CN1207027A - 水下电手术器械 - Google Patents

Abstract

一种电手术器械,用于在导电液体介质情况下的组织处置,该器械包括器械轴柄(10),和在器械轴柄一端的电极组件(12)。电极组件(12)包括组织处置电极(14)和回流电极(18),回流电极通过绝缘件(16)与组织处置电极电绝缘。组织处置电极(14)被露出于器械(10)的远端部分,并且回流电极(18)有一个液体接触面,通过绝缘件(16)与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔。组织处置电极(14)的露出端由多条导电材料制成的组织处置细丝状元件构成,各细丝状元件被连至一公用的供电导线。

Description

水下电手术器械

本发明涉及一种电手术器械，用于在导电液体介质情况下的组织处置，还涉及包含这种器械的电手术设备，以及该种器械中所用的电极单元。

内窥镜电外科通常用于治疗体腔内的组织，而且一般是在有膨胀作用介质的情况下进行的。当膨胀介质为液体时，通常将之称为水下电外科，这个术语意味着于电外科时在手术部位处采用具有一个或多个被浸在液体内之处理电极的电手术器械使活体组织得到治疗。在较大潜在体积的膨胀性体腔内实行内窥镜外科时，其中液体介质是不适用的，有如通常在腹腔窥镜外科或胃肠外科中的情况那样，通常都采用气体介质。

水下外科通常是采用内窥镜技术实施的，其中内窥镜本身可设有一个导管(通常称为工作通路)，用为电极的通路。另外，可将内窥镜特别配备成(如前列腺切除器)包含有安装电极的装置，或者可在关于内窥镜成一个角度的情况下借助一分开入口的装置将所述电极引入体腔内——通常被称为三角形技术。可由外科学专业对这些技术上的变型再予细分，这些技术的一种或它种都具有对特定体腔提供入口通路的特别优点。在可通过自然开口进入体腔的情况下，一般采用具有多个必备的操作通路的内窥镜，那些被称为前列腺切除器的内窥镜，——如通向子宫内膜腔的子宫颈管，或者通向前列腺和膀胱的尿道。为用于子宫内膜腔所特别设计的内窥镜被称为子宫镜，为用于尿道而设计的内窥镜包括膀胱镜、尿道镜和前列腺切除器。前列腺的经尿道切除手术过程或蒸汽疗法分别被称为TURP和EVAP。当没有可供内窥镜通过的自然人体开口时，通常就采用所说的三角形技术。三角形技术通常被用于比如膝和肩等关节腔的水下内窥镜外科过程中。这些过程中所用的内窥镜通常被称为关节镜。

通常采用单极器械或双极器械实行电外科。采用单极电外科，将一有效电极用于手术区，同时将一导体回流板紧固于患者的皮肤上。采用这种布置，电流从有效电极通过患者的组织流到外部回流板。由于患者相当于电路的有效部分，输入功率的值就必须比较大(通常为150到250瓦)，以补偿患者组织阻碍电流的限制，而且，在水下电外科的情况下，由于液体介质因血液或其它体液的存在而表现为不完全的导电之故，要消耗功率。由于所述回流板处存在组织发热的缘故，使得采用单极布置而使用较大的功率还是危险的，即可能造成严重的皮肤灼伤。在体腔的进入点处还存在器械与患者组织间电容性耦接的风险。

采用双极电外科，将一对电极(有效电极和回流电极)同时用于组织的操作部位。由于两个电极的相对接近，使射频的电流被限制于电极之间的区域，所以从安全的观点看，这种布置有优点。可是，有效深度却直接与二电极间的距离有关，并且在使用所需的极小电极的情况下，电极的内间隔变得非常小，因而就限制了对组织的效果，也限制了输出的功率。进一步分开电极间的间隔常会遮蔽操作部位的观察，而且为保证两个电极与组织的正确接触，还需要改变手术过程。

有许多关于双极探针基本设计的变型。例如美国专利说明书US4,706,667描述了这种设计的一种基本情况，即就截割意义而言，回流电极与有效电极的接触面积之比大于7∶1而小于20∶1。这个作用范围只与截割电极的外形有关。当把双极器械用于干燥法或血凝固时，可使所述二电极的接触面积比降低到近于1∶1，以适应组织与各电极间接触处存在的不同电受力状态。

可以利用诸如普通食盐水类导电溶液湿润所述组织而使所述回流电极与组织间的电接合得到保证。随着通过所述组织完成二电极间的电路，保证了使手术效果被限制于针电极或有效电极处。采用这种设计的明显限制之一是，必须使所述的针被完全埋入所述组织中，以使回流电极完成所述电路。另一个问题是定向问题，即使是操作角度关于组织表面理想的垂直接触仅有较小改变，也会改变所述接触面积之比，使得在组织与回流电极接触的情况下可能发生对手术的影响。

腔体膨胀提供了为改善目视观察而进到操作部位所用的空间，以改善目视观察和得以操作器械。在小容积的体腔内，对于在较高压强下扩张腔体这是特别需要的，用液体代替气体更为常用，这是由于光学特性更好些，而且也因为它将血液冲洗得远离操作的部位。

为消除电导的下降而采用不导电液体(比如1.5％的甘氨酸)作为冲洗液或作为膨胀介质，已使现有的水下电外科得以实现。为避免在存在血管内的吸收作用情况下血液中的渗透变化，在等渗透压浓度下使用甘氨酸。在操作过程中，由于液体综合渗入到循环中去，可能使静脉被切断，其中包括可能引起血清钠的稀释，而这可能导致所谓水中毒。

本申请人发现，在水下内窥镜电外科中，可以采用常规的液体介质，如普通食盐水来代替不导电的非电解质溶液。在不考虑电外科，或者采用不用电的组织效应，如激光治疗的情况下，普通食盐水是水下内窥镜外科中优选的膨胀介质。即使普通食盐水(0.9％w/v，150mmol/l)比大部分人体组织的导电性稍大些，但它的优点在于，通过吸收或从操作部位渗出而减低生理效应，并可使不导电的非电解质溶液的所谓水中毒效应得以避免。

二氧化碳是首选的气体膨胀介质，这首先是因为它的无毒特性和较高的水溶性。

在其中膨胀介质为气体的内窥镜方法中，申请人发现，可以使用导电气体(如氩气)代替二氧化碳。在氩被激发至放电状态时，它成为导电的，并被用于内窥镜和常规的单极电外科中，通过在采用诸如喷射或电灼疗法等高压电手术输出的情况下，于所述组织与器械间提供导电通路，作为加大二者间距离的方法。这种应用中所用的高压造成进入所述组织电手术效果的穿透性非常低，使得该法只适用于控制多条小血管出血。这使外科医师可使用快速“涂抹”技术在外科创伤中制止多部位的出血，以代替将电外科用于每个出血部位。通过一个中空外科器械供送氩气，同时，氩气作为气流通过露出于器械端部的单电极上面。这就在手术部位产生一个氩气浓集并促成体腔膨胀的区域。由于对器械远离手术部位的部分电容耦合或直接联结往往在操作者视野的外面，因为对视野之外病变组织的危险之故，在内窥镜外科中不希望有高压单极电手术输出端。

这些应用使双极器械适用于采用导电液体或气体介质的水下电外科得到发展。这种用于在导电液体介质情况下组织处置的电手术器械包括：具有手柄和器械轴柄的器械主体，以及在所述轴柄一端的电极组件。所述电极组件包括一个露出于器械最远端的组织处置电极和一个回流电极，它与所述组织处置电极电绝缘，并有一液体接触面，靠近所述组织处置电极露出端有一段距离。使用这种器械时，将组织处置电极用到待处置的组织处，另一方面，被置于靠近组织处置电极露出端有一段距离的回流电极通常与所述组织有一段距离，它用于通过所述组织及液体介质与组织处置电极完成电手术电流回路。未决英国专利申请BG9512889.8的说明书中描述了这种电手术器械。

这种与导电液体介质相结合之器械的电极结构极大地避免了单极或双极电外科方面的问题。特别是，输入功率的水平大大低于采用单极结构一般所需的功率(通常为100w)。此外，由于其电极间的间隔较大，与常规的双极结构相比，使作用的深度得到改善。

本发明的目的在于提供一种这类改进的电手术器械。

本发明提供一种电手术器械，用于在导电液体介质情况下的组织处理，所述器械包括一个器械轴柄，和在该器械轴柄一端的电极组件，所述电极组件包括一个组织处置电极和一个回流电极，后者通过一绝缘件与所述组织处置电极电绝缘，所述组织处置电极被露出于器械的远端部分，并且所述回流电极有一液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔，其中组织处置电极的露出端由多条导电材料制成的组织处置细丝状元件构成，各细丝状元件被连至一公用的供电导线。

使用时，使回流电极与组织处置电极间隔开，使之不致接触拟处置的组织，并使电路总是由导电液体完成的，而不仅仅是靠电极间的击穿。实际上，这种布置使得所述电极组件各相邻部分之间的击穿被避免，从而保证了可使组织处置电极被包围在蒸汽囊中，以致进入该蒸汽囊的组织成为电流经导电液体流回到回流电极的优选路径。

本发明的电手术器械还用于组织的解剖、切除、蒸汽疗法、干燥和凝血，以及这些功能在子宫镜外科过程中特殊应用的组合。子宫镜手术过程可包括：粘膜下层纤维瘤、息肉及恶性肿瘤的切除；诸如隔或隔下的先天子宫异常的切除；虹膜粘连的分离(粘膜溶解)；病变组织或肥大的子宫内膜组织的部分切除；以及血停滞。

本发明的器械还用于组织的解剖、切除、蒸汽疗法、干燥和凝血，以及当适用于包括(但不限于)有如它们用于脊柱那类操作的人体关节上和其它无滑液关节上所实施的内窥镜操作和经皮操作时，这些功能在关节内窥镜外科中特殊应用的组合。关节内窥镜手术的过程可包括：包括半月板囊在内的膝关节半月板的局部或全部切除；膝关节的外侧腓骨肌支持带的断开；前后十字韧带的切除或它们的残留；肩关节的唇裂伤切除、肩峰整形、粘液囊切除和肩峰下减压；限制上颌骨关节的切除；应用于人体的任何滑液关节时的滑膜切除、软骨清创、软骨成形、关节内粘着物的分裂、骨折和腱的清创；用于对人体各联接关节的回归脱位、半脱位或重复应力损伤处置时的关节囊热致皱缩；为了类似目的，通过对颈部、胸部、和腰部脊柱或任何其它纤维性关节的后或前接近，在盘突前脂酶(disc prolipase)处理中或者作为部分脊柱融合的解剖外科手术(disecotomy)；病变组织的切除；以及血停滞。

本发明的器械还用于组织的解剖、切除、蒸汽疗法、干燥和凝血，以及这些功能在泌尿科内窥镜(尿道镜检查、膀胱镜检查、输尿管镜检查和肾镜检查)和经皮手术中特殊应用的组合。泌尿科过程可包括：前列腺的电蒸汽疗法(EVAP)，以及一般被称之为前列腺经尿道切除(YURP)过程的其它变化，后者包括无论良性病变亦或恶性病变，通过经皮或经全长途径进行前列腺的间质部分地被切除，但不限于此；当泌尿道瘤可能作为初次或再次肿瘤而出现时，以及当它们在泌尿道中的从肾盏到外部尿道口的任何地方出现时，对它们的经尿道切除或经皮切除；对在肾盂输尿管的结合处(PUJ)、输尿管、输尿管口、膀胱颈或尿道处可能出现的狭窄的分隔；输尿管疝的矫正；膀胱憩室的皱缩；作为适用于排泄机能不良之校正的膀胱成形过程；膀胱颈下降的矫正处置时的骨盆底热致皱缩；病变组织的切除；以及血停滞。

采用本发明的手术过程包括：通过一个人造导管(套管)，或者通过一个天然导管，将电极组件导引至手术部位，所述天然导管可为组织体腔或空间，或者是以手术方式形成的。在使用液体的过程中，可将所述体腔或空间膨胀，或者可由解剖结构自然地保持打开。可使手术部位浸泡在诸如食盐水溶液的连续导电液体流中，使充满并胀开腔体。所述过程可包括借助内窥镜或者使用直接目视观察装置同时观察所述部位。

在一则优选实施例中，多个彼此分开的单个的细丝构成细丝状元件。优选的是，每条细丝的长度在0.5mm到5mm范围内，在这样的情况下，所述器械通过蒸汽疗法被用于组织的切除。每条细丝的直径最好在0.05mm到0.3mm范围内。

另外，单根卷绕细丝构成所述细丝状元件，多个细丝的卷绕构成各细丝状元件。

所述细丝状元件最好从器械的末端沿纵向伸展。另一种可供选择的是，所述细丝状元件通过与所述绝缘件末端邻近、在其侧面上形成的切口沿横向伸展。优选的是，所述回流电极由盖罩状的扩展部制成，它伸展于所述绝缘件的整个表面，与所述切口相对。

在另一则优选实施例中，以这样一种方式将多条细丝状元件装在绝缘件内，即它们是可沿轴向相对于所述绝缘件在第一操作位置和第二操作位置间移动，其中在所述第一操作位置处，它们不完全地自所述绝缘件延伸，而在第二操作位置处，它们则完全从所述绝缘件伸开。在如此情况下，当各细丝状元件处于第一操作位置时，所述器械可通过蒸汽疗法被用于切除组织，而当各细丝状元件处于第二操作位置时，所述器械可被用于干燥。

优选的是，所述公用供电导线是一中央导体，所述绝缘件围绕着该中央导体。

所述各细丝状元件可由比如铂等贵金属制成，或者由诸如铂/铱、铂/钨或铂/钴等铂的合金制成。各细丝状元件还可由钨制成。所述绝缘件可由陶瓷材料、硅橡胶或玻璃制成。

其中的各细丝状元件被分成多条细丝，它们每一条的长度可在5mm到10mm范围内。在如此情况下，它们可由不锈钢制成。

在又一个实施例中，所述绝缘件由一个以上翼形片制成，所述翼形片或者每个翼形片都从所述绝缘件向远处伸到组织处置电极之外。所述绝缘件最好由一对彼此相对的翼形片制成。

本发明还提供一种电极单元，用于在导电液体介质情况下的组织处理，所述电极单元包括一个轴柄，在其一端有一个用于连到器械手柄的端部装置；在所述轴柄的另一端安装一个电极组件，该电极组件包括组织处置电极和回流电极，回流电极借助一绝缘件与组织处置电极电绝缘；所述组织处置电极露出于器械的远端部分；所述回流电极具有液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔；其中所述组织处置电极的露出端由多个以导电材料制成的组织处置细丝状元件组成，这些细丝状元件与公用供电导线电连接。

本发明还提供一种电手术设备，它包括射频发生器和在导电液体介质情况下用于组织处置的电手术器械；所述器械包括器械轴柄和在该轴柄一端的电极组件；所述电极组件包括组织处置电极和回流电极，回流电极借助一绝缘件与组织处置电极电绝缘；所述组织处置电极露出于器械的远端部分；所述回流电极具有液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔；所述射频发生器具有一个与电极相连的双极输出端，其中所述组织处置电极的露出端由多个以导电材料制成的组织处置细丝状元件组成，这些细丝状元件通过公用供电导线与所述射频发生器电连接。

优选的是，射频发生器包括控制单元，用以改变提供给各电极的输出功率，所述控制单元是譬如按第一和第二范围提供输出功率的，所述第一输出范围是用来驱动电手术器械，用于组织的干燥，而第二输出范围是用来驱动电手术器械，用于通过蒸汽疗法切除组织。所述第一输出范围最好从大约150v到200v，而第二输出范围则从大约250v到600v，这里所说的电压为峰值电压。

以下将采用附图通过列举实施例详细描述本发明，其中：

图1是按照本发明构成的第一种形式电极单元末端处的电极组件图解式侧视图；

图2是表示图1电极单元按干燥和蒸汽疗法方式使用之间存在磁滞的曲线；

图3a是第一种电极单元的图解式侧视图，表示通过蒸汽疗法将这种单元用于组织切除；

图3b是第一种电极单元的图解式侧视图，表示这种单元用于组织干燥；

图4a到4c是按照本发明构成的第二种形式电极单元的电极组件图解式侧视图；

图5a和5b是按照本发明构成的第三种形式电极单元的电极组件图解式侧视图；

图6a和6b是按照本发明构成的第四种形式电极单元的电极组件图解式侧视图；

图7a和7b是按照本发明构成的第五种形式电极单元的图解式侧视图；

图8是按照本发明构成的第六种形式电极单元的图解式侧视图；

图9是沿图8的A-A线所取的截面图；

图10是按照本发明构成的第七种形式电极单元的图解式侧视图；

图11a到11d是按照本发明构成的另一些形式电极单元的图解式侧视图；

图12是表示按照本发明构成的电手术设备示意图。

下面所描述的每一种电极单元指的是采用比如普通食盐水的导电膨胀介质而被使用的，而且每一种单元都具有双极结构，以激活所述导电介质作为拟被处置的组织与一个电极之间的导体，以下将该电极称为回流电极。另一个电极被直接加给组织，并在下面被称为组织处置(有效)电极。在很多情况下，液体膨胀介质的使用是首选的，以防止在大多数情况下的过高电极温度，和大大消除组织的粘黏。

参照各图，其中图12表示包括具有输出插孔2之发生器1的电手术设备，所述插孔经接线电缆4对成手柄3形的器械提供射频(RF)输出。可由手柄3经电缆形的控制接线4或者借助脚踏开关装置5实现发生器1的启动，如图中所示，利用脚踏开关接线电缆6使脚踏开关5被分开连到发生器1后面。在所示的实施例中，脚踏开关装置5有两个脚踏开关5a和5b，分别用于选择发生器1的干燥方式和蒸汽疗法方式。发生器的前面板上有按钮7a和7b，分别用于设定干燥及蒸发功率的大小，并由显示器8指示之。设置按钮9a作为变换装置，用以在干燥方式和蒸汽疗法方式之间选择。

手柄3按装一个可卸下的电极单元E，比如下面将要描述的电极单元E1到E11。

图1表示第一种形式的电极单元E1，用于可拆地紧固到电手术器械的手柄3上，该电极单元包括轴柄10，它由一个不锈钢或用铜或金电镀过的phynox合金(如钴、铬20、铁14、钼7和锰组成的合金)制成的半挠性管构成，在其端部具有电极组件12。该轴柄10的另一端(未示出)设置用于以机械方式及电方式将电极单元E1连到手柄的机构。

射频发生器1(图1中未示出)为电极组件12提供电手术电流。该发生器包括改变所提供的输出功率的装置，以适应不同的电手术之需。所述发生器可以是有如我们的未决英国专利申请GB9512888.0的说明书中所述者。

电极组件12包括一个呈刷形电极的中央组织治疗(有效)电极14。有效电极14经位于所述器械手柄内的一体中央导体14a和中央铜导体(未示出)与发生器1相连。刷形电极14由多条细钨丝构成，所述细钨丝的直径在0.05mm到0.3mm范围内。锥形陶瓷绝缘套筒16包围所述导体14a。由轴柄10远端部分构成的回流电极18邻近套筒16的近端。外部绝缘包敷20包围所述轴柄邻近回流电极18的近端部分。包敷20应为聚乙二烯氟化物、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚酯或乙烯四氟乙烯。

通过改变发生器1的输出，图1中的电极单元E1可被用于通过蒸汽疗法切除组织，或者用于干燥。图2示出怎样可使射频发生器1得到控制，以便在电极单元E1的干燥方式与蒸汽方式之间取得历史的进步。于是，假设将电极单元E1的电极组件12浸入比如食盐水类的导电介质中，在“O”点存在初始阻抗“r”，它的大小由电极组件的几何形状及液体介质的电导确定。当有效电极14接触组织时，“r”值将要改变，“r”值越高，电极组件12越倾向于进入蒸汽疗法的方式。当加给电极组件12射频功率时，液体介质就会发热。假设液体介质为普通食盐水(0.9％w/v)，则液体介质的温度系数为正，以致相应的阻抗系数为负。于是，当加给功率时，所述阻抗最初为下降，并且随着功率增大到“B”点，阻抗继续减小，在这一点时，与电极组件12紧密接触的食盐水达到沸点。有效电极14的表面上形成小气泡，于是阻抗开始增大。在“B”点之后，随着功率的进一步加大，阻抗的正功率系数成为占优势的，使得功率增大，造成阻抗增大。

当由所述气泡形成蒸汽囊时，在残余的电极/食盐水界面处存在功率密度的增大。不过，存在一个未被气泡覆盖的有效电极14的暴露区，而且它使该界面进一步受压，同时产生更多的气泡，并因此而产生更高的功率密度。这是一种失去控制的情况，有一个平衡点，它只出现在电极被完全包围在蒸汽中的情况下。为了给出变化的趋向，在可能达到这种新的平衡(点“C”)之前，存在一个功率的阈值。

因此，曲线在“B”点与“C”点间的区域代表干燥方式的上限。一旦处在蒸汽平衡状态，则阻抗快速增大到靠近1000欧姆，其绝对值取决于系统的变化。于是，通过在有效电极14与蒸汽/食盐水的界面之间跨过所述蒸汽囊的放电使蒸汽囊得以维持。大部分功率消耗都发生在这种蒸汽囊内，其结果必然是有效电极14的发热。能量消耗的多少以及蒸汽囊的尺寸都与输出电压有关。如果这个电压过低，则将使蒸汽囊不能维持，而如果它太高，又将使电极组件12被损毁。因此，为了避免电极组件12的毁坏，一旦阻抗达到“D”点，就必须使发生器1的功率输出降低。应予说明的是，如果在这一点功率不降低，则功率/阻抗曲线将继续攀升，势将发生电极的损毁。随着所述功率的降低，阻抗下降，直到“A”点处，所述蒸汽囊消失，电极组件12恢复到干燥方式。在这一点，蒸汽囊内的功率消耗比足以维持它，以致重新建立有效电极14与食盐水间的直接接触，同时所述阻抗显著下降。有效电极14处的功率密度也减小，致使食盐水的温度降至沸点以下。随后电极组件12处于稳定的干燥方式。采用我们的未决英国专利申请GB9604770.9的说明书中所述的发生器，对于蒸汽方式，所述峰值输出为350至550伏，而对于干燥方式，峰值输出约为170伏。

可以理解，通过将图1的电极单元E1控制在“O”点与在点“B”与“C”之间的一点间的曲线范围内，可使其被用于干燥方式。在这种情况下，会将电极组件12引至一个被选定的工作位置，使有效电极14邻近待处置的组织，并使所述组织、有效电极及回流电极18浸入食盐水中。射频发生器1随之将被启动(并像我们的未决英国专利申请GB9604770.9的说明书中所描述的那样被循环控制)，供给电极组件12以足够的功率，以便保持邻近有效电极14的食盐水处于或低于其沸点，而不会产生围绕着有效尖端的蒸汽囊。然后，应控制电极组件，在所需的邻近有效电极14区域内引起组织发热和干燥。在“D”点与虚线F之间的曲线范围内，电极单元E1可被用于蒸汽疗法方式，所述虚线F构成这样的水平线——在其以下蒸汽不能发生。曲线的上部被用于通过蒸汽切除组织。还应理解的是，电极单元E1可被用于切割组织。在切割方式下，电极单元E1一直以蒸汽囊工作，不过这种蒸汽囊比蒸汽方式所用的要小得多，以便存在一个与切割相当的的最小组织伤害量。通常，使发生器1工作在约270伏的峰值切割电压下。

在蒸汽疗法方式下，有效电极14处产生的温度在1500℃的量级，以致有效电极要由能耐受如此高温的材料制成。有效电极14最好由钨、铂或者铂的合金(如铂/铱或铂/钨)制成。

图3a示意地表示图1的电极单元E1以蒸汽方式用于组织切除。于是，电极单元E1在有效电极14处产生足够高的能量密度，以汽化组织22，并产生围绕有效电极的蒸汽囊24。蒸汽囊24的形成使接触阻抗增加大约10倍，结果增大了输出电压。蒸汽囊24中产生电弧26，以完成到回流电极18的电路。接触蒸汽囊24的组织22将充当完成所述电路的最小电阻的路径。组织22越是紧靠有效电极14，就有越多的能量集中于该组织处，从而使汽囊迅速膨大，就像它们被电弧26击破一样，因为通过导电液体(这种情况下的食盐水)的回流路径被高阻抗的蒸汽囊24障碍物阻断。这种食盐水溶液还有溶解固态的蒸发物质的作用。

图3b示意地表示图1的电极单元E1用于组织的干燥。在干燥方式下，按第一输出区将输出功率加给电极组件12，使电流流过有效电极14而发热，最好使之处于或接近食盐水溶液沸点。这将在有效电极14的表面上产生小的蒸汽囊，加大了该有效电极范围的阻抗。

通常人体组织22的阻抗小于邻近有效电极14处蒸汽囊与食盐水溶液组合的阻抗。当有效电极14被多个小蒸汽囊围绕并且食盐水溶液与组织22接触时，该部分组织成为良好的电路路径的一部分。于是，如图3b中的电流路径线28所示，最好的电路路径在组织的接触点处从有效电极14走出，再经食盐水溶液回到回流电极18。

本发明在干燥组织方面有特别的应用。为了干燥组织，最好的处置办法是只使部分有效电极14与组织22接触，保持有效电极的余部远离组织并为食盐水溶液所围绕，使得电流可从有效电极经食盐水溶液流到回流电极18，而不通过所述组织。例如，在图3b所示的实施例中，只有有效电极14的远端部分接触组织22，而保持其近端部分与所述组织分离。

本发明可以实现干燥，而不使或者很少使组织22焦化。当有效电极14接触组织22时，电流通过组织，引起接触点处或其周围的组织干燥。被干燥的组织30的面积和体积通常是从接触点沿径向向外扩张的。随着组织22被干燥，其电导率下降。随着被干燥组织30的面积和体积的发展，会达到这样一点，即组织的导电率低于围绕有效电极14的被加热了的食盐水溶液的导电率。

电流总喜欢流过最小阻抗的路径。因此，当组织22的阻抗增大(由于干燥)到这样一点时，即接近或超过蒸汽囊与围绕有效电极14的食盐水溶液组合的阻抗时，所述最佳电路路径将通过所述蒸汽囊和食盐水溶液移到一条新的路径。因此，一旦组织的足够大的部分被干燥，大部分(或者实质上是全部)电流必然移到直接通过，从有效电极14流入食盐水溶液。在组织22变成焦化或烤焦之前，被干燥的组织30增大了的阻抗引起大部分电流通过食盐水溶液，流过所述路径。没有电流，或者有极少量电流将继续通过被干燥的组织，将会使焦化得到避免。

在图3b所示的实施例中，有效电极14露出的铰股部分使该有效电极能以多个部分接触组织表面，同时还保持大部分有效电极的露出部分离开与组织接触。由于大部分有效电极14的露出部分离开与组织22的接触，在有足够的组织体积干燥时，将更易于电流通路从通过所述组织的通路变化成从有效电极直接到食盐水溶液的通路。

当电极单元E1处于干燥方式时，在其中有较大面积组织需要干燥的不规则体腔中采用小直径电极工作的情况下，刷形电极14的柔韧性表现出很多优点。从技术的观点出发，回流电极与有效电极之比可从“紧闭”形式下的大于1∶1改变为“张开”形式下的小于1∶1。以下可参照图4a至4c详细说明回流电极与有效电极之比的这种变化性。

图4表示第二种形式的电极单元E2，其电极组件32包括由多条导电材料，如不锈钢制成的细丝构成的有效电极34。当主要是要将电极单元E2用于干燥时，刷形电极34的这些细丝比刷形电极14的各细丝长很多(与5mm相比为10mm)。在本实施例中，回流电极与有效电极之比可从“紧闭”形式下的大于2∶1改变为“张开”形式下的小于2∶1。电极组件32还包括陶瓷绝缘套管36、回流电极38和外部绝缘壳40。有效电极34为刷形电极，其顶端是柔性的，以提供可重复的组织作用效果，这种效果在很大程度上与电极关于组织表面T的应用角度(见图4c)无关。因此，根据所用的压力，有效电极34的柔韧性造成该有效电极的不同接触面积。例如，图4a表示在使用轻微的压力时，刷形电极34“紧闭”，而图4b表示由较强的组织压力而使刷形电极34“张开”。这就能够产生比电极34的直径所能允许的更宽的手术效果，从而减少手术时间。图4a至4c还表示出从有效电极34经导电介质到回流电极38的电流回流路径。

回流电极与有效电极之比方面的这种大变化是一个特点，它不能为常规双极设计所支持。所述比率方面的这种变化可能存在，因为要完成电路的导电路径保持了与导电液体工作介质接触之电极的低阻抗。为保持对所述组织低阻抗传送射频能量，必须按在有效电极与所述组织间的界面处不能形成蒸汽囊的方式控制射频发生器。这就要在通过热干燥去掉组织的水分时，考虑利用导电液体使组织接触持续地湿润，使所述阻抗达到由恰在电压阈值之下所确定的上限，在所述电压阈值之上就将开始形成蒸汽囊。这就是，与有效电极和回流电极之间较大的绝缘分离相结合，则对于一个给定的电极尺寸而言，比起一切公知的电极单元来，这类电极单元能对所述组织传送非常高的电功率。

图5a和5b表示第三种形式的电极单元E3。这种单元E3是电极单元E2的改型，它的电极组件42包括由多条不锈钢制成的细丝构成的有效电极44。因此，有效电极44为一刷形电极，而且该电极各细丝的长度类似于刷形电极34的细丝。因此，电极单元E3主要被用于干燥。电极组件42还包括陶瓷绝缘套管46、回流电极48和外部绝缘壳50。绝缘套管46由陶瓷材料制成，并与电极单元E1的绝缘套管16类似，它向着电极组件42的远端逐渐变细。图5a表示电极单元E3处于非工作状态，而图5b表示这个处于干燥方式的单元与组织T相抵。

图6a和6b表示第四种形式的电极单元E4，它的电极组件52包括可伸长的呈刷形电极形状的有效电极54。刷形电极54由钨、铂、铂/钨或铂/铱制成。电极单元E4还包括陶瓷绝缘套管56、回流电极58和绝缘壳60。如图6a所示，可使有效电极54大体上缩入绝缘套管56内，只使它的细丝的自由端部分被露出。采用这种状态的有效电极54，可使电极单元E4以上面参照图3所述的方式用于汽化组织。另一方面，如果使有效电极54伸出(见图6b)，使它的细丝完全从套管56的末端伸出，则可使电极单元E4用于干燥。于是，电极单元E4的回流电极对有效电极的接触面积之比可在完全缩回的有效电极状态(这时所述比率高，所述单元用于蒸汽疗法)与伸展状态(这时所述比率低，所述单元用于干燥)之间变化。所述单元E4通过使有效电极54的细丝的伸展改变其长短实现它的双重功能。也可通过改变有效电极54与回流电极58间的轴向分离(例如通过改变绝缘套管56的长度)而实现其双重功能。采用有效电极54各细丝的大的伸出，或者采用大的轴向电极分离，可提供较大的电场，使更多的组织受到影响。采用不伸出有效电极54各细丝，或者采用减小轴向电极分离，可得到较小的电场，而且在希望对组织没有间接热损伤的情况下，被用于切割或蒸汽疗法。对于干燥而言，需要有较大的电场结构；或者在间接的组织干燥的情况下，需要防止切割表面出血。

因此，与回流电极面积对有效电极面积之比有关，本发明的刷形电极可以具有干燥功能(如图4和5的实施例所举例者)、蒸汽疗法功能(如图3的实施例所举例者)，或者干燥/蒸汽疗法双重功能(如图6的实施例所举例者)。

有如上面所表示的，干燥刷的主要应用在于提供有关柔性的、宽面积的电极，用以干燥较大的不规则组织面积。在子宫镜外科一使子宫的子宫内膜衬料干燥过程中存在讨论这种面积的需要，以及在泌尿外科—膀胱憩室的干燥和皱缩过程中也存在讨论这种面积的需要。在这两个例子中，通过内窥镜的操作通道引入电极。

当内窥镜的操作通道成角度，或者在内腔中有阶台时，可以证明，引入具有长而柔性之细丝结构的干燥刷是有问题的。这可使刷的细丝变形，一旦插入，这些细丝间就不能被控制，而且也不可能与待处置的组织面积相适应。各细丝的回弯还可能无意中造成对回流电极的电短路。

在保持所需的柔性功能及接触面积的几何形状与所加压力的关系的同时，可使基本的干燥刷被改型，以克服这一问题。例如，可简单地使刷的细丝铰扭在一起。但最好是有如表示第五种形式电极单元E5的图7所示那样，使各细丝在它们的远端被焊在一起。电极单元E5包括成刷形电极形式的有效电极64，它的细丝由铂、铂/钨或铂/铱制成。如图7a所示那样，各细丝的远端64a被焊在一起。这可避免各细丝在内窥镜的操作通道中扭曲，另一方面，则容许各细丝弯成弓形(如图7b所示)，以增大组织的接触面积。电极单元E5包括陶瓷绝缘套管66、回流电极68和外部绝缘壳70。

在双重功能的刷形电极中，可使回流电极与有效电极的面积比增大到能够实现使组织蒸发的程度。明显地，采用处于这个范围极端处的非常小的有效电极面积，能被干燥的组织的量就变得很小，这是特别有用的。但是，如果将此比率配置于中等范围，则同样的电极可被用于得到有效地干燥和通过蒸发而切除组织两种效果。图1这所示的短刷是这种双重目的电极的一个例子。为支持蒸发，所给出的这种细丝不能由不锈钢制作，钨丝是这种短刷中的首选材料，由于它们的刚性克服了引入过程中弯曲的问题。比起钨来，多种铂合金能耐受较高的蒸发温度，但是，由于它们的柔性和在使用过程中的退火过程，而不能被用于短刷形式。因此，为防止变形，需要对铂合金双重功能刷形电极作弯曲、编织或远端焊接的改进。

这些组合的多功能刷形电极形式特别适用于在子宫镜外科和泌尿外科过程中除去所遇到的肿瘤物质或息肉。它们无需改变电极，即可汽化病变主体、切割息肉的蒂茎，以及切除一切出血脉管或病变的基础。

按照这些多功能的形式，在还可有蒸发功能及切割功能的同时，对于干燥来说，有效电极的面积为最大。最小比率四个重要的准则，即

1.靶组织的固有阻抗；

2.体腔的体积；

3.有效电极的构造；

4.射频发生器的最大输出功率。

有效电极的外形显著地影响这个比率，对于给定的长度，采用表示最低比率的圆柱形式，而其它因素与电极无力维持蒸汽囊有关。刷形电极的各细丝维持蒸汽囊，这有助于保持蒸汽疗法的条件。

关节内窥镜的电极以其短(100-140mm)和具有可达4mm工作直径的刚性为特征。可以采用三角形技术，通过一个刺穿切口将其引人关节腔(有或没有套管)。当关节内窥镜包括一个有如上述类型的刷形电极时，它通常以在关节内窥镜图样的9点钟和3点钟的位置间移动而动作。于是，一般是在关于所述电极的轴成一个小的作业角度情况下逼近待处置的组织。因此，关节内窥镜检查用的电极要具有与这种成角度逼近组织的有效协调。待处置的组织，如半月板软骨，一般是致密的，而且电阻抗也较高，这种组织具有代表常见的需要手术之损伤部位的自由边缘。公知的关节内窥镜检查用电极都是实心形式的电极，由于关节的间隙一般都较小(在液体膨胀的条件下，膝关节间隙通常在60-100密耳)，所以它们的缺点在于所产生的蒸汽囊较大，并且往往会引起目视观察方面的问题。

图8表示按照本发明结构的关节内窥镜检查电极单元E6。电极单元E6包括有效电极74，它由多条钨或者钨或铂的合金制成的细丝构成。有效(刷形)电极74经中央铜导线(未示出)与一射频发生器(也未示出)相连。陶瓷绝缘套管76围绕着所述中央导线，刷形电极的细丝74a穿过该绝缘套管并通过切口76a沿侧向自其中伸出。由器械轴柄的远端构成的回流电极78围绕着所述套管76的近端。外部绝缘壳80(可为聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚酯或乙烯聚四氟乙烯)围绕着邻近回流电极78所述轴柄的近端。回流电极78由伸出于套管76表面上的盖罩状伸出部78a形成，此盖罩状伸出部与切口76a相对。于是，电极单元E6可提供最大的组织接合，用于小工作角的应用，被称为侧向作用电极。

由于靶组织的阻抗较高，关节内窥镜的多功能刷形电极应支持低于为子宫镜和泌尿镜应用所设计电极的所述比率，在那些应用中，组织的血管较多。然而，降低这种比率的的做法在小体积(比如膝关节通常为60-80密耳)的体腔中有一缺点，而且周围的冲洗液或膨胀液要发热。这种发热主要存在于加给用以达到蒸发阈值的功率的过程中。一旦达到该阈值，则功率的需要通常要下降30-50％。减小电极的比率增大了为达到所述阈值的功率需要，以致尽管靶组织的阻抗较高，也不希望将所述比率降到支持蒸发所可能的最低值。

此外，高阻抗是由于比如半月板软骨组织缺少多血管。因此，除非当被处置的是肌肉组织或滑膜组织时，关节内窥镜刷形电极的主要功能在于应提供密实的无血管组织的快速分离。干燥功能并非是这种器械所必须的。电极比率大于5∶1的极短硬性刷形电极当然是需要的。不进一步加大这个比率的唯一理由是必须与最大量的组织接合，而且要减少过程的时间。

(上面参照图1或图6a所描述的那类)短的硬性刷形电极可以被看成是端部起作用的电极，它以最小的热伸展具有组织分离的精确性。因此，可将它用于在组织中形成多个分散的孔穴，从而作为关于诸如前列腺或子宫肌瘤(肌溶解)等组织物质的间隙性部分切除方法所可能需要的部分，而形成深入组织表面的通道。使用这种端部起作用的蒸汽疗法，只能在留下与子宫肌瘤“辅囊”一致的切除边缘的同时，通过完全分离而切除子宫肌瘤。除去不正常的组织，同时由于控制子宫内膜切除边缘处的间接热效应，使瘢痕的形成被降至最小，从而增大了增强生育力的机会。此外，蒸汽疗法当然不会减少切除的碎片，影响目视观察，一旦完成切除，由于要冲掉它们之需，使所述过程延长。普通的环形电极前列腺切除器需要除去这种子宫肌瘤周围的正常组织，而且这是有害的，因为它增大了出血的机会、子宫穿孔的危险以及子宫瘢痕的形成。在试图增强生育力的情况下实行本过程时，后一方面是特别要考虑的。

另外，短的硬性刷形电极可被用于分离(debulk)肿瘤(如纤维瘤(fibroid)、膀胱瘤或前列腺瘤)，或者将其用于多点穿刺或钻孔技术。在这种情况下，除去子宫内的部分之后，通过在异常组织——如子宫肌瘤或前列腺瘤中——产生(“钻孔”)一系列孔穴，可处理壁内部分。为确定刺入的深度，可在电极的轴柄上于测定离开顶部的距离处设置标记，从而使刺入深度与手术前进行试验的结果相比较，以确定肿瘤或腺瘤的尺寸。作为治疗过程的部分，剩余的组织桥将会皱缩。当分别对月经过多或者膀胱流出物不通而进行手术时，尽管不除去整个肿瘤，这种技术比除去子宫肌瘤或前列腺瘤更安全、更快。

在关节腔的有限间隙中操作的另一个问题是防止损伤邻近的结构，特别是当增强汽化效果时，而且组织密度及应用的角度都造成接合及定位的困难。当绝缘套管76从只存在一个小的弧形截面(如图9所示)的有效电极窗76a上方、下面及后面保护组织时，图8的侧向作用刷形电极中，保护的特点是固有的。

  图10表示第七种形式电极单元E7的电极组件。这种电极组件包括由多条钨或者钨或铂的合金造成的细丝构成的中央组织处置(有效)电极84，呈锥形的陶瓷绝缘套管86、回流电极88和外部绝缘壳90。绝缘套管86由一对径向相对的前伸翼形片86a形成，它们突出于有效电极84的外面。构成有效电极86的细丝只伸出绝缘套管86远端一段很短的距离，从而构成一个非常短的刷形电极。因此，电极单元E7具有较大的回流电极与有效电极比率，以致这种电极单元主要供通过蒸汽疗法除去组织。电极单元E7特别用于在半月板软骨上或任何其它细长的层状结构上的电手术操作，当翼形片86a可被用于与有效电极84相对而捕获所述软骨时，这些组织都是拟从侧面被处置的。翼形片86a的结构还有助于防止有效电极84不必要的露出，而这在内窥镜外科中通常所遇到的有限间隙中操作时是可能损伤邻近结构的。

  图11a至11d表示第八、第九、第十和第十一种形式的电极单元E8至E11，它们每一个都含有一个成卷绕之弹性细丝94形的有效电极。电极单元E8至E11的每一个都包括绝缘套管96、回流电极98和绝缘壳100。图11a的电极单元E8与图5a的情况类似，主要供干燥用，而图11b的电极单元E9与图1的情况类似，主要供蒸汽疗法使用。图11c的电极单元E10与图8和9的情况类似，其中卷绕电极94被形成于绝缘套管96的侧面形成的切口96a中，回流电极98由罩盖形延伸部98a形成。于是电极单元E10可以为成小操作角的使用提供最大的组织接合，并且成为侧向作用电极的另一种形式。图11d的电极单元E11与图10的情况类似，其中绝缘套管96由一对径向相对的前伸翼形片96b形成。这些实施例中每一个的有效电极94都是由铂的合金制成的。

电极单元E8至E11类似于图1至10的刷形电极，并且在不考虑它们消除了向外张开(在某些电手术过程中这是有利的)的危险这一事实的情况下，有类似的手术效果。然而，它们具有使组件的生产过程简化的优点，特别是在使用铂合金材料的情况下。

应予理解的是，可对上述电手术器械变型。例如，绝缘套管16、36、46、56、66、76、86和96可由硅橡胶(如硅)、玻璃、聚酰亚胺或热塑性材料制成。

Claims (24)

1.一种电手术器械，用于在导电液体介质情况下的组织处置，所述器械包括一个器械轴柄，和在该器械轴柄一端的电极组件，所述电极组件包括一个组织处置电极和一个回流电极，回流电极通过一绝缘件与所述组织处置电极电绝缘，所述组织处置电极被露出于器械的远端部分，并且所述回流电极有一液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔，其特征在于，所述组织处置电极的露出端由多条导电材料制成的组织处置细丝状元件构成，各细丝状元件被连至一公用的供电导线。

2.一种如权利要求1所述的电手术器械，其特征在于，多条分开的单个细丝构成细丝状元件。

3.一种如权利要求2所述的电手术器械，其特征在于，每条细丝的长度在0.5mm至5mm范围内。

4.一种如权利要求2或3所述的电手术器械，其特征在于，每条细丝的直径在0.05mm至0.3mm范围内。

5.一种如权利要求1所述的电手术器械，其特征在于，单一卷绕的细丝构成所述细丝状元件，卷绕的细丝构成所述细丝状元件。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件沿纵向从所述器械的最远端伸展。

7.一种如权利要求1至5任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件通过在绝缘件的侧面邻近其远端形成的切口沿横向伸展。

8.一种如权利要求7所述的电手术器械，其特征在于，所述回流电极被制成盖罩状延伸部，它伸过所述绝缘件与切口相对的表面上方。

9.一种如权利要求1至6任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件以一种方式围绕在所述绝缘件内，即它们可相对于绝缘件在第一操作位置和第二操作位置沿轴向移动，在所述第一操作位置时，它们自绝缘件部分地伸展，在所述第二操作位置时，它们自绝缘件完全伸展。

10.一种如权利要求1至6任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述绝缘件由一个以上翼形片形成，一个翼形片或每个翼形片从该绝缘件向远伸展，突出于组织处置电极之外。

11.一种如权利要求10所述的电手术器械，其特征在于，所述绝缘件由一对径向相对的翼形片形成。

12.一种如权利要求1至11任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述公用供电导体为一中央导体，所述绝缘件围绕着该中央导体。

13.一种如权利要求1至12任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件由比如铂等贵金属制成。

14.一种如权利要求1至12任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件由比如铂/铱、铂/钨，或铂/钴合金制成。

15.一种如权利要求1至12任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述细丝状元件由钨制成。

16.一种如权利要求2所述的电手术器械，其特征在于，所述每条细丝的长度在5mm至10mm范围内。

17.一种如权利要求16所述的电手术器械，其特征在于，所述所述细丝由不锈钢制成。

18.一种如权利要求1至17任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述绝缘件由陶瓷材料制成。

19.一种如权利要求1至17任一项所述的电手术器械，其特征在于，所述绝缘件由硅橡胶制成。

20.一种电手术器械的电极单元，用于在导电液体介质情况下的组织处置，所述电极单元包括一个轴柄，在其一端有一个用于连到器械手柄的端部装置；在所述轴柄的另一端安装一个电极组件，该电极组件包括组织处置电极和回流电极，回流电极借助一绝缘件与组织处置电极电绝缘；所述组织处置电极露出于器械的远端部分；所述回流电极具有液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔；其特征在于，所述组织处置电极的露出端由多个以导电材料制成的组织处置细丝状元件组成，这些细丝状元件与公用供电导线电连接。

21.一种电手术设备，它包括射频发生器和在导电液体介质情况下用于组织处置的电手术器械；所述器械包括器械轴柄和在该轴柄一端的电极组件；所述电极组件包括组织处置电极和回流电极，回流电极借助一绝缘件与组织处置电极电绝缘；所述组织处置电极露出于器械的远端部分；所述回流电极具有液体接触面，通过绝缘件与靠近组织处置电极的露出端留有一定的间隔；所述射频发生器具有一个与电极相连的双极输出端，其特征在于，所述组织处置电极的露出端由多个以导电材料制成的组织处置细丝状元件组成，这些细丝状元件通过公用供电导线与所述射频发生器电连接。

22.一种如权利要求21所述的电手术设备，其特征在于，所述射频发生器包括改变供给电极的输出功率的控制机构。

23.一种如权利要求22所述的电手术设备，其特征在于，所述控制机构在第一和第二输出范围提供输出功率，所述第一输出范围用于组织干燥而驱动所述电手术设备，所述第二输出范围用于通过蒸汽疗法除去组织而驱动所述电手术设备。

24.一种如权利要求23所述的电手术设备，其特征在于，所述第一输出范围从大约150v到200v，而第二输出范围从大约250v到600v；所述电压为峰值电压。

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