DE102021129336A1

DE102021129336A1 - Hochfrequenzelektrode zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät, Elektrodeninstrument und Resektoskop

Info

Publication number: DE102021129336A1
Application number: DE102021129336.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Knopf; Christian Brockmann; Martin Horn; Jiri Lavicka
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-11
Publication date: 2023-05-04
Also published as: JP2023068644A; US20230139522A1; CN116058955A

Abstract

Hochfrequenzelektroden für chirurgische Handgeräte werden vor allem in der Urologie bei elektrochirurgischen Arbeiten in der Blase, Prostata und der Urethra verwendet. Bekanntermaßen werden diese Elektroden aus einer Platin-Iridium Legierung gefertigt. Als besonders nachteilig erweisen sich die Kosten dieser Materialien. Die Erfindung schafft eine Hochfrequenzelektrode (18), ein Elektrodeninstrument (16) sowie ein Resektoskop (10) für das die Herstellungskosten reduziert sind und die Verlässlichkeit der Elektrode (18) während der Behandlung sichergestellt ist. Das wird dadurch erreicht, dass die Hochfrequenzelektrode (18) aus einer Platin-Wolfram Legierung besteht, insbesondere hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzelektrode zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Elektrodeninstrument zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät gemäß dem Anspruch 8 sowie ein Resektoskop gemäß dem Anspruch 9.
Hochfrequenzelektroden für Handgeräte, insbesondere Resektoskope, der gattungsgemäßen Art werden vor allem in der Urologie bei elektrochirurgischen Arbeiten in der Blase, Prostata und der Urethra verwendet. Gleichermaßen können diese Hochfrequenzelektroden auch für andere chirurgische sowie orthopädische Behandlungen bzw. Eingriffe verwendet werden. In der Regel werden diese Elektroden zur Resektion und Evaporisation sowie Elektrokoagulation von Gewebe, z. B. von Gewebe im unteren Harntrakt, verwendet. Dazu umfassen die Handgeräte bzw. die Resektoskope eine gattungsgemäße Hochfrequenzelektrode bzw. ein Elektrodeninstrument, das innerhalb eines Schaftes des Handgeräts bzw. des Resektoskopes längsverschieb- und rotierbar gelagert ist. Die chirurgische Hochfrequenzelektrode ist an einem distalen Arbeitsende des Elektrodeninstrumentes angeordnet.
Derartige Elektroden können monopolar oder bipolar ausgebildet sein. Je nach Anwendungsfall bzw. Ausführungsform werden die Elektroden dazu über elektrische Leiter mit elektrischer Energie bzw. einer elektrischen Hochfrequenzspannung beaufschlagt. Die Versorgung mit dem hochfrequenten Strom erfolgt über das Handgerät bzw. Resektoskop durch einen Hochfrequenzgenerator. Für den Fall, dass die Elektrode als monopolare Elektrode ausgebildet ist, wird eine Neutralelektrode an der zu behandelnden Person angeordnet. Alternativ kann die Neutralelektrode auch Bestandteil des Resektoskops sein. Dabei dienen der Schaft, der Transporteur und die Optik als Neutralelektrode eines elektrischen Potentials. Als Neutral- bzw. Returnelektrode kann alternativ auch und vor allem ein Elektrodenträger dienen. Insbesondere bei einer ausgefahrenen Elektrode stellt dies den kürzesten Strompfad durch die Spülflüssigkeit dar.
Durch die Beaufschlagung der Elektrode mit einer üblichen Hochfrequenzspannung bildet sich bei einem bipolaren Instrument um die Elektrode bzw. um einige Teile der Elektrode ein Plasma elektrisch geladener Teilchen aus. Das Plasma ist direkt an der Elektrode lokalisiert und weist eine punktuell hohe Temperatur bzw. Energiedichte auf.
Bekanntermaßen werden Hochfrequenzelektroden der gattungsgemäßen Art aus einer Platin-Iridium Legierung gefertigt. Durch diese Legierung kann eine lange Lebensdauer und gleichzeitig eine hohe mechanische Stabilität der Elektrode garantiert werden. Diese Legierung aus den beiden Edelmetallen Platin und Iridium hat sich als besonders resistent gegenüber den Haupteffekten der Degradation während der Plasmaerosion erwiesen. So hat sich gezeigt, dass sich diese Elektroden gegenüber der elektrochemischen Oxidation, der thermischen Evaporation sowie gegenüber atomaren Sputtern als sehr widerstandsfähig erweisen. Auch wenn insbesondere für die Verwendung als Einweg-Elektroden die Langlebigkeit des Materials zweitrangig ist, muss insbesondere bei dem hier beschriebenen Anwendungsfeld sichergestellt werden, dass wenigstens über die Zeitdauer der Behandlung die Hochfrequenzelektrode einwandfrei funktioniert.
Als besonders nachteilig erweisen sich die Kosten dieser Materialien. Insbesondere die erhöhte Nachfrage nach dem seltenen Edelmetall Iridium hat zu einem starken Anstieg der Kosten geführt. Diese gestiegenen Materialkosten übertragen sich auch auf die Herstellungskosten der gesamten Hochfrequenzelektrode. Eine Reduzierung des Iridium-Anteils in der Elektrode stellt keine Option dar, da dadurch die mechanische Stabilität zu stark beeinflusst werden würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochfrequenzelektrode, ein Elektrodeninstrument sowie ein Resektoskop zu schaffen, bei dem die Herstellungskosten reduziert sind und die Verlässlichkeit der Elektrode während der Behandlung sichergestellt ist.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass die Hochfrequenzelektrode zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät der oben beschriebenen Art aus einer Platin-Wolfram Legierung besteht, insbesondere hergestellt ist. Durch diese Legierung lässt sich eine ausreichend große mechanische Stabilität der Elektrode bei gleichbleibender chemischen Beständigkeit erreichen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Elektrode auch während der Behandlung größeren mechanischen Kräften standhält. Der Gefahr eines Verbiegens oder eines Bruchs und das Fallen von Bruchstücken in den Patienten, kann dadurch entgegengewirkt werden. Auch ein, durch eine zu starke Deformation der Elektrode verursachter Kurzschluss, lässt sich durch die genannten Merkmale vermeiden. Außerdem weist diese Materialwahl durch den Zusatz von Wolfram einen erhöhten Schmelzpunkt auf. Dadurch kann zusammen mit dem Edelmetall Platin eine äußerst große Widerstandsfähigkeit gegenüber elektrochemischer Oxidation sowie gegenüber der thermischen Evaporation erreicht werden. Durch die Kombination des Edelmetalls Platin mit dem unedlen Metall Wolfram wird der Degradierungsgrad durch die Zündung des Plasmas im Vergleich zu der bekannten Platin-Iridium Legierung zwar steigen, allerdings werden die festgelegten Prozeduranforderungen für die oben genannten Behandlungsarten immer noch übererfüllt. Da Wolfram wesentlich günstiger in der Beschaffung sowie in der Handhabung ist als Iridium, lassen sich die Kosten zur Herstellung der Hochfrequenzelektrode reduzieren. Durch die Verwendung von Wolfram ist es somit möglich, die Anforderungen an die Hochfrequenzelektrode zu erfüllen und gleichzeitig die Kosten zu senken
Insbesondere sieht es die Erfindung vor, dass der Wolfram Anteil der Legierung 5 % bis 12 % beträgt. Bevorzugt ist es auch denkbar, dass der Wolfram Anteil 9 % bis 11 % oder 10 % beträgt. Diese Anteilswerte von Wolfram an der Legierung haben sich als besonders vorteilhaft für die Funktionalität, die Stabilität sowie die Resistenz gegenüber chemischer und physikalischer Einflüssen erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht es vor, dass die Schlinge der Elektrode einen Durchmesser von 0,25 mm bis 0,35 mm, bevorzugt von 0,27 mm ist 0,30 mm aufweist. Weiter ist es denkbar, dass die Legierung, aus der die Elektrode angefertigt ist, eine Zugfestigkeit von 1300 N/mm² bis 1700 N/mm², bevorzugt 1400 N/mm²- 1600 N/mm², insbesondere 1500 N/mm²+/- 50 N/mm² aufweist. Außerdem ist es erfindungsgemäß denkbar, dass eine Bruchdehnung der Legierung 2 % bis 10 %, bevorzugt 4 % bis 8 % beträgt. Es hat sich gezeigt, dass diese Dimensionierung sowie diese mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung für die Durchführung der oben genannten Behandlungsschritte besonders geeignet sind und dadurch gleichzeitig die erforderliche Stabilität erreichbar ist.
Ein Elektrodeninstrument zur Lösung der genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 8 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass das Elektrodeninstrument zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät, insbesondere in einem Resektoskop, einen langgestreckten Schaftabschnitt mit zwei Tragarmen aufweist, durch die hindurch sich mindestens ein Leiter erstreckt, der am distalen Ende des Instruments mit einer Hochfrequenzelektrode gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 verbunden bzw. verbindbar ist. Die Hochfrequenzelektrode ist zwischen den distalen Enden der Tragarme angeordnet.
Ein Resektoskop zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 9 auf.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher beschrieben.
In der Figur ist beispielhaft für ein chirurgisches Handgerät ein Resektoskop 10 dargestellt. Dieses Resektoskop 10 besteht im Wesentlichen aus einem Transporteur 11, einer Griffeinheit 12 und einem Schaft 13, der zur Behandlung eines Patienten in eine entsprechende Körperöffnung zu führen ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich der Schaft 13 zusammen aus einem äußeren Schaftrohr, einer Optik 15 und einem Elektrodeninstrument 16. Die Optik 15 besteht aus einem langen Rohr, in welchem Linsen oder Glasfasern angeordnet sein können, um durch ein proximal an dem Schaft 13 angeordnetes Okular 17 den Bereich der Behandlung am distalen Ende 19 des Schaftes 13 zu beobachten. Für eine detailliertere Beschreibung eines Resektoskopes wird auf den bekannten Stand der Technik verwiesen.
Das Elektrodeninstrument 16 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer Hochfrequenzelektrode 18 und mindestens einem elektrischen Leiter 20. Der mindestens eine elektrische Leiter 20 versorgt zum einen die Hochfrequenzelektrode 18 mit einer hochfrequenten Spannung und zum anderen dient der Leiter 20 sowie ggf. ein weiteres Element als Halterung der Elektrode 18 an dem Elektrodeninstrument 16. Der elektrische Leiter 20 führt von dem distalen Ende 19 des Resektoskopes 10 durch den Schaft 13 und ist über weitere Leitungen mit einem nicht dargestellten Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Energie verbunden. Dabei ist es denkbar, dass der mindestens eine Leiter 20 des Elektroneninstrumentes 16 durch Halterungen 14 innerhalb des Schaftes 13, vorzugsweise an der Optik 15, fixiert ist.
Mittels der Hochfrequenzelektrode 18 lässt sich beispielsweise Körpergewebe manipulieren. Dazu kann die Hochfrequenzelektrode 18 entweder als monopolare oder bipolare Elektrode ausgebildet sein. Im Fall einer bipolaren Elektrode ist diese mit zwei elektrischen Leitern 20 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel einer monopolaren Elektrode ist die Elektrode 18 nur mit einem elektrischen Leiter 20 verbunden. Eine weitere Neutralelektrode wird an dem Patienten angebracht, oder ist in das Resektoskop integriert. Durch Beaufschlagung der Hochfrequenzelektrode 18 mit elektrischer Energie wird ein Plasma an der Elektrode 18 erzeugt, mittels welchem durch eine entsprechende Bewegung des Elektrodeninstrumentes 16 Gewebe manipuliert wird.
Die Hochfrequenzelektrode 18 gemäß der vorliegenden Erfindung ist als Schlinge bzw. Schneidschlinge ausgebildet. Die Hochfrequenzelektrode 18 kann allerdings auch als Knopf, Stab, Streifen, Stift oder dergleichen ausgebildet sein. Diese Hochfrequenzelektrode 18 ist aus einer speziellen Legierung hergestellt, um für die oben beschriebenen Hochfrequenzanwendungen sowohl eine ausreichende Resistenz gegenüber chemischer und physikalischer Einflüssen aufzuweisen, als auch gegenüber mechanischen Kräften widerstandsfähig zu sein. Gemäß dem erfindungsgemäßen Gedanken besteht die Hochfrequenzelektrode 18 aus einer Platin-Wolfram Legierung. Diese Legierung hat gegenüber den bekannten Legierungen aus Platin und Iridium den Vorteil, dass die Materialbeschaffungskosten wesentlich geringer sind und darüber hinaus die Herstellung der Elektrode weniger aufwendig und günstiger ist. Ansonsten lässt sich auch durch diese Legierung eine Hochfrequenzelektrode 18 realisieren, welche die notwendigen Prozeduranforderungen mindestens erfüllt.
Bezugszeichenliste

10: Resektoskop
11: Transporteur
12: Griffeinheit
13: Schaft
14: Halterung
15: Optik
16: Elektrodeninstrument
17: Okular
18: Hochfrequenzelektrode
19: distales Ende
20: Leiter

Claims

Hochfrequenzelektrode (18) zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät, insbesondere in einem Resektoskop (10), wobei die Hochfrequenzelektrode (18) über mindestens einen elektrischen Leiter (20) mit elektrischer Energie versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzelektrode (18) aus einer Platin-Wolfram Legierung besteht.
Hochfrequenzelektrode (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wolfram Anteil der Legierung 5 % bis 12 % beträgt.
Hochfrequenzelektrode (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wolfram Anteil der Legierung 9 % bis 11 %, vorzugsweise 10 %, beträgt.
Hochfrequenzelektrode (18) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzelektrode (18) als Schlinge, Streifen oder Stift ausgebildet ist.
Hochfrequenzelektrode (18) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlinge einen Drahtdurchmesser von 0.25 mm bis 0.35 mm, bevorzugt von 0.27 mm bis 0.30mm aufweist.
Hochfrequenzelektrode (18) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung eine Zugfestigkeit 1300N/mm² bis 1700N/mm², bevorzugt 1400N/mm² bis 1600N/mm², insbesondere 1500N/mm² +-50N/mm².
Hochfrequenzelektrode (18) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bruchdehnung der Legierung 2% bis 10%, bevorzugt 4% bis 8% beträgt.
Elektrodeninstrument (16), insbesondere monopolares oder bipolares Elektrodeninstrument (16), zur Verwendung in einem chirurgischen Handgerät, insbesondere in einem Resektoskop (10), wobei das Elektrodeninstrument (16) einen langgestreckten Schaftabschnitt mit zwei Tragarmen aufweist, durch die sich hindurch mindestens ein Leiter (20) erstreckt, der an einem distalen Ende (19) des Elektrodeninstruments (16) eine mit Hochfrequenzstrom beaufschlagbare Hochfrequenzelektrode (18) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 bildet, die zwischen den distalen Enden der Tragarme angeordnet ist.
Resektoskop (10) mit einem Elektrodeninstrument (16) gemäß Anspruch 8.