(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作時にアークの形成によって治療すべき組織と共に高周波回路を形成する少なくとも１つの高周波発生器を備えた、生物学的な組織を切開するおよび／または凝固させる高周波手術装置において、
少なくとも１つの測定計算装置を有し、該測定計算装置は信号伝送のために前記高周波回路に接続されており、且つ、動作時に前記高周波回路における直流電圧も、前記高周波発生器の第２高調波および第３高調波の振幅も検出し、前記第２高調波の振幅および前記第３高調波の振幅の和を前記直流電圧で割った商から、治療すべき組織の種類を表す第１の組織パラメータを形成し、後続の処理のために前記第１の組織パラメータに依存する組織信号を出力する
ことを特徴とする、高周波手術装置。
【請求項２】
前記高周波手術装置は、信号伝送のために前記測定計算装置に接続され、前記高周波発生器の出力値を制御または調整するために前記高周波発生器に接続されている少なくとも１つの制御装置を有し、該制御装置は前記組織信号に基づき前記出力値を制御または調整する、請求項１記載の高周波手術装置。
【請求項３】
前記測定計算装置は、前記高周波回路の出力電圧の、または、前記高周波回路の出力電流の周波数スペクトルにおける高調波の振幅を検出する、請求項１または２記載の高周波手術装置。
【請求項４】
前記測定計算装置は前記高周波回路における出力電圧を測定し、該出力電圧に依存して前記組織パラメータを形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の高周波手術装置。
【請求項５】
前記測定計算装置は、前記高周波回路における出力電圧から治療すべき組織の種類を表す第２の組織パラメータを形成し、前記第１の組織パラメータおよび前記第２の組織パラメータに依存して前記組織信号を出力する、請求項１から４までのいずれか１項記載の高周波手術装置。
【請求項６】
前記測定計算装置は、動作時に前記高周波回路における直流電圧も前記高周波回路における出力電流および／または前記高周波発生器の第２高調波の振幅も検出し、前記直流電圧を前記第２高調波の振幅で割った商、および／または、前記直流電圧を前記出力電流で割った商から切開速度を表す速度パラメータを形成し、後続の処理に関して前記速度パラメータに依存する速度信号を出力する、請求項１から５までのいずれか１項記載の高周波手術装置。
【請求項７】
動作時にアークの形成によって治療すべき組織と共に高周波回路を形成する高周波発生器を備えた、生物学的な組織を切開する高周波手術装置において、
少なくとも１つの測定計算装置を有し、該測定計算装置は信号伝送のために前記高周波回路に接続されており、且つ、動作時に前記高周波回路における直流電圧も、前記高周波回路における出力電流および／または前記高周波発生器の第２高調波の振幅も検出し、前記直流電圧を前記第２高調波の振幅で割った商から、および／または、前記直流電圧を前記出力電流で割った商から切断速度を表す速度パラメータを形成し、後続の処理のために前記速度パラメータに依存する速度信号を出力することを特徴とする、高周波手術装置。
【請求項８】
前記高周波手術装置は、前記高周波発生器の出力値を制御または調整するための前記測定計算装置に接続されている少なくとも１つの制御装置を有し、該制御装置は前記速度信号に基づき前記出力値を制御または調整する、請求項７記載の高周波手術装置。
【請求項９】
前記測定計算装置は、前記高周波回路の出力電圧または出力電流の周波数スペクトルにおける前記第２高調波の前記振幅を検出する、請求項７または８記載の高周波手術装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークの形成によって治療すべき組織を用いて動作時に高周波回路を形成する少なくとも１つの高周波発生器を有する、生物学的な組織を切開および／または凝固させる、高周波手術装置に関する。
【０００２】
さらに本発明は、生物学的な組織を切開および／または凝固させるために、アークの形成によって治療すべき組織と少なくとも１つの高周波発生器との間に高周波回路が形成されている、高周波手術装置の動作方法に関する。
【０００３】
高周波手術という用語は本質的に、高周波電流（約０．２MHｚ〜３MHｚ）を使用する生物学的な組織の切開および凝固（硬化）を表すために使用される。その点において、生物学的な組織における切開効果は活性電極と組織との間におけるアークの形成を基礎とする。一定の止血でもって（切開結果）、可能な限り均一な切開を達成するために、高周波発生器に関する制御判定基準としてアークパラメータが使用される。
【０００４】
凝固時に組織の止血または切断のために高周波電流が使用される。その場合には、人体固有のアルブミンが分解されて固まり、細胞内液も細胞外液も蒸発するほどに電極周囲の組織が電流によって加熱される。この結果、組織および血管が変性および収縮し、したがって最終的には出血が止まる。切除時に、身体から破壊または除去されるべき組織領域がそのようにして変性される。そのようにして治療された組織領域は手術によって除去する必要なく、身体特有の過程によって癒着し、分離される。
【０００５】
切開作業時にアークは切開電極と組織との間の組織液の蒸気層によって生成される。アークにおける高周波電流の点集中により、細胞組織の温度が閃光状に上昇し、それにより細胞液が急激に蒸発し、最終的には細胞破裂が生じる。切開効果はアークが活性電極全体にわたり点弧し、どこにおいても組織と電極との間の蒸気層が十分に薄くなるようなアークの分布により生じる。この場合には、機械的な圧力を要することなく、導電性の組織を事実上切断することができる。高温により細菌が伝播する危険は低減され、さらにはそれと同時に組織の周囲部の凝固を達成することができる。
【０００６】
単極の処置は活性凝固電極または切開電極と、広範な領域にわたり適用される中性電極の使用を含む。この場合には高周波電流が治療すべき組織によって活性電極から中性電極へと流れる。適用個所における電流の熱作用に関する重要な検討事項は、広範囲の中性電極に比べて活性電極の領域が小さいことである。これにより高電流密度が生じ、したがって手術個所における組織の温度が著しく上昇し、それと同時に中性電極における組織の不所望な損傷が回避される。
【０００７】
両極の適用は、１つの機器において組み合わされている、均等に整合された２つの電極の使用を含む。この場合には高周波電流が治療すべき組織によって、手術器具の一方の電極から他方の電極へと流れる。択一的に、電極を異なるユニットに設けることもできる。この点に関して最も知られた器具は凝固鉗子であり、この器具により血管を特殊に、また所期のように保持し、閉鎖することができる。
【０００８】
本明細書において、アーク強度は点弧されたアークの発生頻度および数に関して測定されたものとして規定される。アーク強度は、フラッシュオーバのスパークおよび蒸気層の維持のためにアークにおいて変換される電力に比例する。高周波発生器から一定の電力が供給される場合、アーク強度は切開深さ、切開速度および組織因子のようなパラメータに依存する。アーク強度の制御は、組織因子および切開パラメータに可能な限り依存しない切開結果を達成するために使用される。その観点において、切開結果という用語は切開表面の（所望の）凝固程度および炭化（炭化：不所望な物質または組織の炭化）程度を表すために使用される。
【０００９】
生物学的な組織の質量は均一ではない。筋肉、脂肪および他の種類の組織ならびに血管の質量は変化する。電極の挿入の速度および深さも切開作業中に変化する。その結果、切開電極が案内されている状態での電気的な条件は常に変化する。アーク制御が行われない高周波発生器では電気的な出力パラメータを可変の使用条件に適合させることはできない。切開作業の場合に、活性電極は蒸発した細胞液の膜によって包囲される。蒸気層は電極の先端領域への前進によって圧縮および変位される。すなわち、アークは最適な切開作業時により薄い蒸気層に基づき点弧される。高周波発生器からの出力電力が過度に高い場合には、アークが電極表面全体にわたって点弧される。
【００１０】
高周波手術装置により行われる切開の場合の所望の結果は、切開表面が凝固されるが炭化されない組織分画である。高周波発生器からの過度に高い出力は切開結果を改善しないが、アーク強度のレベルは高める。これは切開表面のより深刻な壊死および炭化を伴う。これにより治癒経過が遅れるので、絶対に回避されなければならない。反対に電力が過度に低い場合には、アークをもはや点弧することができず、切開作業が停止される。
【００１１】
市販の高周波発生器は、切開電極と組織との間のアーク強度を一定に維持するために高周波発生器の出力電圧を制御する。そのような制御系により、高周波発生器の出力電力を、一定の電圧制御が行われる場合または全く制御が行われない場合に比べて、一般の操作要求により良好に適合させることができる。理想的な高周波手術装置の場合には、切開結果はあらゆる条件下で常に一定で再現可能である。すなわち、従来技術により実施されているアーク制御系は、切開表面の凝固および炭化の程度に関して、例えば切開速度および切開深さに顕著な依存性が残ったままであることから限界に直面している。
【００１２】
高周波手術装置を使用する場合、手術者が切開している組織の技術的な認識は確実性のレベルを著しく高める。理想的な場合には、手術装置は手術が実施されるべき組織の種類を検出すべきであり、また切開電極が組織の他の部分と接触した際にはその部分に与える不所望な損傷を回避するために、可能な限り迅速にシャットダウンされるか、シグナリングに反応しなければならない。
【００１３】
高周波手術装置およびその種の装置の動作方法は従来技術から公知である。
【００１４】
DE 25 04 280には例えば、切開または凝固処置の状態に基づき制御される高周波電流により人体組織を切開および凝固させる装置が開示されている。
【００１５】
高周波発生器を制御するためのアーク強度の検出はDE 195 42 418に開示されている。
【００１６】
高周波発生器において測定された電流電圧特性に基づき組織分画を行う高周波発生器はDE 195 42 419に開示されている。
【００１７】
DE 28 01 833には電気外科切開装置が開示されており、この装置においては高周波発生器の高周波電圧に関する制御は切開作業中に生じた直流電圧に応答する。
【００１８】
DE 41 26 607には高周波電流を用いて生物学的な組織を切開する装置が開示されている。
【００１９】
公知の高周波手術装置およびその種の装置の制御方法に関する問題は、手術者によって決定された切開速度および切開深さのようなパラメータへの依存性、また筋肉組織または脂肪組織のような組織の種類への依存性が存在するので、種々の切開結果が生じる可能性があることである。
【００２０】
したがって本発明の課題は、従来技術に比べて改善された切開結果をもたらす高周波手術装置および高周波手術装置の動作方法を提供することである。
【００２１】
この課題は独立請求項に記載されている特徴を有する高周波手術装置および高周波手術装置の動作方法によって解決される。
【００２２】
本発明による高周波手術装置は、組織の種類を表す第１の組織パラメータの形成によって前述の課題を解決する。第１の組織パラメータは高周波発生器の基本周波数の偶数高調波および奇数高調波の振幅の和と、高周波回路における直流電圧との関係から計算される。試験により組織パラメータは組織の種類を反映し、それと同時に手術者によって決定された切開速度に依存しないことが分かった。したがって、第１の組織パラメータを例えば出力電力または出力電圧のような出力値を自動的に制御するために使用することができる。
【００２３】
本発明による別の高周波手術装置は、切開速度を表す速度パラメータを求めることによって前述の課題を解決する。速度パラメータは、高周波回路における直流電圧と高周波発生器の基本周波数の高調波の振幅との商から、および／または、直流電圧と出力電流との商から計算される。その点に関して、速度パラメータは手術者が切開を行っている切開速度を反映していることが試験により分かった。したがって、本発明による速度パラメータを例えば高周波発生器の出力値を切開速度に自動的に適合させるために使用することができる。そのような制御は画一的な切開結果を提供する。
【００２４】
本発明のさらに有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００２５】
したがって高周波手術装置は、高周波発生器の出力値を制御または調整するための測定計算装置に接続されている少なくとも１つの制御装置を有し、この制御装置は組織信号および／または速度信号に基づき出力値を制御または調整することに適合されている。この高周波手術装置は、切開速度および／または組織の種類に依存せずに、画一的な切開品質を提供しながら、高周波発生器の出力電圧または出力電力のような出力値の自動的な制御が可能であるという利点を有する。
【００２６】
以下では、添付の図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】可変の速度および一定の出力電圧（Ｕ＝３００Ｖ）で切開を行う場合のＵDC／Ｉの商を示す。
【図２】可変の速度および一定の出力電圧（Ｕ＝３００Ｖ）で切開を行う場合のＵＤＣ／ｕf２の商を示す。
【図３】異なる速度で複数の切開を行う場合（Ｕ＝一定＝３００Ｖ）のパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣの変化を示す。
【図４】筋肉組織および脂肪組織を通り複数の切開を行う場合（Ｕ＝一定＝３００Ｖ）に計算により求められたパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣの変化を示す。
【図５】アーク制御により筋肉組織および脂肪組織を通り複数の切開を行う場合の出力電圧ＵＨＦと直流電圧ＵＤＣ（直流電圧ＵＤＣは４０Ｖに制御されたアークによって形成される）との関係を示す。
【図６】直流電圧成分の測定のグラフを示す。
【図７】高調波成分のフィルタリングと測定のグラフを示す。
【図８】組織分画のために高調波を評価する高周波発生器の概略図を示す。
【図９】電圧スペクトルにおける第２高調波および第３高調波の評価の概略図を示す。
【図１０】周波数スペクトル評価部が組み込まれた本発明によるアークセンサの原理図を示す。
【図１１】本発明によるアーク制御（包括的なシステム）の操作原理の概略図を示す。
【図１２】本発明による高周波手術装置の実施例の概略図を示す。
【００２８】
以下では本発明に関する考察および本発明の実施例を説明する。
【００２９】
測定プロシージャによるアークの検出は今日の高周波発生器の制御を基礎としている。アークの種々の特性パラメータの考えられる幾つかの検出方式を以下において説明する。
【００３０】
周波数スペクトルにおける高調波
組織を切開した時の電流の周波数スペクトルの評価が既知である。アークのフラッシュオーバの非線形の特性により、高周波発生器の出力電流の周波数スペクトルに高調波が生じる。電流波形の基本的な正弦波形状からの歪みおよび偏位の程度はアークのフラッシュオーバの強度に依存する。したがって高調波成分はアーク強度に比例し、出力電力を制御するための判定基準として使用することができる。負荷下では出力電圧が正弦波形状から大幅に偏差する（電圧ブレークダウン）発生器は出力電圧に関しても相応の周波数スペクトルを生成する。
【００３１】
直流（ＤＣ）電圧
高周波手術における単極の切開の場合には、アークが金属性の電極と組織との間で燃焼する。非常に異なる材料において帯電粒子を生じさせなければならない異なる仕事関数により、アークは金属半導体ダイオードに類似する整流作用を有する。アークのフラッシュオーバの場合のみ直流電圧（直流成分）が生じる。患者回路における直流電流の遮断に使用されるキャパシタにおいて直流電圧を測定することができる。直流電圧はアーク強度に制限的に比例し、高周波発生器の制御に使用することができる。公知の高周波手術装置におけるアーク制御は例えばアークのフラッシュオーバに基づく直流電圧の検出を基礎としている。
【００３２】
電流の周波数スペクトルにおける高調波の振幅
電流の周波数スペクトルを組織の分画のための特徴として使用することができる。試験により、周波数スペクトルは電極材料に依存することが分かった。高周波手術装置により切開を行う場合、外科医によって案内されるアクティブな切開電極の物質は変化しない。したがって、個々の高調波の振幅を評価することによって、切開電極を包囲する物質に関する情報を提供することができる。したがって、偶数の高調波の振幅と奇数の高調波の振幅との関係を評価目的のために使用することができる。試験により、例えば筋肉組織における第２高調波の振幅と第３高調波の振幅との関係は、脂肪組織における第２高調波の振幅と第３高調波の振幅との関係とは異なることが分かった。
【００３３】
電極速度の検出に関する試験結果
電極−組織配置の抵抗は速度が増すにつれ低下する。この関係を活性電極が切開作業中に蒸発した細胞液によって被覆されているモデル表現に基づき説明できる。この蒸気層は進行方向に圧縮されるので、アークはより薄い蒸気層に基づきその位置において点弧する。前進速度が上昇し、したがって蒸気層がより一層圧縮されて薄くなると、その抵抗も低下する。直流電圧ＵＤＣが一定に制御されていれば、切開表面の凝固の程度は切開速度の上昇と共に低下するので、直流電圧ＵＤＣだけの場合よりも電極の進行速度がより考慮されている付加的なパラメータが必要とされる。高周波発生器の出力電流Ｉはそれ自体でこの目的のパラメータを表す。
【００３４】
図１に示されているように、直流電圧ＵＤＣと電流Ｉとの関係を形成することによって、（ＵＤＣの測定によって）組織の影響も考慮され、（電流Ｉを用いることにより）切開速度の影響も考慮される値が提供される。さらには図２に示されているように、直流電圧ＵＤＣと、出力電圧の周波数スペクトルにおける第２高調波の振幅ｕf２との関係についても同様の関係が存在する。
【００３５】
周波数スペクトルの検出に関する試験結果
試験により、切開速度における高調波に関する強い依存性が存在することが分かった。電極速度または切開速度は電極を組織に案内する手術者に依存する。しかしながら技術的な組織分画の結果はユーザ（手術者）による影響を受けるべきではない。したがって組織分画に関しては、速度に依存せず、したがって手術者による影響を受けないパラメータを発見しなければならない。
【００３６】
図３は、計算によって求められたパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣは電極速度に依存していないことを示している。図４は、このパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣが活性電極の案内されている組織の種類に依存することを示す。したがってパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣを第１の組織パラメータと称することもできる。
【００３７】
本発明による第１の組織パラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣにより、組織物質の速度に依存しない分画が可能になる。異なる種類の組織を区別するためのオプションをさらに増やすために、例えば出力電圧の総実効値のような付加的な測定値を第１のパラメータに加算することができる。
【００３８】
出力電圧の評価
図５は出力電圧の測定値を示すグラフであり、ここでは直流電圧が組織分画のために４０Ｖに調整された。筋肉組織と脂肪組織との間の中間領域における所定のデータ範囲を、筋肉組織と脂肪組織を区別することができる情報グラフを取得するために、データ評価において除いた。アーク制御によって出力電圧ＵＨＦを組織因子に急峻に適合させることはできない。このため、組織の種類に関する情報が得られない中間領域が生じる。
【００３９】
出力電圧の評価に関する試験結果
筋肉組織から脂肪組織にかけての切開を行う場合、従来技術による高周波制御のアーク制御は、（直流電圧ＵＤＣの測定によって検出された）アーク強度を実質的に一定に維持するために出力電圧ＵＨＦを組織に適合させる。図５は、出力電圧と直流電圧との関係（ＵＨＦ／ＵＤＣ）に基づき組織を区別できることを示す。したがって、信頼性の高い組織分画のために１つまたは複数の他のパラメータとの組み合わせが適当である。
【００４０】
従来技術におけるアークの検出
図６は従来技術による原理を示し、患者回路における誘導防止キャパシタＣAntiに印加される直流電圧の測定によるアーク強度の検出を基礎とする。図６に示されているアークセンサは測定回路と、関連する周辺装置を備えたＰＩＣ−１８マイクロコントローラと、データ伝送用インタフェースとから構成されている。キャパシタＣAniに印加される直流電圧はＰＩＣ−１８マイクロコントローラのＡ／Ｄ変換器によって検出される。測定値からは、高周波発生器のＣＰＵと通信するデータプロトコルが形成される。高周波発生器のＣＰＵは制御タスクを実行し、アークの制御された切開を実施することができる。アークセンサ自体は制御技術に関するタスクを有しておらず、このアークセンサはアーク強度に比例し、また高周波発生器のＣＰＵとの通信を可能にする信号を生成する。
【００４１】
電流の周波数スペクトルにおける高調波の評価
高周波発生器の電流の周波数スペクトルにおける高調波の評価が図７に示されている。上述のように電流の周波数スペクトルの評価も電圧の周波数スペクトルの評価も基本的にはアーク強度の検出に適している。試験に基づき、アーク強度と切開速度と切開結果との関連性を証明することができた。さらには試験により、そのような制御を実施するために、アーク強度と電流との関係だけでなく、アーク強度と出力電圧の周波数スペクトルにおける第２高調波の振幅との関係も適切であることが分かった。
【００４２】
出力信号の高調波の評価
高周波発生器の出力信号の高調波の評価は図８に示されている回路において実施される。そのような高調波成分の評価により所望の周波数をフィルタリングすることができる。そのような場合、基本波ならびに第２高調波および第３高調波が殊に有利である。何故ならば、それよりも高次の高調波の振幅は低下し、したがってバックグラウンドノイズとの区別がより困難になるからである。組織の切開の際に活性電極は蒸気層によって包囲されているので、組織との直接的な接触は存在しない。蒸気層および組織の抵抗は１ｋΩ〜２ｋΩの範囲にあるので、比較的一定である。この場合、基本波の周波数は３３０ｋＨｚ〜３３５ｋＨｚの範囲で変化し、第２高調波の周波数は６６０ｋＨｚ〜６７０ｋＨｚの範囲で変化し、また第３高調波の周波数は９９０ｋＨｚ〜１００５ｋＨｚの範囲で変化する。
【００４３】
したがって本発明の実施形態においては、個々の高調波をフィルタリングするための帯域通過に関して、過度に広範なコンフィギュレーションを省略することができる。試験に基づき、高調波と直流電圧の組み合わせから、組織に依存し且つ速度に依存しないパラメータ（（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣ）を得ることができた。このパラメータ（（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣ）を用いて組織の分画が可能である。
【００４４】
出力電圧と直流電圧（ＵＨＦ／ＵＤＣ）の関係も組織分画にとってさらに適したパラメータであることも証明された。したがってこのパラメータを第２の組織パラメータと称することができる。つまり一方または両方のパラメータの評価が適切である。２つのパラメータを組み合わせることによって、組織分画を誤る危険をさらに低減させることができる。
【００４５】
アークパラメータを検出する方法
試験により得られたアーク強度検出および組織分画のためのパラメータを技術的に実施するための使用を以下において説明する。
【００４６】
組織分画に関して、直流電圧の評価も出力電圧の周波数スペクトルにおける第２高調波および第３高調波の評価も必要である。いずれも本発明の実施形態に組み込まれる。これによって、切開結果をさらに改善するアーク制御が改善される。以下ではこれについて説明する。
【００４７】
電極速度の影響の低下による切開結果の改善
アーク制御の目的は、常に同一で切開パラメータに依存しない定義済みの切開結果を得ることである。切開の所望の品質は高周波発生器のユーザインタフェースを用いて手術者によって事前設定される。したがって手術者はアークの強度を固定する。アーク強度は測定技術によって検出され、制御システムによってそのレベルにおいて一定に維持される。その種の制御によって、切開結果を組織因子に実質的に依存せずに維持することができる。しかしながら切開結果に関する切開速度、すなわち電極速度への依存性は依然として残っている。アーク強度が電流とほぼ同じ特性を有する場合には、切開速度の影響を補償できることが分かった。これは一定のレベルで制御されている２つの値の関係によって達成できる。そのような制御（ＵＤＣ／Ｉ）によって、一定のアーク強度で切開を行う場合よりも切開速度に事実上依存しない切開結果を達成することができる。試験結果は、出力電圧の周波数スペクトルにおける第２の高調波の評価（ＵＤＣ／ｕf２）によってそのような制御を実施できることを示した。これは電圧周波数スペクトルに基づいた組織分画によって補完され、したがって結合型センサ（joint sensor）において実施することができる。
【００４８】
フィルタ設計
以下ではフィルタハードウェアについても例示的に説明する。このフィルタハードウェアによって電圧周波数スペクトルの第２高調波および第３高調波をアーク制御のため、また組織分画のために評価することができる。
【００４９】
活性電極（ＡＥ）と中性電極（ＮＥ）との間の電圧は抵抗網によって要求される値に分けられる。電圧の周波数スペクトルにおける第２高調波および第３高調波に比例する電気信号を生成するために、適切なフィルタ技術を使用してそれらの信号を周波数スペクトルから取出し結合させることができる。フィルタの出力信号は能動的に整流され（「スーパーダイオード」）、続いてＰＩＣ−１８マイクロコントローラの１０ビットＡ／Ｄ変換器によって検出される。干渉に対して鈍感である理由から、例えば能動的アナログフィルタが使用され、フィルタ技術が実現される。殊に、このために複数のネガティブフィードバックを有するバンドパスフィルタが適している。フィルタは＋／−９Ｖの給電電圧で作動されるべきであり、フィルタの最大出力電圧ｕoutは４Ｖである（Ａ／Ｄ変換器の最大入力電圧）。例えば、第２高調波のためのフィルタは６６０ｋＨｚ〜６７０ｋＨｚの伝送範囲について設計されるべきであり、第３高調波のためのフィルタは９９０ｋＨｚ〜１００５ｋＨｚの伝送範囲について設計されるべきである。
【００５０】
周波数スペクトルを評価するための本発明によるフィルタ技術を、図１０に示されているような、公知の高周波手術装置に組み込むことができる。
【００５１】
ハードウェアおよびソフトウェアは本発明によるアークセンサにおける周波数スペクトル評価の適合ために適切に拡張された。ＰＩＣマイクロコントローラをプログラミングするためにソフトウェアが拡張されていることに基づき、付加的な測定値の処理が考慮された。ＣＰＵから高周波発生器へのデータ伝送は付加的な測定値に適合された。
【００５２】
結論
本発明は、アークパラメータを検出するための新規の測定システムを提供する。本発明による高周波手術装置は高周波発生器の出力電圧の周波数スペクトルにおける高調波の評価を採用する。アーク制御を拡大するために、直流電圧ＵＤＣと高周波発生器の出力電圧の周波数スペクトルからの第２高調波ｕf２との商がパラメータＵＤＣ／ｕf２を得るために使用された。このパラメータＵＤＣ／ｕf２により、切開速度が従来の高周波手術装置の場合よりも一層考慮され、したがって切開結果が改善される。直流電圧ＵＤＣと関連する、高周波発生器の出力電圧の周波数スペクトルにおける第２高調波ｕf２および第３高調波ｕf３の振幅の評価はパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣを提供し、このパラメータ（ｕf２＋ｕf３）／ＵＤＣにより切開速度に依存せずに筋肉組織と脂肪組織とを区別することができる。組織分画に関して考えられるオプションを拡張するために、組織に依存するパラメータＵＨＦ／ＵＤＣ（ＵＨＦ＝直流成分を含まない高周波発生器の出力電圧）との組合せもさらに提案される。アークセンサシステムを拡張するための上述のパラメータは一連の広範な試験において評価した。６６０ｋＨｚ〜６７０ｋＨｚおよび９９０ｋＨｚ〜１００５ｋＨｚの周波数範囲に関する適切なバンドパスフィルタの上述の設計は、高調波評価のハードウェアの実現例を表す。
【００５３】
本発明の目的は、切開表面の凝固の程度（切開結果）は組織因子、ならびに切開速度および切開深さのようなユーザによって決定される影響パラメータから完全に独立している。アーク制御に関する従来の技術的な解決手段は殊に切開結果における組織の影響を考慮している。本発明は、切開パラメータをより一層考慮することができるアーク制御を表す。本発明による高周波手術装置が図１１に示されている。
【００５４】
本発明の高周波手術装置および高周波発生器は、操作中の組織の種類の技術的な区別によって、組織の包囲部分の不所望な被害および損傷を回避する。
【００５５】
図１２は本発明による高周波手術装置１の実施形態を示し、この高周波手術装置１は高周波発生器２、測定計算装置３および制御装置４を有する。活性電極７および中性電極８は高周波発生器２に接続されている。動作時に高周波発生器２は、治療すべき患者の組織５と共に、高周波回路６を形成する。組織５を切開するために手術者９は活性電極７を切開速度で動かし、アーク１０を形成する。その状況において測定計算装置３は、上記において詳述したように、第１の組織パラメータおよび／または第２の組織パラメータおよび／または速度パラメータを計算する。それらのパラメータに依存して、測定計算装置３は組織信号および／または速度信号を制御ユニット４に出力し、この制御ユニット４はしたがって高周波発生器２の出力電圧を制御する。
【００５６】
なお本明細書において
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を便宜上ｕfと表記した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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