高频外科手术测试设备.pdf

本发明涉及一种高频外科手术测试设备，用于在治疗期间，特别是在利用高频电流单极凝固生物组织期间，测试中性电极。所述中性电极包括至少一个第一电传导电极部，所述第一电传导电极部能够与组织接触，且具有用于连接至高频发生器的第一电缆；和第二电传导电极部，所述第二电传导电极部能够与组织接触，且具有用于连接至高频发生器的第二电缆；所述测试设备包括编码元件，所述编码元件具有表征位于所述第一和第二电极部之间的所述中性电极的代码；且包括测量设备，设计所述测量设备以用于捕获识别所述中性电极的代码。利用该测试设备提供了一种装置，该装置允许评估中性电极，并在使用中性电极时确保患者和外科医生的高度安全，而且因此还易于使用。

1、  一种高频外科手术测试设备，用于在治疗期间、特别是在利用高频电流单极凝固生物组织(130)期间，测试中性电极(40)，其中，
所述中性电极(40)包括
至少一个第一电传导电极部(41)，所述第一电传导电极部能够与组织(130)接触，且具有用于连接至高频发生器(30)的第一电缆(50)；
和第二电传导电极部(42)，所述第二电传导电极部能够与组织(130)接触，且具有用于连接至高频发生器(30)的第二电缆(51)；
其中，所述测试设备(20)包括编码元件(90)，所述编码元件(90)具有表征位于所述第一和第二电极部(41，42)之间的所述中性电极(40)的编码；和测量设备(60)，对所述测量设备进行配置以使得能够检测所述编码，以便识别所述中性电极(40)。

2、  根据权利要求1所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述测试设备(20)包括直流电或低频交流电的电源(71)，所述直流电或低频交流电作为用于检测所述编码元件(90)的编码的测试电流。

3、  根据权利要求1或2所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述测试设备(20)设置在所述第一电缆和所述第二电缆之间，以使所述测试电流能够经由所述第一电缆和所述第二电缆(50，51)传导。

4、  根据前述任一项权利要求所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述编码元件(90)包括电阻器元件，所述电阻器元件具有表征所述中性电极(40)的电阻值，其中对所述测试设备(20)进行构造以使得能够检测所述电阻值，以便识别所述中性电极(40)。

5、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述电阻器元件(90)配置为具有感应性能的欧姆电阻器或复合电阻器。

6、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4或5所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述电阻器元件(90)设置为集成在所述中性电极中的电阻薄膜或电阻丝。

7、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4或5所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述电阻器元件(90)设置在所述第一电缆(50)和所述第二电缆(51)之间，优选设置在其中一个所述电缆之上。

8、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4至7所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述测试设备(20)包括电压测量设备(70)，以用于测量穿过所述电阻器元件(90)的电压。

9、  根据前述任一项权利要求所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，所述测试设备(20)包括电流测量设备，以用于测量所述直流电或所述低频交流电。

10、  根据前述任一项权利要求所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，至少部分所述测试设备(20)集成于高频发生器(30)中以用于产生高频电压，或者集成于高频外科手术设备中。

11、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4至10所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，对所述测试设备(20)进行配置，以使得所述测试设备根据所检测的电阻值来控制所述高频发生器(30)中的设置。

12、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4至11所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，为所述测试设备(20)分配控制设备(100)，对所述控制设备进行配置以根据所检测的电阻值来控制所述高频发生器(30)中的设置。

13、  根据前述任一项权利要求、特别是权利要求4至12所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，为所述测试设备(20)分配存储设备(110)，在所述存储设备中，不同中性电极的电阻值能够存储为用于中性电极识别的比较值。

14、  根据前述任一项权利要求，特别是权利要求13所述的高频外科手术测试设备，其特征在于，为所述测试设备(20)分配输入单元(120)，对所述输入单元进行配置以使得用户尤其能够将比较值输入所述存储设备(110)中。

高频外科手术测试设备
本发明涉及一种用于在治疗期间、尤其是在利用高频电流单极凝固生物组织期间，测试中性电极的高频外科手术测试设备。
为了凝固和/或切割生物组织，高频外科手术已经在人类医学和兽类医学中应用了许多年。借助合适的电外科手术器械，高频电流流过欲处理的组织，从而使所述组织因蛋白质凝固和脱水而变化。在该过程中，组织收缩使得血管闭合、出血停止。电流密度的随后增加致使组织液沸腾蒸发，细胞膜撕开，从而使组织完全分离。
双极和单极技术均用于生物组织的热处理。对于单极装置而言，从高频发生器向电外科手术器械反馈的高频电流经由‘有关(different)’电极施加于欲处理的组织，其中电流通路穿过患者的身体到达‘无关(indifferent)’中性电极，并从这里返回高频发生器。在‘有关’电极处提供每单位面积较高的电流密度以用于治疗，而在‘无关’电极处，与‘有关’电极相比较，每单位面积的电流密度显著较小。这能够利用中性电极的适当大的面积构造来实现。只有这样才能确保没有损伤，诸如灼伤，出现在组织和中性电极之间交界处的组织中。
为了实施凝固，使用了高频外科手术仪器，该高频外科手术仪器包括高频外科手术设备，该高频外科手术设备配有高频发生器以产生高频电压或高频交变电流；还包括开关装置和/或控制和调节装置以用于激活或激死，或更一般地用于控制高频发生器。
为保证患者安全，在疗程期间，应当制定规定以不断检查中性电极是否正常运行，例如中性电极是否正确地放置在患者身上。电极的任何形式的分离都将导致在仍然附着的区域处电流密度危险的增加，从而可能会出现以上提到的损伤。为了确保患者的高安全度，使用监控电路测试，例如患者身上中性电极的附着情况。高频外科手术仪器中的这种类型的中性电极监控电路，通常确定中性电极的两个传导部之间的过渡电阻和/或电流分布。根据测量值，通常可得出关于电极可能受热的结论。然而，如果电极的特定参数，诸如电极的面积、几何形状和结构是已知的，那么这些结论仅仅是相关的。本文中特别成问题的是对极小的中性电极的评估，诸如出售的适用于婴儿和儿童的那些中性电极。这些中性电极仅能在减小后的高频电流强度下运行，否则上述加热可能达到无法接受的高值。同样本文中成问题的是评估中性电极的‘运行行为(operatingbehaviour)’。
因而，本发明的目的是提供一种高频外科手术测试设备，该高频外科手术测试设备能够进行上述评估，并在使用中性电极时确保患者和外科医生的高度安全，而且尽可能地易于使用。
该目的由权利要求1中的高频外科手术测试设备来实现。有利的实施方案在从属权利要求中公开。
具体而言，上述问题利用高频外科手术测试设备来解决，该高频外科手术测试设备用于在治疗期间，特别是在利用高频电流单极凝固生物组织期间，测试中性电极。其中该中性电极包括至少一个第一电传导电极部，该第一电传导电极部能够与组织接触、且具有用于连接至高频发生器的第一电缆；和第二电传导电极部，该第二电传导电极部能够与组织接触且具有用于连接至高频发生器的第二电缆。其中该测试设备包括具有编码的编码元件，该编码表征位于第一电极部和第二电极部之间的中性电极；和测量设备，对该测量设备进行配置以使得能够检测该编码以便识别中性电极。
本发明的实质要点在于电极识别能够通过分开的多个中性电极来实现，从而允许更容易有计划地设计治疗程序。通过识别中性电极，即通过识别中性电极的类型，能够优化治疗过程，并能够确保患者的高度安全。例如，根据所识别的中性电极，能够明确地设置具体的电流和/或电压值。
优选地，所述测试设备或测量设备包括产生用作测试电流的直流电或低频交流电的电源，以便检测编码元件的编码。电气和/或电子解码能够毫不费力地实现。在该过程中，利用了用来将中性电极固定至患者的水凝胶的性质。该考虑中的水凝胶包括对直流电和极低频交流电(达到大约100Hz)具有极低电导率的化学成分，即具有高欧姆电阻的化学成分。如果现在将编码元件安装在位于两个局部表面之间的分开式中性电极上，则能够以直流电信号或极低频率的交流电信号来测量所述编码元件。因为在此种情况下凝胶具有高的电阻，因而是否将中性电极放置在患者身上无关紧要，即是否存在穿过组织的低值并联电阻无关紧要。
根据本发明的优选方面，测试设备或至少部分测试设备布置在第一电缆和第二电缆之间，以使得测试电流能够经由第一和第二电缆传导。因为测试电流——与工作电流不同——是直流电或低频交流电，因此可以不提供特定传导器而检测表征编码。因而，现有的电缆系统同时用作测量设备的电缆系统，并因而用于检测编码。因此，额外的测试线或测量线是不必要的。这意味着：关于兼容性的显著优势导致除中性电极识别的扩展功能范围外，仅现有的两个中性电极接头用于测量。因而，电极、连接电缆和插塞式连接器保持与市场上可获得的零部件相兼容。不需要额外的电缆或电接触。
在优选的实施方案中，所述编码元件包括电阻器元件，该电阻器元件具有表征中性电极的电阻值，其中对所述测试设备进行配置，以使得能够检测该电阻值以便识别中性电极。经由电阻器元件的编码能够容易地实现，且也易于通过测试电流识别。
电阻器元件优选地配置为具有感应性能的欧姆电阻器或复合电阻器(complex resistor)。所使用的电阻器(编码电阻器)必须具有在测量频率下显著小于凝胶电阻的电阻值。然而，该电阻值又必须足够大，以使得无明显高频电流能够经由两个电极部之间的电阻而流动。典型的电阻值位于1kΩ＜R_K＜100kΩ范围内。对于直流电和低频交流电而言，适用于R_Gel＞R_K＞R_P的关系。
在优选的实施方案中，电阻器元件设置为集成在中性电极中的电阻薄膜或电阻丝。本文可在没有固定电缆的情况下装备偶数电极，该偶数电极经由合适的电缆连接至具有该功能的终端。因而，将电阻器元件安装在例如两个电极部之间的分开式中性电极中。
对于配备有合适电缆的电极，能够将编码元件或电阻器元件，或者也许是多个电阻器元件布置在第一电缆和第二电缆之间。将电阻器应用于，例如电缆部能够极易实现。
将测试电流从(高频)工作电流中解耦能够，例如通过将作为滤波元件的感应器连接入测量系统中而实现。
在另一个实施方案中，所述测试设备或测量设备包括电压测量设备，以用于测量穿过编码元件或电阻器元件的电压(例如，起源于测试电流)。因而，能够容易地确定各个中性电极的电阻值。也可以借助于电流测量设备来测量编码或电阻值，该电流测量设备用于测量直流电或低频电流。这种类型的间接测量能够毫不费力地实现。
在另一个本发明的测试设备中，测试设备或至少部分测试设备集成构造于高频发生器中，以产生高频电压。这意味着对高频发生器进行构造，以使得当将中性电极插入该发生器中时，就能够执行识别程序，因此不需要独立分离的仪器。更概括地说，能够将测试设备集成于高频外科手术仪器中。
在另一个实施方案中，对所述测试设备进行配置，以使得根据所检测的编码，例如基于所检测的电阻值，来控制高频发生器中的相关设置。这意味着在高频发生器中设置的所有值，诸如电流强度，将根据被识别的中性电极自动设置。当所使用中性电极在超过特定电流强度的情况下将要造成患者灼伤时，这尤其有利。因此，可以自动实现合适的电流限制，尤其是对于用于婴儿和儿童的中性电极的而言。
也可以将控制设备配置给所述测试设备，对所述控制设备(其也可集成于测试设备中)进行设置，以根据所检测的编码或所检测的电阻值控制高频发生器中的设置。为此目的，也可程序化地配置不同的控制设备，从而可执行对该高频发生器的控制或调节。
当然也可以基于所检测的电阻值手动执行相关设置。外科医生一接收到来自系统的与所检测的中性电极有关的反馈，他就能够作出必需的设置，尤其是对高频发生器。
优选地，为所述测试设备分配存储设备，其中能够将不同中性电极的编码，例如电阻器元件的电阻值，存储为用于中性电极识别的比较值。因而，关于所使用的中性电极的细节能够以简单的方式输出，这简化了用户作业(assignment)，并使得能够计划介入的进展。外科医生因此能够对高频发生器作出合适的设置，以适合所使用的中性电极。
与所识别的中性电极有关的信息能够，通常一般地经由高频发生器上的或高频外科手术仪器上的显示器输出。为此目的，也可以使用声信号、光信号等。
优选地，为所述测试设备配置输入单元，对该输入单元进行构造，以使得用户能够，例如将比较值输入存储设备中。通过输入单元，例如键盘，与高频仪器的任何其它交互也是可能的。也能够构造该存储设备，从而一旦通过测量设备检测到尚未存储的编码或中性电极的任何电阻器的值，就对它们进行检测并储存起来。
现在将通过参考示例性实施方案描述本发明，这些实施方案通过附图进行图示说明，其中：
图1示出了本发明的测试设备的实施方案；
图2示出了对图1的实施方案的进一步描绘；
图3示出了对图1的实施方案的进一步描绘。
在以下描述中，相同的附图标记使用于起相同和类似作用的部件。
图1示出了本发明测试设备20的实施方案。二元式中性电极40连接至高频外科手术仪器10的高频发生器30上，所述高频发生器用于供应高频电流。所述中性电极40具有第一和第二电传导电极部41、42，其中第一电极部41经由第一电缆50连接至高频发生器30上，且第二电极部42经由第二电缆51连接至高频发生器30上。所述电极部布置在公共支撑元件43上。
所述中性电极40作为无关电极，尤其是在单极治疗方法中，能够应用于患者组织切片(tissue section)，并最终用来在相对大的面积内传导电流。电极部41、42的扁平构造确保了良好的电流分布，因而在横跨组织和中性电极40之间的过渡处不会出现高峰电流。这样，能够避免患者灼伤和相似的损伤。
如果能够识别用于其中的中性电极40，那么这将是有利的。这意味着中性电极40的基本参数对外科医生而言是可识别的，从而使所述高频发生器30上所有关于电流强度等的设置能够与中性电极40相匹配。所述设置能够手动实现，例如通过外科医生，或者对所述测试设备20进行构造或将所述测试设备20连接至控制设备100，以这样的一种方式使得设置自动完成。识别中性电极40和设置参数的有关匹配是重要的，例如对使用于婴儿和儿童的电极而言。利用这些电极，根据对这些电极的识别能够自动(或手动)设置合适的电流限制。
在该示例性实施方案中，为识别中性电极40，提供电阻器元件90以用作所述两个电极部41、42之间的编码元件。所述电阻器元件90具有作为编码的特定电阻值，该编码表征相应中性电极40的特性，从而能够确定所要使用的中性电极的精确类型。所述电阻器元件90连接在所述两个传导电极部41、42之间。
为检测电阻值，测试设备20的零部件连接在所述发生器30和所述中性电极40之间。除电阻器元件之外，测试设备20还包括作为测量电流源71的直流电源，用于间接检测电阻器元件90的电阻值的电压测量设备70，以及感应器、也就是作为滤波元件80的线圈，该线圈能够使工作电流和测试电流或测量电流解耦。测试设备20的这些零部件组成测量设备60，对这些零部件进行布置以使得测量电流能够经由已经存在的电缆传导，从而用于将中性电极40连接至高频发生器30上。测试设备因此包括编码元件90和测量设备60。
测量电流能够从高频工作电流中退耦以作为直流电流或作为低频交流电流，这是因为，例如线圈用作滤波器，其反应阻抗(reactive impedance)越大，频率越高。
直流电由直流电源71供应；电阻值的测量，例如间接地经由配备有后续电阻计算单元的电压测量设备70执行。例如，也可能使用测量电桥以用于确定电阻。
在没有测量电流流经患者身体时，能够使用直流电或低频交流电(测量电流)来测量电阻。患者身体基本上仅仅电容性地耦合到电极上。不必提供用于信号传输的专门连接电缆。由于没有耦合入患者身体，因此应用不能用作工作电流的电流，从而使得不需要专门传输线，就能够实现电极识别。应用于电极41、42的水凝胶44、44’具有为此目的的化学组分，电极41、42用于使中性电极40连接至患者组织130，从而使得所述水凝胶对于直流电或低频交流电(达到大约100Hz)表现出高值电阻R_Gel和R′_Gel。因为凝胶在测量电流区域内具有高的电阻，所以中性电极是否放置在患者身体上已经不重要，即是否存在组织130的低值并联电阻已经不重要。使用在任何情况下均存在的一种过滤器(将中性电极电容性地耦合至患者)以及使用“不适合”的测量电流，在中性电极识别过程中用于数据传输的额外电缆不是必须的。
如上所述，是否提供控制设备100是可选地，通过该控制设备，高频发生器30根据所检测的编码值，例如根据所检测的电阻值是可控的。然后所述高频发生器30能够设置为特定电流值，或预设电流限制。为避免过热，这对于儿童用中性电极而言尤其有利。
控制设备100能够与至少部分的测试设备20整体构造在一起，且测试设备和/或控制设备也能够与高频发生器30整体构造在一起。在该示例性实施方案中，存储设备110(也可直接分配给测试设备20)也分配给控制设备100。因此，特定电阻值能够用作各种类型中性电极的编码。通过储存在存储设备110中的表格(中性电极的类型对有关的设置参数)，尤其是在根据所识别的中性电极处的环境来进行仪器(或电极)导向系统构造的情况下，能够自动调节高频发生器30。
此外，将输入单元120分配给测试设备20，经由该输入设备用户能够与系统进行交互，例如输入欲存储的信息。
图2和图3示出了对图1所示配置的不同描绘。图2示出通过水凝胶44、44’将中性电极40应用在患者组织切片130上。两个传导电极部41、42通过缺口彼此分离。该两个电极部经由所述编码元件相连，电阻器元件90所具有的电阻值表征中性电极40的特性。经由用于将电极部41、42连接至高频发生器30的电极部(电缆)50、51的连接电缆，能够通过测量设备60应用测量电流，以使得能够检测，即测量电阻值。第一电极部41和第二电极部42设在置于患者组织130上的凝胶44、44’的顶部。中性电极监控系统以简化的形式示出，该中性电极监控系统例如可集成于高频发生器30中或高频外科手术装置10的高频外科手术设备中。分开的活性接触表面(电极段)，例如由铝制备而成。
图3以等效电路的形式示出了单个电阻器如何彼此连接。编码元件90，即具有电阻R_K的电阻器元件并联连接患者电阻R_P。如上所述，各个电极部之下的凝胶层44和44’的两个电阻器R_Gel和R′_Gel表现得如同它们具有高电阻值一样。
因此清楚地是，为了检测表征中性电极特性的编码，能够使用将中性电极连接至高频发生器的电缆。利用合适的测量电流能够预确定测量电路的参数，以使得花费尽可能最小的努力就能实现中性电极识别。
参考标记
10        高频外科手术装置
20        高频外科手术测试设备
30        高频发生器
40        中性电极
41        第一电极部
42        第二电极部
43        支撑元件
44，44′  凝胶层
50        第一电缆
51            第二电缆
60            测量设备
70            电压测量设备
71            测量电流源
80            滤波元件，线圈
90            编码元件，电阻器元件
100           控制设备
110           存储设备
120           输入单元
130           组织
R_K            编码元件电阻，电阻器元件
R_Gel，R′_Gel  凝胶电阻
R_P            患者电阻