專利名稱：用于提供hf輸出電壓的供電裝置、帶有相應的供電裝置的hf外科設備以及用于使hf發生 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于提供HF輸出電壓的供電裝置(Versorgungseinrichtung)、 帶有相應的供電裝置的HF外科設備(Chirurgiegerat)以及用于使用于電子外科儀器的HF 發生器單元(Generatoreinheit)運行的方法。
背景技術：
在高頻外科手術(HF外科手術(Chirurgie))中，傳導(Ieiten)帶有高的頻率的交變電流穿過人的軀體，以用于有目的地損壞或切割或凝結組織。在此，通常區分為單極地應用(Applikation)和雙極地應用治療電流(Behandlungsstrom)。在單極的應用中，通常僅僅設置一個應用電極，將高頻的交變電壓施加在該應用電極處。例如，應用電極位于用于切割和/或凝結組織的電子外科儀器處。此外，將大面積的中性電極(Neutralelektrode) 設置在患者的軀體處。在應用HF電流時，將HF電壓施加到應用電極和中性電極處，其中， 通過位于其之間的組織閉合電流回路。應用電極的形式與相應的應用區域相關。通過其將交變電流傳導到組織中的應用電極的表面或接觸面相對小，從而直接在應用電極周圍產生高的電流密度并且由此也產生高的熱形成。只要未通過在組織導電能力中的明顯區別而同樣在其它軀體部位處出現高的電流密度，電流密度隨著相對于應用電極的間距的増加而強烈下降。在雙極的應用中，將HF 電壓施加到兩個彼此鄰近的應用電極處，例如在雙極的凝結鉗(Koagulationszange)處。 也就是說，電流主要流過位于應用電極之間的組織。優選地，應用電極布置在儀器處。常常可僅僅困難地或甚至不可利用這種儀器到達和治療難以接近的組織部位。供電裝置利用合適的HF電壓和合適的HF電流供給儀器，從而無問題地治療患者是可能的。HF電流和HF電壓可取決于待治療的組織以及取決于所使用的運行模式(例如凝結模式、切割模式)變化。可設想用于不同的組織類型的其它運行模式。供電裝置必須進行HF輸出電壓和/或HF輸出電流的持續的調節，以用于保證電子外科儀器的合適的運行。因此，時常進行所提及的參數的匹配是必要的，因為借助于儀器治療的組織的特性持續變化。因此，例如由于所應用的HF電流，組織的導電性下降，并且由此電阻増加。另ー方面， 未治療的組織類型(例如脂肪組織、肌肉組織、神經組織)也具有不同的電阻，在電壓調節或電流調節時應對其進行考慮。通常力求提供這種類型的調節，S卩，進行治療的醫生可與組織類型或其特性無關地完成安全的切割和/或凝結。因此，為了保證電子外科儀器的功能，供電裝置必須控制或調節HF發生器或HF發生器単元的功率。通常由所使用的發生器的能力
(Leistungsfehigkeit)和相應的安全標準限制在此提供的功率。因此可出現,利用非常高
的功率進行治療，而這未被醫生察覺到。這是危險的，并且可導致不期望的組織的損害。此外，醫生不習慣操縱相應的儀器，因為例如在機械的切割過程中醫生習慣觸覺上的反饋。
發明內容
基于該背景技術，本發明的目的為，提供開頭提及的類型的供電裝置，其使安全的且有功能的操作成為可能，并且簡化對相應的電子外科手術儀器的操縱(Umgang)。此外，應給出相應的HF外科設備、用于使HF發生器單元運行的方法以及用于進行電子外科手術的方法。根據本發明，該目的通過根據權利要求I的供電裝置實現。尤其地，該目的通過用于提供用于借助于電子外科設備來應用的HF輸出電壓的供電裝置實現，其中，該供電裝置包括-用于產生HF輸出電壓的HF發生器単元；-用于在應用HF輸出電流期間確定電負載的測量單元；-用于輸出觸覺上可感覺的信號的信號単元；以及-控制單元，其包括測量單元和信號単元并且構造成，用于取決于電負載激活信號單元。因此，本發明的核心思想在于，尤其地在儀器處提供觸覺上可感覺的信號，其表明，在當前時刻利用哪種負載使HF發生器單元運行。由此，通過不同的切割參數(例如切割速度和/或切割深度和/或組織形式)向外科醫生或醫生給出觸覺上的反饋。信號単元和/或測量單元可理解成控制單元的邏輯的組成部分，其執行給出的功能。由此，信號単元也可為用于調節HF輸出電壓而使用的調節器的組成部分。為了輸出信號，信號単元可作用到HF發生器単元上，以用于減小HF輸出電壓和/ 或HF輸出電流。由此，可提供這樣的效果，即，例如在切割期間，在應用器(Applikator)或應用電極處的電壓和/或電流(根據組織的電負載)可下降(einbrechen)。由此，可借助于儀器為進行治療的醫生提供(vermitteln)對于應用的功率或存在的負載的感覺。操縱儀器設計成與操作傳統的機械的儀器相似。因此，醫生例如在儀器較深地侵入組織中時察覺機械的阻力。當借助于電子外科儀器進行快速的切割時，所感到的阻力也可相應更高。可能的是，涉及機械的和電的阻力。例如激活信號単元可在于如此調節HF輸出電壓，S卩，在進行在組織中的切割過程時，如此慢地出現組織的分子分解，即，在切割過程時通過與組織的可感覺的機械的接觸對儀器的運動進行制動。測量單兀可包括有效功率計算單兀(Wirkleistungsberecheneinheit)以用于計算有效功率，并且控制単元可包括尤其地可調整的電阻元件，以用于預定用于HF發生器單元的根據有效功率匹配的理論值。因此，優選地，使用有效功率計算單元以用于確定或估計應用的HF電流的有效功率。控制單元使用相應的測量信號以用于預定用于HF發生器単元的理論值。該理論值也可為控制信號，其控制或調節HF發生器単元的運行。由此，可通過理論值預定來調整HF輸出電壓和/或HF輸出電流。電阻元件可具有可調整的電阻。由此例如可能的是，觸覺上可感覺的信號在時間上變化。因此，可在出現高負載時HF輸出電壓短期地下降，以使得可出現明顯的反饋。在繼續進行切割時，可再次如此提高HF輸出電壓，S卩，感到的機械的阻カ相對小。備選地，可借助于供電裝置的可調整的電阻補償用于儀器的在供電線路處的固有的內阻和電阻。為此，
通常可使用電阻元件使HF輸出電壓的下降的程度(Auspragimg)參數化。可能的是，根據電阻元件在切割過程中改變感到的機械的阻力并且由此改變觸覺上可感覺的信號。供電裝置可包括用于供電裝置的調整理論值、尤其地理論輸出電壓或理論輸出電流或理論功率的調整裝置以及用于根據理論值調節HF發生器単元的調節單元。因此，如開頭提及的那樣，可借助于調節回路控制或調節發生器単元的運行。在此，既可設想電壓調節也可設想電流調節。為此可使用測得的負載或測得的有效功率，以匹配相應的調節回流的理論值。因此，其例如可為下級的(unterlagert)電壓調節。優選地，供電裝置為用于使HF發生器單元以電壓調節的運行方式運行的供電裝置。在電壓調節的運行方式中力求，使由功率振蕩器或由HF發生器裝置給出的HF電壓或HF輸出電壓保持恒定。在利用儀器進行切割的進程中聯接到HF發生器裝置的功率電源件(Leistungsnetzteil)的電壓變化，因為現在其在調節技術方面承擔控制元件 (Stellglied)的功能。在通常的電壓調節的運行方式中，在組織阻抗變化時HF輸出電壓不下降。本發明的意圖為，將未調節的運行方式(在其中HF輸出電壓取決于組織阻抗變化)
的性能以受控的方式疊加(auf^ragen)調節的運行方式。在此，應可使反應的程度參數化并
且由此可控。該目的借助于內阻模擬完成。也就是說，使系統在電壓調節的運行方式中運行，其中，設置用于調整理論值的調整裝置和用于根據理論值調節HF發生器単元的調節單元。優選地，供電裝置在考慮HF輸出電流、尤其地根據預定值和HF輸出電流的情況下確定理論值。可設置比較器單元以用于確定理論值，其中，優選地理論值根據公式Ustjlll = U0-Ri^Iao由此，在確定理論值時考慮HF輸出電流并由此考慮組織阻抗。所提及的用于HF輸出電壓的調節單元可包括PI調節器。此外，開頭提及的目的通過帶有供電裝置的HF外科設備實現，其中，優選地如以上描述的那樣構造供電裝置，并且其具有用于尤其地根據用于電子外科儀器的供電電纜電阻調整內阻的內阻調整裝置。在傳統的設備中，內阻不可調整。根據本發明，應提供可調整的內阻，再次相應于有效功率或HF發生器単元的有效電流(Wirkstrom)調整該內阻。由此， 同樣可能的是，補償其它電阻、例如纜線電阻。該HF外科設備可包括電的解剖刀或類似的起切割作用的儀器，其聯接到供電裝置處。此外，該目的通過根據權利要求12的用于使HF發生器單元運行的方法實現。尤其地，該目的通過用于使用于至少一個電子外科儀器的HF發生器單元運行的方法實現，其中，該方法包括以下步驟-借助于電壓調節器根據調整值調節HF輸出電壓；-獲取HF發生器単元的電負載；-取決于獲取的負載校正(Korrigieren)調整值。此外，通過用于實施電子外科手術的方法實現該目的，其中，該方法具有以下步驟-調整預定值，以用于表明(angeben)，應利用哪種功率或電壓使電子外科儀器運行，-使HF發生器單元運行，其中，如此使HF發生器単元以電壓調節的運行方式運行， 即，根據理論值將HF輸出電壓基本上恒定地應用到組織上，
-測量HF輸出電流，-當測得的HF輸出電流升高時,減小理論值，以利用信號通知(signalisieren)進行手術的人員，組織的阻抗增加。因此，進行手術的人員獲得觸覺上可感覺的反饋，該反饋為其使以下成為可能， 即，估計當前的負載和/或施加的功率。在傳統的電壓調節的HF發生器単元中這是不可能的。相應地，當測得的HF輸出電流升高時，可提高理論值，以利用信號通知進行手術的人員，組織的阻抗下降。在切割運動中，可引導儀器穿過組織，并且如此使HF發生器單元運行，S卩，為了切割運動花費的カ取決于組織阻抗變化。在如此調節HF輸出電流時(S卩，該HF輸出電流稍微小于期望的HF輸出電流)，以一定的機械的阻カ阻礙(zurilckhalten)電子外科儀器(通過與尚未被穿透的組織的組織接觸引起)。因此，切割過程明顯更困難。另ー方面，高的HF 輸出電壓的出現導致，非常小的機械的阻力起作用，從而保證快速的和簡單的切割。對于提及的方法得到已經參考裝置提及的優點。根據從屬權利要求得到其它有利的實施形式。
下面根據幾個實施例描述本發明，借助于附圖詳細對其進行解釋。其中圖I顯示了供電裝置，單極的儀器聯接到該供電裝置處；圖2顯示了帶有輸入和輸出的供電裝置的控制單元的示意性的圖示；以及圖3顯示了用于控制或調節根據圖I的供電裝置的HF輸出電壓的信號流程圖。在以下描述中，對于相同的或起相同作用的部件使用相同的參考標號。
具體實施例方式圖I顯示了電子外科設備，其包括供電裝置20、單極的電子外科儀器10以及中性電極19。中性電極19以及儀器10通過帶有相應的線路11，11'的纜線聯接到供電裝置20 處。供電裝置20具有控制單元30 (參見圖2)，控制單元30其中負責，使得由已有的HF發生器21在中性電極19和電子外科儀器10的應用電極18之間提供合適的HF輸出電壓Ua 和合適的HF輸出電流Ia。為此，HF發生器21和控制單元30處于可通訊的連接中。HF輸出電壓Ua導致軀干3的組織的部分的凝結。如在圖2中表明的那樣，本發明的一方面在干，控制單元30獲取所應用的HF輸出電流Ia的有效功率P，并且如此作用到HF發生器21上，S卩，調整有效功率P (HF輸出電壓Ua 和HF輸出電流Ia)。可如此選擇HF輸出電壓Ua和HF輸出電流Ia，即，對于待利用儀器10 進行的行動(例如切割肌肉組織)來說，僅僅提供相對小的功率供使用。由此，進行治療的醫生或外科醫生在引導電子外科儀器10時感覺到明顯的機械的阻力。雖然電子外科儀器 10進行切割(即，如此被供給HF輸出電壓Ua，以使得提供足夠的功率)，然而存在觸覺上的反饋。圖3顯示了根據本發明的控制單元30的詳細的實施方案。為了調整合適的HF輸出電壓Ua，進行電壓調節，其中，下級的電壓調節器27接收已經通過HF發生器21產生的HF輸出電壓Ua，并且將其與調整值Ustjlll相比，將差值輸入PI調節器23中，并且由此產生電源件理論電壓(Netzteil-Sollspannung)US()112。將該電源件理論電壓Usoll2輸入電源件 (Netzteil) 22中，電源件22提供電源件實際電壓Ulst并且將實際電壓Ulst供給到HF發生器21，另ー方面HF發生器21產生HF輸出電壓Ua和HF輸出電流Ia。因此，根據HF輸出電壓Ua進行所提供的功率的調節。圖3的裝置借助于有效電流計算單元25獲取有效功率P。有效電流計算單元25聯接到HF輸出端處，并且接收HF輸出電壓Ua和HF輸出電流Ia并且確定有效電流Ia,。將有效電流Ia,施加到電阻Ri處，并且下降的電壓與可參數化的HF空載電壓(Leerlaufspannung) U。相比。因此，從HF空載電壓Utl中減去在電阻民處下降的電壓，從而得到調整值US()111。因此，電阻R和比較器29形成Ri模擬器(Ri-Simulator) 24，其最終模擬HF發生器21的內阻。不再可從外部看出HF發生器21的實際的內阻，因為通過可參數化的電阻Ri補償該內阻。Ri模擬器24可承擔用于給出觸覺上可感覺的信號的信號単元的功能。因此，對于調整值Ustjlll或對于理論電壓得到以下關系Usolll = U0-R-Ia,其中，優選地Ia,為輸出的HF輸出電流Ia的有效部分(Wirkanteil)。可借助于比
較器29計算調整值US()111。以相似的方式也可實現帶有變化的內電導(Innenleitwert)的電流調節系統。適用以下關系Isoll = I0-GiWa其中，根據HF輸出電壓Ua的可調整的預定電流Itl和可參數化的內電導確定理論
電流ら。111。就此而言應指出的是，功率振蕩器的始終存在的內阻不再重要并且不再從外部可見。下級的電壓調節器校準(ausregeln)該功率振蕩器的內阻。在其它應用情況中，調整負的電阻Ri是可能的。這種參數化變型方案的背景為當 Ri = -RKabel時，校準通到儀器10處的纜線電阻RKabel (例如,參看線路11,11')。由于始終在HF發生器21中或處進行通常的HF輸出電壓Ua和HF輸出電流Ia的測量，可不考慮在帶有線路11，11'的纜線上的電壓降。在圖3中顯示的部件也可理解為調節回路，其中，根據出現的負載修正理論值。調節回路保證供電裝置20的電壓調節的運行，其中，將HF輸出電壓Ua(調節參數)基本上恒定地保持在調整值Ustjlll上或附近。控制參數可為電源件理論電壓Ust5ll2或電源件實際電壓 Ulsto優選地，改變功率電源件或HF發生器的電源件22的電壓。可通過帶有從屬的比較器的PI調節器23實現調節回路。理論值的修正取決于負載。信號裝置通過Ri模擬器實現。根據本發明的用于提供用于借助于電子外科儀器來應用的HF輸出電壓的供電裝置可包括-用于產生HF輸出電壓Ua的HF發生器單元21;-用于在應用HF輸出電流Ia期間確定電負載的測量單元；-用于輸出觸覺上可感覺的信號的信號単元；以及-控制單元30，其至少與測量単元和信號単元處于可通訊的連接中，以用于取決于電的負載激活信號単元。
參考標號列表
3軀干
10儀器
liar 線路
18應用電極
19中性電極
20供電裝置
21 HF發生器
22電源件
23 PI調節器
24 Ri模擬器
25計算單元的有效電流
26 HF輸出
27下級的電壓調節器
29比較器
30控制單元
I0預定電流
Ia HF輸出電流
Ia-有效電流
Isoii理論電流
U0 HF空載電壓
Ua HF輸出電壓
Usoiii調整值
Usoll2電源件理論電壓
Ulst電源件實際電壓
Ri電阻
Gi可參數化的內電導
P有效功率
權利要求
1.一種用于提供用于借助于電子外科設備來應用的HF輸出電壓(Ua)的供電裝置，所述供電裝置包括-用于產生所述HF輸出電壓(Ua)的HF發生器單元(21)；-用于在應用HF輸出電流(Ia)期間確定電負載的測量單元；-用于輸出觸覺上可感覺的信號的信號単元；以及-控制單元(30)，其包括所述測量単元和所述信號単元并且構造成用于取決于所述電負載激活所述信號単元。
2.根據權利要求I所述的供電裝置，其特征在干，為了輸出信號，所述信號単元作用到所述HF發生器単元(21)上，以用于減小所述HF輸出電壓(Ua)和/或所述HF輸出電流 (Ia)。
3.根據權利要求I或2所述的供電裝置，其特征在于，所述測量単元包括有效功率計算単元(25)以用于計算有效功率(P)，并且所述控制単元包括電阻元件，以用于預定用于所述HF發生器単元的根據所述有效功率⑵匹配的理論值(Ustjlll)。
4.根據前述權利要求中任ー項、尤其地根據權利要求3所述的供電裝置，其特征在干， 所述電阻元件(Ri)具有可調整的電阻。
5.根據前述權利要求中任一項所述的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置構造成用于使所述HF發生器単元(21)以電壓調節的運行方式運行，其中，改變功率電源件(22) 的電源件理論電壓叫。112)，以使得將所述HF輸出電壓(Ua)基本上恒定地保持在理論值 (Us0IlI)上。
6.根據前述權利要求中任一項所述的供電裝置，其特征在于用于調整理論值(Ustjlll) 的調整裝置，用于根據所述理論值(Ustjlll)調節所述HF發生器単元(21)的調節單元。
7.根據前述權利要求中任一項所述的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置考慮所述 HF輸出電流(Ia)以用于確定所述理論值(Usq111),尤其地根據預定值(U。)和所述HF輸出電流(Ia)計算所述理論值(Ustjlll)。
8.根據前述權利要求中任ー項、尤其地根據權利要求7所述的供電裝置，其特征在于比較器單元(29)，以用于確定所述理論值(Ustjlll)，尤其地根據公式US()111 = U0-Ri^Iao
9.根據前述權利要求中任ー項、尤其地根據權利要求6所述的供電裝置，其特征在干， 所述調節単元包括PI調節器(23)。
10.ー種帶有根據前述權利要求中任一項所述的供電裝置的HF外科設備，其特征在于內阻調整裝置，以用于調整內阻，尤其地根據用于所述電子外科儀器(10)的供電纜線電阻(Rj^abei) o
11.根據權利要求10所述的HF外科設備，包括電的解剖刀或類似的切割儀器，其聯接到所述供電裝置處。
12.一種用于使用于至少一個電子外科儀器(10)的HF發生器単元(21)運行的方法， 包括步驟-借助于電壓調節器根據調整值(Ustjlll)調節HF輸出電壓(Ua)；-獲取所述HF發生器単元(21)的電負載；-取決于所述獲取的負載校正所述調整值(Ustjlll)。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述調整值(Ustjlll)表明所述HF發生器単元(21)的功率或HF輸出電壓(Ua)。
14.根據權利要求12至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述調整值(Ustjlll)的校正包括尤其地在高的負載時減小所述調整值(Ustjlll)。
15.根據權利要求9至14中任一項所述的方法，其特征在于，獲取所述電的負載包括測量有效電流。
16.根據權利要求9至15中任一項所述的方法，其特征在于，所述調節包括根據公式 Usolll = Utl-R-Ia計算所述調整值(U_)，其中，Ia為所述HF輸出電流(Ia)，并且Ri為預定的電阻。
17.一種用于實施電子外科手術的方法，包括步驟-調整預定值(Utl)，以用于表明，應利用哪種功率或電壓使電子外科儀器運行，-尤其地根據權利要求12至16中任一項所述的方法使HF發生器単元(21)運行，其中，如此使所述HF發生器單元以電壓調節的運行方式運行，S卩，根據理論值(Ustjlll)將HF輸出電壓(Ua)基本上恒定地應用到組織上，-測量HF輸出電流(Ia)，-當測得的HF輸出電流(Ia)升高時，減小理論值(Ustjlll)，以利用信號通知進行手術的人員，所述組織的阻抗增加。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，當所述測得的HF輸出電流(Ia)升高吋， 提高理論值(Ustjlll)，以利用信號通知進行手術的人員，所述組織的阻抗下降。
19.根據權利要求17或18所述的方法，其特征在于，在切割運動中，弓I導所述儀器穿過所述組織，并且如此使所述HF發生器単元(21)運行，即，為了所述切割運動待花費的カ取決于所述組織阻抗變化。
全文摘要
已知用于提供HF電壓和HF電流的供電單元，其如此供給電子外科儀器，即，使電子外科儀器可應用于切割和/或凝結組織。在這種類型的供電裝置中，HF電流和HF電壓的調節最為重要，因為僅僅在選擇合適的參數時才可保證電子外科儀器的可靠的功能。在傳統的調節或控制單元中常常忽略的是，為進行治療的醫生提供相應的反饋。這可導致對利用儀器治療的組織的不期望的損害。為了避免這一問題，提出一種供電單元，其包括用于產生HF輸出電壓的HF發生器單元；用于在應用HF輸出電流期間確定電負載的測量單元；用于輸出觸覺上可感覺的信號的信號單元；以及控制單元，其至少與測量單元和信號單元處于可通訊的連接中，以用于取決于電負載激活信號單元。
文檔編號A61B18/12GK102612349SQ201080035959
公開日2012年7月25日 申請日期2010年6月9日 優先權日2009年6月10日
發明者H·沙爾, M·弗里茨 申請人:厄比電子醫學有限責任公司