DE102019203398A1

DE102019203398A1 - Surgical vaporization electrode

Info

Publication number: DE102019203398A1
Application number: DE102019203398.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Brockmann; Christoph Knopf
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine chirurgische Vaporisationselektrode, die mit einem chirurgischen HF Generator verbunden ist. Der Elektrodenkopf ist mit einer ersten Elektrode in einer ersten Ebene ausgebildet, die mindestens eine erste Elektrodenoberfläche aufweist. In einer zur ersten Ebene parallel verlaufenden, komplementären, zweiten Ebene ist der Elektrodenkopf mit einer zweiten Elektrode ausgebildet, welche mindestens eine zweite Elektrodenoberfläche aufweist. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind durch eine erste Isolationsschicht gegeneinander isoliert. Die zweite Elektrode und die erste Isolationsschicht sind mit einer oder mehreren Ausnehmungen ausgebildet. Wenn die erfindungsgemäße chirurgische Vaporisationselektrode mit einem entsprechend ausgelegten und mit der chirurgischen Vaporisationselektrode verschalteten, chirurgischen HF Generator verbunden ist, wird an mindestens einer der beiden Elektrodenoberflächen Plasma gezündet. Die Erfindung betrifft ferner ein chirurgisches Instrument, umfassend die erfindungsgemäße Vaporisationslektrode und einen HF Generator.The invention relates to a surgical vaporization electrode which is connected to a surgical HF generator. The electrode head is formed with a first electrode in a first plane which has at least one first electrode surface. In a complementary second plane running parallel to the first plane, the electrode head is designed with a second electrode which has at least one second electrode surface. The first electrode and the second electrode are insulated from one another by a first insulation layer. The second electrode and the first insulation layer are formed with one or more recesses. When the surgical vaporization electrode according to the invention is connected to a correspondingly designed surgical HF generator that is connected to the surgical vaporization electrode, plasma is ignited on at least one of the two electrode surfaces. The invention also relates to a surgical instrument comprising the vaporization electrode according to the invention and an HF generator.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine chirurgische Vaporisationselektrode.The invention relates to a surgical vaporization electrode.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind elektrische chirurgische Resektionswerkzeuge bekannt, wobei zum Resezieren Hochfrequenz-Wechselstrom (HF-Strom) durch den zu behandelnden Körperteil geleitet wird, um das entsprechende Gewebe gezielt zu schädigen bzw. zu schneiden (Hochfrequenz-Chirurgie, HF-Chirurgie). Das biologische Gewebe wird dabei geschnitten, koaguliert und/oder vaporisiert. Derartige Resektionswerkzeuge werden in verschiedenen chirurgischen Anwendungen eingesetzt, z.B. um adenomatöses Gewebe durch Vaporisation zu entfernen. An das chirurgische Resektionswerkzeug, die chirurgische Elektrode, wird dabei eine über geeignete Generatoren erzeugte Hochfrequenzspannung angelegt, die dem Arbeitsteil der Elektrode über entsprechende Zuführungen zugeführt wird, wobei die Elektroden je nach Ausbildung bipolar oder monopolar betrieben werden können.Electrical surgical resection tools are known from the prior art, in which, for resection, high-frequency alternating current (HF current) is passed through the body part to be treated in order to damage or cut the corresponding tissue in a targeted manner (high-frequency surgery, HF surgery). . The biological tissue is cut, coagulated and / or vaporized. Such resection tools are used in various surgical applications, e.g. to remove adenomatous tissue by vaporization. A high-frequency voltage generated by suitable generators is applied to the surgical resection tool, the surgical electrode, which is fed to the working part of the electrode via appropriate leads, whereby the electrodes can be operated bipolar or monopolar depending on the design.

Bei der monopolaren Technik wird ein Pol der HF-Spannungsquelle über eine möglichst große Fläche mit dem Patienten als Neutralelektrode verbunden, während der andere Pol das chirurgische Instrument (aktive Elektrode) bildet. Bei der bipolaren Technik fließt der Strom im Gegensatz zur monopolaren Technik nur durch einen kleinen Teil des Körpers, da in diesem Fall der Strom von der Arbeitsfläche der aktiven Elektrode durch die Flüssigkeit zu der in unmittelbarer Nähe angeordneten Neutralelektrode fließt. Die lokalisierte Stromdichte bei der Bipolarelektrode bedingt eine rasche Erwärmung des die Elektrodenspitze/n umgebenden Gewebes mit konsekutiver Vaporisation des Gewebewassers oder der das Gewebe umgebenden Spülflüssigkeit (Irrigierlösung, Saline).With the monopolar technique, one pole of the HF voltage source is connected to the patient as a neutral electrode over the largest possible area, while the other pole forms the surgical instrument (active electrode). With the bipolar technique, in contrast to the monopolar technique, the current only flows through a small part of the body, since in this case the current flows from the working surface of the active electrode through the liquid to the neutral electrode located in the immediate vicinity. The localized current density at the bipolar electrode causes rapid heating of the tissue surrounding the electrode tip (s) with consecutive vaporization of the tissue water or the rinsing liquid (irrigation solution, saline) surrounding the tissue.

Prinzipiell baut die Elektrochirurgie auf dem Jouleschen Gesetz auf (Q = P* t). Um die Elektrodenspitze bildet sich aufgrund der dem Volumenelement zugeordneten Verlustleistung P und der dadurch umgesetzten Wärme eine dünne Gasschicht (Dampfpolster), welche bei ausreichend hoher Spannung (Plasmazündung) zu einem konstanten Plasma ionisiert werden kann (chirurgische Plasma-Vaporisationselektrode). Nachteilig kommt es bei der Aktivierung des Stromes zu einem teilweisen Abfluss der elektrischen Energie über die Spülflüssigkeit, so dass nicht die volle HF-Leistung an der Anwendungsstelle zur Verfügung steht. Nachteilig muss am Scheitelpunkt des Elektrodenkopfes ein hoher Betrag an Energie aufgewendet werden , um die zur Zündung und dem Erhalt eines stabilen Plasmas notwendigen elektrischen Feldstärken aufrechtzuerhalten. Zudem ist der Ort der Plasmabildung an einer halbkugelig ausgebildeten elektrisch leitwilligen Oberfläche nicht genau vorherbestimmt, sondern unterliegt einem stochastischen Prozess an der Elektrodenoberfläche. Zudem arbeiten die aus dem Stand der Technik bekannten Vaporisationselektroden in der Regel nach quasi-bipolarem System, da die Aktivelektrode, an der in Saline ein Plasma gezündet wird, klein gegenüber der Rückelektrode ist. Nachteilig muss der Strom von der Aktivelektrode zur Rückelektrode einen weiten Weg durch die Saline zurücklegen, wodurch die Effektivität der Plasmazündung eingeschränkt und eine zusätzliche Wärmeentwicklung in der Saline bewirkt wird.In principle, electrosurgery is based on Joule's law (Q = P * t). A thin gas layer (vapor cushion) forms around the electrode tip due to the power dissipation P assigned to the volume element and the resulting heat dissipated, which can be ionized to a constant plasma (surgical plasma vaporization electrode) if the voltage is high enough (plasma ignition). Disadvantageously, when the current is activated, there is a partial drainage of the electrical energy via the rinsing liquid, so that the full HF power is not available at the application site. The disadvantage is that a large amount of energy has to be expended at the apex of the electrode head in order to maintain the electrical field strengths necessary for ignition and for maintaining a stable plasma. In addition, the location of the plasma formation on a hemispherical, electrically conductive surface is not precisely predetermined, but is subject to a stochastic process on the electrode surface. In addition, the vaporization electrodes known from the prior art usually work according to a quasi-bipolar system, since the active electrode, on which a plasma is ignited in saline, is small compared to the back electrode. The disadvantage is that the current from the active electrode to the back electrode has to travel a long way through the saline, which limits the effectiveness of the plasma ignition and causes additional heat to be generated in the saline.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von den vorgenannten Elektroden des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist.Proceeding from the aforementioned electrodes of the prior art, the present invention is based on the object of providing a device which does not have the disadvantages mentioned or at least to a lesser extent.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine chirurgische Vaporisationselektrode zur Verbindung mit einem chirurgischen HF Generator. Die Elektrode weist einen Elektrodenkopf auf mit einer ersten Elektrode in einer ersten Ebene, aufweisend mindestens eine erste Elektrodenoberfläche, und einer zweiten Elektrode in einer zu der ersten Ebene parallel verlaufenden, komplementären zweiten Ebene, aufweisend mindestens eine zweite Elektrodenoberfläche, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode gegeneinander durch eine erste Isolationsschicht isoliert sind, und wobei zweite Elektrode und die erste Isolationsschicht mit einer oder mehreren Ausnehmungen ausgebildet sind. Die erste und die zweite Elektrode, sowie die dazwischenliegende Isolationsschicht, können dabei beispielsweise auf einen nicht leitenden Grundkörper des Elektrodenkopfs aufgebracht sein; alternativ kann die erste Elektrode als Teil eines elektrisch leitfähigen Grundkörpers ausgebildet sein. Unter einer Elektrodenoberfläche wird dabei erfindungsgemäß diejenige Fläche der Elektrode verstanden, die im Betriebszustand gegenüber der Umgebung, z.B. einer Salzlösung, freiliegt. Unter einer Isolationsschicht wird dabei eine aus einem Festkörper bestehende Schicht verstanden, wobei der Festkörper ein Nichtleiter mit einem möglichst hohen, spezifischen Widerstand ist. Die Ausnehmungen erstrecken sich erfindungsgemäß durch die zweite Elektrode und die Isolationsschicht, welche jeweils einen Teil der Wand der Ausnehmung ausbilden. Die Ausnehmungen erstrecken sich also von der der Isolationsschicht zugewendeten Seite der ersten Elektrode über die Isolationsschicht hinweg bis zur von der Isolationsschicht abgewandten Seite der zweiten Elektrode. Sie unterliegen hinsichtlich ihrer Form keinen besonderen Einschränkungen; sie können eine beliebige Form z.B. kreisrund, oval, rechteckig, polygonal usw. oder eine Kombination derartiger Formen annehmen und sind herstellbar durch entsprechendes Gießen der Isolationsschicht, durch Bohren, Fräsen, Ätzen, mittels Lasereinwirkung und anderen aus der Technik bekannten Verfahren. Im Betriebszustand der erfindungsgemäßen chirurgischen Vaporisationslektrode wird an mindestens einer der jeweils mindestens einen Elektrodenoberfläche Plasma gezündet. Innerhalb der Ausnehmungen entsteht zwischen der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Elektrodenoberfläche im Betriebszustand ein auf einen sehr kleinen Bereich beschränkter Stromfluss, dessen Größe vom Abstand zwischen den leitfähigen Elektrodenoberflächen bestimmt wird. Insbesondere kann die Rückversetzung der mindestens einen ersten Elektrodenoberfläche gegenüber der mindestens einen zweiten Elektrodenoberfläche in der Ausnehmung im Betriebszustand eine Richtwirkung entfalten derart, dass infolge der kleineren Oberflächen lokal eine höhere elektrische Feldstärke generiert wird (Spitzenentladungseffekt), sodass in der jeweiligen Ausnehmung die für die Plasmazündung notwendige Gastasche schneller, stabiler und bei geringerem Energieaufwand entsteht und gezündet wird. Die erfindungsgemäße Vaporisationslektrode kann so auch unter ungünstigen Bedingungen, z.B. in freier Spülflüssigkeit, gezündet werden. Durch die zielgerichtete Nutzung der eingebrachten Energie ergibt sich eine Steigerung des Wirkungsgrads und damit einhergehend eine geringere Temperaturerhöhung der Spülflüssigkeit.In a first aspect, the invention relates to a surgical vaporization electrode for connection to a surgical HF generator. The electrode has an electrode head with a first electrode in a first plane, having at least one first electrode surface, and a second electrode in a complementary second plane running parallel to the first plane, having at least one second electrode surface, the first electrode and the second electrode are insulated from one another by a first insulation layer, and wherein the second electrode and the first insulation layer are formed with one or more recesses. The first and the second electrode, as well as the insulation layer lying in between, can be applied, for example, to a non-conductive base body of the electrode head; alternatively, the first electrode can be designed as part of an electrically conductive base body. According to the invention, an electrode surface is understood to mean that area of the electrode which, in the operating state, is exposed to the environment, for example a salt solution. An insulation layer is understood to mean a layer consisting of a solid body, the solid body being a non-conductor with the highest possible specific resistance. According to the invention, the recesses extend through the second electrode and the insulation layer, which each form part of the wall of the recess. The recesses therefore extend from the side of the first electrode facing the insulation layer over the insulation layer to the side of the second electrode facing away from the insulation layer. They are subject to their shape no special restrictions; they can take any shape, for example circular, oval, rectangular, polygonal, etc. or a combination of such shapes and can be produced by appropriate casting of the insulation layer, by drilling, milling, etching, by means of laser action and other methods known from the art. In the operating state of the surgical vaporization electrode according to the invention, plasma is ignited on at least one of the respective at least one electrode surface. Within the recesses, between the at least one first and the at least one second electrode surface, in the operating state, a current flow that is restricted to a very small area and the size of which is determined by the distance between the conductive electrode surfaces. In particular, the setback of the at least one first electrode surface with respect to the at least one second electrode surface in the recess can develop a directional effect in the operating state such that a higher electrical field strength is generated locally as a result of the smaller surfaces (peak discharge effect), so that the plasma ignition in the respective recess necessary gas pocket is created and ignited faster, more stable and with less energy consumption. The vaporization electrode according to the invention can thus also be ignited under unfavorable conditions, for example in free rinsing liquid. The targeted use of the energy introduced results in an increase in the degree of efficiency and, as a result, a lower temperature increase in the rinsing liquid.

In einer bevorzugten Ausführungsform der chirurgischen Vaporisationselektrode können die erste Ebene und die zweite Ebene konvex gebogen sein. Der Elektrodenkopf kann somit mit einer ersten Elektrode in einer ersten, konvex gebogenen Ebene, aufweisend mindestens eine erste Elektrodenoberfläche, ausgebildet sein, wobei dann die zweite Elektrode in einer zu der ersten Ebene parallel verlaufenden, komplementären, konvex gebogenen zweiten Ebene angeordnet ist und mindestens eine zweite Elektrodenoberfläche aufweist. Wenn die erste Elektrode als Teil eines elektrisch leitfähigen Grundkörpers ausgebildet ist, liegt die mindestens eine erste Elektrodenoberfläche in der ersten, konvex gebogenen Ebene. Vorteilhaft kann der Elektrodenkopf mit konvex gebogenen Elektrodenoberflächen eine kompakte Form aufweisen.In a preferred embodiment of the surgical vaporization electrode, the first plane and the second plane can be convexly curved. The electrode head can thus be formed with a first electrode in a first, convexly curved plane, having at least one first electrode surface, the second electrode then being arranged in a complementary, convexly curved second plane running parallel to the first plane and at least one having second electrode surface. If the first electrode is designed as part of an electrically conductive base body, the at least one first electrode surface lies in the first, convexly curved plane. The electrode head with convexly curved electrode surfaces can advantageously have a compact shape.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die mindestens eine, zweite Elektrodenoberfläche in Bezug auf die mindestens eine erste Elektrodenoberfläche größer oder weitgehend gleichgroß ausgebildet sein, wobei in bipolarer Betriebsweise die erste und die zweite Elektrode als alternierende Pole fungieren können. Darunter wird verstanden, dass es im Gegensatz zu herkömmlichen Vaporisationselektroden keine klare Zuordnung von aktiver und rückleitender Elektrode gibt: Die erste und die zweite erfindungsgemäße Elektrode alternieren mit der Frequenz des Stroms. Wenn die chirurgische Vaporisationselektrode mit einem entsprechend ausgelegten und mit der chirurgischen Vaporisationselektrode verschalteten, chirurgischen HF Generator verbunden ist, wird damit sowohl z.B. sowohl an der ersten als auch an der zweiten Elektrodenoberfläche ein Plasma gezündet. Die Erfindung ist nicht auf die Anwesenheit einer ersten und einer zweiten Elektrode im Elektrodenkopf der chirurgischen Vaporisationslektrode beschränkt; möglich sind Ausführungsformen mit weiteren Elektroden, beispielsweise einer dritten Elektrode, z. B. zum Triggern einer Plasmazündung. Da herkömmliche Vaporisationselektroden lediglich mit einer quasibipolaren Technik arbeiten, nämlich mit einer aktiven (HF-Spannungs-beaufschlagten) Elektrode und einer rückleitenden Elektrode, ist die rückleitende Elektrode deutlich größer als die Aktivelektrode, so dass das Plasma lediglich an der Aktivelektrode zündet. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vaporisationselektrode können die zwei Elektroden mit ihren entsprechenden Elektrodenoberflächen derart mit einem chirurgischen HF- Generator verbunden werden, dass sie als alternierende Pole in bipolarer Betriebsweise fungieren, wobei die Elektrodenoberflächen so dimensioniert sind, dass die zweite Elektrodenoberfläche im Verhältnis zur ersten Elektrodenoberfläche größer oder weitgehend gleichgroß ausgebildet ist. Wenn die zur Saline freien Arbeitsflächen beider Elektrodenoberflächen weitgehend gleichgroß ausgeführt sind, kommt es zu einer tatsächlich bipolaren Wirkungsweise der Vaporisationselektrode mit alternierend zündendem Plasma an beiden Elektroden. Da durch die erste Isolationsschicht die erste und die zweite Elektrode in einem definierten Abstand beieinanderliegen, ist der Stromfluss auf die kleinen Elektrodenoberflächen beschränkt. Damit ist der Wärmeeintrag in die den Elektrodenkopf umgebende Saline und das Gewebe im Vergleich zu herkömmlichen Vaporisationselektroden minimal, während gleichzeitig über die gesamte HF-beaufschlagte Elektrodenoberflächen ein stabiles Plasma gezündet werden kann.In an advantageous development, the at least one, second electrode surface can be designed to be larger or largely the same size in relation to the at least one first electrode surface, wherein the first and second electrodes can function as alternating poles in bipolar mode. This means that, in contrast to conventional vaporization electrodes, there is no clear assignment of active and return electrodes: the first and second electrodes according to the invention alternate with the frequency of the current. If the surgical vaporization electrode is connected to a correspondingly designed and connected to the surgical vaporization electrode, surgical HF generator, both e.g. a plasma ignited both on the first and on the second electrode surface. The invention is not limited to the presence of a first and a second electrode in the electrode head of the surgical vaporization electrode; Embodiments with further electrodes, for example a third electrode, e.g. B. to trigger a plasma ignition. Since conventional vaporization electrodes only work with a quasi-bipolar technology, namely with an active (HF voltage applied) electrode and a return electrode, the return electrode is significantly larger than the active electrode, so that the plasma only ignites at the active electrode. In the embodiment of the vaporization electrode according to the invention, the two electrodes with their respective electrode surfaces can be connected to a surgical HF generator in such a way that they function as alternating poles in bipolar mode, the electrode surfaces being dimensioned so that the second electrode surface in relation to the first electrode surface is made larger or largely the same size. If the working areas of both electrode surfaces that are free from the saline are largely of the same size, the vaporization electrode actually works in a bipolar manner with alternately igniting plasma on both electrodes. Since the first and second electrodes are at a defined distance from one another due to the first insulation layer, the current flow is restricted to the small electrode surfaces. The heat input into the saline surrounding the electrode head and the tissue is minimal compared to conventional vaporization electrodes, while at the same time a stable plasma can be ignited over the entire HF-exposed electrode surface.

In einer zusätzlichen Ausführungsform der chirurgischen Vaporisationselektrode kann die zweite Elektrode gegenüber der ersten Isolationsschicht zumindest teilweise zurückversetzt sein; beispielsweise kann die zweite Elektrode gegenüber der ersten Isolationsschicht im Bereich mindestens einer Ausnehmung zurückversetzt sein. Durch die Rückversetzung der mindestens einen zweiten Elektrode wird gewährleistet, dass zwischen der durch die erste Isolationsschicht getrennten, ersten und zweiten Elektrode mit ihren jeweiligen, mindestens einen ersten und mindestens einen, zweiten Elektrodenoberflächen eine Kurzschlussverbindung vermieden wird.In an additional embodiment of the surgical vaporization electrode, the second electrode can be at least partially set back with respect to the first insulation layer; for example, the second electrode can be set back in relation to the first insulation layer in the region of at least one recess. The relocation of the at least one second electrode ensures that a short-circuit connection is avoided between the first and second electrodes separated by the first insulation layer with their respective at least one first and at least one second electrode surfaces.

In einer vorteilhaften Implementierung der Vaporisationselektrode kann die zweite Elektrode auf der von der ersten Isolationsschicht abgewandten Seite mit einer zweiten Isolationsschicht angeordnet sein, welche die eine oder die mehreren Ausnehmungen ausspart. Die weitere, zweite Isolationsschicht begrenzt die Oberfläche der zweiten Elektrode gegenüber dem Gewebe auf der von der ersten Isolationsschicht abgewandten Seite. Vorteilhaft kann mit der zweiten Isolationsschicht die im Betriebszustand zur Saline freie zweite Elektrodenfläche hinsichtlich ihrer Dimensionierung eingestellt werden, derart, dass ein stabiles Plasma gezündet werden kann und gleichzeitig der Wärmeeintrag in die umgebende Saline minimiert wird. Insbesondere kann das Größenverhältnis zwischen der ersten Elektrodenoberfläche und der zweiten Elektrodenoberfläche fein eingestellt werden. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der chirurgischen Vaporisationselektrode kann die zweite Isolationsschicht gegenüber der zweiten Elektrode zumindest teilweise zurückversetzt sein. Die so ausgestaltete, weitere Isolationsschicht begrenzt die Oberfläche der zweiten Elektrode gegenüber dem Gewebe, kann aber im Bereich der Ausnehmungen entsprechend freie Kanten oder Ecken der zweiten Elektrodenoberfläche erzeugen, dass ausreichend hohe elektrische Feldstärken zum Erreichen der Schwellenbedingungen für die Dampfschichtbildung erhalten werden. Durch die Auswahl eines geeigneten Verhältnisses von Isolierung /Kantenabdeckung kann die gleichmäßige Zündung eines Plasmas an den jeweiligen Elektrodenoberflächen erreicht und dessen Stabilität gewährleistet werden. Das Ausnehmung/gesamte Elektrodenfläche- Verhältnis und das Kanten/Oberflächen-Verhältnis der Elektrodenoberfläche der zweiten Elektrode kann damit so eingestellt werden, dass eine tatsächlich bipolare Wirkungsweise mit stabilem, alternierend zündendem Plasma an beiden Elektrodenoberflächen erzielt wird. In an advantageous implementation of the vaporization electrode, the second electrode can be arranged on the side facing away from the first insulation layer with a second insulation layer which leaves out the one or more recesses. The further, second insulation layer delimits the surface of the second electrode with respect to the tissue on the side facing away from the first insulation layer. With the second insulation layer, the dimensioning of the second electrode surface that is free from the saline in the operating state can be adjusted in such a way that a stable plasma can be ignited and, at the same time, the heat input into the surrounding saline is minimized. In particular, the size ratio between the first electrode surface and the second electrode surface can be finely adjusted. In a particularly advantageous development of the surgical vaporization electrode, the second insulation layer can be at least partially set back with respect to the second electrode. The further insulation layer configured in this way limits the surface of the second electrode from the tissue, but can produce corresponding free edges or corners of the second electrode surface in the area of the recesses so that sufficiently high electrical field strengths are obtained to achieve the threshold conditions for the formation of the vapor layer. By selecting a suitable ratio of insulation / edge covering, the uniform ignition of a plasma on the respective electrode surfaces can be achieved and its stability guaranteed. The recess / total electrode area ratio and the edge / surface area ratio of the electrode surface of the second electrode can thus be set in such a way that an actually bipolar mode of operation with stable, alternately igniting plasma is achieved on both electrode surfaces.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der chirurgischen Vaporisationselektrode kann die erste Isolationsschicht eine zu der einen oder den mehreren Ausnehmungen freie Kantenlänge von 0,1 bis 4,5 mm aufweisen, bevorzugt kann sie eine freie Kantenlänge zwischen 0,1-4 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,1-3 mm aufweisen. Die Isolationsschicht kann dabei in separaten Teilbereichen der Vaporisationslektrode unterschiedlich dick ausgebildet sein. Somit können die elektrische Feldstärke gemäß dem Anwendungsgebiet eingestellt und die Effektivität der Plasmazündung, sowie die Stabilität des generierten Plasmas insbesondere am dem Arbeitsgebiet zugewandten Scheitelpunkt des Elektrodenkopfes erhöht werden.In an advantageous development of the surgical vaporization electrode, the first insulation layer can have a free edge length of 0.1 to 4.5 mm for the one or more recesses; it can preferably have a free edge length between 0.1-4 mm and particularly preferably between 0 , 1-3 mm. The insulation layer can have different thicknesses in separate subregions of the vaporization electrode. The electric field strength can thus be set according to the area of application and the effectiveness of the plasma ignition, as well as the stability of the generated plasma, in particular at the apex of the electrode head facing the work area, can be increased.

In einer weiteren Implementierung der erfindungsgemäßen Vaporisationslektrode können verschiedene Elektrodenareale der mindestens einen, ersten Elektrode separat voneinander aktivierbar und deaktivierbar sein. Die erste Elektrode kann in verschiedene Elektrodenareale eingeteilt sein, sodass die entsprechenden, über die Ausnehmungen im Betriebszustand zur Saline freiliegenden Elektrodenoberflächen ebenfalls getrennt aktivierbar und deaktivierbar sein können. Der Begriff „Areal“ bezeichnet dabei eine begrenzte Einheit, einen begrenzten Flächenraum oder eine begrenzte Fläche.In a further implementation of the vaporization electrode according to the invention, different electrode areas of the at least one first electrode can be activated and deactivated separately from one another. The first electrode can be divided into different electrode areas so that the corresponding electrode surfaces that are exposed to the saline via the recesses in the operating state can also be activated and deactivated separately. The term “area” denotes a limited unit, a limited area or a limited area.

In einer weiteren Implementierung der chirurgischen Vaporisationselektrode kann/können die erste Isolationsschicht und/oder die zweite Isolationsschicht aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe eloxiertes Aluminium, Silikongummi, Keramik, Glas, Glaskeramik, Kunststoff bestehen. Insbesondere bevorzugt kann/können die erste Isolationsschicht und/oder die zweite Isolationsschicht aus Keramik bestehen. Hierfür eignen sich insbesondere per se bereits aus dem Stand der Technik bekannte keramische Isolationsmaterialien.In a further implementation of the surgical vaporization electrode, the first insulating layer and / or the second insulating layer can consist of a material selected from the group consisting of anodized aluminum, silicone rubber, ceramic, glass, glass ceramic, plastic. Particularly preferably, the first insulation layer and / or the second insulation layer can consist of ceramic. Ceramic insulation materials already known per se from the prior art are particularly suitable for this.

In einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein chirurgisches Instrument, mit einer wie vorstehend beschriebenen chirurgischen Vaporisationselektrode und einem HF-Generator, wobei der HF Generator so ausgelegt und mit der chirurgischen Vaporisationselektrode verschaltet ist, dass im Betriebszustand an mindestens einer der jeweils mindestens einen Elektrodenoberfläche Plasma gezündet wird.In a second aspect, the present invention relates to a surgical instrument with a surgical vaporization electrode as described above and an HF generator, the HF generator being designed and connected to the surgical vaporization electrode in such a way that, in the operating state, at least one of the at least an electrode surface plasma is ignited.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das chirurgische Instrument eine elektronische Steuerung zum Aktivieren und Deaktivieren der Elektrodenoberflächen aufweisen. Grundsätzlich eignen sich hierfür aus dem Stand der Technik per se bekannte, elektronische Steuervorrichtungen, welche geeignet sind, den Arbeitsflächen jeweils zugeordnete elektronische Schaltbausteine bzw. den Arbeitsflächen jeweils zugeordnete hochfrequente Wechselspannungsquellen anzusteuern.In a preferred embodiment, the surgical instrument can have an electronic control for activating and deactivating the electrode surfaces. In principle, electronic control devices known per se from the prior art are suitable for this purpose, which are suitable for controlling electronic switching modules assigned to the work areas or high-frequency AC voltage sources assigned to the work areas.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das chirurgische Instrument Impedanz-Messmittel aufweisen, wobei die elektronische Steuerung dazu ausgelegt ist, mindestens eine der Elektrodenoberflächen in Abhängigkeit von Impedanzmessungen zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Mittels per se aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren wird hierbei über die Impedanzmessungen bestimmt, welche der Elektrodenoberflächen Gewebekontakt bzw. Gewebenähe aufweist; nicht in Gewebekontakt bzw. Gewebenähe stehende Elektrodenoberflächen können entsprechend deaktiviert werden.In an advantageous development, the surgical instrument can have impedance measuring means, the electronic control being designed to activate and / or deactivate at least one of the electrode surfaces as a function of impedance measurements. By means of sensors known per se from the prior art, it is determined via the impedance measurements which of the electrode surfaces is in contact with tissue or is close to tissue; Electrode surfaces that are not in contact with or close to the tissue can be deactivated accordingly.

Wie hier verwendet, schließt die Singularform der Artikel „ein“, „der“, „die“ und „das“ die entsprechenden Mehrzahlformen ein, sofern nichts anders angegeben.As used herein, the singular form of the articles “a”, “the”, “the” and “that” includes the corresponding plural forms, unless otherwise specified.

Es wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Grundsätzlich kann jede im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebene bzw. angedeutete Variante der Erfindung besonders vorteilhaft sein, je nach wirtschaftlichen, technischen und gegebenenfalls medizinischen Bedingungen im Einzelfall. Soweit nichts Gegenteiliges dargelegt ist, bzw. soweit grundsätzlich technisch realisierbar, sind einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsform austauschbar oder miteinander sowie mit per se aus dem Stand der Technik bekannten Merkmalen kombinierbar. A preferred exemplary embodiment is described, to which, however, the invention is not restricted. In principle, every variant of the invention described or indicated in the context of the present application can be particularly advantageous, depending on the economic, technical and possibly medical conditions in the individual case. Unless otherwise stated, or as far as technically feasible in principle, individual features of the embodiment described can be exchanged or combined with one another and with features known per se from the prior art.

Detaillierte Beschreibung der FigurDetailed description of the figure

In 1 ist ein Ausschnitt des Elektrodenkopfes (2) einer chirurgischen Vaporisationselektrode (1) gezeigt, die mit einem chirurgischen HF Generator (8) verbunden ist. Zur Vereinfachung sind die einzelnen, konvex gebogenen Schichten des halbkugelförmig ausgebildeten Elektrodenkopfs ohne Krümmung in linearer Darstellung gezeigt. Der Elektrodenkopf (2) ist mit einer ersten Elektrode (3) in einer ersten Ebene (3b, gestrichelte Linie) ausgebildet, welche mindestens eine erste Elektrodenoberfläche (3a). In einer zur ersten Ebene (3b) parallelen, zweiten Ebene (4b) weist der Elektrodenkopf (2) eine zweite Elektrode (4) auf, die mit einer zweiten Elektrodenoberfläche (4a) ausgebildet ist. Die erste Elektrode (3) und die zweite Elektrode (4) bzw. die mindestens eine erste Elektrodenoberfläche (3a) und die mindestens eine zweite Elektrodenoberfläche (4a) sind durch eine erste Isolationsschicht (5) gegeneinander isoliert. Die zweite Elektrode (4) und die erste Isolationsschicht (5) sind vorliegend mit drei weitgehend zylindrisch geformten Ausnehmungen (6.1, 6.2, 6.3) ausgebildet. Die zweite Elektrode (4) ist auf der von der ersten Isolationsschicht (5) abgewandten Seite mit einer zweiten Isolationsschicht (7) ausgebildet. Unter einer Elektrodenoberfläche wird diejenige Fläche der Elektrode verstanden, die im Betriebszustand gegenüber der Umgebung, z.B. einer Salzlösung, freiliegt. In der vorliegenden Darstellung sind drei Elektrodenoberflächen (3a) der ersten Elektrode (3) und 3 Elektrodenoberflächen (4a) der zweiten Elektrode (4) gezeigt, wobei die jeweiligen Elektrodenoberflächen (3a, 4a) der ersten und der zweiten Elektrode (3, 4) an die entsprechenden Ausnehmungen (6.1, 6.2, 6.3) angrenzen. Im Betriebszustand können innerhalb der Ausnehmungen zwischen den Elektrodenoberflächen (3a, 4a) der ersten und der zweiten Elektrode (3, 4) hohe elektrische Feldstärke generiert werden, sodass bei geringem Energieaufwand schnell und lokalisiert die für die Plasmazündung notwendige Gastasche entstehen kann. Im dargestellten Beispiel ist die zweite Elektrodenoberfläche (4a) bezüglich der ersten Elektrodenoberfläche (3a) größer ausgebildet. Wenn die erfindungsgemäße chirurgische Vaporisationselektrode (1) mit einem entsprechend ausgelegten und mit der chirurgischen Vaporisationselektrode (1) verschalteten, chirurgischen HF Generator (8) verbunden ist, fungieren die erste Elektrode (3) und die zweite Elektrode (4) als alternierende Pole in bipolarer Betriebsweise, so dass sowohl an der ersten Elektrode (3) als auch an der zweiten Elektrode (4) ein alternierendes Plasma gezündet wird, welches insgesamt stabil ist. Der Stromfluss zwischen den Elektroden (3, 4) wird auf die zur Saline in den entsprechenden Ausnehmungen (6) freiliegenden Elektrodenoberflächen (3a, 4a) beschränkt, da durch die Isolationsschicht (5) die entsprechenden Elektrodenoberflächen der ersten und zweiten Elektrode (3, 4) dicht beieinanderliegen. Damit ist auch der Wärmeeintrag in die den Elektrodenkopf (2) umgebende Saline und in das Gewebe minimal. In der dargestellten Ausführungsform Wie gezeigt, ist im Bereich einer der mehreren Ausnehmungen (Ausnehmung 6.2) die zweite Elektrode (4) gegenüber der ersten Isolationsschicht (5) zurückversetzt, sodass die erste Isolationsschicht (5) in der Ausnehmung (6.2) eine um die Länge b längere Kantenlänge aufweist als beispielsweise die erste Isolationsschicht (5) im Bereich der Ausnehmung 6.3. Der Abstand zwischen den leitfähigen Elektrodenoberflächen (3a, 4a) ist damit vergrößert, gleichzeitig vergrößert sich auch die zweite Elektrodenoberfläche (4a) relativ zur ersten Elektrodenoberfläche (3a) im Bereich dieser Ausnehmung 6.2. Mittels der Feineinstellung des Abstandes der leitenden Elektrodenoberflächen (3a, 4a) (über die Kantenlänge der ersten Isolierung) und des Größenverhältnisses von Elektrodenoberfläche (3a) / Elektrodenoberfläche (4a) im Bereich der jeweiligen Ausnehmung kann eine optimale Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vaporisationslektrode gewährleistet werden. Zusätzlich kann auch die leitende Elektrodenoberfläche (4a) der zweiten Elektrode (4) mit speziellen Eigenschaften, z.B. Kanten, ausgestattet werden, indem, wie gezeigt im Bereich der Ausnehmung 6.1, die zweite Isolationsschicht (7) gegenüber der zweiten Elektrode (4) zurückversetzt ist; entsprechende Kanten oder Ecken der zweiten Elektrode (4) werden derart freigelassen, dass ausreichend hohe elektrische Feldstärken zum Erreichen der Schwellenbedingungen für die Dampfschichtbildung erhalten werden, wodurch die gleichmäßige Zündung eines Plasmas an beiden Elektrodenarbeitsflächen (3a, 4b) erreicht und dessen Stabilität gewährleistet wird.In 1 is a section of the electrode head ( 2 ) a surgical vaporization electrode ( 1 ) shown using a surgical HF generator ( 8th ) connected is. For the sake of simplicity, the individual, convexly curved layers of the hemispherical electrode head are shown in a linear representation without any curvature. The electrode head ( 2 ) is with a first electrode ( 3 ) on a first level ( 3b , dashed line), which has at least one first electrode surface ( 3a) . In one to the first level ( 3b ) parallel, second plane ( 4b ) the electrode head ( 2 ) a second electrode ( 4th ), which are connected to a second electrode surface ( 4a ) is trained. The first electrode ( 3 ) and the second electrode ( 4th ) or the at least one first electrode surface ( 3a ) and the at least one second electrode surface ( 4a ) are through a first insulation layer ( 5 ) isolated from each other. The second electrode ( 4th ) and the first insulation layer ( 5 ) are present with three largely cylindrical recesses ( 6.1 , 6.2 , 6.3 ) educated. The second electrode ( 4th ) is on that of the first insulation layer ( 5 ) facing away with a second insulation layer ( 7th ) educated. An electrode surface is understood to mean that area of the electrode which, in the operating state, is exposed to the environment, for example a salt solution. In the present illustration three electrode surfaces ( 3a ) of the first electrode ( 3 ) and 3 electrode surfaces ( 4a ) of the second electrode ( 4th ), the respective electrode surfaces ( 3a , 4a ) the first and the second electrode ( 3 , 4th ) to the corresponding recesses ( 6.1 , 6.2 , 6.3 ) adjoin. In the operating state, within the recesses between the electrode surfaces ( 3a , 4a ) the first and the second electrode ( 3 , 4th ) high electrical field strength can be generated, so that the gas pocket required for plasma ignition can be created quickly and locally with little energy input. In the example shown, the second electrode surface ( 4a ) with respect to the first electrode surface ( 3a ) formed larger. If the surgical vaporization electrode according to the invention ( 1 ) with an appropriately designed and with the surgical vaporization electrode ( 1 ) connected, surgical HF generator ( 8th ) is connected, the first electrode ( 3 ) and the second electrode ( 4th ) as alternating poles in bipolar mode, so that both on the first electrode ( 3 ) as well as on the second electrode ( 4th ) an alternating plasma is ignited, which is overall stable. The current flow between the electrodes ( 3 , 4th ) is on the to the saline in the corresponding recesses ( 6th ) exposed electrode surfaces ( 3a , 4a ) limited because the insulation layer ( 5 ) the corresponding electrode surfaces of the first and second electrodes ( 3 , 4th ) are close together. This also reduces the heat input into the electrode head ( 2 ) surrounding saline and into the tissue minimal. In the illustrated embodiment, as shown, one of the several recesses (recess 6.2 ) the second electrode ( 4th ) opposite the first insulation layer ( 5 ) set back so that the first insulation layer ( 5 ) in the recess ( 6.2 ) has an edge length longer by the length b than, for example, the first insulation layer ( 5 ) in the area of the recess 6.3 . The distance between the conductive electrode surfaces ( 3a , 4a ) is thus enlarged, at the same time the second electrode surface is enlarged ( 4a ) relative to the first electrode surface ( 3a ) in the area of this recess 6.2 . By fine-tuning the distance between the conductive electrode surfaces ( 3a , 4a ) (over the edge length of the first insulation) and the size ratio of the electrode surface ( 3a ) / Electrode surface ( 4a ) In the area of the respective recess, an optimal mode of operation of the vaporization electrode according to the invention can be guaranteed. In addition, the conductive electrode surface ( 4a ) of the second electrode ( 4th ) can be equipped with special properties, e.g. edges, as shown in the area of the recess 6.1 , the second insulation layer ( 7th ) opposite the second electrode ( 4th ) is set back; corresponding edges or corners of the second electrode ( 4th ) are released in such a way that sufficiently high electric field strengths are obtained to achieve the threshold conditions for the formation of the vapor layer, whereby the uniform ignition of a plasma on both electrode working surfaces ( 3a , 4b ) and its stability is guaranteed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: chirurgische Vaporisationslektrodesurgical vaporization electrode
22: ElektrodenkopfElectrode head
33: erste Elektrodefirst electrode
3a3a: erste Elektrodenoberflächefirst electrode surface
3b3b: erste Ebenefirst floor
44th: zweite Elektrodesecond electrode
4a4a: zweite Elektrodenoberflächesecond electrode surface
4b4b: zweite Ebenesecond level
55: erste Isolationsschichtfirst insulation layer
66th: AusnehmungRecess
77th: zweite Isolationsschichtsecond insulation layer
88th: Verbindungen zum HF GeneratorConnections to the HF generator

Claims

Surgical vaporization electrode (1) for connection to a surgical HF generator, having an electrode head (2) with a first electrode (3) in a first plane (3b), having at least one first electrode surface (3a), and with a second electrode (4 ) in a complementary second plane (4b) running parallel to the first plane (3b), having at least one second electrode surface (4a), the first electrode (3) and the second electrode (4) being mutually interconnected by a first insulating layer (5 ) are insulated, the second electrode (4) and the first insulation layer (5) being formed with one or more recesses (6), and wherein plasma is ignited on at least one of the respective at least one electrode surface (3a, 4a) in the operating state.

Surgical vaporization electrode (1) according to Claim 1 wherein the first plane (3b) and the second plane (4b) are convexly curved.

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the Claims 1 or 2 , the at least one second electrode surface (4a) being larger or largely the same size in relation to the at least one first electrode surface (3a), the first (3) and second electrode (4) functioning as alternating poles in bipolar mode.

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the second electrode (4) is at least partially set back with respect to the first insulation layer (5).

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the second electrode (4) is arranged on the side facing away from the first insulation layer (5) with a second insulation layer (7) which leaves out one or more recesses (6).

Surgical vaporization electrode (1) according to Claim 5 , the second insulation layer (7) being at least partially set back relative to the second electrode (4).

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the first insulation layer (5) has an edge length of 0.1 to 4.5 mm, preferably between 0.1 to 4 mm, free from the one or more recesses (6) and particularly preferably between 0.1 to 3 mm.

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein different electrode areas of the at least one first electrode (3) can be activated and deactivated separately from one another.

Surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding claims, wherein the first insulation layer (6) and / or the second insulation layer (7) consists of a material selected from the group of anodized metal, silicone rubber, ceramic, glass, glass ceramic, plastic.

Surgical vaporization electrode (1) according to Claim 9 , wherein the first insulation layer (6) and / or the second insulation layer (7) consist of ceramic.

Surgical instrument, comprising a surgical vaporization electrode (1) according to one of the preceding Claims 1 to 10 and an HF generator, the HF generator being designed and connected to the surgical vaporization electrode (1) in such a way that plasma is ignited on at least one of the at least one electrode surfaces (3a, 4a) in the operating state.

Surgical instrument according to Claim 11 which also has an electronic control for activating and deactivating the electrode surfaces (3a, 4a).

Surgical instrument according to Claim 12 , further comprising impedance measuring means, the electronic controller being designed to activate or deactivate at least one of the electrode surfaces (3a, 4a) as a function of impedance measurements.