer während eines Intervalls t_e. 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.

F i g. 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

2% dem Eingang einer UND-Torschaltung 33 der Ausgang von der Klemme S des Mischsteuersignalgenerators 17 und die Spannung der Quelle + VVc über den Schalter zugefül.tt werden. Die Ausgänge der UND-Torschaltung 33 und der Differenzierschaltung 18 werden den

jo Eingängen einer ODER-Torschaltung 35 zugeführt und deren Ausgang ist mit dem zweiten Eingang der UND-Torschaltung 34 verbunden. Im übrigen hat die Schaltung den gleichen Aufbau wie die Schaltung, die in Fig. 2 dargestellt ist. Bei der in Fig. 6 gezeigten

)i Abwandlung wird das von der Differenzierschaltung 18 erzeugte differenzierte Signal /"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

Signal zu erzeugen. Im übrigen arbeitet die Schaltung gemäß F i g. 6 wie die Schaltung in F i g. 2.

■t5 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 Koagulationsignal werden dann auf einer Zeitmultiplexbasis zusammengefügt, um ein gemischtes Signal zu erzeugen. Somit wird durch einen auf dem gemischten Signal basierenden gemischten Strom ein stabiler Schneid- und Koagulationseffekt bei gleichzeitig wirksamer Blutstillung erreicht.

Es ist auch eine Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele dahingehend möglich, daß bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung der Ausgang S des Mischsteuersignalgenerators 17 an die UND-Torschaltung 20 an den einen Eingang der UND-Torschaltung 21 angeschlossen wird, was in F i g. 7 dargestellt ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Strom yersorgungsanordming für ein elektrochirurgisches Gerät, mit einem Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung eines hochfrequenten Schneidsignals und einem Niederfrequenzgenerator zur Erzeugung eines niederfrequenten Signals, sowie mit einer Differenzierschaltung zur Differentiation des niederfrequenten Signals und mit Mitteln zum Modulieren des hochfrequenten Schneidsignals mit dem niederfrequenten differenzierten Signal zur Erzeugung eines Koagulationssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsanordnung einen Mischsteuersignalgenerator (17) zur Erzeugung zweier gegenphasiger Mischsignale (Fig.3, d, e) aufweist und weiterhin Mittel (19, 20, 21,34,35) zur Modulation und Kombination enthält, um das Schneidsignal (a)und das Koagulationssignal oder das niederfrequente differenzierte Signal (c) durch die Mischsignale (d, e) jeweils zu modulieren, und um aas modulierte Schneidsignal (h) und das modulierte Koagulationssignai (g) oder das modulierte, differenzierte Signal (f) zur Erzeugung eines gemischten Signals (J) zu kombinieren.
2. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Modulation und Kombination folgendes umfassen:

1. ein erstes UND-Tor (19), dem wenigstens das hochfrequente Schneidsignal (a) und eines der beiden Mischsignale (d, e,) zugeführt sind,

2. ein zweites UND-Tor (20), dem wenigstens das niederfrequente Signal (b) und das andere Mischsignal zugeführt sind, wobei das Ausgangssignal des zweiten UND-Tores (20) der Differenzierschaltung (IE,. zugeführt ist,
3. ein drittes UND-Tor (21), dem das hochfrequente Schneidsignal (a) und das differenzierte Signal der Differenzierschaltung (18) zugeführt ist,
4. ein erstes ODER-Tor (22), dem die Ausgangssignale des ersten (19) und dritten UND-Tores (21) zugeführt sind (F i g. 2).