电外科模块化发生器系统的制作方法

本发明涉及一种模块化发生器系统，其包括至少两种发生器类型的电外科发生器。发生器类型在其配备和/或功能方面不同并且各自设计用于对至少一个电外科仪器进行馈电。

背景技术：

1、在电外科或高频外科中，借助于诸如电手术刀的电外科仪器将呈高频交流电形式的能量引入人体组织中。在此，尤其使用从200khz或更高到直至4000khz、典型地约为400khz的频率。借助由此引起的加热来切割或切断组织。在此，一个优点在于：可以在切割的同时也通过封闭受影响的血管来进行止血，并且可以考虑将电外科仪器用于其他的应用类型，例如用于凝血。

2、为了根据需要对患者的各种适应症进行处理，需要根据所设的应用领域配备的并相应具有不同功能的电外科发生器。因此，对于一般领域中的应用以及对于内脏外科的领域、在例如对于耳/鼻/喉、泌尿科、妇科、胃肠病学、肺病学甚至静脉病学的更具体的领域中的应用而言，存在不同电外科发生器的构造系列。在构造系列之内，又存在更小和更大的发生器、更强大和不那么强大的发生器以及具有更多或更少功能的发生器的等级。虽然对于患者和对于外科医生来说，这在关于对相应的适应症精确匹配定制的电外科发生器的相应期望的大小和具有相应期望的功能范围方面是有利的，但这对于制造商意味着显著大数量的不同变体。

3、提供这种变体多样性的电外科发生器是大耗费的。该巨大的耗费也阻碍了发生器的现代化或更新，因为这针对不同的构造系列和大小必须以尽管类似的、但是仍变化的形式分别分开地执行。因此，变体多样性一方面对于使用综合发生器系统是有利的，但这对于先进技术而言可能是不利的，因为由于变体多样性而使适配和现代化变得更加困难。

技术实现思路

1、本发明的基本目的是给出一种避免上述缺点的改进的发生器系统。

2、根据本发明的解决方案涉及独立权利要求的特征。有利的改进设计是从属权利要求的主题。

3、模块化发生器系统包括至少两种发生器类型的电外科发生器，电外科发生器在其配备和/或功能方面不同，其中，发生器类型各自设计用于对至少一个电外科仪器馈电并且由多个发生器部件组成，发生器部件包括功率供应器和逆变器，逆变器由功率供应器馈电以产生输出能量，输出能量被引导至用于连接电外科仪器的至少一个输出端子，根据本发明提出，发生器类型各自在模块构型方面构造成具有多个模块，模块包括：(i)至少一个在不同的发生器类型中统一的基础模块，基础模块包括用于模块间通信的至少一个通信单元；和(ii)至少一个单独模块，单独模块根据发生器类型而不同，其中，一个或多个单独模块至少构造为用于功率供应器的模块、和/或用于逆变器的模块、和/或用于输出端子的至少一个模块，其中，至少一个基础模块针对不同的发生器类型具有相同的设计，并且不同的发生器类型在其单独模块装备方面不同。

4、本发明基于以下思想，即分别以模块构型来构成发生器类型进而创建模块化设计，其中，模块化设计包括不同模块，但是还包括不同种类的模块。因此，作为一种模块种类存在统一地在不同发生器类型中使用的基础模块。在此，“统一”意味着：模块基本上具有相同的设计，尤其在硬件结构方面具有相同的设计，其中可设有不可避免的或微小的适配；也不排除id(标识)装置或关于身份的编码装置(例如序列号)有所不同。存在作为另外的模块种类的单独模块、更精确地说至少一个单独模块，其中一个或多个单独模块可以在不同的发生器类型之间不同。得益于将模块设计两分为统一的基础模块和不同的单独模块，如本发明所认识到的那样，能以在不同模块数量方面的最小值来实现最大数量的变体，以生成尽可能多个不同的发生器类型。

5、基础模块的设计在此确保共同的且基本上不可更改的基础，单独模块始终能以相同的方式引用该基础。这尤其涉及模块的所需的通信，基础模块为了通信始终提供通信单元。因此，完全与单独模块的种类和功能或大小无关地确保：单独模块与呈基础模块设计的已知的统一基础共同作用，并且可以参加与基础模块的通信，以及如果存在的话，也与其他单独模块通信。在此，不重要的是：如何创建相应的单独模块或者其实施合作功能。也不重要的是：单独模块是否需要电能(如在用于产生输出能量的逆变器的情况下)或是否提供电能(如在功率供应器作为单独模块的情况下)。以该方式，通过配备不同的单独模块，几乎可以通用地制造不同类型的发生器。因此，可以借助少量耗费产生和提供大量变体。

6、首先，解释一些所使用的术语：

7、电外科发生器设计用于向至少一个电外科仪器供应能量。这通常借助于高频交流电压来进行。典型的频率范围在200khz至4000khz之间。高频交流电压可以必要时具有在高压范围内的、典型地直至10kv、优选地直至4000v的幅度。

8、由电外科发生器提供的功率通常在1瓦和500瓦之间的范围内，其中负载阻抗会强烈变化，并且相应地，输出电压和能量输出同样会强烈且急剧变化。因此出现高动态的功率变化，但在不同发生器类型之间也存在静态功率变化，典型地对于功率要求从几瓦到几百瓦发生器类型也存在静态功率变化。

9、将用于产生输出能量的逆变器在更广泛的意义上理解为本身任意设置的高压发生器。在此，其可以是自由振荡的发生器，其尤其呈作为正激变换器的实施方案的形式，或者是狭义上的受控的逆变器，借助逆变器可以产生具有预设频率和(高压)幅度的(高频的)输出能量。所产生的能量典型地经由输出能量导线引导至电外科仪器的端子。

10、在其配备和/或功能方面不同的这种电外科发生器被视为是不同类型的发生器。这尤其意味着：发生器类型在电外科仪器的端子的种类和数量方面不同(端子在技术语言中也称为“插座”)，和/或发生器类型在可用的运行种类或切割类型(其技术上也称为“模式”)方面不同。此外，发生器可以例如在其用于产生输出能量的逆变器方面不同；发生器尤其可以通过由其输出的功率以及(高)电压产生的种类来区分。这也意味着：发生器类型在物理上还有在其功率放方面可以是不同大小的。

11、典型地，模块分别本身形成物理单元。将其理解为：模块形成可单独操作做的(一件式或多件式的)主体，主体因此易于操作和安装。然而，模块典型地不具有自身的壳体，因为模块不需要自身的壳体；因为模块须插入电外科发生器的实际的壳体中并由其保护。与此不同的是设置在模块上或模块处的要进行屏蔽的区域，该区域可以构造有对应的屏蔽件，屏蔽件也可以盒子状地构造，如典型地在高频部件中是这种情况。因此，可以有利地提出：壳体也模块化地构造并且以不同的大小(例如小型、中型和大型)提供，进而可以类似于(特殊的)单独模块来进行处理。

12、将上位术语“模块”理解为单独模块和基础模块(或者如果存在多个基础模块，则也包括这些基础模块)。

13、基础模块(或者如果设有多个基础模块，则基础模块中的至少一个)有利地构造为分配模块，分配模块除了具有通信单元之外还具有电流供应器分配单元。分配模块设计用于：将为运行模块所需的功率分配到相应的所连接的模块处，并且相应与其他模块经由通信单元通信。但是，基础模块不一定必须构造为分配模块，而是还可以附加地或替代地设有其他和/或附加的基础模块。在此，其例如可以是显示操控模块、内部分配模块和/或用于通信的外部通信模块。

14、在单独模块中，有利地设有多个不同的单独模块，单独模块在功能上是不同的，进而形成单独模块的种类。单独模块的种类的示例为电外科发生器的功率供应器、用于产生输出能量(高压)的逆变器、端子(“插座”，因此也称为插座模块)、特别是用于电外科仪器的插入式端子、和/或前面板模块，该前面板模块典型地包布置在前侧处的、通常具有显示器的操作员模块。

15、在一个种类的单独模块内(例如因此在单独模块种类的“逆变器”中)，可以优选地设有功能上不同的不同变体。区别可以在于附加的功能和/或更大或更强的设计和尺寸。可以选择性地在单独模块种类的“逆变器”中除了设有逆变器的基本版本之外，还设有处理附加种类的高压产生的高级逆变器，其例如借助于更复杂的曲线形式(“模式”)或附加的可选的曲线形式，或具有更高的高压或必要时简单地仅产生更多的输出能量。相应的内容适用于有关功率供应器的单独模块的种类；在该种类的模块内可以设有具有更小或更大功率的变体，功率例如以固定或可变电压来输出以向逆变器供电以及必要时还对电外科发生器的其他模块供电。

16、有利地提出：单独模块是可单独更换的。这是具有单独模块的模块构型的显著优势，因为由此可以简单地产生具有用单独模块的交替配备的另外的配置。因此，制造商可以借助少量耗费制造多种不同的、适配于不同要求和应用领域的配置。

17、优选地还设有至少一个具有附加功能的可选模块。可选模块能够以自由选择的方式添加，即可以添加也可以不添加。可选模块优选地在安装状态下自动地建立与其他模块的通信连接和电流供应。以该方式，可以将可选的附加功能作为模块集成到根据本发明的模块化系统中。对此的示例尤其是具有用于外科超声波仪器的超声波发生器的模块或者用于输送稀有气体的模块、例如氩气模块。

18、模块化发生器系统有利地包括多个不同构造系列的发生器类型，为构造系列分别设有自身的单独模块，该单独模块与其他构造系列的单独模块不同。以该方式可以借助于单独模块也执行在不同的构造系列之间的区分。这也实现：设有根据复杂性分级的构造系列。因此，可以设有具有一定数量单独模块的简单的构造系列、以及其中可以设有或安装附加的单独模块还有附加种类的单独模块的更复杂的构造系列。以该方式，实现根据本发明的发生器系统的产品系列的更精细的差异化，而不会不必要地增加复杂性。此外由此实现：提供便宜的入门系列，而在另一方面无需放弃模块系统的全部可变性。在此，尤其有利的是：可以跨构造系列地使用基础模块。由此，在中央的和关键点处实现统一进而奠定了坚实的基础，在此基础上于是可以在单独模块之间进行差异化。

19、现在再次参考基础模块方面而优选地提出：基础模块或基础模块中的至少一个具有用于其他模块的电流供应分配单元和/或用于供输出端子的至少一个模块的连接器。因此为模块提供有利的电流供应器，其中附加地借助连接器还创建用于输出端子模块的记录选项。尽管如此，原则上足够的是仅设有一个连接器，然而于是基础模块限制于具有用于输出端子的仅一个模块的发生器类型。通过基础模块具有多个连接器的方式，因此存在多个用于输出端子模块的容纳部位，这也实现具有多个输出端子的变体，更确切地说借助于相同的基础模块来实现。优选地，一个或多个连接器分别构造为一个或多个插接位置。有利地提出：在连接器处具有用于通信网络、电流供应网络的端子并且优选地还具有输出能量导线。因此，更确切地说在电能量供应方面以及在结合到用于与其他模块数据通信还有用于连接于电信号的通信网络方面，实现对连接于连接器的单独模块的完整供电和联接。优选的是，输出能量也施加到连接器处，因为输出能量由逆变器尤其作为高压产生。要理解的是：输出能量导线在空间上远离通信网络和电流供应器并且与通信网络和电流供应器电绝缘，以避免对于输出能量所需的(有时高的)输出电压的不期望的并且对于发生器运行安全以及对于其用户有害的电飞弧，并且最小化由于其高频率而形成的干扰性的散布。

20、有利地提出：模块各自具有自身的通信单元，通信单元在安装状态下与其他模块的通信单元形成用于模块间通信的通信网络，通信网络优选是自配置的。将模块间通信理解为模块之间、即从一个模块到另一模块的通信。通过接口单元确保：模块被配备并且能够与其余模块进行独立通信。模块可以经由如此形成的通信网络在很大程度上独立地执行其通信，使得基础模块不强制性地承担提供和执行与模块以及模块之间的整个通信的负担。特别地，实现直接的模块到模块通信，这相应地减少基础模块上的负担。非常有利的是：基础模块不仅参加通信网络，而且甚至可以承担通信的中央任务并且就此可以充当主机。通信网络有利地设计成自配置的。这意味着：为了形成通信网络，不强制性需要存在主机，主机执行通信网络处的各个参加者的配置或者监视和控制通信网络中的通信。

21、有利地，至少在单独模块方面提出：单独模块在其通信单元和其电流供应方面具有向外连接其他模块的统一接口。由此，单独模块在其接口方面向外、即向其他模块是相同的。因此，更换为另一单独模块、即具有不同的功能的单独模块被简化，因为另一单独模块尽管其向外、即向其他模块具有差异性，但具有相同的接口。当然，通信接口在其速度方面会有不同，如下文进行解释。

22、通信网络有利地构造为，使得其包括较快网络和单独的较慢网络。优选地，基础模块和所有对于电外科发生器运行关键的单独模块连接于快速的通信网络。优选地，较快的数据网络构造为具有实时能力的数据网络。优选地，将对于电外科发生器的运行不关键或不那么关键的模块或者又仅需要少量规模的时间不关键的数据流量的模块布置到较慢的网络处。较慢的数据网络还适合于将子单元与模块连接，或者在被分成两个或更多个空间上分离的单元的模块的情况下适合于其彼此间的通信。有利的是：较快的数据网络构造为can网络(控制器局域网络)。can网络实现具有实时能力的高度通信。较慢的数据网络也可以构造为(较慢的)can网络。

23、可选地，可以为基础模块设有扩展单元。扩展单元有利地具有附加的连接器。因此，可以创建对于在附加的连接器处接纳附加模块所需的前提，以便如此尤其可以对电外科发生器配备附加的初始端子模块。这尤其对于高质量配备的发生器类型是有利的，其中设有多个输出端子、例如单极插座、双极插座、通用插座以及必要时还有所谓的中性插座。刚好在插座的情况下，基础模块与其扩展单元的优点完全生效，因为在此经由基础模块必要时也可以直接输送用于输出能量的(通常高)电压，进而不产生任何附加的耗费或者不产生在电外科发生器中难以绝缘的布线。为此，扩展单元优选地还具有输出能量导线，输出能量导线(刚好如在基础模块处那样)为了输出能量以高压引导的方式构造。

24、正如已经提到的那样，基础模块能以不同的方式构造。作为显示操控模块的基础模块的实施方案基于如下思想，即因此有利地实现显示设备一方和显示操控模块另一方的分离。因此，显示操控模块可以构造为基础模块，而根据配置可以将更小或更大的显示器构造为指示器。因此，朝用户向外实现了差异化，而在技术方面用于操控显示器的模块(显示操控模块)作为基础模块保持相同，这简化了结构和到通信网络中的结合以及配置。

25、本发明还涉及一种电外科模块化发生器系统，其包括至少两种发生器类型的在功能方面不同的电外科发生器，其中，发生器类型各自设计用于对电外科仪器馈电并由多个发生器部件组成，发生器部件包括功率供应器和逆变器，逆变器由功率供应器馈电以产生输出能量，输出能量被引导至至少一个用于连接电外科仪器的输出端子，其中，根据本发明的模块化发生器系统包括：(i)多个不同的逆变器模块，逆变器模块之一被选定和安装用于相应的发生器类型，和(ii)多个不同的输出端子，输出端子中的至少一个被选定并且机械地容纳在前面板中并且与已安装的逆变器模块电连接，其中，每个电外科发生器具有模块探测器，模块探测器设计用于识别已安装的并且已连接的模块并且从识别中得出真实存在的模块配置。前面板在此同样可以构造为模块(前面板模块)，但这不是强制性的。

26、本发明的这一方面基于如下思想，即存在多个不同的模块，模块包括至少不同的逆变器模块和不同的输出端子，其中分别选择并相应地安装至少一个模块。此外，可以设有另外的模块，其如尤其在上文描述的那样作为基础模块和/或单独模块。以该方式，实现具有模块的电外科发生器的能大幅改变的结构或对其能大幅改变地配备模块。然而，对于电外科发生器的运行而言重要的是：明确地支配具有模块的现有配备(模块配置)。为此目的，设有模块探测器，模块探测器设计用于识别已安装的并且已连接的模块并从识别中得出真实存在的模块配置。这有利地自动进行。由此，在安装时原则上可以根据客户的特定要求或者用于制造商的构造系列要求来从模块中自由地选择，其中模块探测器在调试时或在运行中检测：实际存在哪些膜并且模块以何种配置可用于运行电外科发生器。因此得到自控制和自我监视。

27、要理解的是：模块识别只能在具有用于识别的相应电子机构的协作模块方面起作用。没有这种电子机构的无源器件、例如壳体无法被探测且不需要被探测。

28、此外，这可以有利于地用于自配置。为此，模块优选地具有自身的自配置单元，自配置单元设计用于：根据所得出的实际存在的模块配备来配置相应的模块。将实际存在的模块配备一方面理解为实际上物理存在的模块，但是另一方面也理解为模块被相应激活的程度如何。后者尤其在如下模块中是重要的，该模块关于其硬件方面相同或相似，但在该模块中存在不同固件或固件被启用到不同程度，以便如此实现不同功能(通常是一小功能组和一大功能组)并且可有针对性地被调用。自配置单元得出这一点并相应自动设置其模块的配置。因此实现：模块的配置始终与实际存在的且激活的模块配备一致或与其匹配。由此最小化错误配置和由此形成的运行干扰的风险或者设备损坏或者患者受伤的风险。

29、模块探测器有利地构造为用于相应的电外科发生器的中央单元。这具有的优点是：在中央位置得出关于模块配备的信息并且可以在那里调用。由此抵消在各个模块配置中不一致的风险。模块探测器有利地布置在一个基础模块或多个基础模块之一上。然而，这不是强制性的。

30、但是，还可以提出：模块探测器被分散地构造，更确切地说优选地构造在单独模块上。由此，各个模块可以分别本身自己确定：其在何种模块环境中使用，并且然后基于信息确定模块的相应的配置。

31、还有利地设有开启单元，开启单元设计用于：根据实际存在的模块配置得出开启的功能并且将相应的开启信号传输给模块。以该方式，可以根据实际存在的模块配置来确定和设置各个模块的功能和/或功能的范围。由此确保：每个模块都被配置用于使得其适配于相应的电外科发生器和构造在那里的模块。由此，有效地防止如典型地在常规配置方式中会出现的错误配置的风险。

32、在此，开启单元可以构造为中央单元，中央单元在中央管理模块的相应的启用。但是，也可以提出：开启单元分散地构造在相应的模块上。优点和缺点在此对应于上文针对模块探测器的中央或分散式实施方案的优点和缺点。

33、有利地提出：各个模块设计用于在安装状态下自动建立模块的通信连接和电流供应。以该方式，除了模块的实际安装之外，模块在建立通信连接或其电流供应方面不需要独立的活动。这简化了模块的使用以及调试和初始配置。由于自动的设置方案，实际上排除了如通过手动干预可能形成的错误源。

34、通信连接通常是数据网络，其中优选地为关于模块激活的开启信号设有附加的信号连接。通过模块自己优选独立根据通信连接进行配置，以该方式自动地确保模块参加数据网络进而参加与其他模块、例如基础模块和/或单独模块的数据交换，而无需任何进一步的动作。这简化了配置并降低了错误源的风险。借助开启信号还可控制某些模块是否活跃或激活以及完全参加。这通过以下方式实现功能配备的简单的差异化，即启用或不启用某些模块或模块的功能。因此，可以在粒度方面细化模块系统，而为此无需附加的其他模块。此外，通过以下方式得到附加的安全方面，即不启用识别为不配属于此的或识别为故障的模块进而脱离电外科发生器的运行。

35、模块有利地各自具有自身的处理器单元，处理器单元具有自身的控制程序作为用于相应模块的独立的本地运行控制器，并且模块连接于发生器内部的电流供应网络以及通信网络。借助自身的处理器和控制程序，模块因此是自给自足的，并且不需要模块外部的任何控制、例如中央单元的控制。通过模块本身自给自足地实现操作，因此减少了数据流量并提高了处理速度或速度。此外，根据模块或模块复杂性，能以该方式设置适配的处理器，使得其性能始终适配于相应模块的要求。

36、至少高压产生模块和/或可选的超声波模块具有附加的高频输出端子。借助用于这种特殊的输出能量(高压或超声波)的这种附加的端子，相应的模块在输出方面也是自给自足的。由此缩短了用于特殊的输出能量的连接路径，并且必要时也使其远离其余的模块。此外，模块特别还适合于改装现有的电外科发生器、更确切地说连同其输出端子已经以其他方式耗尽的那些电外科发生器。

37、此外，有利地设有多个不同的功率供应模块，针对相应的发生器类型从其中选择并安装不同的功率供应模块之一。以该方式可以类似于在已经提到的逆变器模块中那样以简单的方式选择和提供适配于相应的电外科发生器的大小和配备范围的功率供应器。通过将功率供应器纳入模块化设计中，实现了模块化范围的显著增加。

38、在必要时值得独立保护的特别有利的设计方案中设有保护单元，该保护单元设计用于，将真实存在的模块配置与模块配置的明确的固定存储的额定配备特性进行比较，并且在有偏差的情况下输出优选实现运行停止的报错信号。固定存储的额定配备特性为如下数据集，该数据集典型地由制造商自己确认并固定地存储。数据集代表由制造商所设的模块配置。随后，在调试时或在客户中在通常运行的范围内由电外科发生器的保护单元使用实际存在的模块配置(如其典型地由模块探测器确定)，并将其与存储的额定配备特性进行比较。在真实存在的模块配置与根据额定配备特性一致的情况下，启用运行。如果不存在一致，则要么存在电外科发生器或其模块的故障，要么在模块或其配置处存在篡改；然后输出报错信号，并且因此为了安全而有利地锁定电外科发生器的运行。必要时可以提出：锁定仅是部分的，使得只要可能就还可进行基本运行。

39、还有利地设有升级单元，该升级单元能够从外部经由受保护的通信连接操控并且与保护单元和模块的自配置单元协作，以便针对存储的额定配备特性设置授权的改变和/或开启附加功能。以该方式，能以授权的方式在模块配置方面执行适配，并且还可以启用附加功能。这实现，即使在制造电外科发生器之后也结合和使用附加模块，或者必要时扩展现有模块的功能。受保护的通信连接可以是受保护的远程访问。因此实现：也可以从远程进行模块配置的适配，例如由电外科发生器的制造商从远程进行适配。这可以在例如模块估计的更新的范围中进行，或者在升级的范围中进行，由此启用附加的功能和/或开启附加装入的模块。