DE2353013A1

DE2353013A1 - Elektrochirurgisches dentalgeraet

Info

Publication number: DE2353013A1
Application number: DE19732353013
Authority: DE
Inventors: Maurice J Dr Oringer
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1974-05-02
Also published as: FR2203649A1; FR2203649B3; CA1012211A; JPS4973883A; US3812858A

Description

DR. INQ. HANS LICHT! · DIPL.HNQ. HEINER LICHT!

PATENTANWÄLTE

KARLSRUHE-DVRLACH · QRÖTZINQER STRASSE 61

TELEFON (O7£1) 4 Π 24 ".'"'"

22ο Oktober 1973 2688/73

Sybron Corporation, 1100 Midtown Tower, Rochester NY/ USA

Elektrochirurgisches Dentalgerät

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrochirurgische Dentaleinheit, bei deren Anwendung die Gefahren elektrochirurgischer Behandlungen in der Mundhöhle für den Patienten -weitgehend vermindert sind·

Die Gefahr einer elektrochirurgischen Mundbehandlung kann im wesentlichen den physikalischen Eigenschaften des Mundgewebes zugesprochen werden. Beispielsweise ist

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das Zahnfleisch (ging/val mucosa) extrem dünn und mit der Knochenhaut verbunden, die ihrerseits den lebens- ■ fähigen Knochen bekleidet, welch letzterer gewöhnlich lebenswichtige Zähne aufweist. Ein solches Gewebe ist sehr dünn und bei Durchdringung mit elektrochirurgie eher Wärme höchst verletzlich, weshalb dieses Gewebe sehr leicht zerstört werden kann. Daher erfordert jedes elektrochirurgische Verfahren oder jede entsprechende Behandlung unter Einschluß des Zahnfleischs extrem genaue elektrochirurgische · Techniken, um eine Zerstörung dieses Gewebes und der darunter befindlichen Strukturen bei der Wärmedurchdringung zu verhindern. Wenn beispielsweise ungenügende elektrische Leistung angewendet wird und die Gewebezellen im Weg des Hochfrequenzstroms nicht verflüchtigt sind, wie es bei einer wirksamen, sicheren Gewebespaltung auftritt, erfolgt nur eine Gerinnung der organischen Substanz der Gewebezellen, was zu ausgedehnter Zerstörung führt. Andererseits begründet eine übermäßige Einwirkung Verkochen und Verbrennen des Gewebes, was wiederum zu überflüssiger und unerwünschter Gewebe- und Knochenzerstörung führt.

Es erfolgt auch eine Zerstörung des Gewebes, wenn die aktive Elektrode zu langsam angewendet wird. In diesem Zusammenhang kann eine zu langsame Anwendung der Elektrode auf das relativ dünne Zahnfleisch eine weit über die Kontaktstelle hinausgehende seitliche Durchdringung/der erzeugten Wärme zur Folge haben, so daß die das Gewebe durchdringende Wärme in ähnlicher Weise eine völlige Zerstörung des darunter liegenden Gewebes, des Knochens und der Zahnstrukturen verursachen kann. Eine solche

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Wärmedurchdringung kann auch auftreten, wenn die Elektrode wiederholt auf das gleiche Gewebe ohne ausreichende Pausen- angewendet wird, während deren die ab

¥äu-^me\geleitet bzw* vernichtet werden kann. Obwohl die Elektrode schnell genug für jede Kontaktberührung bewegt wird, führt eine- fortgesetzte Wiederholung daher zu einer Stauung der in den Geweben absorbierten Wärme, die die darunter, liegenden Strukturen durchdringen und zerstören kann. -

Zur Erzielung einer geeigneten Steuerung der Wirksamkeit der in der Dentalelektrochirurgie benutzten Schneid- und Koagulierungsströme muß beim Körper des Patienten eine streuende oder inaktive Elektrode verwendet werden. Dann tritt der Hochfrequenzstrom durch die aktive Elektrode in den Körper des Patienten ein, um diesen durch die inaktive Elektrode zu verlassen und direkt zur Energiequelle zurückzufließen. Wenn der Patient versehentlich den Kontakt mit der inaktiven Elektrode verliert oder wenn die Bedienungsperson deren Anwendung vergißt, führt der sich daraus ergebende Verlust einer präzisen Steuer- und Schneidleistungsfähigkeit leicht zu einer Verletzung des Patienten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer elektrochirurgischen Dentaleinheit, mit der diese Nachteile und andere Gefahren der bekannten Geräte vermieden werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung eine elektrochirurgische Dentaleinheit der eingangs genannten Art vor, die gekennzeichnet ist durch

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a) einen Hochfrenquenzleistungsregler, der in Reihe zwischen der Hochfrequenzenergxequelle und der aktiven Elektrode liegt und der in Abhängigkeit von der Vergrößerung bzw. Verminderung des Widerstands des Patientengewebes, durch das die Hochfrequenzenergie geleitet wird, zum Vergrößern sowie Vermindern der dem Patienten über die aktive Elektrode zugeführten Hochfrequenzleistung dient, und durch

b) eine Zeitgebereinrichtung zum wiederholten Unterbrechen der Hochfrequenzleistungsfreigabe an die aktive Elektrode während des Arbeitsvorgangs mit vorbestimmtem ZextZyklus, wobei der Zeitgeber das Fließen der Hochfrequenzleistung zur aktiven Elektrode für eine ausreichende Zeitperiode unterbricht, damit die Wärme des Gewebes vor Anwendung weiterer Hochfrequenzleistung vernichtet bzw. abgebaut werden kann und damit eine übermäßige Wärmezerstörung des Gewebes verhindert wird.

Nach der Erfindung ist somit eine selbsttätige Regulierung der an die aktive Elektrode abgegebenen Leistung in direkter Abhängigkeit zu den Widerstandsänderungen des behandelten Gewebes vorgesehen. Ferner wird ein Zeitgeber vorgesehen, der durch wiederholte Unterbrechung während des Betriebes den Stromfluß intermittierend gestaltet. Die Unterbrechung des Schneidestroms verhindert einen Wärmestau und beläßt statt dessen ausreichend Zeit zwischen den aufeinanderfolgenden Anwendungen des Hochfrequenzstromes, so daß der Abbau bzw. die Vernichtung der während der chirurgischen Behandlung erzeugten Wärme möglich ist und die Gefahr einer möglichen Verletzung des Patienten drastisch verringert wird. Auch wird das elektrochirurgieehe Gerät in

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den Händen eines Neulings oder eines unerfahrenen elektrochirurgischen Praktikers durch den Zeitgeber sicherer. Die Unterbrechung des Schneidstroms kompensiert die Neigung des Neulings, die Elektrode zu lange in Kontakt mit dem Gewebe zu halten, wodurch eine Durchdringung und ein Wärmestau mit dem Ergebnis einer überflüssigen Gewebezerstörung auftreten können. Schließlich ist nach der vorliegenden Erfindung eine Alarmeinrichtung vorgesehen, um den Stromfluß zu unterbrechen, wenn immer der Patient keinen Kontakt mit der inaktiven Elektrode hat.

Nach der vorliegenden Erfindung wird somit eine elektrochirurgische Dentaleinheit mit einem Leistungsregler vorgeschlagen, der in Abhängigkeit von den Widerstandsänderungen des Patientengewebes, durch das der Hochfreqttenzstrom zugeführt wird, arbeitet, um die der aktiven Elektrode zugeführte Leistung in direktem Verhältnis zum Widerstand des Gewebes automatisch zu vergrößern oder zu vermindern, wobei ferner eine Zeitgebereinrichtung zur Regulierung der Perioden aktiven Stromflusses und zur wiederholten Unterbrechung des Hochfrequenzstromflusses in das Patientengewebe sowie eine Sicherheitseinrichtung zur Begrenzung des Hochfrequenzstromflusses zum Patienten vorgesehen ist, wenn sich dieser nicht in Kontakt mit der indifferenten bzw. inaktiven Elektrode befindet.

Die erfindungsgemäße elektrochirurgische Dentaleinheit weist demgemäß einen Leistungsregler auf, der die elektrochirurgische Hochfrenquenzleistung in direktem Verhältnis zum Widerstand des behandelten Gewebes ändert. Der Hochfrequenzstromfluß zum behandelten Gewebe ist intermittierend, wobei der Durchsehaltzyklus des Stromflusses langer als der

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Aussehaltzyklus ist. Ferner wird der Stromfluß automatisch begrenzt bzw. Unterbrochen! wenn sich der Patient nicht in Kontakt mit der inaktiven Elektrode befindet. Außerdem ist die Möglichkeit einer Verbrennungsverletzung des Patienten auch dann minimal; wenn die erfindungsgemäße elektrochirurgische Dentaleinheit von einem Neuling bzw. einer unerfahrenen Bedienungsperson benutzt wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Zeichnung zeig eine schematische Darstellung der elektrοchirurgischen Vorrichtung.

Die dargestelle elektrochirurgische Vorrichtung bzw. Einheit enthält einen Hochfrequenzgenerator 12 bekannter Art. Für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung genügt der Hinweis, daß ein für die Dentalelektrochirurgie geeigneter Hochfrequenzgenerator mit einer Frequenz in der Größenordnung von 1,75 MHz bei ungefähr 90 Vfatt arbeitet.

Der Generator weist einen Ausgang lk für eine Reihenschaltung mit einer Leitung l6, einem Steuerschalter l8 und einem Schalter 20 eines. Zeitgebers sowie einem Leistungsregler 22 auf. Die Funktion des Leistungsreglers wird noch näher erläutert.

Vom Leistungsregler 22 fließt der Hochfrequenzstrom zu der in Reihe geschalteten aktiven Elektrode 24, die ihrerseits von der -Bedienungsperson zum Schneiden oder Koagulieren des schematisch mit 26 bezeichneten Patientengewebes geführt wird. Von der aktiven Elektrode 26 fließt der Hochfrequenz-

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strom durch das Gewebe zu einer indifferenten oder inaktiven Körperelektrode 28 und dann über die Leitung 30 zurück zum, Hochfrequenzgenerator.

Bei der bisherigen Praxis der Mundhöhlen-Elektrochirurgie muß die Bedienungsperson eine ihrer Meinung nach geeignete Leistung auswählen und dann den Hochfrequenzgenerator entsprechend einstellen· Die Ausgangsleistung des Generators verbleibt dann während des Behandlungsvorgangs konstant. Bisher wurden zahlreiche Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Ausgangsleistung benutzt, wonach beispielsweise der Hochfrequenzstrom angezeigt und eine geeignete Elektronik zum Quadrieren des Stromes vorgesehen war, um

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eine Annäherung an .die Leistung zu erzielen. Dieser I -Wert wird dann entweder.zum Vergrößern oder Vermindern"der Ausgangsleistung des Hochfrequenzgenerators benutzt, um die Leistung relativ konstant zu halten. Jedoch berücksichtigen solche Vorrichtungen nicht den Widerstand des behandelten Gewebes und die elektrochirurgische Erfahrung des Benutzers. Wenn beispielsweise die Dicke des Hundgewebes variiert, ändert sich auch der Widerstand. Wenn dann die angewendete Leistung konstant gehalten wird, ergibt sich im dünneren Gewebe eine größere Stromdichte als im dickeren Gewebe. Wie bereits ausgeführt wurde, ist das Zahnfleisch außerordentlich dünn und höchst anfällig bei Wärmedurchdringung, so daß sich bei Verwendung gleicher Leistung beim Schneiden dünnen Gewebes gegenüber dem Schneiden von dickem Gewebe eine Zerstörung des Zahnfleischs und*der darunter liegenden Knochenhaut ergeben kann.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist der Leistungs-

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regler 22 zweckmäßig derart beschaffen, daß er den der aktiven Elektrode 2k zugeführten Hochfrequenzstrom in direkter Proportionalität zum Anstieg oder .zur Abnahme des Widerstandes des zu behandelnden Gewebes steigert oder vermindert. Wenn demgemäß die anfänglich erforderliche Leistung am Hochfrequenzgenerator eingestellt ist, vergrößert sich der der aktiven Elektrode zugeführte Hochfrequenzstrom selbsttätig, wenn der Widerstand des Patientengewebes ansteigt} entsprechend findet eine Abnahme des Hochfrequenzstromes statt, wenn der Widerstand des Patientengewebes abnimmt. Solche Leistungsregelungsvorrichtungen sind wohlbekannt und können beispielsweise als Konstantspannungsvorrichtung ausgebildet sein, die den Strom in,direktem Verhältnis zum jeweilig vorgefundenen Widerstand vergrößert oder vermindert.

Wie bereits beschrieben, verläuft der Hochfrequenzstrom zum Leistungsregler 22 über einen Zeitgeberschalter 20. Der Schalter wird von einem Arbeitszyklus-Zeitgeber 32 betätigt, der den Schalter 20 während des Betriebes der elektrοchirurgischen Vorrichtung wiederholt öffnet und schließt. Vorzugsweise ist der Arbeitszyklus-Zeitgeber 32 so programmiert, daß er den Schalter für 0,5 bis 1,0 Sekunden schließt und dann für eine Periode von 2,5 bis 5 Sekunden öffnet. Dieser Arbeitszyklus von beispielsweise einer Einschaltung von einer Sekunde und einer Abschaltung von fünf Sekunden stellt einen ausreichenden Zeitabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Anwendungen des Hochfrequenzstroms dar, damit die schadlose Ableitung der erzeugten Wärme möglich ist. Eine solche Maßnahme vermindert weitgehend die Möglichkeit einer Verletzung des Patienten infolge eines

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Kontakts mit der aktiven Elektrode mit dem Patienten über zu lange Zeiträume oder durch zu rasch wiederholte Anwendung der Elektrode auf das Gewebe ohne ausreichende Ruhezeit um eine* ausreichende Wärmeableitung zu gewährleisten.

Zur Inbetriebnahme der beschriebenen Vorrichtung schließt die Bedienungsperson einfach den Schalter i8, der beispielsweise ein Fußschalter sein kann. Bei'geschlossenem Schalter handhabt die Bedienungsperson die aktive Elektrode 24 und führt die elektrochirurgische Operation durch. Bei Kontakt zwischen der aktiven Elektrode und dem Patienten fließt der Hochfrequenz-trom vom Generator 12 nacheinander durch die Leitung 16, über die'Schalter 18 und 20, den Leistungsregler 22, durch die aktive Elektrode 24 zum Patienten Und dann von diesem durch die inaktive Elektrode 28 Und über die Rüekleitung JO zurück zum Generator. Während der Behandlung arbeitet der Arbeitszyklus-Zeitgeber 32» um den Schalter wiederholt zu öffnen und zu schließen und zwar in einem derart programmierten Zyklus, daß der Schalter für 0,5 bis 1,0 Sekunden geschlossen und für etwa 2»5 bis 5 Sekunden geöffnet wird. Der Leistungsregler arbeitet wiederum in Abhängigkeit vom jeweiligen Anstieg oder Abfall des Widerstands des Patientengewebes, um die an die aktive Elektrode 24 angelegte Leistung entsprechend zu vergrößern oder zu vermindern. Auf diese Weise wird bei dem beschriebenen Gerät bzw. der Vorrichtung die" Möglichkeit einer Verbrennung des Mundgewebes weitgehend vermindert und zwar sowohl durch Reduzierung des während des Vorgangs benutzten Hochfrequenzstromes, als auch durch Unterbrechung der Stromanwendung während eines ausreichenden ZeitIntervalls, um den Abbau der während des Arbeitsvorgangs erzeugten Wärme zu ermöglichen.

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Obwohl das elektrochirurgische Dentalgerät auch dann arbeiten kann, wenn der Patient sich nicht in Kontakt mit der inaktiven Elektrode 28 befindet, werden die besten Resultate und ein durchweg wirkungsvoller Betrieb erzielt, wenn sich der Patient in Berührung mit der inaktiven Elektrode 28 befindet. Hierdurch kann der Hochfrequenzstrom durch den Körper des Patienten strömen und direkt zum Generator zurückfließen. Um sicher zu stellen, daß dem Patienten kein Hochfrequenzstrom zugeführt wird, wenn er sich nicht in Kontakt mit der inaktiven Elektrode 28 befindet, ist nach der vorliegenden Erfindung ein Alarmsystem vorgesehen, das eine einerseits über eine Leitung 36 mit der inaktiven Elektrode und andererseits über eine Leitung y8 mit einem Schalter" kO in der Leitung l6 verbundene Alarmvorrichtung 34 aufweist. Die.Alarmvorrichtung 3^ kann irgendein geeigneter elektronischer Regler zur Abgabe eines akustischen Signales und zum Offnen des Schalters 40 sein, wenn sich der. Patient nicht in Kontakt mit der inaktiven Elektrode befindet. Beispeilsweise könnte die Alarmvorrichtung 34 eine Einrichtung zum Erfassen der über die inaktive Elektrode gelangenden Hochfrequenzleistung sein. Bei einer solchen Ausbildung wird ein Alarmsignal abgegeben und der Schalter ^O geöffnet, wenn immer die Schalter 20 und 22 geschlossen sind und keine Leistung über die inaktive Elektrode gelangt. Für eine geeignete Funktion sollte die Alarmvorrichtung 34 selbstverständlich nur arbeiten, wenn beide Schalter l8 und 20 geschlossen sind. Anderenfalls würde die Alarmvorrichtung jedesmal dann ansprechen, wenn einer der Schalter geöffnet ist und keine Hochfrequenzleistung durch den Patienten gelangt. Aus diesem Grunde ist die dargestellte Alarmvorrichtung 34 mittels einer Leitung 42 mit der Leitung 16 zwischen dem Schalter 20 und dem Leistungsregler 22 verbunden, liegt also parallel zu den Steuerschaltern 18, 2Oo

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Zahlreiche Abwandlungen der dargestellten Anordnung sind möglich. Beispiels-weise könnte die Funktion der Schalter l8 und 20 in einen einzigen Schalteraufbau eingebaut bzw. zu einem solchen zusammengefaßt werden. Hierbei könnte die Alarmvorrichtung Jk mit diesem Schalter verbunden sein, um die Alarmvorrichtung auf einen Hochfrequenzleistungsfluß durch die inaktive Elektrode nur dann ansprechen zu lassen, wenn der einzige Schalteraufbau geschlossen ist·

Nach der Erfindung werden die erstrebten Ziele mit einer elektrochirurgischen pentalvorrichtung erreicht, die das Risiko einer Verletzung des Patienten -weitgehend herabsetzt. Die Verwendung einer elektrochirurgischen Dentaleinheit unter Einschluß einer Leistungsregelungsvorriehtung zur Änderung der Ausgangsleistung im direkten Verhältnis zum Widerstand des Patientengewebes, stellt sicher, daß dem

an " · Patienten keine übermässige oder uiügetnessen große Leistung zugeführt wird. Ein Arbeitszyklus-Zeitgeber stellt ferner eine periodische Unterbrechung des Hochfrequenzstromes sicher, was die Möglichkeit einer übermäßigen Gewebezerstörung aufgrund eines Wärmestaus im Gewebe weitgehend vermindert.

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Claims

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1. ^Elektrochirurgische Dentaleinheit mit einer . Hochfrequenz-, ^—'quelle, einer aktiven Elektrode zur Anwendung der Hochfrequenzstroms auf den Patienten und einer inaktiven Elektrode zum Schließen des Kreises vom Patienten zurück zur Hochfrequenzquelle, gekennzeichnet durch

a) einen Hochfrequenzleistungsregler (22), der in Reihe zwischen der Hochfrequenzquelle "(.12) und der aktiven Elektrode (24) liegt und der in Abhängigkeit von der Vergrößerung bzw. Verminderung des Widerstands des Patientengewebes, durch das die Hochfrequenzenergie geleitet wird, zum Vergrößern sowie Vermindern der dem Patienten über die aktive Elektrode (24) zugeführten Hochfrequenzleistungen steuerbar ist und

b) durch eine Zeitgebereinrichtung (32) zum wiederholten Unterbrechen des Hochfrequenzstroms für die aktive Elektrode (24) während des Arbeitsvorgangs mit vorbestimmtem Zeitzyklus, wobei der Zeitgeber das Fließen des Hochfrequenzstroms zur aktiven Elektrode für eine ausreichende Zeitperiode unterbricht, damit die Wärme des Gewebes vor Anwendung weiteren Hochfrequenzstroms vernichtet bzw. abgebaut werden kann und damit einer übermäßige Wärmezerstörung des Gewebes verhindert wird.

2. Elektrochirurgische Dentaleinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in Reihe zwischen der Hochfrequenzquelle (l2) und dem Hochfrequenzleistungsregler (22) angeordneten Schalter 20, der durch die· Zeitgeberein-

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richtung (32), während des Arbeitsvorgangs periodisch ein- und ausgeschaltet wird, wobei die Ausschaltperiode bei der die Abgabe von Hochfrequenzenergie an die aktive Elektrode ('2*0 unterbrochen ist, langer ist als die Einschaltperiode.

3'· Elektrochirurgische Dentaleinheit .nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgebereinrichtung (32) für den Schalter (20) derart ausgebildet bzw. eingestellt ist, daß die Einschaltperiode der aktiven Elektrode (24) 0,5 bis 1,0 Sekunden, die anschließende Ausschaltperiode etwa 2,5 bis 5»0 Sekunden beträgt.

4. Elektrochirurgische Dentaleinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bei der Abgabe von Hochfrequenzenergie an die aktive Elektrode (24) arbeitende Alarmvorrichtung (34) , die auf den Energiefluß durch die inaktive Elektrode (28) anspricht und den Energiefluß zur aktiven Elektrode (24) begrenzt, wenn kein Energiefluß durch die inaktive Elektrode erfolgt,

5· Elektrochirurgische Dentaleinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmvorrichtung-(34) mit einem in Reihe zwischen der Hochfrequenzquelle ("12.) und dem Hochfrequenzleistungsregler (22) liegenden Schalter (SW) verbunden ist.

6„ Verfahren zur elektrischen Dentalchirurgie, gekennzeichnet durch die Maßnahmen:

a) Anwendung von Hochfrequenzenergie auf das Patientengewebe über eine aktive Elektrode}

b) Vergrößerung bzw. Verkleinerung der dem Patientengewebe zugeführten Leistung in Abhängigkeit von der Vergrößerung oder Verminderung des Widerstandes des behandelten Gewebes;

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c) wiederholte periodische An- und Abschaltung des Energieflusses zum Gewebe in einem vorbestimmten zeitlichen Ablauf während des Arbeitsvorgangs.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzstrom während des Arbeitsvorgangs für ca· 0,5 bis IjO Sekunden periodisch an— und für ca· 2,5 bis 5,0 Sekunden periodisch abgeschaltet wird.

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