DE102011116678A1

DE102011116678A1 - Elektrochirurgisches System mit vorrichtungsspezifischen Betriebsparametern

Info

Publication number: DE102011116678A1
Application number: DE102011116678A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Arthrocare Corp
Current assignee: Arthrocare Corp
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US10448992B2; GB201111622D0; GB2484767A; US20120101494A1; US20200008859A1; DE202011107045U1; GB2484767B

Abstract

Elektrochirurgische Systeme und Verfahren umfassen einen Generator, der betriebsfähig ist, um an eine elektrochirurgische Vorrichtung angeschlossen zu werden, und um die elektrochirurgische Vorrichtung zu identifizieren. Der Generator bestimmt automatisch mindestens einen vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter zum Ausführen des elektrochirurgischen Eingriffs. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Generator eine Fluidpumpe und der Generator bestimmt automatisch einen möglichen Durchfluss, mit dem die Pumpe funktioniert, basierend auf der Vorrichtungsart. Die vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter können von der Bedienperson ausgewählt oder geändert werden, bevor mit dem Eingriff begonnen wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochirurgischen Generator, der in Verbindung mit diversen Arten von elektrochirurgischen Vorrichtungen verwendet wird, die man an den Generator anschließen kann, um elektrochirurgische Eingriffe an einem Patienten vorzunehmen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen elektrochirurgischen Generator, der einen oder mehrere Betriebsparameter bestimmt, um den elektrochirurgischen Eingriff basierend auf der spezifischen Art der an den Generator angeschlossenen elektrochirurgischen Vorrichtung auszuführen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Gebiet der Elektrochirurgie umfasst eine gewisse Anzahl lose damit verbundener chirurgischer Techniken, welche die Anwendung elektrischer Energie, um die Struktur oder Integrität eines Patientengewebes zu ändern, gemeinsam haben. Elektrochirurgische Eingriffe funktionieren üblicherweise durch das Anlegen sehr hochfrequenter Ströme, um Gewebestrukturen zu zerschneiden oder zu abladieren, wobei der Vorgang monopolar oder bipolar sein kann. Monopolare Techniken beruhen auf einer getrennten Elektrode für den Rücklauf von RE-Strom, die von dem chirurgischen Ort entfernt am Körper des Patienten angeordnet ist, und wobei die chirurgische Vorrichtung nur einen einzigen Elektrodenpol definiert, der den chirurgischen Effekt bereitstellt. Bipolare Vorrichtungen umfassen zwei Elektroden für das Anlegen von Strom zwischen ihren Oberflächen.
Elektrochirurgische Eingriffe und Techniken sind besonders vorteilhaft, da sie im Allgemeinen Patientenblutung und –trauma, die mit Schneidevorgängen verbunden sind, reduzieren. Zudem können elektrochirurgische Ablationseingriffe, bei denen eventuell Gewebeoberflächen und Gewebevolumen umgeformt werden, nicht durch andere Behandlungsmethoden nachgeahmt werden.
Die derzeitigen elektrochirurgischen Techniken, die zur Gewebeablation verwendet werden, leiden unter einer Unfähigkeit, die Nekrosetiefe in dem behandelten Gewebe zu steuern. Die meisten elektrochirurgischen Vorrichtungen beruhen auf der Erstellung eines Lichtbogens zwischen der Behandlungselektrode und dem abgeschnittenen oder abladierten Gewebe, um die gewünschte lokalisierte Erwärmung zu verursachen. Derartige Bögen schaffen jedoch häufig sehr hohe Temperaturen, die eine Nekrosetiefe von mehr als 500 μm, oft von mehr als 800 μm und manchmal von bis zu 1700 μm, verursachen. Die Unfähigkeit, eine derartige Nekrosetiefe zu steuern, ist ein wesentlicher Nachteil bei der Verwendung elektrochirurgischer Techniken für eine Gewebeablation, insbesondere bei arthroskopischen, otolaryngologischen Eingriffen und Eingriffen an der Wirbelsäule.
Radiofrequenz-(RF)Energie wird bei zahlreichen Operationseingriffen verwendet, weil sie eine wirksame Resektion und Koagulation des Gewebes und einen relativ einfachen Zugriff auf die Zielgewebe durch ein Portal oder eine Kanüle hindurch bereitstellt. Ein typisches Phänomen, das mit der Verwendung von RF bei diesen Eingriffen verbunden ist, ist jedoch, dass die Ströme, die verwendet werden, um den chirurgischen Effekt herbeizuführen, zu einer Erwärmung des elektrisch leitfähigen Fluids führen können, das während des Eingriffs verwendet wird, um die Ablation bereitzustellen und/oder um den Behandlungsort auszuspülen. Wenn man die Temperatur dieses Fluids bis über einen Schwellentemperaturwert ansteigen ließe, könnte das erwärmte Fluid zu unerwünschter Nekrose oder einer Verletzung umgebender neuromuskulärer und/oder Weichgewebestrukturen führen.
Ein Versuch, diese schädlichen Effekte zu mildern, umfasst die Verwendung eines Absauglumens an der Distalspitze der elektrochirurgischen Vorrichtung, um ständig das betroffene Fluid von dem chirurgischen Ort zu entfernen und dadurch die Gesamttemperatur zu reduzieren. Typische Absaugsysteme verwenden eine chirurgische Vakuumquelle, die selbstregulierend ist, um einen voreingestellten Vakuumdruck beizubehalten. Folglich wird der voreingestellte Druck unabhängig von der Art der angeschlossenen Vorrichtung an jede einzelne Vorrichtung angelegt. Ein Problem, das mit derartigen Systemen verbunden ist, ist dass der voreingestellte Druck, der aus der Vakuumquelle stammt, nicht für die spezifische Vorrichtung optimiert ist und sich negativ auf die Wirksamkeit dieser elektrochirurgischen Vorrichtungen auswirken kann.
Die US-Patentanmeldung Nr. 2008/0167645 von Woloszko beschreibt ein Steuergerät, welches das Absaugen am Ort reguliert. Das Steuergerät empfängt Echtzeitdaten vom Zielort und passt den Durchfluss der Absaugleitung basierend auf den Daten an. Obwohl das in der Druckschrift von Woloszko beschriebene Steuergerät das Absaugen behandelt, bestimmt und steuert es eine Reihe von anderen vorrichtungsspezifischen Betriebsparametern, welche die klinische Wirksamkeit beeinträchtigen können, nicht.
Ein anderer Versuch, die oben beschriebenen schädlichen Effekte zu mildern, umfasst das Begrenzen der Leistungsabgabe. Typischerweise umfasst ein elektrochirurgischer Generator eine Benutzerschnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht, diverse Leistungseinstellungen anzupassen, nämlich Spannung, Strom und Energie. Das Einschränken der Leistungsabgabe ist jedoch nicht immer wünschenswert. Ein bestimmter Energiepegel kann für eine Vorrichtungsart geeignet und für eine andere Vorrichtungsart ungeeignet sein. Demnach ist ein voreingestellter Energiepegel ohne Bezug auf die Art der Ablationsvorrichtung nicht optimal.
Ein verbesserter Generator (Der von ArthroCare Corporation, Austin Texas, hergestellte Quantum^TM Generator) behebt die oben beschriebene Schwäche. Der Quantum Generator ist betriebsfähig, um die Art der Ablationsvorrichtung zu identifizieren und vorgegebene Spannungseinstellungen zu identifizieren. Dies sorgt für einen guten Lösungsansatz für eine Reihe von Eingriffen, wie etwa bei arthroskopischen Eingriffen.
Es ist jedoch weiterhin wünschenswert, zusätzliche Betriebsparameter zu bestimmen und zu steuern. Die Nichtberücksichtigung oder Nichtsteuerung gewisser Betriebsparameter (z. B. des Durchflusses eines elektrisch leitfähigen Fluids, das an den Zielort abgegeben wird) kann die Wirksamkeit der Ablation und Behandlung reduzieren oder zu einer unerwünschten Erwärmung des Gewebes führen. Bei gewissen offenen und halboffenen Eingriffen, wie etwa ENT-Eingriffen und Eingriffen an der Wirbelsäule, muss ein leitfähiges Fluid an das Operationsfeld abgegeben werden. Das leitfähige Fluid wird typischerweise über eine Schwerkraftzuführung oder über eine getrennte Fluidabgabepumpe bereitgestellt: in beiden Fällen wird der Durchfluss des leitfähigen Fluids manuell eingestellt und ändert sich oft von einem Benutzer zum anderen und von einem Eingriff zum anderen. Diese Variabilität kann zu einer suboptimalen Ablation und Erwärmung des Gewebes führen.
Entsprechend sind weiterhin verbesserte Systeme und Verfahren für die elektrochirurgische Ablation und das Zerschneiden von Gewebe und insbesondere verbesserte Systeme erwünscht, die betriebsfähig sind, um automatisch diverse vorrichtungsspezifische Betriebsparameter, wie etwa den Durchfluss, zu identifizieren, wenn die Ablationsvorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein elektrochirurgisches System zum Behandeln von Gewebe an einem Zielort umfasst mindestens eine elektrochirurgische Vorrichtungsart und einen Generator, der dazu geeignet ist, an die Vorrichtung angeschlossen zu werden. Der Generator umfasst eine hochfrequente Energieversorgung zum Abgeben von Hochfrequenzenergie an den aktiven Elektrodenanschluss und eine Rücklaufelektrode und eine Fluidsteuervorrichtung, um ein elektrisch leitfähiges Fluid zum Zielort zu fordern. Das Steuergerät ist betriebsfähig, um die Vorrichtungsart zu identifizieren, wenn die Vorrichtung betriebsmäßig an den Generator angeschlossen ist, und um automatisch einen Betriebsparameter zu bestimmen, der für die Vorrichtungsart spezifisch ist. Der Betriebsparameter umfasst einen möglichen Durchfluss zum Abgeben des elektrisch leitfähigen Fluids.
Bei einer Ausführungsform identifiziert das Steuergerät die Vorrichtungsart basierend auf einem elektrischen Widerstand, der mit der Vorrichtung verknüpft ist, wenn die Vorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
Die vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter der vorliegenden Erfindung können sehr unterschiedlich sein. Bei einer Ausführungsform ist der vorrichtungsspezifische Betriebsparameter der Durchfluss. Das Steuergerät ist dazu geeignet, um mindestens 3 verschiedene mögliche Durchflüsse zum Abgeben eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort basierend auf der Vorrichtungsart zu bestimmen. Es kann ein maximaler, ein minimaler und ein anfänglicher Durchfluss bestimmt werden. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt der minimale mögliche Durchfluss 45 Milliliter pro Minute und der maximale mögliche Durchfluss beträgt 65 Milliliter pro Minute.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Steuergerät eine Bibliothek mit vorausgewählten möglichen Betriebsparametern, und bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Bibliothek mit vorausgewählten möglichen Durchflüssen, die einer Vielzahl von Vorrichtungsarten entsprechen.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Betriebsparameter einen oder mehrere der folgenden: Alarmzustand, Energieabschaltzustand, Zähler- oder Piepstondauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer. Der Alarmzustand verursacht ein Alarmsignal, wenn der Alarmzustand erreicht ist. Der Energieabschaltzustand verursacht ein Abschalten oder Aussetzen der Energieausgabe basierend auf mindestens einer der folgenden Möglichkeiten: a) Ausgangsstrom der Vorrichtung, und b) Gesamtzeit, während der die Vorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Betriebsparameter eine periodische Zähler-(oder Piepston-)Dauer basierend auf der Vorrichtungsart, und das Steuergerät piepst nach der Beendigung jeder periodischen Zählerdauer. Dies vermittelt dem Benutzer eine Vorstellung über die abgelaufene Zeit.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Betriebsparameter eine Vorrichtungsaktivierungsdauer basierend auf der Vorrichtungsart, und das Steuergerät schaltet die Abgabe von Hochfrequenzenergie an die Vorrichtung nach Beendigung der Eingriffsdauer ab. Bei einer Ausführungsform ist die Vorrichtungsaktivierungsdauer gleich oder länger als 20 Sekunden und kürzer oder gleich 40 Sekunden. Dies ist bei bestimmten Eingriffen nützlich.
Bei einer anderen Ausführungsform ist das Steuergerät betriebsfähig, um die Abgabe von Hochfrequenzenergie basierend auf der Vorrichtungsart zu pulsen. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Fluidsteuervorrichtung eine peristaltische Pumpe.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das System eine erste elektrochirurgische Vorrichtungsart, die einen integrierten Fluidabgabekanal bzw. eine Leitung aufweist, um dem Zielort eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit bereitzustellen.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das System einen Vorratsbehälter für ein elektrisch leitfähiges Fluid, der mit dem Fluidabgabekanal in Strömungsverbindung steht. Die Pumpe des Systems ist betriebsfähig, um Fluid durch den Kanal zum Ort zu fördern. Die Pumpe wird durch den Generator gesteuert und auf einen Durchfluss eingestellt, der auf der spezifischen Vorrichtungsart, die bei dem Eingriff verwendet wird, basiert. Bei einer anderen Ausführungsform basiert der mögliche Durchfluss auch auf der Energie, die der Vorrichtung zugeführt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst ein elektrochirurgisches Verfahren zum Abladieren von Weichgewebe an einem Zielort mit mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart die folgenden Schritte: Anschließen einer ersten elektrochirurgischen Vorrichtungsart an einen elektrochirurgischen Generator, automatisches Bestimmen mindestens eines Betriebsparameters basierend auf der Identifizierung der elektrochirurgischen Vorrichtung als eine erste elektrochirurgisches Vorrichtungsart; Aktivieren der Fluidsteuervorrichtung, um das elektrisch leitfähige Fluid mit einem bestimmten Durchfluss bis zum Zielort zu transportieren; und Abgeben von Hochfrequenzenergie an einen aktiven Elektrodenanschluss, der sich an dem Distalende der elektrochirurgischen Vorrichtung befindet.
Der Schritt des automatischen Bestimmens kann das Bestimmen eines Betriebsparameters umfassen, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Durchfluss, Alarmzuständen, Abschaltzuständen, Zählerdauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer besteht.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der Schritt des automatischen Bestimmens das Bestimmen von mindestens drei möglichen Durchflüssen basierend auf der Vorrichtungsart. Der Aktivierungsschritt kann von einer Bedienperson durch Auswählen eines der möglichen Durchflüsse ausgeführt werden. Bei einer anderen Ausführungsform basiert der Durchfluss auch auf einer Energiemenge, die an die Vorrichtung abgegeben wird.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Abtrennen der ersten elektrochirurgischen Vorrichtungsart von dem Generator und das Anschließen einer zweiten elektrochirurgischen Vorrichtungsart an den Generator und das automatische Bestimmen mindestens eines Betriebsparameters, der auf der Identifizierung der elektrochirurgischen Vorrichtung als zweite elektrochirurgische Vorrichtungsart basiert.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die erste Vorrichtung für otolaryngologische Eingriffe geeignet, und die zweite Vorrichtungsart ist für die Ablation von Weichgewebe in der Wirbelsäule konfiguriert.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Pulsen der Hochfrequenzenergie basierend auf der Identifizierung der Vorrichtungsart.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Pumpen des Fluids mit einer peristaltischen Pumpe bis zum Zielort.
Die Beschreibung, die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen hervorgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1A eine perspektivische Ansicht eines elektrochirurgischen Systems, das eine elektrochirurgische Vorrichtung und einen elektrochirurgischen Generator umfasst.
1B eine Vorderansicht des elektrochirurgischen Generators aus 1A, der eine Fluidfördervorrichtung umfasst.
1C eine Teilansicht des elektrochirurgischen Generators aus 1B mit einer Fluidtransportleitung, die in der Fluidfordervorrichtung installiert ist.
2A eine Seitenansicht einer elektrochirurgischen Sonde.
2B eine Endansicht der elektrochirurgischen Sonde aus 2A.
3 eine elektrochirurgische Sonde, bei welcher der Distalabschnitt des Schafts einen Winkel aufweist.
4 eine elektrochirurgische Sonde und ein getrenntes Flüssigkeitszufuhrinstrument.
5 das Modell einer Sonde, die eine aktive Elektrode mit ein ringförmigen Geometrie umfasst.
6A bis 6C das Modell einer Sonde, die eine schirmartige aktive Elektrode aufweist.
7 eine schematische Ansicht eines elektrochirurgischen Systems, das einen Generator, eine Sonde und eine Fluidquelle umfasst.
8 ein Blockdiagramm eines elektrochirurgischen Generators.
9 ein Flussdiagramm der Schritte eines elektrochirurgischen Verfahrens zum Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bevor die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben wird, versteht es sich, dass diese Erfindung nicht auf bestimmte hier dargelegte Varianten beschränkt ist, da diverse Änderungen oder Modifikationen an der beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können und Äquivalente eingesetzt werden können, ohne Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Wie es für den Fachmann nach dem Durchlesen der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein wird, weist jede der einzelnen hier beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen diskrete Bauteile und Merkmale auf, die ohne Weiteres von den Merkmalen jeder der mehreren anderen Ausführungsformen getrennt oder damit kombiniert werden können, ohne Umfang oder Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zudem können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation, ein bestimmtes Material, eine bestimmte Stoffzusammensetzung, einen bestimmten Prozess, einen oder mehrere bestimmte Prozessvorgänge oder Prozessschritte dem oder den Ziel(en), dem Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung anzupassen. Alle derartigen Modifikationen sind dazu gedacht, in den Umfang der hier formulierten Ansprüche zu fallen.
Die hier erwähnten Verfahren können in jeder beliebigen Reihenfolge der erwähnten Ereignisse, die logisch möglich ist, sowie in der erwähnten Reihenfolge der Ereignisse ausgeführt werden. Ferner versteht es sich, dass wenn ein Wertebereich bereitgestellt wird, jeder vorkommende Wert zwischen der oberen und unteren Grenze dieses Bereichs und jedem anderen angegebenen oder vorkommenden Wert in diesem angegebenen Bereich in der Erfindung inbegriffen ist. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass alle optionalen Merkmale der beschriebenen erfindungsgemäßen Varianten unabhängig oder in Kombination mit einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale dargelegt und beansprucht werden können.
Alle hier erwähnten bestehenden Inhalte (z. B. Veröffentlichungen, Patente, Patentanmeldungen und Hardware) werden hiermit in vollem Umfang zur Bezugnahme übernommen, außer falls die Inhalte sich mit der vorliegenden Erfindung in Konflikt befinden (in diesem Fall ist die vorliegende Erfindung vorrangig). Die referenzierten Elemente werden allein für ihre Offenbarung vor dem Einreichungstag der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt. Nichts hierin ist als Zugeständnis auszulegen, dass die vorliegende Erfindung nicht dazu berechtigt ist, derartige Inhalte kraft einer vorhergehenden Erfindung vorwegzunehmen.
Eine Bezugnahme auf ein einzelnes Element umfasst die Möglichkeit, dass mehrere der gleichen Elemente vorhanden sind. Insbesondere umfassen die Einzahlformen „einer”, „eine”, „ein” und „der”, „die”, „das”,wie sie hier und in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Mehrzahlbezugnahmen, falls der Zusammenhang nicht eindeutig Anderes bestimmt. Ferner ist anzumerken, dass die Patentansprüche so formuliert werden können, dass jedwede optionalen Elemente nicht einbezogen werden. Somit ist diese Angabe dazu gedacht, als vorrangige Grundlage zur Verwendung solch ausschließlicher Ausdrücke wie „einzig”, „nur” und dergleichen in Verbindung mit dem Vortrag von Anspruchselementen oder zur Verwendung einer „negativen” Einschränkung zu dienen. Es versteht sich auch, dass falls nicht anderweitig definiert, alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung haben, wie sie gewöhnlich von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verstanden wird.
Die Behandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann diverse Konfigurationen aufweisen. Eine Variante der Vorrichtung verwendet jedoch eine Behandlungsvorrichtung, welche die Coblation^®-Technologie verwendet.
Der Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung hat die Coblation^®-Technologic entwickelt. Die Coblation^®-Technologie umfasst die Anwendung eines hochfrequenten Spannungsunterschieds zwischen einer oder mehreren aktiven Elektroden und einer oder mehreren Rücklaufelektroden, um hohe elektrische Feldstärken in der Nähe des Zielgewebes zu entwickeln. Die hohen elektrischen Feldstärken können erzeugt werden, indem eine Hochfrequenzspannung angelegt wird, die ausreicht, um ein elektrisch leitfähiges Fluid über mindestens einen Teil der aktiven Elektrode(n) in dem Bereich zwischen der Spitze der aktiven Elektrode(n) und dem Zielgewebe verdunsten zu lassen. Das elektrisch leitfähige Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, wie etwa eine isotonische Kochsalzlösung, Blut, ein extrazelluläres oder intrazelluläres Fluid, das an den Zielort abgegeben wird oder sich bereits dort befindet, oder ein zähflüssiges Fluid, wie etwa ein Gel, das am Zielort aufgetragen wird, sein.
Wenn das leitfähige Fluid genug erwärmt ist, damit die Atome schneller von der Oberfläche verdunsten als sie wieder kondensieren, bildet sich ein Gas. Wenn das Gas genug erwärmt ist, damit die Atome zusammenstoßen, was eine Freisetzung von Elektronen in dem Prozess verursacht, bildet sich ein ionisiertes Gas oder Plasma (der so genannte „vierte Aggregatzustand”). Allgemein gesehen können Plasmen durch das Erwärmen eines Gases und das Ionisieren des Gases gebildet werden, indem ein elektrischer Strom hindurch geschickt wird oder indem Radiowellen in das Gas gestrahlt werden. Diese Verfahren der Plasmabildung ergeben Energie, um Elektronen direkt in das Plasma freizugeben, und Elektronen/Atom-Zusammenstöße setzen dann weitere Elektronen frei und der Prozess erfolgt dann kaskadierend, bis der gewünschte Ionisationsgrad erreicht ist. Eine weiterführende Beschreibung von Plasma ist in der Veröffentlichung „Plasma Physics", von R.J. Goldston und P. H. Rutherford von Plasma Physics Laboratory of Princeton University (1995) zu finden, deren gesamte Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
In dem Maße, wie die Dichte der Plasma- oder Dampfschicht gering genug wird (d. h. weniger als ungefähr 1020 Atome/cm³ für wässerige Lösungen), nimmt die mittlere freie Weglänge der Elektronen zu, um es anschließend injizierten Elektronen zu ermöglichen, eine Stoßionisation innerhalb der Dampfschicht zu verursachen. Sobald die Ionenteilchen in der Plasmaschicht eine ausreichende Energie aufweisen, werden sie in Richtung auf das Zielgewebe beschleunigt. Die von den energiegeladenen Elektronen abgegebene Energie (z. B. 3,5 eV bis 5 eV) kann anschließend ein Molekül beschießen und seine Bindungen brechen, wodurch ein Molekül in freie Radikale aufgelöst wird, die sich dann zu endgültigen gasförmigen oder flüssigen Spezies kombinieren. Oft transportieren die Elektronen den elektrischen Strom oder absorbieren die Radiowellen und sind daher heißer als die Ionen. Somit transportieren die Elektronen, die von dem Gewebe weg in Richtung auf die Rücklaufelektrode transportiert werden, den größten Teil der Plasmawärme, wodurch es den Ionen ermöglicht wird, die Gewebemoleküle auf im Wesentlichen nicht-thermische Art und Weise aufzubrechen.
Mittels dieser molekularen Auflösung (anstelle einer Wärmeverdunstung oder Karbonisation) wird die Zielgewebestruktur volumetrisch durch molekularen Zerfall größerer organischer Moleküle in kleinere Moleküle und/oder Atome, wie etwa Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenoxide, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffverbindungen, entfernt. Dieser molekulare Zerfall entfernt die Gewebestruktur vollständig, im Gegensatz zu einem Dehydratisieren des Gewebematerials durch Entfernen von Flüssigkeit in den Zellen des Gewebes und von extrazellularen Fluiden, wie es typischerweise bei einer elektrochirurgischen Austrocknung und Verdunstung der Fall ist. Eine ausführlichere Beschreibung dieser Phänomene ist in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5,697,882 zu finden, dessen vollständige Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
Bei einigen Anwendungen der Coblation^®-Technologie wird hochfrequente (RF) elektrische Energie in einem Umfeld aus einem elektrisch leitfähigen Medium angewendet, um eine Gewebestruktur zusammenschrumpfen zu lassen oder zu entfernen (d. h. herauszuschneiden, abzuschneiden oder zu abladieren) und die durchgeschnittenen Gefäße in dem Bereich des Zielgewebes zu versiegeln. Die Coblation^®-Technologie ist auch zum Versiegeln größerer Arteriengefäße, z. B. mit einem Durchmesser von ungefähr 1 mm, nützlich. Bei derartigen Anwendungen wird eine hochfrequente Energieversorgung bereitgestellt, die einen Ablationsmodus, bei dem eine erste Spannung an eine aktive Elektrode angelegt wird, die ausreicht, um chic molekulare Auflösung oder einen Zerfall des Gewebes zu bewirken, und einen Koagulationsmodus, bei dem eine zweite, niedrigere Spannung auf eine aktive Elektrode angelegt wird (entweder dieselbe oder eine andere Elektrode), die ausreicht, um abgetrennte Gefäße innerhalb des Gewebes zu erwärmen, zusammenschrumpfen zu lassen und/oder eine Blutstillung derselben zu erreichen, aufweist.
Die Energiemenge, die von der Coblation^®-Vorrichtung erzeugt wird, kann geändert werden, indem man diverse Faktoren anpasst, wie etwa: die Anzahl aktiver Elektroden; Große und Abstand der Elektroden; Elektrodenoberfläche; Unebenheiten und scharfe Kanten auf den Elektrodenflächen; Elektrodenmaterialien; angelegte Spannung und Energie; Strombegrenzungsmittel, wie etwa Spulen; elektrische Leitfähigkeit des Fluids in Kontakt mit den Elektroden; Dichte des Fluids; und andere Faktoren. Entsprechend können diese Faktoren manipuliert werden, um den Energiepegel der erregten Elektronen zu steuern. Da verschiedene Gewebestrukturen verschiedene Molekülbindungen aufweisen, kann die Coblation^®-Vorrichtung konfiguriert werden, um Energie zu produzieren, die ausreicht, um die Molekülbindungen eines bestimmten Gewebes zu brechen, aber nicht ausreicht, um die Molekülbindungen eines anderen Gewebes zu brechen. Fettgewebe (z. B. Depotfett) weist z. B. doppelte Bindungen auf, die zum Zerbrechen einen Energiepegel benötigen, der im Wesentlichen höher ist als 4 eV bis 5 eV (typischerweise ungefähr 8 eV). Dementsprechend abladiert oder entfernt die Coblation^®-Technologie im Allgemeinen ein derartiges Fettgewebe nicht; sie kann jedoch verwendet werden, um Zellen wirksam zu abladieren, um den inneren Fettgehalt in flüssiger Form freizusetzen. Die Faktoren können natürlich geändert werden, so dass diese Doppelbindungen auch ähnlich wie die Einzelbindungen gebrochen werden können (z. B. indem die Spannung erhöht wird oder indem die Elektrodenkonfiguration geändert wird, um die Stromdichte an den Elektrodenspitzen zu erhöhen). Eine weiterführende Beschreibung dieser Phänomene ist in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. 6,355,032 , 6,149,120 und 6,296,136 zu finden, deren vollständige Offenbarungen hiermit zur Bezugnahme übernommen werden.
Die aktive(n) Elektrode(n) einer Coblation^®-Vorrichtung können in oder von einem anorganischen Isolationsträger getragen werden, der in der Nähe des Distalendes des Instrumentenschafts positioniert ist. Die Rücklaufelektrode kann sich auf dem Instrumentenschaft, auf einem anderen Instrument oder außen am Patienten (d. h. als Dispersionspad) befinden. Das Proximalende des Instruments bzw. der Instrumente umfasst die geeigneten elektrischen Anschlüsse, um die Rücklaufelektrode(n) und die aktive(n) Elektrode(n) mit einer hochfrequenten Stromversorgung, wie etwa einem elektrochirurgischen Generator, zu koppeln.
Bei einem Beispiel einer Coblation^®-Vorrichtung zur Verwendung mit den hier offenbarten Ausführungsformen ist die Rücklaufelektrode der Vorrichtung typischerweise proximal zu der bzw. den aktiven Elektroden) um einen passenden Abstand entfernt, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den aktiven und den Rücklaufelektroden in Gegenwart eines elektrisch leitfähigen Fluids zu vermeiden. in vielen Fallen ist der Distalrand der freiliegenden Oberfläche der Rücklaufelektrode um ungefähr 0,5 mm bis 25 mm von dem Proximalrand der ausgesetzten Oberfläche der aktiven Elektrode(n), bevorzugt um ungefähr 1,0 mm bis 5,0 mm, entfernt. Natürlich kann sich dieser Abstand mit verschiedenen Spannungsbereichen, leitfähigen Fluiden und je nach der Nähe der Gewebestrukturen zu den aktiven und Rücklaufelektroden ändern. Die Rücklaufelektrode weist typischerweise eine freiliegende Länge im Bereich von ungefähr 1 mm bis 20 mm auf.
Eine Coblation^®-Behandlungsvorrichtung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Ausführungsformen kann eine einzelne aktive Elektrode oder eine Gruppe von aktiven Elektroden, die um die distale Oberfläche eines Katheters oder einer Sonde herum angeordnet sind, verwenden. Bei der letztgenannten Ausführungsform umfasst die Elektrodengruppe üblicherweise eine Vielzahl von unabhängig strombegrenzten und/oder energiegesteuerten aktiven Elektroden, um elektrische Energie selektiv an das Zielgewebe anzulegen und dabei das unerwünschte Anlegen von elektrischer Energie, die sich aus Energieverlust in umgebende elektrisch leitfähige Fluide, wie etwa Blut, normale Kochsalzlösung und dergleichen, ergibt, an das umgebende Gewebe und das Umfeld einzuschränken. Die aktiven Elektroden können unabhängig strombegrenzt werden, indem man die Anschlussklemmen voneinander isoliert und jede Anschlussklemme an eine getrennte Energiequelle anschließt, die von den anderen aktiven Elektroden isoliert ist. Alternativ können die aktiven Elektroden entweder an den proximalen oder an den distalen Enden des Katheters aneinander angeschlossen werden, um einen einzelnen Draht zu bilden, der mit einer Energiequelle gekoppelt ist.
Bei einer Konfiguration ist jede einzelne aktive Elektrode in der Elektrodengruppe von allen anderen aktiven Elektroden in der Gruppe innerhalb des Instruments elektrisch isoliert und ist an eine Energiequelle, die von jeder der anderen aktiven Elektroden in der Gruppe isoliert ist, oder an Schaltungen, die den Stromfluss zu der aktiven Elektrode begrenzen oder unterbrechen, wenn Material mit geringem spezifischem Widerstand (z. B. Blut, ein elektrisch leitfähiges salinisches Spülungsmittel oder ein elektrisch leitfähiges Gel) einen Pfad mit niedrigerer Impedanz zwischen der Rücklaufelektrode und der einzelnen aktiven Elektrode verursacht, angeschlossen. Die isolierten Energiequellen für jede einzelne aktive Elektrode können getrennte Energieversorgungsschaltungen sein, die interne Impedanzcharakteristiken aufweisen, welche die Energie für die dazugehörige aktive Elektrode begrenzen, wenn ein niederohmiger Rücklaufpfad vorgefunden wird. Beispielhaft kann die isolierte Energiequelle eine benutzerwählbare konstante Stromquelle sein. Bei dieser Ausführungsform ergeben Pfade mit niedrigerer Impedanz automatisch Erwärmungspegel mit geringerem spezifischem Widerstand, da die Erwärmung proportional zum Quadrat des Betriebsstroms mal der Impedanz ist. Alternativ kann eine einzelne Energiequelle an jede der aktiven Elektroden durch unabhängig zu betätigende Schalter oder durch unabhängige Strombegrenzungselemente, wie etwa Spulen, Kondensatoren, Widerstände und/oder Kombinationen davon, angeschlossen werden. Die Strombegrenzungselemente können in dem Instrument, den Verbindungsstücken, dem Kabel, dem Steuergerät oder an dem leitfähigen Pfad von dem Steuergerät zu der Distalspitze des Instruments bereitgestellt werden. Alternativ kann/können der Widerstand und/oder die Kapazität auf der Oberfläche der aktiven Elektrode(n) auf Grund von Oxidschichten, die ausgewählte aktive Elektroden bilden (z. B. eine Titan- oder Widerstandsbeschichtung auf der Metalloberfläche, wie etwa Platin), erfolgen.
Die Coblation^®-Vorrichtung ist nicht auf elektrisch isolierte aktive Elektroden oder auch nur auf eine Vielzahl von aktiven Elektroden beschränkt. Z. B. kann die Gruppe aktiver Elektroden an eine einzelne Zuleitung angeschlossen sein, die sich durch den Katheterschaft bis zu einer Energiequelle mit Hochfrequenzstrom erstreckt.
Der Spannungsunterschied, der zwischen der bzw. den Rücklaufelektrode(n) und der bzw. den aktiven Elektrode(n) angelegt wird, liegt auf Hoch- bzw. Radiofrequenz, typischerweise zwischen ungefähr 5 kHz und 20 MHz, üblicherweise zwischen ungefähr 30 kHz und 2,5 MHz, bevorzugt zwischen ungefähr 50 kHz und 500 kHz, oft bei weniger als 350 kHz und oft zwischen ungefähr 100 kHz und 200 kHz. Bei bestimmten Anwendungen hat die Anmelderin herausgefunden, dass eine Frequenz von ungefähr 100 kHz nützlich ist, weil die Gewebeimpedanz auf dieser Frequenz viel größer ist. Bei anderen Anwendungen, wie etwa Eingriffen in oder am Herz oder Kopf und Nacken, können höhere Frequenzen wünschenswert sein (z. B. 400 bis 600 kHz), um einen niederfrequenten Stromfluss in das Herz oder die Nerven von Kopf und Nacken zu minimieren.
Die angelegte RMS-(Effektiv-)Spannung liegt üblicherweise im Bereich von ungefähr 5 Volt bis 1000 Volt, bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 10 Volt bis 500 Volt, oft zwischen ungefähr 150 Volt bis 400 Volt, je nach Größe der aktiven Elektrode, Betriebsfrequenz und Betriebsmodus des betreffenden Eingriffs oder des gewünschten Effekts auf das Gewebe (d. h. Kontraktion, Koagulation, Schnitt oder Ablation).
Typischerweise liegt die Spitze-Spitze-Spannung für die Ablation oder das Schneiden mit einer Rechteckwellenform im Bereich von 10 Volt bis 2000 Volt, und bevorzugt im Bereich von 100 Volt bis 1800 Volt, und weiter bevorzugt im Bereich von ungefähr 300 Volt bis 1500 Volt, oft im Bereich von ungefähr 300 Volt bis 800 Volt von Spitze zu Spitze (auch hier je nach Elektrodengröße, Anzahl der Elektronen, Betriebsfrequenz und Betriebsmodus). Niedrigere Spitze-Spitze-Spannungen werden für Gewebekoagulation, thermische Gewebeerwärmung oder Kollagenkontraktion verwendet und liegen typischerweise im Bereich von 50 bis 1500, bevorzugt von 100 bis 1000 und weiter bevorzugt von 120 bis 400 Volt von Spitze zu Spitze (auch hier werden diese Werte unter Verwendung einer Rechteckwellenform berechnet). Höhere Spitze-Spitze-Spannungen, z. B. von mehr als ungefähr 800 Volt von Spitze zu Spitze, können für die Ablation härterer Substanzen, wie etwa Knochen, wünschenswert sein, in Abhängigkeit von anderen Faktoren, wie etwa den Elektrodengeometrien und der Zusammensetzung des leitfähigen Fluids.
Wie oben besprochen, wird die Spannung üblicherweise in einer Reihe von Spannungsimpulsen oder in einem Wechselstrom mit zeitvariabler Spannungsamplitude mit einer ausreichend hohen Frequenz (z. B. von ungefähr 5 kHz bis 20 MHz) zugeführt, so dass die Spannung tatsächlich durchgehend angelegt wird (z. B. im Vergleich mit Lasern, die geringe Nekrosetiefen beanspruchen und im Allgemeinen bei ungefähr 10 Hz bis 20 Hz gepulst werden). Zudem liegt die relative Einschaltdauer (d. h. die kumulierte Zeit in einem beliebigen Ein-Sekunden-Intervall, während dessen Energie angelegt wird) bei ungefähr 50% für die vorliegende Erfindung, im Vergleich zu Impulslasern, die typischerweise eine relative Einschaltdauer von ungefähr 0,0001% aufweisen.
Die bevorzugte Energiequelle kann einen Hochfrequenzstrom abgeben, der auswählbar ist, um durchschnittliche Energiepegel zu erzeugen, die von mehreren Milliwatt bis zu mehreren Dutzend Watt pro Elektrode reichen, je nach dem Volumen des behandelten Zielgewebes und/oder der zulässigen Höchsttemperatur, die für die Instrumentenspitze ausgewählt wird. Die Energiequelle ermöglicht es dem Benutzer, den Spannungspegel je nach den spezifischen Anforderungen eines bestimmten neurochirurgischen Eingriffs, einer Herzoperation, einer arthroskopischen Operation, eines dermatologischen Eingriffs, von ophthalmologischen Eingriffen, offenen Operationen oder anderen endoskopischen Operationseingriffen auszuwählen. Für Herzeingriffe und eventuell für die Neurochirurgie kann die Energiequelle über ein zusätzliches Filter verfügen, um Leckspannungen auf Frequenzen unterhalb von 100 kHz, insbesondere Frequenzen um 60 kHz, zu filtern. Alternativ kann eine Energiequelle, die eine höhere Betriebsfrequenz aufweist, z. B. 300 kHz bis 600 kHz, bei bestimmten Eingriffen verwendet werden, bei denen niederfrequente Streuströme problematisch sein können. Eine Beschreibung einer geeigneten Energiequelle ist in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. 6,142,992 und 6,235,020 zu finden, wobei die gesamte Offenbarung der beiden Patente hier zur allgemeinen Bezugnahme übernommen wird.
Die Energiequelle kann strombegrenzt oder anderweitig gesteuert sein, so dass kein unerwünschtes Erwärmen des Zielgewebes oder des umgebenden (nicht Ziel-) Gewebes erfolgt. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden strombegrenzende Spulen mit jeder unabhängigen aktiven Elektrode in Reihe geschaltet, wobei die Induktivität der Spule im Bereich von 10 μH bis 50 000 μH liegt, je nach den elektrischen Eigenschaften des Zielgewebes, der gewünschten Gewebeerwärmungsrate und der Betriebsfrequenz. Alternativ können Kondensator/Spulen-(LC) Schaltungsstrukturen verwendet werden, wie zuvor in dem US-Patent Nr. 5,697,909 beschrieben wurden, dessen gesamte Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird. Zusätzlich können strombegrenzende Widerstände ausgewählt werden. Bevorzugt haben diese Widerstände einen großen positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandswerts, so dass wenn der Strompegel anfängt, für eine beliebige einzelne aktive Elektrode in Kontakt mit einem Medium mit geringem Widerstand (z. B. einem salinischen Spülungsmittel oder Blut) anzusteigen, der Widerstandswert des strombegrenzenden Widerstands wesentlich zunimmt, wodurch die Energiezufuhr von der aktiven Elektrode in das Medium mit geringem Widerstand (z. B. einem salinischen Spülungsmittel oder Blut) minimiert wird. Zudem können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren andere Behandlungsmethoden entweder anstelle der Coblation^®-Technologie oder zusätzlich dazu verwendet werden.
1A zeigt ein elektrochirurgisches System, das einen elektrochirurgischen Generator 28 und eine elektrochirurgische Vorrichtung, wie etwa eine elektrochirurgische Sonde 10 umfasst, die dazu geeignet ist, Energie auf ein Zielgewebe anzuwenden. Die elektrochirurgische Sonde 10 umfasst einen länglichen Schaft 13, der biegsam oder unbiegsam sein kann, wobei biegsame Schäfte wahlweise Trägerkanülen oder andere Strukturen (nicht gezeigt) umfassen. Wie es nachstehend hier besprochen wird, kann die vorliegende Erfindung diverse Elektrodenkonfigurationen umfassen, die mit der elektrochirurgischen Sonde 10 verwendet werden können (z. B. eine Einzelelektrode, wie etwa eine Schirmelektrode oder mehrere Elektroden).
Die Sonde 10 wird mit einem integrierten Kabel 34 gezeigt. Das Kabel 34 umfasst einen Stecker 26, um die Sonde 10 und den Generator 28 betriebsmäßig zu koppeln. Obwohl die in 1A gezeigte Sonde 10 ein integriertes Kabel umfasst, muss das Kabel nicht mit der Sonde integriert sein. Beispielsweise kann der Sondengriff ausgelegt sein, um einen Kabelstecker derart aufzunehmen, dass das Kabel am Griff 22 der Sonde abnehmbar ist.
Das in 1A gezeigte elektrochirurgische System umfasst auch eine Fluidquelle 21, die eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit 50 enthält. Die Fluidquelle kann ein Infusionsbeutel sein, der mit einer physiologischen Kochsalzlösung gefüllt ist. Die elektrisch leitfähige Flüssigkeit geht an einem Strömungsweg von der Fluidquelle 21 zur Sonde 13 über eine Fluidtransportleitung 15 entlang. Ein Fluidfördermechanismus 23 ist in dem Generator 28 angeordnet und fördert die Flüssigkeit an dem Strömungsweg entlang zum Zielort. Der Fluidfördermechanismus kann eine Pumpe, wie etwa eine peristaltische Pumpe, sein. Bei einer Ausführungsform und mit Bezug auf 1B bis 1C ist die Fluidtransportleitung 15 im Generator 28 hinter einer verschließbaren Tür 16 installiert. Die Fluidtransportleitung 15 ist an einer Schiene oder Vertiefung der Pumpe 23 entlang abnehmbar positioniert oder installiert. Der Durchfluss der Flüssigkeit wird von der Pumpe gesteuert, die von dem Generator 28 gesteuert wird.
Das elektrochirurgische System 11 wird auch gezeigt, wie es ein Absauglumen 102 in Strömungsverbindung mit der elektrochirurgischen Sonde 10 umfasst. Das Absauglumen ist an eine Saugpumpe angeschlossen (nicht gezeigt). Die Saugpumpe kann ein beliebiges geeignetes Fluidtransportgerät umfassen, wie z. B. eine Vakuumpumpe und eine Kanisteranordnung, wie sie etwa über einen Wandauslass in einem Operationssaal bereitgestellt werden kann.
Ein Fußpedal 37 wird gezeigt, wie es an die Energieversorgung 28 über ein Kabel 36 angeschlossen ist. Das Fußpedal 37 umfasst ein erstes Pedal 39 und ein zweites Pedal 41 zum entfernten Anpassen des Energiepegels, der an die Elektroden angelegt wird, oder zum Auswählen einer alternativen Betriebsart. Das Drücken des Pedals 39 und das Drücken des Pedals 41 können beispielsweise dem Aktivieren von Stabelektroden in einem Ablations- oder Koagulationsmodus entsprechen.
Mit Bezug auf 1B wird ein Generator 28 gezeigt, der eine oder mehrere Tasten oder Auswahlmittel (30a, 30b) aufweist, um die angelegten Spannungspegel zu ändern, die jeweils den Ablationsmodi und den Koagulationsmodi entsprechen. Der Generator 28 umfasst zusätzlich ein Fluidsteuermittel 13 zum Steuern des Fluidfördermechanismus 23. Es werden ein oder mehrere Displays und Indikatoren (7, 8, 15) bereitgestellt, um die Energie- und Fluidtransportpegel anzugeben.
Wie es nachstehend hier besprochen wird, ist der Generator betriebsfähig, um automatisch diverse vorrichtungsspezifische Betriebsparameter zu bestimmen, um einen Eingriff auszuführen. Unter einem „vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter” ist eine beliebige Betriebsvariable, ein Wert, eine Einstellung oder eine Begrenzung zu verstehen, die bzw. der für die elektrochirurgische Vorrichtungsart spezifisch ist, mit Ausnahme von vorgegebenen Einstellungen (nämlich den vorgegebenen Spannungspegeln für die RF-Energieabgabe an die Elektrodenelemente der elektrochirurgischen Vorrichtung).
Bei einer Anwendung ist der Generator 28 an die elektrochirurgische Vorrichtung 13 angeschlossen. Der Generator identifiziert automatisch die Art der Vorrichtung und bestimmt mindestens einen vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter, welcher der spezifischen Vorrichtungsart entspricht. Eine Betriebsart für den Generator, die mit dem Betriebsparameter (z. B. ein für die Vorrichtung spezifischer optimaler Durchfluss, mit dem die Pumpe zu betreiben ist) zusammenhängt, wird automatisch und dynamisch angepasst, und zwar nicht nur gemäß der identifizierten Vorrichtungsart, sondern kann auch gemäß der erwarteten Eingriffsart und/oder einer Art von Zielgewebe, das man behandeln möchte und das typischerweise mit der bestimmten ausgewählten Vorrichtung verknüpft ist, angepasst werden. Der Betriebsparameterstatus kann dann der Bedienperson vorgelegt werden, und die Bedienperson kann dann den vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter annehmen oder ändern und führt den chirurgischen Eingriff aus.
2 bis 6 bilden diverse elektrochirurgische Vorrichtungen oder Stabkonfigurationen ab. Jede Stabkonfiguration kann für die eine oder andere Eingriffsart geeignet sein. Es versteht sich jedoch, dass die elektrochirurgische Vorrichtungsart, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden oder darin integriert sein kann, sehr unterschiedlich sein kann. Es werden hier Beispiele von Stäben vorgestellt, und die Erfindung ist nicht dazu gedacht, auf derartige Ausführungsformen eingeschränkt zu sein, außer wie es spezifisch in den beiliegenden Ansprüchen eingeschränkt wird. Mit Bezug auf eine elektrochirurgische Vorrichtung 10 in 2A und 2B sind die elektrisch isolierten Elektrodenanschlüsse 58 über die Oberfläche 82 einer Elektrodengruppe beabstandet. Die Oberfläche 82 der Elektrodengruppe und die einzelnen Elektrodenanschlüsse 58 haben gewöhnlich Dimensionen innerhalb der hier dargelegten Bereiche. Die Oberfläche 82 der Elektrodengruppe weist eine kreisförmige Querschnittsform mit einem Durchmesser D (2B) in dem Bereich von 0,3 mm bis 10 mm auf. Die Oberfläche 82 der Elektrodengruppe kann auch eine ovale Form aufweisen. Die einzelnen Elektrodenanschlüsse 58 stehen an der Oberfläche 82 der Elektrodengruppe um einen Abstand (H) von 0 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0 mm bis 1 mm, vor (siehe 2A).
Es ist zu beachten, dass die Elektrodenanschlüsse mit der Oberfläche 82 der Elektrodengruppe bündig sein können oder dass die Anschlüsse in die Oberfläche eingelassen sein können. Beispielsweise können die Elektrodenanschlüsse 58 bei dermatologischen Eingriffen um einen Abstand von 0,01 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,01 mm bis 0,2 mm, eingelassen sein. Die Elektrodenanschlüsse können im Verhältnis zur Oberfläche 82 der Elektrodengruppe auch axial anpassbar sein, so dass der Chirurg den Abstand zwischen der Oberfläche und den Elektrodenanschlüssen anpassen kann.
Die Elektrodenanschlüsse 58 bestehen bevorzugt aus einem feuerfesten, elektrisch leitfähigen Metall oder einer Legierung, wie etwa Platin, Titan, Tantal, Wolfram und dergleichen. Wie in 2B gezeigt, sind die Elektrodenanschlüsse 58 in einer Trägermatrix 48 aus einem geeigneten Isoliermaterial (z. B. einem Keramik- oder Glasmaterial, wie etwa Aluminiumoxid, Zirkondioxid und dergleichen) verankert, das zum Zeitpunkt der Herstellung in einer flachen, halbkugelförmigen oder anderen Form gemäß den Anforderungen eines bestimmten Eingriffs gebildet werden kann. Ein bevorzugtes Trägermatrixmaterial ist Aluminiumoxid, das bei Kyocera Industrial Ceramics Corporation, Elkgrove, Illinois, erhältlich ist, auf Grund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, seiner guten elektrisch isolierenden Eigenschaften, seinem hohen Biegemodul, seiner Widerstandsfähigkeit gegen Carbon-Tracking (Kohlenstoffspurbildung), seiner Körperverträglichkeit und seines hohen Schmelzpunktes.
Wie in 2A gezeigt, wird die Trägermatrix 48 durch Kleben mit einem röhrenförmigen Trägerelement 78 zusammengefügt, das sich über den größten Teil oder den gesamten Abstand zwischen der Matrix 48 und dem Proximalende der Sonde 10 erstreckt. Das röhrenförmige Element 78 umfasst bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material, wie etwa ein Epoxid, einen spritzgießfähigen Kunststoff oder ein Material auf Silikonbasis. Bei einer bevorzugten Konstruktionstechnik erstrecken sich die Elektrodenanschlüsse 58 durch vorgeformte Öffnungen in der Trägermatrix 48, so dass sie über der Oberfläche 82 der Elektrodengruppe um den gewünschten Abstand H vorstehen (2A). Die Elektroden können dann mit der distalen Oberfläche 82 der Trägermatrix 48 verbunden werden, typischerweise anhand eines anorganischen Dichtungsmaterials 80. Das Dichtungsmaterial 80 wird ausgewählt, um eine wirksame elektrische Isolierung sowie eine gute Haftung sowohl an der Keramikmatrix 48 als auch an den Platin- oder Titan-Elektrodenanschlüssen bereitzustellen. Das Dichtungsmaterial 80 sollte zusätzlich einen kompatiblen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einen Schmelzpunkt weit unter dem von Platin oder Titan und Aluminiumoxid oder Zirkondioxid aufweisen, wobei es sich typischerweise um Glas oder Glaskeramik handelt.
Bei der in 2A und 2B gezeigten Sonde umfasst die Sonde 10 eine Rücklaufelektrode 56, um den Strompfad zwischen den Elektrodenanschlüssen 58 und der Energieversorgung 28 zu vervollständigen. Die Rücklaufelektrode 56 ist bevorzugt ein ringförmiges Element, das außen um den Schaft 13 der Sonde 10 herum positioniert wird. Die Rücklaufelektrode 56 kann das röhrenförmige Trägerelement 78 ganz oder teilweise umgreifen, um dazwischen einen ringförmigen Zwischenraum 54 für die Strömung einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit 50 durch diesen hindurch zu bilden. Der Zwischenraum 54 weist bevorzugt eine Breite in dem Bereich von 0,15 mm bis 4 mm auf. Die Rücklaufelektrode 56 erstreckt sich von dem Proximalende der Sonde 10 aus, wo sie auf geeignete Art und Weise an die Energieversorgung 28 über Stecker 19, 20 angeschlossen ist, an einem Punkt, der etwa proximal zur Oberfläche 82 der Elektrodengruppe ist, typischerweise ungefähr 0,5 bis 10 mm und weiter bevorzugt ungefähr 1 bis 10 mm.
Die Rücklaufelektrode 56 ist in einem elektrisch isolierenden Mantel 18 angeordnet, der typischerweise als eine oder mehrere elektrisch isolierende Hüllen oder Beschichtungen gebildet ist, wie etwa aus Polytetrafluorethylen. Polyimid und dergleichen. Das Bereitstellen des elektrisch isolierenden Mantels 18 über der Rücklaufelektrode 56 verhindert einen direkten elektrischen Kontakt zwischen der Rücklaufelektrode 56 und einer eventuellen angrenzenden Körperstruktur oder dem Chirurgen. Ein derartiger direkter elektrischer Kontakt zwischen einer Körperstruktur (z. B. einer Sehne) und einem bloßliegenden gemeinsamen Elektrodenelement 56 könnte zu einer unerwünschten Erwärmung und Nekrose der Struktur am Kontaktpunkt führen, was eine Nekrose verursacht.
Die Rücklaufelektrode 56 wird bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, gewöhnlich Metall, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Edelstahllegierungen, Platin oder seinen Legierungen, Titan oder seinen Legierungen, Molybdän oder seinen Legierungen und Nickel oder seinen Legierungen besteht. Die Rücklaufelektrode 56 kann aus dem gleichen Metall oder der gleichen Legierung bestehen, das bzw. die die Elektrodenanschlüsse 58 bildet, um jegliches Korrosionsrisiko oder die Erzeugung von elektrochemischen Potentialen zu vermeiden, die auf das Vorliegen unterschiedlicher Metalle zurückzuführen wären, die in einem elektrisch leitfähigen Fluid 50, wie etwa einer isotonischen Kochsalzlösung, enthalten sind (nachstehend ausführlicher besprochen).
Wie in 2A gezeigt, ist die Rücklaufelektrode 56 nicht direkt an die Elektrodenanschlüsse 58 angeschlossen. Um diesen Strompfad zu vervollständigen, so dass die Anschlüsse 58 über das Zielgewebe 52 elektrisch an die Rücklaufelektrode 56 angeschlossen sind, wird eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit 50 (z. B. eine isotonische Kochsalzlösung) dazu veranlasst, an Flüssigkeitspfaden 83 entlang zu fließen. Ein Flüssigkeitspfad 83 wird durch einen ringförmigen Zwischenraum 54 zwischen der äußeren Rücklaufelektrode 56 und dem röhrenförmigen Trägerelement 78 gebildet. Ein zusätzliches Fluidtransportlumen 57 in einem inneren röhrenförmigen Element 59 wird bereitgestellt, um mit einem Fluidtransportgerät oder einer Absaugquelle (wie etwa einer Saugpumpe 100) über ein Absauglumen 102 zu kommunizieren und um Gewebe und anderes Material von dem Behandlungsort zu entfernen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Fluidtransportlumen 57 optional verwendet werden, um ein leitfähiges Fluid einem Behandlungsort zuzuführen.
Wenn eine Spannungsdifferenz zwischen einer Elektrodengruppe 12 und einer Rücklaufelektrode 56 angelegt wird, werden hohe elektrische Feldstärken an den Distalspitzen der Anschlüsse 58 erzeugt, wobei der Stromfluss von der Gruppe 12 durch das Zielgewebe bis zur Rücklaufelektrode geht, wobei die hohen elektrischen Feldstärken eine Ablation von Gewebe 52 in dem Bereich 88 verursachen. Die Betriebsparameter der Energieversorgung 28 oder Sonde 10 werden bevorzugt von dem Steuergerät 104 während ihres Betriebs überwacht, und es wird eine Sog über die Saugpumpe 100 mit einem gewünschten Durchfluss und/oder Druck angelegt, um das abladierte Gewebe und anderes Material vom Behandlungsort zu entfernen, um ein stabiles Plasmafeld und damit verbundene Dampfschichtbedingungen aufrecht zu erhalten.
3 bildet eine andere Sonde 10 ab, bei welcher der distale Abschnitt des Schafts 13 derart gebogen ist, dass sich die Elektrodenanschlüsse quer zum Schaft erstrecken. Bevorzugt ist der distale Abschnitt des Schafts 13 rechtwinklig zum Rest des Schafts, so dass die Elektrodenoberfläche 82 im Allgemeinen zur Schaftachse parallel ist, wie in 3 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Rücklaufelektrode 55 an der äußeren Oberfläche des Schafts 13 montiert und ist mit einem elektrisch isolierenden Mantel 18 bedeckt. Das elektrisch leitfähige Fluid 50 fließt an dem Strömungspfad 83 entlang durch die Rücklaufelektrode 55 und verlässt das Distalende der Elektrode 55 an einem Punkt, der zur Elektrodenoberfläche 82 proximal ist. Das Fluid wird außerhalb des Schafts zur Elektrodenoberfläche 82 geleitet, um einen Rücklaufstrompfad von den Elektrodenanschlüssen 58 durch das Zielgewebe 52 hindurch bis zur Rücklaufelektrode 55 zu schaffen, wie es die Stromflusslinien 60 zeigen, und dann über das Transportlumen 57 entfernt.
4 bildet ein elektrochirurgisches System 11 ab, das ferner ein getrenntes Flüssigkeitszufuhrinstrument 64 umfasst, um ein elektrisch leitfähiges Fluid 50 zwischen den Elektrodenanschlüssen 58 und der Rücklaufelektrode 55 zuzuführen. Das Flüssigkeitszufuhrinstrument 64 umfasst ein inneres röhrenförmiges Element oder eine Rücklaufelektrode 55, die mit einem elektrisch isolierenden Mantel 18 umgeben ist. Die Rücklaufelektrode 55 definiert einen inneren Durchgang 83 für die Strömung des Fluids 50. Wie in 4 gezeigt, ist der Distalabschnitt des Instruments 64 bevorzugt gebogen, so dass die Flüssigkeit 50 in einem Winkel im Verhältnis zu dem Instrument 64 abgelassen wird. Dadurch kann das chirurgische Team das Flüssigkeitszufuhrinstrument 64 neben der Elektrodenoberfläche 82 positionieren, wobei der Proximalabschnitt des Zufuhrinstruments 64 in einem ähnlichen Winkel zur Sonde 10 orientiert ist. Das Transportlumen 57 kann bevorzugt in Zusammenhang mit einer Saugpumpe und einem Steuergerät verwendet werden, um abladiertes Gewebe von einem Behandlungsort mit einem gewünschten Durchfluss gemäß Betriebsparametern, welche die Verhältnisse am Distalabschnitt der Sonde 10 angeben, zu entfernen.
5 bildet eine andere Sonde 10 ab, die eine einzige aktive Elektrode 58 umfasst, die eine röhrenförmige Geometrie aufweist. Wie oben beschrieben, kann die Rücklaufelektrode ein äußeres röhrenförmiges Element 56 sein und durch Kleben mit den aktiven Elektrodenträgerelementen 48a und 48b zusammengefügt sein. Die Elektrodenträgerelemente 48a und 48b können aus Keramik, Glaskeramik oder einem anderen elektrisch isolierenden Material bestehen, das einem Carbon-Tracking (Kohlenstoffspurbildung) oder Arc-Tracking (Störlichtbogen) widersteht. Ein bevorzugtes Material für ein Elektrodenträgerelement ist Aluminiumoxid. Bei dem Ausführungsbeispiel bildet Aluminiumoxid einen inneren Abschnitt 48b des Elektrodenträgerelements 48 und eine Hohlröhre aus Aluminiumoxid bildet einen äußeren Abschnitt 48a des Elektrodenträgerelements 48. Das Fluidtransportlumen 57 wird im Innern des inneren Abschnitts 48b bereitgestellt. Eine röhrenförmige oder ringförmige aktive Elektrode 58 kann hergestellt werden, indem ein geformter Zylinder aus diesem Metall verwendet wird, der ein elektrisch leitfähiges Metall umfasst, wie etwa Platin, Tantal, Wolfram, Molybdän, Niobium oder Legierungen derselben. Ein elektrisch isolierender Mantel 18 umgibt das röhrenförmige Element 56 und kann von dem Element 56 durch eine Vielzahl von Längsrippen 96 beabstandet sein, um einen ringförmigen Zwischenraum 54 dazwischen zu definieren (5). Der ringförmige Zwischenraum 54 weist bevorzugt eine Breite in dem Bereich von 0,15 bis 4 mm auf. Die Rippen 96 können entweder auf dem Mantel 18 oder dem röhrenförmigen Element 56 gebildet sein. Das Distalende der Rücklaufelektrode 56 befindet sich bevorzugt ungefähr 0,5 mm bis 10 mm und weiter bevorzugt ungefähr 1 bis 10 mm von der Trägeroberfläche und ist im Allgemeinen von der elektrischen Leitfähigkeit der Ausspüllösung abhängig.
Die in 5 abgebildete Konfiguration kann mit den integrierten Zufuhrmitteln und den oben beschriebenen Rücklaufelektroden verwendet werden. Alternativ kann diese Sondenkonfiguration aus 5 in Körperhöhlen betätigt werden, die bereits eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthalten, wodurch die Notwendigkeit entweder einer integrierten Zufuhr der Flüssigkeit oder einer elektrisch isolierenden Muffe, um eine Leitung für die Zufuhr der elektrisch leitenden Flüssigkeit 50 zu bilden, vermieden wird. Stattdessen kann eine elektrisch isolierende Abdeckung im Wesentlichen auf die ganze Rücklaufelektrode 56 angewendet werden (mit Ausnahme des proximalen Abschnitts).
Mit Bezug auf 6A bis 6C wird eine alternative Ausführungsform abgebildet, die eine Elektrode mit Metallabschirmung 610 umfasst. Wie gezeigt, weist die Metallabschirmung 610 eine Vielzahl von umlaufenden Öffnungen 612, um die Elektrodenanschlüsse 1040 aufzunehmen, und eine Vielzahl von inneren Öffnungen 614, um ein Ansaugen von Fluid und Gewebe durch die Öffnung 609 des Fluidtransportlumens zu ermöglichen, auf. Wie gezeigt, wird die Abschirmung 610 über die Elektrodenanschlüsse 1040 pressgepasst und dann an den Schaft 1000 der Sonde 10 geklebt. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Metallabschirmung 610 eine gitterartige Konfiguration umfassen und kann ferner diverse leitfähige Metalle, wie etwa Titan, Tantal, Stahl, Edelstahl, Wolfram, Kupfer, Gold oder dergleichen umfassen.
7 ist ein schematisches Diagramm eines elektrochirurgischen Systems 800 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das elektrochirurgische System 800 umfasst einen Generator 804, einen elektrochirurgischen Stab 810, der mit dem Generator gekoppelt ist, und eine Fluidquelle oder Versorgung 850 in Strömungsverbindung mit dem Generator 804. Wie hier beschrieben, ist der Generator betriebsfähig, um automatisch die Art der Vorrichtung 810 zu identifizieren, wenn die Vorrichtung an den Generator angeschlossen wird. Die Generator bestimmt ferner mindestens einen vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter, welcher der spezifischen Vorrichtungsart entspricht. Eine Betriebsart für den Generator, die mit dem vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter (z. B. ein für die Vorrichtung spezifischer optimaler Durchfluss, mit dem die Pumpe zu aktivieren ist) verknüpft ist, wird automatisch und dynamisch angepasst, und zwar nicht nur gemäß der identifizierten Vorrichtungsart, sondern kann auch gemäß einer erwarteten Eingriffsart und/oder einer Art von Zielgewebe, das man behandeln möchte, und die bzw. das typischerweise mit der bestimmten ausgewählten Vorrichtung verknüpft ist bzw. sind. Der Status des Betriebsparameters kann dann der Bedienperson vorgelegt werden, und die Bedienperson kann dann den vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter annehmen oder ändern und führt den chirurgischen Eingriff aus.
Der Generator 804 kann beliebige geeignete Hardware und Software umfassen (wozu ohne Einschränkung Mikroprozessoren und speicherprogrammierbare Steuerungen gehören), die notwendig sind, um eine Eingabe zu erzielen und zu empfangen und um diverse Ausgaben zu steuern, wie etwa das Aktivieren und Steuern der RF-Leistungsabgabe, eines Fluidförderbauteils oder gegebenenfalls einer Absaugquelle. Der in 7 gezeigte Generator umfasst eine RF-Leistungsabgabe 812, ein Steuergerät 816 und ein Fluidförderbauteil 818. Das Fluidförderbauteil 818 kann eine Pumpe sein, wie etwa eine peristaltische Pumpe, oder ein anderer Mechanismus, um den Durchfluss der Flüssigkeit von der Fluidversorgung 850 zum Stab 810 zu steuern. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Fluidförderbauteil 818 ein steuerbares Ventil, das die Strömung durch die Transportleitung hindurch einschränkt.
Die individuellen Bauteile oder Module des Generators können unterschiedlich konfiguriert sein. 8 bildet ein Blockdiagramm einer Konfiguration für einen Generator gemäß der vorliegenden Erfindung ab. Insbesondere umfasst die Gestaltung des Generators 900 eine Vielzahl von Modulen, zu denen eine WS/GS-Schaltung 910 gehört, um einen typischen 120 V-WS in einen 12 V-GS umzuwandeln, und eine RF-Ausgabeschaltung 920, um einer elektrochirurgischen Vorrichtung eine RF-Ausgabe zuzuführen. Eine Stabart-Erfassungsschaltung 930 zum Erfassen spezifischer Stabarten stellt einer Steuerlogikschaltung 940 eine Eingabe bereit. Steuerlogikschaltungen 940 (oder hier manchmal als „Steuergerät” bezeichnet) sind betriebsfähig, um Informationen zu erfassen, die für die Art oder Kategorie von Stäben einzigartig sind. Bei einer Ausführungsform wird die Stabart basierend auf dem elektrischen Widerstand des Stabs identifiziert (z. B. kann jede Stabart gestaltet sein, um einen einzigartigen elektrischen Widerstand in einer Stab-ID-Schaltung aufzuweisen). Obwohl der elektrische Widerstand als eine Technik beschrieben wird, um die Stabart zu identifizieren, sind andere Techniken zum Identifizieren und Erkennen dazu gedacht, Teil der vorliegenden Erfindung zu sein, außer wenn sie durch die beiliegenden Ansprüche ausgeschlossen sind. Tatsächlich kann die spezifische Technik zum identifizieren des Stabs sehr unterschiedlich sein. Zusätzlich zu einer automatischen Erfassung kann die Bedienperson die Stabart manuell auswählen.
8 zeigt auch eine Pumpenschaltung 950 zum Empfangen eines Signals von der Steuerlogikschaltung und zum Ändern des Ausgangsflusses an die Pumpe. Die in 8 gezeigten Module sind in einen Generator integriert. Bei anderen Ausführungsformen können die Module und Bauteile jedoch anders integriert oder selbstständig sein.
9 bildet ein Betriebsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. Zunächst wird das Steuergerät eingeschaltet 1010 und initialisiert 1020.
Dann bestimmt das Steuergerät, ob eine elektrochirurgische Vorrichtung betriebsfähig mit dem Generator gekoppelt ist 1030. Wenn kein Stab erfasst wird, kann das Steuergerät diese Tatsache oder einen Fehler angeben.
Wenn ein Stab in Schritt 1030 erfasst wird, dann identifiziert das Steuergerät die Stabart 1040. Das Identifizieren der Stabart kann durch das Vergleichen der Kennzeichen des erfassten Stabs mit einer Bibliothek mit Kennzeichen von bekannten Stabarten erfolgen. Die Bibliothek oder Datenbank kann in dem Generator auf abnehmbaren Datenträgern gespeichert sein oder kann über eine Internet- oder Serververbindung zugänglich sein. Alternativ kann die Stabart unter Verwendung eines Algorithmus oder eines Programms bestimmt werden.
Der Generator ist dazu geeignet, viele verschiedene Stabarten zu identifizieren. Bevorzugt umfasst die Anzahl der abgleichbaren Stabarten mehr als 2 und weniger als 50 und weiter bevorzugt ungefähr 2 bis 20 Stabarten, und höchst bevorzugt zwischen 5 und 10. Mit jeder gespeicherten Stabart ist mindestens ein vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter verknüpft. Ein derartiger vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter kann für jede Vorrichtung basierend auf analytischen, theoretischen und/oder empirischen Daten bereitgestellt werden.
Sobald die Stabart identifiziert ist, stellt das Steuergerät mindestens einen Betriebsparameter ein, welcher der spezifischen Stabart 1050 entspricht. Die vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter umfassen ohne Einschränkung a) Durchflüsse, mit denen das elektrisch leitfähige Fluid durch die Transportleitung zu fördern ist, b) Alarmzustände, c) Energieabschaltzustände, d) Zähler- oder Zeitmessdauern und e) Vorrichtungsaktivierungsdauern. Diese vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter werden bevorzugt automatisch bestimmt und dienen dazu, den Eingriff zu optimieren und menschliches Versagen zu minimieren.
Der Durchfluss ist ein vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter gemäß der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt jedoch nicht zwingend werden mindestens drei mögliche Durchflüsse von dem Steuergerät eingestellt. Beispiele umfassen einen Mindestdurchfluss, einen Höchstdurchfluss und einen Anfangsdurchfluss. Bei einer Ausführungsform reicht der Durchfluss von 5 bis 50 ml pro Minute und weiter bevorzugt von 45 bis 65 ml pro Minute für gewisse ENT-Stabeingriffe (z. B. Nasenmuschelreduzierung) und 10 bis 16 ml pro Minute für operative Eingriffe an der Wirbelsäule (z. B. Diskektomie). Zudem kann das Steuergerät betriebsfähig sein, um ferner die Betriebsdurchflüsse für eine spezifische Stabart basierend auf der Ausgangsenergieeinstellung (d. h. Spannungseinstellungen, die auf Ablations- oder Koagulationsmodi anwendbar sind) oder basierend auf dem von der Bedienperson ausgewählten Spannungspegel zu ändern und zu optimiere. Beispielsweise kann das Steuergerät derart programmiert werden, dass die Erfassung einer höheren Spannungspegeleinstellung einen höheren (oder niedrigeren) Durchfluss in einer und nicht einer anderen Vorrichtungsart auszuführen. Als weiteres Beispiel kann man das Steuergerät derart programmieren, dass der Betrieb mit bestimmten Ausgangsenergieeinstellungen, die entweder einem Ablations- oder einem Koagulationsmodus entsprechen, zu einer dynamischen Anpassung des Durchflusses bei spezifischen Vorrichtungen führen wurde.
Der Alarmzustand ist ein weiterer vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter. Jede Stabart kann individuelle Alarmzustände umfassen. Dazu können einer oder mehrere der folgenden gehören: a) Überwachen des Ausgangsstroms des Stabs und Einstellen der geeigneten strombegrenzenden Fehlerauslösepunkte, b) Überwachen der Temperatur für diverse interne Bauteile in der RF-Generatoranordnung, und c) Begrenzen der Gesamtzeit, während der der Stab betriebsmäßig an den RF-Generator angeschlossen sein kann.
Die Zähler- oder Piepstondauer ist ein anderer vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter. Für Stäbe, die typischerweise bei einem zeitbasierten Eingriff verwendet werden, wie etwa einer Nasenmuschelreduzierung, bei der die elektrochirurgische Vorrichtung über einen eingestellten Zeitraum aktiviert wird, um eine Läsion zu schaffen, kann man die Piepstonfunktion im System auf eine periodische Zählerdauer (z. B. fünf Sekunden) einstellen, so dass jedes Mal, wenn die Ablationseinstellung dieses Stabs aktiviert wird, der Generator bei jeder Zählerdauer einen hörbaren Ton hervorbringt, um dem Benutzer anzugeben, dass der Stab für einen abgelaufenen Zeitraum aktiviert wurde. Die Frequenz der Piepstonfunktion im System kann für jede Stabart auf ein anderes Zeitintervall eingestellt werden.
Die Vorrichtungsaktivierungsdauer ist ein anderer vorrichtungsspezifischer Betriebsparameter. Für Stäbe, die typischerweise bei einem zeitbasierten Eingriff verwendet werden, wie etwa bei einer Nasenmuschelreduzierung, wie oben beschrieben, oder einer Bandscheibendekompression, bei der die elektrochirurgische Vorrichtung über einen eingestellten Zeitraum aktiviert wird, um die Ablation innerhalb des Bandscheibenraums zu begrenzen, kann man die Zeitmesserfunktion im System einstellen, um die geeignete Dauer der RF-Ausgabe aus dem Generator zu ermöglichen. Nicht einschränkende Beispiele umfassen 20 Sekunden für Eingriffe zur Nasenmuschelreduzierung, 10 bis 20 Sekunden für diverse Eingriffe der perkutanen Diskektomie und 40 Sekunden für Eingriffe nach Art einer offenen Diskektomie. Die Vorrichtungsaktivierungsdauer, während der die RF im System aktiv bleiben kann, wird für jede anwendbare Stabart auf verschiedene Zeitintervalle eingestellt.
Nachdem die möglichen Betriebsparameter in Schritt 1050 eingestellt wurden, kann die Bedienperson die möglichen vorrichtungsspezifischen Betriebsparameter eingeben oder ändern. Dieser Benutzereingabe-Schritt 1060 ermöglicht es der Bedienperson, die Betriebsparameter (z. B. den Durchfluss) innerhalb des vorgegebenen Bereichs für die vom Arzt gewünschte Stabart anzunehmen, zu erhöhen oder zu verringern.
Anschließend, und soweit zutreffend, weist das Steuergerät die Pumpe an, die Leitung 1070 ansaugen zu lassen. Dies ist notwendig, um Luft und Gas aus der Leitung zu entfernen, bevor mit der Ablation begonnen wird.
Anschließend erläutert Schritt 1080 die RF-Aktivierung, um ein Zielgewebe unter Verwendung des Stabs zu abladieren oder anderweitig zu behandeln. Das Verfahren kann wie gewünscht wiederholt werden und mit zahlreichen Stabarten ausgeführt werden.
Das oben beschriebene Verfahren ist eine Erläuterung einer Ausführungsform. Andere Änderungen und Varianten können an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne die vorliegende Erfindung zu verlassen. Obwohl das Steuergerät, die Energieversorgung und die Fluidabgabevorrichtung oben als eine integrierte Anordnung beschrieben wurden, sind sie beispielsweise nicht unbedingt derart integriert. Die Bauteile können unabhängige Vorrichtungen sein und dazu geeignet sein, miteinander über Ein- und Ausgabe-Ports zu kommunizieren. Zusätzlich sind andere Verwendungen und Anwendungen möglich. Zahlreiche andere Verfahren zum Steuern oder Kennzeichnen von Instrumenten oder zum anderweitigen Behandeln von Gewebe unter Verwendung von elektrochirurgischen Sonden werden für den Fachmann ersichtlich sein. Zudem können die hier beschriebenen Instrumente und Verfahren in Instrumenten für diverse Körperbereiche (z. B. Mund, Nasendurchgang und andere Atemwege, Bandscheiben, Wirbelsäule, Schulter, Knie, usw.) und für andere Eingriffe zur Gewebebehandlung (z. B. Diskektomie, Mandelentfernung, Nasenmuschelreduzierung, Chondroplastie, Menektomie, usw.) verwendet werden. Obwohl somit die Ausführungsbeispiele beispielhaft und der Übersichtlichkeit halber ausführlich beschrieben wurden, werden für den Fachmann diverse Änderungen, Anpassungen und Modifikationen offensichtlich sein. Daher ist der Umfang der vorliegenden Erfindung allein durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5697882 [0051]
US 6355032 [0053]
US 6149120 [0053]
US 6296136 [0053]
US 6142992 [0063]
US 6235020 [0063]
US 5697909 [0064]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Plasma Physics”, von R.J. Goldston und P. H. Rutherford von Plasma Physics Laboratory of Princeton University (1995) [0049]

Claims

Elektrochirurgisches System zum Behandeln von Gewebe an einem Zielort mit mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart, wobei jede elektrochirurgische Vorrichtung einen Schaft umfasst, der ein Distalende und einen aktiven Elektrodenanschluss, der in der Nähe des Distalendes angeordnet ist, aufweist, wobei das System einen Generator umfasst, wobei der Generator Folgendes umfasst: eine hochfrequente Energieversorgung zur Abgabe von Hochfrequenzenergie an den aktiven Elektrodenanschluss und ein Rücklaufelektrode; eine Fluidsteuervorrichtung zum Fördern eines elektrisch leitfähigen Fluids bis zum Zielort, und wobei das elektrisch leitfähige Fluid einen Strompfad zwischen dem aktiven Elektrodenanschluss und der Rücklaufelektrode bereitstellt; und ein Steuergerät, das betriebsfähig ist, um die Vorrichtungsart zu identifizieren, wenn die Vorrichtung betriebsmäßig an den Generator angeschlossen ist, und um automatisch mindestens einen für die Vorrichtungsart spezifischen Betriebsparameter zu bestimmen, und wobei der mindestens eine Betriebsparameter einen möglichen Durchfluss zum Abgeben des elektrisch leitfähigen Fluids umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät mindestens 3 verschiedene mögliche Durchflüsse zum Abgeben eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort basierend auf der Vorrichtungsart bestimmt.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät einen minimalen und maximalen möglichen Durchfluss zum Abgeben eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort basierend auf der Vorrichtungsart bestimmt.
System nach Anspruch 3, wobei der minimale mögliche Durchfluss 8 Milliliter pro Minute beträgt und der maximale mögliche Durchfluss 65 Milliliter pro Minute beträgt.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät eine Bibliothek mit vorausgewählten möglichen Durchflüssen umfasst, die einer Vielzahl von Vorrichtungsarten entsprechen.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät die Vorrichtungsart basierend auf einem elektrischen Widerstand, der mit der Vorrichtung verknüpft ist, identifiziert, wenn die Vorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Betriebsparameter ferner einen oder mehrere der folgenden umfasst: Alarmzustand, Energieabschaltzustand, Zählerdauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Betriebsparameter den Alarmzustand umfasst und das Steuergerät ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Alarmzustand erreicht ist.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Betriebsparameter den Energieabschaltzustand umfasst, und die Abschaltbedingung mindestens eine der folgenden umfasst: a) Ausgabestrom der Vorrichtung und b) Gesamtzeit, während der die Vorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Betriebsparameter eine periodische Zählerdauer basierend auf der Vorrichtungsart umfasst, und wobei das Steuergerät die Beendigung der Zählerdauer angibt.
System nach Anspruch 10, wobei der Generator eine hörbare Tonfunktion umfasst.
System nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Betriebsparameter die Vorrichtungsaktivierungsdauer basierend auf der Vorrichtungsart umfasst, und das Steuergerät die Abgabe von Hochfrequenzenergie an die Vorrichtung nach Beendigung der Vorrichtungsaktivierungsdauer abschaltet.
System nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtungsaktivierungsdauer gleich oder länger als 20 Sekunden und kürzer oder gleich 40 Sekunden ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Fluidsteuervorrichtung eine peristaltische Pumpe ist.
System nach Anspruch 14, ferner umfassend eine erste elektrochirurgische Vorrichtungsart, und die erste Vorrichtungsart umfasst einen integrierten Fluidabgabekanal.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend einen Vorratsbehälter mit einem elektrisch leitfähigen Fluid.
System nach Anspruch 16, ferner umfassend ein Fußpedal zum Aktivieren der Abgabe von Hochfrequenzenergie an den aktiven Elektrodenanschluss.
System nach Anspruch 1, wobei der mögliche Durchfluss auch auf der Energie basiert, die der Vorrichtung zugeführt wird.
Elektrochirurgischer Generator zum Behandeln von Gewebe an einem Zielort, mit mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart, wobei jede elektrochirurgische Vorrichtung einen Schaft umfasst, der ein Distalende und einen aktiven Elektrodenanschluss, der in der Nähe des Distalendes angeordnet ist, umfasst, wobei der Generator Folgendes umfasst: eine hochfrequente Energieversorgung zur Abgabe von Hochfrequenzenergie an den aktiven Elektrodenanschluss und eine Rücklaufelektrode; eine Fluidsteuervorrichtung zum Steuern eines elektrisch leitfähigen Fluids zum Zielort, und wobei das elektrisch leitfähige Fluid einen Strompfad zwischen dem aktiven Elektrodenanschluss und der Rücklaufelektrode bereitstellt; und ein Steuergerät, das betriebsfähig ist, um die Vorrichtungsart zu identifizieren, wenn die Vorrichtung betriebsmäßig an den Generator angeschlossen ist, und um automatisch mindestens einen für die Vorrichtungsart spezifischen Betriebsparameter zu bestimmen, und wobei der mindestens eine Betriebsparameter einen möglichen Durchfluss zum Abgeben des elektrisch leitfähigen Fluids umfasst.
Elektrochirurgisches Verfahren zum Abladieren von Weichgewebe an einem Zielort, mit mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anschließen einer ersten elektrochirurgischen Vorrichtungsart an einen elektrochirurgischen Generator, wobei der Generator eine Energieversorgung zum Abgeben von Hochfrequenzenergie an die Vorrichtung, ein Steuergerät für Steuern der Energieabgabe und eine Fluidsteuervorrichtung zum Steuern der Abgabe eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort umfasst; automatisches Bestimmen mindestens eines Betriebsparameters basierend auf der Identifizierung der elektrochirurgischen Vorrichtung als erste elektrochirurgische Vorrichtungsart; Aktivieren der Fluidsteuervorrichtung, um das elektrisch leitfähige Fluid mit einem Durchfluss bis zum Zielort zu transportieren; und Abgeben von Hochfrequenzenergie an einen aktiven Elektrodenanschluss, der sich an dem Distalende der elektrochirurgischen Vorrichtung befindet, wobei der aktive Elektrodenanschluss in dem elektrisch leitfähigen Fluid am Zielort angeordnet ist, und wobei ein Stromflusspfad von dem aktiven Elektrodenanschluss, durch das elektrisch leitfähige Fluid bis zu einer Rücklaufelektrode erstellt wird, wenn die Hochfrequenzenergie abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der mindestens eine Betriebsparameter aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Durchfluss, Alarmzuständen, Abschaltbedingungen, Zählerdauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer besteht.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der mindestens eine Betriebsparameter den Abschaltbedingungen entspricht, und die Abschaltbedingungen mindestens eine der folgenden umfassen: a) Ausgabestrom der Vorrichtung und b) Gesamtzeit, während der die Vorrichtung an den Generator angeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der mindestens eine Betriebsparameter der Durchfluss ist, und das automatische Bestimmen das Bestimmen von mindestens drei möglichen Durchflüssen basierend auf der Vorrichtungsart umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Aktivieren der Fluidsteuervorrichtung mit einem Durchfluss von einer Bedienperson ausgeführt wird, die einen der möglichen Durchflüsse auswählt.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend: Abtrennen der ersten elektrochirurgischen Vorrichtungsart vom Generator; Anschließen einer zweiten elektrochirurgischen Vorrichtungsart an den Generator; und automatisches Bestimmen mindestens eines Betriebsparameters basierend auf der Identifizierung der elektrochirurgischen Vorrichtung als zweite elektrochirurgische Vorrichtungsart.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die erste Vorrichtungsart für otolaryngologische Eingriffe geeignet ist.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die zweite Vorrichtungsart zum Abladieren von Weichgewebe in die Wirbelsäule konfiguriert ist.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend das Pulsen der Hochfrequenzenergie basierend auf der Identifizierung der Vorrichtungsart.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Aktivieren das Pumpen von Fluid mit einer peristaltischen Pumpe bis zum Zielort umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Betriebsparameter der Durchfluss ist, und der Durchfluss auch auf einer Energiemenge basiert, die an die Vorrichtung abgegeben wird.
Elektrochirurgischer Generator zum Behandeln von Gewebe an einem Zielort mit mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart, wobei jede elektrochirurgische Vorrichtung ein Distalende und einen aktiven Elektrodenanschluss, der in der Nähe des Distalendes angeordnet ist, umfasst, wobei der Generator Folgendes umfasst: eine hochfrequente Energieversorgung zur Abgabe von Hochfrequenzenergie an den aktiven Elektrodenanschluss und mindestens eine Rücklaufelektrode, die proximal von dem aktiven Elektrodenanschluss beabstandet ist; eine Fluidsteuervorrichtung zum Abgeben eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort, und wobei das elektrisch leitfähige Fluid einen Strompfad zwischen dem aktiven Elektrodenanschluss und der Rücklaufelektrode bereitstellt; und ein Steuergerät, das betriebsfähig ist, um die Vorrichtungsart zu identifizieren, wenn die Vorrichtung betriebsmäßig an den Generator angeschlossen ist, und um automatisch mindestens einen für die Vorrichtungsart spezifischen Betriebsparameter zu bestimmen, und wobei das Steuergerät betriebsfähig ist, um dann automatisch mindestens eine Betriebsart des Generators, die mit dem mindestens einen Betriebsparameter verknüpft ist, zu ändern.
Generator nach Anspruch 31, wobei der mindestens eine Betriebsparameter eine Vielzahl von Betriebsparametern umfasst.
Generator nach Anspruch 32, wobei die Vielzahl von Betriebsparametern einen oder mehrere der folgenden umfasst: möglicher Durchfluss, Alarmzustand, Energieabschaltzustand, Zählerdauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer.
Generator nach Anspruch 31, wobei der mindestens eine Betriebsparameter einen möglichen Durchfluss umfasst, und wobei der mögliche Durchfluss auch auf der Energie basiert, die der Vorrichtung zugeführt wird.
Generator nach Anspruch 31, wobei der mindestens eine Betriebsparameter, der für die Vorrichtungsart spezifisch ist, ferner für eine Eingriffsart spezifisch ist.
Generator nach Anspruch 31, wobei der mindestens eine Betriebsparameter, der für die Vorrichtungsart spezifisch ist, ferner für eine Art von Zielgewebe spezifisch ist.
Chirurgisches Verfahren zum Behandeln von Gewebe, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen mindestens einer elektrochirurgischen Vorrichtungsart, die ein Distalende aufweist, das eine aktive Elektrode und eine Rücklaufelektrode, die proximal von der aktiven Elektrode beabstandet ist, umfasst; Bereitstellen eines Generators, wobei der Generator eine hochfrequente Energieversorgung zum Bereitstellen einer hochfrequenten Spannung zwischen der aktiven Elektrode und der Rücklaufelektrode umfasst, wobei der Generator ferner ein Steuergerät umfasst; Bereitstellen einer Fluidsteuervorrichtung zum Abgeben eines elektrisch leitfähigen Fluids an den Zielort, und wobei das elektrisch leitfähige Fluid einen Strompfad zwischen dem aktiven Elektrodenanschluss und der Rücklaufelektrode bereitstellt; wobei das Steuergerät die Vorrichtungsart identifiziert, wenn die Vorrichtung betriebsmäßig an den Generator angeschlossen ist, und dadurch automatisch mindestens einen für die Vorrichtungsart spezifischen Betriebsparameter identifiziert; und wobei das Steuergerät dann den Generator anleitet, automatisch mindestens eine Betriebsart des Generators, die mit dem mindestens einen Betriebsparameter verknüpft ist, zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der mindestens eine Betriebsparameter eine Vielzahl von Betriebsparametern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei die Vielzahl von Betriebsparametern aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Durchfluss, Alarmzuständen, Abschaltbedingungen, Zählerdauer und Vorrichtungsaktivierungsdauer besteht.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der mindestens eine Betriebsparameter der Durchfluss ist und der Durchfluss auch auf einer Energiemenge basiert, die an die Vorrichtung abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der mindestens eine für die Vorrichtungsart spezifische Betriebsparameter ferner für eine Eingriffsart spezifisch ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der mindestens eine für die Vorrichtungsart spezifische Betriebsparameter ferner für eine Art von Zielgewebe spezifisch ist.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung, der Folgendes aufweist: Sensoreinrichtungen zum Erfassen einer Charakteristik einer elektrochirurgischen Vorrichtung, die mit dem Controller gekoppelt ist; und einen Prozessor, der so betreibbar ist, dass er eine Fluidtransporteinrichtung so steuert, dass diese den Fluss des Fluids in der elektrochirurgischen Vorrichtung modifiziert; wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er den Fluss des Fluids auf der Basis der erfassten Charakteristik der elektrochirurgischen Vorrichtung regelt.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach Anspruch 43, wobei das Regeln des Flusses des Fluids das Spezifizieren eines Durchflussratenlimits und das Regeln des Flusses des Fluids in der elektrochirurgischen Vorrichtung auf der Basis des Durchflussratenlimits umfasst.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach Anspruch 44, wobei das Durchflussratenlimit eines von einer maximalen Durchflussrate und einer minimalen Durchflussrate aufweist.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 45, wobei das Regeln des Flusses des Fluids das Einstellen einer anfänglichen Durchflussrate umfasst, so dass dann, wenn die elektrochirurgische Vorrichtung verwendet wird, der Fluss des Fluids so geregelt wird, dass er mit der anfänglichen Durchflussrate fließt.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 46, wobei die Charakteristik einer elektrochirurgischen Vorrichtung eines von einer Impedanz der elektrochirurgischen Vorrichtung und einem Datenwert, der die Vorrichtung identifiziert, aufweist.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 47, wobei der Prozessor so betreibbar ist, dass er eine Leistungsregelungseinrichtung so steuert, dass diese die elektrische Leistung modifiziert, die von der elektrochirurgischen Vorrichtung zugeführt wird, und der Prozessor so konfiguriert ist, dass er die elektrische Leistung, die von der elektrochirurgischen Vorrichtung zugeführt wird, auf der Basis der erfassten Charakteristik regelt.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach Anspruch 48, wobei das Regeln der elektrischen Leistung, die von der elektrochirurgischen Vorrichtung zugeführt wird, das Regeln der Dauer des kontinuierlichen Zuführens von elektrischer Leistung durch die elektrochirurgische Vorrichtung derart umfasst, dass nach einer ausgewählten Dauer der kontinuierlichen Betätigung der Controller die Zufuhr von elektrischer Leistung stoppt.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 49, gekoppelt mit Sensoreinrichtungen zum Erfassen des elektrischen Stroms, der von der elektrochirurgischen Vorrichtung zugeführt wird, und in dem das Regeln der Leistung, die von der elektrochirurgischen Vorrichtung zugeführt wird, das Unterbrechen der Zufuhr von elektrischer Leistung in dem Falle umfasst, dass der erfasste elektrische Strom einen ausgewählten Wert überschreitet, wobei der ausgewählte Wert auf der erfassten Charakteristik basiert.
Elektrochirurgisches System, das den Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 50 aufweist.
Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 43 bis 50, der die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 42 aufweist.
Elektrochirurgische Vorrichtung, elektrochirurgisches System oder Controller für eine elektrochirurgische Vorrichtung, im Wesentlichen wie sie hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben sind.