DE10118464A1

DE10118464A1 - Elektrische Sonde

Info

Publication number: DE10118464A1
Application number: DE10118464A
Authority: DE
Inventors: Steffen Dubnack; Dirk Preus
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 2001-04-07
Filing date: 2001-04-07
Publication date: 2002-10-10
Also published as: JP2002336291A; US6749603B2; US20030036756A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sonde, welche sowohl in der Elektrochirurgie als auch zu Messzwecken eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Sonde besteht aus einer inneren und einer äußeren Elektrode, welche koaxial ausgeführt sind. Der zwischen den Elektroden befindliche Isolator ist dabei als Lichtleiter ausgeführt und kann damit zur Beleuchtung oder Bestrahlung mittels eines Lasers genutzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sonde. Eine solche Sonde kann vorzugsweise in der Augenchirurgie zum elektrochirurgischen Schneiden, Abtragen oder Koagulieren von Gewebe verwendet werden.

Die Anwendung elektrochirurgischer Verfahren in der Augenheilkunde ist an sich bekannt und zum Beispiel in den Patentschriften US 6135998 und US 5755716 offenbart. In US 6135998 ist dabei eine Sonde beschrieben, bei welcher eine äußere Elektrode koaxial um eine innere, drahtförmige Elektrode ausgeführt ist. Der Raum zwischen den Elektroden wird dabei mit einem isolierenden Material wie z. B. auch Glas oder Quarz ausgefüllt.

Weiterhin sind aus der allgemeinen Chirurgie auch kombinierte Sonden bekannt, mit denen sowohl elektrochirurgisch als auch mittels Laser gearbeitet werden kann (z. B. US 5011483 und US 5509916). Bei diesen wird das Laserlicht entsprechend leistungsstarker Laser mittels separaten Lichtleitfasern in die Nähe der Elektrodenenden der elektrochirurgischen Sonde geführt, um bei Bedarf das Gewebe mit der Laserstrahlung zu bearbeiten.

Bei der operativen Verwendung einer elektrochirurgischen Sonde in der Augenchirurgie ist es problematisch, für eine ausreichende Beleuchtung des Augeninneren bzw. Augenhintergrundes zu sorgen. Häufig benutzt man deshalb neben dem chirurgischen Werkzeug eine über einen zweiten Einstich herangeführte Beleuchtung. Dadurch wird die Durchführung der Operation zusätzlich kompliziert und die Beanspruchung und das Risiko des Patienten steigen erheblich an.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine neuartige Sonde anzugeben, welche den Aufwand bei der Anwendung der Sonde verringert und für verbesserte Beleuchtungsverhältnisse am Wirkungsort der Sonde sorgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer elektrochirurgischen Sonde gemäss den Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst.

Unter Lichtleiter werden im folgenden auch optische Wellenleiter verstanden, die für andere als die sichtbaren Bestandteile des Spektrums geeignet sind.

Dabei ist es vorteilhaft, den Lichtleiter optisch wirksam mit einer Lichterzeugungseinheit zu verbinden. Diese Lichterzeugungseinheit kann dabei sowohl eine geeignete Lampe wie z. B. eine Halogenlampe, als auch ein Laser sein. Die Einkopplung der Strahlung in den Lichtleiter erfolgt dabei vorteilhafterweise durch dem Fachmann bekannte geeignete optisches Systeme wie z. B. Linsen oder optische Gitter. Dabei kann der Lichtleiter erfindungsgemäss auch aus einem Bündel von Lichtleitfasern bestehen. Die Elektroden weisen entsprechende Kontakte zum Anschluss einer Stromversorgungseinheit auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Lichtleiter aus einem flexiblen Lichtleiter besteht, welcher von der Sondenspitze bis zur Lichterzeugungseinheit durchgehend ausgeführt ist. Alternativ kann die Erfindung auch dadurch realisiert werden, dass die Sonde als trennbare Einheit ausgeführt wird, welche über einen flexiblen Lichtleiter mit entsprechenden Koppelstellen mit der Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

Die Führung des Lichtes im Lichtleiter kann nach dem Prinzip der Totalreflexion erfolgen, alternativ kann es auch günstig sein, die Mantelflächen des Lichtleiters zu verspiegeln.

Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Elektroden nicht eng an dem Isolator anliegen, sondern einen Spielraum von einigen Hundertstel Millimetern haben. Dadurch erhöht sich die Flexibilität des Lichtleiters, außerdem hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme geringere Lichtverluste auftreten.

Bei der Realisierung der Erfindung hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Sonde auch auf anderen Gebieten der Technik vorteilhaft eingesetzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist ihr Einsatz, wenn Mess- oder Behandlungsaufgaben die Kombination von optischen und elektrischen Methoden erfordern. So können z. B. in der Zellbiologie elektrische Potentiale oder Potentialänderungen am unmittelbaren Ort einer optischen Stimulierung gemessen werden. Dazu wird über den Lichtleiter Licht geeigneter Stärke, Wellenlänge und/oder Signaldauer auf die interessierende Probenstelle gerichtet und gleichzeitig oder anschliessend eine eventuelle Potentialänderung mittels der Elektroden messtechnisch erfasst. Es ist ebenfalls möglich, elektrische und optische Stimulierung gleichzeitig oder zeitlich versetzt auszuführen, indem die Elektroden mit einer Spannung beaufschlagt werden und über den Lichtleiter entsprechende Lichtimpulse auf die oder in die Nähe der Einwirkstelle der Elektroden gerichtet wird.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Realisierung der Erfindung dargestellt, bei welcher der Lichtleiter durchgehend von der Sonde bis zu einer Stromversorgungs- und Lichterzeugungseinheit ausgeführt ist. Dabei besteht die Sonde aus einer inneren Elektrode 1, welche koaxial von einem flexiblen Lichtleiter 2 umgeben ist sowie einer den Lichtleiter zumindestens teilweise umhüllende äussere Elektrode 3. Der Lichtleiter besteht dabei aus einem geeigneten hochbrechenden, flexiblen und isolierenden Material wie z. B. PMMA, kann aber auch als Gradientenfaser ausgeführt sein, Die Lichtleitung wird in bekannter Art und Weise durch innere Totalreflexion des Lichtes an den Grenzflächen der Faser realisiert. Zur Stabilisierung und Handhabung der Sonde dient ein isolierendes Griffstück 4, welches seinerseits die äussere Elektrode 3 teilweise umgibt. Der Lichtleiter 2 läuft in einer Spitze 5 aus, die innere Elektrode 1 kann mit der Spitze 5 des Lichtleiters 2 abschliessen oder ein kleines Stück darüber hinaus ragen. Die äussere Elektrode 3 endet eine gewisse Strecke bevor die innere Elektrode aus den als Isolator wirkenden Lichtleiter austritt. Zwischen Griffstück und Versorgungseinheit ist die äussere Elektrode von einem weiteren Isolator 6 umhüllt. Zum Anschluss an die Versorgungseinheit dient ein Stecker 7, in welchem die innere Elektrode 1, die äussere Elektrode 3 und der Lichtleiter 2 auf getrennte Anschlüsse herausgeführt werden. Die innere Elektrode wird dabei an der Stirnfläche des Lichtleiters transversal zu Seite und auf einen Kontakt geführt. Es hat sich gezeigt, dass dadurch nur eine vernachlässigbare Verringerung der Einkoppeleffizienz des Lichtes in den Lichtleiter eintritt. Eine Schutzkappe 14 dient lediglich zum Schutz der Sonde während des Transports, vor dem Einsatz der Sonde wird sie abgezogen.

In einer für die Augenchirurgie bevorzugten Ausführungsform wurden folgende Abmessungen realisiert:
Innere Elektrode 1: ∅ 0,010 . . . 0,1 mm
Lichtleiter 2: ∅ 0,7 . . . 0,75 mm
Außendurchmesser der Sonde: 0,9 mm

Für die Anwendung als Messsonde können aber auch andere Maßverhältnisse realisiert werden. Für die gezielte Beeinflussung einer Probe mit Laserlicht ist es günstiger, den Lichtleiter nicht in einer Spitze auslaufen zu lassen, sondern einen glatten Abschluss der Lichtleitfaser vorzusehen über den dann die innere Elektrode einige Hundertstel oder Zehntel Millimeter heraussteht.

In Fig. 2 ist eine zusammengesetzte Sonde dargestellt. Die Sonde besteht ebenfalls aus einer inneren Elektrode 1, welche koaxial von einem Lichtleiter 2 umgeben ist sowie einer den Lichtleiter zumindestens teilweise umhüllende äussere Elektrode 3. Als Lichtleiter kommt hier neben geeignetem Kunststoff auch Glas oder Quarz in Betracht.

Die Elektroden 1 und 3 und der Lichtleiter 2 werden von einem isolierenden Griffstück 4 gehalten. In das Griffstück 4 greift ein Anschlussstück 8 ein, welches die Verbindungen der Sonde über einem flexiblen Lichtleiter 9 und Stromversorgungskabel 10,11 der beiden Elektroden 1 und 2 mit einer nicht dargestellten Licht- und Stromerzeugungseinheit herstellt. Die Verbindung der Stromversorgungskabel 10, 11 mit den Elektroden 1, 3 erfolgt dabei über entsprechende Kontakte 12, 13. Die Einkopplung des Lichtes aus dem flexiblen Lichtleiter 9 in der Lichtleiter 2 der Sonde kann im einfachsten Fall wie dargestellt über das Aneinanderfügen der Enden der beiden Lichtleiter erfolgen, es ist genauso möglich hier ein entsprechendes optisches Abbildungssystem vorzusehen.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Sondenspitze und in Fig. 4 ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Sonde dargestellt. Die innere Elektrode 1 ist koaxial von dem isolierenden Lichtleiter 2 umgeben, welcher von der äußeren Elektrode 3 umhüllt ist. Der Lichtleiter 2 läuft in einer Spitze 5 aus, die innere Elektrode 1 steht ein kleines Stück über die Spitze 5 heraus.

Zur Handhabung der Sonde wird die Sondenspitze an den Ort der geplanten Einwirkung auf das Gewebe herangeführt. Über den Lichtleiter 2 wird Licht herangeführt, welche von der Spitze 5 diffus oder gerichtet abgestrahlt wird und damit die Umgebung der Sondenspitze beleuchtet. Die Beobachtung kann dabei z. B. mittels eines Operationsmikroskops erfolgen. Als Lichtquelle kann eine Halogenlampe oder eine anderes geeignetes Leuchtmittel verwendet werden Durch Beaufschlagen der Elektroden mit elektrischen Impulsen geeigneter Form und Stärke kann jetzt des betreffende Gewebe in bekannter Art und Weise behandelt werden. Geeignete elektrische Parameter sind z. B. in der Patentschrift US 6135998 ausführlich beschrieben.

Es ist ebenfalls möglich, die zweite Elektrode durch eine getrennte Masseleitung zu ersetzen, welche an einer geeigneten Stelle am Patienten angeschlossen wird. Dadurch vereinfacht sich die erfindungsgemäße Sonde zu einer sogenannten monopolaren Sonde.

Die Realisierung der Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden, insbesondere können auch andere geometrische Abmessungen vorgesehen sein oder der Isolator auch zur Übertragung anderer optischer Strahlung im Ultravioletten oder Infraroten Spektralbereich dienen.

Claims

1. Elektrochirurgische Sonde, vorzugsweise zur Anwendung in der Augenchirurgie, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Elektrode, wobei die zweite Elektrode vorzugsweise koaxial zu der ersten Elektrode angeordnet ist, und einem zwischen den Elektroden befindlichen Isolator, gekennzeichnet dadurch, dass der Isolator als Lichtleiter ausgeführt ist.

2. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter optisch wirksam mit einer Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

3. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Elektroden Kontakte zum Anschluss einer Stromversorgungseinheit aufweisen.

4. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Lichterzeugungseinheit aus einer Halogenlampe mit einem optischen System zur Einkopplung des Lichtes in den Lichtleiter besteht.

5. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter aus einzelnen Lichtleiterfasern besteht.

6. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Lichterzeugungseinheit aus einem Laser besteht.

7. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter mindestens teilweise als flexibler Lichtleiter ausgeführt ist und dass der flexible Lichtleiter mit der Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

8. Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Sonde als zusammengesetzte Sonde ausgeführt ist, dass der Lichtleiter über eine Einkoppelstelle mit einem zweiten Lichtleiter, welcher vorzugsweise flexibel ist, verbunden ist und dass der flexible Lichtleiter mit der Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

9. Elektrische Sonde, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Elektrode, wobei die zweite Elektrode vorzugsweise koaxial zu der inneren Elektrode angeordnet ist, und einem zwischen den Elektroden befindlichen Isolator, wobei der Isolator als Lichtleiter ausgeführt ist.

10. Elektrische Sonde nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter optisch wirksam mit einer Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

11. Elektrische Sonde nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Elektroden Kontakte zum Anschluss einer Stromversorgungseinheit aufweisen.

12. Elektrische Sonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Lichterzeugungseinheit aus einer Halogenlampe mit einem optischen System zur Einkopplung des Lichtes in den Lichtleiter besteht.

13. Elektrische Sonde nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter aus einzelnen Lichtleiterfasern besteht.

14. Elektrische Sonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Lichterzeugungseinheit aus einem Laser besteht.

15. Elektrische Sonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass der Lichtleiter als flexibler Lichtleiter ausgeführt ist und dass der flexible Lichtleiter mit der Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

16. Elektrische Sonde nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Sonde als abgesetzte Sonde ausgeführt ist, dass der Lichtleiter über eine Einkoppelstelle mit einem flexiblen Lichtleiter verbunden ist und dass der flexible Lichtleiter mit der Lichterzeugungseinheit verbunden ist.

17. Elektrische Sonde nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Elektroden Kontakte zum Anschluss einer Strom- und/oder Spannungsmesseinrichtung aufweisen.