DE112009005425T5

DE112009005425T5 - Einzelapertur-Elektrodenanordnung

Info

Publication number: DE112009005425T5
Application number: DE112009005425T
Authority: DE
Inventors: Robert Bigley; Robert H. Dahla; Duane W. Marion; Jean Woloszko
Original assignee: Arthrocare Corp
Current assignee: Arthrocare Corp
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2012-12-06
Also published as: GB2488267A; GB201208715D0; WO2011071482A1; GB2488267B; CN102639076A

Abstract

Systeme und Verfahren zum Sichern einer aktiven Elektrode nach Art einer Abschirmung an der Distalspitze einer elektrochirurgischen Vorrichtung, die verwendet wird, um selektiv elektrische Energie an eine Zielposition in oder auf dem Körper eines Patienten anzulegen. Eine Sicherungselektrode wird durch die Schirmelektrode angeordnet und mechanisch mit einem isolierenden Trägerkörper verbunden und stellt auch eine elektrische Verbindung und einen mechanischen Eingriff mit der Schirmelektrode her. Die elektrochirurgische Vorrichtung und das diesbezügliche Verfahren werden zum Resektieren, Schneiden, Teilabladieren, Absaugen oder anderweitigen Entfernen von Gewebe von einem Zielort und zum Abladieren des Gewebes vor Ort bereitgestellt. Die vorliegenden Verfahren und Systeme sind insbesondere nützlich zum Entfernen von Gewebe in Gelenken, z. B. Synovialgewebe, Menisken, Gelenkknorpel und dergleichen.

Description

KREUZVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US-Anmeldung Nr. 12/190,752, eingereicht am 13. August 2008 unter dem Titel „Systems and Methods for Screen Electrode Securement”, die hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Elektrochirurgie und genauer gesagt Geräte und Verfahren zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung, um Gewebe zu abladieren. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung Geräte und Verfahren zum Sichern einer im Wesentlichen flachen aktiven Elektrode nach Art einer Abschirmung an der distalen Spitze des Schafts eines elektrochirurgischen Instruments.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Herkömmliche elektrochirurgische Verfahren werden weitläufig verwendet, da sie im Allgemeinen eine Hämostase erreichen und die Patientenblutung reduzieren, die mit in Gewebe einschneidenden Operationen verbunden ist, wobei sie gleichzeitig die Sicht der Behandlungsfläche für den Chirurgen verbessern. Viele der elektrochirurgischen Vorrichtungen, die in der Elektrochirurgie verwendet werden, verwenden eine aktive Elektrode nach Art einer Abschirmung, die typischerweise aus einem Bogen von leitfähigem Material ausgeschnitten oder geätzt wird. Diese elektrochirurgischen Vorrichtungen und Eingriffe leiden jedoch unter einer Reihe von Nachteilen. Zum Beispiel benötigen aktive Elektroden nach Art einer Abschirmung typischerweise ein Verfahren zum Sichern an einem Isolierkörper und ferner an der Distalspitze der Vorrichtung selber. Sollte die Schirmelektrode nicht richtig an dem Isolierkörper gesichert sein, kann dies zu einer unangemessenen Funktion der Vorrichtung und möglichem Schaden für den Patienten während des elektrochirurgischen Eingriffs führen.
Frühere Versuche, die aktive Schirmelektrode an dem Isolierkörper zu sichern, umfassten mechanische, thermische und chemische Mittel oder diverse Kombinationen derselben. Es wurden zahlreiche mechanische Sicherungsformen verwendet, während Klebstoffe als chemische Verbindungsform verwendet wurden, und das Verschweißen der Abschirmung ein thermisches Verbindungsverfahren bereitstellen kann. Zu diesen mechanischen Verbindungsverfahren kann auch die Verwendung von Kunststoff oder nicht wiederherstellbaren Verformungen der Materialien, die zur Sicherung verwendet werden, gehören. Jedoch auch in Kombination mit anderen Verbindungsverfahren stellen die oben aufgeführten Verfahren zur Befestigung nur kaum wirksame Lösungen bereit, die typischerweise über längere Verwendungszeiträume in Frage gestellt werden.
Entsprechend sind Vorrichtungen und Verfahren, welche die Sicherung flacher aktiver Schirmelektroden an dem Isolierkörper eines elektrochirurgischen Instruments ermöglichen und dabei elektrische Verbindungen durch den Isolierkörper aufrechterhalten, erwünscht. Insbesondere sind mechanische Verfahren zum Bereitstellen einer angemessenen und haltbaren Sicherung einer elektrisch angeschlossenen aktiven Schirmelektrode an dem Isolierkörper an der Distalspitze einer elektrochirurgischen Vorrichtung, die dabei verbesserte elektrochirurgische Betriebsparameter bereitstellen, erwünscht.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Systeme, Geräte und Verfahren zum mechanischen Sichern einer aktiven Elektrode nach Art einer Abschirmung an dem Isolierkörper an der Distalspitze einer elektrochirurgischen Vorrichtung bereit. Insbesondere werden Verfahren und Geräte zum zuverlässigen Sichern der Schirmelektrode über längere Verwendungszeiträume hinweg bereitgestellt. Ferner sind die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung besonders nützlich zum Bereitstellen erweiterter und verbesserter elektrochirurgischer Betriebsparameter.
Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst das Sicherungsverfahren das Einfügen einer Sicherungselektrode durch einen Kanal oder Schlitz sowohl in der Schirmelektrode als auch in dem Isolierkörper. Bei einer Konfiguration, bei der die Schirmelektrode von dem Isolierkörper getragen wird, funktioniert die Sicherungselektrode, um die Schirmelektrode mechanisch mit dem Isolierkörper zu koppeln, und funktioniert auch, um die Schirmelektrode mit einer hochfrequenten Stromversorgung über elektrische Verbindungsteile zu koppeln. Die Sicherungselektrode kann durch verlängerte Schenkelteile gekennzeichnet sein, die an einem Ende Laschen aufweisen, die in den Kanal in dem Isolierkörper einrasten oder eingreifen, wodurch sie eine Axialbewegung der Sicherungselektrode verhindern. Somit stellt die Sicherungselektrode ein mechanisches Verfahren zum Verbinden der Schirmelektrode mit dem Isolierkörper bereit, während sie auch einen elektrischen Anschluss bereitstellt, um RF-Energie durch den Isolierkörper an die Schirmelektrode zu übertragen.
Eine andere Konfiguration der elektrochirurgischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine aktive Schirmelektrode, durch die mindestens zwei zweiseitige Kanäle gehen. Es werden mindestens zwei zweiseitige Sicherungselektroden bereitgestellt und jeweils durch die Kanäle der Schirmelektrode eingefügt. Zudem umfasst die Vorrichtung einen Isolierträger, der mindestens zwei zweiseitige Kanäle aufweist, die gegenüber den Schirmelektrodenkanälen entsprechend positioniert sind. Die zweiseitigen Sicherungselektroden werden durch den Träger und die Schirmelektrodenkanäle eingefügt und können symmetrisch orientiert sein, um dadurch das Erstellen einer Zone für die RF-Ablation zwischen den beiden Sicherungselektroden zu ermöglichen. Ferner weisen die zweiseitigen Schirmelektroden jeweils einen Schenkelabschnitt mit einer Lasche an einem Ende auf, wobei die Lasche in eine verriegelte Position innerhalb des Trägers gleitet, um die Schirmelektrode an Ort und Stelle zu halten.
Bei bestimmten Konfigurationen können die Sicherungselektroden durch ein Sägezahnmuster auf einer oberen Oberfläche gekennzeichnet sein. Zusätzlich können die Sicherungselektroden in Form einer Klammer oder Brücke gebildet sein, wodurch sie die Erstellung einer anderen Zone zur RF-Ablation in einem Raum zwischen der Klammersicherungselektrode und der Schirmelektrode ermöglichen. Die hinzugefügten Kanten, die bei diesen Konfigurationen an der Sicherungselektrode gebildet werden, können zu erhöhter Stromdichte führen und somit die Bildung verbesserter Zonen zur RF-Ablation fördern.
Bei noch einer anderen Konfiguration umfasst die aktive Elektrode eine leitfähige Abschirmung, die eine einzige Apertur aufweist und über dem Isolierkörper an der Distalspitze einer elektrochirurgischen Vorrichtung mit Bezug auf die distale Öffnung eines Absauglumens positioniert ist. Bei der repräsentativen Ausführungsform wird die Schirmelektrode von dem Isolierträger getragen, so dass die einzige Apertur auf der Abschirmung auf die Öffnung des Absauglumens ausgerichtet ist, wodurch sie das Absaugen von unerwünschtem Gewebe und Nebenprodukten der Elektrochirurgie vom Zielort ermöglicht. Zudem können die Abschirmung und die distale Öffnung des Absauglumens auf einer lateralen Seite des Instruments angebracht sein (d. h. um 90 Grad von der Instrumentenachse abgewendet).
Bei offenen Eingriffen kann das System ferner ein Fluidabgabeelement umfassen, um ein elektrisch leitfähiges Fluid an die aktive(n) Elektrode(n) und den Zielort abzugeben. Das Fluidabgabeelement kann sich auf dem Instrument befinden, z. B. ein Fluidlumen oder eine Fluidröhre, oder es kann Teil eines getrennten Instruments sein.
Alternativ kann ein elektrisch leitfähiges Gel oder Spray, wie etwa ein salzhaltiger Elektrolyt oder ein anderes leitfähiges Gel, auf das Gewebe aufgetragen werden. Zudem ist bei arthroskopischen Eingriffen der Zielort typischerweise bereits in ein leitfähiges Spülungsmittel, d. h. Salzlösung, eingetaucht. Bei diesen Ausführungsformen können die Geräte eventuell kein Fluidabgabeelement aufweisen. Bei beiden Ausführungsformen stellt das elektrisch leitfähige Fluid bevorzugt einen Stromflussweg zwischen dem oder den aktiven Elektrodenanschlüssen und der oder den Rücklaufelektroden bereit. Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich eine Rücklaufelektrode auf dem Instrument und ist ausreichend von dem oder den aktiven Elektrodenanschlüssen beabstandet, um im Wesentlichen einen Kurzschluss dazwischen zu vermeiden oder zu minimieren und die Rücklaufelektrode vom Gewebe am Zielort zu isolieren.
Bei einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren das Positionieren einer oder mehrerer aktiver Elektroden (die eine aktive Schirmelektrode und Sicherungselektrode umfassen können) an dem Zielort im Körper eines Patienten und das Anlegen einer Absaugkraft an eine Gewebestruktur, um die Gewebestruktur zu der oder den aktiven Elektroden zu ziehen. Dann wird eine Hochfrequenzspannung zwischen der oder den aktiven Elektroden und einer oder mehreren Rücklaufelektroden angelegt, um die Gewebestruktur zu abladieren. Typischerweise umfasst die Gewebestruktur ein biegsames oder elastisches Bindegewebe, wie etwa Synovialgewebe. Diese Art von Gewebe ist typischerweise mit herkömmlichen mechanischen und elektrochirurgischen Techniken schwer zu entfernen, weil sich das Gewebe von dem Instrument entfernt und/oder die drehbare Schneidspitze des mechanischen Shavers oder Mikrowundausschneiders verstopft. Die vorliegende Erfindung hingegen zieht das elastische Gewebe in Richtung auf die aktiven Elektroden und abladiert dann dieses Gewebe mit den oben beschriebenen Mechanismen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines elektrochirurgischen Systems, das eine Stromversorgung und eine elektrochirurgische Sonde umfasst;
2 eine perspektivische Ansicht eines anderen elektrochirurgischen Systems, das eine Stromversorgung, eine elektrochirurgische Sonde und eine Versorgung mit elektrisch leitfähigem Fluid zur Abgabe des Fluids an den Zielort umfasst;
3 eine Seitenansicht einer elektrochirurgischen Sonde zum Abladieren und Entfernen von Gewebe;
4 eine Querschnittsansicht der elektrochirurgischen Sonde aus 3;
5 eine Detailansicht, welche die Ablation von Gewebe abbildet;
6 eine vergrößerte Detailansicht des distalen Endabschnitts einer Ausführungsform der Sonde aus 3;
7A und 7B Detailansichten der Sicherungselektrode und der Schirmelektrode, die in der elektrochirurgischen Sonde aus 6 verwendet werden;
8 eine auseinandergezogene Ansicht des distalen Endabschnitts der Sonde aus 6;
9 eine perspektivische Ansicht des distalen Endabschnitts der Sonde aus 6;
10 eine perspektivische Ansicht der Sicherungselektroden und der Schirmelektrode;
11A eine perspektivische Ansicht einer Einzelapertur-Schirmelektrode auf dem distalen Endabschnitt einer elektrochirurgischen Sonde gemäß mindestens einigen Ausführungsformen;
11B eine perspektivische Ansicht einer Schirmelektrode mit kreisförmiger Apertur; und
12A bis H Schirmelektroden mit Absaugaperturen gemäß mindestens einigen Ausführungsformen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Systeme und Verfahren zum selektiven Anlegen elektrischer Energie an eine Zielposition in oder auf dem Körper eines Patienten bereit. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich bei Eingriffen, bei denen der Gewebeort mit einem elektrisch leitfähigen Fluid überflutet wird oder darin eingetaucht ist, wie etwa bei einer arthroskopischen Operation eines Knies, einer Schulter, eines Fußgelenks, einer Hüfte, eines Ellbogens, einer Hand oder eines Fußes. Bei anderen Eingriffen kann die vorliegende Erfindung für Kollagenschrumpfung, Ablation und/oder Hämostase bei Eingriffen zum Behandeln von Zielgewebe alleine oder kombiniert mit der volumetrischen Entfernung von Gewebe nützlich sein. Genauer gesagt stellen die hier beschriebenen Ausfühungsformen elektrochirurgische Vorrichtungen bereit, die durch eine im Wesentlichen flache aktive Schirmelektrode gekennzeichnet sind, die an der Distalspitze der Vorrichtung angeordnet ist. Zudem umfassen die vorliegenden Ausführungsformen Geräte und Verfahren zum mechanischen Sichern der Schirmelektrode an dem Isolierkörper, der sich an der Distalspitze der Vorrichtung befindet. Derartige Verfahren zum mechanischen Sichern der Schirmelektrode können den Betriebszeitraum der elektrochirurgischen Vorrichtung verlängern, indem sie ein sichereres Verfahren zur Anbringung bereitstellen.
Bevor die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben wird, versteht es sich, dass diese Erfindung nicht auf bestimmte hier dargelegte Varianten beschränkt ist, da diverse Änderungen oder Modifikationen an der beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können und Äquivalente eingesetzt werden können, ohne Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Wie es für den Fachmann nach dem Durchlesen der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein wird, weist jede der einzelnen hier beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen diskrete Bauteile und Merkmale auf, die ohne Weiteres von den Merkmalen jeder der mehreren anderen Ausführungsformen getrennt oder damit kombiniert werden können, ohne Umfang oder Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zudem können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation, ein bestimmtes Material, eine bestimmte Stoffzusammensetzung, einen bestimmten Prozess, einen oder mehrere bestimmte Prozessvorgänge oder Prozessschritte dem oder den Ziel(en), dem Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung anzupassen. Alle derartigen Modifikationen sind dazu gedacht, in den Umfang der hier formulierten Ansprüche zu fallen.
Die hier erwähnten Verfahren können in jeder beliebigen Reihenfolge der erwähnten Ereignisse, die logisch möglich ist, sowie in der erwähnten Reihenfolge der Ereignisse ausgeführt werden. Ferner versteht es sich, dass, wenn ein Wertebereich bereitgestellt wird, jeder vorkommende Wert zwischen der oberen und unteren Grenze dieses Bereichs und jedem anderen angegebenen oder vorkommenden Wert in diesem angegebenen Bereich in der Erfindung inbegriffen ist. Es wird ebenfalls in Betracht gezogen, dass alle optionalen Merkmale der beschriebenen erfindungsgemäßen Varianten unabhängig oder in Kombination mit einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale dargelegt und beansprucht werden können.
Alle hier erwähnten bestehenden Inhalte (z. B. Veröffentlichungen, Patente, Patentanmeldungen und Hardware) werden hiermit in vollem Umfang zur Bezugnahme übernommen, außer falls die Inhalte sich mit der vorliegenden Erfindung in Konflikt befinden (in diesem Fall ist die vorliegende Erfindung vorrangig). Die referenzierten Elemente werden allein für ihre Offenbarung vor dem Einreichungstag der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt. Nichts hierin ist als Zugeständnis auszulegen, dass die vorliegende Erfindung nicht dazu berechtigt ist, derartige Inhalte kraft einer vorhergehenden Erfindung vorwegzunehmen.
Eine Bezugnahme auf ein einzelnes Element umfasst die Möglichkeit, dass mehrere der gleichen Elemente vorhanden sind. Genauer gesagt umfassen die Einzahlformen „einer”, „eine”, „ein” und „der”, „die”, „das” wie sie hier und in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Mehrzahlbezugnahmen, falls der Zusammenhang nicht eindeutig Anderes bestimmt. Es ist ferner zu beachten, dass die Ansprüche aufgesetzt werden können, um ein beliebiges optionales Element auszuschließen. Somit ist diese Angabe dazu gedacht, als vorrangige Grundlage zur Verwendung solch ausschließlicher Ausdrücke wie „einzig”, „nur” und dergleichen in Verbindung mit dem Vortrag von Anspruchselementen oder zur Verwendung einer „negativen” Einschränkung zu dienen. Schließlich versteht es sich auch, dass, falls nicht anderweitig definiert, alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung haben, wie sie gewöhnlich von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verstanden wird.
Die elektrochirurgische Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsformen kann wie oben beschrieben viele verschiedene Konfigurationen aufweisen. Mindestens eine Variante der hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet jedoch eine Behandlungsvorrichtung, welche die Coblation^®-Technologie verwendet.
Wie zuvor erwähnt, hat der Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung die Coblation^®-Technologie entwickelt. Die Coblation^®-Technologie umfasst die Anwendung eines hochfrequenten Spannungsunterschieds zwischen einer oder mehreren aktiven Elektroden und einer oder mehreren Rücklaufelektroden, um hohe elektrische Feldstärken in der Nähe des Zielgewebes zu entwickeln. Die hohen elektrischen Feldstärken können erzeugt werden, indem eine Hochfrequenzspannung angelegt wird, die ausreicht, um ein elektrisch leitfähiges Fluid über mindestens einen Teil der aktiven Elektrode(n) in dem Bereich zwischen der Spitze der aktiven Elektrode(n) und dem Zielgewebe verdunsten zu lassen. Das elektrisch leitfähige Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, wie etwa eine isotonische Kochsalzlösung, Blut, ein extrazelluläres oder intrazelluläres Fluid, das an den Zielort abgegeben wird oder sich bereits dort befindet, oder ein zähflüssiges Fluid, wie etwa ein Gel, das am Zielort aufgetragen wird, sein.
Wenn das leitfähige Fluid genug erwärmt ist, damit die Atome schneller von der Oberfläche verdunsten als sie wieder kondensieren, bildet sich ein Gas. Wenn das Gas genug erwärmt ist, damit die Atome zusammenstoßen, was dabei eine Freisetzung von Elektronen verursacht, bildet sich ein ionisiertes Gas oder Plasma (der so genannte „vierte Aggregatzustand”). Allgemein gesehen können Plasmen durch das Erwärmen eines Gases und das Ionisieren des Gases gebildet werden, indem ein elektrischer Strom dadurch hindurch geschickt wird oder indem Radiowellen in das Gas gestrahlt werden. Diese Verfahren der Plasmabildung ergeben Energie, um Elektronen direkt in das Plasma freizugeben, und Elektronen/Atom-Zusammenstöße setzen dann weitere Elektronen frei, und der Prozess erfolgt kaskadierend, bis der gewünschte Ionisationsgrad erreicht ist. Eine weiterführende Beschreibung von Plasma ist in der Veröffentlichung „Plasma Physics", von R. J. Goldston und P. H. Rutherford von Plasma Physics Laboratory of Princeton University (1995) zu finden, deren gesamte Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
In dem Maße, wie die Dichte der Plasma- oder Dampfschicht gering genug wird (d. h. weniger als ungefähr 1020 Atome/cm³ für wässerige Lösungen), nimmt die mittlere freie Weglänge der Elektronen zu, um es anschließend injizierten Elektronen zu ermöglichen, eine Stoßionisation innerhalb der Dampfschicht zu verursachen. Sobald die Ionenteilchen in der Plasmaschicht eine ausreichende Energie aufweisen, werden sie in Richtung auf das Zielgewebe beschleunigt. Die von den energiegeladenen Elektronen abgegebene Energie (z. B. 3,5 eV bis 5 eV) kann anschließend ein Molekül beschießen und seine Bindungen brechen, wodurch ein Molekül in freie Radikale aufgelöst wird, die sich dann zu endgültigen gasförmigen oder flüssigen Spezies kombinieren. Oft transportieren die Elektronen den elektrischen Strom oder absorbieren die Radiowellen und sind daher heißer als die Ionen. Somit transportieren die Elektronen, die von dem Gewebe weg in Richtung auf die Rücklaufelektrode transportiert werden, den größten Teil der Plasmawärme, wodurch es den Ionen ermöglicht wird, die Gewebemoleküle auf im Wesentlichen nicht-thermische Art und Weise aufzubrechen.
Mittels dieser molekularen Auflösung (anstelle einer Wärmeverdunstung oder Karbonisation) wird die Zielgewebestruktur volumetrisch durch molekularen Zerfall größerer organischer Moleküle in kleinere Moleküle und/oder Atome, wie etwa Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenoxide, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffverbindungen, entfernt. Dieser molekulare Zerfall entfernt die Gewebestruktur vollständig, im Gegensatz zu einem Dehydratisieren des Gewebematerials durch Entfernen von Flüssigkeit in den Zellen des Gewebes und von extrazellularen Fluiden, wie es typischerweise bei einer elektrochirurgischen Austrocknung und Verdunstung der Fall ist. Eine ausführlichere Beschreibung dieser Phänomene ist in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5,697,882 zu finden, dessen vollständige Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird.
Bei einigen Anwendungen der Coblation^®-Technologie wird hochfrequente (RF) elektrische Energie in einem Umfeld aus einem elektrisch leitfähigen Medium angewendet, um eine Gewebestruktur zusammenschrumpfen zu lassen oder zu entfernen (d. h. herauszuschneiden, abzuschneiden oder zu abladieren) und die durchgeschnittenen Gefäße in dem Bereich des Zielgewebes zu versiegeln. Die Coblation^®-Technologie ist auch zum Versiegeln größerer Arteriengefäße, z. B. mit einem Durchmesser von ungefähr 1 mm, nützlich. Bei derartigen Anwendungen wird eine hochfrequente Energieversorgung bereitgestellt, die einen Ablationsmodus, bei dem eine erste Spannung an eine aktive Elektrode angelegt wird, die ausreicht, um eine molekulare Auflösung oder einen Zerfall des Gewebes zu bewirken, und einen Koagulationsmodus, bei dem eine zweite, niedrigere Spannung an eine aktive Elektrode angelegt wird (entweder dieselbe oder eine andere Elektrode), die ausreicht, um abgetrennte Gefäße innerhalb des Gewebes zu erwärmen, zusammenschrumpfen zu lassen und/oder eine Blutstillung derselben zu erreichen, aufweist.
Die Energiemenge, die von der Coblation^®-Vorrichtung erzeugt wird, kann geändert werden, indem man diverse Faktoren anpasst, wie etwa: die Anzahl aktiver Elektroden; die Größe und den Abstand der Elektroden; die Elektrodenoberfläche; Unebenheiten und scharfe Kanten auf den Elektrodenflächen; die Elektrodenmaterialien; die angelegte Spannung und Energie; die Strombegrenzungsmittel, wie etwa Spulen; die elektrische Leitfähigkeit des Fluids in Kontakt mit den Elektroden; die Dichte des Fluids; und andere Faktoren. Entsprechend können diese Faktoren manipuliert werden, um den Energiepegel der erregten Elektronen zu steuern. Da verschiedene Gewebestrukturen verschiedene Molekülbindungen aufweisen, kann die Coblation^®-Vorrichtung konfiguriert werden, um Energie zu produzieren, die ausreicht, um die Molekülbindungen eines bestimmten Gewebes zu brechen, aber nicht ausreicht, um die Molekülbindungen eines anderen Gewebes zu brechen. Fettgewebe (z. B. Depotfett) weist z. B. doppelte Bindungen auf, die zum Zerbrechen einen Energiepegel benötigen, der im Wesentlichen höher ist als 4 eV bis 5 eV (typischerweise ungefähr 8 eV). Dementsprechend abladiert oder entfernt die Coblation^®-Technologie im Allgemeinen ein derartiges Fettgewebe nicht; sie kann jedoch verwendet werden, um Zellen wirksam zu abladieren, um den inneren Fettgehalt in flüssiger Form freizusetzen. Die Faktoren können natürlich geändert werden, so dass diese Doppelbindungen auch ähnlich wie die Einzelbindungen gebrochen werden können (z. B. indem die Spannung erhöht wird oder indem die Elektrodenkonfiguration geändert wird, um die Stromdichte an den Elektrodenspitzen zu erhöhen). Eine weiterführende Beschreibung dieser Phänomene ist in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. 6,355,032 , 6,149,120 und 6,296,136 zu finden, deren vollständige Offenbarungen hiermit zur Bezugnahme übernommen werden.
Die aktive(n) Elektrode(n) einer Coblation^®-Vorrichtung können in oder von einem anorganischen Isolationsträger getragen werden, der in der Nähe des Distalendes des Instrumentenschafts positioniert ist. Die Rücklaufelektrode kann sich auf dem Instrumentenschaft, auf einem anderen Instrument oder außen am Patienten (d. h. als Dispersionspad) befinden. Das Proximalende des Instruments bzw. der Instrumente umfasst die geeigneten elektrischen Anschlüsse, um die Rücklaufelektrode(n) und die aktive(n) Elektrode(n) mit einer hochfrequenten Stromversorgung, wie etwa einem elektrochirurgischen Generator, zu koppeln.
Eine weitere Diskussion der Anwendungen und Vorrichtungen, welche die Coblation^®-Technologie verwenden, ist nachstehend zu finden. Die ausgegebenen US-Patente 6,296,638 und 7,241,293 , die beide zur Bezugnahme übernommen werden. Die anhängige US-Anmeldung 11/612,995, eingereicht am 19.12.2006, die zur Bezugnahme übernommen wird.
Bei einem Beispiel einer Coblation^®-Vorrichtung zur Verwendung mit den hier offenbarten Ausführungsformen ist die Rücklaufelektrode der Vorrichtung typischerweise proximal zu der bzw. den aktiven Elektrode(n) um einen passenden Abstand entfernt, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen den aktiven und den Rücklaufelektroden in Gegenwart eines elektrisch leitfähigen Fluids zu vermeiden. In vielen Fällen ist der Distalrand der freiliegenden Oberfläche der Rücklaufelektrode um ungefähr 0,5 mm bis 25 mm von dem Proximalrand der ausgesetzten Oberfläche der aktiven Elektrode(n), bevorzugt um ungefähr 1,0 mm bis 5,0 mm, entfernt. Natürlich kann sich dieser Abstand mit verschiedenen Spannungsbereichen, leitfähigen Fluiden und je nach der Nähe der Gewebestrukturen zu den aktiven und Rücklaufelektroden ändern. Die Rücklaufelektrode weist typischerweise eine freiliegende Länge im Bereich von ungefähr 1 mm bis 20 mm auf.
Eine Coblation^®-Behandlungsvorrichtung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Beschreibungen kann eine einzelne aktive Elektrode oder eine Gruppe von aktiven Elektroden, die um die distale Oberfläche eines Katheters oder einer Sonde herum angeordnet sind, verwenden. Bei der letztgenannten Ausführungsform umfasst die Elektrodengruppe üblicherweise eine Vielzahl von unabhängig strombegrenzten und/oder energiegesteuerten aktiven Elektroden, um elektrische Energie selektiv an das Zielgewebe anzulegen und dabei das unerwünschte Anlegen von elektrischer Energie, die sich aus Energieverlust in umgebende elektrisch leitfähige Fluide, wie etwa Blut, normale Kochsalzlösung und dergleichen, ergibt, an das umgebende Gewebe und das Umfeld einzuschränken. Die aktiven Elektroden können unabhängig strombegrenzt werden, indem man die Anschlussklemmen voneinander isoliert und jede Anschlussklemme an eine getrennte Energiequelle anschließt, die von den anderen aktiven Elektroden isoliert ist. Alternativ können die aktiven Elektroden entweder an den proximalen oder an den distalen Enden des Katheters aneinander angeschlossen werden, um einen einzelnen Draht zu bilden, der mit einer Energiequelle gekoppelt ist.
Bei einigen Konfigurationen kann jede einzelne aktive Elektrode in der Elektrodengruppe von allen anderen aktiven Elektroden in der Gruppe innerhalb des Instruments elektrisch isoliert sein und ist an eine Energiequelle, die von jeder der anderen aktiven Elektroden in der Gruppe isoliert ist, oder an Schaltungen, die den Stromfluss zu der aktiven Elektrode begrenzen oder unterbrechen, wenn Material mit geringem spezifischem Widerstand (z. B. Blut, ein elektrisch leitfähiges salinisches Spülungsmittel oder ein elektrisch leitfähiges Gel) einen Pfad mit niedrigerer Impedanz zwischen der Rücklaufelektrode und der einzelnen aktiven Elektrode verursacht, angeschlossen. Die isolierten Energiequellen für jede einzelne aktive Elektrode können getrennte Energieversorgungsschaltungen sein, die interne Impedanzcharakteristiken aufweisen, welche die Energie für die dazugehörige aktive Elektrode begrenzen, wenn ein niederohmiger Rücklaufpfad vorgefunden wird. Beispielhaft kann die isolierte Energiequelle eine benutzerwählbare konstante Stromquelle sein. Bei dieser Ausführungsform ergeben Pfade mit niedrigerer Impedanz automatisch Erwärmungspegel mit geringerem spezifischem Widerstand, da die Erwärmung proportional zum Quadrat des Betriebsstroms mal der Impedanz ist. Alternativ kann eine einzelne Energiequelle an jede der aktiven Elektroden durch unabhängig zu betätigende Schalter oder durch unabhängige Strombegrenzungselemente, wie etwa Spulen, Kondensatoren, Widerstände und/oder Kombinationen davon, angeschlossen werden. Die Strombegrenzungselemente können in dem Instrument, den Verbindungsteilen, dem Kabel, dem Steuergerät oder an dem leitfähigen Pfad von dem Steuergerät zu der Distalspitze des Instruments bereitgestellt werden. Alternativ kann/können der Widerstand und/oder die Kapazität auf der Oberfläche der aktiven Elektroden) auf Grund von Oxidschichten, die ausgewählte aktive Elektroden bilden (z. B. eine Titan- oder Widerstandsbeschichtung auf der Metalloberfläche, wie etwa Platin), erfolgen.
Die Coblation^®-Vorrichtung ist nicht auf elektrisch isolierte aktive Elektroden oder auch nur auf eine Vielzahl von aktiven Elektroden beschränkt. Z. B. kann die Gruppe aktiver Elektroden an eine einzelne Zuleitung angeschlossen sein, die sich durch den Katheterschaft bis zu einer Energiequelle mit Hochfrequenzstrom erstreckt.
Der Spannungsunterschied, der zwischen der bzw. den Rücklaufelektrode(n) und der bzw. den aktiven Elektrode(n) angelegt wird, liegt auf Hoch- bzw. Radiofrequenz, typischerweise zwischen ungefähr 5 kHz und 20 MHz, üblicherweise zwischen ungefähr 30 kHz und 2,5 MHz, bevorzugt zwischen ungefähr 50 kHz und 500 kHz, oft bei weniger als 350 kHz und oft zwischen ungefähr 100 kHz und 200 kHz. Bei bestimmten Anwendungen hat die Anmelderin herausgefunden, dass eine Frequenz von ungefähr 100 kHz nützlich ist, weil die Gewebeimpedanz auf dieser Frequenz viel größer ist. Bei anderen Anwendungen, wie etwa bei Eingriffen in oder an Herz oder Kopf und Nacken, können höhere Frequenzen wünschenswert sein (z. B. 400 bis 600 kHz), um einen niederfrequenten Stromfluss in das Herz oder die Nerven von Kopf und Nacken zu minimieren.
Die angelegte RMS-(Effektiv-)Spannung liegt üblicherweise im Bereich von ungefähr 5 Volt bis 1000 Volt, bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 10 Volt bis 500 Volt, oft zwischen ungefähr 150 Volt bis 400 Volt, je nach Größe der aktiven Elektrode, Betriebsfrequenz und Betriebsmodus des betreffenden Eingriffs oder des gewünschten Effekts auf das Gewebe (d. h. Kontraktion, Koagulation, Schnitt oder Ablation).
Typischerweise liegt die Spitze-Spitze-Spannung für die Ablation oder das Schneiden mit einer Rechteckwellenform im Bereich von 10 Volt bis 2000 Volt, und bevorzugt im Bereich von 100 Volt bis 1800 Volt, und weiter bevorzugt im Bereich von ungefähr 300 Volt bis 1500 Volt, oft im Bereich von ungefähr 300 Volt bis 800 Volt von Spitze zu Spitze (auch hier je nach Elektrodengröße, Anzahl der Elektronen, Betriebsfrequenz und Betriebsmodus). Niedrigere Spitze-Spitze-Spannungen werden für Gewebekoagulation, thermische Gewebeerwärmung oder Kollagenkontraktion verwendet und liegen typischerweise im Bereich von 50 bis 1500, bevorzugt von 100 bis 1000 und weiter bevorzugt von 120 bis 400 Volt von Spitze zu Spitze (auch hier werden diese Werte unter Verwendung einer Rechteckwellenform berechnet). Höhere Spitze-Spitze-Spannungen, z. B. von mehr als ungefähr 800 Volt von Spitze zu Spitze, können für die Ablation härterer Substanzen, wie etwa Knochen, wünschenswert sein, in Abhängigkeit von anderen Faktoren, wie etwa den Elektrodengeometrien und der Zusammensetzung des leitfähigen Fluids.
Wie oben besprochen, wird die Spannung üblicherweise in einer Reihe von Spannungsimpulsen oder in einem Wechselstrom mit zeitvariabler Spannungsamplitude mit einer ausreichend hohen Frequenz (z. B. von ungefähr 5 kHz bis 20 MHz) zugeführt, so dass die Spannung tatsächlich durchgehend angelegt wird (z. B. im Vergleich mit Laser, die geringe Nekrosetiefen beanspruchen und im Allgemeinen bei ungefähr 10 Hz bis 20 Hz gepulst werden). Zudem liegt die relative Einschaltdauer (d. h. die kumulierte Zeit in einem beliebigen Ein-Sekunden-Intervall, während dessen Energie angelegt wird) bei ungefähr 50% für die vorliegende Erfindung, im Vergleich zu Impulslasern, die typischerweise eine relative Einschaltdauer von ungefähr 0,0001% aufweisen.
Die bevorzugte Energiequelle der vorliegenden Erfindung gibt einen Hochfrequenzstrom ab, der auswählbar ist, um durchschnittliche Energiepegel zu erzeugen, die von mehreren Milliwatt bis zu mehreren Dutzend Watt pro Elektrode reichen, je nach dem Volumen des behandelten Zielgewebes und/oder der zulässigen Höchsttemperatur, die für die Instrumentenspitze ausgewählt wird. Die Energiequelle ermöglicht es dem Benutzer, den Spannungspegel je nach den spezifischen Anforderungen eines bestimmten neurochirurgischen Eingriffs, einer Herzoperation, einer arthroskopischen Operation, eines dermatologischen Eingriffs, von ophthalmologischen Eingriffen, offenen Operationen oder anderen endoskopischen Operationseingriffen auszuwählen. Für Herzeingriffe und eventuell für die Neurochirurgie kann die Energiequelle über ein zusätzliches Filter verfügen, um Leckspannungen auf Frequenzen unterhalb von 100 kHz, insbesondere Frequenzen um 60 kHz, zu filtern. Alternativ kann eine Energiequelle, die eine höhere Betriebsfrequenz aufweist, z. B. 300 kHz bis 600 kHz, bei bestimmten Eingriffen verwendet werden, bei denen niederfrequente Streuströme problematisch sein können. Eine Beschreibung einer geeigneten Energiequelle ist in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. 6,142,992 und 6,235,020 zu finden, wobei die gesamte Offenbarung der beiden Patente hier zur allgemeinen Bezugnahme übernommen wird.
Die Energiequelle kann strombegrenzt oder anderweitig gesteuert sein, so dass kein unerwünschtes Erwärmen des Zielgewebes oder des umgebenden (nicht Ziel-)Gewebes erfolgt. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden strombegrenzende Spulen mit jeder unabhängigen aktiven Elektrode in Reihe geschaltet, wobei die Induktivität der Spule im Bereich von 10 μH bis 50.000 μH liegt, je nach den elektrischen Eigenschaften des Zielgewebes, der gewünschten Gewebeerwärmungsrate und der Betriebsfrequenz. Alternativ können Kondensator/Spulen-(LC)Schaltungsstrukturen verwendet werden, wie sie zuvor in dem US-Patent Nr. 5,697,909 beschrieben wurden, dessen gesamte Offenbarung hiermit zur Bezugnahme übernommen wird. Zusätzlich können strombegrenzende Widerstände ausgewählt werden. Bevorzugt haben diese Widerstände einen großen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten, so dass, wenn der Strompegel anfängt, für eine beliebige einzelne aktive Elektrode in Kontakt mit einem Medium mit geringem Widerstand (z. B. einem salinischen Spülungsmittel oder Blut) anzusteigen, der Widerstandswert des strombegrenzenden Widerstands wesentlich zunimmt, wodurch die Energieabgabe von der aktiven Elektrode in das Medium mit geringem Widerstand (z. B. einem salinischen Spülungsmittel oder Blut) minimiert wird.
Mit Bezug auf 1 wird nun ein beispielhaftes elektrochirurgisches System zur Resektion, Ablation, Koagulation und/oder Kontraktion von Gewebe ausführlich beschrieben. Wie gezeigt, umfassen bestimmte Ausführungsformen des elektrochirurgischen Systems im Allgemeinen eine elektrochirurgische Sonde 20, die an eine Stromversorgung 10 angeschlossen ist, um eine Hochfrequenzspannung für eine oder mehrere Elektrodenanschlüsse an der Sonde 20 bereitzustellen. Die Sonde 20 umfasst ein Steckverbindergehäuse 44 an ihrem proximalen Ende, das abnehmbar an eine Sondenbuchse 32 eines Sondenkabels 22 anschließbar ist. Der proximale Abschnitt des Kabels 22 weist einen Steckverbinder 34 auf, um die Sonde 20 mit der Stromversorgung 10 an die Buchse 36 anzuschließen. Die Stromversorgung 10 weist eine bedienersteuerbare Spannungspegeleinstellung 38, um den angelegten Spannungspegel zu ändern, der auf einer Spannungspegelanzeige 40 zu sehen ist. Die Stromversorgung 10 umfasst auch ein oder mehrere Fußpedale 24 und ein Kabel 26, das abnehmbar mit einer Buchse 30 mit einem Kabelsteckverbinder 28 gekoppelt ist. Das Fußpedal 24 kann auch ein zweites Fußpedal (nicht gezeigt), um den an die Elektrodenanschlüsse 42 angelegten Energiepegel auf Distanz einzustellen, und ein drittes Pedal (ebenfalls nicht gezeigt), um zwischen einem Ablationsmodus und einem Koagulationsmodus umzuschalten, umfassen.
Nun mit Bezug auf 2 wird ein beispielhaftes elektrochirurgisches System 211 zur Behandlung von Gewebe in „trockenen Operationsfeldern” ausführlich beschrieben. Natürlich kann das System 211 auch in einem „feuchten Operationsfeld”, d. h. der Zielort ist in ein elektrisch leitfähiges Fluid eingetaucht, verwendet werden. Dieses System ist jedoch bei „trockenen Operationsfeldern”, bei denen das Fluid bevorzugt durch die elektrochirurgische Sonde an den Zielort abgegeben wird, besonders nützlich. Wie gezeigt, umfasst das elektrochirurgische System 211 im Allgemeinen einen elektrochirurgischen Handgriff oder eine Sonde 210, der bzw. die an eine Stromversorgung 228, um eine Hochfrequenzspannung für einen Zielort bereitzustellen, und an eine Fluidquelle 221, um der Sonde 210 elektrisch leitfähiges Fluid 250 zuzuführen, angeschlossen ist. Das System 211 kann auch eine Vakuumquelle (nicht gezeigt) zum Koppeln mit einem Absauglumen, das in der Sonde 210 (nicht gezeigt) angeordnet ist, über eine Verbindungsröhre (nicht gezeigt) an der Sonde 210 zum Absaugen des Zielortes, wie es nachstehend ausführlicher besprochen wird, umfassen.
Wie gezeigt, umfasst die Sonde 210 im Allgemeinen einen proximalen Griff 219 und einen länglichen Schaft 218, der eine Gruppe 212 von Elektrodenanschlüssen 258 an seinem distalen Ende aufweist. Ein Anschlusskabel 234 weist einen Steckverbinder 226 auf, um die Elektrodenanschlüsse 258 mit der Stromversorgung 228 elektrisch zu koppeln. Die Elektrodenanschlüsse 258 sind elektrisch voneinander isoliert, und jede der Anschlussklemmen 258 ist an ein aktives oder passives Steuernetzwerk innerhalb der Stromversorgung 228 anhand von einer Vielzahl von individuell isolierten Leitern (nicht gezeigt) angeschlossen. Eine Fluidzufuhrröhre 215 ist an eine Fluidröhre 214 der Sonde 210 angeschlossen, um den Zielort mit elektrisch leitfähigem Fluid 250 zu versorgen.
Ähnlich wie die obige in 1 gezeigte Ausführungsform weist die Stromversorgung 228 eine bedienersteuerbare Spannungspegeleinstellung 230 auf, um den angelegten Spannungspegel zu ändern, der auf einer Spannungspegelanzeige 232 zu sehen ist. Die Stromversorgung 228 umfasst auch erste, zweite und dritte Fußpedale 237, 238, 239 und ein Kabel 236, das abnehmbar mit der Stromversorgung 228 gekoppelt ist. Die Fußpedale 237, 238, 239 ermöglichen es dem Chirurgen, den Energiepegel, der an die Elektrodenanschlüsse 258 angelegt wird, auf Distanz einzustellen. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das erste Fußpedal 237 verwendet, um die Stromversorgung in den „Ablationsmodus” zu versetzen, und das zweite Fußpedal 238 versetzt die Stromversorgung 228 in den „Koagulationsmodus”. Das dritte Fußpedal 239 ermöglicht es dem Benutzer, den Spannungspegel innerhalb des „Ablationsmodus” zu ändern. Im Ablationsmodus wird eine ausreichende Spannung an die Elektrodenanschlüsse angelegt, um die erforderlichen Bedingungen für eine molekulare Auflösung des Gewebes zu erfüllen (d. h. Verdunsten eines Teils des elektrisch leitfähigen Fluids, Ionisieren geladener Teilchen in der Dampfschicht und Beschleunigen dieser geladenen Teilchen gegen das Gewebe). Wie zuvor besprochen, variiert der benötigte Spannungspegel zur Ablation je nach Anzahl, Größe, Form und Beabstandung der Elektroden, der Entfernung, über die sich die Elektroden von dem Träger aus erstrecken, usw. Wenn der Chirurg die Stromversorgung in den „Ablationsmodus” versetzt, kann man die Spannungspegeleinstellung 230 oder das dritte Fußpedal 239 verwenden, um den Spannungspegel einzustellen, um das Ausmaß oder die Stärke der Ablation einzustellen.
Es versteht sich, dass Spannung und Modalität der Stromversorgung durch andere Eingabevorrichtungen gesteuert werden können. Die Anmelderin hat jedoch festgestellt, dass Fußpedale ein praktisches Verfahren zum Steuern der Stromversorgung sind, während die Sonde bei einem chirurgischen Eingriff gehandhabt wird.
Im Koagulationsmodus legt die Stromversorgung 228 eine Spannung an die Elektrodenanschlüsse (oder die Koagulationselektrode) an, die niedrig genug ist, um ein Verdunsten des elektrisch leitfähigen Fluids und eine molekulare Auflösung des Gewebes zu vermeiden. Der Chirurg kann die Stromversorgung zwischen Ablationsmodus und Koagulationsmodus automatisch umschalten, indem er abwechselnd jeweils auf die Fußpedale 237, 238 tritt. Dies ermöglicht es dem Chirurgen, sich vor Ort schnell zwischen Koagulation und Ablation zu bewegen, ohne seine Konzentration vom Operationsfeld nehmen zu müssen oder ohne einen Assistenten bitten zu müssen, die Stromversorgung umzuschalten. Während der Chirurg beispielsweise dabei ist, Weichgewebe im Ablationsmodus zu formen, versiegelt die Sonde typischerweise gleichzeitig kleine durchgetrennte Gefäße in dem Gewebe und/oder koaguliert diese. Größere Gefäße oder Gefäße mit hohen Fluiddrücken (z. B. arterielle Gefäße) können im Ablationsmodus jedoch nicht versiegelt werden. Entsprechend kann der Chirurg einfach auf das Fußpedal 238 treten, wodurch der Spannungspegel automatisch unter den Schwellenpegel für die Ablation gesenkt wird, und genug Druck an das durchgetrennte Gefäß lange genug anlegen, um das Gefäß zu versiegeln und/oder zu koagulieren. Nachdem dies beendet wurde, kann der Chirurg schnell in den Ablationsmodus zurückkehren, indem er auf das Fußpedal 237 tritt.
Nun mit Bezug auf 3 und 4 wird eine beispielhafte elektrochirurgische Sonde 300 abgebildet, die eine aktive Schirmelektrode 302 umfasst. Die Sonde 300 kann einen länglichen Schaft 304, der biegsam oder unbiegsam sein kann, einen Griff 306, der mit einem proximalen Ende des Schafts 304 gekoppelt ist, und einen Elektrodenträger 308, der mit dem distalen Ende des Schafts 304 gekoppelt ist, umfassen. Die Sonde 300 umfasst ferner eine aktive Schirmelektrode 302 und eine Sicherungselektrode 303. Die Rücklaufelektrode 310 ist proximal von der Schirmelektrode 302 beabstandet und stellt ein Verfahren bereit, um den Strompfad zwischen Schirmelektrode 302 und Sicherungselektrode 303 zu schließen. Wie gezeigt, umfasst die Rücklaufelektrode 310 bevorzugt einen ringförmigen freiliegenden Bereich des Schafts 304, der leicht proximal von dem Isolierträger 308 liegt, typischerweise bei ungefähr 0,5 bis 10 mm und mehr, bevorzugt bei ungefähr 1 bis 10 mm. Die Sicherungselektrode 303 und die Rücklaufelektrode 310 sind jeweils mit den entsprechenden Steckverbindern 328 gekoppelt, die in dem Griff 306 angeordnet sind (wie in 4 abgebildet) und sich bis zu dem proximalen Ende der Sonde 300 erstrecken, wo die Steckverbinder 328 günstigerweise elektrisch an eine Stromversorgung angeschlossen sind (z. B. an die Stromversorgung 10 in 1 oder die Stromversorgung 228 in 2). Wie in 4 gezeigt, definiert der Griff 306 einen inneren Hohlraum 326, der die elektrischen Steckverbinder 328 aufnimmt, und stellt eine geeignete Schnittstelle zum Anschluss an ein elektrisches Anschlusskabel bereit (z. B. das Kabel 22 in 1 oder das Kabel 234 in 2).
Weiter mit Bezug auf 3 und 4 sind bei bestimmten Ausführungsformen die Schirmelektrode 302, die Sicherungselektrode 303 und der Isolierträger 308 derart konfiguriert, dass die Schirmelektrode 302 und die Sicherungselektrode 303 auf einer lateralen Seite des Schafts 304 angeordnet sind (z. B. 90 Grad zur Schaftachse), damit der Arzt auf das Gewebe zugreifen kann, das im Verhältnis zur Achse des Anschlusses oder der arthroskopischen Öffnung in den Gelenkspalt, in den der Schaft 304 beim Eingriff eindringt, versetzt ist. Dazu kann die Sonde 300 eine elektrisch isolierende Kappe 320 umfassen, die mit dem distalen Ende des Schafts 304 verbunden ist und eine laterale Öffnung 322 aufweist, um den Träger 308, die Schirmelektrode 302 und die Sicherungselektrode 303 aufzunehmen.
Der Schaft 304 umfasst bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Material, gewöhnlich Metall, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Wolfram, Edelstahllegierungen, Platin oder seinen Legierungen, Titan oder seinen Legierungen, Molybdän oder seinen Legierungen und Nickel oder seinen Legierungen besteht. Der Schaft 304 kann einen elektrisch isolierenden Mantel 309, der typischerweise als eine oder mehrere elektrisch isolierende Hüllen oder Beschichtungen gebildet ist, wie etwa Polytetrafluorethylen, Polyimid und dergleichen, umfassen. Das Bereitstellen des elektrisch isolierenden Mantels über dem Schaft verhindert einen direkten elektrischen Kontakt zwischen diesen Metallelementen und einer beliebigen angrenzenden Körperstruktur oder dem Chirurgen. Ein derartiger direkter elektrischer Kontakt zwischen einer Körperstruktur und einer freiliegenden Elektrode könnte an dem eine Nekrose verursachenden Kontaktpunkt zu unerwünschter Erhitzung und Nekrose der Struktur führen.
Die Sonde 300 umfasst ferner eine Absaugverbindungsröhre 314 zum Koppeln mit einer Vakuumquelle und ein inneres Absauglumen 312 (4), um überschüssige Fluide, Gewebefragmente und/oder Ablationsprodukte (z. B. Blasen) vom Zielort abzusaugen. Bevorzugt sind die Verbindungsröhre 314 und das Absauglumen 312 fluidisch verbunden, wodurch sie die Möglichkeit bereitstellen, einen Absaugdruck in dem Lumen 312 aufzubauen, der es dem Chirurgen ermöglicht, loses Gewebe, z. B. Synovialgewebe, in Richtung auf die Schirmelektrode 302 anzuziehen. Typischerweise ist die Vakuumquelle eine standardmäßige Krankenhauspumpe, die einen Absaugdruck für die Verbindungsröhre 314 und das Lumen 312 bereitstellt. Wie in 3 und 4 gezeigt, erstreckt sich das interne Absauglumen 312, das bevorzugt PEEK-Schläuche umfasst, von der Verbindungsröhre 314 in dem Griff 306 durch den Schaft 304 bis zu einer axialen Öffnung 316 in dem Träger 308 durch den Träger 308 bis zu einer lateralen Öffnung 318 in dem Träger 308. Die laterale Öffnung 318 ist neben der Schirmelektrode 302 positioniert, die ferner einen Absauganschluss (nicht gezeigt) aufweist, der auf der Oberfläche der Schirmelektrode 302 angeordnet ist und fluidisch an die laterale Öffnung 318 angeschlossen ist, um ein Absaugen durch diese hindurch zu ermöglichen, wie es nachstehend ausführlicher besprochen wird.
5 bildet repräsentativ das Entfernen von Zielgewebe unter Verwendung einer Ausführungsform der elektrochirurgischen Sonde 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausführlicher ab. Wie gezeigt, ist die Hochfrequenzspannung ausreichend, um das elektrisch leitfähige Fluid (nicht gezeigt) zwischen dem Zielgewebe 502 und dem oder den aktiven Elektrodenanschlüssen 504 in eine ionisierte Dampfschicht 512 oder ein Plasma umzuwandeln. Als Ergebnis des angelegten Spannungsunterschieds zwischen dem oder den Elektrodenanschlüssen 504 und dem Zielgewebe 502 (d. h. des Spannungsgradienten über die Plasmaschicht 512) werden die geladenen Teilchen 515 in dem Plasma beschleunigt. Bei ausreichend großen Spannungsunterschieden nehmen diese geladenen Teilchen 515 genug Energie auf, um eine Auflösung der molekularen Bindungen in den Gewebestrukturen in Kontakt mit dem Plasmafeld zu verursachen. Diese molekulare Auflösung geht mit dem volumetrischen Entfernen (d. h. der ablativen Sublimation) von Gewebe und der Produktion von niedermolekularen Gasen 514, wie etwa Sauerstoff, Stickstoff Wasserstoff und Methan einher. Die kurze Reichweite der beschleunigten geladenen Teilchen 515 in dem Gewebe beschränkt den molekularen Auflösungsprozess auf die Oberflächenschicht, um Schaden und Nekrose an dem darunterliegenden Gewebe 520 zu minimieren.
Während des Prozesses werden die Gase 514 durch eine Absaugöffnung und ein Absauglumen bis zu einer (nicht gezeigten) Vakuumquelle angesaugt. Zudem werden überschüssiges elektrisch leitfähiges Fluid und andere Fluide (z. B. Blut) vom Zielort 500 abgesaugt, um dem Chirurgen die Sicht zu erleichtern. Während der Ablation des Gewebes ist die Restwärme, die von den Stromflussleitungen 510 (typischerweise weniger als 150°C) zwischen den Elektrodenanschlüssen 504 und der Rücklaufelektrode 511 erzeugt wird, normalerweise ausreichend, um eventuell durchtrennte Blutgefäße am Eingriffsort zu versiegeln. Andernfalls kann der Chirurg die (nicht gezeigte) Stromversorgung auf einen Koagulationsmodus schalten, indem er die Spannung auf einen Pegel unter der Schwelle für die Fluidverdunstung senkt, wie oben besprochen. Diese gleichzeitige Hämostase führt zu geringeren Blutungen und erleichtert die Fähigkeit des Chirurgen, den Eingriff durchzuführen. Sobald die Blockade entfernt wurde, werden Belüftung und Ablauf wiederhergestellt, damit die Nebenhöhlen heilen und zu ihrer normalen Aufgabe zurückkehren können.
Nun mit Bezug auf 6 wird der distale Endabschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer elektrochirurgischen Sonde gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die elektrochirurgische Sonde 600 umfasst eine aktive Schirmelektrode 602, die auf dem Isolierträger 604 montiert ist, der an einem distalen Ende des länglichen Schafts 601 angeordnet ist. Die Sonde 600 umfasst auch eine elektrisch isolierende Kappe 612, die am Ende des Schafts 601 gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Schirmelektrode 602 und den Träger 604 aufzunehmen. Bei bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich die Sicherungselektrode 606 durch die Schirmelektrode 602 und den Träger 604, um die Schirmelektrode 602 an dem Träger 604 und der elektrisch isolierenden Kappe 612 mechanisch zu sichern. Bei einigen Konfigurationen können die Sicherungselektroden 606 durch einen Kopf 607, einen Schenkel 608 und eine Lasche 610 gekennzeichnet sein. Bevorzugt berührt der Kopf 607 die obere Oberfläche der Schirmelektrode 602 oder rastet in diese ein, wodurch er ein elektrisches Mittel für die Übertragung von RF-Energie zwischen der Sicherungselektrode 606 und der Schirmelektrode 602 bereitstellt. Der Träger 604 kann durch einen Kanal 609 und einen Schlitz 611 gekennzeichnet sein, wobei der Kanal 609 im Verhältnis zu der Achse des Schafts 601 rechtwinklig orientiert ist, und der Schlitz 611 im Verhältnis zu der Achse des Schafts 601 axial orientiert ist. Ein Draht 613 erstreckt sich proximal von Schlitz 611 aus und ist elektrisch an die elektrischen Steckverbinder angeschlossen, die im Griff der Sonde angeordnet sind (wie zuvor besprochen). Die Rücklaufelektrode 614 ist proximal von der Schirmelektrode 602 beabstandet. Wie zuvor besprochen, sind bei dieser Ausführungsform die Schirmelektrode 602 und der Träger 604 derart konfiguriert, dass die Schirmelektrode 602 auf der lateralen Seite des Schafts 601 positioniert ist (z. B. 90 Grad zur Schaftachse), damit der Arzt auf das Gewebe zugreifen kann, das im Verhältnis zur Achse des Anschlusses oder der arthroskopischen Öffnung in dem Gelenkspalt, in den der Schaft 601 bei dem Eingriff eindringt, versetzt ist.
Nun mit Bezug auf 7A wird eine Ausführungsform der Sicherungselektrode 606 gezeigt. Die Sicherungselektrode 606 aus einem leitfähigen Material, wie etwa Wolfram, gebildet sein, und Form und Profil der Sicherungselektrode 606 können durch Ätzen, Laserschneiden oder Spritzgießen hergestellt werden. Bei einigen Konfigurationen kann die Sicherungselektrode 606 durch ein Sägezahnmuster 615 auf der oberen Plasma bildenden Oberfläche der Sicherungselektrode 606 gekennzeichnet sein. Die hinzugefügten Ränder, die an den Sicherungselektroden 606 durch das Sägezahnmuster 615 in dieser Konfiguration gebildet werden, können zu einer erhöhten Stromdichte führen und somit die Bildung verbesserter Zonen zur Plasmabildung und RF-Ablation fördern.
Nun mit Bezug auf 7B umfasst die Schirmelektrode 602 ein leitfähiges Material, wie etwa Wolfram, Titan, Molybdän, Edelstahl, Aluminium, Gold, Kupfer oder dergleichen. Die Schirmelektrode 602 weist normalerweise einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,5 bis 8 mm, bevorzugt von ungefähr 1 bis 4 mm, und eine Dicke von ungefähr 0,05 bis ungefähr 2,5 mm, bevorzugt ungefähr 0,1 bis 1 mm, auf. Die Schirmelektrode 602 kann viele verschiedene Formen, wie etwa die in 7B gezeigte Form, aufweisen. Die Schirmelektrode kann durch diese hindurch Schlitze 616 aufweisen und kann eine Absaugöffnung 618 umfassen, die Größen und Konfigurationen umfasst, die je nach der bestimmten Anwendung variieren können. Die freiliegende Oberfläche der Schirmelektrode 602 ist bevorzugt im Allgemeinen eben, ohne Vorsprünge, die sich von der Oberfläche der Schirmelektrode 602 oder von einem Bereich aus erstrecken, der mit der Absaugöffnung 618 verknüpft ist. Die Absaugöffnung 618 ist typischerweise groß genug, um abladierte Gewebefragmente in den Absauglumenanschluss 620 durchzulassen (siehe 8), deren Durchmesser typischerweise ungefähr 2 bis 30 mil, bevorzugt ungefähr 5 bis 20 mil, beträgt. Bei einigen Anwendungen kann es erwünscht sein, nur das Fluid und die gasförmigen Produkte der Ablation (z. B. Blasen) abzusaugen, so dass die Löcher viel kleiner sein können, z. B. ungefähr weniger als 10 mil, oft weniger als 5 mil. Bei einigen Konfigurationen kann die Absaugöffnung 618 zickzackförmig oder blitzförmig sein.
Die Absaugöffnung 618 ist bevorzugt nach einem Modell gebildet, wie etwa eine Zickzack- oder Blitzform, die eine vergrößerte Randflächenexposition an der Grenze der Absaugöffnung 618 entlang in Kombination mit einer ausreichenden Öffnungsfläche bietet, damit das abzusaugende Material über den Absauglumenanschluss in das Absauglumen eindringen kann. In Übereinstimmung mit einer beliebigen Variation der ausgewählten Aperturform ist die Absaugöffnung 618 durch einen Öffnungsumfang 619 und eine Öffnungsfläche 620 gekennzeichnet. Der Öffnungsumfang 619 kann die Summe der Länge der freiliegenden Randflächen sein, welche die Absaugöffnung 618 einfassen, und die Öffnungsfläche 620 kann die zweidimensionale Größe des Bereichs sein, der von dem geschlossenen Öffnungsumfang 619 eingefasst ist. Alternativ kann die Öffnungsfläche 620 die Gesamtfläche der freiliegenden Oberfläche eines projizierten dreidimensionalen Festkörpers sein, dessen Form derjenigen der Absaugöffnung 618 entspricht. Wie nachstehend ausführlicher besprochen wird, wird es bevorzugt, dass das Verhältnis von Öffnungsumfang 619 zu Öffnungsfläche 620 größer ist als das Verhältnis eines entsprechenden kreisförmigen Öffnungsumfangs zu einer kreisförmigen Öffnungsfläche, wobei die Absaugöffnung in einer im Allgemeinen kreisförmigen Form gebildet ist.
Nun mit Bezug auf 8 umfasst der isolierende Elektrodenträger 604 bevorzugt ein anorganisches Material, wie etwa Glas, Keramik, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder dergleichen, das mit lateralen und axialen Absauglumenöffnungen 620, 622 und mit einem oder mehreren lateralen axialen Durchgängen 624 zum Aufnehmen von elektrischen Kabeln 613 gebildet ist. Die Drähte 613 erstrecken sich von den elektrischen Steckverbindern (d. h. den elektrischen Steckverbindern 328 in 4) durch den Schaft 601 und die Durchgänge 624 im Träger 604 und enden in der Nähe der Schlitze 611 und Laschen 610 der Sicherungselektroden 606. Die Drähte 613 sind elektrisch an die Sicherungselektroden 606 angeschlossen (z. B. durch einen Laserschweißprozess), wodurch sie die Sicherungselektroden 606 und die Schirmelektrode 602 elektrisch mit einer hochfrequenten Stromversorgung koppeln. Mit Bezug auf 6, 7B und 8 können sich die Schenkel 608 durch die Schlitze 616 der Schirmelektrode 602 und die Kanäle 609 des Trägers 604 erstrecken, und die Laschen 610 können in die Schlitze 611 des Trägers 604 eingefügt werden, so dass die Laschen 610 in einen Abschnitt des Trägers 604 eingreifen bzw. einrasten. Die Anordnung der Sicherungselektroden 606, so dass die Laschen 610 in die Schlitze 611 eingefügt sind, ergibt ein mechanisches Verfahren zum Zusammenfügen der Sicherungselektroden 606 mit dem Träger 604 und verhindert dadurch, dass sich die Sicherungselektroden 606 im Verhältnis zum Schaft 601 und zum Träger 604 axial bewegen. Zudem führt das Verfahren der mechanischen Sicherung zum Festhalten der Schirmelektrode 602 zwischen den Sicherungselektroden 606 und dem Träger 604. Ferner, und wie zuvor beschrieben, stellt der Kontakt zwischen den Köpfen 607 der Sicherungselektroden 606 und der Schirmelektrode 602 ein Verfahren bereit, um elektrisch RF-Energie durch den Träger 604 an die Schirmelektrode 602 zu übertragen.
Bei zusätzlichen Ausführungsformen kann das mechanische Verfahren zum Zusammenfügen passende schraubenförmige Gewinde umfassen, die in den Kanälen 609 des Trägers 604 und jeweils in den Schenkeln 608 der Sicherungselektroden 606 geschnitten sind, wobei die Schenkel 608 der Sicherungselektroden 606 betriebsfähig sind, um gewindemäßig in die Kanäle 609 des Trägers 604 einzugreifen. Zusätzliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können Konfigurationen umfassen, bei denen die Laschen 610 in einer Widerhaken- oder Pfeilspitzenform gebildet sind und in Eingriff mit dem Träger 604 angeordnet sind. Zudem können die Laschen 610 bei zusätzlichen Ausführungsformen vollständig in dem Träger 604 eingeschlossen sein und können ferner an dem Träger 604 mit Epoxidharz befestigt sein.
Nun mit Bezug auf 9 und 10 wird der distale Endabschnitt der repräsentativen Sonde 600 mit mindestens zwei zweiseitigen Sicherungselektroden 606 darauf gezeigt. Bei dieser Konfiguration können die Sicherungselektroden 606 symmetrisch um die mittlere Achse des Schafts 601 herum angeordnet sein, und können dadurch das Erstellen einer Zone zur RF-Ablation oder eine Plasmakammer 1000 zwischen den symmetrisch orientierten zweiseitigen Sicherungselektroden 606 sowie zwischen den Sicherungselektroden 606 und der Schirmelektrode 602 ermöglichen (siehe z. B. 10). Das Einbauen von symmetrischen Sicherungselektroden 606 kann das Erstellen einer dreidimensionalen Zone ermöglichen, die durch die Plasmazone 1000 dargestellt ist, um die RF-Ablation durchzuführen.
Nun mit Bezug auf 11A wird eine alternative Schirmelektrodenkonfiguration gemäß mindestens einigen Ausführungsformen gezeigt. Die elektrochirurgische Sonde 1100 umfasst eine aktive Schirmelektrode 1102, die an dem Isolierträger 1104 montiert ist, der an einem distalen Ende des länglichen Schafts 1101 angeordnet ist. Die Sonde 1100 umfasst auch eine elektrisch isolierende Kappe 1112, die mit dem Ende des Schafts 1101 gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die Schirmelektrode 1102 und den Träger 1104 aufzunehmen. Bei bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich mindestens eine Sicherungselektrode 1106 durch die Schirmelektrode 1102 und den Träger 1104, um die Schirmelektrode 1102 mechanisch an dem Träger 1104 und an der elektrisch isolierenden Kappe 1112 zu sichern. Die Rücklaufelektrode 1114 ist proximal von der Schirmelektrode 1102 beabstandet. Wie zuvor besprochen, sind bei dieser Ausführungsform die Schirmelektrode 1102 und der Träger 1104 derart konfiguriert, dass die Schirmelektrode 1102 auf der lateralen Seite des Schafts 1101 (z. B. 90 Grad zur Schaftachse) positioniert ist, damit der Arzt auf das Gewebe zugreifen kann, das im Verhältnis zur Achse des Anschlusses oder der arthroskopischen Öffnung in einen Gelenkspalt, in den der Schaft 1101 während des Eingriffs eindringt, versetzt ist.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Schirmelektrode 1102 ein leitfähiges Material, wie etwa Wolfram, Titan, Molybdän, Edelstahl, Aluminium, Gold, Kupfer oder dergleichen, umfassen. Die Schirmelektrode 1102 kann viele verschiedene Formen und Größen aufweisen, d. h. die mit den Formen und Größen der Ausführungsform(en) der Schirmelektrode, die hier in 7B und 9 gezeigt werden, vergleichbar sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Schirmelektrode eine Absaugöffnung 1118 (bzw. Absaugapertur 1118) umfassen, die Größen und Konfigurationen aufweist, die je nach der bestimmten Anwendung variieren können. Die freiliegende Oberfläche der Schirmelektrode 1102 ist im Allgemeinen bevorzugt eben, ohne Vorsprünge, die sich von der Oberfläche der Schirmelektrode 1102 oder von einem Bereich, der mit der Absaugapertur 1118 verknüpft ist, aus erstrecken. Die Absaugapertur 1118 ist typischerweise groß genug, damit abladierte Gewebefragmente in einen Saug-/Absauglumenanschluss und ein Saug-/Absauglumen (nicht gezeigt), die in den Schaft 1101 der Sonde 1100 integriert sind, hindurchgehen können.
Bei Konfigurationen gemäß den vorliegenden Ausführungsformen ist die Absaugapertur 1118 bevorzugt mit einem Modell gebildet, das eine größere Exposition der Aperturrandfläche kombiniert mit einer ausreichenden Aperturfläche aufweist, die groß genug ist, damit das anzusaugende Material über den Absauglumenanschluss in das Absauglumen eindringen kann. Beispielsweise kann die Absaugapertur 1118 bevorzugt in Form eines Sterns, eines Asterisken, eines Blitzes oder dergleichen gebildet sein. In Übereinstimmung mit der ausgewählten Größe und Form der Absaugöffnung in der Schirmelektrode 1102 ist die Absaugapertur 1118 gekennzeichnet durch einen Aperturumfang 1119 und eine Aperturfläche 1120. Bei den Konfigurationen, die gemäß mindestens einigen Ausführungsformen beschrieben werden, kann der Aperturumfang 1119 die Summe der Länge der freiliegenden Randflächen sein, welche die Absaugapertur 1118 einfassen, und die Aperturfläche 1120 kann die zweidimensionale Größe des Bereichs sein, der von dem geschlossenen Aperturumfang 1119 eingefasst ist. Alternativ kann die Aperturfläche 1120 als Gesamtfläche der freiliegenden Oberfläche eines projizierten dreidimensionalen Festkörpers, dessen Form derjenigen der Absaugapertur 1118 entspricht, ausgedrückt sein.
Um das vorliegende Modell der Schirmelektrodenapertur weiter zu beschreiben, das eine größere Randfläche kombiniert mit ausreichender Fläche bereitstellt, damit abzusaugende Materialien in das Absauglumen eindringen können, ist in 11B zum Vergleich und als Beispiel eine entsprechende und vergleichbare Absaugapertur 1118' abgebildet, die in Form eines Kreises konfiguriert ist, der einen kreisförmigen Umfang 1119' aufweist, der einer Aperturfläche 1120' entspricht. Die Absaugapertur 1118' kann ferner durch den Radius R definiert sein, so dass die Aperturfläche 1120' einen Wert von π·R² aufweist, und der kreisförmige Umfang 1119' einen Wert von 2π·R aufweist. Entsprechend kann das Verhältnis des kreisförmigen Umfangs 1119' zur Aperturfläche 1120' durch 2 / R ausgedrückt sein.
Mit Bezug sowohl auf 11A als auch auf 11B betrifft die vorliegende Offenbarung Modelle von aktiven Schirmelektroden mit einer einzigen, nicht kreisförmigen Apertur zum Absaugen elektrochirurgischer Nebenprodukte. Um daher ein derartiges Modell einer Schirmelektroden-Absaugapertur mit größerer Exposition der Aperturrandfläche kombiniert mit einer ausreichenden Aperturfläche, die groß genug ist, damit Materialien in das Absauglumen eindringen können, ist die Absaugapertur 1118 bei bevorzugten Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Aperturumfang 1119 einen Wert aufweist, der im Wesentlichen größer ist als ein entsprechender kreisförmiger Umfang 1119', wenn die damit verbundene Aperturfläche 1120' durch eine Kreisform gekennzeichnet ist. Entsprechend wird es bevorzugt, dass die Form der Absaugapertur 1118 derart gekennzeichnet ist, dass das Verhältnis des Aperturumfangs 1119 zur Aperturfläche 1120 mindestens für die Nutzungsdauer der Schirmelektrode 1102 größer als 2 / R ist, im Vergleich zu einer entsprechenden Absaugapertur 1118', die eine im Allgemeinen kreisförmige Form mit einem kreisförmigen Umfang 1119' mit einem Wert von 2π·R aufweist und sich auf eine Aperturfläche 1120' mit einem Wert von π·R² bezieht.
Nun mit Bezug auf 12A bis H werden zusätzliche Variationen von Absaugapertur-Konfigurationen beispielhaft und ohne Einschränkung der Inhalte der vorliegenden Ansprüche und Offenbarung gezeigt. Modelle von Absaugaperturformen gemäß mindestens einigen Ausführungsformen können eine beliebige Kombination von Bögen, Winkeln, Vorsprüngen oder dergleichen aufweisen, welche die freiliegenden Randflächen der Absaugapertur und des Aperturumfangs definieren. Es wird bei allen Ausführungsformen bevorzugt, dass die freiliegende Schirmelektrodenfläche im Allgemeinen eben ist, und zwar ohne Vorsprünge, die sich von der Oberfläche der Schirmelektrode oder von einem Bereich, der mit der Absaugapertur verknüpft ist, aus erstrecken. Beispielsweise bildet 12A die Schirmelektrode 1202A ab, deren Absaugapertur 1218A in Form eines „Blockbuchstaben S” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218A kann von einem Aperturumfang 1219A eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220A definiert. 12B bildet die Schirmelektrode 1202B ab, die eine Absaugapertur 1218B aufweist, die in Form einer „mehrfachen S-Kurve” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218B kann von einem Aperturumfang 1219B eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220B definiert. 12C bildet die Schirmelektrode 1202C ab, die eine Absaugapertur 1218C aufweist, die in Form eines „vierspitzigen gebogenen Sterns” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218C kann von einem Aperturumfang 1219C eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220C definiert. 12D bildet die Schirmelektrode 1202D ab, die eine Absaugapertur 1218D aufweist, die in Form eines „doppelten Asterisken” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218D kann von einem Aperturumfang 1219D eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220D definiert.
12E bildet die Schirmelektrode 1202E ab, die eine Absaugapertur 1218E aufweist, die in Form eines „vierblättrigen Klebblatts” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218E kann von einem Aperturumfang 1219E eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220E definiert. 12F bildet eine Schirmelektrode 1202F ab, die eine Absaugapertur 1218F aufweist, die in Form eines „mehrspitzigen Sterns” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218F kann von einem Aperturumfang 1219F eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220F definiert. 12G bildet eine Schirmelektrode 1202G ab, die eine Absaugapertur 1218G aufweist, die in Form von „zusammengefügten, sich wiederholenden, abwechselnden Bögen” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218G kann von einem Aperturumfang 1219G eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220G definiert. 12H bildet eine Schirmelektrode 1202H ab, die eine Absaugapertur 1218H aufweist, die in Form eines „Blockbuchstaben X” gebildet ist. Die Absaugapertur 1218H kann von einem Aperturumfang 1219H eingefasst sein, der eine Aperturfläche 1220H definiert.
Es können andere Modifikationen und Varianten an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne die vorliegende Erfindung zu verlassen, wie sie in den nachstehenden Ansprüchen definiert wird. Es versteht sich beispielsweise, dass die Erfindung nicht auf eine Elektrodengruppe beschränkt ist, die eine Vielzahl von Elektrodenanschlüssen umfasst. Die Erfindung könnte eine Vielzahl von Rücklaufelektroden verwenden, z. B. in einer bipolaren Gruppe oder dergleichen. Zudem kann in Abhängigkeit von anderen Bedingungen, wie etwa von der Spitze-Spitze-Spannung, dem Elektrodendurchmesser usw., ein einziger Elektrodenanschluss ausreichen, um Kollagengewebe zusammenzuziehen, Gewebe zu abladieren oder dergleichen.
Zudem können sich die aktive und die Rücklaufelektrode beide auf einer distalen Gewebebehandlungsfläche nebeneinander befinden. Die aktive und die Rücklaufelektrode können sich in Paaren aus aktiver Elektrode/Rücklaufelektrode befinden, oder eine oder mehrere Rücklaufelektroden können sich auf der Distalspitze zusammen mit einer Vielzahl von elektrisch isolierten Elektrodenanschlüssen befinden. Die proximale Rücklaufelektrode kann bei diesen Ausführungsformen verwendet werden oder nicht. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, die Stromflusslinien um die Distalspitze der Sonde herum zu erhalten, ist die proximale Rücklaufelektrode nicht erwünscht.
Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, kann der Fachmann daran Modifikationen vornehmen, ohne den Umfang oder die Lehre darin zu verlassen. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind rein beispielhaft und nicht einschränkend. Da viele unterschiedliche und verschiedene Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Lehren erstellt werden können, die gleichwertige Strukturen oder Materialien umfassen, die später erdacht werden, und weil viele Modifikationen an der Ausführungsform vorgenommen werden können, die hier gemäß den gesetzlichen Beschreibungsauflagen ausführlich aufgeführt werden, versteht es sich, dass die hier angegebenen Einzelheiten im beispielhaften und nicht einschränkenden Sinne auszulegen sind.
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 5697882 [0037]
US 6355032 [0039]
US 6149120 [0039]
US 6296136 [0039]
US 6296638 [0041]
US 7241293 [0041]
US 6142992 [0050]
US 6235020 [0050]
US 5697909 [0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Plasma Physics”, von R. J. Goldston und P. H. Rutherford von Plasma Physics Laboratory of Princeton University (1995) [0035]

Claims

Elektrochirurgisches Instrument zum Entfernen von Gewebe von einem Zielort in oder auf dem Körper eines Patienten, umfassend: einen Schaft, wobei der Schaft einen proximalen und einen distalen Endabschnitt aufweist; eine Elektrodenanordnung, die eine im Wesentlichen flache aktive Schirmelektrode, die an dem distalen Endabschnitt des Schafts positioniert ist, mindestens eine Rücklaufelektrode, die auf dem Schaft positioniert und von der aktiven Elektrode beabstandet ist, und mindestens zwei Sicherungselektroden, die an dem distalen Endabschnitt des Schafts positioniert und elektrisch an die Schirmelektrode angeschlossen sind, umfasst; einen elektrisch isolierenden Träger, auf dem die Schirmelektrode montiert ist, wobei der Träger in einen Abschnitt der mindestens einen Sicherungselektrode einrastet, um die Schirmelektrode zu sichern; und wobei die Schirmelektrode eine Apertur umfasst, wobei die Apertur eine Aperturfläche und einen Aperturumfang aufweist und der Aperturumfang im Wesentlichen größer ist als ein entsprechender kreisförmiger Umfang.
Instrument nach Anspruch 1, wobei die Apertur eine Sternform umfasst.
Instrument nach Anspruch 1, wobei die Apertur eine Asteriskenform umfasst.
Instrument nach Anspruch 1, wobei die Apertur eine Blitzform umfasst.
Instrument nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Aperturumfangs zur Aperturfläche größer ist als ein Verhältnis des entsprechenden kreisförmigen Umfangs zu einer entsprechenden kreisförmigen Aperturfläche.
Instrument nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Absauglumen in dem Schaft, der eine distale Öffnung aufweist, die mit der Schirmelektrode gekoppelt ist, um ein Verstopfen des Lumens zu verhindern, und die mit der Apertur in Fluidkommunikation steht.
Instrument nach Anspruch 1, wobei die Schirmelektrode neben eine Gewebestruktur gebracht wird, die in elektrisch leitfähiges Fluid eingetaucht ist, und das elektrisch leitfähige Fluid einen Leitungspfad zwischen der Schirmelektrode und der Rücklaufelektrode schließt.
Instrument nach Anspruch 7, wobei eine ausreichend hochfrequente Spannung zwischen der Schirmelektrode und der Rücklaufelektrode angelegt wird, um das leitfähige Fluid in einer dünnen Schicht über mindestens einen Teil der Schirmelektrode zu verdunsten, um die Entladung von Energie aus der Dampfschicht herbeizuführen.
Instrument nach Anspruch 8, wobei die Entladung von Energie aus der Dampfschicht ausreicht, um ein Plasma zu bilden.
Instrument nach Anspruch 8, wobei die Dampfschicht die Gewebestruktur berührt und in der Lage ist, einen Teil der Gewebestruktur zu abladieren.
Instrument nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens eine Sicherungselektrode, die an dem distalen Endabschnitt des Schafts positioniert und elektrisch an die Schirmelektrode angeschlossen ist.
Elektrochirurgisches Instrument zum Entfernen von Gewebe von einem Zielort in oder auf dem Körper eines Patienten, umfassend: einen Schaft, wobei der Schaft proximale und distale Endabschnitte umfasst; eine aktive Elektrode auf dem distalen Endabschnitt; eine Rücklaufelektrode auf dem Schaft; einen isolierenden Trägerkörper, der die aktive Elektrode und die Rücklaufelektrode trennt; und wobei die aktive Elektrode eine Apertur umfasst, wobei die Apertur eine Aperturfläche und einen Aperturumfang aufweist und der Aperturumfang im Wesentlichen größer ist als ein entsprechender kreisförmiger Umfang.
Instrument nach Anspruch 12, wobei die Apertur eine Sternform umfasst.
Instrument nach Anspruch 12, wobei die Apertur eine Asteriskenform umfasst.
Instrument nach Anspruch 12, wobei die Apertur eine Blitzform umfasst.
Instrument nach Anspruch 12, wobei das Verhältnis des Aperturumfangs zur Aperturfläche größer ist als ein Verhältnis des entsprechenden kreisförmigen Umfangs zu einer entsprechenden kreisförmigen Aperturfläche.
Instrument nach Anspruch 12, ferner umfassend ein Absauglumen in dem Schaft, der eine distale Öffnung aufweist, die mit der Schirmelektrode gekoppelt ist, um ein Verstopfen des Lumens zu verhindern, und die in Fluidkommunikation mit der Apertur steht.
Instrument nach Anspruch 12, wobei die Schirmelektrode neben eine Gewebestruktur gebracht wird, die in elektrisch leitfähiges Fluid eingetaucht ist, und das elektrisch leitfähige Fluid einen Leitungspfad zwischen der Schirmelektrode und der Rücklaufelektrode schließt.
Instrument nach Anspruch 18, wobei eine ausreichend hochfrequente Spannung zwischen der Schirmelektrode und der Rücklaufelektrode angelegt wird, um das leitfähige Fluid in einer dünnen Schicht über mindestens einen Teil der Schirmelektrode zu verdunsten, um die Entladung von Energie aus der Dampfschicht herbeizuführen.
Instrument nach Anspruch 19, wobei die Energieentladung aus der Dampfschicht ausreicht, um ein Plasma zu bilden.
Instrument nach Anspruch 19, wobei die Dampfschicht die Gewebestruktur berührt und in der Lage ist, einen Teil der Gewebestruktur zu abladieren.
Instrument nach Anspruch 12, ferner umfassend mindestens eine Sicherungselektrode, die mit der aktiven Elektrode gekoppelt ist und die aktive Elektrode an dem Schaft sichert.