DE10030111A1

DE10030111A1 - Sondenelektrode

Info

Publication number: DE10030111A1
Application number: DE10030111A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schnitzler
Original assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Current assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-03
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: DE10030111B4; US6579289B2; US20020016590A1

Abstract

Es wird eine Sonde für die elektrochirurgische Behandlung von Geweben, insbesondere über ein Endoskop, beschrieben, die eine rohr- oder schlauchförmige Zuleitungseinrichtung 20 zum Führen eines Edelgases von einer Edelgasquelle zu einem distalen Ende der Zuleitungseinrichtung 21 und eine Elektrodeneinrichtung mit einem Entladungsabschnitt 10 und einer elektrischen Zuleitung zum Leiten eines HF-Stromes 30 von einer HF-Quelle zum Entladungsabschnitt 10 besitzt. Der Entladungsabschnitt 10 ist derart flächig ausgebildet und in der Zuleitungseinrichtung 20 angeordnet, daß das Edelgas den Entladungsabschnitt Wärme abführend im wesentlichen vollständig umströmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde für die elektrochirurgische Behandlung von Geweben nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sondenelektroden dieser Art werden zur Blutstillung an Geweben, beispielsweise im Gastrointestinaltrakt oder im Kolon einge setzt.

In der DE 41 39 029 A1 ist eine Einrichtung zur Koagulation bio logischer Gewebe für ein Endoskop mit einem Arbeitskanal be schrieben, welche eine Verbindungsleitung zum Anschluß an eine HF-Spannungsquelle zur Zufuhr von Koagulationsstrom zu dem Ge webe vom distalen Ende des Endoskops her aufweist. Durch den Arbeitskanal ist von einem Gasvorrat ein ionisierbares Gas zu führbar. Im Strömungsweg des Gases vor dem Austritt aus der Dü senöffnung ist eine zum Ionisieren des Gases und zur Zufuhr des Koagulationsstromes dienende Elektrode angeordnet, welche an die Verbindungsleitung angeschlossen ist. Durch einen Lichtbo gen von dieser Elektrode über das ionisierte Gas in das zu be handelnde Gewebe hinein wird, bei Unterschreitung eines be stimmten Zündabstandes, das Gewebe auf die zur Blutstillung er forderliche Temperatur gebracht. Die Elektrode ist dabei in zy lindrischer Form ausgeprägt und am Innenrand kurz vor der Öff nung der Verbindungsleitung angebracht.

In der US 5,207,675 ist eine Einrichtung zur Koagulation biolo gischer Gewebe mittels eines, in ein Endoskop beweglich ein setzbaren, biokompatiblen und flexiblen Schlauches beschrieben. Dieser Schlauch führt Argon-Gas aus einem Gasvorrat zum dista len Ende des Schlauches. An einem in dem Schlauch verlaufenden Draht wird eine HF-Spannungsquelle zur Zufuhr von Koagulations strom angelegt. Dieser Draht besitzt als Elektrode eine Wolf ramspitze, die am distalen Schlauchende positioniert, das dort austretende Gas ionisiert und eine Entladung über den Gasstrom in das Gewebe hinein ermöglicht. Durch die Zufuhr der HF- Energie über diesen Lichtbogen wird das Gewebe auf die zur Blutstillung erforderliche Temperatur gebracht. Die Elektrode ist hier drahtförmig mit einer Wolframspitze ausgeführt. Statt dieser Spitze können alternativ verschiedene chirurgische In strumente, z. B. ein Greifer, ein Skalpell oder Ähnliches ange bracht werden.

Aus Farm G.; Grund K. E.: Technology of Argon-Plasma- Coagulation with particular regard to endoscopic application; in: Endoscopic surgery and allied technologies; Vol. 2, 1994, No. 1, S. 71-77, ist bekannt, daß die Richtung und die Ausdeh nung dieses Lichtbogens, also seine gesamte geometrische Form, weniger durch den Gasstrom als durch die elektrischen Verhält nisse, insbesondere des zu behandelnden Gewebes, bestimmt wer den. Es ist darum bei Anwendung der Plasmakoagulation in man chen Fällen sehr problematisch, exakt die Stellen des Gewebes zu behandeln, die behandelt werden sollen, während benachbarte Gewebeabschnitte unbehandelt bleiben. Durch die besonderen An forderungen bei endoskopischen Behandlungen treten diese Pro bleme verstärkt auf.

Ein unter den angesprochenen Umständen vorhersehbarer Effekt einer solchen Behandlungsmethode ist aufgrund der eingeschränk ten Richtungsgenauigkeit des Lichtbogens, im Folgenden auch Be am genannt, nicht sicher gegeben. Zudem ist die Ausdehnung und damit Gleichmäßigkeit des Beams über dem avisierten Zielgebiet des zu behandelnden Gewebes schwer einschätzbar, was in der Summe dazu zwingt, die Elektrode möglichst nahe an das Zielge biet heranzuführen, um "Fehltreffer" zu vermeiden. Allerdings wird dadurch die Gefahr des Kontaktes der heißen Elektrode mit dem Gewebe und in der Folge eines Verklebens und Wiederaufrei ßens der Blutungsquelle erhöht.

Gemäß dem Stand der Technik, wie in Fig. 6 gezeigt, wurden zur Vermeidung dieser Gefahr bisher entsprechend geformte Abstands stücke 80 aus schlecht wärmeleitendem Material wie Keramik auf dem distalen Ende 92 eines Schlauches 90 aufgesetzt. Dies ver größert allerdings auch den Abstand zwischen einer distalen Spitze 71 einer Elektrode, welche wie in Fig. 6 angegeben, in Form eines schraubenförmigen Entladungsabschnittes 70 einer elektrischen Zuleitung 30 ausgeführt ist, und dem zu behandeln dem Gewebe, mit den beschriebenen Nachteilen für die Effizienz des Beams. Zudem macht das distale Ende 92 des Schlauches 90 eine Zentrierung der entsprechend geformten Elektrode vom pro ximalen Ende 92 des Schlauches 90 her in die Austrittsöffnung 91 des Abstandsstückes hinein notwendig. Eine derart aufwendig gestaltete Sonde ist teuer und durch das Abbrandverhalten der bislang eingesetzten Elektroden in ihrer Lebensdauer be schränkt.

Die hier geschilderte Problematik wird durch keine der bislang bekannten Einrichtungen zufriedenstellend gelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einfacher Weise die Herstel lung und die Handhabung der Sonde im Operationsgebiet, insbe sondere hinsichtlich des Positionierungsabstandes des distalen Endes zu dem zu behandelnden Gewebe, und einer damit einherge henden Verringerung der Verletzungsgefahr, zu verbessern. Gleichzeitig soll eine Steigerung der Effizienz des Beams, wie bessere Zündbarkeit sowie höhere Zielgenauigkeit und Gleichför migkeit, erreicht werden. Diese Aufgabe wird durch eine Sonde nach Anspruch 1 gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß durch ei ne entsprechend flächige Gestaltung des Entladungsabschnittes der Sonde eine Erhitzung derselben vermieden wird. Der am di stalen Ende der Zuleitungseinrichtung mit seiner flächigen Aus dehnung in Strömungsrichtung angeordnete Entladungsabschnitt wird vom Edelgas vollständig umströmt, wobei Wärme abgeführt wird.

Dadurch kann in der Folge auf konstruktive Merkmale zur Vermei dung von Verletzungen durch die heiße Sondenelektrode, wie die aufwendig gestaltete Schlauchspitze mit einem Abstandsstück, zumindest für Einmalsonden, verzichtet werden. Zudem ist eine gesonderte Zentrierung des Entladungsabschnittes in der Aus trittsöffnung des Abstandsstückes nicht mehr notwendig, was ei ne einfachere und kostengünstigere Gestaltung dieses Abschnit tes zulässt. Durch die Wärmeabfuhr wird außerdem eine Minimie rung des Abbrandverhaltens am Entladungsabschnitt der Sonde er reicht, was die Lebensdauer erhöht.

Durch die flächige Gestaltung des Entladungsabschnittes paral lel zur Strömungsrichtung des Gases bietet diese Art der Anord nung den Vorteil, daß durch die geringe Verwirbelung in diesem Bereich die Gleichmäßigkeit und Richtungsgenauigkeit des Gasstrahles erhöht wird.

Vorzugsweise wird der Entladungsabschnitt der Sonde so ausge staltet, daß er mindestens eine, dem distalen Ende zugewandte Spitze oder Schneide aufweist.

Durch diese Formgebung wird eine Verdichtung des elektomagneti schen Feldes auf die dem zu behandelnden Gewebe am nächsten liegende Spitze oder Schneide erzielt, was einer Erhöhung der Feldstärke in diesem Bereich gleichkommt. Damit ist sicherge stellt, das der Beam von der zentrierten Spitze des Entladungs abschnittes ausgeht. Es wird also die Feldstärke erhöht und die Ionisierung des Gases verbessert, wodurch der Zündabstand zwi schen Entladungsabschnitt und zu behandelndem Gewebe vergrößert wird.

Vorzugsweise wird der Entladungsabschnitt plättchenförmig aus gebildet und derart bemessen, daß die Ränder des Plättchens mit einer Innenwand der Zuleitungseinrichtung in dem Entladungsab schnitt in fixierendem Eingriff stehen. Der Entladungsabschnitt kann dabei plättchenförmig flach oder, wenn ein Drall und eine Verwirbelung des Gasstrahles erzielt werden soll, auch gewunden ausgeführt sein.

Diese Anordnung bietet den Vorteil der eigenständigen Zentrie rung des Entladungsabschnittes in der Zuleitungseinrichtung, was aus fertigungstechnischer Sicht weniger Justierungsaufwand bedeutet und damit kostengünstiger ist. Es wird weiterhin ge währleistet, daß der Beam vom Zentrum der Zuleitungseinrichtung ausgeht, was seine Wärmeabgabe an die Zuleitungseinrichtung verringert. Zudem ist das Material für den plättchenförmig ge staltete Entladungsabschnitt leicht zu beschaffen und z. B. mit tels Ätztechnik leicht zu bearbeiten.

Vorzugsweise wird die Zuleitungseinrichtung samt ihrem distalen Ende aus Kunststoff einstückig gefertigt. Durch den Wegfall des Abstandsstückes aufgrund der vorher beschriebenen Auslegung der Entladungsabschnittes wird die Zuleitungseinrichtung weniger kompliziert und damit kostengünstiger herzustellen.

Vorzugsweise wird die elektrische Zuleitung als Draht ausgebil det, der über mindestens eine Punktschweißstelle mit dem aus Blech gefertigten Entladungsabschnitt verbunden ist. Die Ver bindungstechnik von Draht auf das Plättchen ist mit Hilfe von Widerstandsschweißen besonders günstig auszuführen und bietet damit weitere fertigungstechnische Vorteile.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung entlang der Linie I-I aus Fig. 2;

Fig. 2 die erste Ausführungsform der Erfindung, nach Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines Entladungsabschnittes;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 3, jedoch eines gewundenen Entladungsabschnittes;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Entladungsab schnittes in einer weiteren Ausgestaltung, und

Fig. 6 eine Ausführungsform einer Sonde gemäß dem Stand der Technik.

In Fig. 1 und 2 wird ist eine erste Ausführungsform der Erfin dung gezeigt, bei der der Entladungsabschnitt 10 plättchenför mig ausgeprägt und mit der elektrischen Zuleitung 30 durch eine Punktschweißverbindung 31 verbunden ist. Der Entladungsab schnitt 10 ist zentrisch in der Zuleitungseinrichtung 20 fi xiert.

Der Grundgedanke dieser Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den vom proximalen Ende 22 zugeführten Gasstrom in zwei facher Weise zu nutzen. Zum einen dient dieser als elektrisches Medium zur Übertragung eines Stromes vom Entladungsabschnitt 10 in das zu behandelnde Gewebe durch Ionisierung, zum anderen als thermisches Medium für die konvektive Abfuhr der dabei am Ent ladungsabschnitt 10 entstehende Wärme. Diese Doppelfunktion wird in idealer Weise durch die Formgebung des Entladungsab schnittes 10 unterstützt. Das parallel zur Strömungsrichtung angeordnete Plättchen bietet eine hinreichend große Fläche, um genügend Wärme abgeben zu können. Des weiteren wir durch diese Formgebung die aerodynamische Verwirbelung des Gasstromes auf ein Minimum reduziert. Über die zentrierte distale Spitze 11 findet dann die Entladung der angelegten HF-Spannung in das zu behandelnde Gewebe hinein statt. Die thermischen Verhältnisse am Entladungsabschnitt erlauben nun, das in Fig. 6 noch notwen dige thermisch isolierende Abstandsstück 80 wegzulassen, da die Zuleitung 20 thermisch weniger belastet wird. In der Summe hat dies gleich mehrere positive Effekte.

Durch die im Gegensatz zum Stand der Technik in Fig. 1 und 2 verbesserte Ionisierung des Gases wie auch durch das fehlende Abstandsstück 3 wird in Fig. 2 das für die Entladung notwendige elektrische Feld verstärkt. Der Zündabstand zwischen distaler Spitze 11 des Entladungsabschnittes 10 und dem Gewebe wird da durch vergrößert, durch die höhere Feldstärke und die geringe Verwirbelung des Gasstromes kommt ein zielgerichteter und gleichmäßigerer Beam zustande. Der Operateur muß also nicht mehr wie vorher die Sonde dicht am zu behandelnden Gewebe posi tionieren, kann also Verletzungen noch leichter vermeiden. Gleichzeitig erhält er einen besseren Überblick über das Opera tionsgebiet. Die große Fläche des Entladungsabschnittes 10 er höht die Lebensdauer der Sondenelektrode.

Alternativ kann der Entladungsabschnitt 10 auch wie in Fig. 3 bis 5, dort mit den Ziffern 40, 50 und 60 bezeichnet, ausge prägt sein. Der Grundgedanke dieser Ausführungsformen ist, die Gasströmung, und damit den Beam, beim Austritt aus dem distalen Ende der Zuleitungseinrichtung 20 besonders zu gestalten. Die pfeilförmige Ausführung des proximalen Endes des Entladungsab schnittes 14, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist auch hier denk bar. Diese Formgebung erleichtert es bei der Fertigung der Son de, die Einführung des Entladungsabschnittes 10, 40, 50 oder 60 zusammen mit der elektrischen Zuleitung 20 vom distalen Ende in die Zuleitungseinrichtung 21 vorzunehmen.

Eine Möglichkeit dazu ist die Erzeugung einer Laminarströmung durch entsprechende Formgebung des Entladungsabschnittes 40 und 60 wie in Fig. 3 und Fig. 5 dargestellt. Hier bietet die Form gebung in Fig. 5 zusätzlich eine weiter vergrößerte Fläche mit den Vorteilen, die oben schon ausführlich beschrieben wurden.

Eine andere Möglichkeit ist die Erzeugung einer Strömung mit Drall durch entsprechende Formgebung des Entladungsabschnittes 50 wie in Fig. 4 dargestellt. In diese sich drehende Strömung wird über mehrere Spitzen des Entladungsabschnittes 51 ein Beam mit möglichst großem Durchmesser geleitet. Durch diesen Drall kann eine nicht-laminare Strömung erzeugt werden. Der Lichtbo gen sucht sich dadurch in der Breite des sich drehenden Gasstrahles automatisch Stellen des Gewebes, die eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen, d. h. insbesondere feuchte, also blutende zu koagulierende Operationswunden.

In fertigungstechnischer Hinsicht bieten alle hier beschriebe nen Ausführungsformen der Erfindung Vorteile durch einfachen konstruktiven Aufbau und leicht erhältliche und zu verarbeiten de Materialien. Dadurch lassen sich erhebliche Kostenvorteile gegenüber bekannten Elektrosonden erreichen. Durch die Formge bung des Entladungsabschnittes 10, 40, 50 oder 60 lässt sich der Gasstrahl bzw. dessen Strömung (laminar oder nicht-laminar) gezielt beeinflussen.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben be schriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombi nation, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten De tails als erfindungswesentlich beansprucht werden, z. B. kann die Mehrfach-Spitze gemäß Fig. 4 auch in den Ausführungsformen nach Fig. 3 oder 5 verwendet werden.

Bezugszeichenliste

10

Beidseitig pfeilförmiger Entladungsabschnitt

11

Distale Spitze des Entladungsabschnittes

12

Proximale Spitze des Entladungsabschnittes

13

Distales Ende des Entladungsabschnittes

14

Proximales Ende des Entladungsabschnittes

20

Schlauchförmige Zuleitungseinrichtung

21

Distales Ende der Zuleitungseinrichtung

22

Proximales Ende der Zuleitungseinrichtung

30

Elektrische Zuleitung

31

Punktschweißstelle zwischen Entladungsabschnitt und elektrischer Zuleitung am beidseitig pfeilförmigen Entladungsabschnitt

32

Punktschweißstellen zwischen Entladungsabschnitt und elektrischer Zuleitung am einseitig pfeilförmigen Entladungsabschnitt

33

Punktschweißstellen zwischen Entladungsabschnitt und elektrischer Zuleitung am gewundenen Entladungsab schnitt mit mehreren Spitzen

34

Punktschweißstellen zwischen Entladungsabschnitt und elektrischer Zuleitung am kreuzförmigen und einsei tig pfeilförmigen Entladungsabschnitt

40

Einseitig pfeilförmiger Entladungsabschnitt

41

Distale Spitze des einseitig pfeilförmigen Entla dungsabschnittes

42

Distales Ende des einseitig pfeilförmigen Entla dungsabschnittes

43

Proximales Ende des einseitig pfeilförmigen Entla dungsabschnittes

50

Gewundener Entladungsabschnitt mit mehreren Spitzen

51

Spitzen des gewundenen Entladungsabschnittes mit mehreren Spitzen

52

Distales Ende des gewundenen Entladungsabschnittes mit mehreren Spitzen

53

Proximales Ende des gewundenen Entladungsabschnittes mit mehreren Spitzen

60

Kreuzförmig und einseitig pfeilförmiger Entladungs abschnitt

61

Distale Spitze des kreuzförmig und einseitig pfeil förmiger Entladungsabschnittes

62

Distales Ende des kreuzförmig und einseitig pfeil förmiger Entladungsabschnittes

70

Schraubenförmiger Entladungsabschnitt

71

Distale Spitze des schraubenförmigen Entladungsab schnittes

80

Abstandsstück

90

Schlauchförmige Zuleitungseinrichtung

91

Distales Ende der schlauchförmigen Zuleitungeinrich tung

92

Proximales Ende der schlauchförmigen Zuleitungein richtung

Claims

1. Sonde für die elektrochirurgische Behandlung von Geweben, insbesondere über ein Endoskop, umfassend eine rohr- oder schläuchförmige Zuleitungseinrichtung (20) zum Führen eines Edelgases von einer Edelgasquelle zu einem distalen Ende der Zuleitungseinrichtung (21);
eine Elektrodeneinrichtung mit einem Entladungsabschnitt (10, 40, 50, 60) und einer elektrischen Zuleitung (30) zum Leiten eines HF-Stromes von einer HF-Quelle zum Entladungs abschnitt (10),
dadurch gekennzeichnet, daß der Entla dungsabschnitt (10, 40, 50, 60) derart flächig ausgebildet und in der Zuleitungseinrichtung (20) angeordnet ist, daß das Edelgas den Entladungsabschnitt Wärme abführend im we sentlichen vollständig umströmt.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entla dungsabschnitt (10, 40, 50, 60) mindestens eine, dem dista len Ende zugewandte Spitze oder Schneide (11, 41, 51, 61) aufweist.

3. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entla dungsabschnitt (10, 40, 50, 60) flächig oder plättchenför mig ausgebildet und derart bemessen ist, daß Ränder des Plättchens mit einer Innenwand der Zuleitungseinrichtung (20) in dem Entladungsabschnitt (10) in fixierendem Ein griff stehen.

4. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulei tungseinrichtung (20) samt ihrem distalen Ende (21) aus Kunststoffmaterial einstückig gefertigt ist.

5. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulei tung (30) als Draht ausgebildet ist, der insbesondere über mindestens eine Punktschweißstelle (31) mit dem aus Blech gefertigten Entladungsabschnitt (10, 40, 50, 60) verbunden ist.

6. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entla dungsabschnitt (50) schraubenförmig gewunden ist.

7. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entla dungsabschnitt (10, 40, 50, 60) mehrere Spitzen (51, 51', 51") aufweist.