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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Instrument, das zur Koagulation- und/oder Thermofusion vor organischem Gewebe verwendet werden kann.
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Stand der Technik
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Bei der minimalinvasiven Chirurgie sind Blutungen nicht akzeptabel, da das Operationsgebiet beispielsweise nicht mit einem Tupfer zugänglich ist. Daher kommt insbesondere in diesem Bereich die Elektrochirurgie zum Einsatz, bei der das Gewebe verödet und vor einem Schnitt zunächst koaguliert wird. Dabei wird das Gewerbe thermisch durch einen hochfrequenten Stromfluss erhitzt und es kommt zu einem Gerinnen der Eiweiße sowie einem Wasseraustrieb aus dem betroffenen Gewebeabschnitt. Dadurch ist ein verlässlicher Verschluss der Blutgefäße vor dem operativen Schnitt möglich.
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Für eine gute und zuverlässige Koagulation ist ein enger Temperaturbereich von 60 °C bis 80 °C erforderlich und zur Thermofusionierung ein Temperaturbereich von 90 °C bis 100 °C. Außerdem darf die verwendete Koagulations- oder Thermofusionselektrode nicht am behandelten Gewebe ankleben. Metallisch vorgefertigte Koagulations- oder Thermofusionselektroden aus medizinischem Edelstahl, die in ein elektrochirurgisches Instrument eingelegt werden, sind allerdings üblicherweise dicker als 200 µm. Dies bringt eine thermische Masse und eine thermische und physikalische Leitfähigkeit mit sich, die eine Funktionsträgheit der Koagulations- oder Thermofusionselektrode bewirkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das elektrochirurgische Instrument weist mindestens eine Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode auf, deren Dicke im Bereich von 0,05 µm bis 30,00 µm liegt. Eine so dünne Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode weist eine geringe thermische Masse auf und hat somit im Betrieb beim Anlegen einer Hochfrequenzspannung immer den gleichen Ausgangszustand. Indem keine nennenswerte Restwärme aus einem vorhergehenden Koagulations- oder Thermofusionsvorgang in der Elektrode verbleibt, kann die nächste Koagulation beziehungsweise Thermofusion besonders zuverlässig durchgeführt werden.
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Weist das elektrochirurgische Instrument mehrere Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden auf, so kann dies genutzt werden, um eine sequenzielle und ortsaufgelöste Koagulation beziehungsweise Thermofusion vorzunehmen.
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Ein elektrischer Widerstand der Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 Q bis 10,0 Ω. Besonders bevorzugt liegt er im Bereich von 0,1 Ω bis 5,0 Ω. Der elektrische Widerstand kann durch die Materialzusammensetzung der Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode eingestellt werden. Dieser elektrische Widerstand ermöglicht es, die erreichte Temperatur der Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode indirekt über eine Impedanzmessung eines Hochfrequenzgenerators, welcher an das elektrochirurgische Instrument angeschlossen ist, abzuschätzen.
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Die Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode ist vorzugsweise auf einem keramischen Körper angeordnet. Dieser bewirkt sowohl eine elektrische Isolierung als auch eine thermische Isolierung der Elektrode. Bevorzugte Materialien für den keramischen Körper sind Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, YSZ (yttria-stabilized zirconia), ZTA (zirconia toughened aluminum Oxide) oder ATZ (alumina toughened zirconia).
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In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments ist die Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode zumindest teilweise in einen keramischen Körper eingebettet. Indem eine Aussparung im keramischen Körper vorgesehen wird, in welche die Elektrode eingebettet werden kann, wird zum einen eine sichere Anordnung der Elektrode auf dem keramischen Körper gewährleistet und zum anderen eine Isolierung der Elektrode nicht nur an ihrer Unterseite, sondern zumindest teilweise auch an ihren Seitenflächen erreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments liegt eine gemittelte Rautiefe RZ der Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode im Bereich von 0,05 µm bis 15,00 µm. Die gemittelte Rautiefe kann gemäß der Norm DIN EN ISO 4287:1984 gemessen werden. Sie kann insbesondere über die Materialzusammensetzung der Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode eingestellt werden. Eine gemittelte Rautiefe in dem bevorzugten Bereich bewirkt einen Lotusblüteneffekt und somit keine oder nur eine minimale Anhaftung an das zu behandelnde organische Gewebe, während einer Koagulations- oder Thermofusionsbehandlung. Außerdem bewirkt eine solche gemittelte Rautiefe besonders kleine Übergangswiderstände zum organischen Gewebe hin, was für die elektrische Ansteuerung beziehungsweise Regelung der Elektrode bezüglich der Verlustleistung von Vorteil ist.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments ist die Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode in einer Abdeckschicht eingebettet. Als Abdeckschicht sind zum einen die keramischen Materialien geeignet, aus denen auch der keramische Körper bestehen kann. Zum anderen kann die Abdeckschicht aus einem elektrisch isolierenden Polymer wie beispielsweise einem Parylen bestehen. Die Abdeckschicht verhindert ebenfalls ein Anhaften des organischen Gewebes an die Elektrode. Außerdem verhindert sie einen elektrischen Kurzschluss oder Leckstrom mehrerer Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden zueinander und steigert die elektrische Signalgüte zur elektrischen Weiterverarbeitung.
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Geeignete Materialien für Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden sind insbesondere Platin, Platinlegierungen, Platin-Cermet, Gold, Goldlegierungen, Silber oder Silberlegierungen. Sie ist von der elektrischen Flächenbelastung vorzugsweise so ausgelegt, dass sie Werte über 0,1 A/mm2 nicht übersteigt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments ist die Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode mit einem erhaben flächigen Querschnitt ausgeführt. Hierzu kann sie in einem kostengünstigen Beschichtungsverfahren, wie beispielsweise mittels Siebdruck oder mittels eines Jet-Verfahrens, flächig oder bereits strukturiert auf die Oberfläche des keramischen Körpers aufgebracht werden. Sie kann anschließend thermisch oder optisch aufgesintert oder ausgehärtet werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments weist die Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode einen erhaben verjüngenden Querschnitt auf. Hierdurch kann die Kontaktfläche zwischen Elektrode und organischem Gewebe gegenüber einer Basisfläche der Elektrode verringert werden. Eine solche Elektrode kann insbesondere in einem Mehrschichtverfahren erzeugt werden, indem mehrere Metallschichten mit unterschiedlichem Querschnitt aufeinander aufgebracht werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Teils eines elektrochirurgischen Instruments gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 2 zeigt eine isometrische Darstellung eines Teils eines elektrochirurgischen Instruments gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- Die 3a bis 3e zeigen unterschiedliche Formen von Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden, die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden können.
- Die 4a und 4b zeigen unterschiedliche Querschnitte von Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden, die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden können.
- 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Teils eines elektrochirurgischen Instruments in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines anderen Teils eines elektrochirurgischen Instruments in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Ein elektrochirurgisches Instrument, das als Koagulations- und Thermofusionsinstrument ausgeführt ist, weist in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Koagulations- und/oder Thermofusionselektrode 10 auf, die erhaben flächig auf einem keramischen Körper 20 angeordnet ist. Dies ist in 1 dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 beispielsweise aus einer 1,0 µm dicken Platinschicht mit einem elektrischen Widerstand von 1,0 Ω. Diese weist eine Oberflächenrauigkeit von 0,1 µm auf und wurde mittels eines Siebdruckverfahrens auf den keramischen Körper 20 aufgedruckt. Anschließend wurde sie mit dem keramischen Körper 20 versintert. Dieser besteht beispielsweise aus Aluminiumoxid.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind auf dem keramischen Körper 20 zwei Koagulations- und Thermofusionselektroden 10a, 10b parallel zueinander verlaufend angeordnet. Wie in 2 dargestellt ist, fungiert ein Luftspalt zwischen den beiden Koagulations- und/oder Thermofusionselektroden 10a, 10b als elektrische Isolation.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des elektrochirurgischen Instruments stellen die beiden in der 2 dargestellten Elemente 10a, 10b keine eigenständigen Koagulations- und Thermofusionselektroden dar, sondern zwei parallel verlaufende Zweige derselben Koagulations- und Thermofusionselektrode, die außerhalb des dargestellten Bereiches U-förmig miteinander verbunden sind.
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In unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 unterschiedliche Formen aufweisen. Dies ist in den 3a bis 3f dargestellt. So kann die Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 eine geschwungene Form gemäß 3a, eine längliche Form gemäß 3b, eine U-Form gemäß 3c, eine V-Form gemäß 3d, eine unterteilte Form, die aus einem runden und einem länglichen Bereich besteht, wie in 3e dargestellt ist oder eine sich länglich verjüngende Form gemäß 3f aufweisen.
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Neben dem erhaben flächigen Querschnitt der Koagulations- und Thermofusionselektrode 10, der in den 1 und 2 dargestellt ist, kann sie auch einen erhaben verjüngenden Querschnitt aufweisen. Wie in 4a dargestellt ist besteht sie hierbei in einem Ausführungsbeispiel aus drei Schichten 11, 12, 13, die stufenförmig aufeinander angeordnet sind. In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 4b dargestellt ist, sind ebenfalls drei Schichten 11, 12, 13 vorgesehen, deren Ränder jedoch abgerundet sind, sodass anstelle der Stufenform eine im Wesentlichen kurvenförmige Verjüngung der Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 erfolgt.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des elektrochirurgischen Instruments, das in 5 dargestellt ist, ist auf den keramischen Körper 20 eine Abdeckschicht 30 aus Parylen angeordnet, welche die Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 umschließt.
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Neben dem in den 1, 2 und 5 dargestellten im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt des keramischen Körpers 20 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel des elektrochirurgischen Instruments vorgesehen, dass der keramische Körper sich zur Koagulations- und Thermofusionselektrode 10 hin verjüngt und somit einen abschnittsweise trapezförmigen Querschnitt aufweist. Dies ist in 6 dargestellt.
