HF-Generator für die HF-Chirurgie
Die Erfindung betrifft einen HF-Generator für die HF-Chirurgie mit einem Röhren- oder Transistoroszillator.
Bei der HF-Chirurgie ist nicht immer mit Sicherheit zu vermeiden, dass beim Koagulieren Verbrennungen eintreten, die das Ergebnis einer Operation sehr ungünstig beeinflussen können. Solche, auch nur ganz leichte, Verbrennungen müssen aber bei der Mikrochirurgie, z. B. bei der Gehirnchirurgie, auf jeden Fall vermieden werden.
Der Erfinder hat festgestellt, dass eine Ursache dieser Verbrennungen bei der HF-Chirurgie an den bekannten HF-Generatoren liegt.
Bei einer Art von bekannten HF-Generatoren für HF-Chirurgie wird mit einem Funkenstreckengenerator eine gedämpfte HF-Spannung erzeugt. Der Erfinder hat nun erkannt, dass bei diesen bekannten HF-Generatoren die erzeugte HF-Spannung eine sehr unregelmässige Wiederholungsfrequenz und vor allem auch eine nicht genau definierte Anfangsspannungsamplitude besitzt.
Beide diese Faktoren können unter ungünstigen Verhältnissen leicht dazu führen, dass beim Koagulieren Verbrennungen verursacht werden.
Bei einer anderen Art von HF-Generatoren für die HF-Chirurgie ist es auch bekannt, einen Röhrenoszillator zu verwenden, der eine ungedämpfte HF-Schwingung erzeugt. Bei den HF-Generatoren dieser Art lässt sich die maximale Spannungsamplitude genau regeln. Trotzdem sind auch bei diesen bekannten HF-Generatoren für die HF-Chirurgie Verbrennungen und/oder ein Festkleben des Gewebes am Koagulationsinstrument nicht mit Sicherheit zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen HF-Generator für die HF-Chirurgie und insbesondere für die Mikro- und Neurochirurgie zu schaffen, bei dem mit Sicherheit eine Überhitzung des zu koagulierenden Gewebes vermieden werden kann.
Bei der Lösung dieser Aufgabe geht der Erfinder von der folgenden von ihm gemachten Erkenntnis aus. Um ein Gewebe mit einer HF-Spannung koagulieren zu können, wird eine HF-Spannung mit einer Mindestspannungsamplitude benötigt. Unter gewissen ungünstigen Umständen kommt es nun dazu, dass die mit dieser Spannungsamplitude dem zu koagulierenden Gewebe zugeführte HF-Energie grösser ist als dies für das Koagulieren notwendig wäre. Dadurch tritt eine Überhitzung des zu koagulierenden Gewebes ein, die dann die Verbrennungen und/oder das Festkleben des Gewebes am Koagulationsinstrument verursacht.
Ausgehend von dieser Erkenntnis ist die oben genannte Aufgabe bei einem HF-Generator der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zum Modulieren der HF-Ausgangsleistung vorgesehen ist. Durch die Erfindung kann es ermöglicht werden, den Röhren- oder Transistoroszillator so einzustellen, dass die für das Koagulieren erforderliche Spannungsamplitude erhalten wird.
Durch die Einrichtung zum Modulieren der HF-Ausgangsleistung des HF-Generators kann es erreicht werden, dass bei der für die Koagulation erforderlichen Mindestamplitude der HF-Schwingungen die Ausgangsenergie so geregelt werden kann, dass eine Überhitzung des zu koagulierenden Gewebes mit Sicherheit vermieden wird, wenn die Modulation der HF-Ausgangsleistung die dem zu koagulierenden Gewebe zugeführte HF-Energie geregelt werden kann, ohne dass dabei wenigstens kurzzeitig auf die für das Koagulieren erforderliche Mindestspannungsamplitude der HF-Schwingungen verzichtet werden muss. Die zugeführte HF-Energie kann nun der von dem zu koagulierenden Gewebe durch das Koagulationsinstrument, durch das umgebende Gewebe und durch Abstrahlung abfliessenden Wärmemenge so angepasst werden, dass eine Überhitzung nicht eintreten kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als Einrichtung zum Modulieren der HF-Ausgangsleistung eine die Amplitude der HF-Schwingung des Röhrenoder Transistoroszillators periodisch abschwächende Einrichtung vorgesehen. Eine solche die Amplitude der HF-Schwingung des Röhren- oder Transistoroszillators abschwächende Einrichtung kann z. B. sehr einfach als astabi ler Multivibrator ausgebildet sein, so dass sich eine sehr einfache Schaltung des HF-Generators ergibt. Auch lässt sich das Impuls-/Pausendauerverhältnis eines astabilen Multivibrators in bekannter Weise sehr einfach einstellen oder regeln, so dass dadurch auch die Ausgangsenergie des HF-Generators sehr einfach auf die erforderliche Höhe eingestellt werden kann.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemässen HF-Generators für die HF-Chirurgie erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild, das teilweise als Blockschaltbild dargestellt ist, des Ausführungsbeispieles;
Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Spannung der vom astabilen Multivibrator des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 erzeugten elektrischen Impulse über die Zeit aufgetragen ist.
In Fig. 1 ist ein von einer Spannungsquelle gespeister HF-Generator für die HF-Chirurgie dargestellt, an dessen Ausgangsklemmen 1 die für die HF-Chirurgie erforderliche HF-Spannung abgenommen und z. B. einer in der Zeichnung nicht dargestellten chirurgischen Pinzette für die bipolare Koagulation zugeführt werden kann.
Der dargestellte HF-Generator weist einen die HF-Schwingung erzeugenden Oszillator 2 auf, dessen Ausgangsleistung durch einen Vorverstärker 3 verstärkt und einer Modulations- und Verstärkerstufe 4 zugeführt wird, in der die vom Oszillator 2 erzeugte HF-Schwingung moduliert und verstärkt und über einen Leistungsverstärker 5 einem Endverstärker 6 zugeleitet wird, dessen Ausgang an die Ausgangsklemmen 1 angeschlossen ist.
Die Modulationsstufe enthält einen in Fig. 1 durch ein strichpunktiertes Rechteck umfassten astabilen Multivibrator 7, eine Diode vom Typ 1N4148 und einen npn-Transistor T1 vom Typ 2N2219, der die vom Vorverstärker 3 kommende HF-Spannung an den Leistungsverstärker 5 nur während der vom astabilen Multivibrator an der Kathode der Diode 8 erzeugten positiven Impulse durchlässt.
Der Kollektor des Transistors T1 ist unmittelbar an den Pluspol +UB der Spannungsquelle angeschlossen. Um den Transistor T: in seiner die HF-Schwingungen vom Vorverstärker 3 zum Leistungsverstärker 5 durchlassenden Offenstellung zu halten, wird die Basis dieses Transistors durch einen Spannungsteiler auf einer bestimmten positiven Spannung gehalten, so lange sie nicht über die Diode 8 an
Masse gelegt ist. Der Spannungsteiler besteht aus einem 3,3 kOhm grossen einerseits mit dem Pluspol +Ug der Spannungsquelle und andererseits mit der Basis des Tran sistors T, verbundenen Widerstand 9 und einem einerseits an die Basis des Transistors T, und andererseits an Masse gelegten 5,6 kOhm grossen Widerstand 11.
Zum Einstellen der Amplitude der vom Schalttransistor T1 an den Leistungsverstärker 5 weitergeleiteten HF-Spannung ist der Eingang des Leistungsverstärkers 5 an den Abgriff eines den Emitter des Transistors Tl mit Masse verbindenden Regelwiderstandes 12 von 100 Ohm angeschlossen.
Die beiden Transistoren T2 und T3 des astabilen Multivibrators 7 sind beide vom Typ BC168A.
Ist der Transistor T2 gerade in seinem leitenden Zustand, dann liegt sein über den 820 Ohm grossen Kollektorwiderstand 14 an den Pluspol +UB der Spannungsquelle angeschlossener Kollektor zusammen mit der Ka thode der Diode 8 an Masse, so dass gleichzeitig durch die Diode 8 auch die Basis des Transistors T1 an Masse gelegt und die Weiterleitung der HF-Schwingung vom Verstärker 3 auf den Leistungsverstärker 5 unterbrochen wird. Der durch das Leitendwerden des Transistors T2 erzeugte negative Impuls wird über einen 0,047 Mikrofarad grossen Kondensator 13 an die Basis des Transistors T3 weitergeleitet, der dadurch in gesperrtem Zustand gehalten wird.
Dies dauert aber nur so lange, bis der Kondensator 13 über den 18 kOhm grossen Basiswiderstand 15 des Transistors T3 entladen ist. Sobald dies geschehen ist, wird die Basis des Transistors T3 positiv, so dass sein über den 820 Ohm grossen Kollektorwiderstand 16 mit dem Pluspol +UB der Spannungsquelle verbundener Kollektor an Masse geschaltet wird.
Die dadurch am Kollektor verursachte Spannungsänderung wird über den 0,047 Mikrofarad grossen Kondensator 17 an die Basis des Transistors T2 geleitet, der dadurch in seinen Sperrzustand umgeschaltet wird, bei dem sein Kollektor und damit die Kathode der Diode 8 eine positive Spannung erhalten, die die Verbindung der Basis des Transistors T1 mit der Masse sperrt und dadurch den durch die Widerstände 9 und 11 gebildeten Spannungsteiler wirksam werden lässt, so dass der Transistor T1 leitend wird und das vom Vorverstärker 3 kommende HF-Signal verstärkt an den Leistungsverstärker 5 weiterleitet.
Die Dauer T1 dieses nun an der Ausgangsklemme 1 erscheinenden HF-lmpulses hängt von der Zeit ab, in der der Kondensator 17 über den 32,8 kOhm grossen Basiswiderstand des Transistors T2 entladen wird, um den Sperrtransistor T2 für den Sperrzustand des Schaltertransistors T1 wieder leitend zu machen. Um nun diese im Diagramm in Fig. 2 dargestellte Impulsdauer einstellen zu können, ist der Basiswiderstand des Sperrtransistors T2 in vier Widerstände mit je 8,2 kQ aufgeteilt.
Durch einen Stufenschalter 19 kann nun die Dauer T, der HF-lmpulse an der Klemme 1 des HF-Generators nach Bedarf eingestellt werden.
Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel kann auch der Basiswiderstand 15 des Transistors T3 in der gleichen Weise einstellbar ausgebildet sein wie der Basiswiderstand 18 des Transistors T2, so dass dann auch die Dauer T0 der Pausen zwi schen den HF-Impulsen geregelt werden kann.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Modulationseinrichtung der durch den astabilen Multivibrator 7 gesteuerte Transistor T1 vorgesehen. Dies stellt eine besonders einfache und genau berechenbare Möglichkeit der Regelung der Ausgangsleistung der HF-Generators dar. Anstelle einer solchen eine Pulsung darstellenden Modulation kann aber auch eine beliebige andere bekannte Modulationseinrichtung für die vom Oszillator 2 erzeugte HF-Schwingung vorgesehen sein.