DE102021122097A1 - Elektrochirurgische Vorrichtung - Google Patents

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Liam John Mcaleer
Thomas Lloyd
James Alan DICKSON
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Gyrus Medical Ltd
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Abstract

Ein chirurgisches Instrument ist dafür konfiguriert, eine reduzierte Leitfähigkeit zwischen einem elektrochirurgischen HF-Abschnitt und einem Schneideabschnitt bereitzustellen. Dadurch werden Effizienz und Gleichmäßigkeit des generierten HF-Feldes verbessert, wobei unmittelbar am Zielgewebe höhere Stromdichten erreicht werden, wodurch die Leistung des elektrochirurgischen HF-Instruments verbessert wird. Die Leitfähigkeit kann unter Verwendung einer Schicht aus isolierendem Material, eines vorstehenden isolierenden Abschnitts oder eines aus einem isolierenden Material gebildeten Schneidabschnitts verringert werden. Darüber hinaus kann durch Bereitstellen einer schmierfähigen Isolierschicht der Materialabrieb reduziert werden, wodurch die Grenznutzungsdauer des Schneidabschnitts verlängert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine elektrochirurgische Vorrichtung, und betreffen insbesondere eine elektrochirurgische Vorrichtung, bei der ein Mittel zum Verringern der Leitfähigkeit zwischen einem ersten Schneidabschnitt und einem Elektrodenpaar angeordnet ist, um die Leistung der Vorrichtung zu verbessern.
  • Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik
  • Eine aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung, US 7,150,747 B1 , beschreibt eine chirurgische Vorrichtung mit einer Klinge, die zum mechanischen Schneiden von Gewebe und zum Koagulieren des geschnittenen Gewebes verwendet wird. Die Klinge ist elektrisch leitfähig und dient als eine aktive Elektrode in einer bipolaren Anordnung mit einer Gegenelektrode. Elektrische Energie wird durch eine elektrische Verbindung zwischen der distalen Region der Klinge und einem zweiten Element, das ein Lumen zum Aufnehmen des ersten Elements aufweist, zu der Klinge übertragen.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein verbessertes elektrochirurgisches Instrument bereit, das dafür konfiguriert ist, die Gleichmäßigkeit des HF-Feldes von HF-Elektroden zu verbessern, was wiederum die Leistung von HF-Koagulation und -Ablation verbessert. In einem System, das sowohl bipolare HF-Funktionen als auch eine Schneidfunktion bereitstellt, hat der Endeffektor ein komplexes Layout, was dazu führen kann, dass der Strom unbeabsichtigte Pfade von den Elektroden zu anderen Sektionen des Endeffektors, wie zum Beispiel einer rotierenden Schneidkante, nimmt. Es ist wichtig, die Leitfähigkeit des Strompfades zu rotierenden Elementen zu reduzieren, da dies die Gleichmäßigkeit des generierten HF-Feldes verbessert.
  • Die Leitfähigkeit kann durch die Bereitstellung eines isolierenden oder separierenden Abschnitts zwischen den Elektroden und dem inneren Schneidelement verringert werden. Dies kann in Form einer Isolierschicht oder eines isolierenden, vorstehenden Abschnitts geschehen, der nicht nur selbst isolierend wirkt, sondern auch für eine Trennung zwischen der Gegenelektrode und dem inneren Schneidelement sorgt. Vorteilhafterweise kann der isolierende Abschnitt einen Materialabrieb an einer Stelle, wo sich die innere und die äußere Klinge berühren und mikroskopisch kleine Klingenfragmente entstehen können, deutlich reduzieren. Dadurch wird die Entstehung unerwünschter Partikel innerhalb der Operationsstelle minimiert, die die Sicht des Chirurgen und die Anatomie des Patienten beeinträchtigen könnten.
  • Vor dem Hintergrund des oben Gesagten stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt einen elektrochirurgischen Endeffektor bereit, der umfasst: eine rotierende Schaberanordnung, die ein drehbares röhrenförmiges Element mit einem Schneidabschnitt aufweist, in dem eine Schneidklinge ausgebildet ist, die während des Gebrauchs in der Lage ist, Gewebe zu schneiden, das sich in einer operativen Schneidrichtung befindet; eine aktive Elektrode; ein zweites röhrenförmiges Element, das konzentrisch um das drehbare röhrenförmige Element herum angeordnet ist, wobei das zweite röhrenförmige Element ein Schneidfenster aufweist, das in seiner Wand ausgebildet ist, dergestalt, dass sich die Schneidklinge des drehbaren röhrenförmigen Elements innerhalb des Fensters befindet, wobei die Außenfläche des zweiten röhrenförmigen Elements eine Gegenelektrode ist; und einen isolierenden Abschnitt, der distal von dem distalen Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements vorsteht und dafür ausgelegt ist, die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem zweiten röhrenförmigen Element und dem ersten Schneidabschnitt zu verringern.
  • Eine solche Anordnung verbessert die bekannten HF-Schaberanordnungen des Standes der Technik, indem sie gewährleistet, dass der Großteil des HF-Stroms dem beabsichtigten Pfad von der aktiven Elektrode zur Gegenelektrode folgt. Leckströme zu dem drehbaren röhrenförmigen Element werden durch eine reduzierte Leitfähigkeit verringert, was die HF-Effizienz und die HF-Leistung der Vorrichtung während der Ablation und Koagulation verbessert. Bei Verwendung der Koagulations- oder Ablationsfunktion des elektrochirurgischen Instruments kann das innere Schneidelement „geparkt“ werden, das heißt, während dieses Zustands ist es stationär (es wird kein Schneidevorgang durchgeführt). Das generierte HF-Feld ist über einen weiteren Bereich von „Parkwinkeln“ der inneren Klinge gleichmäßiger, da die variable Position des isolierten, drehbaren inneren Schneideelements das an der aktiven Elektrode generierte nützliche HF-Feld nicht wesentlich beeinflusst. Durch Verringern der Leitfähigkeit zu dem drehbaren röhrenförmigen Element, das sich in unmittelbarer Nähe zu den plasmagenerierenden Elektroden befindet, werden die elektrischen Verluste reduziert. Eine axiale Vorbelastungskraft von einem Handstück kann auf das drehbare röhrenförmige Element ausgeübt werden, wodurch der Schneidabschnitt des drehbaren röhrenförmigen Elements in direkten mechanischen und elektrischen Kontakt mit dem zweiten röhrenförmigen Element gezwungen wird. Im Gegensatz dazu kann der Radius des drehbaren röhrenförmigen Elements durch einen Spalt von dem Radius des zweiten röhrenförmigen Elements getrennt werden. Daher hat das Platzieren des isolierenden Abschnitts am distalen Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements die größte Auswirkung auf das Verringern der Leitfähigkeit.
  • In einer Ausführungsform steht der isolierende Abschnitt mit dem inneren distalen Ende des zweiten röhrenförmigen Elements in Kontakt und wirkt als die Lagerfläche zwischen dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element. Dadurch, dass der isolierende Abschnitt als die Lagerfläche fungiert, verringert sich die Kontaktfläche zwischen dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element. Dies verringert die Leitfähigkeit, da der einzige Kontakt zwischen dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element über ein isolierendes Material erfolgt. Außerdem gewährleistet der isolierende Abschnitt die Trennung zwischen den übrigen Flächen des drehbaren röhrenförmigen Elements und des zweiten röhrenförmigen Elements, wodurch ein isolierender Spalt entsteht. Bei einem Standard-HF-Schaber kann es zu Materialabrieb kommen, wobei kleine Stücke der Schneidklinge aufgrund der Reibung zwischen den Klingen abbrechen. Durch Verkleinern der Kontaktfläche zwischen dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element auf lediglich den isolierenden Abschnitt wird dieser Materialabrieb reduziert. Dies verlängert die Grenznutzungsdauer des elektrochirurgischen Instruments und verringert die Häufigkeit, mit der während des Eingriffs Fragmente im Körper des Patienten zurückbleiben.
  • In einer Ausführungsform ist der isolierende Abschnitt eines von: einem Keramikwerkstoff und einem Polymer. Das Bereitstellen eines nichtmetallischen isolierenden Abschnitts führt dazu, dass während des Schneidens über dem distalen Halbkugelabschnitt der inneren Klinge kein Metall-auf-Metall-Kontakt stattfindet, wodurch der Materialabrieb reduziert wird.
  • Darüber hinaus wird in einem weiteren Beispiel der isolierende Abschnitt über das distale Ende des ersten Schneidabschnitts geformt oder aufgebracht.
  • In einer Ausführungsform ist der isolierende Abschnitt ein Einschubeinsatz, der in eine geeignete Aufnahmegeometrie eingesetzt wird, wobei sich die geeignete Aufnahmegeometrie an einem des distalen Endes des ersten Schneidabschnitts und der inneren distalen Halbkugel des zweiten röhrenförmigen Elements befindet. Ein Einschub (oder Einrast)-Einsatz erlaubt ein einfaches Anbringen des isolierenden Abschnitts. Die Geometrien können so gewählt werden, dass sie verschiedene Nutzeffekte erlauben. Zum Beispiel kann die Geometrie ein Loch, eine Nut oder einen Schlitz umfassen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Material des isolierenden Abschnitts schmierfähig. Ein schmierfähiges Material verringert die Reibung zwischen dem isolierenden Abschnitt und dem zweiten röhrenförmigen Element. Dies kann zu einem gleichmäßigeren Schneidvorgang führen, indem ein Hängenbleiben verhindert und eine gleichmäßige Drehung des drehbaren röhrenförmigen Elements ermöglicht wird, was die Effizienz des elektrochirurgischen Endeffektors weiter erhöhen kann, da weniger Energie in Form von Wärme verloren geht. Das schmierfähige Material kann auch den Materialabrieb deutlich reduzieren. Außerdem erlaubt dies eine engere Interaktion zwischen der Schneidklinge und dem Schneidefenster des zweiten röhrenförmigen Elements, da eine geringere Distanz erforderlich ist, um zu verhindern, dass sich die Sektionen verfangen oder verhaken. Dies erlaubt ein dichteres und präziseres Schneiden des Gewebes.
  • Ein weiteres Beispiel beschreibt ein elektrochirurgisches Instrument, das umfasst: ein Handstück; einen oder mehrere durch den Benutzer bedienbare Knöpfe an dem Handstück, die das Instrument steuern; und einen Arbeitsschaft mit elektrischen HF-Anschlüssen und Antriebskomponenten für einen Endeffektor, wobei das elektrochirurgische Instrument des Weiteren einen elektrochirurgischen Endeffektor gemäß einem der oben angesprochenen Aspekte umfasst, wobei die rotierende Schaberanordnung mit den Antriebskomponenten wirkverbunden ist, um den rotierenden Schaber während des Gebrauchs anzutreiben, und die aktive Elektrode mit den elektrischen HF-Anschlüssen verbunden ist.
  • Eine weitere Ausführungsform offenbart ein elektrochirurgisches System, das umfasst: einen elektrochirurgischen HF-Generator; eine Saugquelle; und ein elektrochirurgisches Instrument gemäß den oben angesprochenen Aspekten, wobei die Anordnung so erfolgt, dass der elektrochirurgische HF-Generator während des Gebrauchs ein HF-Koagulations- oder Ablationssignal über die elektrischen HF-Verbindungen an die aktive Elektrode anlegt, um eine Gewebekoagulation oder -ablation zu erlauben.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen elektrochirurgischen Endeffektor bereit, der umfasst: eine rotierende Schaberanordnung, die ein drehbares röhrenförmiges Element mit einem Schneidabschnitt aufweist, in dem eine Schneidklinge ausgebildet ist, die während des Gebrauchs in der Lage ist, Gewebe zu schneiden, das sich in einer operativen Schneidrichtung befindet; eine aktive Elektrode; ein zweites röhrenförmiges Element, das konzentrisch um das drehbare röhrenförmige Element herum angeordnet ist, wobei das zweite röhrenförmige Element ein Schneidfenster aufweist, das in seiner Wand ausgebildet ist, dergestalt, dass sich die Schneidklinge des drehbaren röhrenförmigen Elements innerhalb des Fensters befindet, wobei die Außenfläche des zweiten röhrenförmigen Elements eine Gegenelektrode ist; eine Isolierschicht, die dafür ausgelegt ist, die Leitfähigkeit zwischen dem zweiten röhrenförmigen Element und dem ersten Schneidabschnitt zu verringern.
  • Dies verbessert die bekannten HF-Schaberanordnungen des Standes der Technik, indem sie gewährleistet, dass der Großteil des HF-Stroms dem beabsichtigten Pfad von der aktiven Elektrode zur Gegenelektrode folgt. Leckströme zu dem drehbaren röhrenförmigen Element werden durch eine reduzierte Leitfähigkeit verringert, was die HF-Effizienz und die HF-Leistung der Vorrichtung während der Ablation und Koagulation verbessert. Bei Verwendung der Koagulations- oder Ablationsfunktion des elektrochirurgischen Instruments kann das innere Schneidelement „geparkt“ werden. Das generierte HF-Feld ist über einen weiteren Bereich von „Parkwinkeln“ der inneren Klinge gleichmäßiger, da die variable Position des isolierten, drehbaren inneren Schneideelements das an der aktiven Elektrode generierte nützliche HF-Feld nicht wesentlich beeinflusst. Durch Verringern der Leitfähigkeit zu dem drehbaren röhrenförmigen Element, das sich in unmittelbarer Nähe zu den plasmagenerierenden Elektroden befindet, werden die elektrischen Verluste reduziert. Eine axiale Vorbelastungskraft von einem Handstück kann auf das drehbare röhrenförmige Element ausgeübt werden, wodurch der Schneidabschnitt des drehbaren röhrenförmigen Elements in direkten mechanischen und elektrischen Kontakt mit dem zweiten röhrenförmigen Element gezwungen wird. Im Gegensatz dazu kann der Radius des drehbaren röhrenförmigen Elements durch einen Spalt von dem Radius des zweiten röhrenförmigen Elements getrennt werden. Daher hat die Isolierschicht zwischen dem ersten Schneidabschnitt und den Elektroden den größten Einfluss auf das Verringern der Leitfähigkeit.
  • Ein Beispiel beschreibt, dass die Isolierschicht eines von: einer Oberflächenbehandlung, wie zum Beispiel eine Eloxalschicht; einer Polymerschicht; und einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff (Diamond Like Carbon, DLC) ist.
  • Eine andere Ausführungsform beschreibt das Material der Isolierschicht als schmierfähig. Ein schmierfähiges Material verringert die Reibung zwischen der Isolierschicht und dem inneren distalen Ende des zweiten röhrenförmigen Elements, was zu einer gleichmäßigeren Schneidwirkung führen kann, indem ein Hängenbleiben verhindert und eine gleichmäßige Drehung des drehbaren röhrenförmigen Elements ermöglicht wird. Das schmierfähige Material verhindert oder verringert auch den Materialabrieb. Da die Wahrscheinlichkeit des Materialabriebs geringer ist, können das drehbare röhrenförmige Element und das zweite röhrenförmige Element näher beieinander angeordnet werden, was einen präziseren Schneidvorgang erlaubt.
  • Ein weiteres Beispiel beschreibt, dass die Isolierschicht eine Schicht ist, die eines oder mehrere von Folgendem bedeckt: das drehbare röhrenförmige Element; das distale Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements; den Innenradius des zweiten röhrenförmigen Elements; und/oder den Außenradius des zweiten röhrenförmigen Elements. Das Bereitstellen einer Isolierschicht auf der Oberfläche des drehbaren röhrenförmigen Elements verringert die Leitfähigkeit. Das distale Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements befindet sich in nächster Nähe zu dem zweiten röhrenförmigen Element. Somit kann durch Bereitstellen einer Isolierschicht an dem distalen Ende der Betrag der erforderlichen Isolierschicht oder des Beschichtungsmaterials reduziert werden, während die Leitfähigkeit weiterhin verringert wird. Eine Kombination von Isolierschichten auf dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element kann die Leitfähigkeit weiter verringern.
  • Ein anderes Beispiel beschreibt, wie das drehbare röhrenförmige Element aus einem nichtleitenden Material, wie zum Beispiel einem Keramikwerkstoff, gebildet wird, wobei die Oberfläche des nichtleitenden Materials als die Isolierschicht fungiert. Das Bilden der inneren Klinge aus einem nichtleitenden Material isoliert die Klinge von den aktiven Elektroden. Vorteilhafterweise wird keine separate Isolierschicht benötigt, was die Herstellungsschritte reduziert.
  • Weitere Merkmale und Beispiele sind aus den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Es werde nun Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen und in denen Folgendes dargestellt ist:
    • 1 ist eine schematische Darstellung eines elektrochirurgischen Systems mit einem elektrochirurgischen Instrument gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine Seitenansicht eines elektrochirurgischen Instruments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine Ansicht der Spitze von 2, die den elektrochirurgischen Endeffektor zeigt, wobei die HF-Funktion nach oben gerichtet ist.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht des distalen Endes des elektrochirurgischen Endeffektors.
    • 5a und 5b sind Draufsichten, die die hohle leitfähige Röhre und das drehbare Schaberelement zeigen.
    • 6 ist eine Ansicht des distalen Endes der rotierenden Schaberklinge mit einem isolierenden Abschnitt.
    • 7 ist eine Ansicht des distalen Endes der rotierenden Schaberklinge mit einem isolierenden Einschub- oder Einrastabschnitt.
    • 8 ist eine Seitenansicht der rotierenden Schaberklinge mit einer Isolierschicht.
    • 9 ist eine Seitenansicht der rotierenden Schaberklinge mit einer Isolierschicht am distalen Ende der rotierenden Schaberklinge.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Unter Bezug auf die Zeichnungen zeigt 1 eine elektrochirurgische Vorrichtung mit einem elektrochirurgischen Generator 1, der eine Ausgangsbuchse 2 aufweist, die über ein Verbindungskabel 4 ein Hochfrequenz (HF)-Ausgangssignal für ein elektrochirurgisches Instrument 12 bereitstellt. Das Instrument 12 hat eine Saugröhre 14, das mit einer Saugquelle 10 verbunden ist. Die Aktivierung des Generators 1 kann von dem Instrument 12 aus über einen Handschalter (nicht gezeigt) an dem Instrument 12 oder über eine Fußschaltereinheit 5, die über ein Fußschalterverbindungskabel 6 separat an der Rückseite des Generators 1 angeschlossen ist, erfolgen. In der veranschaulichten Ausführungsform hat die Fußschaltereinheit 5 zwei Fußschalter 5a und 5b zum Auswählen eines Koagulationsmodus bzw. eines Schneid- oder Vaporisations (Ablations)-Modus des Generators 1, obgleich in einigen Ausführungsformen des hier beschriebenen elektrochirurgischen Instruments 12 vorgesehen ist, dass nur der eine oder der andere der Koagulations- oder Ablationsmodi verwendet wird, wobei das Schneiden mechanisch mittels einer rotierenden Röhre erfolgt, die einen geschärften Ausschnittsabschnitt aufweist, wie weiter unten noch beschrieben wird. Am Frontpaneel des Generators befinden sich Drucktasten 7a und 7b zum Einstellen der Leistungspegel für Ablation (Schneiden) bzw. Koagulation, die auf einem Display 8 angezeigt werden. Die Drucktasten 9 sind als ein alternatives Mittel zum Auswählen zwischen den Ablations (Schneid)- und Koagulationsmodi vorhanden.
  • 2 zeigt das elektrochirurgische Instrument 12, das die Grundlage für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. Das Instrument 12 enthält einen proximalen Griffabschnitt 22, einen Hohlschaft 24, der sich in einer distalen Richtung von dem proximalen Griffabschnitt fort erstreckt, und eine Endeffektorbaugruppe 26 an dem distalen Ende des äußeren Schafts. Ein Stromverbindungskabel 4 verbindet das Instrument mit dem HF-Generator 1, während ein Schlauch 14 das Instrument mit der Saugquelle 10 verbindet. Das Instrument kann des Weiteren mit Aktivierungsknöpfen (nicht abgebildet) versehen sein, die es dem bedienenden Chirurgen erlauben, entweder die mechanische Schneidfunktion des Endeffektors oder die elektrochirurgischen Funktionen des Endeffektors zu aktivieren, die in dieser Ausführungsform typischerweise die Koagulation oder die Ablation umfassen.
  • 3 zeigt ein Beispiel der HF-Seite des elektrochirurgischen Endeffektors 26. Das Instrument umfasst eine aktive Elektrode 32, die Öffnung zu dem primären Saugkanal 42, und die äußere Isolierhülle 34.
  • 4 zeigt die Endeffektorbaugruppe 26 in größerer Detailliertheit, die eine auf der gegenüberliegenden Seite befindliche Schaberanordnung umfasst. Der Endeffektor umfasst eine Reihe konzentrisch angeordneter Röhren, wobei die äußere Isolierhülle 34 eine hohle leitfähige Röhre 36 enthält, die an ihrem distalen Ende eine aus einer Seite herausgeschnittene Öffnung aufweist, die als ein Schneidfenster 66 fungiert. Die Kanten des Schneidfensters 66 können geschärft sein, um während des Gebrauchs eine Scherenwirkung gegen eine Schneidkante 38 eines zylindrischen drehbaren Schaberelements 40 auszuüben. Die hohle, leitfähige Röhre 36 fungiert als eine Gegenelektrode und umgibt konzentrisch ein drehbares zylindrisches Schaberelement 40. Mit „konzentrisch umgeben“ ist gemeint, dass sich das Schaberelement 40 innerhalb der Röhre 36 und koaxial zu dieser befindet. Der proximale Teil der Röhre 36 ist von der Isolierhülle 34 bedeckt. Der distale Teil der Röhre 36 weist die Öffnung auf, die als das Schneidfenster 66 fungiert. Die Schaberklinge selbst ist ein Hohlzylinder mit C-förmigem Querschnitt an dem distalen Ende, das heißt, ein Hohlzylinder, bei dem für einen Abschnitt des distalen Endes ein Segment ausgeschnitten wurde. Der ausgeschnittene Abschnitt ist geschärft und gezahnt, um die Schneidkante 38 zu bilden.
  • Wie soeben erwähnt, hat die Schaberklinge 40 am distalen Ende des Endeffektors eine scharfe Schneidkante 38, die gezackt oder zu Spitzen geformt sein kann, um Schneidzähne zu bilden. Die hohle Schaberklinge 40 definiert während des Gebrauchs ein inneres Sauglumen 62, das sich entlang des Schafts 24 erstreckt und schließlich mit der Saugquelle 10 verbunden ist. Das heißt - wie weiter unten noch erläutert wird -, die Schaberklinge 40 hat während des Gebrauchs den Zweck, Gewebe zu schneiden, gegen das sie gedrückt wird und das sich in einer Richtung seitlich von dem Schaft des Instruments befindet, das heißt, in einer Richtung orthogonal zur Längsachse des Instruments. Die aktive Elektrode 32 weist während des Gebrauchs in die Richtung, die der Wirkrichtung der Schaberklinge 40 entgegengesetzt ist, so dass der Benutzer das elektrochirurgische Instrument bei der Verwendung um 180 Grad drehen kann, um Gewebe, das mit Hilfe des Schaberelements geschnitten wurde, zu koagulieren oder abzutragen.
  • Genauer gesagt, um Gewebe elektrochirurgisch zu koagulieren oder abzutragen, handhabt der Benutzer das Instrument 12 so, dass sich die aktive Elektrode 32 neben dem zu behandelnden Gewebe befindet, und aktiviert den Generator 1, um die aktive Elektrode 32 über das Verbindungskabel 4 mit HF-Leistung zu versorgen. Das zugeführte HF-Signal ist davon abhängig, ob die aktive Elektrode das Gewebe lediglich koagulieren (austrocknen) oder abtragen soll, wobei für die Gewebeabtragung ein HF-Signal mit höherer Leistung verwendet wird als für eine Gewebekoagulation. Die aktive Elektrode 32 und die Gegenelektrode 36 wirken in einer bipolaren Elektrodenanordnung. Das Sauglumen 62 ist so mit der Saugquelle 10 verbunden, dass Fluid, Gewebefragmente, Blasen oder andere Materialtrümmer in der Nähe der Elektrode 32 von der Operationsstelle abgesaugt werden können. Während des Betriebes kann es vorkommen, dass nicht der gesamte HF-Strom entlang des bevorzugten Pfades von der aktiven Spitze 32 zu der hohlen leitfähigen Röhre 36, die als eine Gegenelektrode fungiert, fließt, sondern dass es einen Strom gibt, der nicht dem bevorzugten Pfad folgt und die Systemleistung verringert. Dieses Problem wird durch das Positionieren des Sauglumens 62 und des primären Absaugkanals 42 verschärft, der, wie oben beschrieben, dazu dient, Materialtrümmer aus der Umgebung sowohl der Elektrode als auch des Schneidfensters zu entfernen.
  • Die Linie bb bezeichnet den kürzeren bevorzugten HF-Verfolgungspfad zwischen der aktiven Elektrode 32 und der Gegenelektrode 36. Die Linie cc1 bezeichnet den längeren, unbeabsichtigten Verfolgungspfad durch den primären Ansaugkanal 42 zu der inneren Klingenkante. Die Linie cc2 bezeichnet den längeren, unbeabsichtigten Verfolgungspfad durch den primären Saugkanal 42 zu der äußeren Klinge, der zwar noch zwischen den Elektroden verläuft, aber die Stromdichte am Punkt der elektrochirurgischen Anwendung reduziert. Um die Effizienz und Gleichmäßigkeit des generierten HF-Feldes zu verbessern, ist es bevorzugt, den Strom zu reduzieren, der zu dem drehbaren Schaberelement (Pfad cc1) oder über den längeren Pfad zu der Gegenelektrode (Pfad cc2) geleitet wird. Aufgrund der Art der Scherenwirkung und der Positionierung der aktiven Elektrode liegen die distalen Enden des drehbaren Schaberelements 40, der hohlen leitfähigen Röhre 36 und der aktiven HF-Elektrode 32 nahe beieinander. Dies stellt einen Pfad für einen Abschnitt des HF-Stroms bereit, auf dem er von der aktiven Spitze 32 durch den primären Saugkanal 42 zu dem drehbaren Schaberelement 40 fließen kann.
  • Um die Leistung der HF-Funktion des elektrochirurgischen Instruments 12 zu verbessern, ist es wünschenswert, die Effizienz und Gleichmäßigkeit des HF-Feldes zu erhöhen. Dies kann durch Verringern der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Elektroden 32, 36 und dem drehbaren Schaberelement 40 erreicht werden, wodurch der durch das drehbare Schaberelement 40 geleitete Strom verringert wird. In einigen Fällen kann dies das Bereitstellen einer elektrischen Isolierung zwischen den Elektroden 32, 36 und dem drehbaren Schaberelement 40 umfassen, um den zu dem drehbaren Schaberelement 40 fließenden HF-Strom zu blockieren oder zu reduzieren. Dies führt dazu, dass ein größerer Anteil des HF-Stroms dem gewünschten Pfad (bb) von der aktiven Elektrode 32 zu der Gegenelektrode 36 folgt.
  • 5a zeigt eine vereinfachte Draufsicht der Endeffektorbaugruppe 26, die nur die hohle leitfähige Röhre 36 und das drehbare Schaberelement 40 enthält. Andere Teile des Endeffektors wurden hier nicht aufgenommen, um das Verständnis des Konzepts zu vereinfachen. Wie zu sehen ist, kann das distale Ende des drehbaren Schaberelements 36 am Punkt 402 mit der hohlen leitfähigen Röhre 36 in Kontakt stehen oder sich in unmittelbarer Nähe zu ihr befinden. Um zu verhindern, dass ein Strom von der hohlen leitfähigen Röhre 36 zu dem drehbaren Schaberelement 40 fließt, enthält 5b einen isolierenden Abschnitt 400. Dieser isolierende Abschnitt 400 ist aus einem isolierenden Material gebildet, wie zum Beispiel einem Polymer oder einem Keramikwerkstoff. Wie in 6 gezeigt, ist der isolierende Abschnitt 400 an dem distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40 angebracht und steht distal von ihm ab. Alternativ kann der isolierende Abschnitt 400 an der konkaven halbkugelförmigen Fläche der hohlen leitfähigen Röhre 36 angebracht sein und in Richtung des konvexen halbkugelförmigen distalen Endes des drehbaren Schaberelements vorstehen. Der isolierende Abschnitt 400 kann über die Oberfläche des drehbaren Schaberelements 40 geformt oder aufgebracht werden. Der isolierende Abschnitt verhindert einen Kontakt zwischen dem distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40 und dem konkaven, halbkugelförmigen distalen Ende der hohlen, leitfähigen Röhre 36. Stattdessen ist der isolierende Abschnitt 400 die Lagerfläche zwischen dem drehbaren Schaberelement 40 und der hohlen, leitfähigen Röhre 36. Dadurch wird die Leitfähigkeit reduziert, indem gewährleistet wird, dass jeglicher Kontaktbereich zwischen dem drehbaren Schaberelement 40 und der hohlen leitfähigen Röhre 36 ein isolierendes Material ist.
  • Wie zuvor beschrieben, liegen das drehbare Schaberelement 40 und die hohle leitfähige Röhre 36 an der distalen Spitze des elektrochirurgischen Instruments 12 an dichtesten beieinander, so dass sie eine Scherenwirkung ausüben können. Daher hat das Verringern der Leitfähigkeit an der distalen Spitze die stärkste Auswirkung auf die Gesamtleitfähigkeit zwischen den Elektroden und dem drehbaren Schaberelement. In der Ausführungsform von 5b sorgt der isolierende Abschnitt 400 für eine physische isolierende Trennung an dem distalen Ende und führt außerdem zu einem Spalt 404 zwischen den übrigen Flächen des drehbaren Schaberelements 40 und der hohlen leitfähigen Röhre 36. Dieser Spalt stellt einen weiteren Isoliermechanismus bereit. 7 zeigt einen Einschub (oder Einrast)-Einsatz 500, der in einem Loch 502 (oder einer sonstigen geeigneten Aufnahmegeometrie wie zum Beispiel einer Nut oder einem Schlitz) in dem distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40 angebracht ist. Dies erlaubt eine einfache Positionierung des Einschubeinsatzes 500 am distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40. Dies realisiert die gleichen Vorteile wie der oben beschriebene isolierende Abschnitt 400.
  • 8 zeigt das drehbare Schaberelement 40 mit einer Isolierschicht 600, die über seiner Oberfläche angeordnet ist. Dies ist eine alternative Technik zur Verwendung eines distal vorstehenden isolierenden Abschnitts 400 und verringert die Leitfähigkeit zwischen den HF-Elektroden und dem drehbaren Schaberelement.
  • 9 zeigt das drehbare Schaberelement 40 mit einer Isolierschicht 700, die nur an der distalen Spitze angeordnet ist. Wie oben beschrieben, hat das Anordnen der Isolierung am distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40 aufgrund der Nähe zu den Elektroden die größte Auswirkung auf das Reduzieren der Leitfähigkeit. Vorteilhafterweise erfordert dies, dass nur ein kleinerer Abschnitt des drehbaren Schaberelements 40 mit einer Isolierschicht bedeckt werden muss, was die Menge des benötigten Materials verringern oder die für das Aufbringen der Isolierschicht erforderliche Zeit verkürzen kann.
  • Anstatt die Isolierschicht auf dem drehbaren Schaberelement 40 zu platzieren, kann sie auch auf der hohlen leitfähigen Röhre 36 platziert werden. Die Schicht braucht nur auf die Innenfläche der hohlen leitfähigen Röhre 36 aufgebracht werden, da dies die Sektion der hohlen leitfähigen Röhre 36 ist, die dem drehbaren Schaberelement 40, das sie umgibt, am nächsten liegt, wodurch die Außenfläche der hohlen leitfähigen Röhre als die Gegenelektrode fungieren kann. Dadurch wird die Menge des benötigten Isoliermaterials verringert. Alternativ kann die Isolierschicht auch über der gesamten hohlen leitfähigen Röhre 36 aufgebracht werden.
  • Die Isolierschicht 600, 700 kann eine Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff (Diamond Like Carbon, DLC) oder Polymer sein, die auf die Oberfläche des drehbaren Schaberelements aufgebracht wird. Alternativ kann die Isolierschicht 600 auch durch eine eloxierte Fläche gebildet werden.
  • Die Schicht aus isolierendem Material 600, 700, die über dem drehbaren Schaberelement 40 angeordnet ist, die isolierende Schicht, die über der hohlen leitfähigen Röhre 36 angeordnet ist, oder der isolierende Abschnitt 400, 500 an dem distalen Ende des drehbaren Schaberelements 40 können aus einem schmierfähigen Material bestehen. Ein schmierfähiges Material verringert den Reibungskoeffizienten, wodurch die Reibungskräfte mit jedem Material, das mit dem schmierfähigen Material in Kontakt kommt, reduziert werden. Im normalen Betrieb, insbesondere, wenn das drehbare Schaberelement 40 und die hohle leitfähige Röhre 36 Metalle sind, kann der Schaber einen Materialabrieb erleiden. Dieser „Materialabrieb“ meint die Bildung von Partikeln, die durch den Kontakt - und damit die Reibung - zwischen dem drehbaren Schaberelement und der hohlen leitfähigen Röhre entstehen. Dadurch kann die Schneidkante 38 des drehbaren Schaberelements 40 beschädigt werden, was seine Fähigkeit, Gewebe zu schneiden, beeinträchtigt. Dadurch kann auch - oder alternativ - das Schneidfenster 36 der hohlen leitfähigen Röhre beschädigt werden. Das Ausbilden einer effektiveren Lagerfläche zwischen dem drehbaren Schaberelement 40 und der hohlen leitfähigen Röhre 36 durch die Verwendung eines schmierfähigen Materials verringert den Materialabrieb und erhöht somit die Grenznutzungsdauer des elektrochirurgischen Instruments.
  • In einem alternativen Beispiel kann das drehbare Schaberelement 40 aus einem nichtleitenden Material, wie zum Beispiel einem Keramikwerkstoff, hergestellt werden. Dies würde verhindern, dass der HF-Strom von der aktiven Elektrode zu dem drehbaren Schaberelement 40 fließt.
  • Die Erfinder ziehen auch eine Situation in Betracht, in der die oben beschriebenen Beispiele in Bezug auf isolierende Schichten auf mehreren Teilen des elektrochirurgischen Instruments und des isolierenden Abschnitts 400 kombiniert werden können. Dies würde die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden und dem drehbaren Schaberelement weiter verringern. Obgleich das Mittel zum Verringern der Leitfähigkeit zu dem drehbaren röhrenförmigen Element in Bezug auf einen auf einer gegenüberliegenden Seite angeordneten Schaber beschrieben wurden, sind die Erfinder des Weiteren der Ansicht, dass die Verfahren in Bezug auf Isolierschichten auch auf einen auf derselben Seite angeordneten elektrochirurgischen Endeffektor angewendet werden können. Bei einem auf derselben Seite angeordneten Endeffektor befindet sich die HF-Funktion auf derselben Seite des Endeffektors wie das Schneidfenster, so dass die Ablation/Koagulation gleichzeitig mit dem Schneidevorgang oder an derselben Stelle erfolgen kann, ohne dass das elektrochirurgische Instrument bewegt werden muss.
  • Es können verschiedene Modifizierungen, sei es durch Hinzufügen, Weglassen oder Ersetzen von Strukturelementen, an der oben beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden, um weitere Ausführungsformen zu erhalten, die allesamt in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüchen fallen sollen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7150747 B1 [0002]

Claims (15)

  1. Elektrochirurgischer Endeffektor, der umfasst: eine rotierende Schaberanordnung, die ein drehbares röhrenförmiges Element mit einem Schneidabschnitt aufweist, in dem eine Schneidklinge ausgebildet ist, die während des Gebrauchs in der Lage ist, Gewebe zu schneiden, das sich in einer operativen Schneidrichtung befindet; eine aktive Elektrode; ein zweites röhrenförmiges Element, das konzentrisch um das drehbare röhrenförmige Element herum angeordnet ist, wobei das zweite röhrenförmige Element ein Schneidfenster aufweist, das in seiner Wand ausgebildet ist, dergestalt, dass sich die Schneidklinge des drehbaren röhrenförmigen Elements innerhalb des Fensters befindet, wobei die Außenfläche des zweiten röhrenförmigen Elements eine Gegenelektrode ist; und einen isolierenden Abschnitt, der distal von dem distalen Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements vorsteht und dafür ausgelegt ist, die Leitfähigkeit zwischen dem zweiten röhrenförmigen Element und dem ersten Schneidabschnitt zu verringern.
  2. Elektrochirurgischer Endeffektor nach Anspruch 1, wobei der isolierende Abschnitt mit dem inneren distalen Ende des zweiten röhrenförmigen Elements in Kontakt steht und als die Lagerfläche zwischen dem drehbaren röhrenförmigen Element und dem zweiten röhrenförmigen Element wirkt.
  3. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der isolierende Abschnitt einer von Folgendem ist: einem Keramikwerkstoff; und einem Polymer.
  4. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der isolierende Abschnitt über das distale Ende des ersten Schneidabschnitts geformt oder aufgebracht ist.
  5. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der isolierende Abschnitt einen Einschubeinsatz umfasst, der in eine geeignete Aufnahmegeometrie eingesetzt wird, wobei sich die geeignete Aufnahmegeometrie an einem von Folgendem befindet: dem distalen Ende des ersten Schneidabschnitts; und der inneren distalen Halbkugel des zweiten röhrenförmigen Elements.
  6. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material des isolierenden Abschnitts schmierfähig ist.
  7. Elektrochirurgisches Instrument, das umfasst: ein Handstück; einen oder mehrere durch den Benutzer bedienbare Knöpfe an dem Handstück, die das Instrument steuern; und einen Arbeitsschaft mit elektrischen HF-Anschlüssen und Antriebskomponenten für einen Endeffektor, wobei das elektrochirurgische Instrument des Weiteren einen elektrochirurgischen Endeffektor nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, wobei die rotierende Schaberanordnung mit den Antriebskomponenten wirkverbunden ist, um den rotierenden Schaber während des Gebrauchs anzutreiben, und die aktive Elektrode mit den elektrischen HF-Anschlüssen verbunden ist.
  8. Elektrochirurgisches System, das umfasst: einen elektrochirurgischen HF-Generator; eine Saugquelle; und ein elektrochirurgisches Instrument nach Anspruch 7, wobei die Anordnung so erfolgt, dass der elektrochirurgische HF-Generator während des Gebrauchs ein HF-Koagulations- oder Ablationssignal über die elektrischen HF-Verbindungen an die aktive Elektrode anlegt, um eine Gewebekoagulation oder -ablation zu erlauben.
  9. Elektrochirurgischer Endeffektor, der umfasst: eine rotierende Schaberanordnung, die ein drehbares röhrenförmiges Element mit einem Schneidabschnitt aufweist, in dem eine Schneidklinge ausgebildet ist, die während des Gebrauchs in der Lage ist, Gewebe zu schneiden, das sich in einer operativen Schneidrichtung befindet; eine aktive Elektrode; ein zweites röhrenförmiges Element, das konzentrisch um das drehbare röhrenförmige Element herum angeordnet ist, wobei das zweite röhrenförmige Element ein Schneidfenster aufweist, das in seiner Wand ausgebildet ist, dergestalt, dass sich die Schneidklinge des drehbaren röhrenförmigen Elements innerhalb des Fensters befindet, wobei die Außenfläche des zweiten röhrenförmigen Elements eine Gegenelektrode ist; eine Isolierschicht, die dafür ausgelegt ist, die Leitfähigkeit zwischen dem zweiten röhrenförmigen Element und dem ersten Schneidabschnitt zu verringern.
  10. Elektrochirurgischer Endeffektor nach Anspruch 9, wobei die Isolierschicht eines von Folgendem ist: eine Oberflächenbehandlung, wie zum Beispiel eine Eloxalschicht; eine Polymerschicht; und eine Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff (Diamond Like Carbon, DLC).
  11. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei das Material der Isolierschicht schmierfähig ist.
  12. Elektrochirurgischer Endeffektor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Isolierschicht eine Schicht ist, die eines oder mehrere von Folgendem bedeckt: das drehbare röhrenförmige Element; das distale Ende des drehbaren röhrenförmigen Elements; den Innenradius des zweiten röhrenförmigen Elements; und/oder den Außenradius des zweiten röhrenförmigen Elements.
  13. Elektrochirurgischer Endeffektor nach Anspruch 9, wobei das drehbare röhrenförmige Element aus einem nichtleitenden Material, wie zum Beispiel einem Keramikwerkstoff, gebildet wird, wobei die Oberfläche des nichtleitenden Materials als die Isolierschicht fungiert.
  14. Elektrochirurgisches Instrument, das umfasst: ein Handstück; einen oder mehrere durch den Benutzer bedienbare Knöpfe an dem Handstück, die das Instrument steuern; und einen Arbeitsschaft mit elektrischen HF-Anschlüssen und Antriebskomponenten für einen Endeffektor, wobei das elektrochirurgische Instrument des Weiteren einen elektrochirurgischen Endeffektor nach einem der Ansprüche 9 bis 13 umfasst, wobei die rotierende Schaberanordnung mit den Antriebskomponenten wirkverbunden ist, um den rotierenden Schaber während des Gebrauchs anzutreiben, und die aktive Elektrode mit den elektrischen HF-Anschlüssen verbunden ist.
  15. Elektrochirurgisches System, das umfasst: einen elektrochirurgischen HF-Generator; eine Saugquelle; und ein elektrochirurgisches Instrument nach Anspruch 14, wobei die Anordnung so erfolgt, dass der elektrochirurgische HF-Generator während des Gebrauchs ein HF-Koagulations- oder Ablationssignal über die elektrischen HF-Verbindungen an die aktive Elektrode anlegt, um eine Gewebekoagulation oder -ablation zu erlauben.
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