专利名称：高频外科手术设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依照权利要求1的前序部分所述的高频外科手术设备。
背景技术：
在人类医学和兽医医学中使用高频外科手术凝结和/或切割生物组织已有多年。这里，在合适的电外科手术器具的帮助下，将高频电流引导通过待处理的组织，使其由于蛋白质凝结和脱水而改变。在该过程中，组织收缩，使得血管闭合、停止流血。接下来电流强度增加，使组织液极速气化，细胞膜裂开，完全地把组织切开。这种类型的方法较之纯粹的机械切割具有能对切割边缘止血的优点。
为了实施凝结和/或切割过程，使用了高频外科手术设备，其中尤其是具有用于产生高频电压以及由此产生高频交变电流的高频发生器，以及具有用于接通和关断高频发生器或者用于中断高频电流回路的控制和调节设备。此外，还针对外部开关和各种电外科手术设备的连接而设置了输入和输出连接部。
在凝结过程并且尤其是在切割过程之后，在适合的时间点上高频发生器应该被关断或者高频电流回路应该被中断，使得避免对所处理组织的太严重且也是不必要的损害。因此，为了在适合的时间点中断电流回路，清楚地识别各个阶段就非常必要。因为电外科手术操作是在毫秒范围内，通过手动开关很难正好满足电外科手术过程的最佳的结束时刻。在这方面，已公开的高频外科手术设备设置了上面提到的控制装置，其例如被分配有电弧监视器。电弧监视器例如通过驱动电压或高频电流的出现的更高次谐波频率或非谐波频率来辨识电弧在激活电极和组织间被触发。电弧辨识的标准用于检测开始的切割过程。为了使得能够继续进行借助电弧被辨识的切割过程，该过程通常通过计时器被保持预定的时间段。然而，由于影响手术过程的边界条件，诸如组织条件或电外科手术设备的操纵，不能精确确定过渡(即切割的准确开始)，因为电弧的辨识有延迟。
例如由DE 35 30 335 C2公开了一种用于切割和凝结的高频外科手术设备，在其中具有上述类型的用于控制切割过程的电弧监视设备。此处切割过程以时间间隔进行，这些时间间隔的持续时间可以调整，而且其开始由电弧触发。在所有情况中，各个切割阶段的终止都是出现在时间间隔的结束时。相应地，在所谓的分开的切割中，各个切割脉冲都由与计时器关联的电弧监视器来控制，其中出现了前述的问题。不能保证电弧在第一次出现时就能被立即辨识。因此，针对切割脉冲的时间窗例如可能太大，并且将带来过度切割。但是，如果切割脉冲太快地衰减，又可能会没有切割动作，并且组织最多只是凝结。这里，影响操作过程的边界条件，诸如组织条件或电外科手术设备的操纵，同样没有被考虑进来，也就是说，切割阶段仅仅由于所限定的时间段的结束而终止，而与外部环境和切割过程无关。
发明内容
因此，本发明的目的是进一步改进开始所述类型的高频外科手术设备，使得切割性能可以得到提高。
该目的通过依照权利要求1的高频外科手术设备实现。
具体而言，该目的通过以高频电流的方式处理生物组织，尤其是切割和凝结生物组织的高频外科手术设备实现，其中该高频外科手术设备包括用于向切割电极供应高频电流的高频发生器和至少一个用于中断高频电流回路的控制装置。该控制装置具有电流监视装置，其检测所述高频电流的幅度，并且当高频电流在限定时间段下降和/或高频电流低于表征所处理的组织的状态的阈值时，产生第一关断信号。此外，控制装置具有电弧监视装置，当电弧在切割电极和组织之间形成时，该装置产生第二关断信号。控制装置被这样构造，使得高频电流回路响应于第一关断信号或第二关断信号而被中断。
本发明的一个重要点是切割过程的实际开始被检测，因此每个切割动作都被考虑在内。
在切割模式中，电压实际上足够高，使得在足够强的组织凝结和相关的初始气化阶段时，电弧形成的可能性在气化阶段的开始就已经存在。切割过程因此开始于气化阶段的开始，其中例如由于信号噪声的原因，此时电弧还不能被辨识。根据组织的结构、电外科手术器具的构型、该器具的操纵以及其他影响手术的边界条件，气化阶段尤其在其长度方面不同。气化阶段很短时，延迟辨识就可以忽略；可辨识的电弧出现会保证切割阶段的开始被足够精确地检测。然而，气化阶段很长时，不能仍然不考虑早已经出现在那里的切割动作。在这个方面，电流监视器此处用于对切割阶段及时辨识。
这意味着，现在因为控制装置，最终(根据本发明)通过电流监视器或者通过电弧监视器，可以检测到切割动作。因此，或者任何可能出现的可辨识的电弧被检测到，或者典型的电流下降被检测到。为了检测电流下降，在限定时间段对电流的流动进行跟踪，理想的是，通过这样地检测幅度或幅度走向，使得相对于局部极大值和极小值的真实的电流下降出现并且可以被辨识。因此，为了检测电流下降，例如可以在足够大的时间间隔中观察平均电流强度(移动平均数)，以减小局部极大值和极小值之间的差。取平均值使得由于曲线走向的可能的错误判读而通过电流监视装置将高频电流回路不正确中断的可能性减小。减小局部极大值和极小值之间的差同样能够实现更准确地辨识可能要达到的阈值。
在第一优选实施例中，控制装置传送第一关断信号或第二关断信号到高频发生器，使得后者关断，并且中断高频电流回路。因此，实现了对电流回路的特别简单和可靠的中断。
在另外一个优选实施例中，设置了至少一个第一信号处理装置，第一关断信号或第二关断信号可以被供应到该信号处理装置，其中第一信号处理装置将相应的关断信号作为接通信号传送到高频发生器，使其接通而闭合高频电流回路。因为切割脉冲随着高频发生器的关断以及相应地随着高频电流回路的中断同时结束，所以关断信号可用于引入下一个切割脉冲。那就是说，关断信号作为接通信号又被通过第一信号处理装置输送给高频发生器，使其再次导通。这在分开的切割中，即在断续切割模式中尤其有利，其中组织的完全分离通过顺序的多个切割脉冲才完成。因此，外科医生可以专注于手术，而对切割阶段的控制自动地进行。
另一个优选实施例设置了，至少一个第一计时装置被分配给至少第一信号处理装置，以使第一信号处理装置这样控制高频发生器，使得高频发生器的接通出现在限定的时间段之后。由此可以在各个切割脉冲之间设置任何长度的暂停间隔，以例如保证手术区域再次冷却下来。
在一个优选实施例中，分析装置被分配给电流监视装置，该分析装置通过计算每种情况下最后读取的限定数目的测量值的平均值，检测高频电流的幅度或(非常一般而言)检测电流的流动。这就是说，进行高频电流幅度值或(非常一般而言)电流值的持久检测和持久取平均值(移动平均数)。因此可以计算阈值或者在限定时间段的高频电流下降。取平均值使得由于曲线走向的可能的错误判读而通过电流监视装置将高频电流回路不正确中断的可能性减小。这就是说，特别是避免了对局部极大值或极小值、即对噪声的不正确判读。
在另一个优选的实施例中，第二计时装置被分配给电流监视装置，在产生第一关断信号后，第二计时装置将切割模式保持限定的时间段。因此，切割模式可以被自动维持期望的时间段，而外科医生不需要介入到该过程中来。例如，该时间段可以在手术之前已确定。自然可能的是，当关断信号产生时中断切割模式。
根据本发明的一个解决方案设置了，检测装置被分配给电弧监视装置，该检测装置检测高频电流的更高次谐波频率和/或非谐波频率作为电弧存在的表征频率。因为电弧表现为非线性电阻，所以流过电弧的交流电流这样地变形，使得形成高频电流的更高次谐波或非谐波频率。通过检测这些频率，可以以最简单的方式实现电弧的辨识。
可替选的，能够提供一种装置，通过该装置电弧被视觉辨识并且产生对应的信号。这使得电弧可以通过简单的方式被识别。
一个优选实施例设置了，第三计时装置被分配给电弧监视装置，在辨识到电弧之后，第三计时装置在限定的时间段将切割模式保持活动。因为根据本发明，仅当电流监视装置没有提前中断高频电流回路并且电弧的辨识给出明确的开始切割阶段的指示时，电流监视装置才变激活，所以借助该计时装置可以以简单的方式预先给定任何限定的切割长度，该限定的切割长度与真实的切割长度对应。
本设备的一种有利的实现形式在于设置至少一个第二信号处理装置，其可以被供应第一关断信号或第二关断信号，其中该第二信号处理装置通过第一关断信号或第二关断信号这样地控制光和/或声指示器，使得高频电流回路响应于第一关断信号或第二关断信号的中断被指示出，以指导使用者。借助指示器，使得能够在进一步手术中跟踪先前被记录的切割过程，即先前记下的边界条件，因此使得不但能够评估组织结构，而且能够使得电外科手术器具的进一步的操作与其相协调。
在一个优选实施例中，设置了至少一个存储装置，其存储手术中每个时间所产生的关断信号，用于切割过程的以后的和/或同时的显示。因此可以调用以前的切割过程，并且由此得到的经验可以被用于其他手术。
另一个优选实施例设置了，切割电极被构造为环形电极。用于单极切割的环形电极特别适于移除息肉或其他凸起的组织部分，因为这些部分可以通过环来夹住和卡住。可替选地，还能使用双极环形电极。
另外的实施例由从属权利要求中得到。
下面，通过借助附图详细解释的实施例对本发明进行描述。所示为图1功能框图，其示出了根据本发明的高频外科手术设备的一个实施例；图2电流-时间图，其示出了用松散安置的环时切割模式中的电流分布；图3电流-时间图，其示出了用紧紧安置的环时切割模式中的电流分布；图4流程图，其示出了根据图1的高频外科手术设备的工作方式，其中仅包括根据本发明的设备的主要部件。
具体实施例方式
在下面的描述中，相同的参考标号用于相同或相同作用的部件。
图1示出了根据本发明的设备的一个实施例。此处示意性地示出了对解释本发明必要的高频外科手术设备10的部件和高频外科手术装置的其他部件。
高频外科手术设备10具有用于连接具有手指开关和/或脚开关的开关装置(未被示出)的输入连接部12。通过该开关装置能够实现高频电流的激活和/或去激活。该开关装置在此可以优选地通过计算机装置来实现。在输出侧，在高频外科手术设备10上设置有第一输出连接部13和第二输出连接部14，在其上可以连接双极电外科手术器具40或具有相关联的中性电极50b的单极电外科手术器具50a。该视图作了简化。在实际的高频外科手术设备的实施中，大多数针对单极或双极电极装置设置不同的连接部。中性电极也是被示意性地示出，而在实际应用中会完全覆盖患者的身体的一部分60。
高频外科手术设备10的核心部分是用于产生高频电流的、或者更准确地说，用于产生电压的可控高频发生器11。期望的电流强度IHF能够由电压的设置来确定。高频发生器11被连接到控制装置15，其中控制装置15具有电流监视装置16和电弧监视装置17。控制装置15被连接进从电外科手术器具到高频发生器11的返回线路中。分析装置22和第二计时装置25被分配给电流监视装置16，而检测装置23和第三计时装置26被分配给电弧监视装置17。
在该实施示例中，第一信号处理装置18设置有被分配的第一计时装置24，而第二信号处理装置19设置有被分配的指示器21。存储装置20连接到指示器21和第二信号处理装置19。
设备的工作方式在下面借助图2和图3进行描述。此处，示例性地解释借助单极环形电极50a内窥镜方式地移除息肉。在此，图2示出了电流-时间图。在该电流分布的情况下，因为没有息肉滑出的危险，所以环50a被松散地围绕息肉放置。还可以从图3看到电流-时间图，其中再现了在采用收紧的环50a移除息肉时的电流的分布。如果由于其物理构型，息肉会容易地从环50a中滑出时，将息肉勒紧就是必需的。
通过开关装置的操作，接通信号a被施加到高频发生器11，高频发生器11开始工作，借助环形电极50a的切割阶段开始。在实际应用中，大多需要另外的接通标准，以激活电外科手术器具上的电极。例如，这可以通过器具上另外的手开关来进行。高频电流通过电极被引导到要被处理的组织，即息肉上。因为控制装置15、即电流监视装置16和电弧监视装置17被连接到至高频发生器11的返回线路中，所以它们记录高频电流的幅度分布或电弧的出现。
根据图2，切割模式在时间点t1时被接通，电流开始经由松散地安置在息肉上的环形电极50a流过要被处理的组织。由于组织的加热，电流强度IHF增加，直到时刻t2。从时刻t2开始，组织开始强烈凝结，使得气化阶段启动。由于高频电流导致的发热，限定的组织区域通过蛋白质凝结和脱水而被改变或破坏。标称状态的组织的胶质组分在此首先过渡到凝胶状态，其中，现在的凝胶状组织组分在液体流出时进一步变稠；组织气化。组织的电阻相应地增加，使得电流强度IHF由于组织的导电能力下降而下降，直到时刻t2+ε。然而，该情形中，在t2和t2+ε间的气化阶段非常短，使得气化阶段间的切割过程几乎没有差别。由于组织上现在不断增长地形成的隔绝层，现在可辨识的电弧在时刻t3触发。当电弧被电弧监视装置17辨识时，后者产生关断信号d。关断信号d在该实施例中通过控制线路D被传送到高频发生器11，使其在所期望的时刻、例如在时刻t4通过关断来中断高频电流回路。这样，切割过程结束。
由图3可以看到，从时刻t1′开始，在被束缚的息肉中，待处理的组织也变热，直到在时刻t2′的开始强烈的凝结。该情形中，可以记录到在时刻t2′(气化阶段的开始)的典型的电流下降。因为切割模式中的高电压，在该时刻电弧已经触发，其不能被电弧监视装置17辨识，如上面已经描述的那样。但是，电流监视装置16辨识到电流的下降。因此，对于电流监视装置16的关断标准是例如在设定时间段t2′-t3′下降的高频电流平均值。
可替选地，不是限定时间段，而是通过电流监视装置检测表征被处理的组织的状态的阈值，使得一旦达到阈值时(例如在t3′)，该装置就产生关断信号c。在两种情况下关断信号c都是通过控制线路C传送到高频发生器11，使其例如通过关断而在期望的时刻中断高频电流回路。这样，在时刻t3′的切割过程在时刻t4′的气化阶段的终止之前已经结束。
可以确定，电弧辨识非常大地依赖于息肉茎上的环的拉力。通过在紧紧安置的环的情况下的较大的机械拉伸，形成电弧，与用松散调整的环情况中的电弧相比，这些电弧明显延迟地被辨识。
被分配给电流监视装置16的分析装置22检测在限定时间段的电流下降，或者通过由每种情况下最后读取的限定数目的测量值计算平均值来检测阈值。因此，理想的是，执行高频电流的幅度值的持久检测和持久取平均值，以辨识信号的噪声和减小高频发生器11的错误关断的可能性，即由于曲线走向的错误判读而通过电流监视装置16将高频电流回路中断。优选地，取平均值在测量开始之后的预定时刻才进行，以便描画可辨识的曲线走向。
切割模式可以在切割阶段开始后借助第二计时装置25在限定时间段上保持激活。因此，切割模式可自动地在限定的时间段上维持，而不必外科医生介入该过程中。例如，该时间段在手术之前已经确定。
分配给电弧检测装置17的检测装置23例如被这样配置，使得其检测作为表征电弧的频率的高频电流的更高次谐波频率和/或非谐波频率。通过检测这些频率，以最简单的方式实现电弧的辨识。
第三计时装置26被分配给电弧监视装置17，其能够实现在电弧被辨识后将切割阶段延长所期望的时间段。
如图1所示，第一关断信号c和第二关断信号d都可以通过控制线路C’、D’被供应到第一信号处理装置18。第一信号处理装置18被这样构造，使得相应的关断信号c或d可以作为新接通信号b经由控制线路B传送到高频发生器11，使其在高频电流回路被关断或中断后再次接通或将电流回路闭合。这在分开的切割、即断续切割模式时尤其有利，其中组织的完全切断由连续多个切割脉冲才完成。因此，外科医生可专注于手术，而切割阶段的控制自动地进行。
如果第一计时装置24被分配给第一信号处理装置18，如本实施示例中所设置的那样，则第一信号处理装置18将直到限定的时间段之后才对高频发生器11进行控制。由此，可以在各个切割脉冲间设置暂停间隔为任何长度，以保证例如手术区域再次冷却下来。
第一关断信号c和第二关断信号d同样能通过控制线C″、D″供应到第二信号处理装置19，其中第二信号处理装置19通过第一关断信号c或第二关断信号d这样地控制光指示器和/或声指示器21，使得响应于第一关断信号c或第二关断信号d的高频发生器11的关断或高频电流的中断被指示，以引导使用者。借助指示器21使得可能在另外的手术期间跟踪先前记录好的切割过程，并且由此不但评估组织结构，而且能够使得电外科手术器具的进一步的操作与其相协调。
优选地，相应的关断信号c、d通过存储装置20被存储，使得它们可以以后由指示器21或由打印输出来分析。这些记录用于使得由此得到的经验对于另外的手术可用。
图4示出一个流程图，其示出了根据图1的高频外科手术设备10的工作原理，其中仅包括高频外科手术设备10的主要部件，即电流监视装置16和电弧监视装置17。该流程图被非常简短地示出，因为被根据监视装置之间的或者-或者-关系的特点而安排。
该过程开始于高频电流测量值的读取，其中通过限定数目的最后读取的测量值来执行取平均值，以检测在限定时间段高频电流平均值下降的特点来作为第一关断标准，或者达到限定组织状态的阈值作为第一关断标准。在达到第一关断标准时，这样控制高频发生器11，使其中断高频电流回路，即在最简单的情况下将其关断。如果该关断标准没有达到，则通过电弧监视装置17核查电弧辨识。检测到电弧时，高频发生器11关断或中断高频电流回路。如果电弧辨识证明为否，则重新读取高频电流的测量值，过程重新开始。
因此如上面已数次所描述的，高频电流回路的中断可以通过关断高频发生器进行，或者电流回路另外例如借助通过控制装置操作的开关被中断。
此刻，应当指出，上面描述的所有部分，尤其是图中表示的对本发明必要的细节，无论就其本身而言或是其组合，都已被要求保护。对其修改对本领域的技术人员来说是熟悉的。
参考标号列表10高频外科手术设备11高频发生器12输入连接部13第一输出连接部14第二输出连接部15控制装置16电流监视装置17电弧监视装置18第一信号处理装置19第二信号处理装置20存储装置21指示器22分析装置23检测装置24第一计时装置25第二计时装置
26 第三计时装置40 双极电外科手术器具50a单极电外科手术器具50b中性电极60 患者身体部分a 接通信号b 接通信号c 第一关断信号d 第二关断信号B 控制线路C，C′，C″控制线路D，D′，D″控制线路IHF高频电流强度t，t′ 时间，时刻
权利要求
1.通过高频电流来处理生物组织，尤其是用于切割和凝结生物组织的高频外科手术设备，包括-高频发生器(11)，用于向切割电极(50a)供应高频电流，-至少一个控制装置(15)，用于中断高频电流回路，其特征在于，所述控制装置(15)包括-电流监视装置(16)，其检测所述高频电流的幅度，并随后在所述高频电流在限定时间段下降时和/或所述高频电流低于表征所处理的组织的状态的阈值时，产生第一关断信号(c)，-电弧监视装置(17)，当在所述切割电极(50a)和所述组织之间出现电弧时，产生第二关断信号(d)，并且特征在于所述控制装置(15)被这样配置，使得所述高频电流回路响应于所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)而被中断。
2.根据权利要求1所述的高频外科手术设备，其特征在于所述控制装置(15)将所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)传送到所述高频发生器(11)，使其关断并且中断所述高频电流回路。
3.根据权利要求1或2所述的高频外科手术设备，其特征在于设置了至少一个第一信号处理装置(18)，所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)可被提供给该信号处理装置(18)，其中所述第一信号处理装置(18)将相应的关断信号(c，d)作为接通信号(b)传送到高频发生器(11)，使其接通并且闭合所述高频电流回路。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于至少第一计时装置(24)被分配给所述至少第一信号处理装置(18)上，使得所述第一信号处理装置(18)这样控制所述高频发生器(11)，使得所述高频发生器(11)的接通发生在限定时间段之后。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于分析装置(22)被分配给所述电流监视装置(16)，所述分析装置(22)通过计算限定数目的最后读取的测量值的平均值检测所述高频电流的幅度。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于第二计时装置(25)被分配给所述电流监视装置(16)，所述第二计时装置(25)在产生所述第一关断信号(c)后将切割模式在限定时间段上保持激活。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于检测装置(23)被分配给所述电弧监视装置(17)，所述检测装置(23)检测作为电弧出现的表征频率的高频电流的更高次谐波频率和/或非谐波频率。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于第三计时装置(26)被分配给所述电弧监视装置(17)，所述第三计时装置(26)在辨识出电弧后将所述切割模式在限定时间段上保持激活。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于设置了至少一个第二信号处理装置(19)，所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)可以被提供到所述第二信号处理装置(19)，其中所述第二信号处理装置(19)借助所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)这样地控制光指示器和/或声指示器(21)，使得响应于所述第一关断信号(c)或所述第二关断信号(d)的所述高频电流回路的中断被指示，以指导使用者。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于设置了至少一个存储装置(20)，其存储在手术中每次产生的所述关断信号(c，d)，用于切割操作的以后的和/或同时的指示。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的高频外科手术设备，其特征在于所述切割电极被构造为环形电极(50a)。
全文摘要
本发明涉及高频外科手术设备，其用于通过高频电流来处理、尤其是切割和凝结生物组织。该高频外科手术设备包括用于向切割电极供应高频电流的高频发生器，并且包括至少一个用于中断高频电流回路的控制装置。该外科手术设备的设计被改进，以加强切割能力。此外，该控制装置还包括电流监视装置，其检测高频电流的幅度并随后在高频电流在限定时间段下降时和/或高频电流低于表征所处理的组织的状态的阈值时，产生第一关断信号。该控制装置还包括电弧监视装置，当在切割电极和组织之间形成电弧时，其产生第二关断信号。该控制装置设计成使得高频电流回路响应于第一关断信号或第二关断信号而被中断。
文档编号A61B18/12GK101056592SQ200580038464
公开日2007年10月17日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年11月11日
发明者克劳斯·菲舍尔, 埃里希·维尔纳 申请人:爱尔伯电子医疗设备公司