這樣的高頻外科手術(shù)器械由現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了，例如由US6,142,992、EP0430929A2或WO2006/050888A1公開(kāi)了。這樣的高頻外科手術(shù)器械用于給用于組織凝血和切割的相應(yīng)外科手術(shù)器械供應(yīng)電能。在此，例如因?yàn)殡妷簱舸娏鞣逯蛋匆?guī)定就是一個(gè)問(wèn)題，電流擊穿例如可能導(dǎo)致電弧。與此相應(yīng)，在所述公開(kāi)文獻(xiàn)中描述了控制裝置，其應(yīng)該防止或終止這種電壓擊穿。

但是，仍然需要快速可靠的控制。

為此，根據(jù)本發(fā)明提出一種前述類型的高頻外科手術(shù)器械，其具有峰值檢測(cè)控制單元，峰值檢測(cè)控制單元本身具有電流傳感器或電壓傳感器，其設(shè)計(jì)用于檢測(cè)在運(yùn)行中被輸出給負(fù)載的高頻交流電的電流強(qiáng)度或電壓并且具有有效值生成器或者與之相連，其中該有效值生成器與該電流傳感器或電壓傳感器相連且設(shè)計(jì)成生成由電流傳感器或電壓傳感器獲得的高頻交流電的有效值。根據(jù)本發(fā)明，該峰值檢測(cè)控制單元被設(shè)計(jì)成當(dāng)在高頻高壓電路的起振狀態(tài)下代表由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的瞬時(shí)值的信號(hào)的瞬時(shí)峰值的數(shù)值超出從由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行獲得的高頻交流電的有效值推導(dǎo)出的值的數(shù)值時(shí)停用該高頻發(fā)生器。在運(yùn)行中，高頻高壓電路由所述高頻發(fā)生器和與之相連的外科手術(shù)器械構(gòu)成。電流傳感器或電壓傳感器連續(xù)檢測(cè)在運(yùn)行中在高頻高壓電路中流動(dòng)的電流的瞬時(shí)值或者電壓的瞬時(shí)值。

“超出”在此總是涉及代表各自瞬時(shí)值的信號(hào)的數(shù)值和從有效值推導(dǎo)出的值的數(shù)值。

由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的瞬時(shí)值的信號(hào)可被衰減。于是，從由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的有效值推導(dǎo)出的值可以直接對(duì)應(yīng)于該有效值。重要的只是，代表由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的信號(hào)的最大幅值(即代表各自瞬時(shí)值的信號(hào))在高頻高壓電路的穩(wěn)定起振狀態(tài)下小于從由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的有效值推導(dǎo)出的值，從而代表各自瞬時(shí)值的信號(hào)只在瞬時(shí)值的最大幅值猛然增大的情況下超出從由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電的有效值推導(dǎo)出的值。本發(fā)明利用了以下事實(shí)，即有效值只以一定的延遲跟隨相關(guān)瞬時(shí)值的最大幅值的增大。

為了比較由電流傳感器或電壓傳感器獲得的電流的各自瞬時(shí)值與從該電流有效值推導(dǎo)出的值，峰值檢測(cè)控制單元優(yōu)選具有比較器，該比較器以硬件部件即模擬電路形式實(shí)現(xiàn)，因而可以很快速地做出響應(yīng)。

本發(fā)明包含以下認(rèn)識(shí)，電流有效值在就像例如在電壓擊穿(電弧)時(shí)所出現(xiàn)的電流峰值情況下也比各自瞬時(shí)值緩慢增大。與此相應(yīng)，從有效值推導(dǎo)出的值也比較緩慢增大。當(dāng)由有效值推導(dǎo)出的值例如是各自有效值加上一固定附加值時(shí)且因而當(dāng)高頻交流電的瞬時(shí)值超出該有效值加上固定附加值時(shí)實(shí)現(xiàn)高頻發(fā)生器的停用，則瞬時(shí)值的較小增大未造成高頻發(fā)生器停用，反而是有效值的緩慢增大。被考慮用來(lái)檢測(cè)電流峰值的對(duì)比值因此也是一個(gè)機(jī)動(dòng)的對(duì)比值，不是定值。

從由電流傳感器或電壓傳感器獲得的交流電流的有效值推導(dǎo)出的值優(yōu)選是有效值加上一固定數(shù)值(附加值)。該固定數(shù)值(或附加值)是如此選擇的，即例如在期望的功率增大時(shí)的期望的電流瞬時(shí)值增大尚未導(dǎo)致峰值檢測(cè)控制單元停用高頻發(fā)生器。

從由電流傳感器或電壓傳感器獲得的交流電流的有效值推導(dǎo)出的值也能以預(yù)定倍數(shù)(附加倍數(shù))如1.5或2大于有效值。也可以針對(duì)不同的有效值設(shè)定不同的附加值或附加倍數(shù)。

或者，代表各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)可以被衰減或降低。

還優(yōu)選的是，峰值檢測(cè)控制單元只相對(duì)于高電壓電源單元和高頻發(fā)生器的啟動(dòng)延遲地被啟動(dòng)。即，緊跟在高電壓電源單元和/或高頻發(fā)生器啟動(dòng)之后，由電流傳感器或電壓傳感器獲得的電流的瞬時(shí)值在周期之間相對(duì)強(qiáng)烈地一直增大，直到達(dá)到起振狀態(tài)。緊跟在高電壓電源單元或高頻發(fā)生器接通之后，該有效值首先為零，隨后只緩慢增大，從而該瞬時(shí)值按規(guī)定明顯高于該有效值并且可能也高于該有效值加上固定數(shù)值，即也高于從有效值推導(dǎo)出的值。為了在此情況下不出現(xiàn)通過(guò)峰值檢測(cè)控制單元停用該高頻發(fā)生器，它只以一定的延遲被啟動(dòng)。為此，優(yōu)選設(shè)置控制單元，它用于所述延遲并且相應(yīng)地只在一定延時(shí)之后提供啟動(dòng)信號(hào)供峰值檢測(cè)控制單元所用。

或者也可以規(guī)定，代表各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)與預(yù)定最小值相比較，并且只在代表各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)不僅超出由有效值推導(dǎo)出的值也超出預(yù)定最小值時(shí)產(chǎn)生一關(guān)斷信號(hào)。

峰值檢測(cè)控制單元優(yōu)選如此與高頻發(fā)生器相連，即，峰值檢測(cè)控制單元通過(guò)禁止發(fā)出控制脈沖給高頻發(fā)生器來(lái)停用高頻發(fā)生器。一般，定期給高頻發(fā)生器供應(yīng)控制脈沖，控制脈沖所具有的頻率對(duì)應(yīng)于高頻發(fā)生器的諧振頻率以維持諧振。如果停止了控制脈沖的發(fā)出，則高頻發(fā)生器暫時(shí)不再輸出高頻交流電。峰值檢測(cè)控制單元優(yōu)選以硬件部件形式實(shí)現(xiàn)，其可以直接處理來(lái)自電流傳感器或電壓傳感器的模擬輸入信號(hào)。峰值檢測(cè)控制單元優(yōu)選包括用于模擬比較由電流傳感器或電壓傳感器獲得的交流電流的瞬時(shí)值和模擬電流的有效值的比較器。通過(guò)這種方式，峰值檢測(cè)控制單元可以在電流瞬時(shí)值超出由有效值推導(dǎo)出的值時(shí)在盡量最短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生停用高頻發(fā)生器的關(guān)斷信號(hào)。

另外，峰值檢測(cè)控制單元優(yōu)選具有用于啟動(dòng)信號(hào)的輸入端，該峰值檢測(cè)控制單元可借此被啟動(dòng)或停用。通過(guò)這種方式，例如可以實(shí)現(xiàn)峰值檢測(cè)控制單元的時(shí)間延遲啟動(dòng)。也可以避免在某些運(yùn)行模式中出現(xiàn)錯(cuò)誤停用，即，當(dāng)由相應(yīng)的運(yùn)行模式?jīng)Q定地出現(xiàn)所期望的電流峰值或電壓峰值時(shí)。因此，峰值檢測(cè)控制單元在選擇這種運(yùn)行模式時(shí)被停用是有利的。這例如可以通過(guò)軟件控制的中央控制單元總是在選定了或接通了期望的電流峰值或電壓峰值隨之而來(lái)的運(yùn)行模式時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選變型實(shí)施方式，峰值檢測(cè)控制單元具有另一個(gè)輸入端，在所述另一個(gè)輸入端加有代表下述固定數(shù)值的信號(hào)，從有效值推導(dǎo)出的值與該有效值相差所述固定數(shù)值。用于代表固定數(shù)值的信號(hào)的輸入端也優(yōu)選與另一個(gè)控制單元相連，例如與也造成峰值檢測(cè)控制單元的延時(shí)啟動(dòng)的控制單元相連。

所述另一控制單元優(yōu)選是軟件控制的中央控制單元，其可被編程且擔(dān)負(fù)起對(duì)時(shí)間要求不太嚴(yán)格的控制任務(wù)。

在一個(gè)優(yōu)選變型實(shí)施方式中，高頻外科手術(shù)器械還具有電壓控制單元，它在輸出端側(cè)與高電壓電源單元相連病在輸入端側(cè)至少間接與峰值檢測(cè)控制單元相連。電壓控制單元被設(shè)計(jì)成輸出用于高電壓電源單元的電壓控制信號(hào)。電壓控制單元在輸入端側(cè)至少間接與峰值檢測(cè)控制單元的輸出端相連，以便能通過(guò)這種方式在峰值檢測(cè)控制單元上接收該輸出信號(hào)。如果峰值檢測(cè)控制單元發(fā)出停用高頻發(fā)生器的控制信號(hào)，則該控制信號(hào)可以同時(shí)造成該電壓控制單元生成一電壓控制信號(hào)，其造成由高電壓電源單元發(fā)出的輸出電壓降低。通過(guò)這種方式，例如可以在高頻發(fā)生器又被啟動(dòng)時(shí)避免新的瞬間電壓擊穿。

電壓控制單元優(yōu)選以具有至少另一個(gè)輸入端的模擬電路形式實(shí)現(xiàn)，所述另一個(gè)輸入端與軟件控制的控制單元相連，就是說(shuō)例如與高頻外科手術(shù)器械的可編程的中央控制單元相連。通過(guò)這種方式，如用于不同外科應(yīng)用的可編程控制裝置的優(yōu)點(diǎn)可以與模擬電路優(yōu)點(diǎn)(如電弧情況下的快速反應(yīng))融合。

電流有效值生成器優(yōu)選包括用于生成均方根(rms)的至少一個(gè)單元。

現(xiàn)在，將結(jié)合實(shí)施例并參照附圖來(lái)詳述本發(fā)明，附圖示出：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的高頻外科手術(shù)器械的示意性電路框圖；

圖2是用于說(shuō)明在檢測(cè)到火花放電時(shí)的高頻外科手術(shù)器械的工作方式的第一曲線圖；以及

圖3是用于說(shuō)明在接通后的高頻外科手術(shù)器械的工作方式的第二曲線圖。

如圖1所示的高頻外科手術(shù)器械10包括高頻發(fā)生器12，其由高電壓電源單元14供電。由高頻發(fā)生器12生成的高頻交流電流可以通過(guò)兩個(gè)端子16.1、16.2被輸出給相連的儀器18。儀器18對(duì)由高頻發(fā)生器12供電的高頻高壓電路來(lái)說(shuō)是負(fù)載。高頻高壓電路包含高頻發(fā)生器12和儀器18。

為了獲知在運(yùn)行中在高頻高壓電路中流動(dòng)的電流而設(shè)有電流傳感器20，并且為了獲知當(dāng)前存在的電壓而設(shè)有電壓傳感器22。由電流傳感器20或電壓傳感器22獲得的值通過(guò)模擬匹配電路46被分別供給一個(gè)RMS單元24或26。RMS單元24生成電流有效值，RMS單元26生成電壓有效值。該有效值分別被提供給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器32或34。由各自的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器32、34數(shù)字化的電流有效值或電壓有效值被供給軟件控制的中央控制單元36。

除了軟件控制的中央控制單元36外，還設(shè)有兩個(gè)以硬件部件形式實(shí)現(xiàn)的、分別包括至少一個(gè)比較器的控制單元，即峰值檢測(cè)和控制單元38和電壓控制單元40。

峰值檢測(cè)控制單元38在輸出側(cè)與高頻發(fā)生器12相連且能輸出用于高頻發(fā)生器12的關(guān)斷信號(hào)。

峰值檢測(cè)控制單元38在所示實(shí)施例中具有峰值電流檢測(cè)單元42和峰值電壓檢測(cè)單元44。與此不同也可行的是，峰值檢測(cè)控制單元38只具有峰值電流檢測(cè)單元，或只具有峰值電壓檢測(cè)單元。

峰值電流檢測(cè)單元42和峰值電壓檢測(cè)單元44原則上具有相同結(jié)構(gòu)(即附圖未示出的拋開(kāi)電路細(xì)節(jié)不算)。峰值電流檢測(cè)單元42及峰值電壓檢測(cè)單元44都分別具有第一比較器42.1、44.1，分別通過(guò)第一輸入端(在此情況下是各自的反相輸入端)將電流有效值或電壓有效值提供給所述第一比較器。為此，第一比較器42.1或44.1的第一(例如是反相)輸入端與RMS單元24的或RMS單元的26的輸出端相連，從而在第一比較器42.1、44.1的第一輸入端加上代表高頻高壓電路內(nèi)的各自電流有效值或電壓有效值的信號(hào)。各第一比較器42.1、44.1的各自第二(在此實(shí)施例中是非反相的)輸入端分別與電流傳感器20或電壓傳感器22相連，從而在第二輸入端加上代表各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)。為此，在運(yùn)行中給各第一比較器42.1、44.1的各自第二輸入端分別供應(yīng)代表電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)，從而各第一比較器42.1、44.1將各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值與從相應(yīng)有效值推導(dǎo)出的電流值或電壓值相比較。在兩個(gè)輸入端之前各接設(shè)有模擬匹配電路46，其根據(jù)需要用于電流轉(zhuǎn)換或電壓轉(zhuǎn)換或者阻抗匹配。

借助模擬匹配電路，各有效值可相對(duì)于其所依據(jù)的瞬時(shí)值被增大，因而成為由電流傳感器或電壓傳感器在工作中獲得的高頻交流電流推導(dǎo)出的值。

各有效值相對(duì)于其所依據(jù)的瞬時(shí)值的這種相對(duì)增大也可以通過(guò)借助相應(yīng)的匹配電路46衰減(即幅值減小)該瞬時(shí)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)電流或電壓的瞬時(shí)值高出由相應(yīng)有效值推導(dǎo)的值時(shí)，各自第一比較器42.1、44.1的輸出端提供對(duì)應(yīng)于邏輯1的電壓值。

峰值電流檢測(cè)單元42和峰值電壓檢測(cè)單元44另外還分別具有第二比較器42.2、44.2，其各自的非反相輸入端恰好與各第一比較器42.1或44.1的相應(yīng)輸入端一樣分別與電流傳感器20或電壓傳感器22相連，從而在各第二比較器42.2或44.2的非反相輸入端也加上代表各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)。為此，各第二比較器42.2、44.2的各非反相輸入端也在運(yùn)行中分別被提供一個(gè)代表電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的信號(hào)。

各第二比較器42.2、44.2的各自的反相輸入端通過(guò)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器48與軟件控制的中央控制單元36相連。軟件控制的中央控制單元36可以通過(guò)這種方式預(yù)定用于電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值的最小值，該最小值須被超過(guò)以便各第二比較器42.2、44.2提供對(duì)應(yīng)于邏輯1的輸出信號(hào)。

各第一比較器42.1或44.1和各第二比較器42.2或44.2的兩個(gè)輸出信號(hào)分別被供給與門42.3、44.3。各自的與門42.3、44.3在其輸出端只在峰值電流檢測(cè)單元42或峰值電壓檢測(cè)單元44的兩個(gè)比較器分別提供代表邏輯1的輸出信號(hào)時(shí)提供代表邏輯1的信號(hào)。當(dāng)各自的電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值不僅超出由軟件控制的中央控制單元36預(yù)定的各自電流最小值或電壓最小值也超出各自的電流有效值或電壓有效值時(shí)就是這樣的情況。結(jié)果這意味著，峰值電流檢測(cè)單元42和峰值電壓檢測(cè)單元44只在包括高頻發(fā)生器12和儀器18的高頻高壓電路就電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值在任何情況下都超出由軟件控制的中央控制單元36預(yù)定的最小值而言起振時(shí)才提供對(duì)應(yīng)于邏輯1的輸出信號(hào)。

這兩個(gè)與門42.3、4.3分別具有啟動(dòng)輸入端，可借此由軟件控制的中央控制單元36啟動(dòng)與門42.3、44.3。與門42.3和44.3的各自啟動(dòng)輸入端因此也與軟件控制的中央控制單元36相連且被設(shè)計(jì)成從中央控制單元接收啟用信號(hào)以便由此被啟動(dòng)。如果這樣的啟用信號(hào)消失，則峰值檢測(cè)控制單元38不被啟動(dòng)。

峰值電流檢測(cè)單元42的和峰值電壓檢測(cè)單元44的輸出信號(hào)(即分別代表邏輯“1”或邏輯“0”的信號(hào))被供給峰值檢測(cè)控制單元38的或門50，從而峰值檢測(cè)控制單元38總是在這兩個(gè)與門42.3、44.3分別通過(guò)軟件控制的中央控制單元36的相應(yīng)啟用信號(hào)被啟動(dòng)且還有該電流瞬時(shí)值或電壓瞬時(shí)值超出分別由軟件控制的中央控制單元36預(yù)定的各自最小值以及各自的電流有效值或電壓有效值時(shí)提供代表邏輯1的輸出信號(hào)。峰值檢測(cè)控制單元38的輸出信號(hào)一方面被供給軟件控制的中央控制單元36，另一方面作為關(guān)斷信號(hào)被供給高頻發(fā)生器12。這意味著，當(dāng)峰值檢測(cè)控制單元38的輸出提供代表邏輯1的信號(hào)時(shí)，高頻發(fā)生器12不再獲得控制脈沖。為此，高頻發(fā)生器12可以在最短時(shí)間內(nèi)被停用。

如圖2更詳細(xì)所示，當(dāng)瞬時(shí)值超出電流有效值和分別由軟件控制的中央控制單元36預(yù)定的最小值時(shí)，峰值檢測(cè)控制單元38因此隨即產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)并將其發(fā)送至高頻發(fā)生器12。該關(guān)斷信號(hào)造成禁止控制脈沖輸出給高頻發(fā)生器12，從而結(jié)果是它不再輸出高頻交流電。

圖2以實(shí)線示出高頻高壓電路中的(交流)電流的或(交流)電壓的瞬時(shí)值。代表瞬時(shí)值的信號(hào)在比較器42.1、44.1、42.2和44.2的非反相輸入端輸出。虛線表示由軟件控制的中央控制單元36預(yù)定的最小值，其加在相應(yīng)的第二比較器42.4或44.2的各自反相輸入端上。點(diǎn)劃線表示在高頻高壓電路中的電流或電壓的有效值。虛線表示高頻高壓電路中的電流或電壓的以固定數(shù)值增大的有效值，進(jìn)而表示由電流傳感器或電壓傳感器在運(yùn)行中獲得的高頻交流電流推導(dǎo)出的值，就像被供給相應(yīng)的第一比較器42.1、44.1的反相輸入端。

因?yàn)橛捎行е低茖?dǎo)出的值被選擇成該瞬時(shí)值在輸出功率發(fā)生期望的變化時(shí)尚未超出從有效值推導(dǎo)出的值，可以實(shí)現(xiàn)功率增大，如圖2所示。只有當(dāng)例如在火花擊穿情況下出現(xiàn)猛然強(qiáng)烈增大時(shí)，瞬時(shí)值才超出從有效值推導(dǎo)出的值并且峰值檢測(cè)控制單元38做出響應(yīng)，參見(jiàn)圖2的“SP”。

因?yàn)楦髯缘碾娏魉矔r(shí)值與電流有效值的比較借助峰值檢測(cè)控制單元38的比較器進(jìn)行，因此有可能很快速地產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)并且用于高頻發(fā)生器12的控制脈沖的關(guān)斷可以在出現(xiàn)例如由火花擊穿引起的電流峰值之后的幾微秒如5微秒內(nèi)發(fā)生。

該關(guān)斷信號(hào)不僅被供給高頻發(fā)生器12，而且還被供給也呈硬件控制裝置形式的電壓控制單元40。電壓控制單元40作為輸出信號(hào)產(chǎn)生用于高電壓電源單元14的控制信號(hào)。電壓控制單元40的輸入值除了峰值檢測(cè)控制單元38的關(guān)斷信號(hào)外也是由中央控制單元36產(chǎn)生的參考值。因?yàn)橹醒肟刂茊卧擒浖刂频?，故由中央控制單?6產(chǎn)生的參考值分別借助數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器48被轉(zhuǎn)換為模擬參考值。

通過(guò)將給電壓控制單元40提供峰值檢測(cè)控制單元38的關(guān)斷信號(hào)，電壓控制單元40可以在火花擊穿情況下生成控制信號(hào)，這導(dǎo)致高電壓電源單元14的輸出電壓減小。因?yàn)檫@單純以模擬方式實(shí)現(xiàn)，因此在火花擊穿情況下的電壓控制也很快速地實(shí)現(xiàn)。否則，電壓控制通過(guò)軟件控制的中央控制單元36和由其產(chǎn)生的電流值或電壓值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

電壓控制單元40能以與門或者或門或者單穩(wěn)觸發(fā)器形式構(gòu)成。

圖3示出，峰值檢測(cè)控制單元38在各自瞬時(shí)值超出從有效值推導(dǎo)出的值(虛線)和預(yù)定最小值(虛線)時(shí)做出響應(yīng)。借此防止峰值檢測(cè)控制單元38在該瞬時(shí)值緊跟在高頻發(fā)生器12接通后只是因?yàn)楦哳l高壓電路剛好才起振且該有效值才緩慢跟隨在起振時(shí)快速增大的瞬時(shí)值最大幅值而超出從有效值推導(dǎo)出的值時(shí)尚未做出響應(yīng)。

附圖標(biāo)記清單

10 高頻外科手術(shù)器械

12 高頻發(fā)生器

14 高電壓電源單元

16.1,16.2 端子

18 儀器

20 電流傳感器

22 電壓傳感器

24 電流RMS單元

26 電壓RMS單元

32,34 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器

36 中央控制單元

38 峰值檢測(cè)控制單元

40 電壓控制單元

42 峰值電流檢測(cè)控制單元

44 峰值電壓檢測(cè)控制單元

42.1,42.2,44.1,44.2 比較器

42.3,44.3 與門

46 匹配電路

48 數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器

50 或門