專利名稱：高頻手術(shù)設(shè)備以及用于高頻手術(shù)設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于切割和/或凝固生物組織的高頻手術(shù)設(shè)備，該設(shè)備在操作中監(jiān)測具有至少兩個分離接觸表面的已連接的中性電極與患者皮膚的接觸。該高頻手術(shù)設(shè)備包括布置在患者回路中的至少一個并聯(lián)諧振電路；布置在與患者回路電流隔離的測量電路中的至少一個測量能量源，該測量能量源用于產(chǎn)生作用于所述中性電極的所述接觸表面之間的測量電壓/電流；以及至少一個測量和計(jì)算單元，該至少一個測量和計(jì)算單元在操作中利用所述測量電壓/電流來確定表示與患者皮膚的接觸并且作用于所述接觸表面之間的組織阻抗。高頻電流在當(dāng)執(zhí)行切割或凝固操作時(shí)閉合的患者回路中流動，而在測量電路中能夠產(chǎn)生獨(dú)立于所述高頻電流的所述測量電壓。本發(fā)明還涉及一種用于高頻手術(shù)設(shè)備的方法，所述高頻手術(shù)設(shè)備用于監(jiān)測中性電極與皮膚的接觸，所述中性電極與高頻手術(shù)設(shè)備電連接并且具有至少兩個分離接觸表面。 在該方法中在測量電路中產(chǎn)生測量電壓/電流；所述測量電壓/電流從所述測量電路傳輸至電流隔離的所述患者回路中，其中在操作中高頻電流在閉合狀態(tài)下的所述患者回路中流動；所述患者回路中的所述測量電壓/電流通過所述并聯(lián)諧振電路和所述接觸表面之間的組織；以及利用所述測量電壓/電流來確定表示與患者皮膚的接觸的組織阻抗。
背景技術(shù)：
上述高頻手術(shù)設(shè)備和方法在現(xiàn)有技術(shù)中已知。高頻(HF)手術(shù)設(shè)備用于切割和/ 或凝固生物組織。有源電極通常連接到高頻手術(shù)設(shè)備。有源電極具有小的電流傳輸表面， 以便于實(shí)現(xiàn)高水平的電流強(qiáng)度。在治療中，有源電極由醫(yī)師來操縱并且將高頻電流傳送到患者體內(nèi)。此外，連接到患者的一個或更多個中性電極被連接到高頻手術(shù)設(shè)備，以使電流回流。中性電極是具有相對較大表面區(qū)域的電極，用于施貼到患者身體上。中性電極用于在身體組織中以避免了如灼傷等不必要的身體影響的低電流強(qiáng)度來形成高頻電流的回流路徑。中性電極被設(shè)計(jì)成在患者身體上可靠地使用其整個表面。此外，在使用高頻的整個過程中，需要注意確保中性電極的牢固接觸。分開的中性電極具有至少兩個彼此電絕緣并且以相互并列的關(guān)系施貼到患者皮膚上的接觸表面，并且與皮膚形成電接觸。當(dāng)把中性電極安裝到患者上時(shí)，接觸表面之間的組織表示電連接，該電連接的電阻隨著連接區(qū)域的大小而變化。應(yīng)當(dāng)理解，使用兩個或更多個中性電極來代替具有分離接觸表面的分開的中性電極也是可能的。已知用于自動地監(jiān)測中性電極與皮膚的接觸的各種設(shè)備，如果出現(xiàn)與患者身體接觸不恰當(dāng)，則這些設(shè)備生成警告信號和/或關(guān)閉高頻應(yīng)用。已知輔助電流或測量電流將通過分開的中性電極的接觸表面被傳遞并且受到監(jiān)測。在使用過程中，被供給了測量電流的測量電路與其中高頻電流流過有源電極和中性電極的患者回路電流隔離。通過正在被探查和觀察的兩個電極部分之間的組織阻抗來監(jiān)測中性電極與皮膚的接觸。高頻手術(shù)設(shè)備的測量和計(jì)算單元可以實(shí)現(xiàn)對中性電極的連續(xù)檢查并且發(fā)送恰當(dāng)?shù)木婊蚯袛嘈盘?。例如從DE3249766、DE3544443或EP0390937中已知用于監(jiān)測中性電極的接觸的方法和設(shè)備。DE19714972公開了用于對中性電極進(jìn)行接觸監(jiān)測的設(shè)備，該設(shè)備包括諧振電路， 該諧振電路由具有變化的頻率和設(shè)定的諧振頻率的交變電壓啟動并且提供了對在諧振頻率處出現(xiàn)的交變電壓的峰值讀數(shù)進(jìn)行記錄的峰值讀數(shù)檢測器。US7, 160, 293公開了多射頻回傳板觸點(diǎn)檢測系統(tǒng)(multipleradio-frequency return pad contact detection system)，該系統(tǒng)通過向每個板觸點(diǎn)對提供除與相關(guān)聯(lián)的串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)頻率匹配的頻率以外的不同信號源頻率來消除或最小化多個板對之間的干擾或測量的相互影響。DE102004025613公開了確定兩部分中性電極(two part neutralelectrode)的兩個部分之間的瞬變阻抗的設(shè)備。已知的方法和電路結(jié)構(gòu)受到皮膚接觸監(jiān)測質(zhì)量發(fā)生波動的缺點(diǎn)的困擾。具體地說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，從大于大約130歐姆的阻抗(例如可以由組織中增加的脂肪比例引起)開始，不恰當(dāng)?shù)夭贾玫闹行噪姌O的探測能力劣化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種即使在涉及高的組織阻抗時(shí)也可靠地對已連接的中性電極與皮膚的接觸進(jìn)行監(jiān)測的高頻手術(shù)設(shè)備以及用于該高頻手術(shù)設(shè)備的方法。在根據(jù)本發(fā)明的高頻手術(shù)設(shè)備中，由于測量電壓源的頻率大體上等于并聯(lián)諧振電路的諧振頻率，因而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。由于將測量電壓/電流的頻率設(shè)置成大體上等于并聯(lián)諧振電路的諧振頻率，根據(jù)本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)并聯(lián)諧振電路中的元件對測量電流或測量電壓的影響被減到最小。并聯(lián)諧振電路的電阻在其諧振頻率處達(dá)到最大值。在操作中，當(dāng)中性電極被連接至該高頻手術(shù)設(shè)備時(shí)，該中性電極的接觸表面之間的過渡電阻或組織電阻與并聯(lián)諧振電路形成并聯(lián)電路。在并聯(lián)電路中，單個電阻的倒數(shù)值之和形成了總電阻的倒數(shù)值。因此，在并聯(lián)諧振電路的最大電阻處，該并聯(lián)諧振電路的元件對測量電流的影響趨向于零或低到可忽略不計(jì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使組織阻抗大于130歐姆，也可以通過本發(fā)明精確地檢測到中性電極與皮膚的接觸。可以通過各種有利構(gòu)造來進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明。這些構(gòu)造將在下文中描述。因此，該高頻手術(shù)設(shè)備可以具有將測量電路與患者回路電流隔離的變壓器。同時(shí)， 并聯(lián)諧振電路可以包括該變壓器的與患者回路相關(guān)聯(lián)的次級側(cè)、和至少一個抗感應(yīng)電容器 (anti-faradisation capacitor)。更具體地說，抗感應(yīng)電容器是為了避免在患者回路中出現(xiàn)對患者危險(xiǎn)的直流電而設(shè)置的。該有利實(shí)施方式具有使所述抗感應(yīng)電容器在測量過程方面造成干擾的影響減到最小的優(yōu)點(diǎn)，并且同時(shí)提供了具有很少的單個元件的簡單結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，可以在將測量電路和患者回路分離開的變壓器處確定組織阻抗。為了能夠容易地計(jì)算出布置在測量電路中的變壓器側(cè)的阻抗，該高頻手術(shù)設(shè)備可以在測量電路中具有與變壓器串聯(lián)連接的至少一個測量電阻器。為了信號而連接到測量電路的測量和計(jì)算裝置例如測量電壓源上的電壓和測量電阻器處的電壓。根據(jù)這兩個電壓值和測量電阻器的已知電阻，可以容易地計(jì)算出在變壓器處的表示組織阻抗的阻抗。此外，該高頻手術(shù)設(shè)備可以包括相位角測量單元，該相位角測量單元測量測量電流與測量電壓之間、或與測量電流和測量電壓成比例的值之間的相移角。同時(shí)，測量和計(jì)算單元可以被設(shè)置為利用所述相移角來確定表示接觸表面之間的患者皮膚接觸的有效組織電阻。因此，根據(jù)中性電極的組織阻抗，可以計(jì)算出更能提供信息的有效組織電阻。所述阻抗包括實(shí)有效電阻和虛電抗阻抗。就中性電極處的灼傷風(fēng)險(xiǎn)來說，電抗阻抗并不顯著，但是例如把中性電極放在皮膚上的電容效應(yīng)提高了所述電抗阻抗。因此，對于將要確定的與患者皮膚的接觸來說，電抗阻抗歪曲了組織阻抗。與測量電流和測量電壓成比例的值例如是在整個測量電流源上的電壓降和在整個測量電阻器上的電壓降。由于執(zhí)行電壓測量比執(zhí)行電流測量更加容易，因此這樣做是有利的。為了消除測量電流或測量電壓中由于患者回路的高頻電流引起的干擾，該高頻手術(shù)設(shè)備可以具有至少一個濾波器單元，用于對測量電流和/或測量電壓進(jìn)行濾波。濾波器單元優(yōu)選地布置在測量電路中，相對于涉及到的信號而言處于測量和計(jì)算單元的上游。濾波器單元將測量信號的頻率限制在測量電流的頻率附近，即，限制在并聯(lián)諧振電路的諧振頻率附近。因此，除了并聯(lián)諧振電路在諧振頻率的區(qū)域中具有濾波作用外，濾波器單元也在該諧振頻率的區(qū)域中具有濾波作用。


在下文中，以示例的方式參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述。與上述結(jié)構(gòu)相同，根據(jù)需要，可以將不同的特征組合起來。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的、具有連接的有源電極和中性電極的高頻手術(shù)設(shè)備的簡化示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式用于切割和/或凝固生物組織的高頻手術(shù)設(shè)備1具有電源單元2、頻率發(fā)生器3和用于有源電極6和中性電極7的連接觸點(diǎn)4、5。電源單元2通過電源觸點(diǎn)8連接到電源電壓源(未示出)。頻率發(fā)生器3在其輸入側(cè)連接到電源單元2。頻率發(fā)生器3在輸出側(cè)一方面連接到用于有源電極6的連接觸點(diǎn) 4，另一方面連接到用于中性電極7的連接觸點(diǎn)5。在頻率發(fā)生器3與用于分開的中性電極 7的兩個連接觸點(diǎn)5之間布置有相應(yīng)的抗感應(yīng)電容器9。如圖1所示，例如切割或凝固電極的有源電極6連接到連接觸點(diǎn)4。中性電極7按照已知方式施貼到患者10的皮膚。中性電極7采用分開的中性電極7的形式并且具有兩個接觸表面11，這兩個接觸表面11彼此電分離并且各自與患者的皮膚發(fā)生電接觸。因此， 接觸表面11僅通過患者10的導(dǎo)電組織連接起來。在高頻手術(shù)設(shè)備1的操作中，通過電源觸點(diǎn)8饋入的交變電流被轉(zhuǎn)變成直流電，隨后流到頻率發(fā)生器3。頻率發(fā)生器3將直流電轉(zhuǎn)變成頻率fHF為大約300至450kHz的通常用于高頻手術(shù)的高頻交變電流IHF。
頻率發(fā)生器3是患者回路12的一部分，在患者回路中，高頻電流Ihf在有源路徑13 中從頻率發(fā)生器3流到有源電極6。有源路徑13是患者回路12的一部分，該部分在圖1中位于患者10的上游，從頻率發(fā)生器3延伸到有源電極6。高頻電流Ihf經(jīng)由患者10從有源電極6的上游流到中性電極7的接觸表面11。當(dāng)進(jìn)入患者10的生物組織中或者從有源電極6到達(dá)患者10的生物組織時(shí)，高頻電流產(chǎn)生諸如切割和/凝固等期望的手術(shù)效果。患者回路12的無源路徑14從中性電極7延伸到頻率發(fā)生器3，在圖1中位于患者的下游。在操作中，高頻電流Ihf在無源路徑14中經(jīng)由兩個抗感應(yīng)電容器9中的一個從中性電極7的接觸表面11流回到頻率發(fā)生器3。抗感應(yīng)電容器9將對于患者而言危險(xiǎn)的直流電和低頻電流減到最小，并且具有例如大約50至IOOnf的電容。中性電極7在患者10上有缺陷的或不恰當(dāng)?shù)氖┵N以及由此引起的不恰當(dāng)?shù)碾娊佑|可以導(dǎo)致接觸表面處的灼傷。中性電極7的接觸表面11之間的過渡電阻或組織電阻& 表示中性電極7和患者皮膚之間的接觸。為了確定組織電阻&，作用于接觸表面11之間的測量電壓 或測量電流Im被饋入患者回路12的無源路徑14中。接觸表面11與皮膚之間的接觸面越小，組織電阻&就越低。因此，測量電流Im通過患者10的組織從一個接觸表面 11流到另一個接觸表面11。用于生成測量電流Im的測量電壓源19布置在測量電路16中。為了使測量電路 16與患者回路12電流隔離，在高頻手術(shù)設(shè)備1中設(shè)置了變壓器15。因此，測量電壓源19被布置在與患者分離的中間電路級處。變壓器15具有布置在測量電路16中的原級側(cè)17和布置在患者回路12中的次級側(cè)18。在圖1的實(shí)施方式中，原級側(cè)17和次級側(cè)18的匝數(shù)相同。此外，在測量電路16中，在變壓器15和測量電壓源19旁，設(shè)置了串聯(lián)連接的測量電阻器20 ο變壓器15的次級側(cè)18的電感與并聯(lián)連接的兩個抗感應(yīng)電容器9 一起形成并聯(lián)諧振電路22。在該情況下，抗感應(yīng)電容器9與中性電極7的組織電阻&并聯(lián)布置。高頻手術(shù)設(shè)備1還具有針對涉及到的信號而連接到測量電路16的測量和計(jì)算單元21。在圖1的高頻手術(shù)設(shè)備的情況下，測量和計(jì)算單元21在測量能量源19與原級側(cè)17 之間和在原級側(cè)17與測量電阻器20之間的兩個位置處取信號。測量和計(jì)算單元21針對涉及到的信號還連接到電源單元2。兩個帶通濾波器23、對布置在測量和計(jì)算單元21與測量電路16之間。針對涉及到的信號，用于測量上述信號之間的相移角的相位角測量單元 25也連接到測量和計(jì)算單元21。在高頻手術(shù)設(shè)備1的操作中，測量電壓源19獨(dú)立于患者回路12中的高頻電流，而是按測量頻率Fm生成測量電流ΙΜ。測量電壓源19的測量頻率fM被設(shè)置為大體上等于并聯(lián)諧振電路22的諧振頻率f_。并聯(lián)諧振電路22中的諧振頻率由并聯(lián)諧振電路的電感和電容的大小來確定。 如已知的那樣，以下公式適用
權(quán)利要求
1.一種用于切割和/或凝固生物組織的高頻手術(shù)設(shè)備，該高頻手術(shù)設(shè)備在操作中監(jiān)測具有至少兩個分離接觸表面的已連接的中性電極與患者皮膚的接觸，該高頻手術(shù)設(shè)備包括布置在患者回路中的至少一個并聯(lián)諧振電路；布置在與所述患者回路電流隔離的測量電路中的至少一個測量能量源，其用于產(chǎn)生作用在所述中性電極的所述接觸表面之間的測量電壓/電流；以及至少一個測量和計(jì)算單元，其在操作中利用所述測量電壓/電流來確定表示與患者皮膚的接觸并且作用于所述接觸表面之間的組織阻抗，其中高頻電流在當(dāng)執(zhí)行所述切割或凝固操作時(shí)閉合的所述患者回路中流動，而在所述測量電路中能產(chǎn)生獨(dú)立于所述高頻電流的所述測量電壓，該高頻手術(shù)設(shè)備的特征在于，所述測量電壓源的頻率大體上等于所述并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻手術(shù)設(shè)備，其特征在于，該高頻手術(shù)設(shè)備具有將所述測量電路與所述患者回路電流隔離的變壓器，并且所述并聯(lián)諧振電路包括所述變壓器的與所述患者回路相關(guān)聯(lián)的次級側(cè)和至少一個抗感應(yīng)電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻手術(shù)設(shè)備，其特征在于，該高頻手術(shù)設(shè)備在所述測量電路中具有與所述變壓器串聯(lián)連接的至少一個測量電阻器。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高頻手術(shù)設(shè)備，其特征在于，該高頻手術(shù)設(shè)備包括相位角測量單元，所述相位角測量單元測量所述測量電流與所述測量電壓之間或與所述測量電流和所述測量電壓成比例的值之間的相移角，并且所述測量和計(jì)算單元適于利用所述相移角來確定所述接觸表面之間的表示與患者皮膚的接觸的有效電阻。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的高頻手術(shù)設(shè)備，其特征在于，該高頻手術(shù)設(shè)備具有至少一個用于對所述測量電流和/或所述測量電壓進(jìn)行濾波的濾波器單元。
6.一種用于高頻手術(shù)設(shè)備的方法，所述高頻手術(shù)設(shè)備用于監(jiān)測中性電極與皮膚的接觸，所述中性電極電連接到所述高頻手術(shù)設(shè)備并且具有至少兩個分離接觸表面，其中在測量電路中產(chǎn)生測量電壓/電流，將所述測量電壓/電流從所述測量電路傳輸至電流隔離的患者回路中，在操作中在閉合狀態(tài)下高頻電流在所述患者回路中流動，所述患者回路中的所述測量電壓/電流通過并聯(lián)諧振電路以及所述接觸表面之間的組織，并且利用所述測量電壓/電流來確定表示與患者皮膚的接觸的組織阻抗，該方法的特征在于，將所述測量電壓/電流的頻率大體上設(shè)置成所述并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述測量電路中對測量能量源的總電壓和串聯(lián)連接的測量電阻器的分電壓進(jìn)行測量以確定所述組織阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在測量操作前，對所述總電壓和/或所述分電壓進(jìn)行濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定所述測量電流與所述測量電壓之間或與所述測量電流和所述測量電壓成比例的值之間的相移角。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8以及9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述阻抗和所述相移角，確定所述接觸表面之間的所述組織的、表示所述中性電極與患者皮膚的接觸的有效電阻。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述有效電阻的值，發(fā)送操作信號或警告信號，和/或中斷所述高頻手術(shù)設(shè)備的所述患者回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于切割和/或凝固生物組織的高頻手術(shù)設(shè)備以及用于該設(shè)備的方法，該設(shè)備在操作中監(jiān)測具有至少兩個分離接觸表面的已連接的中性電極與患者皮膚的接觸。該設(shè)備包括布置在患者回路中的至少一個并聯(lián)諧振電路；至少一個測量能量源，其布置在與患者回路電流隔離的測量電路中，用于產(chǎn)生作用于中性電極的接觸表面之間的測量電壓/電流；以及至少一個測量和計(jì)算單元，其在操作中利用測量電壓/電流來確定表示與患者皮膚的接觸且作用于接觸表面間的組織阻抗。在切割或凝固操作中高頻電流在閉合的患者回路中流動，而在測量電路中能產(chǎn)生獨(dú)立于高頻電流的測量電壓。為了提供改進(jìn)的高頻手術(shù)設(shè)備，本發(fā)明規(guī)定測量電壓源的頻率大體上等于并聯(lián)諧振電路的諧振頻率。
文檔編號A61B18/12GK102215768SQ200880113108
公開日2011年10月12日 申請日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者蒂莫·斯特勞斯 申請人:塞隆醫(yī)療設(shè)備公司