用于提供hf输出电压的供电装置、带有相应的供电装置的hf外科设备以及用于使hf发生...的制作方法

文档序号:1201490阅读:226来源:国知局
专利名称:用于提供hf输出电压的供电装置、带有相应的供电装置的hf外科设备以及用于使hf发生 ...的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于提供HF输出电压的供电装置(Versorgungseinrichtung)、 带有相应的供电装置的HF外科设备(Chirurgiegerat)以及用于使用于电子外科仪器的HF 发生器单元(Generatoreinheit)运行的方法。
背景技术
在高频外科手术(HF外科手术(Chirurgie))中,传导(Ieiten)带有高的频率的交变电流穿过人的躯体,以用于有目的地损坏或切割或凝结组织。在此,通常区分为单极地应用(Applikation)和双极地应用治疗电流(Behandlungsstrom)。在单极的应用中,通常仅仅设置一个应用电极,将高频的交变电压施加在该应用电极处。例如,应用电极位于用于切割和/或凝结组织的电子外科仪器处。此外,将大面积的中性电极(Neutralelektrode) 设置在患者的躯体处。在应用HF电流时,将HF电压施加到应用电极和中性电极处,其中, 通过位于其之间的组织闭合电流回路。应用电极的形式与相应的应用区域相关。通过其将交变电流传导到组织中的应用电极的表面或接触面相对小,从而直接在应用电极周围产生高的电流密度并且由此也产生高的热形成。只要未通过在组织导电能力中的明显区别而同样在其它躯体部位处出现高的电流密度,电流密度随着相对于应用电极的间距的増加而强烈下降。在双极的应用中,将HF 电压施加到两个彼此邻近的应用电极处,例如在双极的凝结钳(Koagulationszange)处。 也就是说,电流主要流过位于应用电极之间的组织。优选地,应用电极布置在仪器处。常常可仅仅困难地或甚至不可利用这种仪器到达和治疗难以接近的组织部位。供电装置利用合适的HF电压和合适的HF电流供给仪器,从而无问题地治疗患者是可能的。HF电流和HF电压可取决于待治疗的组织以及取决于所使用的运行模式(例如凝结模式、切割模式)变化。可设想用于不同的组织类型的其它运行模式。供电装置必须进行HF输出电压和/或HF输出电流的持续的调节,以用于保证电子外科仪器的合适的运行。因此,时常进行所提及的參数的匹配是必要的,因为借助于仪器治疗的组织的特性持续变化。因此,例如由于所应用的HF电流,组织的导电性下降,并且由此电阻増加。另ー方面, 未治疗的组织类型(例如脂肪组织、肌肉组织、神经组织)也具有不同的电阻,在电压调节或电流调节时应对其进行考虑。通常力求提供这种类型的调节,S卩,进行治疗的医生可与组织类型或其特性无关地完成安全的切割和/或凝結。因此,为了保证电子外科仪器的功能,供电装置必须控制或调节HF发生器或HF发生器単元的功率。通常由所使用的发生器的能力
(Leistungsfehigkeit)和相应的安全标准限制在此提供的功率。因此可出现,利用非常高
的功率进行治疗,而这未被医生察觉到。这是危险的,并且可导致不期望的组织的损害。此外,医生不习惯操纵相应的仪器,因为例如在机械的切割过程中医生习惯触觉上的反馈。

发明内容
基于该背景技术,本发明的目的为,提供开头提及的类型的供电装置,其使安全的且有功能的操作成为可能,并且简化对相应的电子外科手术仪器的操纵(Umgang)。此外,应给出相应的HF外科设备、用于使HF发生器单元运行的方法以及用于进行电子外科手术的方法。根据本发明,该目的通过根据权利要求I的供电装置实现。尤其地,该目的通过用于提供用于借助于电子外科设备来应用的HF输出电压的供电装置实现,其中,该供电装置包括-用于产生HF输出电压的HF发生器単元;-用于在应用HF输出电流期间确定电负载的测量单元;-用于输出触觉上可感觉的信号的信号単元;以及-控制单元,其包括测量单元和信号単元并且构造成,用于取决于电负载激活信号单元。因此,本发明的核心思想在于,尤其地在仪器处提供触觉上可感觉的信号,其表明,在当前时刻利用哪种负载使HF发生器单元运行。由此,通过不同的切割參数(例如切割速度和/或切割深度和/或组织形式)向外科医生或医生给出触觉上的反馈。信号単元和/或测量单元可理解成控制单元的逻辑的组成部分,其执行给出的功能。由此,信号単元也可为用于调节HF输出电压而使用的调节器的组成部分。为了输出信号,信号単元可作用到HF发生器単元上,以用于减小HF输出电压和/ 或HF输出电流。由此,可提供这样的效果,即,例如在切割期间,在应用器(Applikator)或应用电极处的电压和/或电流(根据组织的电负载)可下降(einbrechen)。由此,可借助于仪器为进行治疗的医生提供(vermitteln)对于应用的功率或存在的负载的感觉。操纵仪器设计成与操作传统的机械的仪器相似。因此,医生例如在仪器较深地侵入组织中时察觉机械的阻力。当借助于电子外科仪器进行快速的切割时,所感到的阻力也可相应更高。可能的是,涉及机械的和电的阻力。例如激活信号単元可在于如此调节HF输出电压,S卩,在进行在组织中的切割过程时,如此慢地出现组织的分子分解,即,在切割过程时通过与组织的可感觉的机械的接触对仪器的运动进行制动。测量单兀可包括有效功率计算单兀(Wirkleistungsberecheneinheit)以用于计算有效功率,并且控制単元可包括尤其地可调整的电阻元件,以用于预定用于HF发生器单元的根据有效功率匹配的理论值。因此,优选地,使用有效功率计算单元以用于确定或估计应用的HF电流的有效功率。控制单元使用相应的测量信号以用于预定用于HF发生器単元的理论值。该理论值也可为控制信号,其控制或调节HF发生器単元的运行。由此,可通过理论值预定来调整HF输出电压和/或HF输出电流。电阻元件可具有可调整的电阻。由此例如可能的是,触觉上可感觉的信号在时间上变化。因此,可在出现高负载时HF输出电压短期地下降,以使得可出现明显的反馈。在继续进行切割时,可再次如此提高HF输出电压,S卩,感到的机械的阻カ相对小。备选地,可借助于供电装置的可调整的电阻补偿用于仪器的在供电线路处的固有的内阻和电阻。为此,
通常可使用电阻元件使HF输出电压的下降的程度(Auspragimg)參数化。可能的是,根据电阻元件在切割过程中改变感到的机械的阻力并且由此改变触觉上可感觉的信号。供电装置可包括用于供电装置的调整理论值、尤其地理论输出电压或理论输出电流或理论功率的调整装置以及用于根据理论值调节HF发生器単元的调节单元。因此,如开头提及的那样,可借助于调节回路控制或调节发生器単元的运行。在此,既可设想电压调节也可设想电流调节。为此可使用测得的负载或测得的有效功率,以匹配相应的调节回流的理论值。因此,其例如可为下级的(unterlagert)电压调节。优选地,供电装置为用于使HF发生器单元以电压调节的运行方式运行的供电装置。在电压调节的运行方式中力求,使由功率振荡器或由HF发生器装置给出的HF电压或HF输出电压保持恒定。在利用仪器进行切割的进程中联接到HF发生器装置的功率电源件(Leistungsnetzteil)的电压变化,因为现在其在调节技术方面承担控制元件 (Stellglied)的功能。在通常的电压调节的运行方式中,在组织阻抗变化时HF输出电压不下降。本发明的意图为,将未调节的运行方式(在其中HF输出电压取决于组织阻抗变化)
的性能以受控的方式叠加(auf^ragen)调节的运行方式。在此,应可使反应的程度參数化并
且由此可控。该目的借助于内阻模拟完成。也就是说,使系统在电压调节的运行方式中运行,其中,设置用于调整理论值的调整装置和用于根据理论值调节HF发生器単元的调节单元。优选地,供电装置在考虑HF输出电流、尤其地根据预定值和HF输出电流的情况下确定理论值。可设置比较器单元以用于确定理论值,其中,优选地理论值根据公式Ustjlll = U0-Ri^Iao由此,在确定理论值时考虑HF输出电流并由此考虑组织阻抗。所提及的用于HF输出电压的调节单元可包括PI调节器。此外,开头提及的目的通过带有供电装置的HF外科设备实现,其中,优选地如以上描述的那样构造供电装置,并且其具有用于尤其地根据用于电子外科仪器的供电电缆电阻调整内阻的内阻调整装置。在传统的设备中,内阻不可调整。根据本发明,应提供可调整的内阻,再次相应于有效功率或HF发生器単元的有效电流(Wirkstrom)调整该内阻。由此, 同样可能的是,补偿其它电阻、例如缆线电阻。该HF外科设备可包括电的解剖刀或类似的起切割作用的仪器,其联接到供电装置处。此外,该目的通过根据权利要求12的用于使HF发生器单元运行的方法实现。尤其地,该目的通过用于使用于至少一个电子外科仪器的HF发生器单元运行的方法实现,其中,该方法包括以下步骤-借助于电压调节器根据调整值调节HF输出电压;-获取HF发生器単元的电负载;-取决于获取的负载校正(Korrigieren)调整值。此外,通过用于实施电子外科手术的方法实现该目的,其中,该方法具有以下步骤-调整预定值,以用于表明(angeben),应利用哪种功率或电压使电子外科仪器运行,-使HF发生器单元运行,其中,如此使HF发生器単元以电压调节的运行方式运行, 即,根据理论值将HF输出电压基本上恒定地应用到组织上,
-测量HF输出电流,-当测得的HF输出电流升高时,减小理论值,以利用信号通知(signalisieren)进行手术的人员,组织的阻抗增加。因此,进行手术的人员获得触觉上可感觉的反馈,该反馈为其使以下成为可能, 即,估计当前的负载和/或施加的功率。在传统的电压调节的HF发生器単元中这是不可能的。相应地,当测得的HF输出电流升高时,可提高理论值,以利用信号通知进行手术的人员,组织的阻抗下降。在切割运动中,可引导仪器穿过组织,并且如此使HF发生器单元运行,S卩,为了切割运动花费的カ取决于组织阻抗变化。在如此调节HF输出电流时(S卩,该HF输出电流稍微小于期望的HF输出电流),以一定的机械的阻カ阻碍(zurilckhalten)电子外科仪器(通过与尚未被穿透的组织的组织接触引起)。因此,切割过程明显更困难。另ー方面,高的HF 输出电压的出现导致,非常小的机械的阻力起作用,从而保证快速的和简单的切割。对于提及的方法得到已经參考装置提及的优点。根据从属权利要求得到其它有利的实施形式。


下面根据几个实施例描述本发明,借助于附图详细对其进行解释。其中图I显示了供电装置,单极的仪器联接到该供电装置处;图2显示了带有输入和输出的供电装置的控制单元的示意性的图示;以及图3显示了用于控制或调节根据图I的供电装置的HF输出电压的信号流程图。在以下描述中,对于相同的或起相同作用的部件使用相同的參考标号。
具体实施例方式图I显示了电子外科设备,其包括供电装置20、单极的电子外科仪器10以及中性电极19。中性电极19以及仪器10通过带有相应的线路11,11'的缆线联接到供电装置20 处。供电装置20具有控制单元30 (參见图2),控制单元30其中负责,使得由已有的HF发生器21在中性电极19和电子外科仪器10的应用电极18之间提供合适的HF输出电压Ua 和合适的HF输出电流Ia。为此,HF发生器21和控制单元30处于可通讯的连接中。HF输出电压Ua导致躯干3的组织的部分的凝結。如在图2中表明的那样,本发明的一方面在干,控制单元30获取所应用的HF输出电流Ia的有效功率P,并且如此作用到HF发生器21上,S卩,调整有效功率P (HF输出电压Ua 和HF输出电流Ia)。可如此选择HF输出电压Ua和HF输出电流Ia,即,对于待利用仪器10 进行的行动(例如切割肌肉组织)来说,仅仅提供相对小的功率供使用。由此,进行治疗的医生或外科医生在引导电子外科仪器10时感觉到明显的机械的阻力。虽然电子外科仪器 10进行切割(即,如此被供给HF输出电压Ua,以使得提供足够的功率),然而存在触觉上的反馈。图3显示了根据本发明的控制单元30的详细的实施方案。为了调整合适的HF输出电压Ua,进行电压调节,其中,下级的电压调节器27接收已经通过HF发生器21产生的HF输出电压Ua,并且将其与调整值Ustjlll相比,将差值输入PI调节器23中,并且由此产生电源件理论电压(Netzteil-Sollspannung)US()112。将该电源件理论电压Usoll2输入电源件 (Netzteil) 22中,电源件22提供电源件实际电压Ulst并且将实际电压Ulst供给到HF发生器21,另ー方面HF发生器21产生HF输出电压Ua和HF输出电流Ia。因此,根据HF输出电压Ua进行所提供的功率的调节。图3的装置借助于有效电流计算单元25获取有效功率P。有效电流计算单元25联接到HF输出端处,并且接收HF输出电压Ua和HF输出电流Ia并且确定有效电流Ia,。将有效电流Ia,施加到电阻Ri处,并且下降的电压与可參数化的HF空载电压(Leerlaufspannung) U。相比。因此,从HF空载电压Utl中减去在电阻民处下降的电压,从而得到调整值US()111。因此,电阻R和比较器29形成Ri模拟器(Ri-Simulator) 24,其最终模拟HF发生器21的内阻。不再可从外部看出HF发生器21的实际的内阻,因为通过可參数化的电阻Ri补偿该内阻。Ri模拟器24可承担用于给出触觉上可感觉的信号的信号単元的功能。因此,对于调整值Ustjlll或对于理论电压得到以下关系Usolll = U0-R-Ia,其中,优选地Ia,为输出的HF输出电流Ia的有效部分(Wirkanteil)。可借助于比
较器29计算调整值US()111。以相似的方式也可实现带有变化的内电导(Innenleitwert)的电流调节系统。适用以下关系Isoll = I0-GiWa其中,根据HF输出电压Ua的可调整的预定电流Itl和可參数化的内电导确定理论
电流ら。111。就此而言应指出的是,功率振荡器的始終存在的内阻不再重要并且不再从外部可见。下级的电压调节器校准(ausregeln)该功率振荡器的内阻。在其它应用情况中,调整负的电阻Ri是可能的。这种參数化变型方案的背景为当 Ri = -RKabel时,校准通到仪器10处的缆线电阻RKabel (例如,參看线路11,11')。由于始终在HF发生器21中或处进行通常的HF输出电压Ua和HF输出电流Ia的測量,可不考虑在带有线路11,11'的缆线上的电压降。在图3中显示的部件也可理解为调节回路,其中,根据出现的负载修正理论值。调节回路保证供电装置20的电压调节的运行,其中,将HF输出电压Ua(调节參数)基本上恒定地保持在调整值Ustjlll上或附近。控制參数可为电源件理论电压Ust5ll2或电源件实际电压 Ulsto优选地,改变功率电源件或HF发生器的电源件22的电压。可通过带有从属的比较器的PI调节器23实现调节回路。理论值的修正取决于负载。信号装置通过Ri模拟器实现。根据本发明的用于提供用于借助于电子外科仪器来应用的HF输出电压的供电装置可包括-用于产生HF输出电压Ua的HF发生器单元21;-用于在应用HF输出电流Ia期间确定电负载的测量单元;-用于输出触觉上可感觉的信号的信号単元;以及-控制单元30,其至少与测量単元和信号単元处于可通讯的连接中,以用于取决于电的负载激活信号単元。
參考标号列表
3躯干
10仪器
liar 线路
18应用电极
19中性电极
20供电装置
21 HF发生器
22电源件
23 PI调节器
24 Ri模拟器
25计算单元的有效电流
26 HF输出
27下级的电压调节器
29比较器
30控制单元
I0预定电流
Ia HF输出电流
Ia-有效电流
Isoii理论电流
U0 HF空载电压
Ua HF输出电压
Usoiii调整值
Usoll2电源件理论电压
Ulst电源件实际电压
Ri电阻
Gi可參数化的内电导
P有效功率
权利要求
1.一种用于提供用于借助于电子外科设备来应用的HF输出电压(Ua)的供电装置,所述供电装置包括-用于产生所述HF输出电压(Ua)的HF发生器单元(21);-用于在应用HF输出电流(Ia)期间确定电负载的测量单元;-用于输出触觉上可感觉的信号的信号単元;以及-控制单元(30),其包括所述测量単元和所述信号単元并且构造成用于取决于所述电负载激活所述信号単元。
2.根据权利要求I所述的供电装置,其特征在干,为了输出信号,所述信号単元作用到所述HF发生器単元(21)上,以用于减小所述HF输出电压(Ua)和/或所述HF输出电流 (Ia)。
3.根据权利要求I或2所述的供电装置,其特征在于,所述测量単元包括有效功率计算単元(25)以用于计算有效功率(P),并且所述控制単元包括电阻元件,以用于预定用于所述HF发生器単元的根据所述有效功率⑵匹配的理论值(Ustjlll)。
4.根据前述权利要求中任ー项、尤其地根据权利要求3所述的供电装置,其特征在干, 所述电阻元件(Ri)具有可调整的电阻。
5.根据前述权利要求中任一项所述的供电装置,其特征在于,所述供电装置构造成用于使所述HF发生器単元(21)以电压调节的运行方式运行,其中,改变功率电源件(22) 的电源件理论电压叫。112),以使得将所述HF输出电压(Ua)基本上恒定地保持在理论值 (Us0IlI)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的供电装置,其特征在于用于调整理论值(Ustjlll) 的调整装置,用于根据所述理论值(Ustjlll)调节所述HF发生器単元(21)的调节单元。
7.根据前述权利要求中任一项所述的供电装置,其特征在于,所述供电装置考虑所述 HF输出电流(Ia)以用于确定所述理论值(Usq111),尤其地根据预定值(U。)和所述HF输出电流(Ia)计算所述理论值(Ustjlll)。
8.根据前述权利要求中任ー项、尤其地根据权利要求7所述的供电装置,其特征在于比较器单元(29),以用于确定所述理论值(Ustjlll),尤其地根据公式US()111 = U0-Ri^Iao
9.根据前述权利要求中任ー项、尤其地根据权利要求6所述的供电装置,其特征在干, 所述调节単元包括PI调节器(23)。
10.ー种带有根据前述权利要求中任一项所述的供电装置的HF外科设备,其特征在于内阻调整装置,以用于调整内阻,尤其地根据用于所述电子外科仪器(10)的供电缆线电阻(Rj^abei) o
11.根据权利要求10所述的HF外科设备,包括电的解剖刀或类似的切割仪器,其联接到所述供电装置处。
12.一种用于使用于至少一个电子外科仪器(10)的HF发生器単元(21)运行的方法, 包括步骤-借助于电压调节器根据调整值(Ustjlll)调节HF输出电压(Ua);-获取所述HF发生器単元(21)的电负载;-取决于所述获取的负载校正所述调整值(Ustjlll)。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述调整值(Ustjlll)表明所述HF发生器単元(21)的功率或HF输出电压(Ua)。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述调整值(Ustjlll)的校正包括尤其地在高的负载时减小所述调整值(Ustjlll)。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法,其特征在于,获取所述电的负载包括测量有效电流。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法,其特征在于,所述调节包括根据公式 Usolll = Utl-R-Ia计算所述调整值(U_),其中,Ia为所述HF输出电流(Ia),并且Ri为预定的电阻。
17.一种用于实施电子外科手术的方法,包括步骤-调整预定值(Utl),以用于表明,应利用哪种功率或电压使电子外科仪器运行,-尤其地根据权利要求12至16中任一项所述的方法使HF发生器単元(21)运行,其中,如此使所述HF发生器单元以电压调节的运行方式运行,S卩,根据理论值(Ustjlll)将HF输出电压(Ua)基本上恒定地应用到组织上,-测量HF输出电流(Ia),-当测得的HF输出电流(Ia)升高时,减小理论值(Ustjlll),以利用信号通知进行手术的人员,所述组织的阻抗增加。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,当所述测得的HF输出电流(Ia)升高吋, 提高理论值(Ustjlll),以利用信号通知进行手术的人员,所述组织的阻抗下降。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,在切割运动中,弓I导所述仪器穿过所述组织,并且如此使所述HF发生器単元(21)运行,即,为了所述切割运动待花费的カ取决于所述组织阻抗变化。
全文摘要
已知用于提供HF电压和HF电流的供电单元,其如此供给电子外科仪器,即,使电子外科仪器可应用于切割和/或凝结组织。在这种类型的供电装置中,HF电流和HF电压的调节最为重要,因为仅仅在选择合适的参数时才可保证电子外科仪器的可靠的功能。在传统的调节或控制单元中常常忽略的是,为进行治疗的医生提供相应的反馈。这可导致对利用仪器治疗的组织的不期望的损害。为了避免这一问题,提出一种供电单元,其包括用于产生HF输出电压的HF发生器单元;用于在应用HF输出电流期间确定电负载的测量单元;用于输出触觉上可感觉的信号的信号单元;以及控制单元,其至少与测量单元和信号单元处于可通讯的连接中,以用于取决于电负载激活信号单元。
文档编号A61B18/12GK102612349SQ201080035959
公开日2012年7月25日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月10日
发明者H·沙尔, M·弗里茨 申请人:厄比电子医学有限责任公司
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