CN102164558A - 中性电极装置,包括相应中性电极装置的电外科设备,接触介质,和用于冷却电极的潜热蓄能器的应用 - Google Patents

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Abstract

在使用单电极RF的外科手术中，存在患者遭受在中性电极处的烧伤的持续风险。所述问题产生于如下事实：若干种方法已经被设计出来，通过这些方法相对高的RF电流被长时间地施加。本发明通过设计一种用于施加RF电流到生理组织的中性电极装置来解决上述问题。所述改进的中性电极装置包括至少一个用于吸收热量的潜热蓄能器。因此允许热量峰值至少能够被暂时积累直至所积累的热能被安全的释放。

Description

中性电极装置,包括相应中性电极装置的电外科设备,接触介质,和用于冷却电极的潜热蓄能器的应用
技术领域
本申请涉及一种包括潜热蓄能器的中性电极装置，具有相应电极装置的电外科仪器，具有潜热蓄能器的接触介质以及用于冷却电极的潜热蓄能器的应用。
背景技术
在高频外科手术(HF surgery)中，交流电以高频穿过人体以便针对性地破坏或者切除组织。相对采用手术刀的传统切除技术，其主要优势在于通过关闭相关的血管，对切口可以同时产生抑制出血的效果。
单电极技术经常被使用。在该技术中，HF电压源的一极以最大可能的面积连接到患者。该电极被认为是中性电极。另一极(有源电极)设置在外科手术设备上。电流从有源电极流至中间电极。电流密度在有源电极的邻近区域最高，并且这里是组织凝固或者分离发生之处。
在采用中性电极的情况下，必须保证在皮肤和接触电极之间的接触电阻不能过高。这将导致生理组织的剧烈受热并且有时会导致烧伤。最近，这个问题日渐显现，因为越来越多的方法被开发出来，通过这些方法会更长时间地施加相对较大的HF电流。因而增加了在中性电极处的烧伤风险。还需要注意的是，由于物理条件，最大加热发生在中性电极的边缘区域。烧伤的风险因而在这些边缘区域特别的高。
为了避免对组织不希望的损伤，相应地采用大面积中性电极，这有助于降低在中性电极邻近区域上的电流密度。还存在监控装置，其具有识别中性电极的局部分离并且相应对这一现象做出反应的目的。
目前适用的标准指定了一种测试，该测试把在预定时间长度内施加特定电流时中性电极处的温度上升限定到一最大值。
由于常规选择的解决方案，其又产生了另一个问题，即中性电极的区域不能没有限制的增加，因为否则该应用将不再可行。增加的尺寸的中性电极的适当放置变得更加困难。而且，在儿科手术中，窄小的接触面限制了电极的尺寸。
公知和目前使用的监控装置只能间接地判断风险程度，因为它通常只是其所测量的中性电极和患者之间的接触电阻，并且这对应用区域只有模糊的校正。
如上文所述，当前在中性电极处的密度没有被均匀分配。例如，导致烧伤的剧烈加热可能发生在边缘。监控这些局部的效果是尤其困难的。
发明内容
基于现有技术，本发明的目的是提供一种改进的中性电极装置。具体地，将避免在中性电极区域由于HF电流造成的组织损伤。进一步地，还涉及相应改进的电外科仪器和接触介质。
通过权利要求1所述的电极装置，权利要求6所述的电外科设备，权利要求7所述的接触介质以及权利要求9所述的潜热蓄能器的特定应用可以达成所述目的。
其它优选的实施方式包含于从属权利要求当中。
具体的，所述目的通过用于施加HF电流到生理组织的中性电极装置加以实现，其中所述装置包括至少一个用于吸热的潜热蓄能器。
因此本发明的核心在于烧伤被有效地抵销，因为在临界区域的温度上升被通过冷却效应充分地防止。根据本发明的中性电极装置包括用于此目的的潜热蓄能器，其吸收发生在治疗期间的热量峰值并且在长时间内积累它们。因此可能吸收短暂的温度上升。积累的热量峰值能量可以在手术期间或者随着该手术被释放。因此，热量安全储备即使是在相对长的启动周期使用大电流的情况下，也有效地防止了剧烈的温度上升，可以作为中性电极电路的组成部分。
所述中性电极装置可以包括至少一个电极，特别是由铝制成的电极，其中所述潜热蓄能器被扁平地设置在所述电极上。如果所述潜热蓄能器被分布于整个电极表面将有利于吸收热量。所述热量因而总是能够在其产生之处被吸收。所述潜热蓄能器被分布为与热量在其产生之处的分布相一致也是易于想到的。例如，大容量的潜热蓄能器可以设置于电极的边缘。
在应用中，所述潜热蓄能器可以设置在电极背向生理组织的一侧。所述潜热蓄能器因而不影响HF电流的施加。具体地，它不作为可能导致中性电极装置的温度不希望地上升的电阻器。在潜热蓄能器和生理组织之间的直接接触也被避免。可能的与应用中采用的水凝胶的兼容问题也能够被避免。通过与电极的直接接触可靠的热能摄取也能被达到。
所述中性电极装置可以包括至少一个支撑纤维层，所述支撑纤维层具有相变材料(PCMs)。通常将所述中性电极装置的电极置于一韧性织布(flexible woven fabric)或者支持无纺布(non-woven fabric)，以便与患者的个体解剖结构实现最佳接触。相变材料可以补充或者代替所述支持无纺布。例如，PCM纤维可以被缝入所述支撑无纺布。或者，所述支撑无纺布可以用PCM纤维代替。
可选地或附加地，所述中性电极装置可以包括带有冷却衬垫的潜热蓄能器。所述冷却衬垫可以被应用于，例如，所述中性电极装置。以这种方式可以生成所述潜热蓄能器的大量材料。一个合适的冷却衬垫也可以被重复使用。对所述冷却衬垫的处理非常简单。所述衬垫可以在手术中被更换。当在手术中发生电极过热以至于所述潜热蓄能器的容量被用尽时，可以加以更换而没有任何实际困难。
所述目的还通过一种用于外科手术和/或切除组织的电外科设备加以实现，其中所述设备包括如上面所述的一中性电极装置。
籍此取得相同的优点。
所述目的还通过一种用于改善电极和生理组织之间的电接触的接触介质加以实现，其中所述接触介质包括至少一个用于吸收热量的潜热蓄能器，以及导电物质。因此有可能提供一种用于中性电极的接触介质，所述介质改善了电极和生理组织之间的接触，其中所述接触介质还包括适于吸收产生的热量的潜热蓄能器。所述接触介质的特别优点在于所述潜热蓄能器可以吸收电极和电化组织的热量。不必再对中性电极进行调整。
所述导电物质可以来自流体的粘弹性组。具体地，所述导电物质可以是水凝胶(hydrogel)。水凝胶特别适用于改善电极和生理组织之间的电接触。水凝胶还能够易于涂敷。相变物质也可以混入到水凝胶中，例如，以粉末形式。还可以考虑双层凝胶体，其中与生理组织接触的下层是导体物质或者水凝胶，上层是凝胶体形式的相变物质。
所述目的还可以通过使用用于冷却中性电极的潜热蓄能器加以实现，特别是用于HF外科手术应用。
这同样具有与上面所述的方案相似的优点。
上面描述的潜热蓄能器可以是相变材料，特别是取自石蜡群材料(paraffin group of materials)。
为了处理方便，所述相变材料可以被压缩到硅酸盐或合成纤维。
所述潜热蓄能器可以具有低于最高温度的熔点，在该最高温度将会发生热量对生理组织的损伤。所述潜热蓄能器因而只在当生理组织或者中性电极装置达到剧烈温度时发挥作用。以这种方式，所述潜热蓄能器的资源可以是最优化利用的。
所述最高温度可以低于70℃，特别是低于60℃，特别是低于50℃，特别是低于40℃，特别是低于35℃，特别是低于30℃。
相适应地，所用物质的熔点可以被选择以便其高于生理组织的表面温度。特别地，所述熔点应高于最低温度，特别是高于20℃，特别是高于25℃。
附图说明
在此结合一些示例性实施例描述本发明，基于附图更详细地描述所述实施例，其中：
图1示出了用于凝结和/或切除组织的单电极电外科设备；
图2示出了包括水凝胶的中性电极，其中PCM加入到水凝胶中；
图3示出了具有附加PCM层的中性电极；
图4示出了具有用PCM纤维制成的支撑无纺布的中性电极；以及
图5示出了具有PCM衬垫的中性电极。
在下面的介绍中，相同的附图标记用作相同和类似作用的部件。
具体实施方式
图1示出了电外科装置。所述电外科装置包括HF生成器10，单电极设备20和中性电极结构30。在施加HF电流时，在所述单电极设备20和中性电极30之间施加电压。所述HF治疗电流流过正在被治疗的人体，在本例中是躯干1。在所述单电极设备20的邻近区域，电流密度高，以致使相接触的组织被凝结或分离。
为了避免在中性电极30处的烧伤，根据本发明，可以提供一潜热蓄能器。如图2-5所示，中性电极结构30通常包括三层。与生理组织相邻的是电极层，包括若干相互电性分离的电极34，34’。其后是PET支撑33，其被胶合到一支撑无纺布32。
为了改善生理组织和电极34，34’之间的电接触，采用水凝胶36。
在根据本发明的第一示例性实施例(参见图2)，所述潜热蓄能器被包含于水凝胶36。图2示出了具有PCM成分的水凝胶36’。所述PCM是粉末形式并且被混入到水凝胶36中。
在第二示例性的实施例中，如图3所示，所述中性电极结构30具有附加的PCM层37，所述PCM层37设置于支撑无纺布32和PET支撑33之间。也可以想到使用低熔点的金属合金。可以通过PET支撑33形成连接到电极34，34’的热导体。在电极34，34’处产生的热量因而能够被PCM层37吸收。可选地，PET支撑可以被取消或者被PCM代替。
在第三示例性实施例(参见图4)，所述中性电极结构30具有一合适的支撑无纺布32。这是具有PCM纤维的支撑无纺布32’。这些纤维在纺织工业中是公知的并且易于被处理到纺织纤维结构中。通过使用具有PCM纤维的所述支撑无纺布32’，生理组织与PCM的直接接触被避免。因而基于所用PCM的耐受性可以达到低需求。
在第四示例性实施例(参见图5)中，所述中性电极结构30被PCM衬垫40所辅助。所述衬垫可以在所述中性电极结构30被置于生理组织之后，被敷在所述中性电极结构30的大面积区域，并且作为潜热蓄能器。
所述衬垫非常易于使用并且其中可以设置大量的相变材料。所述PCM衬垫40因而具有较大存储容量。
这里已经描述了关于将PCM与中性电极结构30结合使用的某些具体示例性实施例。然而，可以理解可将个别示例性实施例彼此贯通。例如，所述具有PCM成分的水凝胶36’可以与PCM衬垫40相结合的加以使用。
附图标记
1 躯干
10 HF发生器
20 单电极设备
30 中性电极结构
32 支撑无纺布
32’ 具有PCM纤维的支撑无纺布
33 PET支撑
34，34’ 电极
36 水凝胶
36’ 具有PCM成分的水凝胶
37 PCM层
40 PCM衬垫

Claims (14)

1.一种用于将HF电流施加到生理组织的中性电极装置，包括至少一个用于吸收热量的潜热蓄能器。
2.根据权利要求1所述的中性电极装置，其特征在于，至少一个电极(34，34’)，特别是由铝制成的电极，其中所述潜热蓄能器被扁平地设置在所述电极(34，34’)上。
3.根据权利要求1或2所述的中性电极装置，其特征在于，在应用中，所述潜热蓄能器被设置在所述电极背向生理组织的一侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的中性电极装置，其特征在于，至少一个支撑纤维层具有相变材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的中性电极装置，其特征在于，具有一冷却衬垫(40)，包括所述潜热蓄能器。
6.一种用于凝结和/或切除组织的电外科设备，包括根据权利要求1至5中任一项所述的中性电极装置(30)。
7.一种用于改善电极和生理组织之间电接触的接触介质，包括：
至少一个用于吸收热量的潜热蓄能器；
一导体物质。
8.根据权利要求7所述的接触介质，其特征在于，所述导体物质是来自流体的粘弹性组，特别是水凝胶。
9.用于冷却中性电极的潜热蓄能器的应用，特别是用于HF外科手术应用。
10.根据权利要求1至5中任一项的中性电极装置和/或根据权利要求7或8的接触介质和/或根据权利要求9的应用，其特征在于，所述潜热蓄能器包括相变材料，特别是取自石蜡群材料。
11.根据权利要求10所述的中性电极装置和接触介质和/或应用，其特征在于，所述相变材料被压缩到硅酸盐或合成纤维。
12.根据权利要求1至5，10，11中任一项的中性电极装置和/或根据权利要求7，8，10，11中任一项的接触介质和/或根据权利要求9至11中任一项的应用，其特征在于，所述潜热蓄能器具有低于最高温度的熔点，在该最高温度将会发生热量对生理组织的损伤。
13.根据权利要求12所述的中性电极装置和接触介质和/或应用，其特征在于，所述最高温度低于70℃，特别是低于60℃，特别是低于50℃，特别是低于40℃，特别是低于35℃，特别是低于30℃。
14.根据权利要求12或者13所述的中性电极装置和接触介质和/或应用，其特征在于，所述熔点应高于最低温度，特别是高于20℃，特别是高于25℃。
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