WO2013139945A1 - Device and method for measuring and regulating thermal effects in high-frequency surgeries - Google Patents

Device and method for measuring and regulating thermal effects in high-frequency surgeries Download PDF

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Definitions

  • high-frequency electrical alternating currents can generate thermal effects in biological tissues of patients. These effects can be used, for example, for cutting, devitalizing and / or closing blood vessels or for hemostasis.
  • the invention relates to methods and devices suitable or even required for this, with which the thermal effects can be better controlled, controlled and / or regulated in monopolar HF surgical methods.
  • Surgically useful thermal effects in target tissues are, in particular, the devitalization effect above about 50 ° C., the coagulation effect above about 60 ° C., the desiccating effect, which takes place especially when the boiling temperature of intracellular and extracellular fluids is reached, and the so-called vaporization effect or the pyrolysis from about 200 ° C.
  • target tissue tissue on or in which at least one of the above thermal effects is to be generated.
  • the heating of the target tissue to the temperature required to produce the respective intended thermal effects is achieved by endogenous and / or exogenous conversion of electrical energy into thermal energy. With endogenous conversion, the conversion of electrical energy into thermal I mean energy in the tissue.
  • HF current flows between an active electrode applied to the target tissue and a neutral electrode applied generally on the skin of the patient, ie both through target tissue and through collateral tissue
  • the conversion takes place both in the target tissue and in the collateral tissue instead of.
  • exogenous conversion here is meant the conversion of electrical energy into thermal energy outside of the target tissue, in particular in the directed to the respective target tissue electrical arcs or gas plasmas.
  • U H Feff is the rms value of the RF voltage applied to the respective tissue
  • l H Feff the rms value of the HF current flowing through the respective tissue
  • R T the amount of electrical resistance of the tissue in question (Tissue)
  • At e ff the effective duration of the HF current means.
  • the RF current is known to be directed through relatively small-area contacts between an active electrode or an electric arc or plasma beam and the respective target tissue in the target tissue, such that the HF current divergent depending on the viewing direction of the small-area contact out into the tissue or convergent flows out of the tissue in the small-area contact.
  • the current density consequently decreases with the distance from the small area contact. Since the heating of the fabric is proportional to the square of the current density, the heating of the fabric takes place more rapidly in the contact-near zone than in the contact-distant zone. Incidentally, this is a requirement of monopolar RF surgical procedures and context of the subject of this invention.
  • a further object of the invention is to develop devices and methods for detecting, controlling, adjusting, controlling and / or regulating electrical parameters at and / or in the effect zone of target tissues in monopolar applications of HF surgery.
  • the intended thermal effects should not and / or not occur simultaneously at all sites or in all zones of a target tissue and do not actually do so, but generally arise at the site or in the zone of the target tissue, which is contacted by the active electrode and in which the current density for generating the respective intended thermal effects is sufficiently large.
  • the zone of the target tissue in which the intended thermal effects are to be generated or generated is referred to below as the effect zone (EZ Effect Zone).
  • the RF current thus flows successively through the effect zone and through the tissue adjacent to the effect zone, which is referred to below as collateral tissue (CT / collateral tissue), to the neutral electrode.
  • R EZ is the electrical resistance of the Effekzone between the surface or interface through which the HF current from the active electrode coming into the Ef
  • zone of influence refers to the interface between the effect zone and the collateral tissue through which the HF current flows out of the effect zone.
  • R CT is the electrical resistance of the collateral tissue between the interface to the effect zone into which the RF current from the effect zone flows into the collateral tissue and the contact surface between collateral tissue and neutral electrode through which the RF current flows out of the collateral tissue. meant.
  • R L is the electrical resistance that can be measured between the electrical connections of the active electrode and the neutral electrode, that is to say the sum of R E z and R CT .
  • resistors R E z and RCT and consequently also R L do not remain constant during an operation but vary more or less.
  • the magnitude of the effect zone R EZ of the effect zone increases and decreases in particular with the effective magnitude A eff and shape of the contact area between the active electrode and the effect zone, and also with the temperature of the fabric of the effect zone.
  • the amount of resistance RCT depends in particular on the electrical properties of the skin and the subcutaneous fatty tissue and on the effective contact surface of the neutral electrode with the skin of the patient.
  • the neutral electrode should therefore be applied to the skin of the patient so that as much as possible of the contact surface available on a neutral electrode is electrically conductively contacted with the skin of the patient and remains contacted during the operation. To ensure this are high-frequency surgical devices with Control devices equipped to automatically control the electrical contact between the neutral electrode and the patient.
  • Such a control device is known for example from European Patent EP 0 390 937 Bl.
  • the purpose of these and other known devices for controlling the application of neutral electrodes is not the direct measurement or indirect determination of R CT - these devices are not provided for this because the above-defined resistance R CT has not previously been considered, nor readily for this purpose suitable.
  • a device (A) which comprises
  • a device for switching the connections between the neutral electrodes and / or the active electrode and the device for measuring the electrical resistance of biological tissues and
  • This device (A) may be an integral part of a high-frequency surgical device or a separate device for combined use for a high-frequency surgical device.
  • This device may be applied to or in high frequency surgical devices to control, control, regulate, and / or display electrical parameters at and / or in the effect zone, and / or to derive information about the state of the tissue in the effect zone therefrom.
  • the amount of resistance R E z may be less than the amount of resistance R CT .
  • R EZ can be determined in vitro and sufficiently well by, as shown schematically in FIG. 6, two identical of the respective active electrodes to be used (AE1, AE2) on or in the respective target tissue identical or comparable to specific electrical resistance at normal body temperature tissue comparable (T / Tissue) are applied in this optimal distance from each other and the electrical resistance between these two active electrodes is measured at the terminals (A AE i, A AE2 ) and then divided by 2.
  • optimal distance is here meant a distance at which the configuration of the electric field in the vicinity of the two identical active electrodes corresponds to that in real application on or in the goat tissue and these two near fields touch each other as directly as possible in the median surface (MP).
  • the electrical resistance R EZ i + R E z2 # is, for example, between a customary polypectomy snare and a polyp with one at the application parts of the polypectomy snare (eg AE1). measured diameter (d) of 1 cm at normal body temperature about 25 ohms.
  • d measured diameter
  • the specific electrical resistance of electrolytes decreases reciprocally in proportion to the temperature of the electrolyte-containing tissue.
  • a temperature increase from approx. 35 ° C to approx. 90 ° C reduces the specific electrical resistance of biological tissues by about half, in the above example in the polypectomy the resistance RJJ thus drops from 25 ohms at 35 ° C to approx Ohm at 90 ° C.
  • FIG. 1 shows the application of simultaneously at least two neutral electrodes to a patient to determine the amount of R CT or RCT p and the amount of R L or R Lp
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an apparatus for in vivo measurement of RNEI / NE2 and R L or R Lp and for calculating R CT or R CT P and R EZ from the measurement results
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a device for controlling the application of neutral electrodes to the patient and for in vivo measurement of RNEI / NE2 and R L or R Lp and for calculating R CT or R CT p and R EZ from the measurement results and for checking , Control, and / or display of the electrical parameters on and / or in the effect zone and / or the state of the tissues in the effect zone and / or on and / or Kollatera lgewebe and / or the state of application of the neutral electrodes on patients.
  • Figure 6 is a graph for describing a method for in vitro measurement of R E z when using certain active electrodes on certain target tissues.
  • FIG. 7 is a graph describing the postulate listed above and the definitions introduced there.
  • FIG. 8 shows the applicability of the device shown in FIG. 3 also for two single-surface neutral electrodes.
  • the above-described postulate as well as the above-mentioned definitions which are the basis of this invention can be explained with reference to FIG.
  • a patient (P) largely reduced to the essentials, shown.
  • a neutral electrode (NE) with a connecting cable (K NE ) is applied on the skin (H) of the patient P.
  • An active electrode (AE) is applied to a target tissue (TT) to produce a thermal effect at that site of the target tissue by introducing an RF current (I H F).
  • the RF current flows from the active electrode (AE) divergent into the target tissue (TT) and further diverging through the collateral tissue (CT) to the neutral electrode (NE).
  • AE active electrode
  • CT collateral tissue
  • NE neutral electrode
  • R E z the electrical resistance of the effect zones EZ, ie the electrical resistance of the tissue between the active electrode AE and the imaginary interface between effect zone EZ and target tissue TT or collateral tissue (CT) to which the target tissue belongs or know in vivo.
  • R EZ can be determined in vivo as the difference between R L and R CT , if the electrical resistance of the tissues between the active electrode and the neutral electrode, which is known as the load resistance R L and is directly measurable in vivo, and the electrical resistance R CT collateral tissue CT, dominated by subcutaneous fat tissue (FT) in particular, knows what is rarely the case or identifies what has not been possible so far. How this can now be done in vivo will be described with reference to FIG.
  • the amount of electrical resistance R CT or R CTp can be measured and determined in vivo indirectly and with sufficient accuracy, as shown in FIG shown schematically, at least one neutral electrode (N E1, NE2) as symmetrical, in particular mirror-symmetric and equidistant to the sagittal plane SP (Sagittal Plane) is applied to the patient P, for example, each a neutral electrode on the left and one on the right thigh of the patient th, if the target tissue TT lies in the lower region of the body, or one neutral electrode on the left and one on the right upper arm when the target tissue TT is in the upper region of the body (not shown in FIG.
  • RCTP parallel resistor
  • the electrical resistance of the effect zone in the endoscopic polypectomy of a polyp with a diameter of 1 cm at normal body temperature only about 25 ohms and at 100 ° C, ie the temperature the EZ, which is achieved in HF surgical cutting in the effect zone, only about 15 ohms.
  • the method by which these resistances were measured in vitro is shown and described as an intermediate reference with reference to FIG. 6 in the following paragraph.
  • the method shown schematically in FIG. 6 for the in-vitro determination of R EZ can be used with any resistance or impedance measuring device with which the electrical resistance of electrolyte-containing biological tissue can be measured.
  • two identical active electrodes AE1 and AE2 are applied at a slight distance from each other around a polyp-like and polyp-like tissue, and the amount of electrical resistance of the tissue between these two active electrodes is measured at the respective tissue temperatures of interest.
  • This in vitro method can, of course, be applied to various types of tissue and with different active electrodes and also at different tissue temperatures and tissue conditions and is also suitable for checking the in vivo method according to the invention.
  • the neutral electrodes should be properly applied to the patient with regard to the smallest possible amount of the resistance R CT p and remain during the entire treatment period.
  • the inventive method takes advantage of the fact that the relative dependence of the resistance change AR N E / SP of the change AA eff the effective contact area A eff on a partial contact surface, eg A
  • SP sagittal plane
  • the amount of resistance R CT P thus determined is not limited, as shown in FIG. 1, to effect zones which are located precisely in the sagittal plane (SP), but also largely applicable to effect zones located outside the sagittal plane, because the parallel connection resistors RNEI / EZ and RNE2 / EZ sufficiently compensate the unbalanced localization of EZ.
  • a device suitable for this purpose consists, as shown schematically in FIG. 3, of a measuring device (10) for measuring, for example, the electrical resistances Ri a / 2a-Ria / 2b # Rib / 2a and Rib / 2b between the part contact surfaces (FIG.
  • R U: I from a measured voltage (U) and a measured current (I) a measuring device for measuring the electrical resistances, here between the contact surfaces of neutral electrodes and / or their partial contact surfaces, as known for example from the patent EP 0 390 937, from a voltage source and a current sensor, the one of the amount of the respective resistance or the Control current influenced by it (1 k ) provides proportional electrical signal.
  • U k const.
  • the control current I k is directly proportional to the resistance R.
  • CPU central processing unit
  • Suitable hardware and software for this purpose are known to the person skilled in the art, so that a description thereof appears to be dispensable.
  • This device can be replaced by additional switch (fl, f2), with which the active electrode (AE) can be connected either to the HF generator (15) or to the measuring device.
  • tion (10) can also be used to measure the so-called load resistance (R L ) and thus also as follows to calculate R EZ as a difference of R L and RCT or R CT p:
  • the amount of R EZ can also be determined in vivo both before activation, as well as in pauses or interruptions of the activation of the RF generator. This results in the possibility of the amount and / or changes in the amount of electrical resistance R EZ the effect zone of the target tissue before, during interruptions and / or after the activation of the RF generator or before, during interruptions and / or after the application To control electrical energy in the target tissue and to derive conclusions about the state or to changes in the state of the tissue in the effect zone of the target tissue.
  • This device shown in FIG. 3 can be further configured as follows. For example, the measured resistances Ri a / 2a-Ria / 2b # Rib / 2a and Rib / 2b or R L, etc., and determined resistances such as R CT or R CT P and / or R EZ or results of the evaluation of these resistors or even
  • the processor CPU
  • the processor can also be used to generate display (m), warning (s) and / or condition signals (o), the Display devices (16), warning devices (17) and / or Statea display devices (18) are passed.
  • Display devices (16) can be, for example, alphanumeric or graphic displays.
  • Warning devices (17) may be, for example, acoustic and / or visual warning signals generating elements.
  • Status indicators (18) may be, for example, graphic displays or monitors.
  • the processor may also be used to generate control signals (r, s) for controlling, in particular, the rf generator (15) and / or the o.g. Switch (a, b, c, d, e, f) are used when the switches, for example, by relays (A, B, C, D, E, F, not all shown in Figure 3) are realized, in a specialist In the field of electrical engineering known manner and therefore briefly as a block (19) shown assembly are summarized and need not be described in more detail.
  • this device can additionally be equipped or operated with software programs (20) for controlling, controlling and / or regulating the electrical parameters in or on the effect zone, for automatically controlling the resistance measurements and activations of the HF generator etc.
  • this device can also be designed so that they can also be operated as conventional control devices with only a two-surface neutral electrode or with one or two single-surface neutral electrodes ,
  • the connection sockets 21, 22, 23, 24 are designed such that only one single-surface neutral electrode (FIG. 4) or only one double-surface neutral electrode (FIG. 5) or two single-surface neutral electrodes (FIG. 8) are connected to the connection sockets, for example 22 and 23 are connectable.
  • this device offers even more connection and / or combination options of neutral electrodes and their connection to this control device.
  • a well-known problem of monopolar methods of HF surgery is the unsatisfactory control and reproducibility of each intended in the effect zone of a target tissue, as well as the avoidance of each in the target tissue or in the effect zone and / or in the collateral tissue unintentional thermal effects.
  • various known monopolar methods of HF surgery can be improved and as follows new methods are developed, for example, the development of a method and a device suitable for this purpose for setting and / or automatic control or regulation of the setpoint U E zsoii the RF voltage at the effect zone.
  • : (R L - R CT p) ' R L U EZso n: R EZ ' R L or by manual adjustment and / or automatic control of the HF output current (l G ) of the HF generator, for example, according to the function
  • a target tissue or into an effect zone can also be realized.
  • _ " RCT). be done ' ⁇ l Ge ff 2' R EZ ' ⁇ t e ff in such a manner that the effective value l Eze ff of the RF current I DC, the resistance R DC of the effect zone EZ and the effective duration of current flow ⁇ t e measured ff and in accordance with this function is calculated.
  • the effective value l Eze ff of the RF current I DC which is identical to the effective value l Ge ff of the RF output current I G of the RF generator G, and the effective duration of current flow ⁇ t e ff can as required as a parameter on HF generator or a device provided for this purpose are manually set on or in the HF generator and / or, for example, manually or automatically controlled as a function of other parameters
  • a desired amount E EZso n of electrical energy E required to produce intentional thermal effects in an effect zone can also correspond to the function
  • EEZSOII (U G eff: L) 2 ' REZ ' At e ff done in such a way that the effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15, the resistance R EZ of the effect zone EZ and the effective Current flow time et e ff et measured and E EZso n calculated according to this function.
  • the effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15 and the effective duration of current flow ⁇ t e ff can be adjusted manually according to requirements as parameters at the RF generator 15 or use a dedicated device on or in the RF generator and / or For example, be controlled manually or automatically depending on other parameters.
  • a further embodiment of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and device suitable therefor for setting and / or automatically controlling or regulating the setpoint value UEZsetpoint of the HF voltage at the effect zone.
  • UG U EZS0
  • Another aspect of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and a device suitable for this purpose for the controlled application of electrical energy, a target tissue or an effect zone.
  • Controlled application of the dose or desired quantity E EZSO II of electrical energy (E) required to produce beaten thermal effects in a target tissue or an effect zone of a target tissue can be carried out, for example, according to the function
  • the effective value of l Eze ff of the RF current I DC which is identical to the effective value l Ge ff of the RF output current I G of the RF generator G, and the effective duration of current flow At eff can as needed as a parameter to the HF-generator or
  • a device provided for this purpose can be set manually on or in the HF generator and / or manually or automatically controlled, for example, depending on other parameters.
  • the controlled application of a desired amount E EZS oii of electrical energy E required for the production of intended thermal effects in an effect zone can, for example, also correspond to the function
  • the effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15 and the effective duration of current flow ⁇ t e ff can be adjusted manually according to requirements as parameters at the RF generator 15 or use a dedicated device on or in the RF generator and / or For example, be controlled manually or automatically depending on other parameters.
  • a further aspect of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and a device suitable therefor for checking REZ and, in particular, for the automatic disconnection of the HF current or the HF generator upon reaching a setpoint value or one defined state or a defined change of REZ.

Abstract

The invention relates to a device or a method with which the resistance of the zone of effect in a monopolar high-frequency surgery can be determined. In this manner, the thermal effects in high-frequency surgeries can be measured or regulated.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Regelung thermischer Effekte bei der Hochfrequenzchirurgie  Apparatus and method for measuring and controlling thermal effects in high frequency surgery
Technisches Gebiet Technical area
In der Hochfrequenzchirurgie können durch hochfrequente elektrische Wechsel- Ströme thermische Effekte in biologischen Geweben von Patienten erzeugt werden. Diese Effekte können beispielsweise zum Schneiden, Devitalisieren und / oder Schließen von Blutgefäßen bzw. zur Blutstillung verwendet werden. Die Erfindung betrifft Verfahren und hierfür geeignete oder gar erforderliche Vorrichtungen, mit welchen die thermischen Effekte bei monopolaren HF- chirurgischen Verfahren besser kontrolliert, gesteuert und /oder geregelt werden können. In high-frequency surgery, high-frequency electrical alternating currents can generate thermal effects in biological tissues of patients. These effects can be used, for example, for cutting, devitalizing and / or closing blood vessels or for hemostasis. The invention relates to methods and devices suitable or even required for this, with which the thermal effects can be better controlled, controlled and / or regulated in monopolar HF surgical methods.
Stand der Technik State of the art
Chirurgisch nützliche thermische Effekte in Zielgeweben sind insbesondere der Devitalisationseffekt ab ca. 50°C, der Koagulationseffekt ab ca. 60°C, der Desikka- tionseffekt, der insbesondere bei Erreichen der Siedetemperatur intra- und extrazellulären Flüssigkeiten stattfindet, sowie der sogenannte Vaporisationseffekt bzw. die Pyrolyse ab ca. 200°C. Mit Zielgewebe sind Gewebe gemeint, an oder in welchen mindestens einer der o.g. thermischen Effekte erzeugt werden soll. Die Erwärmung des Zielgewebes auf die zur Erzeugung der jeweils beabsichtigen thermischen Effekte erforderliche Temperatur erfolg hierbei durch endogene und/oder exogene Konversion elektrischer Energie in thermische Energie. Mit endogener Konversion ist hier die Umwandlung elektrischer Energie in thermi- sehe Energie im Gewebe gemeint. Da bei monopolaren Verfahren der HF- Chirurgie HF-Strom zwischen einer am Zielgewebe applizierten Aktivelektrode und einer in der Regel auf der Haut des Patienten applizierten Neutralelektrode, also sowohl durch Zielgewebe als auch durch Kollateralgewebe fließt, findet die Konversion sowohl im Zielgewebe als auch im Kollateralgewebe statt. Mit exogener Konversion ist hier die Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie außerhalb des Zielgewebes, hier insbesondere in den auf das jeweilige Zielgewebe gerichteten elektrischen Lichtbögen bzw. Gasplasmen gemeint. Surgically useful thermal effects in target tissues are, in particular, the devitalization effect above about 50 ° C., the coagulation effect above about 60 ° C., the desiccating effect, which takes place especially when the boiling temperature of intracellular and extracellular fluids is reached, and the so-called vaporization effect or the pyrolysis from about 200 ° C. By target tissue is meant tissue on or in which at least one of the above thermal effects is to be generated. The heating of the target tissue to the temperature required to produce the respective intended thermal effects is achieved by endogenous and / or exogenous conversion of electrical energy into thermal energy. With endogenous conversion, the conversion of electrical energy into thermal I mean energy in the tissue. Since, in monopolar methods of HF surgery, HF current flows between an active electrode applied to the target tissue and a neutral electrode applied generally on the skin of the patient, ie both through target tissue and through collateral tissue, the conversion takes place both in the target tissue and in the collateral tissue instead of. With exogenous conversion here is meant the conversion of electrical energy into thermal energy outside of the target tissue, in particular in the directed to the respective target tissue electrical arcs or gas plasmas.
Die endogene Konversion elektrischer Energie Eei in thermische Energie Eth ist ein bekanntes physikalisches Phänomen, dessen quantitative Wirkung mathematisch kurz mit folgenden Gleichungen beschrieben werden kann: The endogenous conversion of electrical energy E e i into thermal energy E t h is a well-known physical phenomenon whose quantitative effect can be briefly described mathematically with the following equations:
2 2 2 2
Eth = Ee| = Ueff ' Uff ' Ateff = U eff : RT ' Ateff = 1 eff ' RT ' Ateff Eth = E e | = U e ff ' Uff ' Ateff = U eff: RT ' Ateff = 1 eff ' RT ' At e ff
Wobei UHFeff den Effektivwert der am jeweiligen Gewebe anliegenden HF- Spannung, lHFeff den Effektivwert des durch das jeweilige Gewebe fließenden HF- Stroms, RT den Betrag des elektrischen Widerstands des betreffenden Gewebes (Tissue) und Ateff die effektive Dauer des HF-Stroms meint. Where U H Feff is the rms value of the RF voltage applied to the respective tissue, l H Feff the rms value of the HF current flowing through the respective tissue, R T the amount of electrical resistance of the tissue in question (Tissue) and At e ff the effective duration of the HF current means.
Die exogene Konversion elektrischer Energie Eei in thermische Energie Eth in Gasplasmen ist zwar ebenfalls ein bekanntes physikalisches Phänomen, dessen quantitative Wirkung wegen der komplexen und stochastischen Eigenschaften der hier gemeinten Gasplasmen jedoch mathematisch nur stark vereinfacht mit der selben o.g. Gleichung beschrieben werden kann wie die endogene Konversion, wobei dann jedoch UHFeff arn Gasplasma und lHFeff im Gasplasma meint. Allerdings spielt die Amplitude UHFP der HF-Spannung hier insofern eine wichtige Rolle, als die Bildung elektrisch leitfähigen Gasplasmas bzw. elektrischer Lichtbogen zwischen Aktivelektroden und wasserhaltigen biologischen Geweben nur bei Spannungsamplituden oberhalb ca. 200 Vp entstehen. Elektrische Lichtbogen sind jedoch Voraussetzung des bereits oben genannten Vaporisationseffekts sowie des HF-chirurgischen Schneideffekts. Although the exogenous conversion of electrical energy E e i into thermal energy E t h in gas plasmas is likewise a well-known physical phenomenon, its quantitative effect can only be described mathematically with the same equation mentioned above because of the complex and stochastic properties of the gas plasmas described here as the endogenous conversion, where, however, U H means Feff arn gas plasma and l H Feff in the gas plasma. However, the amplitude U H F P of the HF voltage plays an important role here insofar as the formation of electrically conductive gas plasma or electric arc between active electrodes and aqueous biological tissues only occurs at voltage amplitudes above approximately 200 V p . Electric arc However, these are prerequisites for the above-mentioned vaporization effect as well as the HF surgical cutting effect.
Bei monopolaren Verfahren der HF-Chirurgie wird der HF-Strom bekanntlich durch relativ kleinflächige Kontakte zwischen einer Aktivelektrode oder einem elektrischen Lichtbogen bzw. Plasma-Beam und dem jeweiligen Zielgewebe in das Zielgewebe geleitet, derart, das der HF-Strom je nach Blickrichtung divergent von dem kleinflächigen Kontakt aus in das Gewebe hinein bzw. konvergent aus dem Gewebe in den kleinflächigen Kontakt herausfließt. Die Stromdichte nimmt folglich mit dem Abstand vom kleinflächigen Kontakt ab. Da die Erwärmung des Gewebes dem Quadrat der Stromdichte proportional ist, findet die Erwärmung des Gewebes in der kontaktnahen Zone schneller statt als in der kontaktfernen Zone. Das ist übrigens Voraussetzung monopolarer HF-chirurgischer Verfahren und Kontext des Gegenstands dieser Erfindung. In monopolar methods of RF surgery, the RF current is known to be directed through relatively small-area contacts between an active electrode or an electric arc or plasma beam and the respective target tissue in the target tissue, such that the HF current divergent depending on the viewing direction of the small-area contact out into the tissue or convergent flows out of the tissue in the small-area contact. The current density consequently decreases with the distance from the small area contact. Since the heating of the fabric is proportional to the square of the current density, the heating of the fabric takes place more rapidly in the contact-near zone than in the contact-distant zone. Incidentally, this is a requirement of monopolar RF surgical procedures and context of the subject of this invention.
Obwohl die Kontrolle und Reproduzierbarkeit sowohl der Qualität als auch der räumliche Ausdehnung der beabsichtigten thermischen Effekte in Zielgeweben entscheidend für den Erfolg HF-chirurgischer Verfahren sind, ist bisher kein in vivo anwendbares Verfahren zur Ermittlung der hierfür relevanten elektrischen Parameter bekannt. In vivo messbar sind bisher nur der durch die Aktivelektrode sowie Neutralelektrode fließende HF-Strom und die zwischen Aktivelektrode und Neutralelektrode anliegende HF-Spannung. Um die Qualität und räumliche Ausdehnung der thermischen Effekte im bzw. am Zielgewebe kontrollieren zu können wäre es zweckmäßig, den elektrischen Widerstand des Zielgewebes oder besser der räumlichen Zone im Zielgewebe, in welcher die thermischen Effekte erzeugt werden sollen, erzeugt werden oder erzeugt wurden, im Folgenden Ef- fektzone genannt ,in vivo kontrollieren bzw. ermitteln zu können. Although the control and reproducibility of both the quality and spatial extent of the intended thermal effects in target tissues are critical to the success of RF surgical procedures, no in vivo applicable method for determining the relevant electrical parameters has heretofore been known. To date, only the HF current flowing through the active electrode and the neutral electrode and the HF voltage present between the active electrode and the neutral electrode can be measured in vivo. In order to be able to control the quality and spatial extent of the thermal effects in or on the target tissue, it would be expedient to generate or generate the electrical resistance of the target tissue or, better, the spatial zone in the target tissue in which the thermal effects are to be generated The following Ef- fektzone called to be able to control or determine in vivo.
Um die Reproduzierbarkeit chirurgisch relevanter thermischer Effekte in biologischen Geweben in Abhängigkeit von der HF-Spannung zu ermöglichen, wurde bereits 1976 von M. Schneiderman (US 4,092,986, Constant Output Electrosurgi- cal Unit) vorgeschlagen, die HF-Spannung auf einstellbare Sollwerte automatisch konstant zu regeln. Klinisch anwendbar realisiert wurde die automatische Regelung der HF-Spannung in der HF-Chirurgie vor rund 20 Jahren nach einem Vor- schlag von G. Farin (EP 0 316 469 AI, Hochfrequenz-Chirurgiegerät zum Schneiden und/oder Koagulieren biologischer Gewebe). Automatisch geregelt wird hierbei die Amplitude oder ein definierter Mittelwert der HF-Spannung am Ausgang des HF-Generators, nicht jedoch da, wo es wichtiger wäre, nämlich am Zielgewebe bzw. am elektrischen Widerstand des jeweiligen Zielgewebes. Wenn der elektrische Widerstand des Zielgewebes in vivo ermittelt werden kann, dann können die thermischen Effekte bei Anwendungen der HF-Chirurgie besser manuell und/oder automatisch kontrolliert, gesteuert und / oder geregelt werden. In order to enable the reproducibility of surgically relevant thermal effects in biological tissues as a function of the RF voltage has been As early as 1976, M. Schneiderman (US 4,092,986, Constant Output Electrosurgical Unit) proposed to automatically regulate the RF voltage to settable setpoint values in a constant manner. The automatic control of the HF voltage in HF surgery was implemented clinically around 20 years ago, following a suggestion by G. Farin (EP 0 316 469 A1, high-frequency surgical device for cutting and / or coagulating biological tissue). The amplitude or a defined mean value of the HF voltage at the output of the HF generator is automatically regulated here, but not where it would be more important, namely at the target tissue or at the electrical resistance of the respective target tissue. If the electrical resistance of the target tissue can be determined in vivo, then the thermal effects in RF surgery applications can be better controlled and controlled manually and / or automatically, and / or regulated.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung Verfahren und hierfür geeignete Vorrichtungen für monopolare Anwendungen der HF-Chirurgie zu entwickeln, mit welcher die thermischen Effekte in Zielgeweben besser kontrolliert, gesteuert und/oder geregelt werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Vorrichtungen und Verfahren zur Ermittlung, Kontrolle, Einstellung, Steuerung und / oder Regelung elektrischer Parameter an und/oder in der Effektzone von Zielgeweben bei monopolaren Anwendungen der HF-Chirurgie zu entwickeln. It is the object of the invention to develop methods and devices suitable for monopolar applications of HF surgery with which the thermal effects in target tissues can be better controlled, controlled and / or regulated. A further object of the invention is to develop devices and methods for detecting, controlling, adjusting, controlling and / or regulating electrical parameters at and / or in the effect zone of target tissues in monopolar applications of HF surgery.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach einem der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin- dung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Lösung der Aufgabe basiert auf der Erkenntnis und dem daraus folgenden Postulat, dass der HF-Strom bei monopolaren Anwendungen der HF-Chirurgie bestimmungsgemäß von einer sog. Aktivelektrode aus sowohl durch das Gewebe, in welchem die jeweils beabsichtigten thermischen Effekte erzeugt werden sollen, als auch durch das hieran anschließende Gewebe zu einer sog. Neutralelektrode fließen muss. Das Gewebe, in welchem thermische Effekte erzeugt werden sollen, erzeugt wird oder erzeugt wurde, wird allgemein Zielgewebe (TT / Target Tissue) genannt. Zielgewebe kann beispielsweise die Leber, ein Tumor oder ein Darmpolyp sein. Die beabsichtigten thermischen Effekte sollen in den meisten Fällen jedoch nicht und/oder nicht gleichzeitig an allen Stellen bzw. in allen Zonen eines Zielgewebes entstehen und tun dies eigentlich auch nicht, sondern entstehen in der Regel an der Stelle bzw. in der Zone des Zielgewebes, die von der Aktivelektrode kontaktiert wird und in der die Stromdichte zur Erzeugung der jeweils beabsichtigten thermischen Effekte ausreichend groß ist. Die Zone des Zielgewebes, in welcher die beabsichtigten thermischen Effekte erzeugt werden sollen, erzeugt werden oder erzeugt wurden, wird im Folgenden Effektzone (EZ Effect Zone) genannt. Der HF-Strom fließt folglich nacheinander durch die Effektzone und durch das an die Effektzone angrenzende Gewebe, das im Folgenden Kollateralgewebe (CT / Collateral Tissue) genannt wird, zu der Neut- ralelektrode. This object is achieved by a method or a device according to one of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The solution of the problem is based on the knowledge and the consequent postulate that the HF current in monopolar applications of HF surgery intended by a so-called. Active electrode both by the tissue in which the intended thermal effects are to be generated as must also flow through the adjoining tissue to a so-called. Neutral electrode. The tissue in which thermal effects are to be generated, generated or generated is commonly called target tissue (TT / Target Tissue). Target tissue may be, for example, the liver, a tumor or a gut polyp. However, in most cases, the intended thermal effects should not and / or not occur simultaneously at all sites or in all zones of a target tissue and do not actually do so, but generally arise at the site or in the zone of the target tissue, which is contacted by the active electrode and in which the current density for generating the respective intended thermal effects is sufficiently large. The zone of the target tissue in which the intended thermal effects are to be generated or generated is referred to below as the effect zone (EZ Effect Zone). The RF current thus flows successively through the effect zone and through the tissue adjacent to the effect zone, which is referred to below as collateral tissue (CT / collateral tissue), to the neutral electrode.
In der obigen Einleitung ist diese differenzierte Betrachtung des Zielgewebes, nämlich das Postulat einer sog. Effektzone im Zielgewebe, nicht berücksichtigt weil dieses Postulat Grundlage und eigentlich auch Bestandteil dieser Erfindung ist. Dem entsprechend definiert der Erfinder einen elektrischen Widerstand REZ der Effektzone und einen elektrischen Widerstand RCT des Kollateralgewebes. Mit REZ ist der elektrische Widerstand der Effekzone zwischen der Oberfläche bzw. Grenzfläche, durch die der HF-Strom aus der Aktivelektrode kommend in die Ef- fektzone hineinfließt und der Grenzfläche zwischen Effektzone und Kollateralgewebe, durch die der HF-Strom aus der Effektzone herausfließt, gemeint. Mit RCT ist der elektrische Widerstand des Kollateralgewebes zwischen der Grenzfläche zur Effektzone, in die der HF-Strom aus der Effektzone kommend in das Kollate- ralgewebe hineinfließt und der Kontaktfläche zwischen Kollateralgewebe und Neutralelektrode, durch die der HF-Strom aus dem Kollateralgewebe herausfließt, gemeint. In the above introduction, this differentiated consideration of the target tissue, namely the postulate of a so-called effect zone in the target tissue, is not considered because this postulate is the basis and actually part of this invention. Accordingly, the inventor defines an electrical resistance R EZ of the effect zone and an electrical resistance R CT of the collateral tissue. With R EZ is the electrical resistance of the Effekzone between the surface or interface through which the HF current from the active electrode coming into the Ef The term "zone of influence" refers to the interface between the effect zone and the collateral tissue through which the HF current flows out of the effect zone. R CT is the electrical resistance of the collateral tissue between the interface to the effect zone into which the RF current from the effect zone flows into the collateral tissue and the contact surface between collateral tissue and neutral electrode through which the RF current flows out of the collateral tissue. meant.
Die Summe der seriellen Widerstände REz und RCT entspricht dem sogenannten Lastwiderstand (RL), wie er bekanntlich in der Europäischen Norm EN 60601-2-2 part 2: Particular requirements for the safety of high frequency surgical equipment sowie in Internationalen Normen, insbesondere IEC 601-2-2 definiert ist. RL ist nach diesen Normen der zwischen den elektrischen Anschlüssen von Aktivelektrode und Neutralelektrode messbare elektrische Widerstand, also die Summe von REz und RCT- Allerdings ist hierbei zu berücksichtigen, dass die am Anfang oder während einer Operation zu messenden bzw. auf andere Weise zu ermittelnden Widerstände REz und RCT und folglich auch RL während einer Operation nicht konstant bleiben sondern mehr oder weniger variieren. Der Betrag des Widerstands REZ der Effektzone steigt und fällt insbesondere mit der effektiven Größe Aeff und Form der Kontaktfläche zwischen der Aktivelektrode und der Effektzone, und außerdem mit der Temperatur des Gewebes der Effektzone. Der Betrag des Widerstands RCT ist insbesondere von den elektrischen Eigenschaften der Haut und des Unterhautfettgewebes sowie von der effektiven Kontaktfläche der Neutralelektrode mit der Haut des Patienten abhängig. Die Neutralelektrode soll deswegen so auf der Haut des Patienten appliziert werden, dass möglichst viel von der auf einer Neutralelektrode zur Verfügung stehenden Kontaktfläche mit der Haut des Patienten elektrisch leitfähig kontaktiert wird und auch während der Operation kontaktiert bleibt. Um dies zu gewährleisten sind Hochfrequenzchirurgiegeräte mit Kontrolleinrichtungen ausgestattet, welche den elektrischen Kontakt zwischen Neutralelektrode und Patient automatisch kontrollieren sollen. Eine derartige Kontrolleinrichtung ist beispielsweise aus der Europäischen Patentschrift EP 0 390 937 Bl bekannt. Zweck dieser und auch anderer bekannter Einrichtungen zur Kontrolle der Applikation von Neutralelektroden ist nicht die direkte Messung oder indirekte Ermittlung von RCT- Diese Einrichtungen sind hierfür weder vorgesehen, weil der oben definierten Widerstand RCT bisher nicht in Erwägung gezogen wurde, noch ohne Weiteres hierfür geeignet. The sum of the series resistances R E z and R CT corresponds to the so-called load resistance (R L ), as known in the European Standard EN 60601-2-2 Part 2: Particular requirements for the safety of high-frequency surgical equipment and in International Standards , in particular IEC 601-2-2 is defined. According to these standards, R L is the electrical resistance that can be measured between the electrical connections of the active electrode and the neutral electrode, that is to say the sum of R E z and R CT . However, it is to be taken into account here that the measurements to be made at the beginning or during an operation or at others Way to be determined resistors R E z and RCT and consequently also R L do not remain constant during an operation but vary more or less. The magnitude of the effect zone R EZ of the effect zone increases and decreases in particular with the effective magnitude A eff and shape of the contact area between the active electrode and the effect zone, and also with the temperature of the fabric of the effect zone. The amount of resistance RCT depends in particular on the electrical properties of the skin and the subcutaneous fatty tissue and on the effective contact surface of the neutral electrode with the skin of the patient. The neutral electrode should therefore be applied to the skin of the patient so that as much as possible of the contact surface available on a neutral electrode is electrically conductively contacted with the skin of the patient and remains contacted during the operation. To ensure this are high-frequency surgical devices with Control devices equipped to automatically control the electrical contact between the neutral electrode and the patient. Such a control device is known for example from European Patent EP 0 390 937 Bl. The purpose of these and other known devices for controlling the application of neutral electrodes is not the direct measurement or indirect determination of R CT - these devices are not provided for this because the above-defined resistance R CT has not previously been considered, nor readily for this purpose suitable.
Vermutlich wurde eine derart differenzierte Betrachtung des Lastwiderstands RL bisher nicht vorgenommen bzw. war bisher nicht sinnvoll, weil es bisher weder ein Verfahren noch eine Einrichtung zur Messung oder Berechnung der in RL enthaltenen seriellen Teilwiderstände RCT und insbesondere REz gab. Presumably, such a differentiated consideration of the load resistance R L has not yet been made or has hitherto not made sense, because there was neither a method nor a device for measuring or calculating the serial partial resistances R CT and in particular R E z contained in R L.
Ausgehend von den oben beschriebenen Postulaten und Definitionen von REZ, RCT und RL kann der Widerstand REz der Effektzone als Differenz von RL und RCT, also REz = RL - RCT, berechnet werden. Starting from the postulates and definitions of R EZ , RCT and R L described above, the resistance R E z of the effect zone can be calculated as the difference between R L and R CT , ie R E z = RL - RCT.
Hierzu kann eine Vorrichtung (A) angewendet werden, die umfasst For this purpose, a device (A) can be used which comprises
• eine Einrichtung zum Messen des elektrischen Widerstands biologischer Gewebe • a device for measuring the electrical resistance of biological tissues
• an die mindestens zwei separate Neutralelektroden angeschlossen wer- den können, die am Körper und / oder an Extremitäten eines Patienten applizierbar sind, so dass der elektrische Widerstand des zwischen den mindestens zwei am Patienten applizierten Neutralelektroden gemessen werden kann, und • to which at least two separate neutral electrodes, which can be applied to the body and / or extremities of a patient, can be connected, so that the electrical resistance of the at least two neutral electrodes applied to the patient can be measured, and
• an die alternativ eine monopolare Aktivelektrode und eine Neutralelektrode oder mehrere zu einer Neutralelektrode verbundene Neutralelektroden angeschlossen werden können, die an einem Zielgewebe bezie- hungsweise am Körper des Patienten applizierbar sind, so das der elektrische Widerstand des zwischen der am Zielgewebe applizierten Aktivelektrode und der am Körper applizierten Neutralelektrode beziehungsweise applizierten Neutralelektroden gemessen werden kann, und • to which alternatively a monopolar active electrode and a neutral electrode or several neutral electrodes connected to a neutral electrode can be connected, which relate to a target tissue. can be applied to the body of the patient, so that the electrical resistance of between the applied at the target tissue active electrode and the body applied to the neutral electrode or applied neutral electrodes can be measured, and
• eine Einrichtung zum Umschalten der Verbindungen zwischen den Neutralelektroden und / oder der Aktivelektrode und der Einrichtung zum Messen des elektrischen Widerstands biologischer Gewebe, und A device for switching the connections between the neutral electrodes and / or the active electrode and the device for measuring the electrical resistance of biological tissues, and
• einen Algorithmus zur Berechnung des elektrischen Widerstands REz einer Effektzone im Zielgewebe nahe der Aktivelektrode An algorithm for calculating the electrical resistance R E z of an effect zone in the target tissue near the active electrode
Diese Vorrichtung (A) kann integraler Bestandteil eines Hochfrequenz-Chirurgiegerätes oder ein separates Gerät zur kombinierten Anwendung für ein Hochfrequenz-Chirurgiegerät sein. This device (A) may be an integral part of a high-frequency surgical device or a separate device for combined use for a high-frequency surgical device.
Diese Vorrichtung kann an oder in Hochfrequnz-Chirurgiegeräten angewendet werden, um elektrische Parameter an und/oder in der Effektzone zu kontrollieren, zu steuern, zu regeln und/oder anzuzeigen und / oder Informationen über den Zustand des Gewebes in der Effektzone hieraus abzuleiten. This device may be applied to or in high frequency surgical devices to control, control, regulate, and / or display electrical parameters at and / or in the effect zone, and / or to derive information about the state of the tissue in the effect zone therefrom.
Diesbezüglich vom Erfinder durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, dass bei monopolaren Anwendungen der HF-Chirurgie, bei welchen die Aktivelektrode einen direkten elektrisch leitfähigen Kontakt zum Zielgewebe hat, der Betrag des Widerstands REz kleiner sein kann als der Betrag des Widerstands RCT · In this regard, research conducted by the inventor has revealed that in monopolar applications of HF surgery in which the active electrode has a direct electrically conductive contact with the target tissue, the amount of resistance R E z may be less than the amount of resistance R CT .
Für diese Untersuchungen wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem REZ in vitro und ausreichend gut ermittelt werden kann, indem, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, zwei gleiche der jeweils zu verwendenden Aktivelektroden (AEl, AE2) an oder in einem dem jeweiligen Zielgewebe gleichen oder bezüglich spezifischem elektrischem Widerstand bei normaler Körpertemperatur vergleichbaren Gewebe (T / Tissue) in hierfür optimalem Abstand voneinander appliziert werden und der elektrische Widerstand zwischen diesen beiden Aktivelektroden an den Anschlüssen (AAEi, AAE2) gemessen und dann durch 2 dividiert wird. Mit optimalem Abstand ist hier ein Abstand gemeint, bei welchem die Konfiguration des elektrischen Feldes in den Nahbereichen der beiden identischen Aktivelektroden der bei realer Applikation am oder im Ziegewebe entspricht und diese beiden Nahfelder einander in der Medianfläche (M P) möglichst direkt berühren. Mit diesem indirekten Verfahren zwischen den elektrischen Anschlüssen (AAEi, AAE2) gemessen beträgt der elektrische Widerstand REZi + REz2# beispielsweise zwischen einer üblichen Polypektomieschlinge und einem Polypen mit einem an der Appli- kationssteile der Polypektomieschlinge (z.B. AE1) gemessenen Durchmesser (d) von 1 cm bei normaler Körpertemperatur ca. 25 Ohm. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass der Betrag von REZ infolge des beabsichtigten Temperaturanstiegs des Gewebes in der Effektzone kleiner wird als bei Körpertemperatur, während der Betrag des elektrischen Widerstands RCT bzw. RCTp wegen nur geringer Er- wärmung der betreffenden Gewebe relativ konstant bleibt. Bekanntlich sinkt der spezifische elektrische Widerstand von Elektrolyten reziprok proportional mit der Temperatur des elektrolythaltigen Gewebes. Ein Temperaturanstieg von ca. 35°C auf ca. 90°C verringert den spezifischen elektrischen Widerstand biologischer Gewebe ca. auf die Hälfte, im oben aufgeführten Beispiel bei der Polypektomie sinkt der Widerstand RJJ also von 25 Ohm bei 35°C auf ca. 15 Ohm bei 90°C. For these investigations, a method was developed with which R EZ can be determined in vitro and sufficiently well by, as shown schematically in FIG. 6, two identical of the respective active electrodes to be used (AE1, AE2) on or in the respective target tissue identical or comparable to specific electrical resistance at normal body temperature tissue comparable (T / Tissue) are applied in this optimal distance from each other and the electrical resistance between these two active electrodes is measured at the terminals (A AE i, A AE2 ) and then divided by 2. By optimal distance is here meant a distance at which the configuration of the electric field in the vicinity of the two identical active electrodes corresponds to that in real application on or in the goat tissue and these two near fields touch each other as directly as possible in the median surface (MP). Measured with this indirect method between the electrical connections (A AE i, A AE2 ), the electrical resistance R EZ i + R E z2 # is, for example, between a customary polypectomy snare and a polyp with one at the application parts of the polypectomy snare (eg AE1). measured diameter (d) of 1 cm at normal body temperature about 25 ohms. However, it should be noted that the amount of R EZ becomes smaller than at body temperature due to the intended temperature rise of the tissue in the effect zone, while the magnitude of the electrical resistance R CT and R CT p, respectively, is relatively constant due to only low heating of the tissues concerned remains. As is known, the specific electrical resistance of electrolytes decreases reciprocally in proportion to the temperature of the electrolyte-containing tissue. A temperature increase from approx. 35 ° C to approx. 90 ° C reduces the specific electrical resistance of biological tissues by about half, in the above example in the polypectomy the resistance RJJ thus drops from 25 ohms at 35 ° C to approx Ohm at 90 ° C.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen: Figur 1 die zur Ermittlung des Betrags von RCT bzw. RCTp sowie des Betrags von RL bzw. RLp erforderliche Applikation von gleichzeitig mindestens zwei Neutralelektroden an einem Patienten The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. Show it: FIG. 1 shows the application of simultaneously at least two neutral electrodes to a patient to determine the amount of R CT or RCT p and the amount of R L or R Lp
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur in vivo Messung von RNEI/NE2 und RL bzw. RLp sowie zur Berechnung von RCT bzw. RCTP und REZ aus den Messergebnissen FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an apparatus for in vivo measurement of RNEI / NE2 and R L or R Lp and for calculating R CT or R CT P and R EZ from the measurement results
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Kontrolle der Applikation von Neutralelektroden am Patienten und zur in vivo Messung von RNEI/NE2 und RL bzw. RLp sowie zur Berechnung von RCT bzw. RCTp und REZ aus den Messergebnissen und zur Kontrolle, Steuerung, Regelung und/oder Anzeige der elektrischen Parameter an und/oder in der Effektzone und/oder des Zustands des Geweben in der Effektzone und/oder am und/oder im Kollatera lgewebe und/oder des Zustands der Applikation der Neutral-elektroden am Patienten. FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a device for controlling the application of neutral electrodes to the patient and for in vivo measurement of RNEI / NE2 and R L or R Lp and for calculating R CT or R CT p and R EZ from the measurement results and for checking , Control, and / or display of the electrical parameters on and / or in the effect zone and / or the state of the tissues in the effect zone and / or on and / or Kollatera lgewebe and / or the state of application of the neutral electrodes on patients.
Figur 4 die Anwendbarkeit der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung auch für nur eine einflächigen Neutralelektrode Figure 4, the applicability of the device shown in Figure 3, even for only a single-surface neutral electrode
Figur 5 die Anwendbarkeit der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung auch für nur eine zweiflächige Neutralelektrode Figure 5, the applicability of the device shown in Figure 3, even for only a two-layered neutral electrode
Figur 6 eine Graphik zur Beschreibung eines Verfahrens zur in vitro Messung von REz bei Anwendung bestimmter Aktivelektroden an bestimmten Zielgeweben. Figure 6 is a graph for describing a method for in vitro measurement of R E z when using certain active electrodes on certain target tissues.
Figur 7 eine Graphik zur Beschreibung des oben aufgeführten Postulats sowie der dort eingeführten Definitionen. FIG. 7 is a graph describing the postulate listed above and the definitions introduced there.
Figur 8 die Anwendbarkeit der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung auch für zwei einflächige Neutralelektroden. Das oben beschriebene Postulat sowie die ebenfalls oben aufgeführten Definitionen, die Grundlage dieser Erfindung sind, können anhand von Figur 7 erläutert werden. In Fig. 7 ist ein Patient (P), weitgehend auf das hier Wesentliche reduziert, dargestellt. Auf der Haut (H) des Patienten P ist eine Neutralelektrode (NE) mit einem Anschlusskabel (KNE) appliziert. Eine Aktivelektrode (AE), ist an einem Zielgewebe (TT) appliziert um an dieser Stelle des Zielgewebes durch Einleiten eines HF-Stroms (IHF) einen thermischen Effekt zu erzeugen. Der HF-Strom fließt aus der Aktivelektrode (AE) kommend divergent in das Zielgewebe (TT) und weiter divergierend durch das Kollateralgewebe (CT) zur Neutralelektrode (NE). Den Chirurgen interessieren nur die beabsichtigten thermischen Effekt im Zielgewebe. Die beabsichtigten thermischen Effekte entstehen jedoch nicht gleichzeitig im gesamten Zielgewebe und sollen dies meistens auch nicht. Die Zone des Zielgewebes, in welcher die beabsichtigten thermischen Effekte entstehen sollen und können bzw. entstehen oder bereits entstanden sind, soll Effektzone (EZ) genannt werden. Um die beabsichtigten thermischen Effekt in der Effektzone in vivo kontrollierten, steuern und oder Regeln zu können muss man beispielsweise den elektrischen Widerstand (REz) der Effektzonen EZ, also den elektrischen Widerstand des Gewebes zwischen der Aktivelektrode AE und der imaginären Grenzfläche zwischen Effektzone EZ und Zielgewebe TT bzw. Kolateralgewebe (CT), zu welchem das Zielgewebe gehört, kennen oder in vivo ermitteln. REZ kann in vivo als Differenz von RL und RCT ermittelt werden, wenn man den elektrischen Widerstand des Geweben zwischen der Aktivelektrode und der Neutralelektrode, der bekanntlich Lastwiderstand RL genannt wird und in vivo direkt messbar ist, und den elektrischen Widerstand RCT des Kollateralgewebes CT, der insbesonde- re durch das Unterhautfettgewebe ( FT ) dominiert wird, kennt, was selten der Fall ist, oder ermittelt, was bisher allerdings nicht möglich war. Wie das nun in vivo gemacht werden kann, wird anhand von Fig. 1 beschrieben. FIG. 8 shows the applicability of the device shown in FIG. 3 also for two single-surface neutral electrodes. The above-described postulate as well as the above-mentioned definitions which are the basis of this invention can be explained with reference to FIG. In Fig. 7, a patient (P), largely reduced to the essentials, shown. On the skin (H) of the patient P, a neutral electrode (NE) with a connecting cable (K NE ) is applied. An active electrode (AE) is applied to a target tissue (TT) to produce a thermal effect at that site of the target tissue by introducing an RF current (I H F). The RF current flows from the active electrode (AE) divergent into the target tissue (TT) and further diverging through the collateral tissue (CT) to the neutral electrode (NE). The surgeon only cares about the intended thermal effect in the target tissue. However, the intended thermal effects do not occur simultaneously in the entire target tissue and are usually not intended to do so. The zone of the target tissue in which the intended thermal effects should and can or may arise or have already developed is called an effect zone (EZ). In order to be able to control, control and or regulate the intended thermal effect in vivo in the effect zone, it is necessary, for example, to determine the electrical resistance (R E z) of the effect zones EZ, ie the electrical resistance of the tissue between the active electrode AE and the imaginary interface between effect zone EZ and target tissue TT or collateral tissue (CT) to which the target tissue belongs or know in vivo. R EZ can be determined in vivo as the difference between R L and R CT , if the electrical resistance of the tissues between the active electrode and the neutral electrode, which is known as the load resistance R L and is directly measurable in vivo, and the electrical resistance R CT collateral tissue CT, dominated by subcutaneous fat tissue (FT) in particular, knows what is rarely the case or identifies what has not been possible so far. How this can now be done in vivo will be described with reference to FIG.
Der Betrag des elektrischen Widerstands RCT bzw. RCTp kann in vivo indirekt und ausreichend genau gemessen bzw. ermittelt werden, indem, wie in Figur 1 schematisch dargestellt, mindestens je eine Neutralelektrode (N E1, NE2) möglichst symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch und äquidistant zur Sagittalebene SP (Sagittal Plane) am Patienten P appliziert wird, beispielsweise je eine Neutralelektrode am linken und eine am rechten Oberschenkel des Patien- ten, wenn das Zielgewebe TT im unteren Bereich des Körpers liegt, oder je eine Neutralelektrode am linken und eine am rechten Oberarm, wenn das Zielgewebe TT im oberen Bereich des Körpers liegt (in Figur 1 nicht dargestellt), und indem der gemessene Betrag des elektrischen Widerstands RNEi / NE2 zwischen den elektrischen Anschlüssen ANEi, ANE2 dieser beiden Neutralelektroden gemessen und durch 2 dividiert wird, was dem elektrischen Widerstand (RNE / SP) zwischen je einer der beiden Neutralelektroden N E1 oder N E2 und der imaginären The amount of electrical resistance R CT or R CTp can be measured and determined in vivo indirectly and with sufficient accuracy, as shown in FIG shown schematically, at least one neutral electrode (N E1, NE2) as symmetrical, in particular mirror-symmetric and equidistant to the sagittal plane SP (Sagittal Plane) is applied to the patient P, for example, each a neutral electrode on the left and one on the right thigh of the patient th, if the target tissue TT lies in the lower region of the body, or one neutral electrode on the left and one on the right upper arm when the target tissue TT is in the upper region of the body (not shown in FIG. 1), and by the measured amount of electrical resistance R NE i / NE2 between the electrical connections A NE i, A NE2 of these two neutral electrodes is measured and divided by 2, which is the electrical resistance (RNE / SP) between each of the two neutral electrodes N E1 or N E2 and the imaginary
Sagittalebene SP und ausreichend gut dem Betrag des Widerstands RCTi bzw. RCT2 zwischen einer der beiden Neutralelektroden (N E1 oder NE2) und der Effektzone EZ1 am oder im Zielgewebe TT1 entspricht. Werden die beiden Neutralel- ektroden NE1 und NE2 und folglich auch die beiden Widerstände RCTi bzw. RNEI / SP und RCT2 bzw. RNE2 / SP ZU einem Widerstand RCTp parallelgeschaltet, also RCTp = Ren so wird der Betrag des Widerstands zwischen den zwei parallelgeschalteten Neutralelektroden und der Effektzone im Vergleich zu dem Betragt zwischen nur einer Neutralelektrode und der Effektzone halbiert. Dieser Betrag entspricht aus- reichend genau dem Betrag von RCTp- (Bemerkung hierzu: es macht keinen Sinn, RNEI / NE2 ZU messen um hieraus RCT oder RCTp zu berechnen und anschließend eine der beiden Neutralelektroden vom Patienten zu entfernen um anschließend thermische Effekte in der Effektzone zu erzeugen, zumal dann eventuelle Änderungen von RCT nicht mehr feststellbar sind.) Sowohl theoretische als auch experimentelle Untersuchungen haben bestätigt, dass das oben beschriebene Verfahren zur Ermittlung des Betrags von RCTp auch in Fällen angewendet werden kann, bei welchen das Zielgewebe bzw. die Effektzone nicht genau in der Sagittalebene SP liegt. Die in diesen Fällen unterschiedli- chen Beträge der Widerstände RNEI/SP und RNE2/SP werden durch ihre Parallelschaltung weitgehend kompensiert. Sagittal plane SP and sufficiently well the amount of resistance R CT i or RCT2 between one of the two neutral electrodes (N E1 or NE2) and the effect zone EZ1 on or in the target tissue TT1 corresponds. If the two neutral electrodes NE1 and NE2 and consequently also the two resistors R CT i or R N EI / SP and RCT2 or RNE2 / SP are connected in parallel to a resistor R CTp , that is to say R CTp = Ren, then the value of the resistor becomes halved between the two neutral electrodes connected in parallel and the effect zone compared to the space between only one neutral electrode and the effect zone. This amount corresponds to exactly the amount of R CTp - (Note: it makes no sense to measure RNEI / NE2 to calculate R CT or R CTp and then remove one of the two neutral electrodes from the patient, and thereafter thermal effects in the effect zone, especially since then any changes of RCT are no longer detectable.) Both theoretical and experimental studies have confirmed that the method described above for determining the amount of R CT p can also be applied in cases where the Target tissue or the effect zone is not exactly in the sagittal plane SP. The different cases in these cases The amounts of the resistors RNEI / SP and RNE2 / SP are largely compensated by their parallel connection.
Mit dem oben beschriebenen indirekten Verfahren gemessen, beträgt der elektrische Widerstand RCT bei zur Zeit verfügbaren und nur einer hiervon einwandfrei auf der Haut eines Oberschenkels des Patienten applizierten Neutralelektrode ca. 30 bis 50 Ohm, bei Patienten mit einer massiven U nterhautfettschicht bis zu 100 Ohm. Werden die Kontaktflächen beider Neutralelektroden N El und N E2 zu einer Gesamt-Neutralelektrode N Ei+2 = N El + N E2 bzw. die beiden Widerstände RNEI / SP und RNE2 / SP ZU einem Parallelwiderstand (RCTP) zusammengeschaltet, be- trägt RCTp bei normaler Gewebetemperatur ca. 15 bis 25 Ohm, bei massiver Unterhautfettschicht ca. 50 Ohm. Measured by the indirect method described above, the electrical resistance R CT is about 30 to 50 ohms for a currently available neutral electrode and only one of which is properly applied to the skin of a patient's thigh and up to 100 ohms for patients with a massive undercut dermal fat layer , If the contact surfaces of both neutral electrodes N El and N E2 are interconnected to form a total neutral electrode N Ei +2 = N El + N E2 or the two resistors RNEI / SP and R N E2 / SP are connected together to form a parallel resistor (RCTP) R CT p at normal tissue temperature about 15 to 25 ohms, with massive subcutaneous fat layer about 50 ohms.
Zum Vergleich hierzu beträgt der elektrische Widerstand der Effektzone, wie beispielsweise bereits oben in der Einleitung erwähnt, bei der endoskopischen Polypektomie eines Polypen mit einem Durchmesser von 1 cm bei normaler Kör- pertemperatur nur ca. 25 Ohm und bei 100°C, also der Temperatur der EZ, die beim HF-chirurgischen Schneiden in der Effektzone erreicht wird, nur ca. 15 Ohm. Das Verfahren, womit diese Widerstände in vitro gemessen wurden, wird als Zwischenbemerkung anhand von Fig. 6 im folgenden Absatz dargestellt und beschrieben. Das in Fig. 6 schematisch dargestellte Verfahren zur in vitro Ermittlung von REZ kann mit jedem Widerstands- bzw. Impedanzmessgerät angewendet werden, mit welchem der elektrische Widerstand elektrolythaltiger biologischer Gewebe gemessen werden kann. Hierzu werden zwei gleiche Aktivelektroden AEl und AE2, hier z.B. zwei Polypektomieschlingen, in geringem Abstand zueinander um ein polypenförmiges und polypenartiges Gewebe appliziert und der Betrag des elektrischen Widerstands des Gewebes zwischen diesen beiden Aktivelektroden bei den jeweils interessierenden Gewebetemperaturen gemessen. Hierbei ent- stehen zwei identische Effektzonen EZ1 und EZ2, so dass der Betrag des Widerstands einer dieser beiden Effektzonen der Hälfte des gemessenen Betrags entspricht. Dieses in vitro Verfahren kann selbstverständlich an verschiedenen Gewebearten und mit verschiedenen Aktivelektroden und auch bei verschiedenen Gewebetemperaturen und Gewebezuständen angewendet werden und eignet sich außerdem zu Überprüfung des erfindungsgemäßen in vivo Verfahrens. For comparison, the electrical resistance of the effect zone, as already mentioned above in the introduction, in the endoscopic polypectomy of a polyp with a diameter of 1 cm at normal body temperature only about 25 ohms and at 100 ° C, ie the temperature the EZ, which is achieved in HF surgical cutting in the effect zone, only about 15 ohms. The method by which these resistances were measured in vitro is shown and described as an intermediate reference with reference to FIG. 6 in the following paragraph. The method shown schematically in FIG. 6 for the in-vitro determination of R EZ can be used with any resistance or impedance measuring device with which the electrical resistance of electrolyte-containing biological tissue can be measured. For this purpose, two identical active electrodes AE1 and AE2, in this example two polypectomy loops, are applied at a slight distance from each other around a polyp-like and polyp-like tissue, and the amount of electrical resistance of the tissue between these two active electrodes is measured at the respective tissue temperatures of interest. Hereby, There are two identical effect zones EZ1 and EZ2, so that the amount of resistance of one of these two effect zones is equal to half of the measured amount. This in vitro method can, of course, be applied to various types of tissue and with different active electrodes and also at different tissue temperatures and tissue conditions and is also suitable for checking the in vivo method according to the invention.
Aus dem weiter oben dargelegten Vergleich der in der Praxis vorkommenden Beträge von RCT und REz folgt, dass bei Anwendung nur einer Neutralelektrode am Patienten nur ein geringer Bruchteil der vom HF-Generator generierten elektrischen Spannung, Leistung oder Energie an bzw. in der Effektzone ankommt. Deswegen ist es wichtig, dass der Betrag von RCT möglichst klein ist. Folglich ist es vorteilhaft, statt einer Neutralelektrode gleichzeitig mindestens zwei Neutralelektroden am selben Patienten zu applizieren und diese zu einem Widerstand RCTp parallel zu schalten. Bis hierher ist es Stand der Technik, weil die Applikation zweier Neutralelektroden bereits bekannt ist. Bisheriger Zweck war Vermeidung thermischer Schäden der Haut unter der Neutralelektrode. Seit Einführung von Neutralelektroden, die auf die Haut geklebt werden, ist dieser Zweck obsolet. From the above comparison of the amounts of R CT and R E z occurring in practice, it follows that when only one neutral electrode is applied to the patient, only a small fraction of the electrical voltage, power or energy generated by the RF generator is applied to the patient Effect zone arrives. Therefore, it is important that the amount of R CT is as small as possible. Consequently, it is advantageous to simultaneously apply at least two neutral electrodes on the same patient instead of a neutral electrode and to connect them in parallel to a resistor R CT p. So far, it is state of the art, because the application of two neutral electrodes is already known. The previous purpose was to avoid thermal damage to the skin under the neutral electrode. Since the introduction of neutral electrodes, which are stuck to the skin, this purpose is obsolete.
Diese Darstellung soll u.a. zeigen, dass der Gegenstand von Patentanspruch 2 nicht nur als eigenständige Erfindung, sondern auch als weitere Ausgestaltung des Gegenstands der Erfindung nach Anspruch 1 gesehen werden kann. This representation should i.a. show that the subject matter of claim 2 can be seen not only as an independent invention, but also as a further embodiment of the subject invention of claim 1.
Selbstverständlich sollten die Neutralelektroden mit Rücksicht auf einen möglichst kleinen Betrag des Widerstands RCTp einwandfrei am Patienten appliziert werden und während der gesamten Behandlungsdauer auch bleiben. Besonders vorteilhaft ist hierfür, wie in Figur 2 schematisch dargestellt, die Applikation von zwei Neutralelektroden (NE1, NE2) mit jeweils mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierten Teilkontaktflächen (NEla, NElb, NE2a, NE2b), die gleich- zeitig am selben Patienten P appliziert sind, und die Applikation durch Messung der elektrischen Widerstände Ria / 2a- Ria / 2b# Rib/ 2a und Rib/ 2b zwischen ( / ) den Teilkontaktflächen (NEla / NE2a, NEla / NE2b, NElb / NE2a, NElb / NE2b) dieser Neutralelektroden zu kontrollieren. Hierbei macht sich das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil zu Nutze, dass die relative Abhängigkeit der Widerstandsänderung ARNE/SP von der Änderung AAeff der effektiven Kontaktfläche Aeff auf eine Teilkontaktfläche, z.B. ANEia, bezogen, also Of course, the neutral electrodes should be properly applied to the patient with regard to the smallest possible amount of the resistance R CT p and remain during the entire treatment period. Particularly advantageous for this purpose, as shown schematically in Figure 2, the application of two neutral electrodes (NE1, NE2), each with at least two electrically mutually insulated partial contact surfaces (NEla, NElb, NE2a, NE2b), the same the same time applied to the same patient P, and the application by measuring the electrical resistances Ri a / 2a-Ria / 2b # Rib / 2a and Rib / 2b between (/) the partial contact surfaces (NEla / NE2a, NEla / NE2b, NElb / NE2a , NElb / NE2b) of these neutral electrodes. In this case, the inventive method takes advantage of the fact that the relative dependence of the resistance change AR N E / SP of the change AA eff the effective contact area A eff on a partial contact surface, eg A NE i a , based, ie
ARNEla / SP = f (ΔΑ eff ) > ARNE1 / SP = f (AAeff ) größer ist als auf die Gesamtkontaktfläche ANEi bezogen. In je mehr Teilkontakt- flächen die Gesamtkontaktfläche der Neutralelektroden zerlegt sind, desto besser ist die Kontrolle des Verhältnisses der effektiven Kontaktfläche zur verfügbaren Kontaktfläche der Neutralelektroden. AR N Ela / SP = f (ΔΑ ef f)> AR NE 1 / SP = f (AAeff) is greater than the total contact area A NE i. The more partial contact surfaces the entire contact surface of the neutral electrodes are disassembled, the better the control of the ratio of the effective contact surface to the available contact surface of the neutral electrodes.
Wenn die Messung der elektrischen Widerständen (R1 a / ?a, Ria / ?h. Rih / ?a und Rih 2b] zwischen den Teilkontaktflächen (NEla / NE2a, NEla / NE2b, NElb / NE2a, NElb / NE2b) der Neutralelektroden (NEl, NE2) ergibt, dass die Beträge dieser Widerstände ausreichend gering sind, und das außerdem die zwischen den Teilkontaktflächen der spiegelsymmetrisch zur Sagittalebene (SP) des Patienten P applizierten Neutralelektroden (NEl, NE2) gemessenen Beträge der Widerstände weitgehend identisch sind (Ria / 2a = R ia / 2b = R ib / 2a = R ib/ 2b), kann davon aus- gegangen werden, dass alle Teilkontaktflächen (NEla, NElb, NE2a, NE2b) und folglich auch die verfügbaren Gesamtkontaktflächen (NEla + NElb, NE2a + NE2b) der Neutralelektroden (NEl, NE2) optimal appliziert sind. In diesem Zustand können die jeweiligen Teilkontaktflächen der Neutralelektroden zu jeweils einer Gesamtkontaktfläche (NEla + NElb, NE2a + NE2b) zusammengeschaltet werden und so der elektrische Widerstand ( R(ia + ib/ 2a + 2b) ) zwischen den Gesamtkontaktaktflächen (NEla + NElb) der Neutralelektrode NEl und (NE2a + NE2b) der Neutralelektrode NE2 gemessen werden, um hieraus die Widerstände RCT bzw. RCTP wie folgt zu berechnen : When the measurement of the electrical resistances (R 1 a /? A , Ri a / h h Rih / a and Ri h 2b) between the partial contact surfaces (NEla / NE2a, NEla / NE2b, NElb / NE2a, NElb / NE2b) of Neutral electrodes (NE1, NE2) show that the amounts of these resistors are sufficiently low, and that, moreover, the amounts of the resistances measured between the partial contact areas of the neutral electrodes (NE1, NE2) applied mirror-symmetrically to the sagittal plane (SP) of the patient P are largely identical (Ri a / 2a = R ia / 2b = Rib / 2a = Rib / 2b), it can be assumed that all partial contact surfaces (NEla, NElb, NE2a, NE2b) and consequently also the available total contact surfaces (NEla + NElb, NE2a + NE2b) of the neutral electrodes (NE1, NE2) are optimally applied In this state, the respective partial contact areas of the neutral electrodes can be connected together to form an overall contact area (NEla + NE1b, NE2a + NE2b) and thus the electrical resistance (R (i a + ib / 2a + 2b)) between the total contact surfaces (NEla + NElb) of the neutral electrode NE1 and (NE2a + NE2b) of FIG Neutral electrode NE2 are measured in order to calculate the resistances R CT and R CT P as follows:
RCT = R (ia + ib / 2a + 2b) : 2 = RCTS : 2 RCT = R (ia + ib / 2a + 2b): 2 = RCTS: 2
RCTP = R (ia + ib / 2a + 2b) : 4 = R CTS : 4 vorausgesetzt, die beispielsweise zwei Neutralelektroden (NEl, NE2) sind ausreichend spiegelsymmetrisch zur Sagittalebene (SP) des Patienten, beispielsweise am linken und rechten Oberschenkel, der linken und rechten Hüfte, dem linken und rechten Oberarm etc. appliziert. RCTP = R (ia + ib / 2a + 2b): 4 = R CTS: 4 provided that, for example, two neutral electrodes (NEl, NE2) are sufficiently mirror-symmetrical to the patient's sagittal plane (SP), for example on the left and right thighs, the left one and right hip, the left and right upper arm, etc. applied.
Der so ermittelte Betrag des Widerstands RCTP ist nicht, wie in Figur 1 dargestellt, auf Effektzonen begrenzt, die genau in der Sagittalebene (SP) lokalisiert sind, sondern weitgehend auch auf Effektzonen, die außerhalb der Sagittalebene liegen, anwendbar, weil die Parallelschaltung der Widerstände RNEI / EZ und RNE2 / EZ die unsymmetrische Lokalisation von EZ ausreichend kom pensiert. The amount of resistance R CT P thus determined is not limited, as shown in FIG. 1, to effect zones which are located precisely in the sagittal plane (SP), but also largely applicable to effect zones located outside the sagittal plane, because the parallel connection resistors RNEI / EZ and RNE2 / EZ sufficiently compensate the unbalanced localization of EZ.
Eine hierfür geeignete Vorrichtung besteht, wie in Figur 3 schematisch darge- stellt, aus einer Messeinrichtung (10) zum Messen beispielsweise der elektrischen Widerstände Ria/2a- Ria/2b# Rib/2a und Rib/2b zwischen den Teil kontaktflä¬ chen (NEla / N E2a, N Ela / NE2b, NElb / N E2a, NElb / N E2b) sowie R(ia + ib / 2a + 2b> zwischen den Gesamtkontaktflächen (NEla + N Elb / N E2a + N E2b) der beispielsweise zwei Neutralelektroden N El und NE2, Leitungen (11, 12, 13, 14) und Schaltern (a, b, c, d, e) und/oder Adaptern oder dergleichen ( in Fig. 3 nicht dargestellt) zum Verbinden und/oder Trennen der Kontaktflächen oder Teilkontaktflächen der Neutralelektroden mit bzw. von der Messeinrichtung (10) bzw. einem HF-Generator (15). A device suitable for this purpose consists, as shown schematically in FIG. 3, of a measuring device (10) for measuring, for example, the electrical resistances Ri a / 2a-Ria / 2b # Rib / 2a and Rib / 2b between the part contact surfaces (FIG. NEla / N E2a, N Ela / NE2b, NElb / N E2a, NElb / N E2b) and R ( i a + ib / 2a + 2b> between the total contact areas (NEla + N Elb / N E2a + N E2b) of, for example, two Neutral electrodes N El and NE2, leads (11, 12, 13, 14) and switches (a, b, c, d, e) and / or adapters or the like (not shown in Fig. 3) for connecting and / or disconnecting Contact surfaces or partial contact surfaces of the neutral electrodes with or from the measuring device (10) or an RF generator (15).
Da ein Widerstand bekanntlich nicht direkt gemessen werden kann, sondern nach dem Ohmschen Gesetz R = U : I aus einer gemessenen Spannung (U) und einem gemessenen Strom (I) berechnet bzw. abgeleitet werden muss, besteht eine Messeinrichtung zum messen der elektrischen Widerstände, hier zwischen den Kontaktflächen von Neutralelektroden und/oder deren Teilkontaktflächen, wie beispielsweise aus der Patentschrift EP 0 390 937 bekannt, aus einer Spannungsquelle und einem Stromsensor, der ein dem Betrag des jeweiligen Wider- Stands bzw. des durch ihn beeinflussten Kontrollstroms (lk) proportionales elektrisches Signal liefert. Bei Anwendung einer Konstantspannungsquelle (Uk = const.) ist der Kontrollstrom lk dem Widerstand R direkt proportional. Ist die Kontrollspannung (Uk) nicht konstant, so ist auch ein Spannungssensor erforderlich und der Betrag Rk des jeweils kontrollierten Widerstands muss entsprechend dem Ohmschen Gesetz Rk = Uk : lk berechnet werden. Da die hier zu messenden Widerstände durch biologische Gewebe gebildet werden, ist es zweckmäßig, die Messung mit Wechselspannung bei ausreichend hoher Frequenz, bei der an den Elektroden keine Polarisations- und/oder Elektrolyseeffekte entstehen, durchzuführen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist diese Vorrichtung mit einem elektronischen Prozessor bzw. Rechner (CPU) ausgestattet, welchem die von den Strom und / oder Spannungssensoren der Messeinrichtung gelieferten Parameter (a = im, b = um) zur Berechnung beispielsweise der Widerstände Ria/2a- Ria/2b# Rib/2a und Rib/2b übergeben werden. Außerdem kann der elektronische Prozessor bzw. Rechner mit einer Software betrieben werden, mit der eine Bewertung der von der Messeinrichtung gelieferten Parameter (a = im, b = um) und/oder der hieraus berechneten Widerstände Ria / 2a# Ria / 2b# Rib/ 2a und Rib/ 2b beispielsweise bezüglich des Kriteriums Ria/2a = Ria/2b = Rib/2a = Rib/2b durchgeführt werden kann, und dann, wenn die Bewertung den jeweils definierten Kriterien entspricht, die Berechnung insbesondere von RCT bzw. RCTp, beispielsweise entspre- chend den oben aufgeführten Gleichungen, ausgeführt werden kann. Hierfür geeignete Hard- und Software sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, so dass eine Beschreibung hierüber verzichtbar erscheint. Since it is known that a resistor can not be measured directly, but must be calculated or derived according to Ohm's law R = U: I from a measured voltage (U) and a measured current (I) a measuring device for measuring the electrical resistances, here between the contact surfaces of neutral electrodes and / or their partial contact surfaces, as known for example from the patent EP 0 390 937, from a voltage source and a current sensor, the one of the amount of the respective resistance or the Control current influenced by it (1 k ) provides proportional electrical signal. When using a constant voltage source (U k = const.), The control current I k is directly proportional to the resistance R. If the control voltage (U k ) is not constant, a voltage sensor is also required and the amount R k of the respectively controlled resistance must be calculated in accordance with Ohm's law R k = U k : l k . Since the resistances to be measured here are formed by biological tissues, it is expedient to carry out the measurement with alternating voltage at a sufficiently high frequency at which no polarization and / or electrolysis effects occur at the electrodes. In an advantageous embodiment, this device is equipped with an electronic processor or computer (CPU) to which the parameters supplied by the current and / or voltage sensors of the measuring device (a = i m , b = u m ) for calculating, for example, the resistors Ri a / 2a-Ria / 2b # Ri b / 2a and Ri b / 2b. In addition, the electronic processor or computer can be operated with software with which an evaluation of the parameters supplied by the measuring device (a = i m , b = u m ) and / or the resistances Ri a / 2a # Ria / 2b calculated from this # Rib / 2a and Rib / 2b can be performed, for example, with respect to the criterion Ri a / 2a = Ria / 2b = Rib / 2a = Rib / 2b, and then, if the evaluation corresponds to the respectively defined criteria, the calculation, in particular, of R CT or R CT p, for example, according to the equations listed above, can be performed. Suitable hardware and software for this purpose are known to the person skilled in the art, so that a description thereof appears to be dispensable.
Diese Einrichtung kann durch zusätzlichen Umschalter (fl, f2), mit dem die Aktivelektrode (AE) wahlweise mit dem HF-Generator (15) oder mit der Messeinrich- tung (10) verbunden werden kann, auch zur Messung des sogenannten Lastwiderstands (RL) und damit auch wie folgt zur Berechnung von REZ als Differenz von RL und RCT bzw. RCTp genutzt werden: This device can be replaced by additional switch (fl, f2), with which the active electrode (AE) can be connected either to the HF generator (15) or to the measuring device. tion (10) can also be used to measure the so-called load resistance (R L ) and thus also as follows to calculate R EZ as a difference of R L and RCT or R CT p:
REZ = RL - RCT bzw. REZ = RL - RCTP · Auf diese Weise kann der Betrag von REZ auch in vivo sowohl vor der Aktivierung, als auch in Pausen bzw. Unterbrechungen der Aktivierung des HF-Generators ermittelt werden. Hiermit ergibt sich die Möglichkeit, den Betrag und/oder Änderungen des Betrags des elektrischen Widerstands REZ der Effektzone des Zielgewebes vor, während Unterbrechungen und/oder nach der Aktivierung des HF- Generators bzw. vor, während U nterbrechungen und/oder nach der Applikation elektrischer Energie in das Zielgewebe zu kontrollieren und hieraus Rückschlüsse auf den Zustand bzw. auf Änderungen des Zustands des Gewebes in der Effektzone des Zielgewebes abzuleiten. REZ = RL - RCT or R EZ = R L - R CTP · In this way, the amount of R EZ can also be determined in vivo both before activation, as well as in pauses or interruptions of the activation of the RF generator. This results in the possibility of the amount and / or changes in the amount of electrical resistance R EZ the effect zone of the target tissue before, during interruptions and / or after the activation of the RF generator or before, during interruptions and / or after the application To control electrical energy in the target tissue and to derive conclusions about the state or to changes in the state of the tissue in the effect zone of the target tissue.
Diese in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung kann wie folgt weiter ausgestaltet wer- den. Um beispielsweise die gemessenen Widerstände Ria / 2a- Ria / 2b# Rib/ 2a und Rib/ 2b oder RL etc. sowie ermittelte Widerstände wie RCT bzw. RCTP und/oder REZ oder Ergebnisse der Bewertung dieser Widerstände oder gar den Zustand bzw. Änderungen des Zustands des Gewebes in der Effektzone bzw. des Zielgewebe anzuzeigen, kann der Prozessor (CPU) auch zur Erzeugung von Anzeige- (m), Warn- (n) und/oder Zustandssignalen (o) genutzt werden, die Anzeigeeinrichtungen (16), Warneinrichtungen (17) und/oder Zustandsa nzeige-einrichtungen (18) übergeben werden. This device shown in FIG. 3 can be further configured as follows. For example, the measured resistances Ri a / 2a-Ria / 2b # Rib / 2a and Rib / 2b or R L, etc., and determined resistances such as R CT or R CT P and / or R EZ or results of the evaluation of these resistors or even To indicate the state or changes in the state of the tissue in the effect zone or the target tissue, the processor (CPU) can also be used to generate display (m), warning (s) and / or condition signals (o), the Display devices (16), warning devices (17) and / or Statea display devices (18) are passed.
Anzeigeeinrichtungen (16) können beispielweise alphanumerische oder Graphik- Displays sein. Warneinrichtungen (17) können beispielsweise akustische und/oder visuelle Warnsignale erzeugende Elemente sein. Zustandsanzeigen (18) können beispielsweise Graphik- Displays oder Monitore sein. Display devices (16) can be, for example, alphanumeric or graphic displays. Warning devices (17) may be, for example, acoustic and / or visual warning signals generating elements. Status indicators (18) may be, for example, graphic displays or monitors.
Mit geeigneter Software kann der Prozessor (CPU) auch zur Erzeugung von Steuerungssignalen (r, s) zum Steuern insbesondere des HF-Generators (15) und/oder der o.g. Schalter (a, b, c, d, e, f) genutzt werden wenn die Schalter beispielsweise durch Relais (A, B, C, D, E, F, in Figur 3 nicht alle dargestellt) realisiert sind, die in einer dem Fachmann im Bereich Elektrotechnik bekannten Weise und deswegen kurz als Block (19) dargestellte Baugruppe zusammengefasst sind und nicht detaillierter beschrieben werden müssen. Außerdem kann diese Vorrichtung zusätzlich mit Software Programmen (20) zur Kontrolle, Steuerung und / oder Regelung der elektrischen Parameter in bzw. an der Effektzone, zur automatischen Steuerung der Widerstandsmessungen und Aktivierungen des HF-Generators etc. ausgestattet bzw. betrieben werden. With appropriate software, the processor (CPU) may also be used to generate control signals (r, s) for controlling, in particular, the rf generator (15) and / or the o.g. Switch (a, b, c, d, e, f) are used when the switches, for example, by relays (A, B, C, D, E, F, not all shown in Figure 3) are realized, in a specialist In the field of electrical engineering known manner and therefore briefly as a block (19) shown assembly are summarized and need not be described in more detail. In addition, this device can additionally be equipped or operated with software programs (20) for controlling, controlling and / or regulating the electrical parameters in or on the effect zone, for automatically controlling the resistance measurements and activations of the HF generator etc.
Wird die anhand von Fig. 3 beschriebene Vorrichtung in HF-Chirurgiegeräte inte- griert, die nicht ausschließlich für Anwendungen eingesetzt werden, bei welchen die HF-Spannung UHFEZ automatisch geregelt werden muss bzw. bei welchen die Beträge von REz ausreichend groß im Vergleich zu den Beträgen von RCT sind, dann kann diese Einrichtung , wie in Figur 3 bereits berücksichtigt, auch so gestaltet werden, dass sie zusätzlich auch wie konventionelle Kontrolleinrichtungen mit nur einer zweiflächigen Neutralelektrode oder mit einer oder zwei nur einflächigen Neutralelektroden betrieben werden kann. Hierzu sind entweder die Anschlussbuchsen (21, 22, 23, 24) so gestaltet, dass nur eine einflächige Neutralelektrode (Figur 4) oder nur eine zweiflächige Neutralelektrode (Figur 5) oder zwei nur einflächige Neutralelektroden (Figur 8) beispielsweise an die Anschlussbuch- sen 22 und 23 anschließbar sind. Außerdem bietet diese Einrichtung noch weitere Anschluss- und/oder Kombinationsmöglichkeiten von Neutralelektroden und deren Anschluss an diese Kontrolleinrichtung. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Anschlussbuchsen und Stecker so zu gestalten und / oder zu kennzeichnen und/oder zu kodieren, dass nur jeweils bestimmungsgemäße Kombinationen möglich sind. If the device described with reference to FIG. 3 is integrated into HF surgical devices which are not used exclusively for applications in which the HF voltage U H FEZ must be automatically regulated or in which the amounts of R E z are sufficiently large Compared to the amounts of R CT , then this device, as already considered in Figure 3, can also be designed so that they can also be operated as conventional control devices with only a two-surface neutral electrode or with one or two single-surface neutral electrodes , For this purpose, either the connection sockets (21, 22, 23, 24) are designed such that only one single-surface neutral electrode (FIG. 4) or only one double-surface neutral electrode (FIG. 5) or two single-surface neutral electrodes (FIG. 8) are connected to the connection sockets, for example 22 and 23 are connectable. In addition, this device offers even more connection and / or combination options of neutral electrodes and their connection to this control device. Here it may be appropriate to design and / or to mark and / or to encode the connection sockets and plugs in such a way that only combinations as intended are possible.
Ein bekanntes Problem monopolarer Verfahren der HF-Chirurgie ist die unbefrie- digende Kontrolle und Reproduzierbarkeit der jeweils in der Effektzone eines Zielgewebes beabsichtigten, sowie die Vermeidung der jeweils im Zielgewebe bzw. in der Effektzone und/oder im Kollateralgewebe unbeabsichtigten thermischen Effekte. Nachdem die Messung des Betrags des Lastwiderstands RL und die Ermittlung der Beträge der Widerstände RCT bzw. RCTp und hieraus des Betrags von REz wie oben beschrieben möglich ist, können verschiedene bekannte monopolarer Verfahren der HF-Chirurgie wie folgt verbessert und neue Verfahren entwickelt werden, beispielsweise die Entwicklung eines Verfahrens und einer hierfür geeigneten Einrichtung zur Einstellung und/oder automatischer Steuerung oder Regelung des Sollwerts UEzsoii der HF-Spannung an der Effektzone. Die manuelle Einstellung und/oder automatische Steuerung oder Regelung des Sollwerts UEZson beispielsweise der Amplitude der HF-Spannung UEZ an der Effektzone EZ oder des zeitlichen Sollwertverlauf UEzsoii = f (t) an der Effektzone kann durch manuelle Einstellung und/oder automatische Steuerung der HF- Ausgangsspannung (UG) des HF-Generators (15) z.B. entsprechend der Funktion UG = UEZs0|| : (RL - RCTp) ' RL = UEZson : REZ ' RL oder durch manuelle Einstellung und/oder automatischer Steuerung des HF- Ausgangsstroms (lG) des HF-Generators beispielsweise entsprechend der Funktion A well-known problem of monopolar methods of HF surgery is the unsatisfactory control and reproducibility of each intended in the effect zone of a target tissue, as well as the avoidance of each in the target tissue or in the effect zone and / or in the collateral tissue unintentional thermal effects. After the measurement of the magnitude of the load resistance R L and the determination of the amounts of the resistances R CT and R CT p and hence the amount of R E z as described above is possible, various known monopolar methods of HF surgery can be improved and as follows new methods are developed, for example, the development of a method and a device suitable for this purpose for setting and / or automatic control or regulation of the setpoint U E zsoii the RF voltage at the effect zone. The manual adjustment and / or automatic control or regulation of the setpoint value U EZso n, for example, the amplitude of the HF voltage U EZ at the effect zone EZ or the time setpoint course U E zsoii = f (t) at the effect zone can be achieved by manual adjustment and / or automatic control of the RF output voltage (UG) of the HF generator (15), for example, according to the function U G = U EZs0 || : (R L - R CT p) ' R L = U EZso n: R EZ ' R L or by manual adjustment and / or automatic control of the HF output current (l G ) of the HF generator, for example, according to the function
I U : (R R ) = U Ezsoii : R in der Weise erfolgen, dass die HF-Spannung (UEZ) an bzw. in der Effektzone manuell oder automatisch auf den jeweils beabsichtigten bzw. jeweils am HF- Generator voreingestellten Sollwerten UEzsoii oder zeitlichen Sollwertverlauf UEZ- soii = f (t) gesteuert oder geregelt werden kann bzw. wird. IU: (RR) = U E zsoii: R be carried out in such a way that the HF voltage (U EZ ) on or in the effect zone manually or automatically to the respectively intended or in each case on the HF Generator preset setpoints U E zsoii or temporal setpoint course U EZ- soii = f (t) can be controlled or regulated.
Weiterhin kann basierend darauf auch eines Verfahren und einer hierfür geeigneten Einrichtung zur kontrollierten Applikation elektrischer Energie ein Zielge- webe bzw. in eine Effektzone realisiert werden. Furthermore, based on a method and a device suitable for this purpose for the controlled application of electrical energy, a target tissue or into an effect zone can also be realized.
Die kontrollierte Applikation der zur Erzeugung bea bsichtigter thermischer Effekte in einem Zielgewebe oder einer Effektzone eines Zielgewebes erforderliche Dosis bzw. Sollmenge EEzsoii elektrischer Energie (E) kann beispielsweise entsprechend der Funktion EEztSoll = iGeff2 ' (R|_ " RCT) ' Δΐ = lGeff2 ' REZ ' Äteff in der Weise erfolgen, dass der Effektivwert lEZeff des HF-Strom lEZ, der Widerstand REZ der Effektzone EZ und die effektive Stromflussdauer Äteff gemessen und entsprechend dieser Funktion berechnet wird. Der Effektivwert lEZeff des HF- Strom lEZ, der identisch ist dem Effektivwert lGeff des HF-Ausgangsstroms lG des HF-Generators G, sowie die effektive Stromflussdauer Äteff können je nach Bedarf als Parameter am HF-Generator oder einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung am oder im HF-Generator manuell eingestellt und/oder beispielsweise in Abhängigkeit von anderen Parametern manuell oder automatisch gesteuert werden. Die kontrollierte Applikation einer zur Erzeugung beabsichtigter thermischer Effekte in einer Effektzone erforderliche Sollmenge EEZson elektrischer Energie E kann beispielsweise auch entsprechend der Funktion Controlled application of the dose or set amount E E zsoii of electrical energy (E) required to produce beaten thermal effects in a target tissue or an effect zone of a target tissue can be performed, for example, according to the function E EtsS oll = iGeff 2 ' (R | _ " RCT). be done 'Δΐ = l Ge ff 2' R EZ 'Ät e ff in such a manner that the effective value l Eze ff of the RF current I DC, the resistance R DC of the effect zone EZ and the effective duration of current flow Ät e measured ff and in accordance with this function is calculated. the effective value l Eze ff of the RF current I DC, which is identical to the effective value l Ge ff of the RF output current I G of the RF generator G, and the effective duration of current flow Ät e ff can as required as a parameter on HF generator or a device provided for this purpose are manually set on or in the HF generator and / or, for example, manually or automatically controlled as a function of other parameters For example, a desired amount E EZso n of electrical energy E required to produce intentional thermal effects in an effect zone can also correspond to the function
EEZSOII = (UGeff : L)2 ' REZ ' Ateff in der Weise erfolgen, dass der Effektivwert UGeff der HF-Ausgangsspannung UG des HF-Generators 15, der Widerstand REZ der Effektzone EZ und die effektive Stromflussdauer Äteff gemessen und EEZson entsprechend dieser Funktion berechnet wird. Der Effektivwert UGeff der HF-Ausgangsspannung UG des HF- Generators 15 sowie die effektive Stromflussdauer Äteff können je nach Bedarf als Parameter am HF-Generator 15 oder einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung am oder im HF-Generator manuell eingestellt und/oder beispielsweise in Abhängigkeit von anderen Parametern manuell oder automatisch gesteuert werden. EEZSOII = (U G eff: L) 2 ' REZ ' At e ff done in such a way that the effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15, the resistance R EZ of the effect zone EZ and the effective Current flow time et e ff et measured and E EZso n calculated according to this function. The effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15 and the effective duration of current flow Ät e ff can be adjusted manually according to requirements as parameters at the RF generator 15 or use a dedicated device on or in the RF generator and / or For example, be controlled manually or automatically depending on other parameters.
Die kontrollierte Applikation einer zur Erzeugung beabsichtigter thermischer Effekte in einer Effektzone EZ erforderlichen Energie EEZSOM beziehungsweise die vom HF-Generator hierfür bereitzustellende elektrische Energie EG kann bei- spielsweise auch entsprechend der Funktionen The controlled application of an EZ required to produce the intended effect of thermal effects in a zone energy E M or the EZSO be provided by the RF generator of this electrical energy E G can examples play, also in accordance with the functions
E = E R R beziehungsweise E = E R R respectively
EG = UGeff . lGeff . Äteff = E ' R R in der Weise erfolgen, dass RL und REZ entsprechend dem oben aufgeführten Ver- fahren gemessen bzw. berechnet werden und dass die vom HF-Generator 15 bereitzustellende bzw. bereitgestellte Energie EG durch Messen, Anzeigen und manuellem Einstellen und/oder durch automatisches Steuern oder Regeln der Parameter UGeff , lGeff und/oder Äteff kontrolliert werden kann oder kontrolliert wird. Weiterhin kann basierend auf dem oben angegebenen Erkenntnissen ein Verfahren und eine hierfür geeigneten Einrichtung zur Kontrolle von REz und insbesondere zur automatischen Abschaltung des HF-Stroms bzw. des HF-Generators bei Erreichen eines Sollwertes oder eines definierten Zustandes oder einer definierten Änderung von REz abgeleitet werden. Die Kontrolle des elektrischen Widerstands REz oder die Kontrolle von Änderungen dieses Widerstands infolge thermischer Effekte in der jeweiligen Effektzone EZ, beispielsweise bei der monopolaren thermischen Hämostase, kann beispielsweise entsprechend der Funktion REZ = RL - RCT bzw. AREZ = ARL - Ra¬ in der Weise erfolgen, dass RL und RCT entsprechend dem oben aufgeführten Verfahren gemessen bzw. berechnet werden und dass REZ und/oder ÄREZ angezeigt werden und/oder der HF-Strom oder der HF-Generator abschaltbar sind oder abgeschaltet werden, wenn ein Sollwert REzsoii bzw. ein definierter Grenzwert oder Soll- bzw. Grenzwertbereich von REZ erreicht oder über- oder unterschritten wird. E G = U Ge ff. Ge ff. Et e ff = E ' RR be carried out in such a way that R L and R EZ are measured or calculated according to the above-mentioned method and that the to be provided by the RF generator 15 or provided energy E G by measuring, displaying and manual adjustment and / or by automatic control or regulation of the parameters U Ge ff, Ge ff and / or Et e ff e can be controlled or controlled. Furthermore, based on the above-mentioned findings, a method and a device suitable therefor for controlling R E z and in particular for automatically switching off the HF current or the HF generator upon reaching a desired value or a defined state or a defined change of R E z are derived. The control of the electrical resistance R E z or the control of changes in this resistance due to thermal effects in the respective effect zone EZ, for example in the monopolar thermal hemostasis, for example, according to the function R EZ = RL - RCT or AR EZ = AR L - Ra ¬ done in such a way that R L and R CT are measured or calculated according to the above method and that R EZ and / or EZ EZ are displayed and / or the HF current or the RF generator can be switched off or switched off when a setpoint R E zsoii or a defined limit value or setpoint or limit value range of R EZ is reached or exceeded or fallen below.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Nutzung der oben beschriebenen Vorrichtung entsprechend Figur 3 für ein Verfahren und hierfür geeignete Einrichtung zur Einstellung und/oder automatischer Steuerung oder Regelung des Sollwerts UEZsoll der HF-Spannung an der Effektzone. A further embodiment of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and device suitable therefor for setting and / or automatically controlling or regulating the setpoint value UEZsetpoint of the HF voltage at the effect zone.
Die manuelle Einstellung und/oder automatische Steuerung oder Regelung des Sollwerts UEZson beispielsweise der Amplitude der HF-Spannung UEZ an der Effektzone EZ oder des zeitlichen Sollwertverlauf UEZSOII = f (t) an der Effektzone kann durch manuelle Einstellung und/oder automatische Steuerung der HF- Ausgangsspannung (UG) des HF-Generators (15) z.B. entsprechend der Funktion The manual setting and / or automatic control or regulation of the setpoint U EZso n, for example, the amplitude of the RF voltage U EZ at the effect zone EZ or the time setpoint course U EZSO II = f (t) at the effect zone can be by manual adjustment and / or automatic control of the RF output voltage (UG) of the RF generator (15) eg according to the function
UG = U EZS0|| : (RL - RCTp) ' RL = UEzSoii : REZ ' RL oder durch manuelle Einstellung und/oder automatischer Steuerung des HF- Ausgangsstroms (lG) des HF-Generators beispielsweise entsprechend der Funktion IG = UEZSOII : (RL - RCT) = U EZSOII : REZ in der Weise erfolgen, dass die HF-Spannung (UEz) an bzw. in der Effektzone manuell oder automatisch auf den jeweils beabsichtigten bzw. jeweils am HF- Generator voreingestellten Sollwerten UEzsoii oder zeitlichen Sollwertverlauf UEZ- soii = f (t) gesteuert oder geregelt werden kann bzw. wird. Ein weiterer Aspekt Erfindung betrifft die Nutzung der oben beschriebenen Vorrichtung entsprechend Figur 3 für ein Verfahren und einer hierfür geeigneten Einrichtung zur kontrollierten Applikation elektrischer Energie ein Zielgewebe bzw. in eine Effektzone. UG = U EZS0 || : (R L - RCT p ) ' RL = U E z S oii: REZ ' RL or by manual adjustment and / or automatic control of the RF output current (l G ) of the HF generator, for example, according to the function I G = UEZSOII: (RL - RCT) = U EZSOII: REZ be done in such a way that the RF voltage (U E z) on or in the effect zone manually or automatically to the respective intended or respectively preset at the RF generator setpoints U E zsoii or temporal setpoint course U EZ- soii = f ( t) can be controlled or regulated. Another aspect of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and a device suitable for this purpose for the controlled application of electrical energy, a target tissue or an effect zone.
Die kontrollierte Applikation der zur Erzeugung bea bsichtigter thermischer Effek- te in einem Zielgewebe oder einer Effektzone eines Zielgewebes erforderliche Dosis bzw. Sollmenge EEZSOII elektrischer Energie (E) kann beispielsweise entsprechend der Funktion Controlled application of the dose or desired quantity E EZSO II of electrical energy (E) required to produce beaten thermal effects in a target tissue or an effect zone of a target tissue can be carried out, for example, according to the function
E = Iceff2 ' (R R ) ' At = lGeff2 ' REz ' Ateff in der Weise erfolgen, dass der Effektivwert lEzeff des HF-Strom lEz, der Wider- stand REZ der Effektzone EZ und die effektive Stromflussdauer Ateff gemessen und entsprechend dieser Funktion berechnet wird. Der Effektivwert lEZeff des HF- Strom lEZ, der identisch ist dem Effektivwert lGeff des HF-Ausgangsstroms lG des HF-Generators G, sowie die effektive Stromflussdauer Ateff können je nach Bedarf als Parameter am HF-Generator oder einer hierfür vorgesehenen Vorrich- tung am oder im HF-Generator manuell eingestellt und/oder beispielsweise in Abhängigkeit von anderen Parametern manuell oder automatisch gesteuert werden. E = Iceff 2 ' (RR) ' At = 1 Ge ff 2 ' R E z ' At e ff in such a way that the effective value l E zeff of the HF current l E z, the resistance R EZ of the effect zone EZ and the effective current flow time e ff et measured and calculated according to this function. The effective value of l Eze ff of the RF current I DC, which is identical to the effective value l Ge ff of the RF output current I G of the RF generator G, and the effective duration of current flow At eff can as needed as a parameter to the HF-generator or A device provided for this purpose can be set manually on or in the HF generator and / or manually or automatically controlled, for example, depending on other parameters.
Die kontrollierte Applikation einer zur Erzeugung beabsichtigter thermischer Effekte in einer Effektzone erforderliche Sollmenge EEZSoii elektrischer Energie E kann beispielsweise auch entsprechend der Funktion The controlled application of a desired amount E EZS oii of electrical energy E required for the production of intended thermal effects in an effect zone can, for example, also correspond to the function
E - (Uceff : R )2 ' R ' Ateff in der Weise erfolgen, dass der Effektivwert UGeff der HF-Ausgangsspannung UG des HF-Generators 15, der Widerstand REZ der Effektzone EZ und die effektive Stromflussdauer Äteff gemessen und EEZson entsprechend dieser Funktion berechnet wird. Der Effektivwert UGeff der HF-Ausgangsspannung UG des HF- Generators 15 sowie die effektive Stromflussdauer Äteff können je nach Bedarf als Parameter am HF-Generator 15 oder einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung am oder im HF-Generator manuell eingestellt und/oder beispielsweise in Abhängigkeit von anderen Parametern manuell oder automatisch gesteuert werden. E - (Uceff : R) 2 ' R ' At e ff in such a way that the effective value U Ge ff of the HF output voltage U G of the HF generator 15, the resistance R EZ of the effect zone EZ and the effective current flow time Et e ff measured and E EZso n is calculated according to this function. The effective value U Ge ff of the RF output voltage U G of the RF generator 15 and the effective duration of current flow Ät e ff can be adjusted manually according to requirements as parameters at the RF generator 15 or use a dedicated device on or in the RF generator and / or For example, be controlled manually or automatically depending on other parameters.
Die kontrollierte Applikation einer zur Erzeugung beabsichtigter thermischer Ef- fekte in einer Effektzone EZ erforderlichen Energie EEZSOM beziehungsweise die vom HF-Generator hierfür bereitzustellende elektrische Energie EG kann beispielsweise auch entsprechend der Funktionen The controlled application of a fect intended for generating thermal ef- effect in a zone EZ required energy E M or the EZSO be provided by the RF generator of this electrical energy E G can for example also according to the functions
E = E R R beziehungsweise EG = UGeff · lGeff · Äteff = EEZsoll ' R|_ : RlT in der Weise erfolgen, dass RL und REZ entsprechend dem oben aufgeführten Verfahren gemessen bzw. berechnet werden und dass die vom HF-Generator 15 bereitzustellende bzw. bereitgestellte Energie EG durch Messen, Anzeigen und manuellem Einstellen und/oder durch automatisches Steuern oder Regeln der Parameter UGeff , lGeff und/oder Äteff kontrolliert werden kann oder kontrolliert wird. E = E ERR or G = U ff Ge · l · G eff Ät e ff = E E Zsoll 'R | _: RIT done in such a way that R L and R EZ be measured according to the above method and calculated that the energy E G to be provided or provided by the HF generator 15 can be controlled or checked by measuring, displaying and manually setting and / or by automatically controlling or regulating the parameters U Ge ff, Ge ff and / or Et e ff ,
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Nutzung der oben beschriebenen Vorrichtung entsprechend Figur 3 für ein Verfahren und einer hierfür geeigneten Einrichtung zur Kontrolle von REZ und insbesondere zur automatischen Abschal- tung des HF-Stroms bzw. des HF-Generators bei Erreichen eines Sollwertes oder eines definierten Zustandes oder einer definierten Änderung von REZ. Die Kontrolle des elektrischen Widerstands REz oder die Kontrolle von Änderungen dieses Widerstands infolge thermischer Effekte in der jeweiligen Effektzone EZ, beispielsweise bei der monopolaren thermischen Hämostase, kann beispielsweise entsprechend der Funktion REZ = RL - RCT bzw. AREZ = ARL - Ra¬ in der Weise erfolgen, dass RL und RCT entsprechend dem oben aufgeführten Verfahren gemessen bzw. berechnet werden und dass REZ und/oder ÄREZ angezeigt werden und/oder der HF-Strom oder der HF-Generator abschaltbar sind oder abgeschaltet werden, wenn ein Sollwert REzsoii bzw. ein definierter Grenzwert oder Soll- bzw. Grenzwertbereich von REZ erreicht oder über- oder unterschritten wird. A further aspect of the invention relates to the use of the device described above according to FIG. 3 for a method and a device suitable therefor for checking REZ and, in particular, for the automatic disconnection of the HF current or the HF generator upon reaching a setpoint value or one defined state or a defined change of REZ. The control of the electrical resistance R E z or the control of changes in this resistance due to thermal effects in the respective effect zone EZ, for example in the monopolar thermal hemostasis, for example, according to the function R EZ = RL - RCT or AR EZ = AR L - Ra ¬ done in such a way that R L and R CT are measured or calculated according to the above method and that R EZ and / or EZ EZ are displayed and / or the HF current or the RF generator can be switched off or switched off when a setpoint R E zsoii or a defined limit value or setpoint or limit value range of R EZ is reached or exceeded or fallen below.
Die technische Umsetzung der oben aufgeführten Weiterentwicklungen monopolarer HF-chirurgischer Verfahren sind für einen Fachmann auf diesem Gebiet bei Kenntnis der hierfür erforderlichen und oben offenbarten Vorrichtungen und Algorithmen sicher unproblematisch. Selbstverständlich können die Verfahren und Vorrichtungen dieser Erfindung auch für andere Zwecke angewendet werden. The technical implementation of the above developments of monopolar RF surgical procedures are certainly unproblematic for a person skilled in the art with knowledge of the necessary and disclosed above devices and algorithms. Of course, the methods and devices of this invention may also be used for other purposes.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Ermittlung des elektrischen Widerstands (REZ) einer Effektzone (EZ) in einem biologischen Zielgewebe (TT) eines Patienten (P), in der bei Anwendung monopolarer hochfrequenzchirurgischer Verfahren thermische Effekte erzeugt werden sollen, erzeugt werden oder erzeugt wurden , umfassend die Schritte: 1. A method for determining the electrical resistance (R EZ ) of an effect zone (EZ) in a biological target tissue (TT) of a patient (P) in which thermal effects are to be generated, generated or generated when monopolar high-frequency surgical procedures are used, comprising the steps:
- Applikation mindestens je einer Neutralelektrode (N E1, N E2) spiegelsymmetrisch zur Sagittalebene (SP) des Patienten; Application of at least one neutral electrode (N E1, N E2) in mirror symmetry to the sagittal plane (SP) of the patient;
- Messung des elektrischen Widerstands (RNEI/NE2) zwischen den spiegelsymmetrisch zur Sagittalebene (SP) des Patienten am Patienten applizierten Neutralelektroden (NE1, NE2); - Measurement of the electrical resistance (R N EI / NE2) between the neutral electrodes (NE1, NE2) applied mirror-symmetrically to the sagittal plane (SP) of the patient on the patient;
- Parallel- bzw. Zusammenschalten der Neutralelektroden (N E1, N E2) zu einer Gesamt-Neutralelektrode (N Eg); - Parallel or interconnecting the neutral electrodes (N E1, N E2) to a total neutral electrode (N Eg);
- Berechnen des elektrischen Widerstands (RCT) zwischen der Gesamt-Neutralelektrode (NEg) und der Sagittalebene (SP) entsprechend - Compute the electrical resistance (R CT ) between the total neutral electrode (NEg) and the sagittal plane (SP) accordingly
RCT = 0,25 ( RN E1/NE2 ) ;  RCT = 0.25 (RN E1 / NE2);
- Applikation mindestens einer monopolaren Aktivelektrode (AE) an oder in der Effektzone (EZ); - Application of at least one monopolar active electrode (AE) at or in the effect zone (EZ);
- Messung des elektrischen Widerstands (RL) zwischen der mindestens einen Aktivelektrode und der Gesamt-Neutralelektrode (N Eg); - Measurement of the electrical resistance (RL) between the at least one active electrode and the total neutral electrode (N Eg);
- Ermittlung des elektrischen Widerstands (REZ) aus der Differenz von (RL) und (RCT) entsprechend- Determining the electrical resistance (R EZ ) from the difference of (R L ) and (R CT ) accordingly
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2. Verfahren zur Kontrolle der Applikation von wenigsten zwei separaten Neutralelektroden (N E1, N E2) an einem Patenten (P) für die Anwendung monopolarer hochfrequenzchirurgischer Verfahren, wobei die Neutralelektroden (NE1, NE2) jeweils mindestens zwei gegeneinander elektrisch isolierte Kontaktflächen (NEla, NElb, NE2a, NE2b) aufweisen, umfassend die Verfahrensschritte: 2. Method for controlling the application of at least two separate neutral electrodes (N E1, N E2) to a patent (P) for the application monopolar high-frequency surgical method, wherein the neutral electrodes (NE1, NE2) each have at least two mutually electrically isolated contact surfaces (NEla, NElb, NE2a, NE2b), comprising the method steps:
- Messen mindestens der elektrischen Widerstände zwischen den Kontaktflächen NEla und NE2a sowie zwischen den Kontaktflächen NElb und NE2b und / oder zwischen den Kontaktflächen NEla und NE2b sowie zwischen den Kontaktflächen NElb und NE2a; Measuring at least the electrical resistances between the contact surfaces NEla and NE2a and between the contact surfaces NElb and NE2b and / or between the contact surfaces NEla and NE2b and between the contact surfaces NElb and NE2a;
- Vergleichen der gemessenen elektrischen Widerstände. - Compare the measured electrical resistances.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beträge der gemessenen Widerstände visuell angezeigt werden. 3. The method according to claim 2, characterized in that the amounts of the measured resistances are displayed visually.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer definierten Abweichung der Beträge der gemessenen Widerstände visuelle und / oder akustische Warnsignale erzeugt werden und / oder die Aktivierung eines HF-Generators gesperrt wird. 4. The method according to claim 2, characterized in that at a defined deviation of the amounts of the measured resistances visual and / or audible warning signals are generated and / or the activation of an RF generator is disabled.
5. Verfahren zur Bestimmung des Widerstands REZ nach Anspruch 1 umfassend die Schritte nach Anspruch 2. 5. A method for determining the resistance R EZ according to claim 1 comprising the steps according to claim 2.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5 umfassend: 6. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 or 3 to 5 comprising:
- eine Messeinrichtung für oder in einem Hochfrequenzchirurgiegerät mit mindestens einem Hochfrequenzgenerator zur Messung elektrischer Widerstände; - A measuring device for or in a high-frequency surgical device with at least one high-frequency generator for measuring electrical resistance;
- eine Umschalteinrichtung für oder in einem Hochfrequenzchirurgie- gerät zur wahlweisen elektrisch leitfähigen Verbindung der Kontaktflächen von Neutralelektroden und / oder mit der Messeinrichtung oder zum Parallelschalten aller Kontaktflächen der Neutralelektroden zu einer Gesamtneutralelektrode (NEg) und / oder zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens einer Aktivelektrode und der Gesamtneutralelektrode (NEg) mit der Messeinrichtung oder mit dem Hochfrequenzgenerator. - A switching device for or in a high-frequency surgery device for selectively electrically conductive connection of the contact surfaces of neutral electrodes and / or with the measuring device or for parallel connection of all contact surfaces of the neutral electrodes to an overall neutral electrode (NEg) and / or to the electrically conductive connection of at least one active electrode and the total neutral electrode (NEg) with the measuring device or with the high-frequency generator.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 umfassend: Apparatus for carrying out the method according to claim 2 comprising:
- eine Messeinrichtung für oder in einem Hochfrequenzchirurgiegerät mit mindestens einem Hochfrequenzgenerator zur Messung elektrischer Widerstände; - A measuring device for or in a high-frequency surgical device with at least one high-frequency generator for measuring electrical resistance;
- eine Umschalteinrichtung für oder in einem Hochfrequenzchirurgiegerät zur wahlweisen elektrisch leitfähigen Verbindung der Kontaktflächen von Neutralelektroden mit der Messeinrichtung oder mit dem Hochfrequenzgenerator. - A switching device for or in a high-frequency surgical device for selectively electrically conductive connection of the contact surfaces of neutral electrodes with the measuring device or with the high-frequency generator.
Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einer Messeinrichtung zum Messen elektrischer Widerstände und einer Schalteinrichtung zur wahlweisen Anschauung einzelner Segmente (la, lb, 2a, 2b) an die Messeinrichtung. Apparatus according to claim 7 with a measuring device for measuring electrical resistances and a switching device for selectively viewing individual segments (1a, 1b, 2a, 2b) to the measuring device.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung mehrere oder alle Segmente elektrisch parallel schaltet. Apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the switching device switches several or all segments electrically parallel.
Vorrichtung zur Anzeige von RCT, RL und/oder REZ oder der in eine Effektzone applizierten elektrischen Energie nach einem der Ansprüche 7 bis 9. Device for displaying R CT , R L and / or R EZ or the electrical energy applied in an effect zone according to one of Claims 7 to 9.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 mit einem HF- Chirurgiegenerator. Apparatus according to any one of claims 7 to 10, including an HF surgical generator.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit automatischer Steuerung/Regelung der HF-Spannung an der Effektzone 12. The apparatus of claim 11 with automatic control / regulation of the RF voltage at the effect zone
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 mit automatischer Dosierung 13. The apparatus of claim 11 or 12 with automatic dosing
elektrischer Energie in die Effektzone.  electrical energy in the effect zone.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 mit automatischer Beendigung einer sogenannten Soft-Koagulation in Abhängigkeit der Änderung von REZ. 14. Device according to one of claims 11 to 13 with automatic termination of a so-called soft coagulation in response to the change of R EZ .
15. Verfahren zur Kontrolle, Steuerung oder Regelung der HF-Soll-Spannung (U EZSOII) an einer Effektzone (EZ) in einem Zielgewebe (TT) bei monopolaren HF-chirurgischen Verfahren, umfassend: A method of controlling, controlling or regulating the desired RF voltage (U EZ SO II) at an effect zone (EZ) in a target tissue (TT) in monopolar RF surgical procedures comprising:
- ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung des elektrischen Widerstands (REz) der Effektzone (EZ); - A method according to claim 1 for determining the electrical resistance (R E z) of the effect zone (EZ);
- eine Einrichtung 25 zur Messung der HF-Ausgangsspannung UG des HF-Generators 15 a device 25 for measuring the HF output voltage U G of the HF generator 15
- eine CPU zur Berechnung der erforderlichen HF-Ausga ngsspannung UG zur Kontrolle, Steuerung oder Regelung der HF-Soll-Spannung UEZSOII an einer Effektzone EZ entsprechend einem Algorithmusa CPU for calculating the required HF output voltage U G for controlling, controlling or regulating the desired HF voltage UEZ SO II at an effect zone EZ according to an algorithm
UG = UEZSOII : (RL-RCT) x RL = U Ezsoii : RZE X RL UG = UEZSOII: (RL-RCT) x RL = U E zsoii: RZE X RL
oder  or
eine CPU zur Berechnung des erforderlichen HF-Ausga ngsstroms lG zur Kontrolle, Steuerung oder Regelung der HF-Soll-Spannung UEzsoii an einer Effektzone EZ entsprechend einem Algorithmusa CPU for calculating the required RF Ausga ngsstroms l G for controlling, controlling or regulating the RF target voltage U E zsoii at an effect zone EZ according to an algorithm
IG = U EZSOII : (RL-RCT) = UEzsoii : RZE Verfahren zur Kontrolle, Steuerung oder Dosierung der elektrischen Energie, die in eine Effektzone appliziert werden soll, wird oder wurde, umfassend: IG = U EZSOII: (RL-RCT) = U E zsoii: RZE A method of controlling, controlling or metering the electrical energy to be applied to an effect zone, or has been, comprising:
- ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung des elektrischen Widerstands REZ der Effektzone EZ; a method according to claim 1 for determining the electrical resistance REZ of the effect zone EZ;
- eine Einrichtung zur Messung des Effektivwertes des HF-Stroms durch die Effektzone; - means for measuring the rms value of the rf current through the effect zone;
- eine CPU zur Berechnung der erforderlichen elektrischen Energie EG die in den Lastwiderstand RL appliziert werden muss, um die elektrische Sollenergie EEzsoii in die Effektzone zur applizieren, entsprechend einem Algorithmus a CPU for calculating the required electrical energy E G which must be applied to the load resistor RL in order to apply the electrical energy E E zsoii to the effect zone, according to an algorithm
EG = Ugeff x lGeff Delta teff; E G = Ug e ff xl Ge ff Delta t eff ;
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