CN102470009B - 关于减少和去除粒子的改进 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于减少或去除悬浮在局部大气中并由外科手术产生的烟尘粒子的设备(100)，所述设备具有或包括两个电极(140)和(150)，所述设备的每个电极与高压直流电流源的异性极电连通或能够电连接到高压直流电流源的异性极，所述电极中的第一电极(140)能够电连接到患者(P)，并且所述电极中的第二电极(150)能够定位在患者内或邻近患者，使得当与所述高压直流电流源的异性极电连通时所述两个电极在使用中电离所述粒子，用于将所述粒子吸向患者或吸向第二电极。

Description

关于减少和去除粒子的改进
技术领域
本发明涉及在外科手术期间或之后减少或去除粒子，具体地，但不排它地，在手术期间或之后减少或去除烟尘，例如腹腔镜检查或其它体内手术或外科手术。
背景技术
在本说明书中，词语粒子、烟尘、烟尘粒子和相关术语用于包括悬浮在大气中的任何粒子、分子或物质，包括由于冷或热形成的悬浮液滴。
粒子，例如烟尘粒子，常在外科手术期间产生。热可能产生，例如当电流通过组织用于切割时，当采用摩擦切割时，其中强光例如激光产生的光被使用时，或使用大量能量的任何技术。
当工作时以该方式产生的烟尘粒子模糊外科医生的视线，这是危险的。当使用传统的外科手术时提出的烟尘去除方法着重于通过真空去除烟尘，然后将烟尘排到手术室外部和/或过滤掉烟尘粒子。当执行腹腔镜检查手术时，气体通过进入端口引入到患者体内，以使患者的身体的感兴趣的该区域膨胀。例如，当采取电疗法或电热性切割时，在吹入的区域产生的烟尘被吸出并且然后可以被过滤。烟尘粒子应当被过滤掉，但是在实际中不常这样。用于这种真空烟尘去除的过滤器很昂贵。通常在许多手术中烟尘会留下来并渗透到手术室中。
即使当采用冷冻手术，冷凝蒸汽、液滴或物质能够如雾地产生，其悬浮在局部大气中。该雾也被包括在本说明书的术语“粒子”中。该雾也能够模糊外科医生的视线。
发明人认识到需要一种减少或去除悬浮粒子的不同方法，并且本发明的实施例解决了前述问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于减少和去除悬浮在局部大气中并由外科手术产生的粒子的设备，所述设备具有或包括两个电极，每个电极与高压直流电流源的异性极电连通或能够电连接到高压直流电流源的异性极，所述电极中的第一电极能够电连接到经历手术的患者的身体，并且所述电极中的第二电极包括导电棒，所述导电棒延伸穿过一细长的电绝缘屏蔽，所述导电棒具有暴露的远端，所述导电棒因而所述第二电极适于可移除地插入外科手术的位置处或附近，使得当与所述高压直流电流源的异性极电连通时所述两个电极在使用中电离悬浮的所述粒子，用于将所述粒子吸向患者。
在一个实施例中，所述第一电极具有或包括用于直接或间接地接触患者的皮肤的至少一个导电垫。
在一个实施例中，所述第二电极具有或包括至少一个导电元件，所述至少一个导电元件可以安装到或能够安装到外科器具或工具。
在一个实施例中，所述第二电极形成能够在使用中产生所述粒子的外科器具的一部分。
优选地，电绝缘屏蔽防止第二电极与患者之间的电接触。
优选地，所述电绝缘屏蔽具有空穴和在该空穴中的开口，并且所述空穴被加压用于使气体流出所述开口。这有助于保持第二电极没有异物。
可选地，或以及加压的屏蔽，所述第二电极可以包括刮除器。该刮除器有助于去除在第二电极处的异物。
在一个实施例中，所述高压是在大约1kV至大约30kV的范围内的电源，优选地是在大约4kV至7kV的范围内的电源。
在一个实施例中，所述高压直流电流源包括电流调节器。该电流调节器限制流过所述高压直流电流源的电流的量。
根据本发明的第二方面，提供一种用于在外科手术期间和/或之后减少或去除悬浮在局部大气中的粒子的方法，所述方法依照合适顺序包括如下步骤：
a)提供高压直流电流源；
b)使用第一电极电连接经历手术的患者的身体到所述高压直流电流源的一个极；
c)电连接包括导电棒的第二电极到所述高压直流电流源的极中的另一个极，所述导电棒延伸穿过细长的电绝缘屏蔽并且包括暴露的远端；
d)将第二电极插入大气中，因而电离所述粒子并且将所述粒子吸向所述患者。
本发明可延伸至本文说明或描述的这些新颖特征的组合。
附图说明
本发明能够以多种方式实现，下面仅参照附图说明一个示例，附图如下：
图1显示用于去除或减少来自患者的腹部的烟尘粒子的第一配置；
图2显示用于去除或减少来自患者的腹部的烟尘粒子的第二配置；
图3显示用于第二配置的电极的配置；
图4、5、6、7和8显示电极的不同实施例；和
图9和10显示本发明的其它应用。
具体实施方式
参照附图1，显示患者P，其被进行腹腔镜检查手术。器具10通过腹腔镜检查进入端口90插入到吹入法治疗的腹部A，并且用于去除患者P的腹部A中的组织T。沿电源线路92给器具10提供电力。器具10产生烟尘粒子S。请注意，在本说明书中的术语“烟尘粒子”包括混合或悬浮在腹部A的大气中的粒子、蒸汽和其它物质。
设备100用于从腹部A减少或去除烟尘S。设备包括高压直流电流源(high voltage dc electrical source)110、绝缘导线120和130、导电垫144形式的第一电极140、和第二电极150。第二电极的结构的示例下面给出，尽管它是最简单的形式，第二电极是导电棒154，该导电棒154部分地绝缘以防止该导电棒154意外地接触在患者P上。
在使用中，第一电极的导电垫144通过使用导电胶148连接到患者P的腿部或身体的其它部分，并且通过绝缘导线120电连接到高压源的正极。然后患者的身体变为带正电。
第二电极150通过绝缘导线130连接到高压源110的负极。第二电极可以通过图1大致显示的预制引导装置96或通过传统的塑料腹腔镜检查进入端口90插入到腹部A中。
第二电极是负电的，并且满足公认理论，并且朝向患者的身体的壁W发送电子流。此外，满足公认理论，电子自身粘附到烟尘粒子的一些原子上，造成原子形成负离子，并且因而被吸引到腹部的带正电的壁上。因此，烟尘粒子S被吸向腹部A带正电的壁W，烟尘粒子粘附在此并且然后在外科手术结束时被清洗掉。
图2显示与前述配置100相似的配置101，其中相同部件具有相同的参考标记，并且其中采用相同的电离操作原理。然而，在第二配置中，第二电极150与外科切割器具15结合。
器具15是改进的电外科装置，还公知为透热治疗装置，其使用高频电流源115，该高频电流源115具有在10MHz和100MHz之间的频率，高频电流流过患者以在器具的顶端产生热量，用于在切割区进行切割和切削。交流电流分别沿导线122和132流到导电垫144和器具15。当外科医生接通电流并且接触患者时，执行组织T的切割，因为电流电路被完成，并且组织的局部阻抗导致产生热量。请注意，在该情况中导线122和120共享相同的路径124，并且导线120通过连接件126连接到导线122。
第二电极150安装到器具15，并且通过绝缘导线130供应直流高压。
图3显示电外科器具15的局部放大图。器具包括手柄16、主体部分18、切割头20和居中地安装在主体18中的导线132。在使用中，外科医生将器具插入到进入端口90中。当供应电流并且切割头20与组织T接合时，可以执行组织的切除。该手术产生烟尘S，其可以如上所述地通过电离被去除或减少。
电极150安装到器具15的主体18。电极150包括具有尖端24的导电棒22防止该尖端24和患者P之间直接接触的屏蔽26。该电极还包括具有空穴30的壳体28，该空穴30能够通过气源路线32加压。加压气体能够在壳体28的开口34处逃逸。气流有助于防止异物进入开口34。此外，刮除器36可以被推动器38从壳体28的内侧朝向开口34向前推进，以移出任何进入开口34的异物。
当需要从腹部A去除烟尘时，高压直流源可以被接通，并且产生电子流E。如上所述，电子的作用是电离悬浮在局部大气中的任何粒子或物质，以便使电离的粒子等被吸向带正电的患者，如上所述。该电离可以在电外科手术期间或之后进行。
图4和8每个显示第二电极150的改进的顶端部分。在图4中，电极150是具有锋利的尖端24的中空套管形式，具有电绝缘屏蔽26。导电棒22延伸通过中空电极150的内腔并且延伸到尖端24之外。棒22的圆的顶端25用于使锋利尖端24对患者的意外损害的风险最小。在使用中，患者P中的小切口可能形成，并且用于经皮肤引入电绝缘屏蔽26。电极150然后可以通过绝缘屏蔽26的内腔插入。
图5显示另一电极150的顶端部分，该电极150包括被电绝缘屏蔽26覆盖的尖端24。在该情况中，屏蔽具有一串入口孔21和出口孔23，分别提供用于带电空气分子流通的入口和出口。孔21和23仅是图示的目的，并且可以具有不同尺寸和结构，以便在使用中使得装置的性能和安全性最大化。
图6显示另一电极150，包括具有尖端24和屏蔽26的导电棒22。屏蔽在卷簧状结构27中终止，该卷簧状结构27覆盖尖端24并且在使用中保护患者免受尖端24意外的损伤。在一个形式中，弹簧27不是导电的，并且单独用作用于保护的屏蔽，其能够在插入时回缩以暴露尖端24。然而在另一中形式中，弹簧27可以是导电的，以提高电极在产生电子时的性能，但是不必能够回缩以暴露尖端24。在该后者的结构中，它是释放电子以形成离子的盘卷形式。
图7显示另一电极150，其包括屏蔽26和尖端24，以及多个细发状的导电元件，例如不锈钢毛须，以便提供发射电子的改进的表面，并且因此产生离子。毛须29是弹性的，以允许通过插入屏蔽26的内腔中而使尖端24插入到患者中。屏蔽26可以宽到足以容纳电极的整个宽度，或可选地毛须可以在插入时被压缩，但是在延伸到屏蔽26的末端之外时弹回到合适位置。
图8显示另一电极实施例，结合有带正电的加速器环31。加速器环31提高了电极150的性能，通过在离子期望的流动方向上吸引离子，在该情况中，朝向第二电极140吸引离子。
图9显示用于从体外外科手术部位Y减少或去除粒子(例如烟尘粒子)的配置。在该情况中，电极140大致沿电极150的轴线A放置，为了最好的结果。在该方位中，产生离子的电子流E在外科手术部位Y上被引导，以与在该部位Y处由外科工具10产生的烟尘粒子S碰撞。在该实施例中，电极140朝向它的表面吸引粒子。电极140能够采用各种形式，例如，使用之后能够清洗掉的镍纱布，导电材料的垫子，例如涂布导电碳浆的任意的塑料纤维，或金属板。在任一情况中，可以理解的是，患者不用作导电路径，因此烟尘粒子直接吸引到电极上。在使用之后，电极140可以被清洗和消毒用于再次使用，或作为消耗品处理掉。
图10显示可选的电极140，具有通过路径130供应的柔性筒形式。筒可以插入患者中，例如通过外科手术进入端口90。理想地，烟尘粒子如图10所示直接吸引到电极140，因此当去除电极时它可以去掉或清洗掉，使得在外科手术之后吸引到电极上的烟尘粒子被从患者的体腔去除。
本领域熟练人员可以理解的是，在发明限定的范围内可以有许多变化、变型和改进。例如，图示的两个第一配置足体内的，然而在图9所示的体外手术中可以采用相似的方法。在图1和图2中，患者已经带正电，使得电离的粒子等被吸引到患者。如果图示的这些配置的极性被颠倒，那么粒子等将被吸引到电极150，并且例如能够在需要时使用刮除器36或相似装置从电极刮除。
尽管能够使用高达30kV的直流电压，但是较低的电压也是足够的。例如大约5kV或6kV的电压是可行的，利用2.2MOhms系列电阻器形式的电流限制调节器。绝对合理的恒压是优选的，但是可以使用波动的电压，具体地，在设备与电驱动外科手术工具一起使用的情况中，假设没有电流反向。在该说明书中，“直流”涵盖振荡或嘈杂电压，其被偏压以提供仅在电路的一个方向上的电流。在前述的配置中，通过使用电势差产生电离辐射，尽管可以使用其它形式的辐射，例如来自无线有源物质的辐射。然后通过使患者接地可以实现电离粒子吸引到患者。
通过配置图2所示的粒子去除设备，本发明可以结合到任一单极电外科手术装置，或在采用双极电外科手术装置的情况中，可以采用图1所示的配置，其不使用患者返回(第一)电极(即，不需要通过患者的电流路径)，或任何其它粒子产生装置。此外，不使用电能切割的装置可以被使用，并且它们造成的粒子能够通过采用前述设备去除或减少，例如可以使用激光装置或同时切割和密封组织的超声动力切割工具(谐波解剖刀)。还可以使用低温外科装置。此外，电极的一个可以结合到图1所示的进入端口90或相似端口中。
主电源用于产生高压，但是可以用可再充电电池替代或补充。可以通过外科医生或他/她的助手的切换操作，实现该主电源/电池电源，或导线130的持续或中断，例如拇指操作开关或脚踏板，以提供手动控制。
为了提高安全性，可以设置控制装置，用于监控高压电路中行进的电流，如果电流在短时间间隔内快速增加时，其可以停止电流，即如果检测到短路，例如在第二电极接触到患者的身体时。这避免或减少对患者的意外电击。此外，可以监控阻抗增加，因而检测被阻碍的电子发射。
已经发现，当第二电极150的导电部分的轴线，例如导电元件22，被指向第一电极140时，本设备对于粒子去除或减少作用显著。这通常能够在腹腔镜检查手术中实现，例如通过把第一电极放置在患者的外科手术部位附近。此外，已经发现，当第二电极的尖端暴露至少5mm或向外科手术大气开放时，它的性能被提高。可选地，电极是一次性使用的。

Claims (12)

1.一种用于减少和去除悬浮在局部大气中并由外科手术产生的粒子的设备，所述设备具有或包括两个电极，每个电极与高压直流电流源的异性极电连通或能够电连接到高压直流电流源的异性极，所述电极中的第一电极能够电连接到经历手术的患者的身体，并且所述电极中的第二电极包括导电棒，所述导电棒延伸穿过一细长的电绝缘屏蔽，所述导电棒具有暴露的远端，所述导电棒适于可移除地插入外科手术的位置处或附近，使得当与所述高压直流电流源的异性极电连通时所述两个电极在使用中电离悬浮的所述粒子，用于将所述粒子吸向患者。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电极具有或包括用于直接或间接地接触患者的皮肤的至少一个导电垫。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二电极具有或包括至少一个导电元件，所述至少一个导电元件形成外科器具或工具的一部分，或者安装到或能够安装到外科器具或工具。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述外科器具或工具在使用中能够产生所述粒子。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘屏蔽防止第二电极与患者之间的电接触。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述电绝缘屏蔽具有孔，以允许空气进入该电绝缘屏蔽和离开该电绝缘屏蔽。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二电极包括异性地充电的加速器，该加速器位于所述第二电极的顶端之外。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘屏蔽具有空穴和在该空穴中的开口，并且所述空穴被加压用于使气体流出所述开口。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二电极包括刮除器，用于去除在第二电极处的异物。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述高压直流电流源是在1kV至30kV的范围内的电源。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述高压直流电流源是在4kV至7kV的范围内的电源。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述高压直流电流源包括电流调节器，用于限制流过所述高压直流电流源的电流的量。
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