DE102014003288A1 - Verfahren und systeme im zusammenhang mit elektrochirurgischen stiften - Google Patents
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Abstract
Elektrochirurgische Stifte. Mindestens einige der illustrativen Ausführungsformen sind elektrochirurgische Stifte mit Merkmalen, die den Kontakt zwischen Gewebe und einer aktiven Elektrode eines Stiftes reduzieren, die Wahrscheinlichkeit von Verstopfungen verringern und/oder die Sichtbarkeit im Operationsfeld verbessern. Beispielsweise können Stifte gemäß mindestens einigen Ausführungsformen Abstandsbolzen enthalten, entweder entlang des äußeren Umrisses der aktiven Elektrode oder durch den Hauptdurchlass in der aktiven Elektrode, um den Kontakt mit Gewebe zu reduzieren. Stifte gemäß mindestens einigen Ausführungsformen können Schlitze in den aktiven Elektroden implementieren, um die Absaugung von Blasen zu steigern und somit dazu beizutragen, dass das Sichtfeld am Operationsort nicht verdeckt wird. Stifte gemäß mindestens einigen Ausführungsformen können Absaugfließwege innerhalb des Stifts implementieren, die den Querschnitt vergrößern, um die Wahrscheinlichkeit von Verstopfungen zu reduzieren.
Description
- QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
- Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/773,917 vom 7. März 2013 mit dem Titel „Method and Systems Related to Electrosurgical Wands” (Verfahren und Systeme im Zusammenhang mit elektrochirurgischen Stiften).
- HINTERGRUND
- Ärzte benutzen elektrochirurgische Systeme zum Ausführen bestimmter Funktionen während chirurgischer Verfahren. Beispielsweise benutzen elektrochirurgische Systeme im Ablationsmodus hochfrequente elektrische Energie zum Entfernen von Weichgewebe, Fettgewebe oder anderem Gewebe wie Meniskusgewebe, Knorpelgewebe oder Synovialgewebe in einem Gelenk.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Für die ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen:
-
1 zeigt ein elektrochirurgisches System gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
2a ,2b und2c zeigen eine perspektivische Ansicht des distalen Endes eines Stiftes gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
3a und3b zeigen eine Schnittzeichnung des distalen Endes eines Stiftes gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
4a und4b zeigen eine perspektivische Ansicht des distalen Endes eines Stiftes gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
5 zeigt eine Seitenansicht des distalen Endes eines Stiftes gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
6 zeigt eine auseinander gezogene Ansicht des distalen Endes eines Stiftes gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
7 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrochirurgischen Steuereinheit gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; -
8 zeigt ein Verfahren gemäß mindestens einigen Ausführungsformen; und -
9 zeigt ein Verfahren gemäß mindestens einigen Ausführungsformen. - BEZEICHNUNGEN UND TERMINOLOGIE
- In der gesamten folgenden Beschreibung und den gesamten folgenden Ansprüchen werden für einzelne Systemkomponenten bestimmte Begriffe benutzt. Einem Fachmann ist bewusst, dass Firmen, die elektrochirurgische Systeme entwerfen und fertigen, Komponenten möglicherweise mit anderen Namen bezeichnen. In diesem Dokument wird nicht zwischen Komponenten unterschieden, deren Funktion identisch ist, für die jedoch unterschiedliche Namen benutzt werden.
- In der folgenden Beschreibung und den folgenden Ansprüchen werden die Begriffe „enthaltend” und „umfassend” ohne Beschränkung benutzt und sollten daher als „einschließlich, aber nicht beschränkt auf ...” verstanden werden. Des Weiteren bezeichnet der Begriff „verbinden” eine indirekte oder direkte Verbindung. Wenn somit ein erstes Gerät mit einem zweiten Gerät verbunden ist, kann es sich um eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung über weitere Geräte und Verbindungen handeln.
- Wenn auf ein einzelnes Element Bezug genommen wird, beinhaltet dies die Möglichkeit, dass dieses Element mehrfach vorhanden ist. Insbesondere schließen in diesem Dokument und den angefügten Ansprüchen die Singularformen „ein”, „einer”, „eines” und „der”, „die”, „das” den Plural mit ein, es sei denn, dies wird durch den Kontext eindeutig ausgeschlossen. Des Weiteren ist zu beachten, dass in den Ansprüchen möglicherweise jedes optionale Element ausgeschlossen werden soll. Diese Feststellung ist als vorweggenommene Grundlage für den Gebrauch einer solchen ausschließlichen Terminologie wie „allein”, „nur” u. ä. in Verbindung mit der Nennung von Patentansprüchen oder der Verwendung in einer „negativen” Abgrenzung gedacht. Schließlich ist zu beachten, dass alle in diesem Dokument benutzten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die Bedeutung haben, in der sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann in dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden werden, sofern sie nicht anders definiert sind.
- „Aktive Elektrode” bezeichnet eine Elektrode eines elektrochirurgischen Stiftes, die einen elektrisch induzierten, das Gewebe ändernden Effekt erzeugt, wenn sie in Kontakt mit zu behandelndem Gewebe oder in dessen unmittelbare Nähe gebracht wird, und/oder eine Elektrode, die eine durch einen Spannungsgenerator induzierte Spannung aufweist.
- „Aktiver Anschluss” bezeichnet einen elektrischen Anschluss an einem Stromwandler, der an eine aktive Elektrode eines elektrochirurgischen Stiftes angeschlossen wird.
- „Gegenelektrode” bezeichnet eine Elektrode eines elektrochirurgischen Stiftes, die einen Pfad für den Fluss von Elektronen in Bezug auf eine aktive Elektrode bereitstellt, und/oder eine Elektrode eines elektrochirurgischen Stiftes, die nicht selbst einen elektrisch induzierten, das Gewebe ändernden Effekt auf zu behandelndes Gewebe erzeugt.
- „Gegenanschluss” bezeichnet einen elektrischen Anschluss an einem Stromwandler, der an eine Gegenelektrode eines elektrochirurgischen Stiftes angeschlossen wird.
- „Plasma” bezeichnet ein unter sehr hoher Temperatur ionisiertes Gas in Dampfblasen oder in einer Dampfschicht, das zu einer elektrischen Entladung fähig ist. Hierin beschriebene elektrochirurgische Systeme und Verfahren können auch beim Sezieren oder bei der Resektion von Gewebe von Gewebeproben ex vivo verwendet werden und bei Vorgängen, die an gewebefremden Objekten durchgeführt werden. In einigen Beispielen können elektrochirurgische Systeme und Verfahren an leblosem Gewebe verwendet werden, zum Beispiel an Fleisch oder an Kadavern.
- Wenn ein Bereich von Werten angegeben wird, gilt die Erfindung für jeden Zwischenwert zwischen der Ober- und Untergrenze dieses Wertebereichs und jeden anderen Wert in diesem Bereich. Außerdem ist es denkbar, dass jedes optionale Merkmal der beschriebenen erfinderischen Varianten eigenständig oder in Kombination mit einem oder mehreren der in diesem Dokument beschriebenen Merkmale dargelegt werden und Anspruch darauf erhoben werden kann.
- Alle in diesem Dokument erwähnten Themen (z. B. Veröffentlichungen, Patente, Patentanmeldungen und Hardware) sind per Bezugnahme vollständig in dieses Dokument eingeschlossen, es sei denn, das Thema steht in Konflikt mit dem Thema der vorliegenden Erfindung (in diesem Fall hat das Thema der vorliegenden Erfindung Geltung). Die Elemente, auf die Bezug genommen wird, werden ausschließlich zum Zweck ihrer Offenbarung vor dem Datum der vorliegenden Patentanmeldung bereitgestellt. Nichts hierin darf als Anerkenntnis ausgelegt werden, dass die vorliegende Erfindung keinen Rechtsanspruch darauf hat, ein derartiges Material kraft einer vorhergehenden Erfindung vorwegzunehmen.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Bevor die verschiedenen Ausführungsformen ausführlich beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass diese Erfindung nicht auf die im vorliegenden Dokument beschriebenen Varianten beschränkt ist, da verschiedene Änderungen oder Modifizierungen vorgenommen werden können und Ersetzungen durch Entsprechungen vorgenommen werden können, ohne von Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Wie Fachmänner beim Lesen dieser Offenbarung begreifen werden, weist jede der einzelnen hierin beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsformen einzelne Komponenten und Merkmale auf, die ohne weiteres von den Merkmalen der anderen Ausführungsformen getrennt oder mit diesen kombiniert werden können, ohne von Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation, ein bestimmtes Material, eine bestimmte Zusammensetzung von Material, einen bestimmten Prozess oder bestimmte Prozessmaßnahmen oder -schritte an die Ziele sowie den Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung anzupassen. Alle derartigen Modifizierungen sollen innerhalb des Rahmens der in diesem Dokument erhobenen Ansprüche sein.
- In
1 wird ein elektrochirurgisches System100 gemäß mindestens einigen Ausführungsformen dargestellt. Das elektrochirurgische System100 besteht aus einem elektrochirurgischen Stift102 (im Folgenden „Stift102 ”), der mit einer elektrochirurgischen Steuereinheit104 (im Folgenden „Steuereinheit104 ) verbunden ist. Der Stift102 besteht aus einem länglichen Gehäuse oder Schaft106 , das bzw. der das distale Ende108 definiert. Der längliche Schaft106 definiert einen Handgriff bzw. das proximale Ende110 , an dem ein Arzt während chirurgischer Verfahren den Stift102 hält. Der Stift102 weist außerdem ein elastisches mehradriges Kabel112 auf, das eine oder mehrere elektrische Leitungen (nicht in1 gezeigt) enthält, und das elastische mehradrige Kabel112 endet in einem Stift-Anschlussteil114 . Wie in1 gezeigt, ist der Stift102 mit der Steuereinheit104 verbunden, z. B. über den Steuereinheit-Anschlussteil120 an der Außenfläche des Gehäuses122 (in der Illustration in1 die Vorderseite). - Obwohl in
1 nicht abgebildet, weist der Stift102 in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere interne Flüssigkeitsleitungen auf, die mit den extern zugänglichen Schlauchelementen verbunden sind. Wie in der Figur dargestellt, verfügt der Stift102 über ein elastisches Schlauchelement116 , das die Absaugung am distalen Ende108 des Stifts ermöglicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das Schlauchelement116 mit einer Peristaltikpumpe118 verbunden, die in1 als einstückig mit Steuereinheit104 dargestellt wird. In anderen Ausführungsformen kann ein Gehäuse für die Peristaltikpumpe118 von dem Gehäuse122 für die Steuereinheit104 getrennt sein (wie durch die gestrichelten Linien in der Figur angedeutet), jedoch ist die Peristaltikpumpe in jedem Fall funktionell mit der Steuereinheit104 verbunden. In den verschiedenen Ausführungformen erzeugt die Peristaltikpumpe118 am distalen Ende108 des Stiftes102 eine volumengesteuerte Absaugung vom Operationsfeld. - In
1 ist im Gehäuse122 der Steuereinheit104 ein Display oder eine Benutzeroberfläche130 sichtbar, und in manchen Ausführungsformen kann ein Benutzer mithilfe der Benutzeroberfläche130 und der zugehörigen Tasten132 Betriebsmodi der Steuereinheit104 auswählen. In einigen Ausführungsformen umfasst das elektrochirurgische System100 außerdem eine Fußpedalgruppe134 . Die Fußpedalgruppe134 kann ein oder mehrere Pedale136 und138 , ein elastisches mehradriges Kabel140 und ein Pedal-Anschlussteil142 umfassen. In der Figur sind nur zwei Pedale136 und138 dargestellt, es können jedoch ein oder mehrere Pedale implementiert werden. Das Gehäuse122 der Steuereinheit104 kann ein entsprechendes Anschlussteil144 aufweisen, das mit dem Pedal-Anschlussteil142 verbunden ist. Ein Arzt kann mit der Fußpedalgruppe134 verschiedene Aspekte der Steuereinheit104 , z. B. den Betriebsmodus, steuern. Beispielsweise kann das Pedal136 benutzt werden, um die Anwendung von Hochfrequenzenergie (HF) auf den Stift102 ein- und auszuschalten. Außerdem kann das Pedal138 benutzt werden, um den Ablationsmodus des elektrochirurgischen Systems zu steuern und/oder zu aktivieren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung der verschiedenen Funktions- oder Ausführungsaspekte der Steuereinheit104 durch selektives Drücken der Tasten am Handgriff110 des Stiftes102 aktiviert werden (die Tasten sind nicht abgebildet, um die Komplexität der Figur nicht übermäßig zu erhöhen). - Das elektrochirurgische System
100 kann in den unterschiedlichen Ausführungsformen verschiedene Betriebsmodi aufweisen. In einem dieser Modi wird die Coblation®-Technologie genutzt. Der Bevollmächtige für die vorliegenden Offenbarung ist der Besitzer an den Rechten der Coblation®-Technologie. Die Coblation®-Technologie beinhaltet die Anwendung von HF-Energie zwischen einer oder mehreren aktiven Elektroden und einer oder mehreren Gegenelektroden des Stiftes102 , um in der Nähe des Zielgewebes eine hohe elektrische Feldstärke zu erzeugen. Die elektrische Feldstärke ist möglicherweise ausreichend, um eine elektrisch leitende Flüssigkeit über mindestens einem Bereich von einer oder mehreren aktiven Elektroden in der Region zwischen diesen und dem Zielgewebe zu verdampfen. Die elektrisch leitende Flüssigkeit kann im Körper inhärent präsent sein, wie z. B. Blut, oder in manchen Fällen extrazelluläre oder intrazelluläre Flüssigkeit sein. In anderen Ausführungsformen kann die elektrisch leitende Flüssigkeit isotone Kochsalzlösung sein oder es kann ein Gas benutzt werden. In manchen Ausführungsformen wird die elektrisch leitende Flüssigkeit durch den Stift102 in der Umgebung der aktiven Elektroden und/oder der Zielposition abgegeben. - Wenn die Temperatur der elektrisch leitenden Flüssigkeit so stark erhöht wird, dass die Atome der Flüssigkeit schneller verdampfen, als die Atome kondensieren, bildet sich ein Gas. Wenn auf das Gas genügend Energie angewendet wird, kollidieren die Atome miteinander; dies verursacht eine Freisetzung von Elektronen und es entsteht ein ionisiertes Gas oder Plasma (der so genannte vierte Aggregatzustand). Anders ausgedrückt, kann Plasma erzeugt werden, indem ein Gas erhitzt wird und zur Ionisierung entweder ein elektrischer Strom durch das Gas geleitet wird oder elektromagnetische Wellen in das Gas gerichtet werden. Bei den Verfahren der Plasmaausbildung wird freien Elektronen im Plasma direkt Energie zugeführt, Elektron-Atom-Kollisionen setzen weitere Elektronen frei, und der Prozess wird kaskadierend fortgesetzt, bis die gewünschte Elektronendichte erreicht ist. Eine umfassendere Beschreibung der Plasmaphysik bietet „Introduction to Plasma Physics" von R. J. Goldston und P. H. Rutherford vom Plasma Physics Laboratory der Princeton University (1995). Der komplette Inhalt dieses Buches ist per Bezugnahme vollständig in dieses Dokument eingeschlossen.
- Wenn die Dichte des Plasmas ausreichend niedrig ist (d. h. bei wässrigen Lösungen geringer als ca. 1020 Atome/cm3), erhöht sich die mittlere freie Weglänge der Elektronen, sodass anschließend injizierte Elektronen eine Stoßionisation im Plasma verursachen. Wenn die Ionenpartikel in der Plasmaschicht ausreichende Energie aufweisen (z. B. 3,5 eV (Elektronenvolt) bis 5 eV), werden durch die Kollision von Ionenpartikeln mit Molekülen, aus denen das Zielgewebe besteht, Molekülbindungen aufgebrochen und die Moleküle werden zu freien Radikalen, die sich dann zu gasförmigen oder flüssigen Molekülen verbinden. Häufig transportieren die Elektronen im Plasma den elektrischen Strom oder sie absorbieren die elektromagnetischen Wellen und weisen daher eine höhere Temperatur als die Ionenpartikel auf. Daher transportieren die Elektronen, die vom Zielgewebe zu den aktiven oder Gegenelektroden gelangen, den Großteil der Wärme des Plasmas, sodass die Ionenpartikel die Zielgewebemoleküle im Wesentlichen ohne Wärmeeinwirkung aufbrechen können.
- Mittels der Molekülaufspaltung (im Gegensatz zur thermischen Verdampfung oder Karbonisierung) wird das Zielgewebe durch die Aufspaltung von größeren organischen Molekülen in kleinere Moleküle und/oder Atome, z. B. Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenoxide, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffverbindungen, volumetrisch entfernt. Durch die Molekülaufspaltung wird die Gewebestruktur vollständig entfernt, während in Verfahren der elektrochirurgischen Desikkation und Vaporisation verwandter Technik das Gewebe durch Entfernen der Flüssigkeit in den Gewebezellen und der extrazellulären Flüssigkeiten dehydriert wird. Die gemeinsam übertragene
US-Patentschrift Nr. 5,697,882 , deren kompletter Inhalt per Bezugnahme vollständig in dieses Dokument eingeschlossen ist, enthält eine ausführlichere Beschreibung der Molekülaufspaltung. - Zusätzlich zum Coblation®-Modus ist das elektrochirurgische System
100 in1 auch zum Verschließen von größeren arteriellen Gefäßen (z. B. in einer Größenordnung von ca. 1 Millimeter (mm) Durchmesser) hilfreich, wenn es im so genannten Koagulationsmodus benutzt wird. Das System in1 kann somit einen Ablationsmodus aufweisen, in dem HF-Energie mit einer ersten Spannung, die ausreicht, um die Molekülaufspaltung oder Zersetzung des Gewebes zu bewirken, auf ein oder mehrere aktive Elektroden angewendet wird, und das System in1 kann außerdem einen Koagulationsmodus aufweisen, in dem HF-Energie mit einer zweiten, niedrigeren Spannung, die ausreicht, um abgetrennte Gefäße im Gewebe zu erwärmen, zu schrumpfen, zu fusionieren und/oder die Homöostase dieser Gefäße zu erreichen, auf ein oder mehrere aktive Elektroden (entweder die gleiche(n) Elektrode(n) wie im Ablationsmodus oder (eine) andere Elektrode(n)) angewendet wird. - Die vom elektrochirurgischen System
100 am distalen Ende108 des Stiftes102 erzeugte Energiedichte kann durch das Einstellen einer Reihe von Faktoren variiert werden, zum Beispiel: Anzahl aktiver Elektroden; Elektrodengröße und -abstand; Elektrodenoberfläche; Unebenheiten und/oder scharfe Kanten an den Elektrodenflächen; Elektrodenmaterialien; angewendete Spannung; Beschränkung des Stroms von einer oder mehreren Elektroden (z. B. indem eine Spule in Reihe mit einer Elektrode geschaltet wird); elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit, die in Kontakt mit den Elektroden ist; Dichte der leitfähigen Flüssigkeit; und andere Faktoren. Diese Faktoren lassen sich beeinflussen, um das Energieniveau der erregten Elektronen zu steuern. -
2a ,2b und2c zeigen eine perspektivische Ansicht des distalen Endes108 des Stiftes102 gemäß Beispielsystemen. In der dargestellten Ausführungsform ist der längliche Schaft106 aus Metall hergestellt (z. B. TP304-Edelstahlrohr für die subkutane Anwendung), und in manchen Fällen definiert der längliche Schaft106 außerdem eine Gegenelektrode für das System. Wie in der Figur dargestellt, kann der längliche Schaft106 einen kreisförmigen Querschnitt zumindest am distalen Ende108 definieren. Der in2c gezeigte Stift102 mit einem kreisförmigen Querschnitt und der aktiven Elektrode202 in einem Winkel von 90° zur Achse des Schaftes106 kann besonders für chirurgische Verfahren an der Schulter geeignet sein, wo der Raum, in dem der Stift eingeführt wird, nicht beschränkt ist. In manchen Ausführungsformen jedoch, z. B. bei Stiften für chirurgische Verfahren am Knie, kann der Querschnitt des länglichen Schaftes106 ein Oval sein, wobei die aktive Elektrode202 einen Winkel von 50° zur Achse des Schaftes106 aufweist, um ein niedrigeres Profil des distalen Stiftendes zu ermöglichen und somit Raumbeschränkungen zu berücksichtigen und den Zugang zur Rückseite des Knies zu erleichtern (siehe2b ). In Ausführungsformen, in denen der Querschnitt des länglichen Schaftes106 kreisförmig ist, kann der Außendurchmesser ca. 3 Millimeter (mm) betragen, es können jedoch auch größere und kleinere Maße benutzt werden. In Ausführungsformen, in denen der Querschnitt des länglichen Schaftes106 stärker oval ausgeprägt ist, wird eine größere vergleichbare Oberfläche der aktiven Elektrode202 bereitgestellt. Dabei kann der größte Außendurchmesser ca. 3 mm und der kleinste Außendurchmesser ca. 2 mm betragen, jedoch können auch hier größere und kleinere Maße benutzt werden. - In Ausführungsformen, in denen der längliche Schaft aus Metall besteht, kann das distale Ende
108 außerdem ein nicht leitendes Abstandstück200 enthalten, das mit dem länglichen Schaft106 verbunden ist. In manchen Fällen ist das Abstandstück200 aus Keramik gefertigt, andere nicht leitenden Materialien, die bei Kontakt mit Plasma zersetzungsbeständig sind, können gleichwertig benutzt werden (z. B. Glas). Das Abstandstück200 kann auf jede geeignete Weise mit dem länglichen Schaft106 verbunden werden, z. B. durch Teleskopieren innerhalb des länglichen Schaftes106 (wie abgebildet), durch Teleskopieren über dem länglichen Schaft106 und/oder mit Klebstoff. Das Abstandstück200 trägt mindestens eine aktive Elektrode202 , die aus Metall gefertigt ist. Das Abstandstück200 isoliert somit die aktive Elektrode202 elektrisch vom länglichen Schaft106 , der als Gegenelektrode fungieren kann. In anderen Ausführungsformen ist nur ein Abschnitt des länglichen Schaftes106 exponiert, um als Gegenelektrode203 zu fungieren. - Die illustrative aktive Elektrode definiert eine exponierte Außenfläche
204 sowie eine Innenfläche (in2a –2c nicht sichtbar), die an das Abstandstück200 angrenzt. In manchen Ausführungsformen, z. B. der in2b , definiert die aktive Elektrode eine exponierte Kantenfläche205 , um eine ablative seitliche Wirkung auf bestimmte empfindlichere Gewebetypen, z. B. Knorpel, zu ermöglichen. Die aktive Elektrode202 umfasst außerdem mindestens einen Durchlass206 , der über eine Flüssigkeitsverbindung mit dem elastischen Schlauchelement116 (in2a –2c nicht gezeigt) verfügt. Das Abstandstück200 weist ebenfalls einen Durchlass208 auf, der ebenfalls über eine Flüssigkeitsverbindung mit dem elastischen Schlauchelement116 verfügt. Wie dargestellt, sind die Durchlässe206 und208 mindestens teilweise so ausgerichtet, dass Flüssigkeit und/oder Gewebe durch die Durchlässe in eine Flüssigkeitsleitung im länglichen Schacht gezogen werden können. Weiter unten werden verschiedene Beziehungen der Durchlässe206 und208 beschrieben. - Das Implementieren eines Systems mit volumengesteuerter Absaugung durch die Durchlässe ermöglicht wesentlich größere Durchlässe als verwandte Technik. Aufgrund der unzureichenden Vakuumsteuerung durch die in verwandter Technik verfügbaren Vakuumquellen wird bei Stiften verwandter Technik durch Begrenzen der Absaugdurchlässe versucht, Obergrenzen für den Durchfluss von Flüssigkeiten zu erzwingen. Beispielsweise gilt in verwandter Technik ein Durchmesser von 0,75 mm eines kreisförmigen Durchlasses als Obergrenze für den Durchlassdurchmesser. Da jedoch in den verschiedenen Ausführungsformen der Volumenstrom durch andere Mechanismen gesteuert wird, ermöglicht die Steuerung des Volumenstroms wesentlich größere Durchlässe. Beispielsweise kann in illustrativen Ausführungsformen mit einem kreisförmigen Durchlass
206 der Durchmesser 0,79 mm bis 1,4 mm (einschließlich) betragen, und in einer bestimmten Ausführungsform 1,2 mm. Wie weiter unten erläutert, kann zudem der Durchmesser des illustrativen kreisförmigen Durchlasses im Abstandstück200 größer als der Durchmesser des Durchlasses206 sein. Die Durchlass206 kann verschiedene zusätzliche Formen aufweisen, z. B. in bestimmten Ausführungsformen eine Sternform oder Sternchenform (siehe2c ). - Wie in
2a –2c gezeigt, kann es in einigen elektrochirurgischen Beispielverfahren hilfreich sein, die Fähigkeit der aktiven Elektrode202 zum physischen Kontakt mit dem Zielgewebe zu beschränken. In solchen Fällen können am distalen Ende108 des Stiftes102 ein oder mehrere Abstandsbolzen implementiert werden. In der spezifischen Ausführungsform, die in2a und2b dargestellt ist, sind vier Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 abgebildet. Jeder Abstandsbolzen ist aus nicht leitendem Material gefertigt, z. B. dem gleichen Material wie das Abstandstück200 . In manchen Fällen sind die Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 einstückig mit dem Abstandstück200 hergestellt (d. h., das Abstandstück und die Abstandsbolzen sind ein einzelnes Element), in anderen Fällen sind jedoch die Abstandsbolzen separat gefertigt und mit dem Abstandstück200 verbunden. Die aktive Elektrode202 definiert einen äußeren Umriss218 und die illustrativen Abstandsbolzen sind unmittelbar am äußeren Umriss218 angeordnet (z. B. im Abstand von 0,1 mm vom äußeren Umriss218 ). In manchen Fällen grenzen die Abstandsbolzen an den äußeren Umriss an. - Gemäß mindestens einigen Ausführungsformen bieten die Abstandsbolzen
210 ,212 ,214 und216 einen vordefinierten Abstand über der Außenfläche204 der aktiven Elektrode202 . Beispielsweise angenommen, die Außenfläche204 der aktiven Elektrode202 definiert eine Ebene. In mindestens einigen Ausführungsformen ragen die Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 mindestens 0,1 mm über der durch die Außenfläche der aktiven Elektrode definierten Ebene hervor. Längere oder kürzere Überstände über die durch die Außenfläche204 der aktiven Elektrode202 definierte Ebene werden ebenfalls erwogen. - Während in manchen Fällen die Abstandsbolzen den äußeren Umriss
218 der aktiven Elektrode202 vollständig umgeben können, weisen die Abstandsbolzen in anderen Fällen möglicherweise Lücken oder Aussparungen auf. Im illustrativen Fall in2a sind vier solche Lücken220 ,222 ,224 und226 dargestellt. Die Erfinder der vorliegenden Patentschrift haben festgestellt, dass solche Lücken verschiedene Aspekte der chirurgischen Verfahren unterstützen, ohne die Fähigkeit der Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 zum Verringern der Wahrscheinlichkeit, dass die aktive Elektrode das Gewebe an der Zielstelle direkt berührt, wesentlich zu beeinträchtigen. Die Länge der einzelnen Aussparungen, oder alternativ formuliert, der Betrag der Länge, mit der die Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 die Elektrode umgeben, kann für jeden Stift unterschiedlich sein. In manchen Fällen umgeben die Abstandsbolzen jedoch mindestens 25% des äußeren Umrisses218 der aktiven Elektrode202 und in der Figur ca. 40% des äußeren Umrisses218 der aktiven Elektrode202 . Außerdem können die Abstandsbolzen210 ,212 ,214 und216 in manchen Fällen die aktive Elektrode202 vor dem Auswaschen des Plasmas, das sich auf einem Abschnitt der aktiven Elektrode202 gebildet hat, durch die Saugströmung in Richtung des Durchlasses206 schützen, indem die Strömung über einige Bereiche des Schirms der aktiven Elektrode202 umgeleitet wird. -
3a zeigt eine Schnittzeichnung (entlang der Linie 3-3 von2a ) des distalen Endes108 des Stiftes102 gemäß mindestens einigen Ausführungsformen.3a zeigt im Besonderen die an das Abstandstück200 angrenzende aktive Elektrode202 . Das Abstandstück200 ist im länglichen Gehäuse106 teleskopiert, und in einigen Fällen kann der Abstandshalter zumindest teilweise mit einem Klebstoff300 befestigt sein.3a zeigt außerdem den Durchlass206 durch die aktive Elektrode202 sowie den Durchlass208 durch das Abstandstück200 . Wie in3a gezeigt, definiert jedoch der Durchlass208 gemäß Beispielsystemen einen distalen Abschnitt302 und einen proximalen Abschnitt304 . Der distale Abschnitt302 definiert einen Querschnitt (z. B. einen Querschnitt senkrecht zur Mittelachse306 ), der kleiner als der Querschnitt des proximalen Abschnitts304 (z. B. ebenfalls senkrecht zur Mittelachse306 ) ist. Im illustrativen Fall des distalen Abschnitts302 und des distalen Abschnitts304 , die kreisförmige Durchlässe definieren, definiert der distale Abschnitt302 eine kreisförmige Durchgangsbohrung mit dem Durchmesser D1, und der proximale Abschnitt304 definiert eine kreisförmige Durchgangsbohrung mit dem Durchmesser D2, wobei D2 größer als D1 ist. Das Abstandstück200 definiert außerdem die axiale Länge L1, während der proximale Abschnitt302 die axiale Länge L2 und der distale Abschnitt304 die axiale Länge L3 definiert. Der Übergang308 zwischen dem distalen Abschnitt302 und dem proximalen Abschnitt304 (d. h. die Schulterregion) weist in der Figur einen rechteckigen Querschnitt auf. Weniger abrupte Übergänge308 werden jedoch ebenfalls erwogen, z. B. ein Übergang, der einen konischen Kegelstumpf definiert (durch gestrichelte Linien dargestellt). - Gemäß mindestens einigen Ausführungsformen erzeugt die Kombination von distalem Abschnitt
302 und proximalem Abschnitt304 eine Verengung in unmittelbarer Nähe zur aktiven Elektrode202 (und somit zum Plasma). Die durch das Zusammenwirken des distalen Abschnitts302 und des proximalen Abschnitts304 erzeugte Verengung veranschaulicht eine in Beispielsystemen implementierte Funktionsphilosophie. Im Besonderen war in der Funktionsphilosophie verwandter Technik das Ziel der Gewebeablation, Gewebepartikel zu erzeugen, die wesentlich kleiner als der kleinste Innendurchmesser im Absaugpfad ist, um ein Verstopfen des Absaugdurchlasses und/oder des Absauglumens (d. h. des Absaugpfades) zu vermeiden. Aus diesem Grund nutzen viele Geräte verwandter Technik Metallschirme über dem Durchlass, damit das Plasma so erzeugt wird, dass die kleinen Gewebepartikel entstehen. Im Gegensatz zu der Funktionsphilosophie verwandter Technik arbeiten die in dieser Spezifikation beschriebenen Beispielsysteme gemäß der Philosophie, dass das Gewebe in Partikel aufgeteilt werden muss, die klein genug sind, um die durch den distalen Abschnitt302 des Durchlasses208 erzeugte Verengung zu passieren. Der Durchlass208 wird hinter dem distalen Abschnitt302 geöffnet oder erweitert, und wenn das Gewebe durch den distalen Abschnitt302 gelangen kann, kann es den gesamten Absaugpfad passieren, ohne dass dieser verstopft wird. - Die Funktionsphilosophie wird durch den Querschnitt des Durchlasses
206 in der aktiven Beispielelektrode unterstützt. Im Besonderen und wie dargestellt ist der Querschnitt des Durchlasses206 kleiner als der distale Abschnitt302 des Durchlasses208 . Da im illustrativen Fall der Durchlass206 kreis- oder sternförmig ist, ist der Durchmesser D3 des Durchlasses206 kleiner als der Durchmesser D1 des distalen Abschnitts302 des Durchlasses208 . Daher muss ein Gewebestück nur in beliebigen zwei Dimensionen klein genug sein, um den Durchlass206 zu passieren (z. B. bei einem länglichen Gewebestück die kleinsten zwei Dimensionen), und beim anschließenden Transport des Gewebes durch den Absaugpfad treten nur größere Querschnitte auf. Es ist jedoch zu beachten, dass die aktive Elektrode202 während der Benutzung einem Ätzeffekt ausgesetzt ist und daher der Querschnitt des Durchlasses206 umso größer wird, je länger der Stift102 im Plasmamodus benutzt wird. In den meisten Fällen ist die erwartete Nutzungszeit eines Stiftes im Voraus bekannt, und der Querschnitt des Durchlasses206 wird so gewählt, dass er zum Ende der erwarteten Nutzungszeit kleiner oder gleich dem Querschnitt des distalen Abschnitts302 des Durchlasses208 ist. - Gemäß den Beispielsystemen kann die Differenz zwischen dem Querschnitt des distalen Abschnitts
302 und des proximalen Abschnitts304 ein Prozent (1%) bis dreißig Prozent (30%) (einschließlich) betragen, und in einem bestimmten Fall mindestens zwanzig Prozent (20%). In illustrativen Ausführungsformen, in denen sowohl der Durchlass206 in der aktiven Elektrode202 als auch der Durchlass208 kreisförmig sind, kann der anfängliche Durchmesser des Durchlasses206 ca. 1,2 mm, der Durchmesser des distalen Abschnitts302 ca. 1,4 mm und der Durchmesser des proximalen Abschnitts304 ca. 1,65 mm betragen. Die Gesamtlänge des Abstandstücks200 kann für Stifte, die für unterschiedliche chirurgische Verfahren (z. B. Knie oder Schulter) vorgesehen sind, unterschiedlich sein, in einigen Fällen kann jedoch die axiale Gesamtlänge L1 des Abstandstücks im Bereich von 2,0 mm bis 3,0 mm und die axiale Länge L3 des distalen Abschnitts302 im Bereich von 1,0 mm bis 1,5 mm liegen. Andere Größen können gleichwertig benutzt werden. Außerdem kann die interne Konfiguration des Abstandstücks200 für unterschiedliche Stiftkonfigurationen (z. B. Stifte für die Schulter, wobei die Elektrode202 einen Winkel von 90 zur Achse des Schaftes106 aufweist) variiert werden, wobei der Durchlass206 quer zur Mittelachse306 ausgerichtet ist, sodass der distale Abschnitt302 am Durchlass206 und der proximale Abschnitt304 an der Mittelachse306 ausgerichtet ist. Insbesondere in diesen Konfigurationen ist die Benutzung des konischen Übergangs308 , der den rechten Winkel zwischen dem distalen Abschnitt302 und dem proximalen Abschnitt304 überbrückt, von Vorteil. - Da die Steuereinheit
104 und im Besonderen die Peristaltikpumpe118 den Volumenstrom im Stift steuern kann, lassen sich die verschiedenen Maße der Durchlässe als Alternativen erwägen, um verschiedene Fließgeschwindigkeiten in den einzelnen Abschnitten bereitzustellen. Um mit der Peristaltikpumpe118 einen konstanten Volumenstrom der Flüssigkeit zu erreichen, muss gemäß den Gesetzen der Hydrodynamik die Geschwindigkeit von Flüssigkeit (und Gewebe) beim Passieren jedes Durchlasses unterschiedlich sein. Somit ist aufgrund der Beziehungen zwischen den Querschnitten des Durchlasses206 und der Abschnitte des Durchlasses208 die Fließgeschwindigkeit von Flüssigkeit durch jeden Durchlass unterschiedlich, um an der Peristaltikpumpe118 einen konstanten Volumenstrom zu erreichen. Zum Beispiel ist unter Zugrundelegung der oben beschriebenen Beziehungen der Querschnitte die Fließgeschwindigkeit von Flüssigkeit durch den distalen Abschnitt302 zwischen ein Prozent (1%) und dreißig Prozent (30%) schneller als Fließgeschwindigkeit durch den proximalen Abschnitt304 und in einigen Fällen mindestens zwanzig Prozent (20%) schneller. Außerdem ist für den gleichen konstanten Volumenstrom die Geschwindigkeit im Durchlass206 durch die aktive Elektrode202 schneller als durch den distalen Abschnitt302 des Durchlasses208 . Jedoch gilt auch hier, dass sich die Geschwindigkeit durch den Durchlass208 der Geschwindigkeit durch den distalen Abschnitt302 annähert, wenn der Durchlass206 aufgrund des Ätzeffekts größer wird. Anfänglich kann jedoch die Geschwindigkeit der durch den Durchlass206 fließenden Flüssigkeit mindestens zehn Prozent (10%) schneller als die Geschwindigkeit durch den distalen Abschnitt302 sein. - In den bisher beschriebenen Ausführungsformen für den Stift
102 wurde angenommen, dass die Querschnittsform des Durchlasses206 mit der Querschnittsform des distalen Abschnitts302 des Durchlasses208 genau oder ungefähr übereinstimmt und dass ebenso die Querschnittsform des distalen Abschnitts302 des Durchlasses208 mit der Querschnittsform des proximalen Abschnitts304 des Durchlasses208 übereinstimmt. In anderen Ausführungsformen müssen die Querschnittsformen der verschiedenen Durchlässe jedoch nicht übereinstimmen. Beispielsweise kann der Durchlass206 einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, während Abschnitt302 und304 des Durchlasses208 ein Viereck (z. B. Quadrat, Rechteck) definieren können. So kann z. B. der Durchlass206 einen sternförmigen Querschnitt aufweisen, während Abschnitt302 und304 des Durchlasses208 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt definieren können. Außerdem müssen Abschnitt302 und304 des Durchlasses208 ebenfalls nicht die gleiche Querschnittsform definieren. Daher können in manchen Fällen die Größenunterschiede der Durchlässe als größtes Maß entlang einer Geraden ausgedrückt werden. Beispielsweise ist in manchen Fällen das größte Maß des Durchlasses206 in der konduktiven Elektrode202 um zwischen ein Prozent (1%) und zwanzig Prozent (20%) kleiner als das größte Maß des distalen Abschnitts302 des Durchlasses208 und in einem bestimmten Fall mindestens fünfzehn Prozent (15%) kleiner. -
3a zeigt auch eine illustrative elektrische Verbindung der aktiven Elektrode202 . Im Besonderen definiert die aktive Elektrode202 eine Innenfläche310 , die an das distale Ende des Abstandstücks200 angrenzt. Die illustrative aktive Elektrode202 definiert außerdem Bogenstücke, die in Gegenbohrungen des Abstandstücks eingefügt sind. Beispielsweise definiert die aktive Elektrode das Bogenstück312 , das in die Gegenbohrung314 des Abstandstücks eingesetzt ist. In manchen Fällen ist das Bogenstück312 durch Presssitz in der Gegenbohrung312 befestigt, in anderen Fällen kann jedoch ein Klebstoff316 benutzt werden. Da das Bogenstück312 keine elektrische Verbindung aufweist, kann die Verbindung des Bogenstücks312 mit dem Abstandstück200 nur mechanische Unterstützung für die aktive Elektrode202 bereitstellen, damit die aktive Elektrode weiterhin an das Abstandstück200 angrenzt.3a zeigt außerdem das Bogenstück318 , das in die Bohrung320 eingesetzt ist. Wie zuvor kann auch ein Klebstoff322 zum Befestigen des Bogenstücks318 in der Bohrung vorhanden sein. Im Gegensatz zum Bogenstück312 ist das Bogenstück318 jedoch mit einer isolierten Ader324 elektrisch verbunden, die durch die Bohrung320 führt. Somit kann für die aktive Elektrode202 bereitgestellte Energie durch die isolierte Ader324 übertragen werden. Daher kann im Hinblick auf das Bogenstück318 der Klebstoff322 nicht nur mechanische Unterstützung bereitstellen, sondern auch die Bohrung320 verschließen. -
3b zeigt auch eine alternative elektrische Verbindung der aktiven Elektrode202 . Die elektrische Ader324 führt durch den Schaft106 und die Bohrung320 im Abstandstück200 zur aktiven Elektrode202 , um diese elektrisch zu verbinden. Die aktive Elektrode202 ist am Abstandstück200 befestigt, sodass ein Abschnitt326 der Ader324 durch Durchlässe in der aktiven Elektrode202 und die Bohrung320 führt. Der Abschnitt326 kann sich ca. zwischen 0,006 Zoll und 0,015 Zoll oder weniger über der Oberfläche der Ader324 erstrecken. Der Abschnitt326 der Ader324 wird lasergeschweißt und bildet dann auf der Oberfläche der aktiven Elektrode202 die Naht330 (siehe auch2b ). Die Naht330 wird mit den glatten Übergangsabschnitten331 und332 zwischen der Naht330 und der aktiven Elektrode202 hergestellt, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Naht330 die Plasmaausbildung an den Übergangsabschnitten331 und332 fördert. Die Übergangsabschnitte331 und332 weisen keine rauen Flächen, Kanten oder andere Unebenheiten auf, damit die Plasmaausbildung auf ihnen verhindert wird. Die Naht330 dient zum elektrischen Verbinden und mechanischen Befestigen der aktiven Elektrode202 am Abstandstück200 . Außerdem können während des Laserschweißens bestimmte Mengen328 von Abschnitt326 der Ader324 in die Durchlässe der aktiven Elektrode202 fließen, sodass auch in den Durchlässen der aktiven Elektrode202 eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen der aktiven Elektrode202 und der Ader324 erfolgt. In bestimmten Ausführungsformen kann mithilfe einer Abschnittslänge von Ader324 eine ausschließlich mechanische Verbindung zum Befestigen der aktiven Elektrode202 am Abstandstück200 hergestellt werden. In diesen Konfigurationen wird die Ader324 U-förmig gebogen, sodass die freien Enden der Ader324 an der entsprechenden Position durch die aktive Elektrode202 geführt und dann per Laserschweißen an der aktiven Elektrode202 befestigt werden. Die Erfinder der vorliegenden Patentschrift haben festgestellt, dass es vorteilhaft ist, die aktive Elektrode202 aus Wolfram und die Ader324 aus Titan oder Platin zu fertigen, um die Verbindungseigenschaften der Naht330 in dieser Konfiguration zu verbessern. Außerdem haben die Erfinder der vorliegenden Patentschrift festgestellt, dass es vorteilhaft ist, die verschiedenen Nähte, mit denen die aktive Elektrode202 befestigt und verbunden wird, an Positionen anzuordnen, die von den Kanten der aktiven Elektrode202 und dem Durchlass206 entfernt sind, um die Abnutzung der Nähte330 zu verringern und ihre Lebensdauer zu erhöhen. -
4a und4b zeigen eine perspektivische Ansicht eines distalen Endes108 eines Stiftes102 gemäß weiteren Beispielsystemen.4a zeigt im Besonderen die am Abstandstück200 angeordnete aktive Elektrode202 .4a zeigt außerdem die Pilotelektrode201 in der Auskehlung400 des Abstandstücks200 , die benachbart an der aktiven Elektrode202 angeordnet ist, wobei Kanal402 eine Verbindung mit der Auskehlung400 bildet. Die Pilotelektrode201 ist durch eine einzelne, unisolierte Ader definiert, während die aktive Elektrode202 durch eine flache, abgeschirmte Ader definiert ist. Die Erfinder der vorliegenden Patentschrift haben festgestellt, dass eine Konfiguration mit zwei oder mehr Elektroden unterschiedlicher Größe, die asynchron aktiviert werden, für die elektrochirurgische Wirkung vorteilhaft sein können. Diese Konfiguration steht im Gegensatz zu aktuellen Systemen, die nur eine einzelne aktive Elektrode oder mehrere synchron aktivierte Elektroden benutzen, wobei die einzige Möglichkeit zum Verringern des Betrags an Stromdissipation das Verringern der Größe der Elektrode(n) und/oder das Verringern des Betrags an Flüssigkeitsströmung über der/den Elektrode(n) ist. - Das Prinzip der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Konfiguration von zwei aktiven Elektroden unterschiedlicher Größe ist das Steuern der Elektrodenoberfläche der einen aktiven Elektrode, die Kontakt zur leitfähigen Flüssigkeit mit geringer Impedanz aufweist. Dies erfolgt, indem zwei oder mehr aktive Elektroden nacheinander und asynchron separat über eigenständige Ausgangskanäle aktiviert werden. Dabei wird auf der zuerst aktivierten Elektrode eine ausreichende Dampfabdeckung erzielt, bevor die nächste aktive Elektrode aktiviert wird. Dies verhindert, dass der leitfähigen Flüssigkeit eine große Fläche ausgesetzt wird, und beschränkt daher die allgemeine Stromdissipation. Entsprechend ist in der vorliegenden Ausführungsform die Pilotelektrode
201 im Allgemeinen kleiner als die aktive Elektrode202 , jedoch werden andere relative Größen erwogen, die gleichwertig benutzt werden können. Zuerst wird die Piloteletrode201 aktiviert und erzeugt gemäß den in diesem Dokument beschriebenen elektrochirurgischen Prinzipien eine Dampfschicht, die zunehmend per Migration durch den Kanal402 die aktive(n) Elektrode(n)202 bedeckt. Anschließend kann die aktive Elektrode202 mit einer geringen zeitlichen Verzögerung aktiviert werden. Die Verzögerung lässt sich automatisch steuern, indem die Impedanz des Schaltkreises der aktiven Elektrode202 und der Gegenelektrode203 gemessen und die Aktivierung der aktiven Elektrode202 ausgelöst wird, wenn die gemessene Impedanz des Elektrodenschaltkreises eine bestimmte Schwelle erreicht. Wie weiter oben beschrieben, ist die kleinere Pilotelektrode201 in der Auskehlung400 positioniert, um zu verhindern, dass aufgrund der Flüssigkeitsströmung über der Spitze des Objekts die Dampfschichtblasen (d. h. das Plasma) vernichtet werden. Daher bleibt die stabile Aktivierung der Pilotelektrode201 unabhängig davon erhalten, ob die aktive Elektrode202 aktiviert ist. In Fällen, in denen die Dampfschicht auf der aktiven Elektrode202 vernichtet wird und daher die aktive Elektrode202 vollständig dem Feld zirkulierender leitfähiger Flüssigkeit ausgesetzt ist und der Strom ein Niveau erreicht, welches das Deaktivieren der HF-Ausgabe erzwingt, bleibt die Pilotelektrode201 aktiviert und die entsprechende Dampfschicht bleibt erhalten. Die aktive Elektrode202 kann dann aktiviert werden, wenn sie ausreichend mit Gas oder Dampf bedeckt ist, um eine unerwünschte Stromdissipation zu verhindern, die beim Vernichten von Plasma auftritt. - In einer verwandten Ausführungsform wird die Flüssigkeitsströmung über der aktiven Elektrode
202 durch eine Peristaltikpumpe118 (siehe1 ) gesteuert und die Strömung über der aktiven Elektrode202 wird beendet oder reduziert, bis sie ausreichend mit einer Gas- oder Dampfschicht bedeckt ist. Das Wiederherstellen der Gas- oder Dampfschicht wird durch die Beendigung der Flüssigkeitsströmung über der aktiven Elektrode202 und/oder durch das Vorhandensein einer kontinuierlichen Dampfschicht, die auf der benachbarten Pilotelektrode201 gebildet wird, unterstützt. Um die Leistung des Systems gemäß diesen Ausführungsformen zu maximieren, müssen die Pilotelektrode201 und die aktive Elektrode202 jeweils durch eine eigenständige Energieversorgung oder Endstufe, die auch die Impedanz des Elektrodenschaltkreises überwacht, mit Energie versorgt werden. In manchen Fällen ist es möglicherweise hilfreich, verschiedene aktive Elektroden202 mit unterschiedlichen Amplituden oder unterschiedlicher Impulsbreite zu aktivieren, sodass eine Dampfschicht erzeugt wird, jedoch gleichzeitig die Gesamtmenge von dissipierter Energie oder dissipiertem Strom zu beschränken, sodass nur die aktive(n) Elektrode(n)202 mit einer ausreichend hohen Impedanz des Elektrodenschaltkreises (d. h. indikativ für eine stabile Dampfschicht auf der Oberfläche der betreffenden Elektrode) mit vollständiger Amplitude und/oder Impulsbreite aktiviert wird/werden. - Während arthroskopischen chirurgischen Verfahren kann das Sichtfeld in der Nähe der Operationsstelle (d. h. in der Nähe der aktiven Elektrode) durch Gasblasen verdeckt werden. Durch den Ablationsprozess werden Gasblasen erzeugt, und in vielen Fällen werden die Gasblasen schnell abgesaugt, sodass sie das Sichtfeld nicht beeinträchtigen. In manchen Situationen (z. B. wenn der primäre Durchlass vorübergehend durch Gewebe verstopft ist), können sich jedoch in der Nähe der Operationsstelle Gasblasen bilden und das Sichtfeld verdecken. Der im Hinblick auf
5 weiter unten beschriebene Beispielstift102 weist zusätzliche Merkmale auf, die die Ansammlung von Gasblasen in der Nähe der Operationsstelle reduzieren. Im Besonderen weisen die Beispielmerkmale Schlitze in der aktiven Elektrode auf, und in manchen Fällen im Abstandstück definierte Fließkanäle, die Durchlässe in der Nähe des äußeren Umrisses der aktiven Elektrode bilden. Die Schlitze sind so entworfen und gefertigt, dass im Wesentlichen nur Gase durch die Schlitze geleitet werden. Das heißt, die Größe der Schlitze wird so gewählt, dass das Gewebe im Operationsfeld (selbst Gewebe, das während der Ablation gelöst wird) zu groß ist, um durch die Schlitze zu gelangen. Ebenso ist die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten (z. B. Kochsalzlösung, Blut, extrazelluläre und intrazelluläre Flüssigkeit) zu stark, als dass Flüssigkeiten durch die Schlitze gelangen könnten. Daher können nur Gase durch die Schlitze abgesaugt werden. Somit beeinträchtigen die Schlitze nicht die Ablationseigenschaften einer aktiven Elektrode, sie können jedoch in manchen Situationen dazu beitragen, die Blasen vom Operationsfeld abzusaugen, insbesondere wenn der primäre Durchlass vollständig oder teilweise verstopft ist. -
5 zeigt eine Seitenansicht des distalen Endes des Stiftes102 gemäß den weiteren Beispielsystemen. Im Besonderen zeigt5 den länglichen Schaft106 und die aktive Elektrode202 , die an ein Abstandstück200 aus nicht leitendem Material angrenzt. Die Außenfläche204 der aktiven Elektrode202 in5 definiert eine Ebene, die parallel zur Mittelachse ist. Im Beispiel in5 definiert der längliche Schaft106 eine Mittelachse500 . Die durch die Außenfläche204 der aktiven Elektrode definierte Ebene ist parallel zur Mittelachse500 . Die verschiedenen weiter unten beschriebenen Merkmale des Stiftes102 in5 sind jedoch nicht auf Stifte beschränkt, deren Außenfläche204 parallel zur Mittelachse500 ist, und sie können daher beispielsweise für die in2a und2b gezeigten Stifte benutzt werden. - In
5 ist der primäre Durchlass502 durch die aktive Elektrode202 abgebildet. Der Durchlass502 ist zumindest teilweise an einem Durchlass durch das Abstandstück200 (der Durchlass durch das Abstandstück ist in5 nicht abgebildet) ausgerichtet, und sowohl der Durchlass502 als auch der Durchlass durch das Abstandstück200 verfügen über eine Flüssigkeitsverbindung zu dem elastischen Schlauchelement116 (ebenfalls in5 nicht abgebildet). Der primäre Beispieldurchlass502 in5 weist mehrere Unebenheiten auf, und diese können die anfängliche Bildung von Plasma unterstützen. Der Durchlass502 dient lediglich zur Illustration, und die zuvor beschriebenen sternförmigen und/oder ovalen Durchlässe können gleichwertig für den Beispielstift in5 benutzt werden. - Die aktive Elektrode
202 in5 weist außerdem mehrere Schlitze504 auf. Sechs dieser Schlitze sind abgebildet, es werden jedoch ein oder mehrere Schlitze erwogen. Jeder Schlitz504 ist ein Durchlass, der durch die aktive Elektrode202 führt. Die Schlitze504 dienen jedoch dem spezifischen Zweck, Blasen in der Nähe der Elektrode abzusaugen, und sie werden in dieser Patentschrift als Schlitze und nicht als Durchlässe bezeichnet, um sie von anderen Durchlässen (z. B. dem primären Durchlass502 in5 oder dem primären Durchlass206 der vorherigen Beispielstifte) logisch zu unterscheiden. Jeder der Schlitze504 ist parallel zum äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode angeordnet, andere Anordnungen der Schlitze werden jedoch erwogen. In manchen Fällen kann der Abstand D1 zwischen jedem Schlitz und dem äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode 0,008 bis 0,010 Zoll (0,2032 bis 0,254 mm) (einschließlich) betragen. Somit sind die Schlitze504 näher am äußeren Umriss218 angeordnet als der Durchlass502 am äußeren Umriss218 angeordnet ist. Die Beispielschlitze504 sind um den primären Durchlass502 angeordnet. Beispielsweise ist der Schlitz504A an einer Seite des Durchlasses502 angeordnet, während die Schlitze504C und504D an einer gegenüberliegenden Seite des primären Durchlasses angeordnet sind. Entsprechend ist der Schlitz504B auf einer Seite des Durchlasses502 angeordnet, die der Seite des Schlitzes504E gegenüberliegt. In einem Beispielsystem (nicht abgebildet) ist ein einzelner Schlitz504 vorhanden, der den Durchlass502 vollständig umgibt. - Im vergrößerten Abschnitt
506 der5 ist der Schlitz504C detaillierter dargestellt. Jeder Schlitz definiert eine Länge L und eine Breite B, und für jeden Schlitz beträgt die Länge L mindestens das Zweifache der Breite B. Die Länge L eines Schlitzes kann im Bereich von 0,002 Zoll (0,0508 mm) bis zu einer Länge liegen, die ausreicht, um den Durchlass502 vollständig zu umgeben. Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem ein einzelner Schlitz den Durchlass502 vollständig umgibt, die Außenfläche204 der aktiven Elektrode202 möglicherweise unterbrochen ist und die aktive Elektrode202 zwei Komponenten umfassen kann (ein Abschnitt außerhalb des Schlitzes und ein Abschnitt innerhalb des Schlitzes). Die Breite B eines Schlitzes wird so gewählt, dass im Wesentlichen nur Gase die Schlitze passieren können und Gewebe und Flüssigkeiten zu groß sind, um durch die Schlitze zu gelangen. In Beispielsystemen kann die Breite B der Schlitze von 0,001 bis 0,003 Zoll (0,0254 bis 0,0762 mm) (einschließlich) und in einem besonderen Fall 0,001 bis 0,002 Zoll (0,0254 bis 0,0508 mm) betragen Während in manchen Fällen jeder Schlitz die gleiche Breite B aufweist, können in anderen Fällen unterschiedliche Schlitze an der gleichen aktiven Elektrode unterschiedliche Breiten aufweisen. Jeder Schlitz verfügt über eine Flüssigkeitsverbindung zum elastischen Schlauchelement116 , und weiter unten werden verschiedene Beispielsysteme von Flüssigkeitsverbindungen beschrieben. - Wenn der primäre Durchlass
502 während des Betriebs nicht verstopft ist, werden wahrscheinlich wenige oder überhaupt keine Gasblasen in die Schlitze gezogen. Das heißt, dass für die Blasen und Flüssigkeiten der Weg des geringsten Widerstands durch den primären Durchlass502 und dann durch den entsprechenden Durchlass im Abstandstück200 führt. In Zeiträumen jedoch, in denen der primäre Durchlass502 vollständig oder teilweise verstopft ist, bewirkt eine volumengesteuerte Absaugung die Anwendung eines stärkeren Vakuums durch die Peristaltikpumpe118 . Zeiträume eines stärkeren Vakuums (in denen der primäre Durchlass vollständig oder teilweise verstopft ist) können dazu führen, dass der Differentialdruck in den Schlitzen ausreicht, um Gasblasen durch die Schlitze zu ziehen. Daher verringern die Schlitze in Zeiträumen, in denen tendenziell vermehrt Blasen gebildet werden und das Sichtfeld verdeckt wird (d. h. während einer vollständigen oder teilweisen Verstopfung des primären Durchlasses) tendenziell die Sichtbeeinträchtigung, indem sie Gasblasen aus dem Sichtfeld entfernen. - In manchen Beispielsystemen wie in
5 definiert das Abstandstück Fließkanäle unter der Elektrode202 und im Wesentlichen parallel zu dieser. Die Fließkanäle sind durch eine Flüssigkeitsverbindung mit dem elastischen Schlauchelement116 verbunden, in manchen Fällen mithilfe des Hauptdurchlasses durch das Abstandstück200 . Die Fließkanäle sind in6 unten abgebildet und werden im entsprechenden Text beschrieben. In manchen Fällen definieren die Fließkanäle jedoch Durchlässe, die an den äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode angrenzen. Beispielsweise zeigt5 drei solcher Durchlässe510A ,510B und510C . Es können jedoch einer oder mehrere der Durchlässe510 benutzt werden. Mithilfe der Durchlässe510 können Gase und Flüssigkeiten in der Nähe der äußeren Umrisse218 der aktiven Elektrode abgesaugt werden, und so lässt sich außerdem die Verdeckung des Sichtfelds reduzieren. -
6 zeigt eine auseinander gezogene Ansicht der aktiven Elektrode202 und des Abstandstücks in diesen Ausführungsbeispielen. Im Besonderen zeigt6 das Abstandstück200 unter der aktiven Elektrode202 . Wenn diese jedoch montiert ist, grenzt sie an das Abstandstück200 an. Das heißt, das Abstandstück200 definiert in diesen Fällen eine plane Fläche600 . Eine Innenfläche602 der aktiven Elektrode (im Gegensatz zur Außenfläche204 ) definiert ebenfalls eine Ebene, und wenn die aktive Elektrode montiert ist, grenzt die Innenfläche602 der aktiven Elektrode202 an die plane Fläche600 . Die aktive Elektrode202 kann mit jedem geeigneten Mechanismus mit dem Abstandstück200 verbunden werden. In einem Fall kann die aktive Elektrode202 mithilfe der Durchlässe604A –D mechanisch und elektrisch verbunden werden. Das heißt, dass mindestens einer der Durchlässe604 einen elektrischen Leiter umfassen kann, der durch den Durchlass mit der aktiven Elektrode202 elektrisch verbunden ist, und der elektrische Leiter kann mindestens teilweise die aktive Elektrode202 mechanisch am Abstandstück200 befestigen. Ebenso können zusätzliche mechanische Elemente von der aktiven Elektrode202 in die Durchlässe604 des Abstandstücks200 führen und befestigt sein, z. B. mit Epoxidkleber. Die aktive Elektrode kann zusätzliche Durchlässe und Merkmale für die elektrische und mechanische Verbindung mit dem Abstandstück200 aufweisen. Um die Komplexität der Figur nicht unnötig zu erhöhen, sind diese jedoch nicht abgebildet. - Das Abstandstück
200 definiert außerdem einen primären Durchlass208 , der eine funktionelle Beziehung zum primären Durchlass502 der aktiven Elektrode202 aufweist. Obwohl in6 nicht dargestellt, definiert in manchen Beispielsystemen der Durchlass208 im Abstandstück200 einen Querschnitt, der mit dem Abstand entlang des Absaugpfads zum proximalen Ende110 des Stiftes zunimmt. Das Beispielabstandstück200 umfasst außerdem mehrere Fließkanäle606A –C. Wenn die aktive Elektrode202 an das Abstandstück200 angrenzt, können die einzelnen Fließkanäle606A ,606B und606C zumindest partiell unter dem Schlitz504D ,504E bzw.504F positioniert sein. Es sind drei Schlitze abgebildet, die den Fließkanälen zugeordnet sind, jedoch kann Fließkanälen eine beliebige Anzahl von Schlitzen, einschließlich aller Schlitze, zugeordnet werden, und somit können im Abstandstück200 eine größere oder kleinere Anzahl von Fließkanälen definiert sein. In Zeiträumen, in denen Gasblasen durch die Schlitze504D –F gezogen werden, die Fließkanälen zugeordnet sind, umfasst der Fließpfad für die Gasblasen die entsprechenden Fließkanäle606A –C sowie den primären Durchlass208 im Abstandstück200 . Bei den Schlitzen, die keinen Fließkanälen zugeordnet sind (z. B.504B und504C ), umfasst der Fließpfad der Gasblasen in Zeiträumen, in denen diese durch die Schlitze504A –C gezogen werden, den zwischen der aktiven Elektrode202 und dem Abstandstück200 definierten Bereich sowie den primären Durchlass208 im Abstandstück200 . - In manchen Fällen definiert jeder Fließkanal eine Tiefe T (gemessen von der planen Fläche
600 bis zur Unterseite des Kanals am distalen Ende des Kanals) von 0,007 bis 0,008 Zoll (0,1778 bis 0,2032 mm) (einschließlich) und eine Breite B (ebenfalls ab dem distalen Ende des Kanals gemessen) von 0,007 bis 0,008 Zoll (0,1778 bis 0,2032 mm). Es können jedoch andere Maße benutzt werden. Im Einklang mit der Philosophie eines zunehmenden Querschnitts können die Fließkanäle einen distalen Querschnitt (z. B. unter dem entsprechenden Schlitz) sowie einen proximalen Querschnitt (z. B. näher am primären Durchlass208 ) definieren, wobei der distale Querschnitt kleiner als der proximale Querschnitt ist. - Wie in
6 dargestellt, erstrecken sich in manchen Fällen die Fließkanäle606 bis zum äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode200 , und so definieren die distalen Enden der Fließkanäle die Durchlässe510 . In anderen Fällen jedoch können sich die Fließkanäle nur so weit in Richtung des äußeren Umrisses218 erstrecken, wie erforderlich ist, damit sie sich unter den entsprechenden Schlitzen504 befinden. Daher macht das Vorhandensein eines Fließkanals606 im Abstandstück200 nicht erforderlich, dass Durchlässe510 vorhanden sind. Im Beispiel in5 erstreckt sich der Fließkanal650 nach außen, damit er sich unter dem Schlitz504B befindet, jedoch nicht bis zum äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode202 . Der Fließkanal650 definiert einen konstanten Querschnitt entlang des Fließkanals bis zum primären Durchlass, da die Wahrscheinlichkeit relativ gering ist, dass Gewebe nur durch die entsprechenden Schlitze504 in die Fließkanäle gelangt, und das Verstopfungsrisiko daher gering ist. - Während die Beispielfließkanäle
606 und650 über eine direkte Flüssigkeitsverbindung zum primären Durchlass208 verfügen, müssen die Fließkanäle nicht unbedingt so beschaffen sein. Beispielsweise kann das Abstandstück Durchlässe definieren, die einigen oder allen Schlitzen504 zugeordnet sind, wobei die Durchlässe im Wesentlichen parallel zum primären Durchlass208 verlaufen und schließlich über eine Flüssigkeitsverbindung mit dem Absaugpfad im länglichen Schaft106 verfügen.6 zeigt außerdem Beispiele für die Schlitze504 mit den entsprechenden Fließkanälen606 (d. h. die Schlitze504B und504D –F) und Schlitze504 ohne Fließkanäle (d. h. die Schlitze504A und504C ), um Beispielsituationen zu beschreiben. Es werden jedoch Stifte mit Schlitzen und ohne Fließkanäle sowie Stifte erwogen, bei denen jedem Schlitz ein Fließkanal zugeordnet ist. Wenn Fließkanäle benutzt werden, kann jede beliebige Anzahl der Fließkanäle, die sich zum äußeren Umriss218 der aktiven Elektrode202 erstrecken, benutzt werden (eine beliebige Anzahl zwischen null Fließkanälen und allen Fließkanälen). Schließlich kann jede Kombination von Schlitzen und Abstandsbolzen benutzt werden, die einen funktionellen Vorteil bietet. Aktive Elektroden mit Schlitzen bieten zwar möglicherweise mehr Funktionen, wenn keine Abstandsbolzen benutzt werden, jedoch schließen sich Schlitze und Abstandsbolzen nicht gegenseitig aus. -
7 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit104 gemäß mindestens einigen Ausführungsformen. Im Besonderen enthält die Steuereinheit104 einen Prozessor700 . Bei dem Prozessor700 kann es sich um einen Mikrocontroller handeln. Daher kann der Mikrocontroller einstückig mit dem Festspeicher (ROM)702 , dem Arbeitsspeicher (RAM)704 , dem Digital-Analog-Wandler (D/A)706 , dem Analog-Digital-Wandler (A/D)714 , den digitalen Ausgängen (D/O)708 und den digitalen Eingängen (D/I)710 sein. Der Prozessor700 kann außerdem einstückig mit der Kommunikationslogik712 sein, um die Kommunikation des Prozessors700 mit externen Geräten sowie internen Geräten wie z. B. dem Display130 zu ermöglichen. Der Prozessor700 kann zwar in einigen Ausführungsformen als Mikrocontroller implementiert werden, jedoch in anderen Ausführungsformen als eigenständiger Hauptprozessor in Kombination mit einzelnen RAM-, ROM-, Kommunikations-, A/D-, D/A-, D/O und D/I-Geräten sowie mit Kommunikationshardware für die Kommunikation mit Peripheriekomponenten implementiert werden. - Im ROM
702 werden Anweisungen gespeichert, die vom Prozessor700 ausgeführt werden können. Im Besonderen kann der ROM702 ein Softwareprogramm enthalten, dessen Ausführung bewirkt, dass die Steuereinheit HF-Energie an die aktive Elektrode liefert und die Drehzahl der Peristaltikpumpe regelt. Der RAM704 kann als Arbeitsspeicher für den Prozessor700 fungieren, in dem Daten temporär gespeichert werden und aus dem Anweisungen ausgeführt werden. Der Prozessor700 ist mithilfe des Digital-Analog-Wandlers706 (z. B. in manchen Ausführungsformen der HF-Spannungsgenerator716 ), der digitalen Ausgänge708 (z. B. in manchen Ausführungsformen der HF-Spannungsgenerator716 ), der digitalen Eingänge710 (z. B. Schnittstellenvorrichtungen wie die Tasten132 oder die Fußpedalgruppe134 (1 )) und des Kommunikationsgeräts712 (z. B. das Display130 ) mit anderen Geräten in der Steuereinheit104 verbunden. - Der Spannungsgenerator
716 erzeugt ein AC-Spannungssignal, das mit der aktiven Elektrode202 des Stiftes102 verbunden ist. In manchen Ausführungsformen definiert der Spannungsgenerator einen aktiven Anschluss718 , der mit dem elektrischen Kontakt720 im Steuereinheit-Anschlussteil120 , dem elektrischen Kontakt722 im Stift-Anschlussteil114 und schließlich mit der aktiven Elektrode202 verbunden ist. Entsprechend definiert der Spannungsgenerator einen Gegenanschluss724 , der mit dem elektrischen Kontakt726 im Steuereinheit-Anschlussteil120 , dem elektrischen Kontakt728 im Stift-Anschlussteil114 und schließlich mit der Gegenelektrode (in manchen Fällen ein länglicher Metallschaft106 ) verbunden ist. Es können zusätzliche aktive Anschlüsse und/oder Gegenanschlüsse benutzt werden. Am aktiven Anschluss718 werden die Spannungen und elektrischen Ströme durch den Spannungsgenerator716 induziert, und der Gegenanschluss724 stellt eine Rückleitung für elektrische Ströme bereit. Der Gegenanschluss724 kann eine Erdung bereitstellen, die mit der Erdung für die Steuereinheit104 identisch ist (z. B. die Erdung730 für die Tasten132 ). In anderen Ausführungsformen ist jedoch der Spannungsgenerator716 nicht geerdet (mit der Steuereinheit104 ), sodass der Gegenanschluss724 eine Spannung aufweist, wenn er im Hinblick auf die Erdung (z. B. Erdung730 ) gemessen wird. Ein Spannungsgenerator716 ohne Erdung und somit die Möglichkeit von Spannungsmesswerten an den Gegenanschlüssen724 relativ zur Erdung steht jedoch nicht im Widerspruch zum Status des Anschlusses724 als Gegenanschluss des aktiven Anschlusses718 . - Das AC-Spannungssignal, das vom Spannungsgenerator
716 erzeugt und zwischen dem aktiven Anschluss718 und dem Gegenanschluss724 angewendet wird, ist HF-Energie, deren Frequenz in einigen Ausführungsformen zwischen ca. 5 Kilohertz (kHz) und 20 Megahertz (MHz), in manchen Fällen zwischen 30 kHz und 2,5 MHz, in anderen Fällen zwischen 50 kHz und 500 kHz, häufig weniger als 350 kHz und häufig zwischen 100 kHz und 200 kHz liegt. In manchen Anwendungen ist eine Frequenz von ca. 100 kHz sinnvoll, da die Impedanz des Zielgewebes weitaus höher als 100 kHz ist. - Die vom Spannungsgenerator
716 erzeugte Effektivspannung (RMS) kann im Bereich von ca. 5 Volt (V) bis 1800 V liegen, in manchen Fällen im Bereich von ca. 10 V bis 500 V, häufig zwischen ca. 10 V bis 400 V, abhängig vom Ablationsmodus und der Größe der aktiven Elektrode. In manchen Ausführungsformen ist die vom Spannungsgenerator716 erzeugte Spitzenspannung für die Ablation eine Rechteckspannung mit einer Spitzenspannung im Bereich von 10 V bis 2000 V, in manchen Fällen im Bereich von 100 V bis 1800 V, in anderen Fällen im Bereich von ca. 28 V bis 1200 V und häufig im Bereich von ca. 100 V bis 320 V Spitzenspannung. - Die Spannung und der Strom, die vom Spannungsgenerator
716 erzeugt werden, können in Reihen von Spannungsimpulsen oder AC-Spannung mit ausreichend hoher Frequenz (z. B. in der Größenordnung von 5 kHz bis 20 MHz) ausgegeben werden, sodass die Spannung effektiv kontinuierlich angewendet wird (im Vergleich z. B. mit Laser für Nekrose geringer Tiefe, die mit ca. 10 Hz bis 20 Hz gepulst werden). Außerdem liegt die Einschaltdauer (d. h. die Gesamtzeit, in einem beliebigen Sekundenintervall, in dem Energie angewendet wird) einer vom Spannungsgenerator716 erzeugten Rechteckspannung für einige Ausführungsformen in der Größenordnung von ca. 50% im Vergleich zu Laser, deren Einschaltdauer ca. 0,0001% beträgt. In manchen Ausführungsformen werden zwar Rechteckspannungen erzeugt und bereitgestellt, jedoch kann das AC-Spannungssignal modifiziert werden, um z. B. Merkmale wie Spannungsspitzen in der Vorder- oder Rückflanke jeder Halbwelle einzuschließen, oder das AC-Spannungssignal ist modifizierbar, um bestimmte Formen (z. B. Sinus, Dreieck) anzunehmen. - In
7 enthält die Steuereinheit104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen außerdem die Peristaltikpumpe118 . Die Peristaltikpumpe118 kann sich zumindest teilweise im Gehäuse122 befinden. Die Peristaltikpumpe umfasst den Anker124 , der mit einer Welle des Motors734 mechanisch verbunden ist. In manchen Fällen kann der Anker des Motors wie in der Figur dargestellt direkt mit dem Anker124 verbunden sein, in anderen Fällen können sich jedoch verschiedene Zahnräder, Scheiben und/oder Riemen zwischen dem Motor734 und dem Anker124 befinden. Der Motor734 kann jede geeignete Form aufweisen und z. B. ein AC-Motor, ein DC-Motor und/oder ein Schrittmotor sein. Zum Steuern der Drehzahl der Welle des Motors734 und somit zum Steuern der Drehzahl des Ankers124 (und des Volumenstroms des Stiftes) kann der Motor734 mit einem Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 verbunden werden. Im illustrativen Fall eines AC-Motors kann der Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 die Spannung und Frequenz steuern, die auf den Elektromotor734 angewendet werden. Im Fall eines DC-Motors kann der Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 die auf den Motor734 angewendete DC-Spannung steuern. Im Fall eines Schrittmotors kann der Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 den an die Pole des Motors fließenden Strom steuern, jedoch verfügt der Schrittmotor möglicherweise über eine ausreichende Anzahl von Polen oder er wird so gesteuert, dass sich der Anker124 gleichmäßig dreht. - Der Prozessor
700 ist mit dem Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 verbunden, z. B. über den Digital-Analog-Wandler706 (in der Figur Kreis A). Der Prozessor700 kann auch auf andere Weise verbunden werden, z. B. als paketbasierte Kommunikationsverbindung über den Kommunikationsanschluss712 . So kann der Prozessor700 , der ein Programm ausführt, die am aktiven Anschluss718 bereitgestellte HF-Energie bestimmen und als Reaktion darauf Drehzahlregelungsänderungen (und somit Änderungen des Volumenstroms) vornehmen, indem er Drehzahlbefehle an den Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 sendet. Der Schaltkreis für die Motordrehzahlsteuerung736 wiederum implementiert die Drehzahlregelungsänderungen. Drehzahlregelungsänderungen können ggf. Änderungen der Drehzahl des Ankers124 , ggf. das Stoppen des Ankers124 und in einigen Ablationsmodi die vorübergehende Richtungsumkehr des Ankers124 umfassen. -
8 zeigt ein Verfahren gemäß mindestens einigen Ausführungsformen. Im Besonderen wird das Verfahren gestartet (Block800 ) und es führt die folgenden Vorgänge aus: Erzeugen von Plasma bei einer aktiven Elektrode, die am distalen Ende eines elektrochirurgischen Stabes angeordnet ist (Block802 ); Ziehen von Flüssigkeit durch einen primären Durchlass in der aktiven Elektrode (Block804 ); Ziehen der Flüssigkeit durch einen ersten Abschnitt eines ersten Durchlasses in einem Abstandstück (Block806 ), wobei die Flüssigkeit im ersten Abschnitt mit einer ersten Geschwindigkeit fließt und das Abstandstück am distalen Ende des elektrochirurgischen Stiftes angeordnet ist; Ziehen der Flüssigkeit durch einen zweiten Abschnitt des ersten Durchflusses im Abstandstück (Block808 ), wobei die Flüssigkeit im zweiten Abschnitt mit einer zweiten Geschwindigkeit fließt, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist. Anschließend wird das Verfahren beendet (Block810 ). -
9 zeigt ein Verfahren gemäß mindestens einigen Ausführungsformen. Im Besonderen wird das Verfahren gestartet (Block900 ) und es führt die folgenden Vorgänge aus: Erzeugen von Plasma bei einer aktiven Elektrode, die am distalen Ende eines elektrochirurgischen Stabes angeordnet ist (Block902 ); Ziehen von Flüssigkeit durch einen ersten Schlitz, der durch die aktive Elektrode definiert ist (Block904 ), wobei der erste Schlitz näher am äußeren Umriss der aktiven Elektrode angeordnet ist als der primäre Durchlass; Ziehen der Flüssigkeit durch einen ersten Fließkanal, der im Abstandstück unter dem ersten Schlitz definiert ist (Block906 ). Anschließend wird das Verfahren beendet (Block908 ). - Es wurden bevorzugte Ausführungsformen dieser Offenbarung dargestellt und beschrieben, jedoch können von einem Fachmann Modifizierungen an ihnen vorgenommen werden, ohne von ihrem Umfang oder Sinn abzuweichen. Die in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und dürfen nicht als Beschränkung aufgefasst werden. Da im Rahmen dieses Erfindungskonzepts viele variierende und unterschiedliche Ausführungsformen möglich sind, einschließlich gleichwertiger Strukturen, Materialien oder Verfahren, die anschließend erwogen werden, und da viele Modifizierungen an den hier gemäß den gesetzlichen Anforderungen beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, versteht es sich, dass die hier beschriebenen Details als illustrativ und nicht als Beschränkung aufzufassen sind.
- 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 [0030]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- „Introduction to Plasma Physics” von R. J. Goldston und P. H. Rutherford vom Plasma Physics Laboratory der Princeton University (1995) [0028]
Claims (44)
- Elektrochirurgischer Stift, der Folgendes umfasst: ein längliches Gehäuse, das ein Handgriffende und ein distales Ende definiert; ein Schlauchelement, das mit dem länglichen Gehäuse verbunden ist; ein Abstandstück aus nicht leitendem Material, das am distalen Ende angeordnet ist; eine konduktive Elektrode, die am Abstandstück angeordnet ist und einen Außenumfang definiert; einen ersten Durchlass, der mindestens teilweise durch das Abstandstück definiert ist, wobei der erste Durchlass eine Flüssigkeitsverbindung zum Schlauchelement aufweist; wobei der erste Durchlass einen distalen Querschnitt definiert; und wobei der erste Durchlass einen proximalen Querschnitt definiert, der entlang eines Fließwegs näher am Handgriffende als der distale Querschnitt ist und wobei der distale Querschnitt kleiner als der proximale Querschnitt ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen primären Durchlass durch die konduktive Elektrode, wobei der primäre Durchlass am ersten Durchlass durch das Abstandstück ausgerichtet ist; und einen ersten Schlitz, der durch die konduktive Elektrode definiert ist, wobei der erste Schlitz näher am äußeren Umriss als der primäre Durchlass angeordnet ist; wobei die Breite des ersten Schlitzes 0,0762 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 2, wobei der erste Schlitz eine Breite zwischen 0,0254 mm und 0,0508 mm (einschließlich) aufweist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend: einen zweiten Schlitz, der durch die konduktive Elektrode definiert ist, wobei der zweite Schlitz näher am Außenumfang als der primäre Durchlass angeordnet ist, wobei der zweite Schlitz auf einer dem ersten Schlitz gegenüberliegenden Seite des primären Durchlasses definiert ist; wobei die Breite des zweiten Schlitzes 0,0762 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 4, ferner umfassend einen ersten im Abstandstück definierten Fließkanal, wobei mindestens ein Abschnitt des Fließkanals unter dem ersten Schlitz angeordnet ist, wobei der erste Fließkanaleinen Querschnitt definiert und der erste Fließkanal eine Flüssigkeitsverbindung zum ersten Durchlass aufweist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 5, wobei unter dem zweiten Schlitz kein Fließkanal angeordnet ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der erste Schlitz den primären Durchlass vollständig umgibt.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der erste Schlitz parallel zum Außenumfang angeordnet ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der Ansprüche 2 bis 8, ferner umfassend einen ersten im Abstandstück definierten Fließkanal, wobei mindestens ein Abschnitt des Fließkanals unter dem ersten Schlitz angeordnet ist, und der erste Fließkanal eine Flüssigkeitsverbindung zum ersten Durchlass aufweist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 9, ferner umfassend: wobei der erste Fließkanal einen distalen Querschnitt definiert; und wobei der erste Fließkanal einen proximalen Querschnitt definiert, wobei der proximale Querschnitt des ersten Fließkanals entlang eines Fließwegs näher am Handgriffende als der distale Querschnitt des ersten Fließkanals ist, und wobei der distale Querschnitt des ersten Fließkanals kleiner als der proximale Querschnitt des ersten Fließkanals ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 9 oder 10, wobei der erste Fließkanal einen Durchlass definiert, der an den Außenumfang der konduktiven Elektrode angrenzt.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend: einen primären Durchlass durch die konduktive Elektrode, wobei der primäre Durchlass am ersten Durchlass ausgerichtet ist und der primäre Durchlass eine Flüssigkeitsverbindung zum Schlauchelement aufweist; wobei der distale Querschnitt senkrecht zu einer Mittelachse des ersten Durchlasses gemesssen ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 12, wobei ein größtes Maß des ersten Durchlasses größer als das größte Maß des primären Durchlasses ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 12 oder 13, wobei das größte Maß des primären Durchlasses durch die konduktive Elektrode zwischen einem Prozent (1%) und zwanzig Prozent (20%) kleiner als das größte Maß des ersten Durchlasses ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei das größte Maß des primären Durchlasses durch die konduktive Elektrode mindestens fünfzehn Prozent (15%) kleiner als das größte Maß des ersten Durchlasses ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der Ansprüche 12 bis 15, ferner umfassend: einen primären Durchlass durch die konduktive Elektrode, wobei der primäre Durchlass am ersten Durchlass ausgerichtet ist und wobei der primäre Durchlass eine Flüssigkeitsverbindung zum Schlauchelement aufweist; wobei der erste Durchlass kreisförmig ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 16, wobei der Durchmesser des ersten Durchlasses mindestens 1,0 Millimeter beträgt.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der distale Querschnitt zwischen einem Prozent (1%) und zwanzig Prozent (30%) kleiner als der proximale Querschnitt ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der distale Querschnitt mindestens zwanzig Prozent (20%) kleiner als der proximale Querschnitt ist.
- Verfahren, das Folgendes umfasst: Erzeugen von Plasma in der Nähe einer aktiven Elektrode, die am distalen Ende eines elektrochirurgischen Stiftes angeordnet ist; Ziehen von Flüssigkeit durch einen primären Durchlass in der aktiven Elektrode; und dann Ziehen der Flüssigkeit durch einen ersten Abschnitt eines ersten Durchlasses in einem Abstandstück, wobei die Flüssigkeit im ersten Abschnitt mit einer ersten Geschwindigkeit fließt und das Abstandstück am distalen Ende des elektrochirurgischen Stiftes angeordnet ist; und dann Ziehen der Flüssigkeit durch einen zweiten Abschnitt des ersten Durchlasses im Abstandstück, wobei die Flüssigkeit im zweiten Abschnitt mit einer zweiten Geschwindigkeit fließt, die geringer als die erste Geschwindigkeit ist.
- Verfahren nach Anspruch 20, ferner umfassend: Ziehen von Flüssigkeit durch einen ersten Schlitz, der durch die aktive Elektrode definiert ist und näher am Außenumfang der aktiven Elektrode als der primäre Durchlass angeordnet ist; wobei die Breite des ersten Schlitzes 0,0762 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 21, wobei der erste Schlitz eine Breite zwischen 0,0254 mm und 0,0508 mm (einschließlich) aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, ferner umfassend: Ziehen von Flüssigkeit durch einen zweiten Schlitz, der durch die aktive Elektrode definiert ist, wobei der zweite Schlitz näher am Außenumfang als der primäre Durchlass angeordnet ist, wobei der zweite Schlitz auf einer dem ersten Schlitz gegenüberliegenden Seite des primären Durchlasses definiert ist; wobei die Breite des zweiten Schlitzes 0,0762 Millimeter (mm) oder weniger beträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Ziehen von Flüssigkeit durch den ersten Schlitz außerdem das Ziehen von Flüssigkeit durch den ersten Schlitz umfasst, der parallel zum Außenumfang ausgerichtet ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei das Ziehen von Flüssigkeit durch den ersten Schlitz ferner umfasst: Ziehen von Flüssigkeit durch den ersten Schlitz; und dann Ziehen von Flüssigkeit durch einen im Abstandstück unter dem ersten Schlitz definierten ersten Fließkanal, wobei der erste Fließkanal eine Flüssigkeitsverbindung zum ersten Durchlass aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend Ziehen von Flüssigkeit durch einen ersten Fließkanal, der einen Außenumfang definiert, der an den Außenumfang der konduktiven Elektrode angrenzt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei das Ziehen der Flüssigkeit durch den ersten Abschnitt ferner das Ziehen der Flüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit umfasst, die zwischen einem Prozent (1%) und zwanzig Prozent (30%) höher als die zweite Geschwindigkeit ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei das Ziehen der Flüssigkeit durch den ersten Abschnitt ferner das Ziehen der Flüssigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit umfasst, die mindestens fünf Prozent (5%) höher als die zweite Geschwindigkeit ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, wobei das Ziehen der Flüssigkeit durch den primären Durchlass in der aktiven Elektrode ferner das Ziehen der Flüssigkeit mit einer dritten Geschwindigkeit umfasst, die höher als die erste und zweite Geschwindigkeit ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, wobei das Ziehen der Flüssigkeit durch den primären Durchlass in der aktiven Elektrode ferner das Ziehen der Flüssigkeit mit einer dritten Geschwindigkeit umfasst, die mindestens zehn Prozent (10%) höher als die erste und zweite Geschwindigkeit ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, wobei das Verfahren kein Verfahren zur chirurgischen oder therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, wobei das Verfahren nicht an einem lebenden menschlichen oder tierischen Körper durchgeführt wird.
- Elektrochirurgischer Stift, der Folgendes umfasst: ein Flüssigkeitsleitung, die eingerichtet ist, Flüssigkeit von einem distalen Ende des Stifts abzusaugen; einen nichtleitenden Abstandshalter, der an das distale Ende gekoppelt ist; eine aktive Elektrode, die von dem Abstandshalter getragen wird und eine Absaugöffnung, wobei die Absaugöffnung enger ist als die Flüssigkeitsleitung.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 33, wobei der Abstandshalter mindestens einen Abstandsbolzen umfasst, und wobei der Abstandsbolzen derart konfiguriert ist, dass der Abstandsbolzen an dem distalen Ende des Stifts über die aktive Elektrode hinausragt.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 33 oder 34, ferner umfassend eine Pilotelektrode.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 35, wobei die Pilotelektrode zurückgesetzt gegenüber dem distalen Ende des Stifts und der aktiven Elektrode angeordnet ist.
- Elektrochirurgischer Stift nach Anspruch 35 oder 36, wobei die Pilotelektrode kleiner als die aktive Elektrode ist.
- Vorrichtung mit einem elektrochirurgischen Stift nach einem der Ansprüche 35, 36 oder 37 und Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Pilotelektrode zu aktivieren, um ein Plasma um mindestens einen Teil der aktiven Elektrode herum zu erzeugen, und dann die aktive Elektrode zu aktivieren, um das von der Pilotelektrode erzeugte Plasma auszuweiten.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, wobei die Pilotelektrode zurückgesetzt in dem Abstandshalter angeordnet ist, um zu verhindern, dass Blasen und/oder Plasma, das von der Pilotelektrode erzeugt wurde, gelöscht wird durch Flüssigkeitsströmung über das distale Ende des Stifts.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 39, wobei der Abstandshalter und/oder die Elektrode mindestens einen Schlitz aufweisen mit einer Form und/oder Größe, die so gewählt sind, um den Fluss von Gas und/oder Plasma anstelle von Flüssigkeit durch den mindestens einen Schlitz zu ermöglichen.
- Vorrichtung nach Anspruch 40, wobei der Abstandshalter und die Elektrode mindestens einen teilweise überlappenden Schlitz aufweisen.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 41 mit einer Gegenelektrode.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 41 mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19.
- Elektrochirurgische Steuereinheit, die eingerichtet ist, einen elektrochirurgischen Stift zu steuern, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30 durchzuführen.
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