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Die Erfindung betrifft ein bipolares elektrochirurgisches Instrument mit einem länglichen Schaft und mit zwei in Längsrichtung des Schaftes hintereinander am Schaft angeordneten und jeweils einen Oberflächenanteil des Schaftes bildenden Koagulationselektroden, die durch einen Isolator voneinander elektrisch isoliert sind.
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Elektrochirurgische Instrumente der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und kommen beispielsweise bei der elektrochirurgischen Koagulation und/oder der Ablation von biologischem Gewebe zum Einsatz. Dazu werden die Elektroden mit einer HF-Spannung unterschiedlichen Potentials (bipolar) beaufschlagt, wodurch das die Elektroden umgebene Gewebe soweit erwärmt wird, dass körpereigene Eiweiße denaturieren.
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Ebenfalls bekannt aus dem Stand der Technik sind bipolare Koagulationsinstrumente mit mechanisch schneidender/punktierender Spitze, beispielsweise einem Trokar.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrochirurgisches Instrument bereitzustellen, das flexibel einsetzbar und sicher ist.
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Die Aufgabe wird bei einem elektrochirurgisches Instrument der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Schaft an seinem distalen Ende stumpf, insb. abgerundet ist und am distalen Ende eine Schneidelektrode zum elektrochirurgischen Schneiden aufweist. Die Schneidelektrode besitzt eine wesentlich kleinere Oberfläche als die Koagulationselektroden.
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Die Lösung hat den Vorteil, dass ein elektrochirurgisches Instrument, das sowohl ein Koagulieren als auch ein Schneiden erlaubt, sicher an einen Wirkort gebracht werden kann. Durch Anlegen einer bipolaren HF-Schneidspannung (z.B. 2,5 kV) an die Schneidelektrode und die distale Koagulationselektrode, kann die Schneidfunktion aktiviert werden, indem zwischen Schneidelektrode und distaler Koagulationselektrode ein Lichtbogen zum elektrochirurgischen Schneiden gezündet wird. Für eine Koagulation können die Koagulationselektroden mit einer HF-Koagulationsspannung (z.B. 300 V) bipolar beaufschlagt werden.
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Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass bipolare elektrochirurgische Instrumente gemäß des Standes der Technik, die eine mechanisch schneidende/punktierende Spitze aufweisen, nicht unverhüllt durch ein Bronchoskop oder ein Führungshüllrohr (guidesheath) an ihren Wirkort gebracht werden können, da sonst mit großer Wahrscheinlichkeit das Führungshüllrohr und/oder der Arbeitskanal des Bronchoskops durch die mechanisch schneidende/punktierende Spitze beschädigt würde.
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So kann die Schneidelektrode, um das Zünden eines Lichtbogens zu begünstigen, in distaler Richtung über das stumpfe distale Ende des Schaftes hinausragen. Bevorzugt ist eine Länge um die die Schneidelektrode über das stumpfe distale Ende hinausragt, kürzer als ein Radius wenigstens einer der Koagulationselektroden, insbesondere der distalen Koagulationselektrode. Das Instrument kann somit besonders sicher innerhalb eines Gewebes manövriert werden. Bevorzugt ist die Schneidelektrode koaxial zum Schaft angeordnet.
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Die Schneidelektrode kann in radialer Richtung ein wesentlich kleineres Querschnittsmaß aufweisen, als die Koagulationselektroden.
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Um ein kompaktes Instrument bereitzustellen, kann eine der Koagulationselektroden von wenigstens einem Teil des stumpfen distalen Endes des Schaftes gebildet sein. Bevorzugt ist die Schneidelektrode elektrisch von der Koagulationselektrode isoliert, die dem distalen Ende des Schaftes am nächsten liegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante des Instruments ist die Schneidelektrode mit der proximalen Koagulationselektrode elektrisch verbunden. In diesem Fall benötigt das Instrument lediglich zwei Anschlüsse für eine HF-Spannung. Für einen Schneidbetrieb können die beiden Koagulationselektroden mit einer HF-Schneidspannung – die beispielsweise durch einen HF-Generator bereitgestellt wird – bipolar beaufschlagt werden. Ist die Schneidelektrode mit der proximalen Koagulationselektrode elektrisch verbunden, so liegt diese HF-Schneidspannung wie gewünscht immer auch an der Schneidelektrode an, so dass sich zwischen distaler Koagulationselektrode und Schneidelektrode ein Lichtbogen ausbildet. Vorteilhafter Weise ist hierbei die proximale, mit der Schneidelektrode verbundene Koagulationselektrode von einer isolierenden Hülle, z. B. einem Einführkatheter umgeben, so dass sich das elektrische Feld beim Schneiden oder Punktieren im Gewebe zwischen der distalen Koagulationselektrode und der Schneidelektrode ausbildet Für eine Koagulation können die beiden Koagulationselektroden dann mit einer HF-Koagulationsspannung beaufschlagt werden. Zwar liegt in diesem Fall auch ein Spannungspotenzial an der Schneidelektrode an. Da eine HF-Koagulationsspannung typischerweise deutlich geringer ist als eine HF-Schneidspannung, zündet zwischen Koagulationselektrode und Schneidelektrode kein Lichtbogen.
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Andererseits ist es auch möglich, dass Schneidelektrode und proximale Koagulationselektrode elektrisch voneinander isoliert sind. In diesem Fall benötigt das Instrument drei Anschlüsse für eine HF-Spannung, nämlich für beide Koagulationselektroden und die Schneidelektrode. Für einen Schneidbetrieb können dann die distale oder die proximale Koagulationselektrode und die Schneidelektrode mit einer HF-Schneidspannung bipolar beaufschlagt werden. Für eine Koagulationsbetrieb werden die distale und proximale Koagulationselektrode mit einer HF-Koagulationsspannung bipolar beaufschlagt. Für einen Ablationsbetrieb können die distale und proximale Koagulationselektrode entsprechend mit einer HF-Ablationsspannung bipolar beaufschlagt werden.
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Je nach Anwendungsfall des Instruments können der Schaft und/oder die Koagulationselektroden zumindest abschnittsweise biegsam ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, den Schaft und/oder die Koagulationselektroden biegesteif auszubilden.
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Bevorzugt ist der Schaft wenigstens im Bereich der Koagulationselektroden zylinderförmig ausgebildet. Auch kann das Instrument insgesamt im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein, wodurch es insbesondere für die Verwendung mit einem Bronchoskop und/oder Führungshüllrohr geeignet ist.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der der Schaft ein bis wenigstens zu einer der Koagulationselektroden reichendes Lumen für ein Kühlfluid aufweist. So kann das Instrument durch ein Kühlfluid von innen gekühlt werden, was einen unterbrechungsfreien Betrieb des Instruments begünstigt.
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Die Erfindung führt auch auf ein elektrochirurgisches System mit einem Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche und einem Führungshüllrohr (guidesheath), wobei das Führungshüllrohr ausgebildet ist, das Instrument zumindest abschnittsweise zu umhüllen. Bevorzugt ist das Führungshüllrohr ausgebildet in einer ersten Lageposition zumindest die proximale Elektrode des Instruments vollständig innerhalb eines von dem Führungshüllrohr aufgespannten Volumens aufzunehmen.
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Das Führungshüllrohr ist vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet.
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Die Erfindung führt ebenfalls auf ein elektrochirurgisches Verfahren zum Betreiben eines elektrochirurgischen Systems mit den Schritten:
- – Einführen eines Führungshüllrohrs in ein Gewebe bis vor einen Wirkort
- – Einführen des elektrochirurgischen Instruments in das Führungshüllrohr soweit, bis sich die Schneidelektrode des Instruments am oder in der Nähe des Wirkortes befindet, wobei zumindest die proximale Elektrode des Instruments vollständig innerhalb eines von dem Führungshüllrohr aufgespannten Volumens verbleibt, wenn das Instrument für einen Schneidbetrieb bestimmt ist
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Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf:
- – Beaufschlagen der proximalen und der distalen Koagulationselektrode mit einer HF-Schneidspannung, wobei die proximale Elektrode des Instruments vollständig innerhalb eines von dem Führungshüllrohr aufgespannten Volumens verbleibt
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Das Verfahren kann den Schritt aufweisen:
- – Beaufschlagen der proximalen und der distalen Koagulationselektrode mit einer HF-Koagulationsspannung, wobei das Instrument zumindest so weit aus dem Führungshüllrohr ausgeschoben wird, dass das zu Koagulierende Gewebe mit beiden Koagulationselektroden in Kontakt kommen kann.
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Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Gezeigt sind in:
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1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Instruments;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Instruments;
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3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Instruments im Schneidbetrieb;
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4 eine schematische Darstellung des Instruments aus 2 im Schneidbetrieb zusammen mit einem Führungshüllrohr;
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5 eine schematische Darstellung des Instruments aus 1 im Schneidbetrieb zusammen mit einem Führungshüllrohr.
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Ein bipolares elektrochirurgisches Instrument 100 in 1 weist einen länglichen, zylinderförmigen Schaft 20 und zwei in Längsrichtung L des Schaftes 20 hintereinander am Schaft 20 angeordnete Koagulationselektroden 1, 2 auf. Die Koagulationselektroden 1, 2 bilden jeweils einen Oberflächenanteil des Schaftes 20 und sind durch einen Isolator 4 voneinander elektrisch isoliert. Der Isolator 4 ist koaxial zu den Koagulationselektroden 1, 2 angeordnet und bildet ebenfalls einen Oberflächenanteil des Schaftes 20. An seinem distalen Ende 21 ist der Schaft 20 abgerundet, wobei die erste Koagulationselektrode 1 einen Teil des abgerundeten distalen Endes 21 des Schaftes 20 bildet. Insgesamt ergibt sich für den Schaft 20, mit Ausnahme des abgerundeten distalen Endes 21, ein zylinderförmiger Aufbau mit einem im Wesentlichen konstanten Kreisquerschnitt.
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Der Schaft 20 weist ferner an seinem distalen Ende 21 eine Schneidelektrode 3 zum elektrochirurgischen Schneiden auf. Erkennbar in 1 ist, dass die Schneidelektrode 3 in distaler Richtung über das stumpfe distale Ende 21 des Schaftes 20 hinausragt und dabei koaxial zum Schaft 20 angeordnet ist. Eine Länge L um die die Schneidelektrode 3 über das stumpfe distale Ende 21 hinausragt, ist kürzer als ein Radius R sowohl der ersten als auch der zweiten Koagulationselektrode 1, 2.
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Die Oberfläche der Schneidelektrode ist wesentlich kleiner als die der Koagulationselektrode, so dass es im Betrieb an der Schneidelektrode zu einer Konzentration des elektrischen Feldes kommt, die ein Zünden eines Lichtbogens begünstigt.
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In radialer Richtung weist die Schneidelektrode 3 ein wesentlich kleineres Querschnittsmaß (Durchmesser) D3 auf als die beiden Koagulationselektroden 1, 2 mit ihrem Querschnittsmaß (Durchmesser) D1. Die Schneidelektrode 3 erstreckt sich vorliegend durch die erste Koagulationselektrode 1 hindurch und ist elektrisch von der ersten Koagulationselektrode 1 durch eine Isolierungshülle 5 isoliert. D.h. die Schneidelektrode 3 ist unabhängig von der ersten (distale) Koagulationselektrode 1 an eine HF-Spannungsquelle (nicht gezeigt) anschließbar. Die Schneidelektrode 3 erstreckt sich weiter durch den Isolator 4 hindurch in ein von der zweiten (proximalen) Koagulationselektrode 2 ausgespanntes Volumen. Vorliegend ist die Schneidelektrode 3 über ein elektrisches Verbindungselement 6, beispielsweise einen Metalldraht, mit der zweiten Koagulationselektrode 2 elektrisch leitfähig verbunden. Schneidelektrode 3 und proximale Koagulationselektrode 2 sind innerhalb des Schaftes 20 elektrisch miteinander verbunden. Wird also die proximale Koagulationselektrode 2 an eine HF-Spannungsquelle angeschlossen, so liegt sowohl an der Schneidelektrode 3 als auch an der proximalen Koagulationselektrode 2 das gleiche Spannungspotenzial an.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist der Schaft 20 ein Lumen 23 für ein Kühlfluid auf. Das Lumen 23 reicht dabei sowohl zur ersten als auch zur zweiten der Koagulationselektroden 1, 2 als auch zum Isolator 4.
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Der wesentliche Unterschied zwischen dem in 1 gezeigten und dem in 2 gezeigten Instrument 100 ist, dass das in 2 gezeigte Instrument 100 eine Schneidelektrode 3 aufweist, die sowohl von der ersten Koagulationselektrode 1 als auch von der zweiten Koagulationselektrode 2 mittels der Isolierungshülle 5 elektrisch isoliert ist. D.h. die Schneidelektrode 3 ist unabhängig von der ersten Koagulationselektrode 1 und der zweiten Koagulationselektrode 2 mit einem HF-Spannungspotenzial beaufschlagbar. Desweiteren erstreckt sich bei dem in 2 gezeigten Instrument 100 die Schneidelektrode 3 vollständig sowohl durch die erste Koagulationselektrode 1 und die zweite Koagulationselektrode 2 hindurch. Im Übrigen gleicht das in 2 gezeigte Instrument 100 dem in 1 gezeigten.
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Im Folgenden wird der Betrieb des Instruments 100 genauer erläutert. 3 zeigt ein Instrument 100, das in ein biologisches Gewebe 300 eingebracht ist. Vorliegend liegt über der Schneidelektrode 3 und die Koagulationselektrode 1 eine HF-Schneidspannung an. Dementsprechend bildet sich einerseits zwischen der Schneidelektrode 3 und dem Gewebe 300 ein Lichtbogen S zum elektrochirurgischen Schneiden aus. Andererseits ist der Stromkreis zwischen Gewebe 300 und distaler Koagulationselektrode 1 über Körperflüssigkeit (Blut) zwischen Gewebe 300 und distaler Koagulationselektrode 1 durch großflächigen Kontakt geschlossen.
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Ein elektrochirurgisches System aufweisend ein Instrument 100 und ein Führungshüllrohr 200 (guidesheath) ist in 4 gezeigt. Das in 4 gezeigte Instrument 100 entspricht dabei dem mit Bezug auf 2 Beschriebenen, d.h. die Schneidelektrode 3 ist elektrisch von der proximalen Koagulationselektrode 2 isoliert. Das Instrument 100 befindet sich vorliegend im Schneidbetrieb, d.h. über der Schneidelektrode 3 und der distalen Koagulationselektrode 1 liegt eine HF-Schneidspannung an, ein Lichtbogen S zwischen Schneidelektrode 3 und Gewebe 300 ist gezündet.
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Das Führungshüllrohr 200 in 4 ist zylinderförmig ausgebildet und umhüllt das Instrument 100 abschnittsweise. Das Führungshüllrohr 200 dient dazu, das Instrument 100 sicher an einen Wirkort im Gewebe 300 zu leiten und dort beweglich zu halten. Dazu wird das Führungshüllrohr 200 zunächst in ein Gewebe oder Körpervolumen 300 eingebracht, das Instrument 100 anschließend eingeschoben.
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Ein weiteres elektrochirurgisches System aufweisend ein Instrument 100 und ein Führungshüllrohr 200 ist in 5 gezeigt. Das in 5 gezeigte Instrument 100 entspricht dabei dem mit Bezug auf 1 beschriebenen, d.h. die Schneidelektrode 3 ist elektrisch mit der proximalen Koagulationselektrode 2 über eine elektrische Verbindungselement 6 verbunden. Das Instrument 100 befindet sich vorliegend im Schneidbetrieb, d.h. über der proximalen Koagulationselektrode 2 der distalen Koagulationselektrode 1 liegt eine HF-Schneidspannung an. Da die Schneidelektrode 3 elektrisch mit der proximalen Koagulationselektrode 2 verbunden ist, liegt die HF-Schneidspannung auch über der Schneidelektrode 3 und der distalen Koagulationselektrode 1 an, wodurch ein Lichtbogen S zwischen Schneidelektrode 3 und Gewebe 300 gezündet ist.
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Im vorliegenden Fall ist das Führungshüllrohr 200 elektrisch isolierend ausgebildet. Neben seiner eigentlichen Führungsfunktion dient Führungshüllrohr 200 hier im Schneidbetrieb dazu, einen Kurzschluss zwischen den beiden Koagulationselektroden 1, 2 über eine Körperflüssigkeit zu vermeiden. Ein Kurzschluss zwischen den beiden Koagulationselektroden 1, 2 über eine Körperflüssigkeit wäre beim Instrument 100 der 5 nämlich grundsätzlich denkbar, da im Schneidbetrieb über den Koagulationselektroden 1, 2 eine vergleichsweise hohe HF-Schneidspannung anliegt.
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Bei einer Behandlung wird zunächst das Führungshüllrohr 200 in ein Gewebe 300 bis vor einen Wirkort eingebracht. Anschließend wird das Instrument 100 in das Führungshüllrohr 200 soweit eingeschoben, dass die Schneidelektrode 3 des Instruments 100 in der Nähe des Wirkortes zum liegen kommt, die proximale Elektrode 2 des Instruments 100 aber noch vollständig innerhalb eines von dem Führungshüllrohr 200 aufgespannten Volumens verbleibt. Hierbei ist ggf. eine mehrfache Lagekorrektur von Instrument 100 und/oder Führungshüllrohr 200 erforderlich. Jedenfalls ist das Führungshüllrohr 200 ausgebildet in einer ersten Lageposition (in 5 ist die erste Lageposition dargestellt) zumindest die proximale Elektrode 2 des Instruments 100 vollständig innerhalb eines von dem Führungshüllrohr 200 aufgespannten Volumens aufzunehmen. In einem nächsten Schritt werden für einen Schneidbetrieb die beiden Koagulationselektroden 1, 2, mit einer HF-Schneidspannung beaufschlagt.
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Für einen anschließenden Koagulationsbetrieb werden die beiden Koagulationselektroden 1, 2, mit einer HF-Koagulationsspannung beaufschlagt und das Instrument 100 zumindest so weit aus dem Führungshüllrohr 200 ausgeschoben, dass das zu Koagulierende Gewebe 300 mit beiden Koagulationselektroden 1, 2 in Kontakt kommen kann. Selbstverständlich können Koagulationsbetrieb und Schneidbetrieb mehrfach wiederholt werden. Auch ist es denkbar vor einem ersten Schneiden ein Koagulieren durchzuführen.
