191282. lajstromszámú szabadalom • Készülék sebészeti nagyfrekvenciás vágó és koaguláló berendezés alkalmazása során fellépő veszélyáramok mérésére
3 191 282 4 Az 1. ábra szerinti készülék a következőképpen működik: Az 1 nagyfrekvenciás generátor által létrehozott If áram a 3 késen keresztül nagy áranisűrűséggel hatol be a 4 páciensbe és az érintkezés környezetében a kívánt hatást fejti ki. Az áramot az 5 neutrális elektródával ,gyűjtik” „össze” a szervezetből, és a hozzá csatolt 6 neutrális vezetőn keresztül vezetik vissza a 1 nagyfrekvenciás generátorba. Azonban a bevezetett If áramnak csak egy része, Ir jut vissza ezen a szabályosnak tekinthető úton, a másik része, az Ip veszély - áram a 4 páciensből 7 szigetelés impedanciáján keresztül le van földelve és így jut vissza a földelt 1 nagyfrekvenciás generátorba. A kritikus hely a veszélyáram 4 páciensből történő „kilépésének” helye, a veszély mértéke a kilépő veszélyáram nagyságától és sűrűségétől függ. A 2. ábrán látható jelölések az alábbiak: Ug az 1 nagyfrekvenciás generátor feszültsége Zg a generátor impedanciája Z3 az aktív elektróda (3 kés) és a 2 aktív vezeték soros helyettesítő impedanciája Zs az 5 neutrális elektróda és 6 neutrális vezető soros helyettesítő impedanciája Z4Í ahol i = 3, 5, 7 a 4 páciens szervezete és vele kapcsolatban lévő környezet közötti helyettesítő impedanciák, úgy mint: Z43 a 4 páciens szervezete és a 3 kés között Z45 a 4 páciens szervezete és az 5 neutrális elektróda között Z47 a 4 páciens szervezete és a 7 szigetelés között Z7 a 8 műtőasztalon lévő 7 szigetelés helyettesítő impedanciája Zl3 az 1 nagyfrekvenciájú generátor és a föld közötti szórt impedancia A 2. ábrából világosan látszik, hogy az Ip veszélyáram az If áramhoz viszonyítva: Ip _ _______Z5+Z45_______ If Z5 +Z45+Z13+Z7+Z47 illetve az Ir áramhoz viszonyítva: Ip = Zs+Z45 . Ij Z7"fZi3+Z47 A fenti két összefüggésből is látszik, hogy az Ip relatív nagysága arányos a neutrális kör impedanciájával (Z5+Z45), ezért az Ip áram mérése révén a neutrális kör állapotára is következtetni tudunk. Ha a beavatkozás során (Z5+Z45) növekszik, és/ vagy (Z13+Z7+Z47) csökken, egyre nagyobb értékű lesz a nem kívánt parazita veszély áram, amely jellegénél fogva közvetlenül nem mérhető. Találmányunk az Ip mérése, illetve határérték túllépésjelzésére irányul. A találmány azon alapul, hogy a 4 páciensre felírható a csomóponti törvény szerint az alábbi: If If Ip 0, azaz Ip If—If A közvetlenül nem mérhető Ip veszélyáramot az egyenként mérhető If és Ir-bői határozzuk meg, kü’önbségképzéssel. A különbségi áram mérése a 3. ábrán látható kiviteli példa szerint következőképpen történik. A 3 kés 2 aktív vezetőn és az 5 neutrális elektróda 6 neutrális vezetőn keresztül folyó áramaival gerjesztünk egy mágneses anyagból készült 9 gyűrűvasmagot és egy Nj menetszámú 10 mérőérzékelő tekercsen érzékeljük a gerjesztést. Az indikátor tekercsen: U|= Nj A (Nf If-Nf If) ahol A a 9 gyűrűvasmag mágneses vezetőképessége, Nf a 2 aktív vezető menetszáma a 9 gyűrűvasmagon , Nf a 6 neutrális vezető menetszáma a 9 gyűrűvasmagon . Ha Nf = Nr = N választással élünk, akkor Uj = N Nf A (If—If) = K Ip, ahol tehát N mind az Nf, mind az Nr menetszámot jelöli, K pedig N Nj A kifejezés összevonását jelöli, közvetlenül az Ip veszélyárammal arányos feszültséget mérhetjük a kimeneten. A találmánynak ebben a ki/iteli példájában mind az Nf menetszám, mind pedig az Nf menetszám eggyel egyenlő. A mérés megbízhatósága növelhető, ha a 9 gyűrűvasmagot nullára automatikusan visszagerjesztjük. így a mágneses anyagjellemzők kiesnek a mérés pontosságát meghatározó tényezők közül. A 4. ábrán látható megoldásnál az Uj feszültséget 12 transzfer admittancival felerősített Iff, árammá alakítjuk és Nfj, menetszámú 11 visszacsatoló tekercsre vezetjük. A visszacsatoló Ifb áram a gerjesztést nullára csökkenti. Ekkor: N (If—Ir)—NfbIfb = 0 és Ip = Ifb. Tehát a veszélyáramot az Ifb mérésére és a menetszám-arányok ismeretére vezethetjük vissza. A mérési pontosságot Ifb áram pontossága szabja meg 0 gerjesztés esetén. A 3. ábra szerinti megoldásban Uj feszültség, a 4. ábra szerinti megoldásban Ifb áram alkalmas a veszélyjelzés adására. Megoldásunkkal a korábban bizonytalanul megállapítható kontaktusállapotokat és a páciensből nem kívánt úton kilépő áram nagyságát folyamatosan meg lehet határozni, anélkül, hogy az eljárás a személyzetnek, az orvosnak vagy a páciensnek a legkisebb kellemetlenséget okozná. A neutrális elektróda állapota, a kábel foly-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
