DE3544443C2

DE3544443C2 - HF-Chirurgiegerät

Info

Publication number: DE3544443C2
Application number: DE3544443A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Feucht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2005-12-17
Also published as: DE3544443A1; US4754757A; JPS62155841A

Description

Die Erfindung geht aus von einem HF-Chirurgiegerät mit einer Überwachung der neutralen Elektrode auf flächiges Anliegen, wobei die neutrale Elektrode aus mindestens zwei Teilelektroden besteht und wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs ein Alarmsignal gebildet wird.

HF-Chirurgiegeräte werden insbesondere für die Blutstil lung in der Chirurgie eingesetzt. Sickerblutungen werden durch kurzzeitiges Aufdrücken einer Kugel- oder Platten elektrode einfach, schnell und sicher zum Stehen gebracht. Kleinere Gefäße faßt man zunächst mit einer Klemme und berührt diese dann mit einer aktiven Elektrode; das Ge fäß wird durch Koagulation geschlossen und zugleich mit der Umgebung verschweißt. Die Klemme kann danach sofort wieder entfernt werden. Eine Ligatur ist bei kleinen bis mittleren Gefäßen nicht mehr erforderlich (vgl. Pu blikation "Kleine Einführung in die Elektrochirurgie", Siemens AG, Erlangen, Bestell-Nr. ME 390/1231, Seiten 1 bis 31).

Der im folgenden betrachtete HF-Strom eines HF-Chirur giegerätes ist in der Regel ein abwechselnd in beiden Richtungen fließender Strom. Lediglich für den Zweck der Veranschaulichung wird im folgenden dieser HF-Strom wie ein Gleichstrom behandelt, der vom HF-Chirurgiegerät über einen vom Operateur betätigten Schalter zur aktiven Elektrode, von dort durch den Körper des Patienten zur neutralen Elektrode und von der neutralen Elektrode schließlich zurück zum HF-Chirurgiegerät fließt.

Im Idealfall wird der HF-Strom zwangsläufig in voller Höhe von der aktiven Elektrode über den Patienten und die neutrale Elektrode zum HF-Chirurgiegerät zurückflie ßen. In der Praxis kommt es jedoch gelegentlich zu soge nannten "ungewollten Verbrennungen" am Patienten. Hier bei handelt es sich um Fehlerströme, die an kleinflächi gen Übergangsstellen fließen und dort zu Verbrennungen führen. Diese Verbrennungen können an Stellen eines HF- Nebenschlusses oder aber an einer nicht vollkommen an liegenden neutralen Elektrode auftreten. Dabei entste hende Verbrennungen können bis zu einem Grad auftreten, der lebensbedrohlich für den Patienten ist. In der Druckschrift "tkb" mit dem Titel "Sicherheitstechnische Anforderungen", Seiten 106 bis 108 (1983), ist auf ver schiedene Gefahren bei der Anwendung eines HF-Chirurgie gerätes mit isolierter Neutralelektrode hingewiesen.

Es ist bereits bekannt, zur Erhöhung der Patientensi cherheit die neutrale Elektrode in zwei Teilelektroden zu unterteilen. Bei einer solchen Einrichtung wird ein Hilfs- oder Meßstrom von einem Meßstromgeber zur einen Teilelektrode, von dort über den Patienten zur anderen Teilelektrode und von dieser schließlich zurück zum Meßstromgeber geleitet und überwacht. Wenn dieser Strom kreis geschlossen ist, dann ist sichergestellt, daß jede Teilelektrode praktisch ganzflächig am Patienten anliegt, so daß der eigentliche HF-Arbeitsstrom appliziert werden kann. Eine solche unterteilte neutrale Elektrode ermög licht somit zwar die Feststellung, ob diese richtig an gebracht ist, sie erfordert jedoch die Anwendung eines besonderen Hilfsstroms.

Wie bereits erwähnt, ist man bestrebt, Verbrennungen des Patienten an der neutralen Elektrode bei der HF- Chirurgie zu vermeiden. Für den hier betrachteten Fall, daß eine Verbrennungsgefahr infolge nicht vollständigen Anliegens besteht, soll ein Alarmsignal abgegeben und/ oder gleichzeitig eine Sicherheitsmaßnahme ausgelöst werden. Anders ausgedrückt: Bei den heute gebräuchlichen HF-Chirurgiegeräten wäre die Sicherheit gegen Verbren nungen weitgehend gegeben, wenn die neutrale Elektrode mit einer ausreichend großen Fläche am Patienten anlie gen würde. Dann wäre gewährleistet, daß die Stromdichte einen bestimmten kritischen Wert nicht überschreitet. Es gilt also, die Vollständigkeit des Anliegens oder das flächige Anliegen zu überwachen.

HF-Chirurgiegeräte der eingangs genannten Art sind aus der DE 28 49 422 A1 (entsprechend US-PS 4,200,104) bekannt. Bei dem bekannten HF-Chirurgiegerät ist die neutrale Elektrode in zwei Teilelektroden unterteilt. Es wird die Größe der Kontaktfläche zwischen dieser zweigeteilten neutralen Elektrode und dem Patienten dadurch gemessen, daß eine Einrichtung auf direktem Wege die Kapazität zwischen den beiden Teilelektroden bestimmt. Die Kapazitätsmeßeinrichtung enthält eine Schaltung zum Anlegen eines Signals zwischen diese beiden elektrisch leitenden Kontaktelemente. Die Kapazitätsmeßeinrichtung enthält auch eine Einrichtung zur Feststellung, ob die gemessene Kontaktfläche zwischen der Patienten-Doppelelektrode und dem Patienten einen vorbestimmten Wert übersteigt, der einem sicheren Betrieb des HF-Chirurgiegeräts entspricht. Die Durchführung von Kapazitätsmessungen ist bekanntlich mit Schwierigkeiten und Ungenauigkeiten verbunden, und überdies benötigt die bekannte Schaltungsanordnung einen Generator zur Erzeugung des Signals für die Kapazitätsmessung.

Bei der aus der DE 24 50 371 A1 bekannten Prüf- und Steuervorrichtung für elektrochirurgische Geräte wird ebenfalls eine aus zwei Teilelektroden bestehende Neutralelektrode verwendet. Im Unterschied zum vorbeschriebenen HF-Chirurgiegerät (DE 28 49 422 A1) wird jedoch keine Kapazitätsmessung, sondern eine Impedanzmessung zwischen den beiden Teilelektroden vorgenommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein HF-Chirurgiegerät der eingangs genannten Art mit einer Sicherheitsschaltung zu schaffen, bei dem mit großer Sicherheit feststellbar ist, ob die neutrale Elektrode mit ausreichend großer Fläche am Patienten anliegt, ohne daß dazu eine Kapazitätsmessung erforderlich ist.

Bei einem HF-Chirurgiegerät der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Beaufschlagung der aktiven Elektrode mit einem HF- Strom die Werte der von den Teilelektroden aufgenommenen Teilströme gemessen und miteinander verknüpft werden, und daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Verknüpfung der Teilströme und von einem Vergleich mit einem vorgegebenen Grenzwert das Alarmsignal gebildet wird.

Das HF-Chirurgiegerät umfaßt einen HF-Generator, der einen Anschluß für die aktive Elektrode und einen weiteren Anschluß für die neutrale Elektrode aufweist, ein Vergleichsglied und eine neutrale Elektrode, die aus mindestens zwei Teilelektroden besteht, und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus,

a) daß jede Teilelektrode über einen Strommesser, der zum Messen eines Teilstroms vorgesehen ist, mit dem weiteren Anschluß für die neutrale Elektrode verbind bar ist,
b) daß die Strommesser ausgangsseitig mit einem Verknüp fungsglied verbunden sind, das zur Verknüpfung der Teilströme vorgesehen ist und das ein von der Ver knüpfung abhängiges Verknüpfungssignal abgibt,
c) daß dem Verknüpfungsglied ein Komparator zugeord net ist, der zum Vergleich des Verknüpfungssignals mit einem vorgegebenen Grenzwert vorgesehen ist, und
d) daß das Ausgangssignal des Komparators als das Alarm signal abgegriffen ist.

In vorteilhafter Weise ist die Schaltungsanordnung des HF-Chirurgiegerätes mit relativ einfachen und preiswerten Bauelementen realisierbar. Darüber hinaus kommt diese Schaltungsanordnung ohne Kapazitätsmessung und ohne Einleitung eines Hilfssignals in die Teilelektroden aus.

Beim erfindungsgemäßen HF-Chirurgiegerät erfolgt eine Messung der HF-Teilströme einer mehrfach unterteilten neutralen Elektrode und die Bildung eines Alarmsignals aus dem Ergebnis einer Verknüpfung, insbesondere einer Verhältnisbildung, der Teilströme. Dabei können in der neutralen Elektrode zwei, drei oder auch mehr Teilelektroden verwendet werden, die vorzugsweise alle dieselbe Flächengröße haben können. Wird aufgrund der Verknüpfung der Meßsignale eine annähernd gleichmäßige Stromverteilung auf die Teilelektroden festgestellt, dann dürften Verbrennungen des Patienten ausgeschlossen sein und das Alarmsignal wird nicht ausgelöst. Alarm und Sicherheits maßnahmen werden dagegen eingeleitet, wenn die Erfassung der Hochfrequenz-Teilströme und deren gerätetechnische Verknüpfung anzeigt, daß einer der Teilströme nennens wert überwiegt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von fünf Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein HF-Chirurgiegerät mit einer Schaltungsanord nung zur Überwachung der neutralen Elektrode,

Fig. 2 eine zweifach unterteilte neutrale Elektrode zur Verwendung in einer Überwachungsschaltung gemäß Fig. 2,

Fig. 3 eine dreifach unterteilte neutrale Elektrode, die wegen der größeren Sicherheit bevorzugt ist,

Fig. 4 eine schematische Überwachungsschaltung für eine dreifach unterteilte neutrale Elektrode, und

Fig. 5 eine Gleichstrom-Überwachungsschaltung für eine zweifach unterteilte neutrale Elektrode.

Nach Fig. 1 umfaßt ein HF-Chirurgiegerät einen HF-Gene rator 2, der einen Anschluß 4 für die aktive Elektrode 6 und einen weiteren Anschluß 8 für die neutrale Elektrode 10 aufweist. Die neutrale Elektrode 10 ist im vorliegen den Fall in zwei Teilelektroden 12 und 14 unterteilt. Diese neutrale Elektrode 10 ist in üblicher Weise bei einem chirurgischen Eingriff am Patienten 15 befestigt, beispielsweise am Oberschenkel. Der Chirurg führt beim Eingriff die aktive Elektrode 6 und nimmt gezielt Koa gulationen vor. Der Koppelwiderstand zwischen den Teilelektroden 12, 14 ist in Form eines Widerstandssym bols eingezeichnet und mit R_k bezeichnet, die Koppel kapazität mit C_k.

Die erste Teilelektrode 12 ist über eine Verbindungslei tung 16 und einen ersten Strommesser 18 an einen Anschluß punkt 20 angeschlossen. Entsprechend ist die zweite Teil elektrode 14 über eine zweite Verbindungsleitung 22 und einen zweiten Strommesser 24 an denselben Anschlußpunkt 20 angeschlossen. Dieser Anschlußpunkt 20 steht mit dem Anschluß 8 des HF-Generators 2 in leitender Verbindung. Bevorzugt besitzen die beiden Teilelektroden 12 und 14 gleiche Fläche und gleichen Aufbau. Auch die beiden Strommesser 18, 24 sind bevorzugt von gleicher Bauart. Sie sind vorliegend insbesondere als Stromwandler aus geführt. Die Strommesser 18, 24 dienen zur Messung der Teilströme I₁ bzw. I₂.

Jedem Strommesser 18, 24 ist ein Bauglied 28 bzw. 30 zur Bildung des Effektivwerts des Teilstroms I₁ bzw. I₂ nachgeschaltet. Die Ausgänge der beiden Bauglieder 28, 30 sind mit einem Verknüpfungsglied 32 verbunden. Dieses ist zur schaltungstechnischen Verknüpfung der Effektiv werte der Teilströme I₁, I₂ vorgesehen, und es gibt ein von der Verknüpfung abhängiges Verknüpfungssignal v ab. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verknüpfungs glied 32 als Verhältnisbildner ausgebildet, der ein vom Verhältnis I₁/I₂ der beiden Teilströme abhängiges Ver knüpfungssignal v logarithmisch bildet. Dazu ist jedem der Bauglieder 28, 30 ein Logarithmierglied 34 bzw. 36 nachgeschaltet. Die logarithmierten Effektivwerte der Teilströme werden nun voneinander subtrahiert. Dieses geschieht mittels eines Invertiergliedes 38, das dem Logarithmierglied 34 nachgeschaltet ist, und mittels eines Additionsgliedes 40, dem sowohl das Ausgangssignal des Logarithmiergliedes 36 als auch das Ausgangssignal des Invertiergliedes 38 zugeleitet sind. Das Ausgangs signal des Additionsgliedes 40 ist das Verknüpfungssi gnal v. Es stellt vorliegend die Differenz zweier loga rithmierter Teilstrom-Effektivwerte dar und kann positi ve oder negative Polarität annehmen. Die Bauglieder 38, 40 sind also aIs Substrahier- oder Differenzglied zu betrachten.

Sowohl das positive als auch das negative Verknüpfungs signal v wird weiterverarbeitet. Dazu ist an den Ausgang des Verknüpfungsgliedes 32 ein Gleichrichter 44 geschal tet. Dessen Ausgangssignal v′ wird einem Komparator 46 zugeleitet. Der Komparator 46 ist zum Vergleich des gleich gerichteten Verknüpfungssignals v′ mit einem vorgegebenen Grenzwert v* vorgesehen. Dieser Grenzwert v* kann an ei nem Schwellwertgeber 48, der exemplarisch als ein Poten tiometer eingezeichnet ist, eingestellt werden. Das Aus gangssignal des Komparators 46 wird als Alarmsignal a abgegriffen und einem UND-Glied 50 zugeleitet. Dieses Alarmsignal a dient dazu, einen Alarm und/oder eine Si cherheitsmaßnahme auszulösen, und zwar bei nennenswerter Ungleichheit der beiden Teilströme I₁ und I₂. Denn dann ist damit zu rechnen, daß die eine Teilelektrode 12, 14 nicht vollständig auf der Haut des Patienten 15 anliegt.

Dem UND-Glied 50 wird außer dem Alarmsignal a auch ein Freigabesignal f zugeleitet. Dieses Freigabesignal f wird von einer Pegel-Komparatorschaltung abgeleitet. Sie ist zur Pegelüberwachung vorgesehen und umfaßt ei nen Pegel-Komparator 52, der von einem der beiden Strom wandler 18, 24, im vorliegenden Fall vom Stromwandler 24 her, mit einer vom Teilstrom I₂ abhängigen Meßgröße ge speist ist. Insbesondere ist vorliegend der Eingang des Pegel-Komparators 52 an den Ausgang des Logarithmierglie ds 36 angeschlossen. Dieser Pegelkomparator 52 besitzt einen vorgegebenen Pegelgrenzwert p*. Dies ist durch ein Potentiometer 54, an dem der Pegelgrenzwert p* abgegrif fen werden kann, veranschaulicht. Bei Überschreiten des Pegelgrenzwertes p* durch den zugeleiteten logarithmier ten Effektivwert des Teilstroms I₂ wird das Freigabesi gnal f erzeugt. In Verbindung mit dem UND-Glied 50 sorgt es dafür, daß das Alarmsignal a weitergeleitet wird. Mit anderen Worten: Bei Vorliegen eines "Unterpegels", wenn keine für den Patienten kritischen Situationen entsteh en und mögliche Fehler der Logarithmierer zu falschen Aussagen führen können, ist die Überwachung durch das Verknüpfungssignal v unwirksam.

Der Ausgang des UND-Gliedes 50 ist bevorzugt mit einem Zeitglied 56 verbunden. Dieses Zeitglied 56 kann dafür vorgesehen sein, eine Ansprechverzögerung durchzuführen. Alternativ kann es auch dafür dienen, eine vorgegebene Totzeit für die Abschaltung des HF-Generators 2 nach dem Auftreten des Alarmsignals a (d. h. eine Zeitver längerung der Abschaltung) bereitzustellen.

Das UND-Glied 50 ist ausgangsseitig über das Zeitglied 56 mit einer Alarmeinrichtung 58 verbunden. Diese Alarmein richtung dient entweder zum Abschalten oder Reduzieren des von der aktiven Elektrode 6 abgegebenen HF-Stroms I und/oder Abgabe eines akustischen oder optischen Alarms. Dies ist durch einen Schalter 60 im Kästchen der Alarm einrichtung 58 symbolisiert. Die Alarmeinrichtung 58 tritt somit in Tätigkeit, d. h. sie löst einen Alarm aus und/oder sie führt eine Sicherheitsmaßnahme durch, wenn erstens eine nennenswerte Ungleichheit der Teilströme I₁, I₂ vorliegt, wobei deren Betrag über den Grenzwert v* vorgegeben wird, also bei Überschreitung eines "Schwell werts der Ungleichheit", und wenn zweitens überhaupt ein ausreichender Pegel bei einem der HF-Teilströme I₁, I₂ vorliegt, wobei dessen Grenzwert durch den Grenzwert p* vorgegeben wird.

Als Strommesser 18, 24 können im Prinzip einfache Wi derstände eingesetzt werden. Bevorzugt werden jedoch zur Erfassung der Teilströme I₁, I₂ sogenannten Durch steck-Stromwandler mit einem Ringkern verwendet. Die se haben beispielsweise eine Bandbreite von 10 kHz bis 10 MHz. Sie haben den Vorteil, daß eine kleine Spannung auf der Primärseite bereits zu einer verhältnismäßig großen Spannung auf der Sekundärseite führt. Der Ersatz widerstandswert ist nur sehr gering, beträgt beispiels weise nur 0,1 Ohm. Als weiterer Vorteil ist die Poten tialtrennung und eine geringe Koppelkapazität zu ver zeichnen. Es lassen sich Durchsteck-Stromwandler kon struieren, die z. B. bei einem Teilstrom von 1 A eine Spannung von 1000 mV an 10 Ohm abgeben. Dies macht die Schaltungsanordnung relativ unempfindlich gegen Koppel- Kapazitäten C_k und Koppel-Widerstände R_k zwischen den beiden Teilelektroden 12, 14.

Im Prinzip könnte im Verknüpfungsglied 32 jeweils auch eine Differenz von zwei Teilströmen I₁, I₂, ... (sogar bei mehreren Teilelektroden) gebildet werden. Gegenüber einer solchen absoluten Differenzbildung hat die hier angewendete Quotientenbildung den Vorteil, daß die Schaltungsanordnung in weiten Bereichen unabhängig von der gemessenen Stromstärke I₁, I₂, ... ist. Mit anderen Worten, auch bei relativ niederen Strömen I₁, I₂, ..., wenn also die Leistung des HF-Generators 2 noch nicht voll abgegeben wird, ist die Überwachungsschaltung be reits relativ empfindlich.

Dies gilt auch gegenüber einer Konstruktion, bei der vorgesehen ist, daß die neutrale Elektrode beispiels weise aus zehn Teilelektroden besteht, von denen jede Teilelektrode auf die Abgabe einer absoluten Leistung, z. B. von 50 Watt, überwacht wird. Wenn der Teilstrom einer dieser Teilelektroden einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, besteht Verbrennungsgefahr, und dann wird hier ein Alarm und/oder eine Sicherheitsmaßnahme ausge löst.

Zur Effektivwertmessung mittels der Bauglieder 28, 30 ist noch folgendes zu sagen: Da es sich bei der HF-Chi rurgie um Ströme mit bizarren Kurvenformen handelt, wird hier die Bildung von echten Effektivwerten vorgenommen. Es wird also praktisch eine Leistungserfassung unabhängig von der Kurvenform durchgeführt. Die Alternative hier zu, nämlich eine Spitzenwertgleichrichtung, ist natür lich auch möglich. Für die Effektivwertmessung spricht jedoch, daß hierfür im Handel integrierte Schaltkreise für den Megahertzbereich zur Verfügung stehen. Eine dis krete Lösung wäre nicht viel preiswerter, aber im Volu men relativ groß, so daß sich daraus Probleme ergeben könnten.

Die Logarithmierung mittels der Logarithmierglieder 34, 36 und die anschließende Differenzbildung mittels der Bauglieder 38, 40 dient, wie bereits ausgeführt, zur Bildung des Quotienten der Teilströme I₁, I₂. Auf die se Weise erhält man den Quotienten in gewissen Gren zen, beispielsweise in einem Dynamikbereich von 30 dB, praktisch leistungsunabhängig. Mit Hilfe eines zusätz lichen Operationsverstärkers wäre der bereits erwähnte integrierte Schaltkreis auch in der Lage, den Logarith mus zu bilden.

In Fig. 2 ist eine zweigeteilte neutrale Elektrode 10 gezeigt, die bei der Überwachungsschaltung nach Fig. 1 eingesetzt werden kann. Die beiden Teilelektroden 12 und 14 sind annähernd gleich groß und langgestreckt- rechteckig ausgeführt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Netz und sind auf einer elek trisch isolierenden, aber biegfähigen Unterlage, insbe sondere einem Isoliergummi, aufgebracht. Die Trennlinie 64 zwischen den beiden Teilelektroden 12, 14 ist gerad linig ausgebildet. An dieser Trennlinie 64 haben die beiden Teilelektroden 12, 14 einen verhältnismäßig kur zen Abstand.

Mit Hilfe der dargestellten zweigeteilten neutralen Elek trode 10 kann man also durch die Messung und den Vergleich der Teilströme I₁ bzw. I₂ in den beiden Leitungen 16 bzw. 22 feststellen, ob eine annähernd gleichmäßige Stromver teilung vorliegt. Ist dies sichergestellt, dann werden Verbrennungen am Patienten 15 mit sehr großer Sicherheit vermieden. Allerdings lassen sich auch in einem solchen Fall Verbrennungen nicht vollkommen ausschließen, weil eine sehr kleine Auflagestelle oder Kontaktfläche 66, die gestrichelt eingezeichnet ist und die auf der Trenn linie 64 der beiden Teilelektroden 12, 14 liegt, auch eine gleichmäßige Strombelastung in den Zuleitungen 16, 22 erzeugt. Eine praktisch punktförmige Auflagestelle 66 entlang der Trennlinie 64 würde also unter Umständen auch von der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung nicht als fehlerhaftes Anliegen der neutralen Elektrode 10 erfaßt werden können.

Um in dieser Beziehung eine noch größere Sicherheit zu erhalten, kann eine dreifach unterteilte neutrale Elek trode 10 eingesetzt werden, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Diese umfaßt drei schmale, rechteckige Teilelektro den 12, 13 und 14 gleicher Flächengröße, die wiederum in Form von leitfähigen Netzen auf einer gemeinsamen Unter lage befestigt sind und die Zuleitungen 16, 19, 22 auf weisen. Diese dreigeteilte neutrale Elektrode 10 bringt gegenüber der in Fig. 2 dargestellten zweigeteilten neu tralen Elektrode 10 mindestens nochmals die doppelte Si cherheit gegen Verbrennungen. Um nämlich zu einer alarm freien Situation zu führen, müßten jetzt mindestens zwei gleichartige (hier ebenfalls rund gezeichnete) Kontakt flächen 66A und 66B gleichzeitig vorhanden sein. Der Fall, daß zwei quasi punktförmige Auflagestellen 66A, 66B vorhanden sind und daß diese ausgerechnet auf den Trenn linien 64a und 64b oder nur auf einer dieser beiden Trenn linien 64a, 64b liegen, muß als recht unwahrscheinlich be zeichnet werden.

Natürlich kann sich die Dreiteilung der Elektrode 10 auch in der anderen Richtung bezüglich der Längenausdehnung er strecken. Man kommt dann zu einer Querteilung, die eine besonders sichere Variante darstellt.

In Fig. 4 ist eine Überwachungsschaltung skizziert, die gemäß Fig. 3 mit drei Teilelektroden 12, 13, 14 arbeitet. In diesem Fall ist für jede Zuleitung 16, 19, 22 ein Stromwandler 18, 21, 24 vorgesehen. Jedem Stromwandler 18, 21, 24 ist ein Effektivwertbildner 28, 29, 30 nach geschaltet, und deren Ausgangssignale sind einzelnen Logarithmiergliedern 34, 35, 36 zugeführt. Am Ausgang von je zwei der drei Logarithmierglieder 34, 35, 36 liegt ein Subtraktionsglied 39a, 39b, 39c, die jeweils gleichzeitig als Komparatoren ausgeführt sein können. Im vorliegenden Beispiel sind den Subtraktionsgliedern 39a, 39b, 39c jedoch gesonderte Komparatoren 46a, 46b, 46c nachgeschaltet. Die Ausgänge dieser Komparatoren 46a, 46b, 46c sind den drei Eingängen eines ODER-Gliedes 47 zugeführt. Am Ausgang des ODER-Gliedes 47 wird das Alarmsignal a abgegriffen. Dieses kann - wie in Fig. 1 - mittels eines (nicht gezeigten) UND-Gliedes 50 mit einem Freigabesignal f verknüpft werden.

Bisher war es schon üblich, eine Überwachung mit Gleich strom bei einer ungeteilten neutralen Elektrode durchzu führen. Dabei wurde der von einem Gleichrichter geliefer te Gleichstrom über ein Relais in die mit zwei Anschlüs sen versehene einteilige Elektrode eingespeist. Auf die se Weise ließ sich feststellen, ob die Elektrode über haupt angeschlossen war oder nicht.

Die in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit macht deutlich, daß die bekannte Überwachungsanordnung für Gleichstrom ohne weiteres auch bei einer zweigeteilten (oder mehr geteilten) neutralen Elektrode 10 verwendet werden kann, wenn diese Elektrode 10 noch etwas modifiziert ist. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Gleichstrom im vorlie genden Fall in die Zuleitungen 16, 22 der beiden Teil elektroden 12 bzw. 14 eingespeist wird. Zwischen die beiden Teilelektroden 12, 14 ist ein Widerstand 80 ge schaltet. Dadurch wird die Trennfuge 64 hochohmig über brückt. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, den Über gangswiderstand R_k (siehe Fig. 1) des Leitgummis zwi schen den beiden Segmenten der neutralen Elektrode 10 als Widerstand 80 auszunutzen. Die weitere Schaltung ist konventioneller Bauart. So wird der Gleichstrom an den Klemmen 82, 84 eingeleitet. Ein Transistor 86 dient als Schalter, und ein Relais 88, das relativ empfindlich ausgeführt sein kann, kann zu Schutzmaßnahmen herangezo gen werden. In den Zuleitungen 16, 22 zu den Teilelektro den 12 bzw. 14 sind Drosselspulen 90 bzw. 92 angeordnet. Die Anschlußklemme für den HF-Generator 2 ist - wie in Fig. 1 - mit 8 bezeichnet.

Es handelt sich - wie üblich - um einen erdfreien HF-Ge nerator 2. Infolgedessen kann die neutrale Elektrode 10 eine HF-Spannung gegen Erde aufweisen. Diese HF-Spannung darf nicht in die Überwachungsschaltungen und Stromver sorgungen eindringen. Darum werden die Drosselspulen 90, 92 zwischen die neutrale Elektrode 10 und die Überwa chungsanordnung gelegt.

Das Relais 88 wirkt in bisher ausgeführten Geräten auf eine Sicherheitsschaltung; letztere bewirkt einen Alarm ton und ein Abschalten der HF-Ansteuerung, wenn die neu trale Elektrode 10 unterbrochen wird. Der Transistor 86 ist das letzte Glied der oben beschriebenen Überwachungs elektronik (hinter den Komparatoren und den Zeitgliedern). Dieser Transistor 86 unterbricht den Stromkreis des Re lais 88 und bewirkt bei ausgeführten Geräten damit die gleichen Funktionen, als wäre die neutrale Elektrode 10 unterbrochen. Damit kann die neue Überwachungsanordnung für die neutrale Elektrode 10 in ein bestehendes Gerät ein gefügt werden, ohne daß dessen Konstruktion geändert werden müßte. Dies läßt sich auch so ausdrücken: Der Transistor 86 und der Übergangswiderstand der neutra len Elektrode 10 liegen im Ruhestromkreis des Relais 88. Somit wird ein Neutralenalarm ausgelöst entweder durch die Überwachungselektronik oder durch das Unter brechen der Neutralen-Leitung. Es handelt sich somit um eine ODER-Schaltung.

Claims

1. HF-Chirurgiegerät mit einer Überwachung der neutralen Elektrode auf flächiges Anliegen, wobei die neutrale Elektrode aus mindestens zwei Teilelektroden besteht und wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs ein Alarmsignal gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beaufschlagung der aktiven Elektrode (6) mit einem HF-Strom (I) die Werte der von den Teilelektroden (12, 14) aufgenommenen Teilströme (I₁, I₂) gemessen und miteinander verknüpft werden, und daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Verknüpfung der Teilströme (I₁, I₂) und von einem Vergleich mit einem vorgegebenen Grenzwert (v*) das Alarmsignal (a) gebildet wird.

2. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verknüpfung je zwei Teilströme (I₁, I₂) miteinander ins Verhältnis gesetzt werden, um ein Verknüpfungssignal (v) zu bilden.

3. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Teilströme (I₁, I₂) bei der Verknüpfung jeweils logarithmiert und dann voneinander subtrahiert werden.

4. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich je zwei Teilströme (I₁, I₂) voneinander subtrahiert werden, um ein Verknüpfungssignal (v) zu bilden.

5. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Verknüpfung gebildete Verknüpfungssignal (v) so konfiguriert ist, daß es je nach Überwiegen des einen oder anderen Teilstroms (I₁, I₂) positives bzw. negati ves Vorzeichen besitzt, und daß dieses Verknüpfungssi gnal (v) gleichgerichtet wird.

6. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungssignal (v) mit dem vorgegebenen Grenzwert (v*) verglichen wird, und daß dann, wenn das Verknüpfungssignal (v) den vorgegebenen Grenzwert (v*) überschreitet, das Alarmsignal (a) gebildet wird.

7. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach oder bei dem Messen der Effektivwert des betreffenden Teilstroms (I₁, I₂) gebildet wird.

8. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Teilströme (I₁, I₂) auf Überschreiten eines Pegelgrenzwertes (p*) überwacht wird, und daß erst bei Überschreiten des Pegelgrenzwertes (p*) die Weiterleitung des Alarmsignals (a) zur Auslösung eines Alarms freigegeben wird.

9. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal (a) erst mit zeitlicher Verzögerung zur Aus lösung eines Alarms weitergeleitet wird.

10. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem HF-Generator (2), der einen Anschluß (4) für die aktive Elektrode (6) und einen weiteren Anschluß (8) für die neutrale Elektrode (10) aufweist, mit einem Vergleichsglied (46), und mit einer neutralen Elektrode (10), die aus mindestens zwei Teilelektroden (12, 14) besteht, dadurch gekennzeichnet,

a) daß jede Teilelektrode (12, 14) über einen Strommes ser (18, 24), der zum Messen eines Teilstroms (I₁, I₂) vorgesehen ist, mit dem weiteren Anschluß (8) für die neutrale Elektrode (10) verbunden ist,
b) daß die Strommesser (18, 24) ausgangsseitig mit einem Verknüpfungsglied (32) verbunden sind, das zur Ver knüpfung der Teilströme (I₁, I₂) vorgesehen ist und das ein von der Verknüpfung abhängiges Verknüpfungs signal (v) abgibt,
c) daß dem Verknüpfungsglied (32) als Vergleichsglied ein Komparator (46) zugeordnet ist, der zum Vergleich des Verknüpfungssignals (v, v′) mit einem vorgegebe nen Grenzwert (v*) dient, und
d) daß das Ausgangssignal des Komparators (46) als das Alarmsignal (a) abgegriffen ist.

11. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommesser (18, 24) jeweils Stromwandler sind.

12. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 10 oder 11, da durch gekennzeichnet, daß jedem Strommesser (18, 24) ein Effektivwertbildner (28, 30) für den betreffenden Teilstrom (I₁, I₂) nachgeschaltet ist.

13. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied (32) einen oder mehr Verhält nisbildner enthält, die jeweils das Verhältnis von zwei Teilströmen (I₁, I₂) bilden.

14. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verhältnisbild ner ein Logarithmierglied (34, 36) für jeden der beiden betreffenden Teilströme (I₁, I₂) und ein Subtraktions glied (38, 40) zur Subtraktion der logarithmierten Teil ströme (I₁, I₂) hat.

15. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Subtraktionsglied (38, 40) aus einem Invertierglied (38) für den einen Teilstrom (I₁) und aus einem Additionsglied (40) besteht, wobei dem Additionsglied (40) der invertierte Teilstrom (I₁) und der andere Teilstrom (I₂) zugeführt werden.

16. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied (32) ein oder mehr Differenz glieder hat, die jeweils die Differenz von zwei Teil strömen (I₁, I₂) bilden.

17. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teilelektroden (12, 14) gleicher Größe vorhanden sind, die über je eine Verbindungsleitung (16, 22) und je einen Strommesser (18, 24) gleicher Bauart an einen Anschlußpunkt (20) angeschlossen sind, welcher mit dem weiteren Anschluß (8) des HF-Generators (2) in elektrisch leitender Verbindung steht.

18. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem der Strommesser (18, 24) gemessene Teilstrom (I₂) einem Pegelkomparator (52) zugeführt wird, dem ein vorgegebener Pegelgrenzwert (p*) zugeordnet ist, wobei der Pegelkomparator (52) bei Überschreiten des Pe gelgrenzwertes (p*) durch den zugeleiteten Teilstrom (I₂) ein Freigabesignal (f) für die Weiterleitung des Alarm signals (a) abgibt.

19. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabesignal (f) und das Alarmsignal (a) einem UND-Glied (50) zuge führt werden, das ausgangsseitig an eine Alarmeinrichtung (58) angeschlossen ist.

20. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (58) einen Schalter (60) zum Abschalten oder Reduzieren des von der aktiven Elektrode (6) abgegebenen HF-Stroms (I) und/oder einen akustischen Alarmgeber (62) und/oder einen optischen Alarmgeber hat.

21. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal (a) über ein Zeitglied (56) einer Alarmeinrichtung (58) zugeführt wird.

22. HF-Chirurgiegerät nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei der Teilelektroden (12, 14) ein Widerstand (80) vorhanden ist.

23. HF-Chirurgiegerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilelek troden (12, 14) jeweils aus einem Netz aus elektrisch leiten dem Material bestehen, und daß die Netze gemeinsam auf einer Gummierung aufgebracht sind, die gleichzeitig als der Widerstand (80) zwischen den beiden Teilelektroden (12, 14) dient und dimensioniert ist.