DE102015003368B4

DE102015003368B4 - System zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe

Info

Publication number: DE102015003368B4
Application number: DE102015003368.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Heine; Andreas Gollwitzer
Original assignee: HOCHSCHULE FURTWANGEN
Current assignee: HOCHSCHULE FURTWANGEN
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: DE102015003368A1

Abstract

System (1; 2; 3) zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe, mit- einem HF-Generator (20) zum Bereitstellen einer HF-Wechselspannung (U);- zwei elektrisch an den HF-Generator (20) angeschlossenen HF-Elektroden (10) zum Bereitstellen eines Schnitt- und/oder Koagulationsstroms (I) zwischen den zwei HF-Elektroden (10); und- einer Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N), an der ein elektrisches Ablenkungspotential (U; U, U) zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden (10) bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms (I) anliegt, wobei die Ablenkelektrode gegenüber dem Gewebe elektrisch isoliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe.
In der HF-Chirurgie, wobei „HF“ für „Hochfrequenz“ steht, wird Wechselstrom mit hoher Frequenz durch einen Teilbereich eines biologischen (z.B. menschlichen) Körpers geleitet, um gezielt Gewebe zu schädigen und/oder zu schneiden. Ein Vorteil gegenüber herkömmlicher Schneidetechnik mit einem rein mechanischen Skalpell ist es, dass in der HF-Chirurgie gleichzeitig mit dem Schnitt eine Blutungsstillung durch Verschluss der betroffenen Gefäße erfolgen kann.
In der bipolaren HF-Chirurgie fließt Strom im Gegensatz zur monopolaren HF-Chirurgie nur durch einen kleinen, vorbestimmten Teil des Körpers, nämlich demjenigen Teil des Körpers, in dem eine chirurgische Wirkung (also ein Schnitt und/oder eine Koagulation) gewünscht ist. Dabei werden zwei gegeneinander isolierte Elektroden, zwischen denen eine HF-Wechselspannung anliegt, direkt an die Operationsstelle geführt. Der Stromkreis wird über das dazwischenliegende Gewebe geschlossen. In dem Gewebe zwischen den HF-Elektroden findet ein thermischer Effekt statt, mit dem Gewebe geschnitten und gleichzeitig koaguliert werden kann.
Das Dokument US 2008/0140074 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung eines sogenannten ovalen Lochs im Herz, welches eine türartige Verbindung zwischen den Herzvorhöfen ist (Foramen ovale), die sich typischerweise nach der Geburt schließt. Die Behandlung besteht dabei aus dem Verschließen/Veröden des Lochs durch die lokale Behandlung mit thermischer Energie, die unter anderem durch hochfrequente Ströme, die zwischen Elektroden durch das entsprechende Gewebe fließen, erzeugt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes HF-chirurgisches Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe zu ermöglichen.
Ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 zum HF-chirurgischen Schneiden löst diese Aufgabe. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe. Das System weist einen HF-Generator zum Bereitstellen einer HF-Wechselspannung auf. Zwei elektrisch an den HF-Generator angeschlossene HF-Elektroden sind zum Bereitstellen eines Schnitt- und/oder Koagulationsstroms zwischen den zwei HF-Elektroden ausgebildet und vorgesehen. Das System weist eine Ablenkungselektrode auf, an der ein elektrisches Ablenkungspotential zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms anliegt.
Das System dient zum bipolaren Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe. Dafür liefert der HF-Generator eine HF-Wechselspannung im Frequenzbereich von 300 kHz bis 4000 kHz.
Die beiden HF-Elektroden können gegeneinander isoliert ausgebildet sein. In der Regel weisen sie einen nicht isolierten Ansatzpunkt und/oder eine nicht isolierte Kontaktfläche auf, mit dem/der sie unisoliert (also elektrisch leitend) an das zu schneidende und/oder koagulierende Gewebe ansetzbar sind.
Die HF-Elektroden können aus einem elektrischen Leiter ausgebildet sein, z.B. aus einem Metall.
Die Ablenkungselektrode dient zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms.
Dies erfolgt durch Anlegen des Ablenkungspotentials. Das Ablenkungspotential ist ein elektrisches Potential und verursacht ein elektrisches Feld, das elektrische Ablenkungsfeld, in dem sich die Elektronen bewegen, die aufgrund des HF-Wechselstroms zwischen den beiden HF-Elektroden durch das menschliche Gewebe fließen. Die Bewegung der Elektronen im elektrischen Ablenkungsfeld bewirkt eine Ablenkung der Elektronen als Ladungsträger des HF-Wechselstroms. Das Ablenkungspotential ist bevorzugt so ausgebildet, dass die zwischen den beiden HF-Elektroden fließenden Elektronen mit einer erhöhten Eindringtiefe in das Gewebe eindringen. Dadurch wird die Schnitttiefe erhöht. Je nach Polung der HF-Elektroden und/oder des anliegenden HF-Wechselstroms ist das Ablenkungspotential somit vorzugsweise als abstoßendes elektrisches Potential ausgebildet, aufgrund dessen die Elektronen weiter in das Gewebe eindringen.
Durch die Ablenkungselektrode wird somit eine zusätzliche, „dritte“ Elektrode bereitgestellt, die den Schnitt- und/oder Koagulationsstrom beeinflusst. Dabei bedeutet der Begriff Ablenken, dass der Stromfluss des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms zwischen den beiden HF-Elektroden durch die Anwesenheit der Ablenkungselektrode beeinflusst wird, insbesondere die Elektronen einen anderen Ausbreitungsweg wahrnehmen als bei Abwesenheit der Ablenkungselektrode. Der Ausbreitungsweg des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms entspricht im Wesentlichen dem Ort des thermischen Effekts im Gewebe. So tritt der thermische Effekt zum Schneiden und/oder Koagulieren bei Verwendung eines Ablenkungspotentials zum Beispiel weiter im Inneren des biologischen Gewebes auf als ohne die Ablenkungselektrode.
Das System erweitert somit den Anwendungsbereich von klassischen bipolaren HF-chirurgischen Operationssystemen, indem es unterschiedliche Schnitt- und/oder Koagulationstiefen ermöglicht. Dadurch wird das Einsatzgebiet des Systems erweitert.
Gemäß einer Ausführungsform weist das System einen Ablenkungsgenerator zum Einstellen des Ablenkungspotentials auf einen vorbestimmbaren elektrischen Potentialwert auf. Der Ablenkungsgenerator kann unabhängig vom HF-Generator ausgebildet sein oder einen gemeinsamen Anschluss (z.B. elektrische Masse) mit dem HF-Generator teilen. Der Ablenkungsgenerator dient zum Einstellen des Ablenkungspotentials auf einen Wert, dem eine vorbestimmbare Eindringtiefe des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms zugeordnet sein kann. Insbesondere kann der Ablenkungsgenerator dazu ausgebildet und vorgesehen sein, unterschiedliche Ablenkungspotentiale bereitzustellen, mit denen die Eindringtiefe des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms einstellbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der Ablenkungsgenerator dazu ausgebildet und vorgesehen, das Ablenkungspotential als ein im Wesentlichen konstantes Ablenkungspotential bereitzustellen. Alternativ und/oder zusätzlich zu dieser Ausführungsform kann der Ablenkungsgenerator auch dazu ausgebildet und vorgesehen sein, das Ablenkungspotential als ein zeitlich veränderliches Ablenkungspotential bereitzustellen. Während ein konstantes Ablenkungspotential eine gleichmäßige Eindringtiefe und/oder Schnitttiefe bewirkt, kann ein zeitlich veränderbares Ablenkungspotential unterschiedliche Eindring- und/oder Schnitttiefen bewirken. Insbesondere kann ein zeitlich veränderliches Ablenkungspotential die Eindringtiefe erhöhen und erniedrigen, so dass eine Art „Sägezahn“ Effekt an der Schnittfläche auftritt.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird durch den Ablenkungsgenerator das Ablenkungspotential auf einen Potentialwert von mindestens dem kleinsten Potentialwert der HF-Wechselspannung und maximal den größten Potentialwert der HF-Wechselspannung eingestellt. So kann bei Anlegen einer Wechselspannung von z.B. 220 V das Ablenkungspotential auf einen Potentialwert von -220 bis +220 V geregelt werden. Als einfaches Beispiel kann das Ablenkungspotential z.B. auf den Wert elektrisch Masse gelegt werden. Ein Potentialwert in diesem Bereich ist einerseits leicht bereitstellbar, andererseits beeinflussen diese Potentialwerte besonders günstig den bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstrom, da dieser zwischen ähnlichen elektrischen Potentialen fließt. Weiterhin sind die Eindringtiefe und der Verlauf des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms in diesem Potentialbereich besonders wirksam und effektiv steuerbar und einstellbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ablenkungselektrode kontrolliert positionierbar ausgebildet. Die Ablenkungselektrode ist so positionierbar, dass sie insbesondere in einem Raumbereich in der Nähe des Gewebes einführbar ist, durch dass der Schnitt- und/oder Koagulationsstrom fließt. Durch die Positionierung der Ablenkungselektrode kann die Art und Form der Ablenkung gezielt angesteuert werden. So kann eine Ablenkung besonders stark in einem Raumgebiet ausgebildet sein, das benachbart zur Ablenkungselektrode angeordnet ist. Durch eine Positionierung näher oder weiter weg von dem zu schneidenden Gewebe kann außerdem eine Ablenkungs- und/oder Eindringtiefe beeinflusst werden.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist das System eine verstellbare Halterung zum kontrollierten Positionieren und/oder Fixieren der Position der Ablenkungselektrode relativ zu den zwei HF-Elektroden auf. Die Halterung dient zum mechanischen Positionieren der Ablenkungselektrode. Die Halterung ist dabei so ausgebildet, dass die Ablenkungselektrode in einem Raumbereich benachbart zu den beiden HF-Elektroden positionierbar ist, insbesondere zwischen den beiden HF-Elektroden auf dem dazwischen liegenden Gewebe, z.B. im Wesentlichen auf einem Verbindungsweg zwischen den beiden HF-Elektroden entlang der Gewebeoberfläche.
Alternativ und/oder zusätzlich zu dieser Weiterbildung kann die Ablenkungselektrode ein isoliertes Griffelement zur manuell kontrollierten Positionierung der Ablenkungselektrode aufweisen. Das Griffelement dient in diesem Fall zum manuellen Positionieren der Ablenkungselektrode durch einen Arzt, Arzthelfer und/oder andere Personen mit bevorzugt medizinischen Kenntnissen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Ablenkungselektrode einen Isolator mit einer vorbestimmten Dielektrizitätskonstante auf. Im Gegensatz zu den HF-Elektroden, die elektrisch leitende Ansatzpunkte und/oder Kontaktflächen aufweisen zum Anlegen des HF-Wechselstroms an das Gewebe, ist die Ablenkungselektrode isoliert ausgebildet. Dadurch wird verhindert, dass sich ein unerwünschter Schnitt- und/oder Koagulationsstrom zwischen der Ablenkungselektrode und einer bzw. den beiden HF-Elektroden ausbildet. Aufgrund des Isolators kann die Ablenkungselektrode direkt auf das Gewebe zwischen den beiden HF-Elektroden aufgesetzt werden, ohne dass es zu einem solch unerwünschten Stromverlauf kommt. Damit lassen sich gerade solche isolierte Ablenkungselektroden besonders günstig auf dem Gewebe positionieren.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weicht die vorbestimmte Dielektrizitätskonstante um maximal 25% von der durchschnittlichen Dielektrizitätskonstante menschlichen Gewebes ab. Da die Dielektrizitätskonstante menschlichen Gewebes ca. 81 beträgt, kann die Dielektrizitätskonstante des Isolators z.B. zwischen 60 und 100 betragen, bevorzugt zwischen 70 und 90. Eine solche Dielektrizitätskonstante der Isolierung ermöglicht eine besonders genaue und gezielte Ablenkung des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms und zugleich eine sichere Vermeidung von unerwünschten Strombildungen zwischen der Ablenkungselektrode und einer oder beiden HF-Elektroden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Gel als Isolator vorgesehen sein. Das Gel kann entweder direkt auf die Elektrode oder auf die Ansatzstelle des biologischen Gewebes aufgetragen werden. In dieser Ausführungsform ist das Gel ein Bestandteil des Systems.
Gemäß einer Ausführungsform weist das System zumindest zwei Ablenkungselektroden auf, an denen jeweils ein zugeordnetes elektrisches Ablenkungspotential zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms anliegt. Das System kann so nicht nur eine Ablenkungselektrode als „dritte“ Elektrode neben den beiden HF-Elektroden aufweisen, sondern auch eine „vierte“ Elektrode, gegebenenfalls eine „fünfte“ Elektrode usw. Durch ein gezieltes Positionieren der einzelnen Ablenkungselektroden und/oder gezieltes Anlegen von Ablenkungspotentialen an jede oder vereinzelte der Ablenkungselektroden kann der Schnitt- und/oder Koagulationsstrom gezielt geformt werden. Dadurch können an unterschiedlichen Positionen z.B. entlang des Schnitts durch das Gewebe unterschiedliche Eindringtiefen bewirkt werden. Die Eindringtiefen können abhängig von der Positionierung der einzelnen Ablenkungselektroden und der jeweils anliegenden Ablenkungspotentiale ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist das System ein Steuermittel zum Ansteuern und/oder Einstellen jedes einzelnen der zugeordneten elektrischen Ablenkungspotentiale auf. Das Steuermittel kann einen Prozessor aufweisen, mittels dessen programmierbare Befehle ausführbar sind. Das Steuermittel dient insbesondere zum Anlegen von unterschiedlichen elektrischen Ablenkungspotentialen an die einzelnen Ablenkungselektroden.
Ein zweiter Aspekt betrifft ein Verfahren zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe, wobei

- eine HF-Wechselspannung bereitgestellt wird;
- zwischen zwei elektrisch an die HF-Wechselspannung angeschlossene HF-Elektroden ein Schnitt- und/oder Koagulationsstrom bereitgestellt wird; und
- der zwischen den zwei HF-Elektroden bereitgestellte Schnitt- und/oder Koagulationsstrom mittels eines elektrischen Ablenkungspotentials abgelenkt wird.

Das Verfahren kann insbesondere mittels des Systems gemäß dem ersten Aspekt durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Einzelne in den Figuren gezeigte Merkmale der Ausführungsbeispiele können auf andere Ausführungsbeispiele übertragen werden. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines bipolaren HF-chirurgischen Systems gemäß Stand der Technik;
2 eine Fotografie eines bipolaren HF-chirurgischen Systems gemäß Stand der Technik;
3 in einem Diagramm den Potentialverlauf in einem bipolaren HF-chirurgischen System;
4 in einem Diagramm den Potentialverlauf in einem bipolaren HF-chirurgischen System zusammen mit bevorzugten Elektronenbahnen;
5A in einer schematischen Darstellung ein erstes bipolares HF-chirurgisches System mit einer Ablenkungselektrode;
5B einen Schaltplan des ersten bipolaren HF-chirurgischen Systems aus 5A;
6A in einer schematischen Darstellung ein zweites bipolares HF-chirurgisches System mit zwei oder mehr Ablenkungselektroden;
6B einen Schaltplan des zweiten bipolaren HF-chirurgischen Systems aus 6A;
7 in einer schematischen Darstellung eine Änderung des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms bei Einsatz des ersten bipolaren HF-chirurgischen Systems;
8 in einer schematischen Darstellung eine Änderung des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms bei Einsatz des zweiten bipolaren HF-chirurgischen Systems;
9A-9C in jeweils einer schematischen Darstellung ein drittes bipolares HF-chirurgisches System mit einem veränderlichen Ablenkungspotential an drei Ablenkungselektroden;
10A in einer schematischen Darstellung ein bipolares HF-chirurgisches System mit einer Ablenkungselektrode bei einer Knieoperation;
10B in einer schematischen Darstellung ein bipolares HF-chirurgisches System mit einer Ablenkungselektrode bei einer Oberkörperoperation;
10C in einer schematischen Darstellung ein bipolares HF-chirurgisches System mit mehreren Ablenkungselektroden bei einer Oberkörperoperation;
11 in einem Diagramm eine simulierte Flugbahn eines Elektrodenstroms bei einem bipolaren HF-chirurgischen System mit einer Ablenkungselektrode;
12 in einem Diagramm drei simulierte Flugbahnen eines Elektrodenstroms bei einem bipolaren HF-chirurgischen System mit einer Ablenkungselektrode, an der drei unterschiedliche elektrische Ablenkungspotentiale anliegen;
13A, 13B in jeweils einem Diagramm eine simulierte Flugbahn eines Elektrodenstroms bei einem bipolaren HF-chirurgischen System mit einer Ablenkungselektrode, an der zwei unterschiedliche elektrische Ablenkungspotentiale anliegen;
14A, 14B, 14C in jeweils einem Diagramm eine simulierte Flugbahn eines Elektrodenstroms bei einem bipolaren HF-chirurgischen System mit direkt auf Gewebe aufgesetzter Ablenkungselektrode, an der unterschiedliche elektrische Ablenkungspotentiale anliegen; und
15 in einem Diagramm eine simulierte Flugbahn eines Elektrodenstroms bei einem bipolaren HF-chirurgischen System mit mehreren direkt auf Gewebe aufgesetzten Ablenkungselektroden.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein vorbekanntes bipolares HF-chirurgisches System 200. Das System 200 weist einen HF-Generator 230 auf, der zwei HF-Elektroden 210 mit einer hochfrequenten Wechselspannung versorgt. Ein Patient 220 liegt auf einem Operationstisch. Die HF-Elektroden werden bei der Operation wie ein Skalpell benutzt, das sowohl schneidet als auch koaguliert. Das Schneiden und Koagulieren wird durch den hochfrequenten Wechselstrom zwischen den beiden HF-Elektroden bewirkt, zwischen denen sich der Stromkreis über das Gewebe des Patienten 220 schließt und dort einen thermischen Effekt verursacht, der das Gewebe schneidet.
2 zeigt in einer Fotografie ein solch vorbekanntes HF-chirurgisches System in Form einer Pinzette mit zwei HF-Elektroden 210, die an den beiden Pinzettenspitzen nicht isolierte Kontaktflächen 212 aufweisen. Die länglichen Pinzettenarme sind als jeweils isoliertes Teilstück 211 ausgebildet.
In der 2 ist gezeigt, wie das HF-chirurgische System dazu verwendet wird, eine Warze 221 zu entfernen. Dazu wird die Warze 221 zwischen den beiden Kontaktflächen 212 eingeklemmt und die beiden HF-Elektroden 210 mit einer HF-Wechselspannung versorgt.
Allgemein kann mit einer solchen HF-chirurgischen Pinzette Gewebe dadurch geschnitten und/oder koaguliert werden, das es zwischen die beiden Kontaktflächen 212 angeordnet wird und daraufhin die beiden Elektroden 210 mit dem HF-Wechselstrom und/oder der HF-Wechselspannung versorgt werden.
Die hochfrequente Wechselspannung kann z.B. über einen Fußschalter bequem ausgelöst werden, wodurch ein elektrischer hochfrequenter Impuls an die beiden HF-Elektroden 210 angelegt wird, die Warze 221 abgeschnitten wird und gleichzeitig die Wunde koaguliert wird.
3 zeigt in einem Diagramm den Potentialverlauf in einem bipolaren HF-chirurgischen System. Dabei sind die HF-Elektroden 210 schematisch so dargestellt, dass ihre nicht isolierten Kontaktflächen in einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Zeichenebene steht. Die beiden HF-Elektroden 210 sind beabstandet voneinander angeordnet über einen Spalt, entlang dem die stärkste Potentialänderung angeordnet ist.
Zwischen den beiden HF-Elektroden 210 bildet sich ein elektrisches Feld aus, das wie in 3 gezeigt angeordnet ist. In 3 ist das elektrische Feld beispielhaft gezeigt für den Fall, dass die untere der beiden HF-Elektroden 210 auf dem Potential 0 V liegt und die obere der beiden HF-Elektroden 210 auf dem Potential 250 V. In 3 sind die resultierenden Äquipotentiallinien im Abstand von jeweils 25 V zueinander dargestellt. Mit Pfeilen ist weiterhin das elektrische Wechselfeld gezeigt, dass sich zwischen den beiden HF-Elektroden 210 ausbildet. Das elektrische Feld weist von der HF-Elektrode auf dem Potential 250 V zu der HF-Elektrode auf dem Potential 0 V. Allgemein weist das elektrische Wechselfeld von der HF-Elektrode auf dem nominell höheren elektrischen Potential zu der HF-Elektrode auf dem nominell niedrigeren elektrischen Potential. Die eingezeichneten Äquipotentiallinien verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu dem elektrischen Wechselfeld.
Werden die zwei HF-Elektroden 210 mit ihren nicht isolierten Kontaktflächen an Gewebe angelegt, fließt ein elektrischer Wechselstrom durch das zwischen den HF-Elektroden angeordnete Gewebe. Der Verlauf des Wechselstroms durch das Gewebe hängt dabei von dem in 3 gezeigten elektrischen Wechselfeld ab. So verläuft der Wechselstrom im Wesentlichen entlang des gezeigten elektrischen Wechselfelds. Dabei hängt der genaue Stromverlauf von der Austrittsstelle der Elektronen aus der jeweiligen HF-Elektrode ab und kann somit örtlich variieren.
4 zeigt in einem Diagramm die HF-Elektroden 210 wie in 3, allerdings ohne das elektrische Feld. 4 zeigt weiterhin den unterschiedlichen Stromverlauf für drei beispielhaft gezeigte Elektronen, die von der einen HF-Elektrode unter drei unterschiedlichen Austrittswinkeln emittiert werden und sich dann entlang des elektrischen Feldes zur Gegenelektrode bewegen.
Allgemein wird durch den HF-Generator eine HF-Wechselspannung an die beiden HF-Elektroden angelegt. Diese erzeugen somit ein elektrisches HF-Wechselfeld zwischen den HF-Elektroden, das bei einem Elektronenaustritt aus einer der HF-Elektroden zu einem HF-Wechselstrom führt, der im Wesentlichen entlang der elektrischen Feldlinien des elektrischen HF-Wechselfelds verläuft. Der HF-Wechselstrom zwischen den HF-Elektroden wird auch als „Elektrodenstrom“ und/oder als „Schnitt- und/oder Koagulationsstrom“ bezeichnet.
5A und 5B zeigen ein bipolares HF-chirurgisches System 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigt 5A das System 1 in einer schematischen Darstellung, während 5B den zugehörigen Schaltplan des Systems 1 zeigt.
Das System 1 weist alle Komponenten des in den 1 bis 4 beschriebenen vorbekannten HF-chirurgischen Systems 200 auf. Das System 1 weist insbesondere zwei HF-Elektroden 10 auf, die von einem HF-Generator 20 mit einer hochfrequenten Wechselspannung U₁ versorgt werden. Das System 1 weist weiterhin eine Ablenkungselektrode 30 als eine zusätzliche, „dritte“ Elektrode auf, die zum Ablenken des zwischen den beiden HF-Elektroden 10 bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms dient. Der Schnitt- und/oder Koagulationsstrom ist in 5A als Elektrodenstrom I_HF gezeigt, also als hochfrequenter Wechselstrom zwischen den beiden HF-Elektroden 10.
In 5A ist gezeigt, dass die beiden HF-Elektroden beabstandet voneinander auf einem Gewebe 50 positioniert sind. Die beiden HF-Elektroden 10 befinden sich im Einsatz in physikalischen und elektrischen Kontakt zu einem biologischen Gewebe 50. Die Ablenkungselektrode 30 ist an ihrem einer elektrischen Zuleitung (in 5A nicht gezeigt) abgewandten Ende isoliert ausgebildet, und weist dort einen Isolator 31 auf. Im Einsatz kann die Ablenkungselektrode 30 mit dem isolierten Ende ebenfalls auf dem Gewebe 50 angeordnet sein bzw. werden, und zwar in einem Raumgebiet zwischen den beiden HF-Elektroden 10. Die Ablenkungselektrode 30 kann insbesondere im Wesentlichen auf der Verbindungslinie zwischen den beiden HF-Elektroden auf dem Gewebe 50 angeordnet sein.
In 5B ist gezeigt, dass das System 1 weiterhin einen Ablenkungsgenerator 40 aufweist, über den die Ablenkungselektrode 30 mit einer Ablenkungsspannung bzw. Ablenkungspotential U₂ versorgt wird. Der Ablenkungsgenerator 40 stellt somit das Ablenkungspotential U₂ bereit und legt dieses an die Ablenkungselektrode 30 an. Dazu verläuft eine elektrische Leitung vom Ablenkungsgenerator 40 zu der Ablenkungselektrode 30. Weiterhin weist das System 1 elektrische Leitungen zwischen dem HF-Generator 20 und den beiden HF-Elektroden 10 auf, die diese mit der entsprechenden HF-Wechselspannung U₁ versorgen.
In 5B ist weiterhin gezeigt, dass der Ablenkungsgenerator 40 genauso wie eine der beiden HF-Elektroden auf einem gemeinsamen Potential liegen können, zum Beispiel auf elektrisch Masse.
In 5A ist gezeigt, dass das an der Ablenkungselektrode 30 anliegende Ablenkungspotential U₂ ein elektrisches Ablenkungsfeld E_A verursacht, das den Verlauf des Elektrodenstroms I_HF ablenkt, diesen insbesondere weiter ins Innere des Gewebes 50 verlagert. Dadurch bewirkt das an der Ablenkungselektrode 30 anliegende Ablenkungspotential U₂ eine Vertiefung des Schnitts durch das Gewebe 50.
In 5A sind weiterhin schematisch die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten der Luft mit ε_r0 gezeigt, sowie zwei unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten des Gewebes 50. So weist das Gewebe 50 an seiner Außenfläche eine erste Dielektrizitätskonstante ε_r1 auf, und weiter im Inneren eine zweite Dielektrizitätskonstante ε_r2 .
Durch das Anbringen der Ablenkungselektrode 30 mit einer zugeordneten Polarität wird die Flugbahn des Elektrodenstroms abgelenkt und weiter ins Innere des Gewebes 50 gedrückt. Damit sind tiefere Schnitte möglich. Durch die Ablenkungselektrode 30 wird somit eine Steuermöglichkeit der Flugbahn des Elektrodenstroms durch biologisches Gewebe bereitgestellt. Dabei erzeugt die Ablenkungselektrode 30 mittels des Ablenkungspotentials U₂ das elektrische Ablenkungsfeld E_A , das im Inneren des Gewebes 50 die Flugbahn der Elektronen durch das Gewebe aufgrund der auftretenden Coulomb-Kraft ablenkt.
Unter Beachtung der Größen der vorhandenen Dielektrika des Gewebes 50 lässt sich die Energie des Elektronenstroms gezielt ins Innere des Gewebes lenken, um so operative Eingriffe wie Koagulieren und/oder Schneiden im Inneren des Gewebes 50 zu ermöglichen.
Die Ablenkungselektrode 30 wird über den Ablenkungsgenerator 40 mit der konstanten oder zeitlich veränderlichen Ablenkungsspannung U₂ angesteuert. Dazu ist die Ablenkungselektrode 30 über den Isolator 31 elektrisch vom Gewebe 50 getrennt. Der Isolator 31 kann dabei aus einem Material ausgebildet sein, das eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die ungefähr der Dielektrizitätskonstante des behandelnden Gewebes entspricht, um eine maximale Feldwirkung zu erzielen. Dabei ist die Dielektrizitätskonstante des Isolators 31 bevorzugt ungefähr gleich zu der außen liegenden ersten Dielektrizitätskonstante ε_r1 .
6A und 6B zeigen ein zweites bipolares HF-chirurgisches System 2. Dabei zeigt die 6A in einer schematischen Darstellung den Einsatz des Systems 2 und 6B in einem Schaltplan die elektrische Ansteuerung des Systems 2.
Das System 2 weist genau wie das System 1 zwei HF-Elektroden 10 auf. Das System 2 weist allerdings im Gegensatz zu dem in den 5A und 5B dargestellten System 1 nicht nur eine einzelne Ablenkungselektrode 30 auf, sondern mehrere Ablenkungselektroden. Dabei sind in 6A beispielhaft die beiden Ablenkungselektroden 30A und 30B gezeigt. 6B zeigt den zugehörigen Schaltplan, bei dem beispielhaft die Ablenkungselektroden 30A bis 30N gezeigt sind, wobei N für eine beliebige natürliche Zahl steht.
Das System 2 weist für jede Ablenkungselektrode 30A...30N einen jeweils zugeordneten Ablenkungsgenerator 40A ... 40N auf, der elektrisch mit der jeweils zugeordneten Ablenkungselektrode 30A...30N verbunden ist.
Mit Hilfe der Ablenkungselektroden 30A...30N kann der Elektrodenstrom I_HF zwischen den HF-Elektroden 10 auch über eine größere Strecke gezielt im Inneren des Gewebes 50 ein- und/oder angesteuert werden. Dabei ist jede einzelne Ablenkungselektrode 30A...30N an ihrer Kontaktfläche mit einem Isolator 31 isoliert.
Die Ablenkungsgeneratoren 40A...40N stellen jeweils die Ablenkungspotentiale U₂₁ bis U_2n bereit, die z. B. alle den gleichen Potentialwert aufweisen können oder auch individuelle Potentialwerte aufweisen können. Die Ablenkungspotentiale U₂₁ bis U_2n können konstant oder zeitlich veränderlich ausgebildet sein, wodurch z.B. veränderliche Eindringtiefen des Elektrodenstroms I_HF ermöglicht bzw. bewirkt werden können. Insbesondere können Eindringtiefen wie bei einem rotierenden Sägeblatt erzeugt werden, indem die Ablenkungspotentiale zeitlich verändert werden. Dabei kann eine Art „Sägezahneffekt“ erzeugt werden. Dazu wird die Flugbahn des Elektrodenstroms I_HF abhängig von der veränderlichen Ablenkungsspannung U_2i (mit i = 1...n) unterschiedlich weit ins Gewebe 50 abgelenkt. Dadurch können Schnitte und/oder Zerstörungen des Gewebes 50 erzielt werden, die unterschiedlich tief ausgebildet sind.
7 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Änderung des Elektrodenstroms unter Einsatz des Systems 1. Dabei ist schematisch der Elektrodenstrom I_HF für zwei unterschiedliche Ablenkungspotentiale U₂ gezeigt. Das Ablenkungspotential U₂ kann auch während des Schneidens seitlich variiert werden, so dass der Elektrodenstrom an unterschiedlichen Zeitpunkten des Schneidens unterschiedlich tief in das Gewebe eindringt.
8 zeigt ähnlich wie 7 die Veränderung des Verlaufs des Elektrodenstroms I_HF bei zeitlich veränderlichen Ablenkungspotentialen im System 2. Auch hier kann die Schnitthöhe des Elektrodenstroms I_HF entsprechend der zeitlich veränderlichen Amplitude der Ablenkungsspannungen/-potentialen U₂₁ bis U_2n eingestellt werden. Die zeitliche Veränderung der Schnitttiefen ist durch Pfeile gekennzeichnet.
Durch Phasenverschiebungen in den Ansteuersignalen der Ablenkungspotentiale U₂₁ bis U_2n an den Ablenkungselektroden kann z.B. eine Bewegung der Amplitudenmaxima des Elektrodenstroms I_HF entlang oder parallel zur Gewebeoberfläche erzeugt werden, also z.B. in eine horizontale Richtung. Diese Bewegung kann sowohl in Richtung der ersten HF-Elektrode 10 als auch in Richtung der zweiten HF-Elektrode 10 hin durch entsprechende phasenverschobene Ansteuerung bewirkt werden. Hierdurch lassen sich Schnitte oder Zerstörungen mit vorbestimmbarer Eindringtiefe sowie Bewegungen in Richtung von der einen HF-Elektrode 10 zur zweiten HF-Elektrode 10 erzielen.
9A bis 9C zeigen diese unterschiedlich stark ausgeprägten Ablenkungspotentiale beispielhaft an einem System 3 mit drei Ablenkungselektroden 30A, 30B und 30C. Die Verlagerung des an dem Ablenkungselektroden anliegenden Ablenkungspotentials von einer ersten der beiden HF-Elektroden 10 hin zur zweiten der beiden HF-Elektroden 10 kann dabei den Nebeneffekt bewirken, dass durch die Bewegung Material transportiert werden kann in Richtung hin zur zweiten HF-Elektrode 10. Dabei kann das abgeschnittene und/oder zerstörte Gewebe zusammen mit dem Elektrodenstrom abtransportiert werden. Dies ist in den 9A bis 9C mit einem horizontal eingezeichneten Pfeil dargestellt. Das System 3 kann somit dazu ausgebildet und vorgesehen sein, eine Ansteuerung der Ablenkungselektroden mittels eines fortlaufenden „Sägezahneffekts“ bereitzustellen, mittels dessen Materialtransport von einer ersten der HF-Elektroden 10 zur zweiten der HF-Elektroden 10 bereitgestellt wird.
10A zeigt in einer schematischen Darstellung das bipolare HF-chirurgische System 1 mit der Ablenkungselektrode 30 bei einer geschlossenen Operation an Gelenken, insbesondere bei einer Operation am Kniegelenk. Dabei werden die beiden HF-Elektroden 10 seitlich am Knie angesetzt, also jeweils an der Beinaußenseite und an der Beininnenseite eines Patienten an der Haut des Patienten. Die isolierte Ablenkungselektrode 30 wird zwischen den beiden HF-Elektroden 10 zentral auf der Haut des Patienten an der Kniescheibe angesetzt.
10B zeigt in einer schematischen Darstellung das bipolare HF-chirurgische System 1 mit der Ablenkungselektrode 30 bei einer geschlossenen Operation an inneren Organen. Dabei werden die beiden HF-Elektroden 10 jeweils rechts und links an die Seiten eines Patienten 60 angesetzt, während die Ablenkungselektrode 30 zentral auf den Bauch des Patienten 60 angesetzt wird.
10C zeigt ähnlich zur 10B in einer schematischen Darstellung die Verwendung des bipolaren HF-chirurgischen Systems 2 mit mehreren Ablenkungselektroden 30A...30N bei einer geschlossenen Operation an inneren Organen. Dabei werden die beiden HF-Elektroden 10 jeweils rechts und links an die Seiten eines Patienten 60 angesetzt. Einige der Ablenkungselektroden, z.B. die Ablenkungselektroden 30A und 30B, werden auf der Bauchseite des Patienten 60 angesetzt, während weitere der Ablenkungselektroden 30C...30N auf der Rückenseite des Patienten 60 angesetzt werden. Somit kann eine gezielte gezielte Steuerung des Elektrodenstromverlaufs durch den Körper des Patienten bereitgestellt werden.
Allgemein kann die eine oder die mehreren Ablenkungselektrode(n) von beliebigen Richtungen am Patienten 60 angebracht werden, abhängig von einer gewünschten Ablenkung des Elektrodenstroms und unter Berücksichtigung des Körpers als Dielektrikum. Wie nachfolgend gezeigt führen unterschiedliche Dielektrika zu einem unterschiedlichen Feldlinienverlauf des elektrischen Wechselfelds zwischen den beiden HF-Elektroden 10 und somit zu unterschiedlichen, z.B. gekrümmten, Ausbreitungswegen des Elektrodenstroms I_HF durch das Gewebe des Patienten 60.
11 zeigt in einem Diagramm eine Verteilung der elektrischen Potentiale für eine ähnlich wie in den 3 und 4 gezeigte Anordnung. Gezeigt in 11 ist eine Potentialverteilung für ein bipolares HF-chirurgisches System mit zwei HF-Elektroden 10 und einer Ablenkungselektrode 30, also z.B. für das in den 5A und 5B gezeigte System 1.
Dabei liegt eine erste der beiden HF-Elektroden 10 des Systems zu dem simulierten Zeitpunkt gerade an dem elektrischen Potential U₁₁=250 V, während die zweite der beiden HF-Elektroden 10 gerade an dem elektrischen Potential von U₁₂=0 V der HF-Wechselspannung anliegt. An der Ablenkungselektrode 30 (in der 11 auch als Elektrode 3 bezeichnet) liegt als Ablenkungspotential U₂=0 V. Die beiden HF-Elektroden sind mit ihren Kontaktflächen über einen Spalt beabstandet voneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die im simulierten Fall senkrecht zur Zeichenebene angeordnet ist. Die Ablenkungselektrode 30 ist senkrecht zu dieser Ebene angeordnet und weist mit ihrer Kontaktfläche zu dem Spalt zwischen den beiden HF-Elektroden 10 hin.
In der in 11 gezeigten Anordnung ist die Kontaktfläche der Ablenkungselektrode 30 nicht auf dem direkten Verbindungsweg zwischen den beiden HF-Elektroden angeordnet, sondern etwas beabstandet davon. Zwischen allen Elektroden befindet sich in der simulierten Situation kein Gewebe sondern Luft als Dielektrikum.
Deutlich sind in 11 die resultierenden Äquipotentiallinien des elektrischen Feldes im Abstand von jeweils 25 V zueinander gezeigt. Im Gegensatz zu den in den 3 und 4 dargestellten Äquipotentiallinien sind die des in 11 gezeigten Systems zu der HF-Elektrode mit dem nominell höheren Potential hin verschoben, also der Elektrode 1 auf dem Potential U₁₁=250 V.
Da der Schnitt- und/oder Koagulationsstrom I_HF senkrecht zu den Äquipotentiallinien verläuft, verändert sich damit auch die räumlich Anordnung der Flugbahn der Elektronen zwischen den beiden HF-Elektroden 10. In 11 ist eine simulierte, resultierende Flugbahn des Elektrodenstroms gezeigt. Im Vergleich zu den in 4 gezeigten Flugbahnen ist die in 11 gezeigte Flugbahn von der Ablenkungselektrode 30 weg verlagert. In 11 ist der Verlauf des Mittelwerts der für diesen Fall maximal weit ausgedehnten Flugbahn des Elektrodenstroms gezeigt.
Mit dieser Anordnung der Elektroden des Systems können um 100% höhere Eindringtiefen als ohne Ablenkungselektrode erreicht werden, also z.B. eine Erhöhung der Eindringtiefe von ca. 0,5 mm ohne Ablenkungselektrode auf ca. 1 mm mit Ablenkungselektrode.
12 zeigt in einem Diagramm eine Verteilung der elektrischen Potentiale für ein bipolares HF-chirurgisches System mit zwei kugelförmigen HF-Elektroden 10 und einer Ablenkungselektrode 30. Für die in 12 gezeigte Simulation wurde Luft als Dielektrikum zwischen allen drei beteiligten Elektroden verwendet.
Dabei liegt eine erste der beiden kugelförmigen HF-Elektroden 10 des Systems zu dem simulierten Zeitpunkt gerade an dem elektrischen Potential U₁₁=250 V, während die zweite der beiden kugelförmigen HF-Elektroden 10 gerade an dem elektrischen Potential von U₁₂=0 V der HF-Wechselspannung anliegt. An der Ablenkungselektrode 30 (in 11 auch als Elektrode 3 bezeichnet) liegt als Ablenkungspotential U₂ an. Die Simulation wurde mit drei unterschiedlichen Ablenkungspotentialen U₂ =125 V, 0 V und -250 V berechnet.
In 12 sind sowohl die resultierenden Äquipotentiallinien als auch der Verlauf der maximalen Ausweitung des Elektrodenstroms im Mittelwert gezeigt, und zwar für die drei unterschiedlichen Ablenkungspotentiale U₂ . Die unterschiedlichen Auslenkungen der Flugbahn aus der Verbindungsebene der beiden HF-Elektroden 10 hinaus betragen:

0,9 mm für U₂ =125 V;
1,1 mm für U₂ =0 V; und
1,25 mm für U₂ =-250 V.

Damit ist gezeigt, dass die Ablenkung des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms und somit die Eindringtiefe in das Gewebe abhängig von dem Wert des elektrischen Ablenkungspotentials ist, das an der Ablenkungselektrode 30 anliegt. Somit kann durch eine Steuerung des Ablenkungspotentials auch die Eindringtiefe in das Gewebe steuerbar sein.
13A und 13B zeigen in jeweils einem Diagramm eine Simulation des Elektrodenstroms für ein bipolares HF-chirurgisches System mit zwei HF-Elektroden 10 und einer Ablenkungselektrode 30. Dabei liegt eine erste der beiden HF-Elektroden 10 des Systems gerade an dem elektrischen Potential U₁₁=250 V, während die zweite, andere der beiden HF-Elektroden 10 gerade an dem elektrischen Potential von U₁₂=0 V der HF-Wechselspannung anliegt.
Die beiden HF-Elektroden 10 weisen kugelförmige Kontaktflächen auf, die gemeinsam auf der Oberfläche eines Gewebes 50 aufliegen, das in den 13A und 13B rechts der gestrichelten Linie angeordnet ist. Die beiden kugelförmigen Kontaktflächen der beiden HF-Elektroden 10 sind somit in einer Ebene angeordnet, die durch die Oberfläche des Gewebes gebildet wird und in der eine direkte Verbindungslinie zwischen den beiden kugelförmigen Kontaktflächen angeordnet ist. In der in den 13A und 13B gezeigten Anordnung ist die Ablenkungselektrode 30 beabstandet zur Gewebeoberfläche (und somit auch beabstandet zum direkten Verbindungsweg zwischen den beiden kugelförmigen Kontaktflächen der HF-Elektroden) angeordnet und berührt die Gewebeoberfläche nicht. Dadurch wirkt Luft als Isolator zwischen der Ablenkungselektrode 30 und dem Gewebe.
Das Gewebe weist als menschliches Gewebe eine Dielektrizitätskonstante von ca. ε_r=81 auf, während Luft ungefähr eine Dielektrizitätskonstante ε_r0=1 aufweist. In 13A liegt die Ablenkungselektrode 30 auf dem Ablenkungspotential U₂=125 V, während sie in der in 13B gezeigten Simulation auf dem Ablenkungspotential U₂=0 V liegt. Dargestellt ist in beiden Figuren die sich ergebende, simulierte Flugbahn des Elektrodenstroms als Mittelwert der für diesen Fall maximal weit ausgedehnten Flugbahn des Elektrodenstroms.
Die simulierte Eindringtiefe ändert sich für die beiden unterschiedlichen Ablenkungspotentiale nur wenig, nämlich von einer Endringtiefe von 2,736 mm bei U₂=125 V (vgl. 13A) zu 2,754 mm bei U₂=0 V (vgl. 13B).
Der bevorzugte Austrittswinkel der Elektronen hängt von der Ablenkungsspannung ab. Je größer die Ablenkungsspannung ausgebildet ist, desto größer ist auch der Austrittswinkel. Zu große Ablenkungsspannungen an der Ablenkungselektrode 30 können allerdings zum Durchschlag von der Ablenkungselektrode 30 auf die stromdurchflossenen HF-Elektroden 10 führen. Der Durchschlag ist abhängig vom Dielektrikum des Gewebes. Um einen typischen Fall zu repräsentieren, wird in den in 11 und 12 gezeigten Simulationen von einem beispielhaften Winkel von ca. 45° als Austrittswinkel der Elektronen ausgegangen. Dieser Winkel ist beispielhaft bei allen gezeigten Simulationen gewählt, die mit konstantem Dielektrikum simuliert wurden (vgl. 4, 11 und 12). Bei den Anordnungen mit Grenzschicht zwischen zwei Dielektrika, also den in den 13 bis 15 gezeigten Simulationen, ist der Austrittswinkel aufgrund der bevorzugten Flussrichtung des Elektronenstroms an Grenzschichten beispielhaft auf 90 ° erhöht.
In den Figuren ist als Flugbahn des Elektrodenstroms im Wesentlichen ein bevorzugter Pfad der höchsten Stromdichte gezeigt.
Eine Brechung der Feldlinien an der Oberfläche der Ablenkungselektrode hat eine Schwächung der inneren Feldstärke und damit eine verminderte Ablenkwirkung des Elektrodenstroms zur Folge und ist in den in den 13A und 13B gezeigten Simulationen dargestellt. Zur Vermeidung von solchen Brechungen der Feldlinien an der Oberfläche der Ablenkungselektrode 30 eignet sich z.B. der Einsatz von Gel als Isolator zwischen der Ablenkungselektrode 30 und dem Gewebe.
14A, 14B und 14C zeigen in jeweils einem Diagramm eine Simulation mit einem bipolaren HF-chirurgischen System. Dabei sind die HF-Elektroden 10 wie in der Simulation aus den 13A und 13B auf der Oberfläche eines Gewebes 50 angeordnet. Im Unterschied zu der Simulation aus den 13A und 13B ist nun allerdings auch die Kontaktfläche der Ablenkungselektrode 30 auf der Oberfläche des Gewebes angeordnet, also im Wesentlichen auf dem direkten Verbindungsweg zwischen den beiden HF-Elektroden entlang der Gewebeoberfläche. Dabei ist zwischen der Gewebeoberfläche und der Kontaktfläche der Ablenkungselektrode ein Gel mit einer ähnlichen Dielektrizitätskonstante wie das zu behandelnde biologische Gewebe aufgetragen und/oder angeordnet. Alternativ zu dem Gel könnte auch ein anderes Anpassungsmedium an dieser Stelle angeordnet sein.
Bei gleichen elektrischen Potentialen an den Elektroden wie in der Simulation, die in 13B gezeigt ist, erhöht sich die simulierte Eindringtiefe auf 4,529 mm, wie in der Simulation der 14B gezeigt.
Unter Verwendung eines Ablenkungspotentials U₂ von -125 V erhöht sich die Eindringtiefe sogar auf 8,317 mm, wie in der Simulation der 14B gezeigt.
In 14C sind schließlich drei unterschiedliche Eindringtiefen in Abhängigkeit von drei unterschiedlichen Ablenkungspotentialen U₂ in einem Diagramm als simulierte Flugbahnen des Elektrodenstroms gezeigt, nämlich für U₂=125 V, 0 V und -125 V. Die Simulationen zeigen, dass sich die Eindringtiefe in das biologische Gewebe 50 in Abhängigkeit von der Höhe des Ablenkungspotentials steuern und/oder variieren lässt.
15 zeigt schließlich in einem Diagramm zwei Simulationen ähnlich zu der in den 14A bis 14C gezeigten Situation. Allerdings zeigt 15 die Simulationen für ein bipolares HF-chirurgisches System mit zwei Ablenkungselektroden 30A und 30B, an denen unterschiedliche Ablenkungspotentiale anliegen.
So zeigt 15 einmal die sich ergebende Flugbahn des Elektrodenstroms für die Potentiale:

erste HF-Elektrode 10 auf U₁₁=250 V;
zweite HF-Elektrode 10 auf U₂₁=0 V;
erste Ablenkungselektrode 30A auf U₃₁=175 V; und
zweite Ablenkungselektrode 30B auf U₃₂=75 V.

Weiterhin zeigt 15 die sich ergebende Flugbahn des Elektrodenstroms für die Potentiale:

erste HF-Elektrode 10 auf U₁₁=250 V;
zweite HF-Elektrode 10 auf U₂₁=0 V;
erste Ablenkungselektrode 30A auf U₃₁=100 V; und
zweite Ablenkungselektrode 30B auf U₃₂=150 V.

Aus den beiden beispielhaft gezeigten Simulationen zeigt sich, dass sowohl die Eindringtiefe als auch die Form des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms durch eine entsprechende Ansteuerung der Ablenkungselektroden gesteuert und eingestellt werden kann.
Durch die Ablenkungselektrode wird ein Ablenkungspotential zum Ablenken des Schnitt- und/oder Koagulationsstroms mittels Coulomb-Kraft bereitgestellt. Im Unterschied bei Ablenkung mittels Lorentz-Kraft, also mittels eines Magnetfelds, ist die Ablenkung mittels Coulomb-Kraft leichter kontrollierbar und somit steuerbar. Weiterhin wird zur Ablenkung mittels Coulomb-Kraft wesentlich weniger Energie als mit der geschwindigkeitsabhängigen Lorentz-Kraft benötigt.
Das beschriebene bipolare HF-chirurgische System kann insbesondere als eine bipolare HF-chirurgische Vorrichtung ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: System
10: HF-Elektrode
20: HF-Generator
30: Ablenkungselektrode
31: Isolator
40: Ablenkungsgenerator
50: Gewebe
60: Patient
200: System
210: HF-Elektrode
211: isoliertes Teilstück
212: Kontaktfläche
220: Patient
221: Warze
230: HF-Generator
E_A: elektrisches Ablenkungsfeld
I_HF: Schnitt- und/oder Koagulationsstrom
U₁: HF-Wechselspannung
U₂: Ablenkungsspannung/-potential
U₂₁: erste Ablenkungsspannung/-potential
U_2n: n-te Ablenkungsspannung/-potential

Claims

System (1; 2; 3) zum HF-chirurgischen Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe, mit - einem HF-Generator (20) zum Bereitstellen einer HF-Wechselspannung (U₁); - zwei elektrisch an den HF-Generator (20) angeschlossenen HF-Elektroden (10) zum Bereitstellen eines Schnitt- und/oder Koagulationsstroms (I_HF) zwischen den zwei HF-Elektroden (10); und - einer Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N), an der ein elektrisches Ablenkungspotential (U₂; U₂₁, U_2n) zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden (10) bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms (I_HF) anliegt, wobei die Ablenkelektrode gegenüber dem Gewebe elektrisch isoliert ist.
System nach Anspruch 1, mit einem Ablenkungsgenerator (40; 40A, 40N) zum Einstellen des Ablenkungspotentials (U₂; U₂₁, U_2n) auf einen vorbestimmbaren elektrischen Potentialwert.
System nach Anspruch 2, wobei der Ablenkungsgenerator (40; 40A, 40N) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, das Ablenkungspotential (U₂; U₂₁, U_2n) als ein im Wesentlichen konstantes Ablenkungspotential bereitzustellen.
System nach Anspruch 2, wobei der Ablenkungsgenerator (40; 40A, 40N) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, das Ablenkungspotential (U₂; U₂₁, U_2n) als ein zeitlich veränderliches Ablenkungspotential bereitzustellen.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei durch den Ablenkungsgenerator (40; 40A, 40N) das Ablenkungspotential (U₂; U₂₁, U_2n) auf einen Potentialwert von mindestens dem kleinsten Potentialwert der HF-Wechselspannung (U₁) und maximal dem größten Potentialwert der HF-Wechselspannung (U₁) einstellbar ist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N) kontrolliert positionierbar ausgebildet ist.
System nach Anspruch 6, mit einer verstellbaren Halterung zum kontrollierten Positionieren der Position der Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N) relativ zu den zwei HF-Elektroden (10).
System nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N) ein isoliertes Griffelement zur manuell-kontrollierten Positionierung der Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N) aufweist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Ablenkungselektrode (30; 30A, 30B, 30N) einen Isolator (31) mit einer vorbestimmten Dielektrizitätskonstante aufweist, welche um maximal 25% von der durchschnittlichen Dielektrizitätskonstante menschlichen Gewebes (ε_r) abweicht.
System nach Anspruch 9, wobei der Isolator (31) ein Gel ist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zumindest zwei Ablenkungselektroden (30A, 30B, 30N), an denen jeweils ein zugeordnetes elektrisches Ablenkungspotential (U₂; U₂₁, U_2n) zum Ablenken des zwischen den zwei HF-Elektroden (10) bereitgestellten Schnitt- und/oder Koagulationsstroms (I_HF) anliegt.
System nach Anspruch 11, mit einem Steuermittel zum Ansteuern und/oder Einstellen jedes einzelnen der zugeordneten elektrischen Ablenkungspotentiale (U₂; U₂₁, U_2n).