DE102019100653A1

DE102019100653A1 - Bipolare Elekrochirugische Instrumente

Info

Publication number: DE102019100653A1
Application number: DE102019100653.8A
Authority: DE
Inventors: Wayne Williams
Original assignee: Gyrus Medical Ltd
Current assignee: Gyrus Medical Ltd
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-07-18
Also published as: GB2570297B; GB2570297A; US11510726B2; US20190216533A1; GB201800727D0

Abstract

Ein bipolares chirurgisches Instrument (1) umfasst einen Rumpf (2), eine erste und eine zweite Backe (18, 20), die einander gegenüberliegen und sich an dem distalen Ende eines Schafts (10) befinden, wobei die erste Backe (18) in Bezug auf die zweite Backe (20) zwischen einer offenen Stellung, in welcher die erste und die zweite Backe (18, 20) voneinander beabstandet sind, und einer geschlossenen Stellung, in welcher die erste und die zweite Backe (18, 20) benachbart zueinander gelegen sind, beweglich ist. Das erste und das zweite langgestreckte Backenelement (18, 20) weisen, diesen entsprechend, eine erste und eine zweite Elektrode auf. Ein Stromkabel mit einem Paar von elektrisch leitenden Elementen ist dafür vorgesehen, eine Quelle von radiofrequenzbasierter elektromagnetischer Energie mit der ersten und der zweiten Elektrode zu verbinden. Ein kapazitives Element befindet sich in dem Instrument und ist zwischen einem ersten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der ersten Elektrode in Reihe geschaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft bipolare elektrochirurgische Instrumente.
Bipolare chirurgische Instrumente kommen zum Einsatz, um Gewebe, wie etwa Blutgefäße, während eines chirurgischen Eingriffs abzuklemmen und zu versiegeln. Das Abklemmen erfolgt in der Regel mittels eines Paars voneinander gegenüberliegenden Backen, die derart fernbedienbar sind, dass dadurch ein zu versiegelndes Gefäß abgeklemmt wird. Das Versiegeln erfolgt in der Regel durch den Einsatz von hochfrequenter elektrischer Energie, welche dem zu versiegelnden Gewebe über die Elektroden zugeführt wird, die an den einander gegenüberliegenden Backen des Instruments angebracht sind.
Bestehende Bauformen solcher Instrumente können unter Umständen keine optimale Übertragung von elektrischer Energie auf das Gewebe bereitstellen und so unter Umständen keine optimale Gewebeversiegelung gewährleisten. Es ist daher wünschenswert, ein verbessertes bipolares chirurgisches Instrument bereitzustellen, das es ermöglicht, diese Nachteile zumindest teilweise zu beheben.
Aspekte der Erfindung sind in den beiliegenden Patentansprüchen dargelegt.
Gemäß einem beispielhaften Aspekt ist ein bipolares elektrochirurgisches Instrument vorgesehen, welches umfasst: einen Rumpf; einen an dem Rumpf angebrachten, langgestreckten Schaft, wobei sich der langgestreckte Schaft zu einem distalen Ende hin erstreckt; ein erstes und ein zweites langgestrecktes Backenelement, die sich an dem distalen Ende des langgestreckten Schafts befinden und jeweils eine erste und eine zweite Elektrode tragen, wobei die Backenelemente relativ zueinander zwischen einer offenen Stellung, in welcher die erste und die zweite Elektrode voneinander beabstandet sind, und einer geschlossenen Stellung, in welcher die erste Elektrode benachbart zu der zweiten Elektrode gelegen ist, beweglich sind; ein Stromkabel mit einem Paar elektrisch leitender Elemente und mit einem ersten Ende, an dem es mit einer Quelle hochfrequenter elektromagnetischer Energie verbunden ist, und einem zweiten Ende, an dem es mit der ersten und der zweiten Elektrode verbunden ist; und ein erstes kapazitives Element, das sich in dem Instrument befindet und zwischen einem ersten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der ersten Elektrode in Reihe geschaltet ist.
Ein Beispiel umfasst ferner ein zweites kapazitives Element, das sich in dem Instrument befindet und zwischen einem zweiten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der zweiten Elektrode in Reihe geschaltet ist.
Bei einem Beispiel handelt es sich bei der ersten Elektrode um eine Aktivelektrode und bei der zweiten Elektrode um eine Gegenelektrode. Bei einem alternativen Beispiel handelt es sich bei der ersten Elektrode um eine Gegenelektrode und bei der zweiten Elektrode um eine Aktivelektrode.
Bei dem oder bei jedem kapazitiven Element kann es sich um einen Kondensator handeln.
Ein Beispiel umfasst ferner ein Steuerkabel, welches zumindest einen Steuerleiter zur Bereitstellung eines Steuersignalpfads umfasst. Ein Beispiel umfasst ferner ein Messkabel, welches zumindest einen Messleiter zur Bereitstellung eines Messsignalpfads umfasst.
Gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt wird ein elektrochirurgisches System bereitgestellt, umfassend ein bipolares elektrochirurgisches Instrument gemäß dem ersten beispielhaften Aspekt sowie einen Wellenformgenerator, der mit dem Stromkabel des Instruments verbunden ist und dazu dient, über das Stromkabel Hochfrequenzsignale an die erste und die zweite Elektrode bereitzustellen.
Bei einem Beispiel umfasst der Wellenformgenerator einen Hochfrequenzsignalgenerator, der dazu dient, über das Stromkabel ein Hochfrequenzsignal an die erste und zweite Elektrode bereitzustellen, sowie einen Controller, der dazu dient, den Betrieb des Hochfrequenzsignalgenerators in Abhängigkeit zu einer empfangenen Steuereingangs-größe zu steuern.

1 und 2 zeigen Seitenansichten eines bipolaren chirurgischen Instruments, die jeweils einen Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer offenen bzw. einer geschlossenen Stellung verkörpern;
3 veranschaulicht einen Controller zur Verwendung mit einem bipolaren chirurgischen Instrument;
4 veranschaulicht ein elektrisches Modell eines bipolaren chirurgischen Instruments; und
5 veranschaulicht ein elektrisches Modell eines bipolaren chirurgischen Instruments, welches die vorliegende Erfindung verkörpert.

Ein Beispiel eines bipolaren chirurgischen Instruments 1 ist schematisch in 1 und 2 gezeigt. 1 veranschaulicht eine offene Stellung des Instruments 1 und 2 veranschaulicht eine geschlossene Stellung desselben.
Das Instrument 1 umfasst einen Rumpf 2 mit einem Hauptgehäuse 4 von welchem aus sich ein Festgriff 6 erstreckt. An dem Festgriff 6 wird das Instrument 1 während der Verwendung von dem Bediener gehalten. Ein beweglicher Betätigungsgriff 8 ist beweglich an dem Hauptgehäuse 4 des Rumpfes 2 montiert. Ein langgestreckter Schaft 10 ist an dem Haupt-gehäuse 4 des Rumpfes 2 angebracht und erstreckt sich von einem proximalen Ende 12 an dem Hauptgehäuse 4 zu einem distalen Ende 14 des Schafts 10. Der Schaft 10 definiert diesem entlang verlaufend eine Längsachse und ein langgestreckter Durchgang erstreckt sich von dem proximalen Ende 12 zu dem distalen Ende 14 des Schafts 10.
Ein Paar 16 einander gegenüberliegender Backen befindet sich an dem distalen Ende 14 des Schafts 10. Das Backenpaar 16 umfasst eine erste Backe 18 und eine zweite Backe 20. Bei dem Beispiel aus 1 und 2 sind die erste und die zweite Backe 18 und 20 verschwenkbar an einem Backendrehgelenkt 22 montiert. Die erste und die zweite Backe 18 und 20 sind um das Backendrehgelenk22 herum zwischen einer offenen Stellung (in 1 gezeigt), in welcher die Backen 18 und 20 voneinander getrennt sind, und einer geschlossenen Stellung (in 2 gezeigt), in welcher die Backen 18 und 20 benachbart zueinander gelegen sind, verschwenkbar. Bei einem anderen Beispiel eines bipolaren Instruments, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, ist nur eine der Backen beweglich. Bei einem anderen Beispiel kann die bewegliche Backe, oder können die beweglichen Backen, in jeder beliebigen, geeigneten Art beweglich sein, etwa linear oder in einer Kombination aus Dreh- und Linearbewegung. Die genaue Art der Bewegung der Backen ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung unerheblich.
Die erste und die zweite Backe 18 und 20 tragen jeweils die erste und die zweite Elektrode 19 und 21. Die erste und die zweite Elektrode 19 und 21 sind so ausgestaltet, dass sie hochfrequente elektromagnetische Energie auf das zwischen der ersten und der zweiten Backe 18 und 20 festgehaltene Gewebe aufbringen.
Bei der Verwendung bewegt ein Bediener des Instruments 1 den Betätigungsgriff 8 aus einer ersten Stellung (in 1 gezeigt) in eine zweite Stellung (in 2 gezeigt), um die Backen 18 und 20 von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung zu bewegen. Während eines solchen Vorgangs wird das zu versiegelnde Gewebe für eine vorbestimmte Zeitdauer zwischen den in geschlossener Stellung befindlichen Backen 18 und 20 festgehalten, während durch den Bediener Druck ausgeübt wird und hochfrequente Energie auf das Gewebe aufgebracht wird. Die hochfrequente Energie dient dazu, das festgehaltene Gewebe zu versiegeln.
3 veranschaulicht das mit einem Wellenformgenerator 30 verbundene Instrument 1. Der Wellenformgenerator 30 empfängt eine elektrische Stromzufuhr 32 und umfasst einen Controller 34 und einen Hochfrequenzsignalgenerator 36. Ein Steuerkabel 38 verbindet den Controller 34 mit Steuereingängen, die sich bei einem Beispiel in oder an dem Instrument 1 befinden. Die Steuereingänge können sich auch an einem von dem Instrument 1 getrennten Ort befinden und beispielsweise in Form eines Fußschalters ausgebildet sein. Außerdem kann ein Messkabel vorgesehen sein, um einen Pfad für Messsignale bereitzustellen.
Der Controller 34 dient dazu, den Signalgenerator 36 zu steuern, welcher durch ein Stromkabel 40 mit dem Instrument 1 verbunden ist. Das Stromkabel 40 umfasst ein Paar von Leitern, die jeweils mit entsprechenden Elektroden 19 bzw. 21 des Instruments 1 verbunden sind. Bei Empfang eines angemessenen Steuersignals veranlasst der Controller 34 den Signalgenerator 36 dazu, über das Stromkabel 40 ein hochfrequentes, elektrisches Ausgangssignal an die erste und die zweite Elektrode 19 und 21 bereitzustellen. Eine der Elektroden ist als die Aktivelektrode und eine als die Gegenelektrode definiert.
Das ausgegebene hochfrequente elektrische Signal kann beliebige geeignete Merkmale aufweisen, wie etwa Spannung, Stromstärke und Frequenz, und kann erzeugt werden, um eine gewünschte versiegelnde Wellenform auf das zwischen der ersten und der zweiten Backe 18 und 20 festgehaltene Gewebe aufzubringen.
4 veranschaulicht ein elektrisches Modell 50 eines zuvor erörterten Instruments samt angeschlossenem Signalgenerator gemäß 3. Der angeschlossene Signalgenerator 52 dient dazu, über das Stromkabel Hochfrequenzsignale an die erste und die zweite Elektrode 62 und 64 des Instruments bereitzustellen. Das Stromkabel weist elektrische Merkmale auf, die durch den Widerstand 54, die Kapazität 56 und die Induktivität 58 dargestellt sind. Das zu versiegelnde Gewebe weist eine Impedanz auf und dies ist in 4 durch das Element 60 dargestellt.
Es ist leicht festzustellen, dass die elektrischen Merkmale des Systems weitgehend von der Frequenz des von dem Signalgenerator bereitgestellten Hochfrequenzsignals und von der Impedanz des zu versiegelnden Gewebes abhängig sind. Bei einem Hochfrequenzsignal mit geeigneten Frequenzen, um die erforderliche Versiegelung zu erzielen, kann die Induktivität 58 des Kabels zu einem beträchtlichen Spannungsabfall über die Länge des Kabels hinweg führen. Dieser Spannungsabfall führt dazu, dass sich die über die erste und zweite Elektrode 19 und 21 hinweg anliegende Spannung beträchtlich verringert, was mit einer unzureichenden Energieübertragung auf das zu versiegelnde Gewebe einhergeht. Dies macht sich insbesondere im Fall einer geringen Gewebeimpedanz, etwa in dem Bereich von 50 Ohm, bemerkbar.
5 veranschaulicht ein elektrisches Modell 70 eines Instruments samt Signalgenerator, das einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpert und wie in 3 angeschlossen ist. Der angeschlossene Signalgenerator 72 dient dazu, über das Stromkabel Hochfrequenzsignale an die erste und die zweite Elektrode 82 und 84 des Instruments bereitzustellen. Auch hier wiederum weist das Stromkabel elektrische Merkmale auf, die durch den Widerstand 74, die Kapazität 76 und die Induktivität 78 dargestellt sind. Das zu versiegelnde Gewebe weist eine Impedanz auf, und dies ist in 5 durch das Element 80 dargestellt. Gemäß den Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung ist ein kapazitives Element 86, beispielsweise ein Kondensator, zwischen einem ersten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der ersten Elektrode 19 in Reihe geschaltet. Das kapazitive Element 86 befindet sich im Inneren des Instruments 1, und zwar entweder in dem Rumpf des Instruments 1 oder in dessen langgestrecktem Schaft 10. Der Kapazitätswert des kapazitiven Elements 86 ist derart gewählt, dass er mit der Kabelinduktivität 78 bei der Signalfrequenz, die für eine Verwendung mit geringen Impedanzlasten angemessen ist, im Einklang steht. Der Kapazitätswert des kapazitiven Elements 86 lässt sich gemäß der folgenden Formel berechnen: $C = \frac{1}{{(2 π F_{r})}^{2} \times L}$
wobei C für die Kapazität, Fr für die Betriebsfrequenz des Systems und L für die Kabelinduktivität 78 steht.
Das kapazitives Element 86 kann sich in Reihe geschaltet zwischen irgendeinem von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und irgendeiner von der ersten und der zweiten Elektrode befinden. Alternativ dazu kann das kapazitive Element 86 auch durch zwei Elemente bereitgestellt sein, eines zwischen einem ersten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der ersten Elektrode in Reihe geschaltet, und ein Element zwischen dem anderen von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der zweiten Elektrode in Reihe geschaltet.
Auf diese Weise können durch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbesserte Versiegelungsmerkmale für ein bipolares elektro-chirurgisches Instrument bereitgestellt werden.

Claims

Bipolares elektrochirurgisches Instrument umfassend: einen Rumpf; einen langgestreckten Schaft, der an dem Rumpf angebracht ist, wobei sich der langgestreckte Schaft zu einem distalen Ende hin erstreckt; ein erstes und ein zweites langgestrecktes Backenelement, die sich an dem distalen Ende des langgestreckten Schafts befinden und jeweils eine erste und eine zweite Elektrode tragen, wobei die Backenelemente relativ zueinander zwischen einer offenen Stellung, in welcher die erste und die zweite Elektrode voneinander beabstandet sind, und einer geschlossenen Stellung, in welcher die erste Elektrode benachbart zu der zweiten Elektrode gelegen ist, beweglich sind; ein Stromkabel mit einem Paar elektrisch leitender Elemente und mit einem ersten Ende, an dem es mit einer Quelle hochfrequenter elektromagnetischer Energie verbunden ist, und einem zweiten Ende, an dem es mit der ersten und der zweiten Elektrode verbunden ist; und ein erstes kapazitives Element, das sich in dem Instrument befindet und zwischen einem ersten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der ersten Elektrode in Reihe geschaltet ist.
Bipolares elektrochirurgisches Element nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites kapazitives Element, das sich in dem Instrument befindet und zwischen einem zweiten von dem Paar von elektrisch leitenden Elementen des Kabels und der zweiten Elektrode in Reihe geschaltet ist.
Bipolares elektrochirurgisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der ersten Elektrode um eine Aktivelektrode und bei der zweiten Elektrode um eine Gegenelektrode handelt.
Bipolares elektrochirurgisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der ersten Elektrode um eine Gegenelektrode und bei der zweiten Elektrode um eine Aktivelektrode handelt.
Bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem es sich bei dem oder bei jedem kapazitiven Element um einen Kondensator handelt.
Bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Steuerkabel, welches zumindest einen Steuerleiter zur Bereitstellung eines Steuersignalpfads umfasst.
Bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Messkabel, welches zumindest einen Messleiter zur Bereitstellung eines Messsignalpfads umfasst.
Elektrochirurgisches System umfassend ein bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorangegangenen Ansprüche sowie einen Wellenformgenerator, der mit dem Stromkabel des Instruments verbunden ist und dazu dient, über das Stromkabel Hochfrequenzsignale an die erste und die zweite Elektrode bereitzustellen.
Elektrochirurgisches System nach Anspruch 8, wobei der Wellenformgenerator einen Radiofrequenzsignalgenerator umfasst, der dazu dient, überdas Stromkabel ein Hochfrequenzsignal an die erste und zweite Elektrode bereitzustellen, sowie einen Controller, der dazu dient, den Betrieb des Hochfrequenzsignalgenerators in Abhängigkeit zu einer empfangenen Steuereingangsgröße zu steuern.