DE2457900B1

DE2457900B1 - High frequency surgical device

Info

Publication number: DE2457900B1
Application number: DE19742457900
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl-Ing Hetzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1976-05-06

Description

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur galvanischen Trennung des Fingerschalters von der Steuervorrichtung einschließlich NF-Generator ein induktiv koppelndes Frequenzfilter verwendet ist, das über den vorzugsweise als Schaltstufe ausgebildeten veränderbaren Widerstand primärseitig an den NF-Generator angeschlossen und bei offener Sekundärseite auf die Frequenz des NF-Generators abgestimmt ist und dessen Sekundärseite durch Betätigung des Fingerschalters verstimmbar, vorzugsweise kurzschließbar, ist, wobei über die induktive Kopplung der veränderbare Widerstand im Sinne der Einschaltung des Relais in seinem Wert verändert wird. The object is achieved according to the invention by that for galvanic isolation of the finger switch from the control device including LF generator uses an inductively coupling frequency filter that is connected to the preferably designed as a switching stage variable resistance on the primary side connected to the AF generator and, with the secondary side open, to the frequency of the LF generator is tuned and its secondary side by actuating the finger switch detuned, preferably short-circuited, is via the inductive coupling the variable resistance in terms of switching on the relay in its value is changed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Fingerschalter mit je einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für das Einschalten des HF-Generators auf verschiedene Stromqualitäten zum Koagulieren und Schneiden verbunden werden. In a further embodiment of the invention, the finger switch each with a control device according to the invention for switching on the HF generator can be connected to different current qualities for coagulation and cutting.

Gleichzeitig kann eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung zur Überwachung der neutralen Elektrode verwendet werden in dem Sinne, daß der HF-Generator nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die neutrale Elektrode ordnungsgemäß angeschlossen ist. Dabei können der Anschluß der neutralen Elektrode potentialfrei und bei sonstigem symmetrischen Aufbau des HF-Ausgangskreises die Ströme von aktiver bzw. neutraler Elektrode gegen Erde klein gehalten werden.At the same time, a control device according to the invention can be used for monitoring The neutral electrode can be used in the sense that the RF generator only can then be switched on when the neutral electrode is properly connected is. The connection of the neutral electrode can be potential-free and otherwise symmetrical structure of the HF output circuit, the currents of active or neutral Electrode can be kept small to earth.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Further advantages and details of the invention emerge from the following figure descriptions of an advantageous embodiment in connection with the subclaims.

Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild der Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzchirurgiegerätes, F i g. 2 ein Blockschaltbild des mit den erfindungsgemäßen Steuervorrichtungen ausgestatteten HF-Generators zum Ein- und Umschalten für die verschiedenen Betriebsarten des Hochfrequenzchirurgiegerätes und zur potentialfreien Überwachung der neutralen Elektrode.1 shows a circuit diagram of the control device of the invention High-frequency surgical device, F i g. 2 is a block diagram of the with the inventive Control devices equipped HF generator for switching on and off for the different operating modes of the high-frequency surgical device and for potential-free Monitoring of the neutral electrode.

In F i g. 1 sind mit 1 ein npn-Transistor, mit 2 ein pnp-Transistor, mit 3 ein NF-Generator, mit 4 bis 8 Widerstände, mit 9 bis 13 Kondensatoren, mit 14 und 15 zwei Spulen, mit 16 ein Fingerschalter und mit 17 die Steuerwicklung eines Relais bezeichnet. In Fig. 1 are with 1 an npn transistor, with 2 a pnp transistor, with 3 an NF generator, with 4 to 8 resistors, with 9 to 13 capacitors, with 14 and 15 two coils, with 16 a finger switch and with 17 the control winding one Relay referred to.

Die Transistoren 1 (BCY 58) und 2 (BSV 10-6) sind in Emitterschaltung hintereinander geschaltet und bilden zusammen eine Schaltstufe. Die Emitterseite des Transistors 1 liegt auf Erdpotential, die Emitterseite des Transistors 2 auf dem positiven Potential (+12 V) einer Gleichspannungsquelle. Als Eingangssignalgeber für den Transistor 1 dient der Sinus- oder Rechteckgenerator 3 mit der vorteilhaften Frequenz von fi ~ 2 kHz. Durch einen Tiefpaß, bestehend aus den Widerständen 4 und 5 (1 kQ) sowie den Kondensatoren 9 und 10 (1 nF), wird gewährleistet, daß nur die Frequenz ft zwischen Basis und Emitter des Transistors 1 anliegen kann. The transistors 1 (BCY 58) and 2 (BSV 10-6) are emitter-connected connected in series and together form a switching stage. The emitter side of transistor 1 is at ground potential, the emitter side of transistor 2 at the positive potential (+12 V) of a DC voltage source. As an input signal generator for the transistor 1, the sine or square wave generator 3 is used with the advantageous Frequency of fi ~ 2 kHz. Through a low-pass filter, consisting of resistors 4 and 5 (1 kQ) as well as the capacitors 9 and 10 (1 nF), it is guaranteed that only the Frequency ft between the base and emitter of the transistor 1 can be present.

Der Emitterwiderstand des Transistors 1 wird durch ein Frequenzfilter, bestehend aus den Kondensatoren 11 (68 nF) und 12 (22 nF) sowie den Spulen 14 und 15 eines Trenntransformators mit Eisenkern, gebildet. Dieses Frequenzfilter ist auf die Frequenz ft des NF-Generators 3 abgestimmt. Durch Schließen des Schalters 16 kann ein sekundärseitiger Kurzschluß des Frequenzfilters hergestellt und dieses dadurch in seinem Frequenzgang verstimmt werden. The emitter resistance of transistor 1 is determined by a frequency filter, consisting of capacitors 11 (68 nF) and 12 (22 nF) and coils 14 and 15 of an isolating transformer with an iron core. This frequency filter is matched to the frequency ft of the LF generator 3. By closing the switch 16, a secondary-side short-circuit of the frequency filter can be produced and this thereby be detuned in its frequency response.

Die Wirkungsweise der Schaltstufe ist folgende: Bei geöffnetem Schalter 16 schwingt der primärseitige Parallelschwingkreis aus dem Kondensator 11 und der Spule 14 des Frequenzfilters mit seiner Resonanzfrequenz f. Im Basis-Emitter-Kreis fließt nur ein kleiner Strom, der emitterseitige Widerstand ist sehr groß. Der Transistor 1 wird bei geöffnetem Schalter 16 praktisch nicht durchgesteuert. The mode of operation of the switching stage is as follows: When the switch is open 16 oscillates the primary-side parallel resonant circuit from the capacitor 11 and the Coil 14 of the frequency filter with its resonance frequency f. In the base-emitter circuit Only a small current flows, the emitter-side resistance is very high. The transistor 1 is practically not through-controlled when the switch 16 is open.

Ist dagegen der Schalter 16 geschlossen, kann der primärseitige Parallelschwingkreis aus dem Kondensator 11 und der Spule 14 des Frequenzfilters nicht mehr in seiner Resonanzfrequenz, die wegen der Transformation des sekundärseitigen Kurzschlusses von f, abweicht, schwingen. Der emitterseitige Widerstand erniedrigt sich, so daß der Transistor 1 durchgeschaltet wird. Dessen Ausgangssignal wird im Transistor 2 weiter verstärkt, so daß das Relais 13 zum Einschalten des HF-Generators betätigt werden kann. Dabei ist die Schaltstufe von der Steuerleitung durch das Frequenzfilter hochfrequenzmäßig und galvanisch abgetrennt. If, on the other hand, the switch 16 is closed, the primary-side parallel resonant circuit can from the capacitor 11 and the coil 14 of the frequency filter no longer in its Resonance frequency due to the transformation of the secondary short circuit from f, deviates, to swing. The emitter-side resistance decreases so that the transistor 1 is turned on. Its output signal is in the transistor 2 further amplified, so that the relay 13 is actuated to switch on the HF generator can be. The switching stage is from the control line through the frequency filter High frequency and galvanically separated.

Die noch vorhandenen Widerstände 6 (470 #), 7 (150 Q) und 8 (12 #) sowie der Kondensator 13 (2,2 ~um) sind zur Schaltung des Transistors 2 notwendig. The remaining resistors 6 (470 #), 7 (150 Q) and 8 (12 #) and the capacitor 13 (2.2 ~ um) are necessary for switching the transistor 2.

Alle in dem Ausführungsbeispiel angegebenen Bauelemente wurden auf die Frequenz des NF-Generotors 3 von 2 kHz ausgelegt. Diese Frequenz wurde so klein gewählt, damit die Hochfrequenz weit außerhalb der günstigen Übertragungsfähigkeit des Frequenzfilters liegt, in den Steuerkreis induzierte HF-Spannungen praktisch nicht übertragen werden und somit keine Gefahr besteht, daß derHF-Generator beim Öffnen des Schalters 16 etwa eingeschaltet bleibt. Andererseits soll f, nicht zu klein werden, um die Kondensatoren 11 und 12 klein zu halten und dennoch eine gute Kopplung bei geringer Kapazität zwischen Primär- und Sekundärwicklung des Trenntransformators zu erreichen. All components specified in the exemplary embodiment were on designed the frequency of the LF generator 3 of 2 kHz. That frequency got so small chosen so that the high frequency is far beyond the favorable transmission capacity of the frequency filter, HF voltages induced in the control circuit are practical are not transmitted and there is therefore no risk of the RF generator during Opening the switch 16 remains turned on. On the other hand, f should not be too become small in order to keep the capacitors 11 and 12 small and still a good one Coupling with low capacitance between the primary and secondary winding of the isolating transformer to reach.

Es ist vorteilhaft, das Übersetzungsverhältnis des Trenntransformators aus den Spulen 14 und 15 kleiner als Eins zu wählen (vorzugsweise II 0,33), da dies zu einer größeren Änderung der Aussteuerung beim Transistor 1 zwischen geschlossenem und geöffnetem Schaltkontakt 16 führt. Die Wicklungen des Transformators sind so ausgeführt, daß die Isolation für die hohen Ausgangsspannungen des HF-Generators ausreicht. Zwischen Primär- und Sekundärwicklung besteht zur Herabsetzung der Kapazität vorteilhafterweise ein Luftspalt. It is advantageous to adjust the transformation ratio of the isolation transformer to choose from the coils 14 and 15 less than one (preferably II 0.33), as this to a greater change in the modulation in transistor 1 between closed and open switching contact 16 leads. The windings of the transformer are like this executed that the isolation for the high output voltages of the HF generator sufficient. There is a capacity reduction between the primary and secondary winding advantageously an air gap.

Im Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise ein Ferritkernsatz verwendet. In the exemplary embodiment, a set of ferrite cores is preferably used.

In Fig.2 sind mit 18 ein HF-Generator, mit 19 und 20 die Spulen eines Ausgangstransformators, mit 21 und 22 zwei Kondensatoren, mit 23 die aktive und mit 24 die neutrale Elektrode, mit 25 bis 27 Steuerleitungen, mit 28 ein Fingerschalter, mit 29 ein Kontakt, mit 30 bis 32 Steuervorrichtungen nach dem in der Fig. 1 beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiel und mit 3 der bereits erwähnte NF-Generator bezeichnet. In FIG. 2, 18 is an HF generator, and 19 and 20 are the coils Output transformer, with 21 and 22 two capacitors, with 23 the active and with 24 the neutral electrode, with 25 to 27 control lines, with 28 a finger switch, with 29 a contact, with 30 to 32 control devices according to that described in FIG advantageous embodiment and with 3 denotes the already mentioned LF generator.

Der HF-Ausgangskreis ist von dem netzbetriebenen HF-Generator 18 durch den Ausgangstransformator aus den Spulen 19 und 20 galvanisch abgetrennt. Die Steuerleitungen 25 und 26 sind einseitig mit dem HF-Ausgangskreis verbunden. Deren andere Seite kann über den Schaltkontakt 16 in Form eines Fingerschalters 28 im Elektrodenhandstück mit der aktiven Elektrode verbunden werden und damit eine der Steuervorrichtungen 30, 31 zum Einschalten des HF-Generators auf eine bestimmte Stromqualität aktivieren. Für die Überwachung der neutralen Elektrode - ob sie ordnungsgemäß am neutralen Ausgang des HF-Generators angeschlossen ist - ist eine sinngemäß gleiche Einrichtung, bestehend aus der Steuerleitung 27, die einseitig mit der neutralen Elektrode des HF-Ausgangskreises verbunden ist, und einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 32, vorgesehen. Die Überwachung der neutralen Elek- trode wirkt in dem Sinne, daß der HF-Generator nur dann eingeschaltet und durch den Fingerschalter 28 für eine bestimmte Stromqualität aktiviert werden kann, wenn die Steuerleitung 27 mit dem Kontakt 29 und der neutralen Elektrode 24 einen geschlossenen Stromkreis bildet, d. h. die neutrale Elektrode ordnungsgemäß am Ausgang des HF-Generators angeschlossen ist. The RF output circuit is from the line powered RF generator 18 galvanically separated from coils 19 and 20 by the output transformer. The control lines 25 and 26 are connected on one side to the HF output circuit. The other side can be switched via the switch contact 16 in the form of a finger switch 28 in the electrode handpiece with the active electrode are connected and thus one of the control devices 30, 31 for switching on the HF generator to activate a certain power quality. For monitoring the neutral electrode - whether it is properly connected to the neutral output of the HF generator - Is a similar device, consisting of the control line 27, the is connected on one side to the neutral electrode of the HF output circuit, and a control device 32 according to the invention is provided. Monitoring the neutral Elec- trode works in the sense that the HF generator is only switched on and through the finger switch 28 can be activated for a certain power quality, if the control line 27 with the contact 29 and the neutral electrode 24 is closed Forms circuit, d. H. the neutral electrode properly at the output of the HF generator connected.

Die Steuervorrichtungen für das erfindungsgemäße HF-Chirurgiegerät werden durch denselben netzbetriebenen NF-Generator 3 gespeist. The control devices for the HF surgical device according to the invention are fed by the same mains-operated LF generator 3.

Claims

Claims: 1. High-frequency surgical device with one over one Relay contact can be switched on, mains-fed HF generator, with one connected to the HF generator connected handpiece with electrode for supplying HF energy to the object to be treated, with a finger switch provided on the handpiece to switch on the generator switching relay, the switching contact of the finger switch with the electrode is galvanically or high-frequency connected, and with one of a preferably Mains-powered LF generator-fed control device between finger switches and relays that have a variable resistance when the finger switch is operated contains, the change in resistance of which causes the relay to switch on, thereby characterized in that for galvanic separation of the finger switch (16) from the control device including an LF generator, an inductively coupling frequency filter (11, 12, 14, 15) is used, which can be changed via the preferably designed as a switching stage Resistance connected to the LF generator (3) on the primary side and with the secondary side open is tuned to the frequency of the LF generator (3) and its secondary side Actuation of the finger switch (16) can be detuned, preferably short-circuited, with the inductive coupling of the variable resistance in the sense of switching on of the relay (17) is changeable in its value.

2. High-frequency surgical device according to claim 1, characterized in that that the switching stage forming the variable resistor consists of two transistors (1, 2) is formed in emitter circuit, whereby the finger switch (16) detunable frequency filter (11, 12, 14, 15) the emitter resistance of the first transistor represents.

3. High-frequency surgical device according to claim 1 and 2, characterized in that that a between the LF generator (3) and the base of the first transistor (1) connected Low-pass filter (4, 5, 9, 10) essentially only the voltage of the LF generator with the Frequency ft in the base-emitter circuit of the first transistor and that the frequency filter (11, 12, 14, 15) also acts as a bandpass filter for this frequency.

4. High frequency surgical device, characterized in that it is for switching on various current qualities and for potential-free monitoring the neutral electrode (24) each with a control device (30 to 32) according to claim 1 to 3 is equipped, in the sense that by pressing the finger switch (28) a corresponding switch-on device (30, 31) for switching on a specific one Power quality can be activated and only with proper connection of the neutral Electrode (24) to the HF generator (18) this can be switched on.

The invention relates to a high-frequency surgical device a mains-fed HF generator that can be switched on via a relay contact one Handpiece connected to the HF generator with an electrode for supplying the HF energy to the object to be treated, with a finger switch provided on the handpiece for switching on of the relay switching the generator, the switching contact of the finger switch is galvanically or high-frequency connected to the electrode, and with a Control device fed by a preferably mains operated LF generator between finger switch and relay, one when the finger switch is pressed contains changeable resistance, the change in resistance of which the activation of the Relay causes.

Usually for high frequency surgery treatment, the patient is apart from the neutral electrode also via other measuring electrodes - z. B.

for recording an EKG during treatment - with a central Ground connected. When using HF surgical devices of the type mentioned at the beginning There is thus the possibility that shunts may arise and stray HF stray currents from the HF output circuit via control circuits and measuring electrodes Drain soil. This creates the risk of accidental burns to the patient given. It is therefore required that the control circuit of the switch-on device is high-frequency separated from the HF output circuit.

In US-PS 38 oil 800 a galvanically separated circuit is used for the HF generator of an electrosurgical device described in which a Finger switch on the electrode handpiece an optoelectronic coupler, consisting of a light emitting diode and a phototransistor, is activated in such a way that a subsequent switching stage controls a relay contact that controls the HF generator switches on to a certain power quality. The finger switch in the above Switching device has a rest position and two working positions, the in turn one opto-electrical coupler described above for two current qualities, such as cutting and coagulating. The light emitting diodes are through the output circuit of a DC / DC converter, which consists of a transformer with a primary-side low-frequency oscillator stage and a secondary-side Rectifier diode consists, fed, the primary-side DC voltage at the same time serves to supply the switching stage.

Such switching devices with optoelectronic couplers have known disadvantages: They are quite expensive and also prone to failure; in particular is the operating point of the light-sensitive semiconductor components from the operating temperature dependent, so that an optimal operational safety required for HF surgery is not guaranteed.

The object of the invention is therefore based on a surgical device of the type mentioned at the beginning of specifying means with which the above-mentioned disadvantages can be avoided. It is supposed to be an HF surgical device with an electrode handpiece connected control device for switching on and off different current qualities can be specified, in which a galvanic separation with technically simple means reached by the control line connected to the HF output circuit and the control circuit will.