DE102004037084A1

DE102004037084A1 - APC-Gerät

Info

Publication number: DE102004037084A1
Application number: DE102004037084A
Authority: DE
Inventors: Jürgen BELLER
Original assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Current assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: EP1796566A1; US7758575B2; DE102004037084B4; DE502005008115D1; JP2008505724A; US20070233058A1; JP4653808B2; EP1796566B1; WO2006005534A1

Abstract

APC-Geräte zum Betreiben von Instrumenten für die Argon-Plasma-Koagulation sind bekannt. Sie umfassen einen HF-Generator zum Erzeugen eines Koagulationsstroms, eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Amplitude einer HF-Spannung und zum Einstellen einer höheren Zündspannung auf ein Betätigungssignal hin sowie zum selbsttätigen Einstellen einer niedrigeren Arbeitsspannung. Es ist üblicherweise eine Ausgangsbuchse zum Anschluss eines (einzigen) Instrumentes vorgesehen. Um die gleichzeitige Arbeit mit mehreren Instrumenten zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, nicht nur eine, sondern mehrere Instrumentenbuchsen zum Anschluss weiterer Instrumente vorzusehen und die Steuereinrichtung mit allen Instrumentenbuchsen zu verbinden und derart auszubilden, dass bei Betätigung mindestens eines Betätigungselements und Erzeugen mindestens eines Betätigungssignals die HF-Spannung für eine definierte Unterbrechungszeitdauer unterbrochen wird, dann die HF-Spannung auf die Zündspannung und nach dem Zünden des Plasmas an allen angeschlossenen APC-Instrumenten die HF-Spannung auf die Betriebsspannung eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein APC-Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
APC-Geräte zum Betreiben von Instrumenten für die Argon-Plasma-Koagulation sind bekannt, wobei statt Argon auch andere Inert-Gase Verwendung finden können. Es sei hier nur beispielhaft auf die WO 93/01758 verwiesen.
Bei größeren Operationen, also dann, wenn mehrere Chirurgen an einem Patienten arbeiten, muss jedem der Chirurgen ein gesondertes APC-Gerät zum Anschluss des gerade von ihm verwendeten Instrumentes zur Verfügung stehen. Dies ist nicht nur oftmals aus Kostengründen nicht möglich, es führt auch zu sehr beengten Arbeitsverhältnissen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein APC-Gerät dahin gehend auszubilden, dass mehrere Instrumente gleichzeitig mit einem einzigen Gerät betreibbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem APC-Gerät zum Betreiben mindestens eines Instrumentes für die Argon-Plasma-Koagulation, umfassend einen HF-Generator zum Erzeugen eines Koagulationsstroms, einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Amplitude einer HF-Spannung und zum Einstellen einer höheren Zündspannung auf ein Betätigungssignal hin sowie zum selbsttätigen Einstellen einer niedrigeren Arbeitsspannung, sobald ein Plasma gezündet wurde, mindestens eine erste Ausgangsbuchse zum Anschluss eines Instrumentes, das ein Betätigungselement zum Erzeugen des Betätigungssignals aufweist, dadurch gelöst, dass zum gleichzeitigen Anschluss und gleichzeitigen Betreiben mindestens eines weiteren Instrumentes mindestens eine weitere Anschlussbuchse vorgesehen und die Steuereinrichtung mit allen Ausgangsbuchsen verbundett und derart ausgebildet ist, dass bei Betätigung mindestens eines Betätigungselementes und Erzeugen mindestens eines Betätigungssignals die HF-Spannung für eine definierte Unterbrechungszeitdauer (t₄ – t₃) unterbrochen wird, dann die HF-Spannung auf die Zündspannung (U_Z) und nach Zünden des Plasmas an allen angeschlossenen Instrumenten die HF-Spannung auf die Arbeitsspannung (U_B) eingestellt wird.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, dass während des Betriebs eines Instrumentes beim Einschalten eines weiteren Instrumentes der Betrieb des ersten (schon arbeitenden) Instrumentes kurzzeitig unterbrochen und danach an beiden Instrumenten gleichzeitig ein Plasma gezündet bzw. wieder-gezündet wird. Diese Unterbrechung stört den momentan arbeitenden Chirurgen nur unwesentlich, da das Plasma ohnehin ab und zu erlöschen kann, wenn die korrekte, zum Arbeiten erforderliche Minimaldistanz überschritten wird.
Vorzugsweise wird die Unterbrechungszeitdauer sehr kurz, nämlich unter 100 ms und vorzugsweise unter 20 ms eingestellt. Diese Zeitdauer ist dann so kurz, dass sie vom Chirurgen nicht einmal optisch wahrgenommen wird.
Bei herkömmlichen Geräten wird zur Feststellung, ob ein Plasma gezündet wurde, beispielsweise die Stromamplitude des Koagulationsstromes gemessen. Die HF-Spannung wird dann von der Zündspannung auf die Betriebsspannung zurückgeschaltet, wenn der Realstromanteil einen bestimmten, voreingestellten Wert überschreitet oder ein anderes Erkennungsmerkmal für den Lichtbogen (z.B. der komplexe Widerstand des Plasmas oder eine sich hierbei ergebende bestimme Signalform) vorliegen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird nun die HF-Spannung dann von der Zündspannung auf die Betriebsspannung zurückgeschaltet, wenn die Stromamplitude der Summe aller Koagulationsströme entspricht, die den Instrumenten mit betätigten Betätigungselementen nach jeweiligen Zünden des Plasmas zufließen. Es wird also so lange „versucht" zu zünden, bis alle (betätigten) Instrumente ein Plasma erzeugen.
Hierzu kann eine Instrumente-Zähleinrichtung vorgesehen und derart angeordnet sein, dass die Anzahl der vorliegenden Betätigungssignale erfasst werden, die Summe der Koagulationsströme vor oder bei Eintreffen eines weiteren Betätigungssignals festgestellt und die HF-Spannung dann auf die Betriebsspannung zurückgeschaltet wird, wenn der Koagulationsstrom vom HF-Generator der Anzahl nach dem Eintreffen des weiteren Betätigungssignals verglichen mit der Anzahl vor dem Eintreffen des weiteren Betätigungssignals entspricht. Es wird also „abgeschätzt" welcher Koagulationsstrom insgesamt fließen muss, wenn an allen betätigten Instrumenten ein Plasma vorliegt. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese „Abschätzung" über die oben genannten weiteren Maßnahmen zu treffen.
Vorzugsweise wird die Zündspannung in Form eines Zündpulses für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten und dann auf die Betriebsspannung abgesenkt. Nach Absenken auf die Betriebsspannung wird dann ein weiterer Zündimpuls erzeugt, wenn nicht an allen Instrumenten mit betätigten Betätigungselementen das Plasma gezündet wurde. Diese Maßnahme dient der Sicherheit, um einen zu hohen Energieeintrag während des Anstehens der Zündspannung zu vermeiden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die weiteren Anschlussbuchsen nicht im APC-Gerät selbst sondern in einem Zusatzgehäuse zum Anschluss an das APC-Gerät angeordnet. Dadurch können (bei Bedarf) vorhandene APC-Geräte in erfindungsgemäß ausgebildete und dementsprechend von mehreren Benutzern benutzbare Geräte umgewandelt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Zusatzgehäuse und
3a – 3d schematisierte Darstellungen von Spannungs- und Stromverläufen.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Wie in 1 gezeigt, umfassen die Instrumente 30₁ bis 30_n Hohlkörper mit einer distal angeordneten Düse 32, in deren Nähe im Hohlkörper eine Elektrode 31 angeordnet ist. Als Betätigungselement ist ein Betätigungsschalter 33 zum Betätigen der Schalter S₁ bis S_n vorgesehen. Die Elektrode 31, die Schalter S₁ bis S_n und der Innenraum der Instrumente 30₁ bis 30_n sind über eine Verbindungsleitung 34 und Instrumentenstecker 35 mit einer Instrumentenbuchse 12 am APC-Gerät verbunden. Von dort führen die Leitungen weiter zu einem HF-Generator 10, über ein Ventil 15 zu einer Argon-Quelle 16 und eine Steuereinrichtung 11, welche den Generator 10 und ggf. auch die Argon-Quelle (insbesondere deren Druck) steuert bzw. regelt.
Die obige Darstellung ist lediglich eine prinzipielle Darstellung und zeigt nicht den exakten Aufbau der bekannten APC-Geräte. Insbesondere die Gerät 30₁ bis 30_n können in anderer Form aufgebaut sein, z.B. als Sonden, wobei dann die Betätigungsschalter 33 üblicherweise als Fußschalter ausgebildet sind. Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung genügt jedoch diese „grobe" Darstellung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun jedes der Instrumente 30₁ bis 30_n über jeweils einen Instrumentenstecker 35 mit jeweils einer von mehreren Instrumentenbuchsen 12 verbunden. Zur Erzeugung eines Betätigungssignals sind (auch dies ist nur eine sehr schematische Darstellung) eine Spannungsquelle 13 und – den Stromkreis zwischen der Spannungsquelle 13 und dem Schalter S₁ bis S_n schließend, ein Widerstand eines Hochpasses 14 vorgesehen, dessen Kondensator ausgangsseitig mit den Kondensatoren der weiteren Instrumentenbuchse 12 verbunden ist. Gemeinsam sind diese ausgangsseitigen Anschlüsse der Kondensatoren bzw. der Hochpässe 14 mit einem Eingang der Steuereinrichtung 11 verbunden.
Weiterhin sind die Eingangsseiten der Hochpässe 14 mit einer Zähleinrichtung 17 verbunden, die aus einem (Umkehr-) Addierer und einem A/D-Wandler besteht.
Diese Anordnung ermöglicht es, dass einerseits die Steuerung 11 eine Information über den Zeitpunkt erhält, zu welchem einer der Betätigungsschalter 33 geschlossen wird (diese Information steht am Ausgang des Hochpasses 14 an) und zum anderen darüber, wie viele Betätigungsschalter momentan betätigt sind. Darüber hinaus wird das Ventil 15 für jedes Instrument 30₁ bis 30_n bei Betätigung des entsprechenden Betätigungsschalters 33 geöffnet, so dass nur dann Argon-Gas zum betreffenden Instrument 30₁ bis 30_n fließt bzw. aus dessen Düse 32 ausströmt, wenn der dazu gehörige Betätigungsschalter 33 betätigt wird.
Die (prinzipielle) Funktionsweise dieser Anordnung wird nachfolgend anhand der 3a – 3d beschrieben, wobei 3a den Verlauf der Ausgangsamplitude U des HF-Generators 10 und somit den Verlauf der Spannung zwischen der Elektrode 31 und dem Patienten über die Zeit wiedergegeben ist. 3b zeigt über denselben Zeitverlauf die Stromamplitude I des Ausgangsstroms des HF-Generators 10 und die 3c und 3d zeigen Schaltzustände von zwei Schaltern S1 und S2 an zwei Instrumenten 30₁ und 30₂ .
Gemäß 3c wird zum Zeitpunkt t₁ der Schalter S1 über den zugehörigen Betätigungsschalter 32 geschlossen. Das Betätigungssignal wird der Steuereinrichtung 11 zugeführt, welche die Ausgangsspannung des HF-Generators 10 auf eine Zündspannung U_Z anhebt (siehe 3a). Nach einem vorbestimmten Zeitintervall T_Z wird die Ausgangsspannung des HF-Generators 10 auf die Arbeitsspannung zurückgeführt (z.B. von 4 kV auf 2 kV). Es sei hier angenommen, dass zu diesem Zeitpunkt am Instrument 30₁ noch kein Plasma gezündet wurde. Demzufolge ist der Ausgangsstrom des HF-Generators 10 zu diesem Zeitpunkt noch bei Null (siehe 3b). Nach einem Warte-Intervall T_I wird ein weiterer Zündimpuls gegeben, der wieder nach dem Intervall T_Z beendet, die Ausgangsspannung des HF-Generators 10 also wieder auf die Arbeitsspannung U_B zurückgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird nun gemäß dem hier gezeigten Beispiel ein Plasma (bzw. Lichtbogen) gezündet, so dass der Ausgangsstrom aus dem HF-Generator 10 auf einen Pegel I_P (siehe 3b) ansteigt.
Wenn nun zu einem späteren Zeitpunkt t₃ der Betätigungsschalter 33 eines weiteren Instrumentes 30₂ betätigt und der dazu gehörige Schalter S₂ geschlossen wird (siehe 3d), wird der HF-Generator 10 abgeschaltet, sein Ausgangsstrom und seine Ausgangsspannung sinken also auf Null. Nach einem vorbestimmten Zeitintervall wird zu einem Zeitpunkt t₄ wieder ein Zündvorgang wie vorher beschrieben eingeleitet. Das Zeitintervall t₃-t₄ wird hierbei sehr kurz gewählt, um die Arbeit mit dem Instrument 30₁ nicht (wesentlich) zu stören.
Bei der in 3 gezeigten Situation wird nun angenommen, dass zum Zeitpunkt t₄ lediglich an einem der Instrumente 30₁ oder 30₂ ein Plasma gezündet wurde. Der aus dem Generator 10 fließende Strom entspricht also immer noch dem Strom I_P, der bei Anstehen eines Plasmas an nur einem Instrument (wie im Zeitraum t₂ bis t₃) vorliegt. Demzufolge erzeugt die Steuereinrichtung 11 einen weiteren Zündimpuls zum Zeitpunkt t₅. Es wird hier nun angenommen, dass nun an beiden Instrumenten 30₁ und 30₂ ein Plasma gezündet wurde, so dass der Strom zum Zeitpunkt t₅ auf den Wert 2I_P ansteigt. Am Wert dieser Stromamplitude kann die Steuerschaltung, welcher die Amplitude des Ausgangsstromes des HF-Generators 10 zugeführt wird, feststellen, ob ein der Anzahl der Instrumente 30₁ bis 30_n mit betätigten Betätigungsschaltern 33 entsprechender Strom gezogen wird.
Auch zu dieser Beschreibung sei darauf hingewiesen, dass diese lediglich sehr schematisch ist. Insbesondere sind die Stromamplituden nur sehr schematisch wiedergegeben, da für die verschiedenen angeschlossenen Instrumente im Allgemeinen verschiedene Ströme (je nach Abstand zum Gewebe) benötigt werden. Es ist auch möglich, die Anzahl der gezündeten Plasmas in anderer Weise festzustellen. Wichtig ist jedoch, dass so lange Zündimpulse erzeugt werden, bis an allen Instrumenten, deren Betätigungseinrichtungen betätigt wurden, ein Plasma vorliegt.
Die in 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der nach
1 zunächst dadurch, dass die Vielzahl von Instrumentenbuchsen 12 in einem Zusatzgehäuse 8 vorgesehen ist, das dann über entsprechende Steckereinrichtungen mit einem Generatorgehäuse 9 verbunden ist.
Weiterhin ist bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ein zentrales Ventil 20 im Generatorgehäuse 9 vorgesehen, das über ein ODER-Gatter 21 mit den Eingängen der Hochpässe 14 verbunden ist und nur dann öffnet, wenn mindestens eines der Betätigungselemente 33 betätigt wurde. Diese Anordnung (mit einem Zentralventil) kann natürlich auch bei der Ausführungsform nach 1 vorgesehen sein. Ebenso kann die Zähleinrichtung 17 auch bei der Ausführungsform nach 2 vorgesehen sein.

8: Zusatzgehäuse
9: Generatorgehäuse
10: HF-Generator
11: Steuereinrichtung
12: Instrumentenbuchse
13: Spannungsquelle
14: Hochpass
15: Ventil
16: Argon-Quelle
17: Zähleinrichtung
20: Zentralventil
21: ODER-Gatter
30: Instrument
31: Elektrode
32: Düse
33: Betätigungselement
34: Verbindungsleitung
35: Instrumentenstecker

Claims

APC-Gerät zum Betreiben mindestens eines Instruments (30₁ – 30_n ) für die Argon-Plasma-Koagulation, umfassend – einen HF-Generator (10) zum Erzeugen eines Koagulationsstroms; – eine Steuereinrichtung (11) zum Steuern einer Amplitude einer HF-Spannung zum Einstellen einer höheren Zündspannung (U_Z) auf ein Betätigungssignal hin sowie zum selbsttätigen Einstellen einer niedrigeren Arbeitsspannung (U_B), sobald ein Plasma gezündet wurde; – mindestens eine erste Instrumentenbuchse (12) zum Anschluss eines Instruments (30₁ – 30_n ), das ein Betätigungselement (33) zum Erzeugen des Betätigungssignals aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Anschluss und gleichzeitigen Betreiben mindestens eines weiteren Instruments (30₁ – 30_n ) mindestens eine weitere Instrumentenbuchse (12) vorgesehen ist und die Steuereinrichtung (11) mit allen Instrumentenbuchsen (12) verbunden und derart ausgebildet ist, dass bei Betätigen mindestens eines Betätigungselementes (33) und Erzeugen mindestens eines Betätigungssignals die HF-Spannung für eine definierte Unterbrechungszeitdauer (t₄ –t₃) unterbrochen wird, dann die HF-Spannung auf die Zündspannung (U_Z) und nach Zünden des Plasmas an allen angeschlossenen Instrumenten (30₁ – 30_n ) die HF-Spannung auf die Arbeitsspannung (U_B) eingestellt wird.
APC-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungszeitdauer (t₄ – t₃) unter 100 ms, vorzugsweise unter 20 ms eingestellt ist.
APC-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromamplitude (I) des Koagulationsstromes gemessen und die HF-Spannung (U) dann von der Zündspannung (U_Z) auf die Arbeitsspannung (U_B) zurückgeschaltet wird, wenn die Stromamplitude (I) der Summe aller Koagulationsströme entspricht, die den angeschlossenen Instrumenten mit betätigten Betätigungselementen (33) nach jeweiligem Zünden des Plasmas zufließen.
APC-Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Instrumenten-Zähleinrichtung (17) vorgesehen und derart angeordnet ist, dass die Anzahl der vorliegenden Betätigungssignale erfasst wird, die Summe der Koagulationsströme vor oder bei Eintreffen eines weiteren Betätigungssignals festgestellt und die HF-Spannung dann auf die Arbeitsspannung (U_B) zurückgeschaltet wird, wenn der Koagulationsstrom vom HF-Generator (10) der Anzahl nach dem Eintreffen des weiteren Betätigungssignals verglichen mit der Anzahl vor dem Eintreffen des weiteren Betätigungssignals entspricht.
APC-Gerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündspannung (U_Z) als Zündpuls für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten und nach Absenken auf die Arbeitsspannung (U_B) dann ein weitere Zündpuls erzeugt wird, wenn nicht an allen Instrumenten (30₁ – 30_n ) mit betätigten Betätigungselementen (33) das Plasma gezündet wurde.
APC-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Anschlussbuchsen in einem Zusatzgehäuse (8) zum Anschluss an das APC-Gerät (9) angeordnet sind.