DE102019115954A1 - Method and system for temperature monitoring in instruments for the application of surgical energy - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System (10) zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung.Während einer chirurgischen Energieanwendung mit einem von einer Überwachungseinheit (22) überwachten Instrument (20) zur Energieanwendung wird unter Berücksichtigung von aktuellen Werten und/oder eines zeitlichen Verlaufs von Anwendungsparametern, die eine Energieanwendung durch das Instrument (20) betreffen, ein aktuelles Energieniveau des Instruments (20) ermittelt und werden einem Operateur Informationen über das ermittelte Energieniveau übermittelt, insbesondere, wenn das ermittelte Energieniveau einen vorbestimmten Wert überschreitet, der für ein Gewebe schädlich ist.The invention relates to a method and a system (10) for monitoring the temperature of instruments for the surgical application of energy. During a surgical application of energy with an instrument (20) for the application of energy monitored by a monitoring unit (22), current values and / or a chronological sequence are taken into account A current energy level of the instrument (20) is determined from application parameters that relate to the application of energy by the instrument (20) and information about the determined energy level is transmitted to a surgeon, in particular if the determined energy level exceeds a predetermined value that is harmful to tissue is.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung.The invention relates to a method and a system for temperature monitoring in instruments for the application of surgical energy.

Instrumente zur chirurgischen Energieanwendung funktionieren, indem sie Energie in Form von Wärme oder Ultraschall in zu behandelndes Gewebe eintragen und dadurch unter anderem Abtragen, Schneiden, Koagulieren oder Versiegeln von Gewebe bewirken. Beispiele für Instrumente zur Energieanwendung sind monopolare Stifte, bipolare Schneiden oder Ultraschall-Schneidegeräte, wie das unter der Bezeichnung Thunderbeat vertriebene System der Anmelderin.Instruments for the surgical application of energy work by introducing energy in the form of heat or ultrasound into the tissue to be treated, thereby causing, among other things, the ablation, cutting, coagulation or sealing of tissue. Examples of instruments for the application of energy are monopolar pins, bipolar blades or ultrasonic cutting devices, such as the applicant's system sold under the name Thunderbeat.

Diesen Instrumenten ist es gemeinsam, dass sich deren Spitzen aufgrund der hohen Energiedichte im distalen Endbereich während der Energieanwendung erhitzen. Die Temperatur des Instruments kann daher an der distalen Spitze im ungünstigen Fall Werte übersteigen, bei denen umliegendes Gewebe während des Eingriffs geschädigt wird, selbst wenn der Energiefluss unterbrochen wird. Schon die Berührung von Gewebe mit einem solcherart erhitzten Instrument kann daher ungewollte Schädigungen hervorrufen. Daher müssen die Chirurgen oder Operateure auch dann mit den Instrumenten sehr vorsichtig umgehen, wenn gerade kein Stromfluss oder Ultraschall zu einem direkten Energieeintrag in das Gewebe benutzt wird.What these instruments have in common is that their tips heat up during the application of energy due to the high energy density in the distal end area. The temperature of the instrument at the distal tip can therefore in the worst case exceed values at which the surrounding tissue is damaged during the procedure, even if the flow of energy is interrupted. Even touching tissue with such a heated instrument can cause unwanted damage. Therefore, the surgeons or surgeons must handle the instruments very carefully even when no current flow or ultrasound is used for direct energy input into the tissue.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Umgang mit Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung sicherer als bisher zu gestalten.The present invention is therefore based on the object of making the handling of instruments for the surgical application of energy safer than before.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung gelöst, bei dem während einer chirurgischen Energieanwendung mit einem von einer Überwachungseinheit überwachten Instrument zur Energieanwendung unter Berücksichtigung von aktuellen Werten und/oder eines zeitlichen Verlaufs von Anwendungsparametern, die eine Energieanwendung durch das Instrument betreffen, ein aktuelles Energieniveau des Instruments ermittelt wird und einem Operateur Informationen über das ermittelte Energieniveau übermittelt werden, insbesondere, wenn das ermittelte Energieniveau einen vorbestimmten Wert überschreitet, der für ein Gewebe schädlich ist.This object is achieved by a method for temperature monitoring in instruments for surgical energy application, in which during a surgical energy application with an instrument for energy application monitored by a monitoring unit, taking into account current values and / or a temporal course of application parameters, an energy application by the instrument concern, a current energy level of the instrument is determined and information about the determined energy level is transmitted to a surgeon, in particular if the determined energy level exceeds a predetermined value that is harmful to tissue.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals eine Möglichkeit bereitgestellt, dem Operateur eine Rückmeldung zu geben, ob das Hantieren mit dem Instrument sicher ist, oder ob Verletzungsgefahr für den Patienten besteht. Jede Zeitspanne, in denen eine Energieanwendung erfolgt, führt dazu, dass sich das Instrument erhitzt, sein Energieniveau also steigt, während Pausen in der Energieanwendung mit einer allmählichen Abkühlung, also Senkung des Energieniveaus, einhergehen. Das Maß des Anstiegs des Energieniveaus hängt unter anderem davon ab, wie lange und mit welcher Stromstärke oder Ultraschallstärke das Instrument betrieben wird oder wurde.With the method according to the invention, a possibility is provided for the first time to give the surgeon feedback as to whether handling the instrument is safe or whether there is a risk of injury to the patient. Every period of time in which energy is applied causes the instrument to heat up, i.e. its energy level rises, while pauses in the application of energy are accompanied by a gradual cooling, i.e. a decrease in the energy level. The degree of increase in the energy level depends, among other things, on how long and with what current strength or ultrasonic strength the instrument is or has been operated.

In der einfachsten Version des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Worst-Case-Fall berechnet, in dem konservativ ermittelte Faktoren für die Auswirkung einer Energieanwendung auf das Energieniveau des Instruments verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Temperatur des Instruments eher zu hoch veranschlagt wird, so dass die Sicherheit der Handhabung des Instruments auf jeden Fall gewährleistet ist. Im konservativen Fall wird die Rate der Abkühlung eher unterschätzt, so dass in jedem Fall ausreichend lange Pausen zwischen Energieanwendungen auftreten, um das Instrument zuverlässig in einen sicheren Bereich abzukühlen.In the simplest version of the method according to the invention, a worst-case scenario is calculated in which conservatively determined factors are used for the effect of an energy application on the energy level of the instrument. This means that the temperature of the instrument is estimated to be too high, so that the safety of handling the instrument is guaranteed in any case. In the conservative case, the rate of cooling tends to be underestimated, so that in any case sufficiently long pauses occur between energy applications to reliably cool the instrument down to a safe range.

In Ausführungsformen sind die Anwendungsparameter zwei oder mehrere aus Stromstärke, Ultraschallstärke, Dauer einer Bestromung oder Ultraschallanwendung und Eintrag von Energie in umliegendes Gewebe. Die Stromstärke oder Ultraschallstärke geht direkt in den Faktor ein, der für die Berechnung des aktuellen Energieniveaus verwendet wird, und kann entweder linear oder mit einer anderen funktionellen Beziehung mit der Anwendungsdauer multipliziert werden oder in die Berechnung einfließen. Bei einer Unterbrechung der Bestromung oder Ultraschallanbindung für eine bestimmte Dauer wird eine entsprechende funktionelle Beziehung für die Abkühlung, also Senkung des Energieniveaus, des Instruments verwendet. Eine weitere Quelle der Abkühlung ist der eigentliche Energieeintrag in Gewebe, welcher vor allem bei direkter Berührung mit dem umliegenden Gewebe auftritt, während in dem Fall, dass das umliegende Gewebe nicht berührt wird, lediglich eine Strahlungsabsorption auftritt, welche eine geringere abkühlende Wirkung auf das Instrument hat.In embodiments, the application parameters are two or more of current intensity, ultrasound intensity, duration of an energization or ultrasound application and input of energy into the surrounding tissue. The current strength or ultrasonic strength goes directly into the factor that is used to calculate the current energy level and can either be multiplied linearly or with another functional relationship with the duration of the application or can be included in the calculation. If the power supply is interrupted or the ultrasound connection is interrupted for a specific period, a corresponding functional relationship is used for cooling, i.e. lowering the energy level, of the instrument. Another source of cooling is the actual energy input into the tissue, which occurs primarily when there is direct contact with the surrounding tissue, while in the event that the surrounding tissue is not touched, only radiation absorption occurs, which has a lesser cooling effect on the instrument Has.

In einer Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens empfängt die Überwachungseinheit Daten von einem Supportsystem für das Instrument zur Energieanwendung, welche eine Art von Gewebe betreffen, mit dem das Instrument in Kontakt kommt und/oder gekommen ist, wobei das ermittelte Energieniveau um einen durch den Kontakt zu erwartenden Energieaustrag korrigiert wird, der insbesondere von der Art des Gewebes und/oder einer Dauer des Kontakts abhängt. Die Einbeziehung eines Supportsystems für das Instrument eröffnet weitere Möglichkeiten, die Kontrolle des Instruments zur chirurgischen Energieanwendung zu verfeinern.In a further development of the inventive method, the monitoring unit receives data from a support system for the instrument for the application of energy that relate to a type of tissue with which the instrument comes into contact and / or has come into contact, the determined energy level being around a level to be expected from the contact Energy output is corrected, which depends in particular on the type of tissue and / or a duration of contact. The inclusion of a support system for the instrument opens up further possibilities for refining the control of the instrument for surgical energy application.

Zur Erkennung der Gewebeart ist das Supportsystem vorzugsweise mit einer Software ausgestattet, welche anhand von Bilddaten und/oder einer Datenbank mit einer räumlichen Verteilung von Gewebearten im Körper erkennt, welche Art von Gewebe sich in der unmittelbaren Umgebung des distalen Endes des Instruments befindet, so dass die so erkannte Art des Gewebes der Berechnung des Energieeintrags bzw. des Energieabschlusses zugrunde gelegt werden kann. Das Supportsystem, welches zur Unterstützung eines Chirurgen bei seinem Eingriff dient, verfügt bereits über die Ortsinformationen bezüglich des aktuellen Ortes des Instruments im Körper und kann somit auf einfache Weise eine Korrelation mit dem gespeicherten Gewebetyp für diesen Ort herstellen.To identify the type of tissue, the support system is preferably equipped with software that uses image data and / or a database with a spatial distribution of tissue types in the body to identify which type of tissue is in the immediate vicinity of the distal end of the instrument, so that the type of tissue recognized in this way can be used as the basis for calculating the energy input or the energy closure. The support system, which is used to support a surgeon during his intervention, already has the location information regarding the current location of the instrument in the body and can thus easily establish a correlation with the stored tissue type for this location.

Die Bildanalyse kann hierzu alternativ oder zusätzlich erfolgen, wobei es möglich ist, eine Software zu trainieren, Gewebetypen zu erkennen. Dies kann einerseits durch Kontrastanalyse oder andere herkömmliche Analysemethoden erfolgen, wodurch beispielsweise Fettgewebe sich hell gegenüber anderem Gewebe abgrenzt und gegebenenfalls Gewebestrukturen den Gewebetypen zugeordnet werden. Weiterhin können künstliche neuronale Netze hierauf trainiert werden, beispielsweise anhand von Aufnahmen aus endoskopischen Untersuchungen von Patienten, die aufgezeichnet werden und später mit Gewebetypen korreliert werden, anhand deren Korrelation die künstlichen neuronalen Netze trainiert werden können.The image analysis can be carried out as an alternative or in addition to this, it being possible to train software to recognize tissue types. This can be done on the one hand by contrast analysis or other conventional analysis methods, whereby, for example, fatty tissue is clearly delimited from other tissue and, if necessary, tissue structures are assigned to the tissue types. Furthermore, artificial neural networks can be trained on this, for example using recordings from endoscopic examinations of patients, which are recorded and later correlated with tissue types, based on whose correlation the artificial neural networks can be trained.

In Ausführungsformen wird der für Korrektur verwendete zu erwartende Energieaustrag als Mittelwert oder Worst-Case-Wert auf der Grundlage von zuvor durchgeführten Tests berechnet. Insbesondere wird ein Worst-Case-Wert für das Energieniveau berechnet, bei welchem keine Korrektur für einen zu erwartenden Energieaustrag angewendet wird. Da diese Vorgehensweise zu einer systematischen Überschätzung des Energieniveaus des Instruments führt, handelt es sich um eine besonders sichere Vorgehensweise, die Gewebeschäden am Patienten zuverlässig ausschließt.In embodiments, the expected energy output used for correction is calculated as a mean value or worst-case value on the basis of tests carried out previously. In particular, a worst-case value is calculated for the energy level at which no correction is applied for an expected energy output. Since this procedure leads to a systematic overestimation of the energy level of the instrument, it is a particularly safe procedure that reliably excludes tissue damage on the patient.

Vorteilhafterweise wird im Falle einer Unterbrechung der Bestromung des Instruments eine Abkühlung des Instruments auf der Grundlage eines oder mehrerer Parameter angesetzt, insbesondere der Art des Instruments und/oder der Art eines medizinischen Eingriffs. Die Rate der Abkühlung lässt sich experimentell für jede Art von Instrument bestimmen. Die Art eines medizinischen Eingriffs hängt damit zusammen, wie die Energie in das Gewebe eingebracht wird und lässt somit einen Rückschluss darauf zu, welcher Energieabfluss mit diesem Eingriff verbunden ist, welcher zu einer Abkühlung des Instruments führt. Ebenfalls wird bei der Energieanwendung, also Bestromung oder Anwendung von Ultraschall, der Effekt auftreten, dass dann, wenn die Energie direkt ins Gewebe eingebracht wird, das Instrument sich stärker aufheizt und/oder langsamer abkühlt, als wenn das Instrument nicht in direktem Kontakt mit Gewebe ist bzw. direkt nach einer Energieabgabe vom Gewebe entfernt wird.In the event of an interruption in the current supply to the instrument, the instrument is advantageously cooled on the basis of one or more parameters, in particular the type of instrument and / or the type of medical intervention. The rate of cooling can be determined experimentally for any type of instrument. The type of medical intervention depends on how the energy is introduced into the tissue and thus allows a conclusion to be drawn as to which energy outflow is associated with this intervention, which leads to a cooling of the instrument. When applying energy, i.e. energizing or applying ultrasound, the effect will also occur that when the energy is introduced directly into the tissue, the instrument heats up more and / or cools down more slowly than when the instrument is not in direct contact with tissue or is removed from the tissue directly after an energy release.

In Ausführungsformen werden als ein oder mehrere weitere Faktoren für die Ermittlung des Energieniveaus eine Temperatur von in einen Patienten eingebrachtem CO2, eine Temperatur von einer im Patienten verwendeten Salinelösung, Impedanzmessungen am Instrument zur Energieanwendung und/oder Messungen des Instruments zur Energieanwendung bezüglich der tatsächlich angewendeten Energie verwendet. Auch der Effekt dieser Maßnahmen lässt sich modellhaft oder experimentell so bestimmen, dass ihr Einfluss in die Ermittlung des Energieniveaus einfließen kann. Dies führt zu einer Erhöhung der Genauigkeit des ermittelten Energieniveaus.In embodiments, as one or more further factors for determining the energy level, a temperature of CO 2 introduced into a patient, a temperature of a saline solution used in the patient, impedance measurements on the instrument for energy application and / or measurements of the instrument for energy application with respect to the ones actually used Uses energy. The effect of these measures can also be determined using models or experiments so that their influence can be incorporated into the determination of the energy level. This leads to an increase in the accuracy of the energy level determined.

Ebenso wie andere Maßnahmen, die zum Teil bereits zuvor beschrieben wurden und die eine Modifikation der Ermittlung des Energieniveaus durch die Berücksichtigung von weiteren Randbedingungen bewirken, bewirkt diese Maßnahme, dass das Instrument effizient und unter maximaler Zeitausnutzung zur Energieanwendung verwendet werden kann, ohne die Sicherheit bei der Anwendung zu gefährden. Abkühlungspausen können auf das notwendige Maß reduziert werden und die Dauer der Anwendung kann auf das realistische Maß ausgedehnt werden, wobei nach wie vor gewährleistet bleibt, dass es nicht zu ungewollten Verletzungen des Gewebes im Patienten kommt.Just like other measures, some of which have already been described above and which result in a modification of the determination of the energy level by taking additional boundary conditions into account, this measure ensures that the instrument can be used efficiently and with maximum utilization of time for energy use without compromising safety endanger the application. Cooling breaks can be reduced to the necessary extent and the duration of the application can be extended to the realistic extent, whereby it is still ensured that there are no unwanted tissue injuries in the patient.

In Ausführungsformen werden dem Operateur die Informationen über das ermittelte Energieniveau als Overlay über Führungsdaten mittels eines Farbschemas, insbesondere eines Ampelschemas, angezeigt. Führungsdaten können die Führungsdaten eines Supportsystems sein, beispielsweise Richtungsangaben oder Orientierungsangaben, wie auch Bilddaten einer endoskopischen Bildaufnahmevorrichtung wie einem Videoendoskop, beispielsweise einem Stereoendoskop, die in dem Instrument zur Energieanwendung entweder umfasst sind oder, in den überwiegenden Fällen, zusätzlich zu dem Instrument zur Energieanwendung in die Körperhülle des Patienten eingeführt sind. Ein Overlay über diese Daten hat den Vorteil, dass diese in einem Bereich angezeigt werden, der von dem Operateur ohnehin intensiv betrachtet wird. Eine Kennzeichnung durch ein bekanntes Farbschema, beispielsweise das Ampelschema mit Rot, Gelb und Grün, ist intuitiv und ohne nachzudenken für den Operateur erfassbar und somit besonders geeignet, dem Operateur den Zustand des Energieniveaus intuitiv anzuzeigen und damit die Sicherheit seiner Handhabung des Instruments zur Energieanwendung zu gewährleisten. Dabei kann die Farbe Grün für ein kühles Instrument stehen, und die Farbe Rot für ein hohes Risiko von Hitzeschäden am Gewebe.In embodiments, the information about the determined energy level is displayed to the operator as an overlay over guide data using a color scheme, in particular a traffic light scheme. Guide data can be the guide data of a support system, for example direction information or orientation information, as well as image data from an endoscopic image recording device such as a video endoscope, for example a stereo endoscope, which are either included in the instrument for energy application or, in most cases, in addition to the instrument for energy application in the body shell of the patient are inserted. An overlay over this data has the advantage that it is displayed in an area that the surgeon is already looking at intensively. A designation using a known color scheme, for example the traffic light scheme with red, yellow and green, can be grasped intuitively and without thinking by the surgeon and is therefore particularly suitable for intuitively displaying the state of the energy level to the surgeon and thus ensuring the safety of his handling of the instrument for energy use guarantee. The The color green stands for a cool instrument, and the color red for a high risk of heat damage to the tissue.

Die Ermittlung des zeitabhängigen Energieniveaus des Instruments zur Energieanwendung kann in einfacher Form beispielsweise mit folgender Formel erfolgen: E t + 1 = E t + E a k t i v ( t a k t i v ) ⋅ f G e w e b e − E A b k ü h l u n g ( t i n a k t i v )

Figure DE102019115954A1_0001
The determination of the time-dependent energy level of the instrument for energy application can be done in a simple form, for example with the following formula: E. t + 1 = E. t + E. a k t i v ( t a k t i v ) ⋅ f G e w e b e - E. A. b k ü H l u n G ( t i n a k t i v )
Figure DE102019115954A1_0001

Hierbei bedeuten Et und Et+1 das jeweilige Energieniveau des Instruments zur Energieanwendung an aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t und t+1, taktiv und tinaktiv jeweils die Dauer einer Aktivität oder Inaktivität des Instruments in der Zwischenzeit, Eaktiv den während der Phase taktiv einer Aktivität erwarteten Energieanstieg, der von der aufgewendeten Energie beispielsweise linear oder logarithmisch abhängen kann, fGewebe einen gewebeabhängigen Korrekturfaktor, der berücksichtigt, dass das Energieniveau langsamer steigt, wenn das Instrument in Kontakt mit einem Gewebe ist, welches einen Großteil der Energie aufnimmt, und EAbkühlung die in Abhängigkeit von der Dauer tinaktiv einer Inaktivität abhängige Verminderung des Energieniveaus. Der Korrekturfaktor fGewebe ist somit gleich 1, wenn kein Kontakt zu Gewebe besteht, und kann ebenfalls, wie in Versuchen ermittelt werden kann, von der aufgewendeten Energie und Dauer abhängen, also ein funktioneller Zusammenhang sein. Diese Abkühlung kann beispielsweise näherungsweise linear oder logarithmisch in Annäherung an die Umgebungstemperatur angesetzt werden.E t and E t + 1 mean the respective energy level of the instrument for energy application at successive times t and t + 1, t active and t inactive each mean the duration of an activity or inactivity of the instrument in the meantime, E active that during phase t active increase in energy expected from an activity, which can depend on the energy expended, for example linearly or logarithmically, f tissue a tissue- dependent correction factor that takes into account that the energy level rises more slowly when the instrument is in contact with a tissue that absorbs a large part of the energy, and E cooling, the reduction in the energy level that is dependent on the duration t inactive of an inactivity. The correction factor f tissue is thus equal to 1 when there is no contact with tissue and, as can be determined in tests, can also depend on the energy and duration used, i.e. it can be a functional relationship. This cooling can, for example, be applied approximately linearly or logarithmically to approximate the ambient temperature.

Die hierüber beschriebene Formulierung der funktionalen Zusammenhänge als Gleichung sind nur beispielhaft zu verstehen. Es ist auch möglich, diese funktionalen Zusammenhänge durch Versuche zu ermitteln und beispielsweise als Look-Up-Table zu hinterlegen, oder in anderer Weise zu erfassen und abzubilden, die nicht notwendigerweise mit einfachen analytischen Formeln beschrieben werden. Auch neuronale Netze, die in Bezug auf die Erhitzung und Abkühlung der Instrumente trainiert werden, sind in diesem Zusammenhang zum Einsatz geeignet.The above-described formulation of the functional relationships as an equation should only be understood as an example. It is also possible to determine these functional relationships through experiments and, for example, to store them as a look-up table, or to record and map them in some other way that are not necessarily described with simple analytical formulas. Neural networks that are trained in terms of heating and cooling the instruments are also suitable for use in this context.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein System zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung gelöst, umfassend wenigstens ein Instrument zur Energieanwendung, eine Überwachungseinheit für das wenigstens eine Instrument, eine Anzeigevorrichtung, die ausgebildet ist, von der Überwachungseinheit gesendete Informationen anzuzeigen, welches dadurch weitergebildet ist, dass die Überwachungseinheit ausgebildet ist, während einer chirurgischen Energieanwendung mit dem wenigstens einen von der Überwachungseinheit überwachten Instrument zur Energieanwendung unter Berücksichtigung von aktuellen Werten und/oder eines zeitlichen Verlaufs von Anwendungsparametern, die eine Energieanwendung durch das Instrument betreffen, ein aktuelles Energieniveau des Instruments zu ermitteln und einem Operateur über die Anzeigevorrichtung Informationen über das ermittelte Energieniveau zu übermitteln, insbesondere, wenn das ermittelte Energieniveau einen vorbestimmten Wert überschreitet, der für ein Gewebe schädlich ist. Die Überwachungseinheit kann beispielsweise in einer Steuereinheit, beispielsweise einem HF-Generator, integriert sein. Das System verwirklicht die gleichen Merkmale, Eigenschaften und Vorteile wie das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.The object on which the invention is based is also achieved by a system for monitoring the temperature of instruments for the application of surgical energy, comprising at least one instrument for applying energy, a monitoring unit for the at least one instrument, a display device which is designed to display information sent by the monitoring unit is further developed in that the monitoring unit is designed to maintain a current energy level during a surgical energy application with the at least one instrument for energy application monitored by the monitoring unit, taking into account current values and / or a chronological sequence of application parameters that relate to an energy application by the instrument of the instrument and to transmit information about the determined energy level to a surgeon via the display device, in particular if the determined energy level is a problem exceeds a certain value that is harmful to a tissue. The monitoring unit can be integrated, for example, in a control unit, for example an HF generator. The system realizes the same features, properties and advantages as the method according to the invention described above.

In Ausführungsformen ist zusätzlich ein Supportsystem umfasst, welches ausgebildet ist, der Überwachungseinheit Daten zu senden, welche eine Art von Gewebe betreffen, mit dem das Instrument in Kontakt kommt und/oder gekommen ist, wobei die Überwachungseinheit ausgebildet ist, das ermittelte Energieniveau um einen durch den Kontakt zu erwartenden Energieaustrag zu korrigieren, der insbesondere von der Art des Gewebes und/oder einer Dauer des Kontakts abhängt.In embodiments, a support system is additionally comprised which is designed to send the monitoring unit data relating to a type of tissue with which the instrument comes into contact and / or has come into contact, the monitoring unit being designed to reduce the determined energy level by one to correct the expected energy output, which depends in particular on the type of tissue and / or the duration of the contact.

Vorzugsweise ist das System bzw. sind dessen Komponenten ausgebildet, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.The system or its components are preferably designed to carry out a previously described method according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawing. Embodiments according to the invention can fulfill individual features or a combination of several features.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.In the context of the invention, features that are identified with “in particular” or “preferably” are to be understood as optional features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnung verwiesen wird.The invention is described below without restricting the general inventive concept on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawing, with express reference being made to the drawing with regard to all inventive details not explained in more detail in the text.

1 zeigt ein System 10 zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung. Das System 10 umfasst ein Instrument 20 zur Energieanwendung, eine Überwachungseinheit 22 für das Instrument 20, einen Bildverarbeitungsprozessor 24, eine Overlay-Einheit 26 und eine primäre chirurgische Anzeigevorrichtung 28. Wie durch den großen Kreis in 1 kenntlich gemacht, ist als optionale Systemkomponente 30 außerdem ein Supportsystem 32 umfasst oder eingebunden. Das Supportsystem 32 verfügt über eine Referenz- und/oder Testdatenbank 34 mit Daten bezüglich eines einem Eingriff unterzogenen menschlichen Körpers sowie gegebenenfalls zu weiteren Daten, die für die Navigation und für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind. 1 shows a system 10 for temperature monitoring in instruments for the application of surgical energy. The system 10 includes an instrument 20th for energy use, a monitoring unit 22nd for the instrument 20th , an image processor 24 , an overlay unit 26th and a primary surgical display device 28 . As indicated by the large circle in 1 marked as an optional system component 30th also a support system 32 includes or incorporated. The support system 32 has a reference and / or test database 34 with data relating to a human body that has undergone an intervention and, if necessary, other data that are required for navigation and for carrying out the method according to the invention.

Die mit den Pfeilen angedeuteten Aktionen in 1 werden im Folgenden beispielhaft erläutert. Die Überwachungseinheit 22 überwacht das Instrument 20 zur Energieanwendung (Bezugszeichen 21) und sammelt dabei Daten zu Aktivierungsdauer, Aktivierungsenergie und weiteren Parametern, um das Energieniveau des Instruments 20 zu ermitteln. Diese Informationen übermittelt die Überwachungseinheit 22 an die Overlay-Einheit 26 (Bezugszeichen 23).The actions indicated by the arrows in 1 are explained below by way of example. The monitoring unit 22nd monitors the instrument 20th for energy use (reference number 21st ) and collects data on activation duration, activation energy and other parameters about the energy level of the instrument 20th to investigate. The monitoring unit transmits this information 22nd to the overlay unit 26th (Reference number 23 ).

Der Bildverarbeitungsprozessor 24 verarbeitet Bilder von einem Videoendoskop, gegebenenfalls einem Stereo-Videoendoskop, welches entweder separat umfasst ist (nicht dargestellt), oder Teil des Instruments 20 zur Energieanwendung ist. Die Bilder, die die Umgebung des distalen Endes des Instruments 20 zeigen, werden dem Operateur auf der primären chirurgischen Anzeigevorrichtung 28 angezeigt. Hierzu werden die Bilddaten von dem Bildverarbeitungsprozessor 24 zunächst der Overlay-Einheit 26 übermittelt (Bezugszeichen 25). Diese kombiniert die übermittelten Bilddaten dann mit den von der Überwachungseinheit 22 zur Verfügung gestellten Informationen über das Energieniveau des Instruments 20 und produziert neue Bilddaten, über die die Energieniveau-Informationen gelegt sind. Diese kombinierten Bilddaten werden der Anzeigevorrichtung 28 zur Anzeige übermittelt (Bezugszeichen 27). Die Anzeigevorrichtung 28 zeigt dem Operateur die mit den Informationen zum Energieniveau des Instruments 20 angereicherten Bilddaten an. Der Operateur hat somit die notwendigen Informationen im direkten Blickfeld, die es ihm ermöglichen, dass Instrument 20 zur Energieanwendung sicher und ohne Gefährdung des Patienten zu handhaben.The image processor 24 processes images from a video endoscope, possibly a stereo video endoscope, which is either included separately (not shown) or part of the instrument 20th for energy application is. The images showing the area around the distal end of the instrument 20th will be shown to the surgeon on the primary surgical display 28 displayed. For this purpose, the image data are processed by the image processing processor 24 first the overlay unit 26th transmitted (reference sign 25th ). This then combines the transmitted image data with those from the monitoring unit 22nd information provided about the energy level of the instrument 20th and produces new image data on which the energy level information is superimposed. This combined image data is used by the display device 28 transmitted for display (reference symbol 27 ). The display device 28 shows the surgeon the information about the energy level of the instrument 20th enriched image data. The surgeon thus has the necessary information in a direct field of vision that enables him to use the instrument 20th to use energy safely and without endangering the patient.

In der optionalen Erweiterung ist die Überwachungseinheit 22 zusätzlich im Datenaustausch (Bezugszeichen 33) mit dem Supportsystem 32, um von diesem detailliertere Informationen bezüglich des umgebenden Gewebes zu erhalten, mit denen die Ermittlung des Energieniveaus des Instruments 20 verfeinert werden kann. Hierzu greift das Supportsystem 32 auf seine Datenbank 34 zurück (Bezugszeichen 35). Ferner ist es vorgesehen, dass das Supportsystem 32 die Bilddaten von dem Bildbearbeitungsprozessor 24 erhält (Bezugszeichen 37), so dass in dem Supportsystem 32 ein Abgleich erfolgen kann, welcher Gewebetyp aktuell in der Nähe oder in Kontakt mit dem Instrument 20 ist, so dass das Supportsystem 32 anhand dieser Informationen die Überwachungseinheit 22 entsprechend mit Informationen versorgen kann, die den Gewebetyp betreffen.The monitoring unit is in the optional extension 22nd additionally in data exchange (reference number 33 ) with the support system 32 in order to obtain more detailed information about the surrounding tissue from this, with which the determination of the energy level of the instrument 20th can be refined. The support system intervenes for this 32 on his database 34 back (reference number 35 ). It is also provided that the support system 32 the image data from the image processing processor 24 receives (reference sign 37 ) so that in the support system 32 a comparison can be made as to which tissue type is currently in the vicinity of or in contact with the instrument 20th is so that the support system 32 the monitoring unit based on this information 22nd can accordingly provide information regarding the tissue type.

Auf diese Weise wird dem Operateur ein bislang nicht verfügbares aktuelles Bild vom Zustand des Instruments 20 bereitgestellt, welches dieser verwenden kann, um es sowohl effizient als auch sicher zu handhaben.In this way, the surgeon has an up-to-date picture of the state of the instrument that has not yet been available 20th which it can use to handle it both efficiently and safely.

Alle genannten Merkmale, auch die der Zeichnung allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.All of the features mentioned, including those that can be taken from the drawing alone and also individual features that are disclosed in combination with other features, are considered to be essential to the invention alone and in combination. Embodiments according to the invention can be fulfilled by individual features or a combination of several features.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Systemsystem
2020th
Instrument zur EnergieanwendungEnergy application instrument
2121st
Informationen zu Energieniveau und AktivierungsdauerInformation on energy level and activation duration
2222nd
ÜberwachungseinheitMonitoring unit
2323
Informationen für einen OverlayInformation for an overlay
2424
BildverarbeitungsprozessorImage processing processor
2525th
BilddatenImage data
2626th
Overlay-EinheitOverlay unit
2727
Bilddaten mit OverlayImage data with overlay
2828
primäre chirurgische Anzeigevorrichtungprimary surgical display device
3030th
optionale Systemkomponentenoptional system components
3232
SupportsystemSupport system
3333
Datenaustausch zu detaillierter Ermittlung des EnergieniveausData exchange for detailed determination of the energy level
3434
Referenz- und/oder TestdatenbankReference and / or test database
3535
DatenzugriffData access
3737
BilddatenImage data

Claims (11)

Verfahren zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung, wobei während einer chirurgischen Energieanwendung mit einem von einer Überwachungseinheit (22) überwachten Instrument (20) zur Energieanwendung unter Berücksichtigung von aktuellen Werten und/oder eines zeitlichen Verlaufs von Anwendungsparametern, die eine Energieanwendung durch das Instrument (20) betreffen, ein aktuelles Energieniveau des Instruments (20) ermittelt wird und einem Operateur Informationen über das ermittelte Energieniveau übermittelt werden, insbesondere, wenn das ermittelte Energieniveau einen vorbestimmten Wert überschreitet, der für ein Gewebe schädlich ist.Method for temperature monitoring in instruments for the surgical application of energy, wherein during a surgical application of energy with an instrument (20) for the application of energy monitored by a monitoring unit (22), taking into account current values and / or a chronological sequence of application parameters that indicate an application of energy by the instrument ( 20), a current energy level of the instrument (20) is determined and information about the determined energy level is transmitted to a surgeon, in particular if the determined energy level exceeds a predetermined value which is harmful to tissue. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungsparameter zwei oder mehrere aus Stromstärke, Dauer einer Bestromung und Eintrag von Energie in umliegendes Gewebe sind.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the application parameters are two or more of the current strength, duration of an energization and input of energy into the surrounding tissue. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (22) Daten von einem Supportsystem (32) für das Instrument (20) zur Energieanwendung empfängt, welche eine Art von Gewebe betreffen, mit dem das Instrument (20) in Kontakt kommt und/oder gekommen ist, wobei das ermittelte Energieniveau um einen durch den Kontakt zu erwartenden Energieaustrag korrigiert wird, der insbesondere von der Art des Gewebes und/oder einer Dauer des Kontakts abhängt.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the monitoring unit (22) receives data from a support system (32) for the instrument (20) for the application of energy which relate to a type of tissue with which the instrument (20) comes into contact and / or has come into contact, wherein the determined energy level is corrected by an energy output to be expected from the contact, which depends in particular on the type of tissue and / or a duration of the contact. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für Korrektur verwendete zu erwartende Energieaustrag als Mittelwert oder Worst-Case-Wert auf der Grundlage von zuvor durchgeführten Tests berechnet wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the expected energy output used for correction is calculated as a mean value or worst-case value on the basis of tests carried out previously. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Worst-Case-Wert für das Energieniveau berechnet wird, bei welchem keine Korrektur für einen zu erwartenden Energieaustrag angewendet wird.Procedure according to Claim 3 or 4th , characterized in that a worst-case value is calculated for the energy level at which no correction is applied for an expected energy output. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Unterbrechung der Bestromung des Instruments (20) eine Abkühlung des Instruments (20) auf der Grundlage eines oder mehrerer Parameter angesetzt wird, insbesondere der Art des Instruments (20) und/oder der Art eines medizinischen Eingriffs.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that in the event of an interruption in the current supply to the instrument (20), the instrument (20) is cooled on the basis of one or more parameters, in particular the type of instrument (20) and / or the type of medical intervention. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als ein oder mehrere weitere Faktoren für die Ermittlung des Energieniveaus eine Temperatur von in einen Patienten eingebrachtem CO2, eine Temperatur von einer im Patienten verwendeten Salinelösung, Impedanzmessungen am Instrument (20) zur Energieanwendung und/oder Messungen des Instruments (20) zur Energieanwendung bezüglich der tatsächlich angewendeten Energie verwendet werden.Method according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that, as one or more further factors for determining the energy level, a temperature of CO 2 introduced into a patient, a temperature of a saline solution used in the patient, impedance measurements on the instrument (20) for energy application and / or measurements of the instrument ( 20) can be used for energy application in relation to the energy actually used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Operateur die Informationen über das ermittelte Energieniveau als Overlay über Führungsdaten mittels eines Farbschemas, insbesondere eines Ampelschemas, angezeigt werden.Method according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the information about the determined energy level is displayed to the operator as an overlay over guide data by means of a color scheme, in particular a traffic light scheme. System (10) zur Temperaturüberwachung bei Instrumenten zur chirurgischen Energieanwendung, umfassend wenigstens ein Instrument (20) zur Energieanwendung, eine Überwachungseinheit (22) für das wenigstens eine Instrument (20), eine Anzeigevorrichtung (28), die ausgebildet ist, von der Überwachungseinheit (22) gesendete Informationen anzuzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (22) ausgebildet ist, während einer chirurgischen Energieanwendung mit dem wenigstens einen von der Überwachungseinheit (22) überwachten Instrument (20) zur Energieanwendung unter Berücksichtigung von aktuellen Werten und/oder eines zeitlichen Verlaufs von Anwendungsparametern, die eine Energieanwendung durch das Instrument betreffen, ein aktuelles Energieniveau des Instruments (20) zu ermitteln und einem Operateur über die Anzeigevorrichtung (28) Informationen über das ermittelte Energieniveau zu übermitteln, insbesondere, wenn das ermittelte Energieniveau einen vorbestimmten Wert überschreitet, der für ein Gewebe schädlich ist.System (10) for temperature monitoring in instruments for the application of surgical energy, comprising at least one instrument (20) for the application of energy, a monitoring unit (22) for the at least one instrument (20), a display device (28) which is designed to be used by the monitoring unit ( 22) to display sent information, characterized in that the monitoring unit (22) is designed to use the at least one instrument (20) monitored by the monitoring unit (22) for energy application during a surgical energy application, taking into account current values and / or a chronological sequence of application parameters that relate to the application of energy by the instrument, to determine a current energy level of the instrument (20) and to transmit information about the determined energy level to a surgeon via the display device (28), in particular if the determined energy level exceeds a predetermined value t harmful to a tissue. System (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Supportsystem (32) umfasst ist, welches ausgebildet ist, der Überwachungseinheit (22) Daten zu senden, welche eine Art von Gewebe betreffen, mit dem das Instrument (20) in Kontakt kommt und/oder gekommen ist, wobei die Überwachungseinheit (22) ausgebildet ist, das ermittelte Energieniveau um einen durch den Kontakt zu erwartenden Energieaustrag zu korrigieren, der insbesondere von der Art des Gewebes und/oder einer Dauer des Kontakts abhängt.System (10) Claim 9 , characterized in that a support system (32) is additionally included which is designed to send the monitoring unit (22) data relating to a type of tissue with which the instrument (20) comes into contact and / or has come into contact, wherein the monitoring unit (22) is designed to correct the determined energy level by an energy output to be expected through the contact, which depends in particular on the type of tissue and / or a duration of the contact. System (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.System (10) Claim 9 or 10 , characterized in that it is designed, a method according to one of Claims 1 to 8th perform.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20190038347A1 (en) * 2014-11-19 2019-02-07 Epix Therapeutics, Inc. Ablation systems with multiple temperature sensors

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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