DE19711673A1

DE19711673A1 - Einrichtung zur Koagulation biologischer Gewebe

Info

Publication number: DE19711673A1
Application number: DE19711673A
Authority: DE
Inventors: Guenter Farin; Karl Ernst Prof Dr Med Grund
Original assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Current assignee: Erbe Elecktromedizin GmbH
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-10-01
Also published as: WO1998042266A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Koagulation biolo gischer Gewebe, die mit ionisiertem Gas, insbesondere mit Edel gas arbeitet, also eine Plasma-Koagulationsvorrichtung.

Aus der DE 37 10 489 ist eine Plasma-Koagulationsvorrichtung bekannt, die für die offene Chirurgie gedacht ist. Bei dieser Vorrichtung wird das Edelgas in einem starken und laminaren Gasstrahl auf das zu behandelnde Gewebe geleitet, wobei die Strömungsgeschwindigkeit hoch genug ist, um die Oberfläche des Gewebes während der Behandlung von dort gegebenenfalls vorhan denem Fluid zu befreien. In dieser Druckschrift wird davon aus gegangen, daß bei Anlegen einer HF-Spannung hinreichender Am plitude zwischen den zu behandelnden Gewebe und einer, sich im Gasstrahl befindenden Nadelelektrode eine Vielzahl von Lichtbö gen entsteht, deren Länge im wesentlichen gleich groß ist und deren Ausbreitung maßgeblich vom Gasstrom bestimmt wird.

Aus Farin G.; Grund K. E.: Technology of Argon-Plasma-Coagula tion with particular regard to endoscopic application; in: En doscopic surgery and allied technologies; Vol. 2, 1994, No. 1, S. 71-77, ist zu entnehmen, daß die Richtung und die Ausdeh nung des Lichtbogens, also seine gesamte geometrische Form we niger durch den Gasstrom als durch die elektrischen Verhält nisse insbesondere des zu behandelnden Gewebes bestimmt werden. Es ist darum bei Anwendung der Plasmakoagulation in manchen Fällen sehr problematisch, exakt diejenigen Stellen des Gewebes zu behandeln, die behandelt werden sollen, während benachbarte Gewebeabschnitte unbehandelt bleiben. Wenn nicht nur die sicht bare Oberfläche des zu behandelnden Gewebes sondern auch noch die Behandlungstiefe eine wesentliche Rolle spielt, wie dies z. B. im Gastrointestinaltrakt oder im Kolon der Fall ist, spielt die "Unvorhersehbarkeit" des Behandlungseffektes eine besonders schwerwiegende Rolle. Es versteht sich von selbst, daß bei en doskopischen Behandlungen die genannten Probleme verstärkt auf tauchen. Wenn beispielsweise Varizen im Ösophagus entfernt wer den oder gar eine Barrett-Behandlung stattfinden sollen, so kommt es aufeine sowohl in der oberflächenmäßigen Abgrenzung als auch in der Tiefe sehr exakt stattfindende Behandlung an, die mit den heute zur Verfügung stehenden Geräten nicht möglich ist.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die oben genannte Problema tik dahingehend gelöst werden, daß auf möglichst einfache Weise eine gezieltere Gewebebehandlung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung nach Anspruch 1 ge löst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß nicht wie bisher die Geschicklichkeit des Ausführenden allein entschei dend ist, vielmehr über apparative Mittel eine räumlich exakte Behandlung gewährleistet wird.

Vorzugsweise ist eine Vielzahl von derart verschiedenartig aus gebildeten Umgrenzungseinrichtung vorgesehen, daß verschieden große und/oder verschieden geformte Bereiche zu behandelnden Gewebes definiert, insbesondere umgrenzt werden. Man kann auf diese Weise größere und/oder kompliziert geformte, zu behan delnde Bereiche in mehreren Schritten behandeln, so daß die zu behandelnde Gesamtfläche aus mehreren Teil-Behandlungsflächen zusammengesetzt wird.

Vorzugsweise sind Isoliereinrichtungen vorgesehen, welche nicht zu behandelnde Bereiche des Gewebes ähnlich einer Schablone ab decken. Durch die isolierenden Eigenschaften wird gewähr leistet, daß an den abgedeckten Stellen kein Plasma bzw. Licht bogen das nicht zu behandelnde Gewebe nekrotisieren kann. Vor zugsweise sind die Isoliereinrichtungen zumindest an den Stellen, die in Berührung mit Plasma kommen können, aus ent sprechend wärmeresistentem Material ausgebildet, bzw. von ent sprechendem Material geschützt. Besonders einfach wird die Ein richtung dann, wenn die Halteeinrichtungen gleichzeitig die Isoliereinrichtungen mitumfassen.

Für Behandlungen von Geweben innerhalb von Körperhöhlen, die über Öffnungen von außen zugänglich sind, wie z. B. von Geweben im Gastrointestinaltrakt oder im Kolon, ist es von Vorteil, wenn die Einrichtung einen Tubus zum Einführen in die Körper öffnung mitumfaßt. In diesem Fall wird die Einrichtung dann be sonders einfach, wenn die Umgrenzungseinrichtung vom Tubus selbst gebildet ist.

Sowohl dann, wenn die Einrichtung einen Tubus mitumfaßt als auch schon dann, wenn einfachere Umgrenzungseinrichtungen, ins besondere unter Einbeziehung von Isoliereinrichtungen vorgese hen sind, ist es von Vorteil, wenn die Gas- und/oder Stromzu führungseinrichtungen derart in oder an einer Wand des Tubus bzw. der Isoliereinrichtung angebracht sind, daß die Wandfläche nicht wesentlich verändert wird. Dies ist bei Anbringung der Gas-/Stromzuführungseinrichtungen in einer Tubuswand insofern besonders von Vorteil, als das Lumen des Tubus dadurch frei zum Einführen eines Endoskops ist.

Vorzugsweise werden für jeden Bereich, in welchem eine Behand lung stattfinden kann, gesondert betreibbare Gaszuführungsein richtungen vorgesehen. Auf diese Weise ist es möglich, mit Mi nimal-Gasmengen zu arbeiten, was die Insufflationsgefahr ver ringert. Gleichzeitig ist es auch möglich, durch diese Maßnahme den Behandlungsort zu definieren, da die Plasma-Zündspannung ganz wesentlich von der Art des Gases abhängt. Die Zündspannung in Luft ist beispielsweise um ein Vielfaches höher, als die Zündspannung in Argon. Helium ermöglicht noch niedrigere Zünd spannungen. Man kann in diesem Fall mit einer einzigen Elek trode (so wie in der Beschreibungseinleitung anhand des Standes der Technik erläutert) arbeiten und dennoch verschiedene Be reich separat "ansteuern".

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist für jeden Bereich eine gesondert betreibbare Elektrodenein richtung (gegebenenfalls zusätzlich zu gesondert betreibbaren Gaszuführungseinrichtungen) vorgesehen. Die Vorteile dieser An ordnung liegen auf der Hand. Insbesondere wird durch diese Maß nahme also die Sicherheit der Anordnung erhöht.

Dann, wenn man die Elektrodeneinrichtungen den zu behandelnden Bereich jeweils flächenüberdeckend und/oder flächenumgrenzend ausbildet, wird es möglich, mit sehr homogenen Feldstärken (über die Behandlungsfläche gesehen) zu arbeiten, was wiederum hochpräzise Arbeiten ermöglicht. Insbesondere ist es in diesem Fall relativ einfach, mit geringen Devitalisierungstiefen zu arbeiten, so daß auch sehr dünne Gewebeschichten, z. B. die bei einem Barrett in der Speiseröhre vorhandene Magenschleimhaut bleibend zu devitalisieren, ohne die darunterliegenden Gewebe schichten zu schädigen.

Vorzugsweise werden die Halteeinrichtungen im wesentlichen durchsichtig ausgebildet, so daß sowohl in der offenen Chirur gie als auch bei endoskopischen Behandlungen verbesserte Sicht verhältnisse gewährleistet sind.

Bei Verwendung eines Tubus wird dieser vorzugsweise mit Marken versehen, die in einer definierten Relation zu den Umgrenzungs einrichtungen, insbesondere zu schablonenartigen Abdeckeinrich tungen derart angebracht sind, daß zu behandelnde Bereich des Gewebes innerhalb eines Patientenkörpers räumlich definierbar sind. Durch eine entsprechende Dokumentation der Behandlungs stellen kann sichergestellt werden, daß Behandlungserfolge als solche erkannt bzw. Mißerfolge in Zukunft vermieden werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Abb. näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, umfassend einen Tubus,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei wel cher die Umgrenzungseinrichtungen auf ein Endoskop aufschiebbar sind und

Fig. 3 bis 5 Teil-Ausschnitte zur Erläuterung von Elektroden und Gas-Versorgungseinrichtungen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfin dung ist ein Tubus 30 vorgesehen, dessen in den Körper einzu führendes distales Ende 31 wie gezeigt offen oder auch ge schlossen ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist es derart ab gerundet, daß eine Verletzungsgefahr beim Einführen in eine Körperhöhle vermieden wird.

Das proximale Ende 32 des Tubus 30 weist einen Halte- und An schlagring 33 auf. Der Tubus ist vorzugsweise aus durchsichti gem Material gefertigt, das es ermöglicht, beim Einführen eines Endoskops durch den Tubus hindurch die (gegebenenfalls durch den Tubus aufgespreizten bzw. aufgespannten) Gewebeflächen zu betrachten, auch wenn sie am Tubus außen anliegen. Das Material ist weiterhin so gewählt, daß es den hier auftretenden Temperaturen widerstehen kann.

Vorzugsweise im Bereich des distalen Endes 31 sind mehrere, vorzugsweise verschieden große und verschieden geformte Öffnun gen 40, 41, 42 vorgesehen, welche mit der umgebenden, isolie renden Tubuswand eine Art Schablone bilden, die das Gewebe rings um einen zu behandelnden (zu devitalisierenden) Gewebebe reich liegenden Bereich abdecken, so daß eine exakt begrenzte Behandlungszone vorgesehen ist.

Weiterhin ist an der Wand des Tubus 30 eine Vielzahl von Mar kierungen angebracht und zwar Tiefenmarken, die - ausgehend vom proximalen Ende 32 - die Länge des Tubus bezeichnen, als auch Winkelmarken, welche von einer Null-Marke am Anschlagring 33 des Tubus 30 ausgehend eine Winkelposition (rings um den Umfang) des Tubus 30 kennzeichnen. Diese Tiefenmarken 35 ebenso wie die Winkelmarken 36 dienen dazu, diejenigen Orte am zu behandelnden Hohlorgan in ihrer Position relativ zu festen und reproduzierbar auffindbaren Körperbereichen zu definieren, die behandelt werden, die krankhafte Veränderungen aufzeigen oder die sonst aus anderen Gründen von Interesse sind. Diese Identifizierung von zu behandelnden Stellen ist von allerhöchster Wichtigkeit, da nur durch eine solche Dokumenta tion eine dauerhafte Sicherstellung von funktionierenden Be handlungsmethoden möglich ist. Bei der hier gezeigten Art von Markierungen kann beispielsweise bei Einführung des Tubus 30 durch den Mund eines Patienten der Anschlagring 33 an der obe ren Zahnreihe angelegt und die Null-Marke 34 ventral bzw. zum Sternum ausgerichtet angebracht werden. Man kann dann nach Ein führen des Tubus in diesen das Endoskop langsam einführen und dabei untersuchen, wie die an der Außenwand des Tubus anliegen den Gewebebereiche aussehen, um dabei zu protokollieren, welche Ungewöhnlichkeiten sich an welchen Stellen zeigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Gesamt system hierbei gleichzeitig noch eine Video-Aufzeichnungsvor richtung, um die "optische Gewebeanalyse" in Ruhe durchführen zu können.

Zur Benutzung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Er findung wird der Tubus 30 bei eingeschobenem Endoskop (nicht gezeigt) derart ausgerichtet, daß eine der Öffnungen 40-42 den Bereich freigibt, der zu devitalisieren ist. Nach einer entsprechenden Positionierung des Tubus 30 wird dann die durch den Arbeitskanal des Endoskops in geeignete Position geschobene Plasma-Koagulationsvorrichtung in Betrieb gesetzt, bzw. wird der Raum zwischen der in der plasma-Koagulationsvorrichtung vorgesehenen Elektrode und der zu behandelnden Gewebefläche mit Edelgas gefüllt und ein Lichtbogen gezündet. Die Dauer sowie die Höhe des Stromflusses bestimmen hierbei die Koagulations tiefe. Nach hinreichender Devitalisierung des behandelten Gewe bes wird entweder diese oder eine andere Öffnung 40-42 zum nächsten Gewebebereich oder zu einem anschließenden Gewebebe reich verschoben, wenn größere Flächen zu devitalisieren sind. Mit dieser Art der Behandlung wird so lange fortgefahren, bis alle zu behandelnden Gewebebereiche abgedeckt sind. Es ist nun auch möglich, nach der Behandlung eine weitere Video-Aufnahme durch die Wand des Tubus 30 hindurch zu machen, um später die Auswirkungen der Behandlung noch besser dokumentieren zu können.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist statt eines ganzen Tubus 30 lediglich ein Aufsatz 29 vorgese hen, der auf das distale Ende 5 eines Endoskops 6 aufgeschoben ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ragt aus dem dis talen Ende 5 des Endoskops 6 ein Gaszuführungskanal 10, über welchen Argon, Helium oder dergleichen Edelgas zugeführt werden kann. Weiterhin sind in der Wand des Aufsatzes 29, die im we sentlichen so wie die des Tubus 30 aus obigem Ausführungsbei spiel aufgebaut ist, wieder Öffnungen 40, 41 vorgesehen, deren Ränder zu behandelnde Bereiche schablonenartig abdecken.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Öffnungen 40 und 41 überquerend Elektroden 22, 23 und 24 vorge sehen, die über eine Stromzuführung 20 mit einer Hochfrequenz quelle 21 in Verbindung stehen. Eine etwas detailliertere An sicht ist in Fig. 3 zu dieser Ausführungsform gezeigt.

Weiterhin ist ein im distalen Ende 5 des Endoskops 6 vorgese henes Objektiv 7 so ausgerichtet, daß das Blickfeld des En doskops die Öffnungen 40, 41 erfaßt.

Der Grundgedanke dieser Ausführungsform der Erfindung, der sich selbstverständlich auch mit der nach Fig. 1 kombinieren bzw. dort anwenden läßt, besteht darin, daß dann, wenn ein Edelgas aus der Edelgasquelle 11 über die Leitung 10 ausströmt und den Raum zwischen den Elektroden 22-24 und dem zu koagulierenden Gewebe füllt, ein aus der Hochfrequenzquelle 21 über die Strom zuführung den Elektroden 22-24 zugeführter Koagulationsstrom einen Lichtbogen im Edelgas zünden kann, das Edelgas in diesem Bereich also ionisiert, so daß ein Koagulationsstrom in das Ge webe fließt. Da nun der Abstand zwischen den drahtförmigen Elektroden 22-24 und dem zu koagulierenden Gewebe im wesent lichen der Materialdicke des Aufsatzes 29 entspricht, also zum einen sehr gering, zum anderen aber exakt reproduzierbar ist, kann eine sehr geringe Eindringtiefe der Koagulationswirkung mit hoher Sicherheit garantiert werden. Mit dieser Anordnung ist somit eine sehr schonende, nur wenig in die Tiefe gehende Gewebebehandlung und Nekrotisierung einzelner auch sehr kleiner Gewebestellen zu bewerkstelligen.

Alternativ zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform können, wie in Fig. 5 gezeigt, die Elektrodendrähte 22-24 und/oder die Zuleitung 20 auch in das Wandmaterial des Tubus 30 bzw. des Aufsatzes 29 eingebettet sein.

Alternativ zu drahtförmigen Elektroden, welche die Öffnungen 40, 42 überspannen, kann, wie in Fig. 4 gezeigt, auch eine ein zelne Elektrodenbahn 22 vorgesehen sein, welche die Öffnung 40 umgibt. Dann, wenn die Öffnung relativ klein ist, sind dennoch im wesentlichen homogene Feldverhältnisse gegeben, die zur oben beschriebenen schonenden Behandlung ausreichend sind.

Weiterhin ist bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung angedeutet, daß der Gaskanal 10, über welchen Edelgas aus der Edelgasquelle 11 in den Bereich zwischen Elektrode 22 und zu koagulierendem Gewebe innerhalb der Wand des Tubus 30 bzw. des Aufsatzes 29 vorgesehen sein. Durch diese Anordnung ist es möglich, mit extrem geringen Gasmengen auszukommen, da das Gas exakt dorthin geleitet wird, wo es hin soll.

Weiterhin ist bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ange deutet, daß die bahnförmige Elektrode 22 innerhalb eines Berei ches 26 aus besonders wärmebeständigem Material angeordnet sein kann, das in das Wandmaterial des Aufsatzes 29 bzw. des Tubus 30 gebettet oder dort aufgelegt sein kann.

Es kann durch die in Fig. 4 gezeigte individuelle Gaszuführung auch eine Steuerung der Entladung dadurch geschehen, daß die im Bereich zwischen Elektrode 2 und zu koagulierendem Gewebe be findliche Luft durch Edelgas verdrängt wird, wodurch die Zünd spannung erheblich erniedrigt wird. Diese Erniedrigung kann als "Schaltfunktion" verwendet werden.

Bei den obigen Erläuterungen wurde im allgemeinen von rohrför migen Teilen ausgegangen, in welchen sich die Öffnungen 40-42 befinden. Dies muß aber nicht so sein. Es können hier durchaus beispielsweise löffelförmige Teile aus isolierendem Material vorgesehen sein, in welchen sich eine oder mehrere Öffnungen 40-42 befinden, da es in allererster Linie um eine schablonen artige Abdeckung des Rings um den zu nekrotisierenden Bereich liegenden Gewebes geht. Die Erfindung kann auch in der offenen Chirurgie Anwendung finden.

Bezugszeichenliste

5

distales Ende

6

Endoskop

7

Objektiv

10

Gaskanal

11

Gasquelle

20

Stromzuführung

21

HF-Quelle

22-24

Elektrode

26

wärmebeständiges Material

29

Aufsatz

30

Tubus

31

distales Ende

32

proximales Ende

33

Anschlagring

34

Null-Marke

35

Tiefenmarke

36

Winkelmarke

40-42

Öffnung

Claims

1. Einrichtung zur Koagulation biologischer Gewebe, umfassend Gaszuführungseinrichtungen (10, 11) zum Zuführen eines ionisierbaren (Inert-/Edel-)Gases;
Stromzuführungseinrichtungen (20) zum Leiten eines Koagu lationsstromes von einer HF-Quelle (21) über Elektroden einrichtungen (22-24) in das Gas;
Umgrenzungseinrichtungen (29, 30) zum direkten oder indirekten Halten der Elektrodeneinrichtungen (22-24) und/oder der Gasaustrittsöffnung (10) oder einer (endoskopischen) Koagulationseinrichtung in einem definierten Abstand und einer definierten räumlichen Relation zu einem zu behandelnden Bereich des Gewebes.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von derartig verschieden ausgebildeten Um grenzungseinrichtungen so vorgesehen ist, daß verschieden große und/oder verschieden geformte Bereiche (40-42) zu behandelndes Gewebe definiert, insbesondere umgrenzt wer den.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgrenzungseinrichtungen (29, 20) Isoliereinrichtungen umfassen, welche nicht zu behandelnde Bereiche des Gewebes abdecken.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Tubus (30) zum Einführen in eine Körperöffnung.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgrenzungseinrichtung (30) vom Tubus gebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und Stromzuführungseinrichtungen (10, 20) derart in oder an einer Wand der Umgrenzungseinrichtung (30) angebracht sind, daß diese bzw. das Lumen des Tubus (30) im wesentlichen frei, insbesondere zum Einführen eines Endoskops ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Bereich (40, 42) eine gesondert betreibbare Gas zuführungseinrichtung (10) vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Bereich (40-42) eine gesondert betreibbare Elektrodeneinrichtung (22-24) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtungen (22-24) den zu behandelnden Bereich flächenüberdeckend und/oder flächenumgrenzend aus gebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgrenzungseinrichtungen (29, 30) im wesentlichen durchsichtig ausgebildet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus (30) mit Marken (35, 36) versehen ist, die in einer definierten Relation derart zum Tubus angebracht sind, daß zu behandelnde Bereiche des Gewebes innerhalb eines Patientenkörpers räumlich definierbar sind.