具有测量单元的电外科手术系统的制作方法

已知的是借助高频交流电压来治疗(例如切割或凝结)组织。在高频外科手术(hf外科手术)范围内身体组织的治疗期间，可以确定待治疗组织的阻抗，以便例如获知组织的干透程度。此时的目标是，一旦组织的阻抗达到了一定程度，则中断适于治疗身体组织的治疗交流电压的输出，以便例如避免不希望有的组织碳化或组织附着在相应的高频器械的电极上。

为此，知道了如下电外科手术系统，其能够根据待治疗的组织的确定的阻抗控制治疗交流电压的输出。

本发明基于如下任务，提供一种用于治疗组织的改进的电外科手术系统。

根据本发明，该任务借助一种电外科手术系统来完成，该电外科手术系统具有第一电极和第二电极、高频高压供电单元、测量单元和控制单元。

第一和第二电极此时分别被设计成导电连接至待治疗的组织。

高频高压供电单元可以通过第一电线电连接至第一电极并可以通过第二电线电连接至第二电极，并且被设计成向所述电极供应预定的治疗交流电压。

测量单元可以电连接至第一和第二电极并具有测量电压供电模块，该测量电压供电模块被设计成提供具有至少第一频率和第二频率的测量交流电压，其中该测量单元还被设计成通过第一和第二电极接收用于第一和第二频率的电响应信号，并由此确定位于第一和第二电极之间的组织的至少一个特性。

控制单元被设计成在电外科手术系统的操作期间，在测量开始时断开高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接并且建立测量单元与第一和第二电极的电连接。此外，该控制单元被设计成在测量结束时断开测量单元与第一和第二电极的电连接并且建立高频高压供电单元与第一和第二电极的电连接。

本发明包括以下认识，传统上，待治疗组织的电参数只能在高频高压供电单元的工作频率下被确定。由此一来，关于组织的特性的信息在使用唯一工作频率时丢失或者至少只能不充分地被掌握。

因此有利的是，除了高频高压供电单元的治疗交流电压外，还使用具有第一和第二频率的测量交流电压的单独测量单元。由此可以确定关于待治疗组织的更多信息，这就可控治疗意义来说是有利的。关于待治疗组织的信息例如可以是关于现有组织状态(如组织干透程度)或现有组织类型的信息。

还有利的是，根据本发明的电外科手术系统可以根据借助控制单元的控制从具有施加在组织上的治疗交流电压的治疗状态切换到具有施加在组织上的测量交流电压的测量状态，并且反过来也可以再切换回到治疗状态。通过电外科手术系统的两个状态之间的清楚分割，可以明确分开何时确定组织特性和何时对组织进行治疗。可以精确地执行这两个过程而不会相互影响。

根据本发明，利用通过测量单元来控制的单独测量电路尤其提高了电外科手术系统的安全性，因为对测量单元的控制不会直接影响到高频高压供电单元的工作。由此，对组织的治疗可以只通过高频高压供电单元的性能来确定，而测量单元的电阻不会影响到治疗。

另外，根据本发明的电外科手术系统可以与已知的电极一起使用，因为所述测量单元和控制单元可以是包含高频高压供电单元的电外科手术发生器的组成部分。由此，根据本发明的电外科手术系统可以被很简单地集成到现有的高频外科手术系统中。

测量开始和测量结束之间的可变治疗间歇期的利用导致对组织特性的测量与对该组织的治疗之间的时间上的分隔。高频高压供电单元的工作频率在350至500khz范围内并且在治疗期间通常是恒定的，而测量单元的测量交流电压可以随时间改变并且处于很适合组织特性测量的频率范围内。

测量开始是通过外部控制器或内部控制器来触发的并且是由测量单元和控制单元执行的用于测量待治疗组织的特性的方法的开始。在此情况下，该测量通过测量单元优选与借助控制单元对现有电连接的控制分开地进行。

第一和第二电极可以布置在同一个电外科手术器械中。另外，第一或第二电极可以是主动电极，而各自另一个第二或第一电极是被动电极。电极的准确体现形式对本发明并不重要，尤其是根据本发明的电外科手术系统可以与其中第一和第二电极导电连接至待治疗组织的所有常用电极类型相组合。

在下文中描述了根据本发明的电外科手术系统的优选实施方式。

在一个尤其优选的实施方式中，测量单元被设计成分别针对具有第一和第二频率的测量交流电压确定位于第一和第二电极之间的组织的阻抗。阻抗的确定因为可由此推断出被治疗组织的介电特性而是很有利的。由此，例如可以确定组织的含水量。为了确定阻抗，除了频率外，还确定测量交流电压和测量电流强度就够了。这可以通过已知的测量仪器来实现。

在之前实施方式的优选变型中，测量单元还被设计成确定在至少两个不同频率时所测量的组织阻抗之差作为相对参数。在这种情况下，在一个变型示例中，阻抗差是阻抗量之差。各自测定的阻抗值可以由二维的测量值(即具有实部和虚部)来表示。在另一个示例中，阻抗差是所测定的阻抗的实部值之差。随着组织逐步凝结，所述差变小，从而凝结程度是所确定的组织特性。

在另一个实施方式中，控制单元电连接至测量单元，并且还被设计成在测量开始后触发启用通过测量电压供电模块提供的具有第一频率的测量交流电压并且在测量结束前触发停用测量电压供电模块的测量交流电压。在此实施方式中，只有当测量单元被电连接至组织时测量才以测量交流电压开始，并且只有当测量在经过测量交流电压后结束时才断开所述连接。由此，在由控制单元操纵的开关上的电压峰值的危险得以降低并且确保了所期望的测量过程的可控，至少是暂时结束。

在两个电极之间的组织的特性的确定优选在测量单元的信号处理模块中进行，该信号处理模块接收针对第一频率和第二频率的电响应信号。另外在一个变型中，测量单元的信号处理模块被连接至测量单元的存储器模块，并且被设计成基于与存储在该存储器模块中的值的比较来确定组织特性。

优选在由测量单元执行的测量过程范围内采用具有两个以上的不同频率的测量交流电压。响应信号优选针对一个频率范围的许多频率来确定。例如，第一频率可以在10至50khz的频带内，第二频率可以在200至600khz的频带内，第三频率可以在800khz至1.2mhz的频带内。在此实施方式的一个变型中，根据多个频率也确定多个测定的组织阻抗之差。

在另一个实施方式中，测量开始和测量结束之间的持续时间是预定的测量持续时间。在此实施方式中，测量结束的触发不需要单独的内部输入或外部输入，因为已经伴随测量开始的触发确定了测量结束的时刻。

在一个另选实施方式中，测量开始和测量结束之间的持续时间不是预定的。在此实施方式中，测量单元的测量过程一直持续进行，直到测量单元接收到通过该测量单元和控制单元触发测量结束的信号。

在一个实施方式中，电外科手术系统被配置成，测量开始按照规定的尤其是预定的时间间隔由控制单元自动触发。在此实施方式中不需要例如由用户输入引起的其它信号来触发测量开始。有利地，由此可以确保组织特性的定期测量，而为此无需其它的驱动单元或人工用户输入。这降低了在根据本发明的电外科手术系统工作期间对组织特性的确定太少的风险。另外，通过测量开始的自动触发使得借助电外科手术系统的整个组织治疗的自动化变得简单。

优选地，在根据本发明的电外科手术系统的范围内存在治疗交流电压被施加在组织上的治疗状态与测量单元向组织供应测量交流电压的测量状态之间的定期切换。

在另一个实施方式中，电外科手术系统被设计成人工触发测量开始，其中用户接口被设计成在用户输入的情况下向控制单元提供相应的触发信号。所述用户接口例如可以是按钮，电外科手术系统的使用者按照有规律的时间间隔按下该按钮。

在一个尤其优选的实施方式中，控制单元被设计成通过第一开关来控制高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接并通过第二开关来控制测量单元与第一或第二电极的电连接，其中，在由电外科手术系统形成的电路中，测量单元和第二开关与高频高压供电单元和第一开关并联。通过电外科手术系统的测量单元和高频高压供电单元的电路的这种并联可以确保该测量单元的仪器电阻不会影响通过该电外科手术系统进行的组织治疗。另外，通过使用第一和第二开关使得在测量过程范围内的测量单元的电路与在治疗过程中的高频高压供电单元的电路能够完全电解耦。

在电外科手术系统的一个尤其优选的实施方式中，第一和第二开关通过相互反向串联的场效应晶体管构成。该反向串联电路此时允许第一和第二开关通过单个控制信号来控制。由此，对第一和第二开关的控制可以在测量开始和测量结束时分别有利地相互联接。场效应晶体管的使用还允许使用很小的开关电流来分别通断第一和第二开关。另外，根据本实施方式的第一和第二开关的布置可以极其节省空间且有利地实现。

在一个优选实施方式中，测量单元电连接至控制单元并且被设计成根据所确定的组织特性来改变控制单元的工作状态。在该实施方式的一个变型中，测量单元被设计成针对在不同频率时的阻抗差低于一个极限值的情况将直到下一次测量开始的时间间隔确定为小于上一次测量开始之前的时间间隔。由此，可以在待治疗组织显著干燥时通过在测量过程范围内的更频繁的治疗间歇减小借助高频高压供电单元的治疗强度。在另一个变型中，测量单元被设计成针对在不同频率时的阻抗差低于另一个极限值的情况通过控制单元触发高频高压供电单元的关断。在本实施方式范围内，工作状态例如可以是在前后相继的测量开始时刻之间的时间间隔或者起效和无效的电外科手术系统之间的区分。尤其是，控制单元可以被设计成为电外科手术系统提供紧急停止功能。于是在高频高压供电单元在针对待治疗组织特性的某一参数范围的情况下被关断时存在紧急停止。

根据本发明，为了完成上述任务还提出了一种用于治疗组织的电外科手术发生器，其具有高频高压供电单元、测量单元和控制单元。高频高压供电单元可被电连接至第一电极和第二电极，并且被设计成向这些电极供应预定的治疗交流电压。测量单元可电连接至第一和第二电极并且具有测量电压供电模块，该测量电压供电模块被设计成提供至少第一频率和第二频率的测量交流电压，其中，测量单元还被设计成在测量单元工作中通过第一和第二电极接收针对第一和第二频率的电响应信号并由此确定在第一和第二电极之间的组织的至少一个特性。此外，控制单元被设计成在电外科手术发生器工作期间，在测量开始时断开高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接并确保测量单元与第一或第二电极的电连接。控制单元还被设计成在测量结束时，断开测量单元与第一或第二电极的电连接并确保高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接。

根据本发明的电外科手术发生器可以尤其有利地设置在单个壳体内，该壳体可以通过一个或多个相应接线端连接至第一和第二电极。由此可以有利地确保仪器容易输送以及在测量单元、控制单元和高频高压供电单元之间的快速信号传输。

为了完成上述任务，还提出了一种用于操作电外科手术系统的方法。根据本发明的方法具有如下方法步骤：

-触发电外科手术系统的测量开始；

-断开高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接；

-将由测量单元提供的具有第一频率的测量交流电压施加到第一和第二电极上；

-接收针对第一频率的电响应信号并确定在第一和第二电极之间的组织的特性；

-将由测量单元提供的具有第二频率的测量交流电压施加到第一和第二电极上；

-接收针对第二频率的电响应信号并确定在第一和第二电极之间的组织的特性；

-断开测量单元与第一或第二电极的电连接；

-将由高频高压供电单元提供的治疗交流电压施加到第一和第二电极上。

在根据本发明的方法中有利的是，可以任意频繁地重复该方法，以便相应频繁地接收针对第一和第二频率的响应信号。从响应信号中可以相应推断出在电极之间的组织的特性。例如可以确定该组织的阻抗。在另一个变型中，可以将在两个不同频率下的阻抗差用来作为针对组织干透的尺度。

在根据本发明的方法中还有利的是，以测量开始来开始该方法，从而确保待治疗组织具有未经治疗的组织的预期电参数。由此提高相应所述的电外科手术系统的安全性。

优选地，针对两个以上的频率，尤其针对可从连续频谱中选择的频率，应用另一频率的步骤优选通过测量单元以及接收针对所述另一频率的电响应信号以及组织特性的确定来进行。

在另一个优选实施方式中，与测量单元的电连接的断开的前提是触发测量结束。在此实施方式中，根据本发明的方法的持续时间不是预定的，而是通过外部设备尤其通过用户输入来触发的。由此，测量单元的测量持续时间能以人工方式匹配于当前治疗情况。在一个另选实施方式中，不触发测量结束，而是在预定的测量持续时间之后再次施加治疗交流电压。

在一个尤其优选的实施方式中，电外科手术系统的测量开始的触发以规定的、尤其是预定的时间间隔自动进行。该预定的时间间隔可以是恒定的、交替的、逐渐增大的或逐渐减小的。尤其是，它们可以取决于在治疗之前或期间所确定的待治疗组织皮肤的类型。这样的自动测量开始有利地减少了相应电外科手术系统的使用者必须做的行动的次数。

在该方法的一个实施方式中，相应交流电压的施加和电连接的断开分别通过用于高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接的第一开关和用于测量单元与第一或第二电极的电连接的第二开关的相应通断来进行。在该实施方式的一个尤其优选的变型中，第一开关和第二开关通过相互反向串联的场效应晶体管构成。

本发明的另一方面涉及将根据前述实施方式中的至少一个的本发明电外科手术系统用于治疗组织、尤其是用于凝结和/或封闭(sealing)身体组织。

本发明的另一方面涉及在组织治疗、尤其是身体组织的凝结和/或封闭期间应用根据前述实施方式中至少一个的本发明方法。

在下文中将结合示例性实施方式并参照图来详细描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的电外科手术系统的第一示例性实施方式；

图2示出了根据本发明的电外科手术系统的第二示例性实施方式；

图3示出了根据本发明的电外科手术发生器的示例性实施方式；

图4示出了根据本发明的电外科手术系统的治疗状态和测量状态的时间顺序的视图；

图5示出了根据本发明的操作电外科手术系统的方法的示例性实施方式。

图1示出了根据本发明的电外科手术系统100的第一示例性实施方式。

电外科手术系统100包括第一电极104和第二电极108、高频高压供电单元110、测量单元120和控制单元130。

两个电极104、108导电连接至待治疗组织140。在所示的示例性实施方式中，第一电极104是具有手持部106和远端107的主动电极，第二电极108是相应的被动电极。在治疗组织110期间，如此选择两个电极的间距，使得当施加交流电压时可在两个电极104和108之间出现电弧。在图2所示的示例性实施方式中，第一和第二电极存在于同一电外科手术器械内。

高频高压供电单元110可以通过第一电线105电连接至第一电极104，并通过第二电线109电连接至第二电极108。另外，高频高压供电单元110被设计成向两个电极104、108供应预定的治疗交流电压。该交流电压在所示的示例性实施方式中在350khz至500khz之间。

测量单元120也可以电连接至第一和第二电极104、108。另外，测量单元120包括测量电压供电模块122，其被设计成提供至少第一和第二频率的测量交流电压。另外，测量单元120被设计成通过第一和第二电极104、108接收针对第一和第二频率的电响应信号并由此确定位于第一和第二电极104、108之间的组织140的至少一个特性。

控制单元130被设计成在电外科手术系统100的操作期间，在测量开始时断开高频高压供电单元110与第一或第二电极104、108的电连接，并且确保测量单元120与第一和第二电极104、108的电连接。另外，控制单元130被设计成在测量结束时断开测量单元120与第一或第二电极104、108的电连接，并且确保高频高压供电单元110与第一和第二电极104、108的电连接。

另外，图1示出了第一开关150，高频高压供电单元110可以借助该开关与第一电极104断开连接。测量单元120和第二开关155与高频高压供电单元110和第一开关150并联。借助第二开关155，测量单元120可以电连接至第一电极104，或者可以断开测量单元120与第一电极104之间存在的电连接。在这种情况下，第一和第二开关150、155被设计成相互反向串联的场效应晶体管(出于概览考虑而未示出它)。

在所示示例性实施方式中，控制单元130还被设计成按照预定的时间间隔自动执行测量开始，其中，在测量开始和测量结束之间执行的测量单元120的测量具有预定的测量持续时间。在本电外科手术系统100中，利用治疗交流电压进行的治疗过程和利用施加在电极104、108上的测量交流电压进行的测量过程因此按照预定的时间间隔交替。在本示例性实施方式中，所述预定的时间间隔是恒定的。在其它未示出的示例性实施方式中，所述预定的时间间隔以预定方式呈指数形式随时间减小。

本电外科手术系统100使得能够定期自动检查待治疗组织140的特性。另外，通过治疗过程和测量过程之间的时空分隔确保了两个过程不会相互影响。

出于概览考虑，在图1中未示出测量单元120具有接收针对第一和第二频率的电响应信号的信号处理模块。信号处理模块在此被设计成基于与提供给信号处理模块的预定值的比较来确定组织140的特性。此外，本测量单元120被设计成借助光学输出经由用户接口(如通过电外科手术系统100的显示器)输出基于所确定的组织140的特性的信息信号。

在一个未示出的示例性实施方式中，控制单元被连接至用户接口并且还被设计成在存在例如由按下按钮造成的人工用户输入时触发测量开始。

图2示出了根据本发明的电外科手术系统100的第二示例性实施方式。

根据所示的第二示例性实施方式的电外科手术系统100与图1所示的示例性实施方式的区别在于，第一电极104和第二电极108布置在同一电外科手术器械210的远端上。在这种情况下，第一电极104与第二电极108之间的空间距离是固定的。出于概览考虑在图2中未示出电外科手术器械210中的连接电缆的精确位置，但这在高频外科手术领域是众所周知的。

另外，图2所示的电外科手术器械100与图1的电外科手术器械的区别在于，控制单元130电连接至高频高压供电单元110。控制单元130此时还被设计成根据由测量单元确定的待治疗组织140的特性来改变高频高压供电单元110的工作状态。尤其是，如果在组织140上测得的阻抗低于预定阈值，即当组织140例如已达到碳化临界程度时，高频高压供电单元110通过控制单元130被关断。

图3示出了根据本发明的电外科手术发生器300的一个示例性实施方式。

所示的电外科手术发生器300具有如图1所示的结构和高频高电压单元110、测量单元120和控制单元130的相应布置。电极可以通过第一接线端310和第二接线端320连接至所示的电外科手术发生器300。电外科手术发生器300还具有同一壳体340，在壳体中形成第一接线端310和第二接线端320，并且壳体包围高频高压供电单元110、测量单元120和控制单元130。

电外科手术发生器300此时被有利地设计成，使得用于组织治疗的商用标准电极可以被连接至第一接线端310和第二接线端320。

图4示出了根据本发明的电外科手术系统的治疗过程420和测量过程430的时间顺序400的视图。

沿时间轴410示出了时间顺序400。在所示示例性实施方式中，治疗过程420的治疗持续时间t1是恒定的，即不随时间而变。治疗过程420被定期重复，其中，在治疗过程420的两个阶段之间总是进行一个具有保持恒定的测量持续时间t2的测量过程430。组织的治疗此时由多个治疗过程420组成。

治疗过程420与测量过程430之间的切换通过触发测量过程430的时刻tm限定。测量过程在本示例性实施方式中由三个阶段组成，它们由测量开始432、测量434和测量结束436构成。在测量开始432时，电极与高频高压供电单元的电连接被断开，同时确保测量单元和两个电极之间的电连接。测量434以针对第一频率的测量交流电压的启动开始。测量434以测量交流电压关断而结束。在测量结束436时，测量单元和两个电极之间的电连接被断开，同时确保电极与高频高压供电单元之间的电连接。

在相应时刻tm对测量过程430的触发以持续时间(t1+t2)的有规律的时间间隔自动进行。

在未示出的示例性实施方式中，测量开始、测量和测量结束无法清晰地彼此分割开，因为由测量单元提供的测量交流电压在整个治疗期间存在，因此在提供相应的电连接之后就开始了在组织上的测量过程。在其它未示出的示例性实施方式中，所述治疗持续时间和测量持续时间在整个组织治疗期间并不恒定。尤其是在电外科手术系统的一个变型中，两个测量过程之间的治疗持续时间在治疗期间例如逐渐减小，如呈指数形式减小。

在一个未示出的示例性实施方式中，治疗持续时间t1为100ms。在另一个未示出的示例性实施方式中，测量持续时间t2不到100ms。

图5示出了用于操作电外科手术系统的方法500，该方法具有以下所述的方法步骤。

在第一步骤510中，触发电外科手术系统的测量开始。

随后在另一步骤520中，将高频高压供电单元与第一或第二电极的电连接断开。

随后在另一步骤530中，在第一和第二电极上施加由测量单元提供的具有第一频率的测量交流电压。

接着在下一步骤540中，接收针对第一频率的电响应信号并且确定在第一和第二电极之间的组织的特性。

随后是下一步骤550，在该步骤中针对第二频率重复步骤530。

此时再次接收电响应信号。在步骤560中，再从针对第二频率的电响应信号中推断出在第一和第二电极之间的组织的特性。

在通过步骤510、520、530、540、550、560执行的测量过程505结束时，在步骤570中断开测量单元与第一或第二电极的电连接。

最后，步骤580包括在第一和第二电极上施加由高频高压供电单元提供的治疗交流电压。

在本示例性实施方式中，定期重复第一步骤510。因此，所示步骤510、520、530、540、550、560、570、580按照所示顺序重复，直到组织治疗结束。

在未示出的示例性实施方式中，在步骤560之后且在步骤570之前还进行至少另一频率的测量交流电压的施加和电响应信号的相应接收以及待治疗组织的特性的相应确定。

在这种情况下，所述特性是分别在所施加的测量交流电压的不同频率下的组织阻抗。在未示出的示例性实施方式中，特性确定还包括确定测量交流电压的不同频率下的阻抗之间的阻抗差。

附图标记列表

100电外科手术系统

104第一电极

105第一电线

106手持部

107远端

108第二电极

109第二电线

110高频高压供电单元

120测量单元

122测量电压供电模块

130控制单元

140组织

150第一开关

155第二开关

210电外科手术器械

300电外科手术发生器

310第一接线端

320第二接线端

340壳体

400时间顺序

410时间轴

420治疗过程

430,505测量过程

432测量开始

434测量

436测量结束

500方法

510第一方法步骤

520,530,540,550,560,570在该方法内的测量过程的方法步骤

580在该方法内的测量过程的结束

t1治疗持续时间

t2测量持续时间

tm从治疗过程切换至测量过程