DE202007012210U1

DE202007012210U1 - Gesteuerte monopolare und bipolare Anwendung von RF-Energie

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Publication number: DE202007012210U1
Application number: DE202007012210U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: GB2441634B; US20080065060A1; GB2441634A; GB0716901D0

Abstract

System umfassend:
mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens eine Rück-Elektrode die in Abstand von zumindest zwei Ziel-Elektroden angeordnet sind;
mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den Elektroden stehen und zum Erzeugen von RF-Wellenenergie an mindestens zwei Ziel-Elektroden geeignet sind;
eine Steuerung, die in Verbindung mit zumindest zwei RF Speisequellen zum Steuern der Abgabe von RF-Energie in einem monopolaren Modus, einem bipolaren Modus oder einem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus steht, wobei in dem monopolaren Modus zumindest eine von zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von einer der RF Speisequellen steht und mit zumindest einer Rück-Elektrode, um monopolare RF-Energie in Richtung eines ersten Ortsabschnitts zu liefern, zusammenwirkt, und wobei in dem bipolaren Modus zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von zumindest zwei RF Speisequellen stehen, um bipolare RF-Energie zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden in einem zweiten Ortsabschnitt unterschiedlich zu dem ersten Ortsabschnitt zu liefern, wobei in dem kombinierten monopolaren...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen elektrochirurgische Vorrichtungen zur Gewebeentfernung und insbesondere eine Vorrichtungen zur Radiofrequenz (RF) Gewebeentfernung.
Radiofrequenz (RF) Gewebeentfernung ist Stand der Technik, zum Beispiel in der Elektrochirurgie und Thermaltherapie, um thermische Läsionen in der Umgebung einer nicht isolierten Spitze einer Elektrode aufgrund von Gewebegerinnung, verursacht durch Widerstandsheizen (Joule-Heizen), zu erzeugen. Das Anlegen einer Spannung an die Elektroden verursacht einen elektrischen Stromfluss durch das Gewebe und eine Wärmeproduktion aufgrund des elektrischen Widerstands des Gewebes (Joule-Heizen). Die Elektrode kann direkt an oberflächlichen Strukturen, chirurgisch, endoskopisch, laparoskopisch oder sogar über einen Transkatheterzugang, wie zur Behandlung von symptomatischen Herzrhytmusströrungen, angewendet werden. Wenn die Elektrode als Nadel geformt ist, dann kann die Elektrode internistisch eingesetzt und mittels Bilderzeugung geführt werden.
In einem monopolaren Modus fließt Strom zwischen einer kleinen Ziel-Elektrode und einer großen Gegen-Elektrode, die vom Ziel entfernt platziert ist. Aufgrund des Unterschieds in der Größe der Elektroden sind die Stromdichte und die zugehörige Joule-Wärmeproduktion viel größer am Ziel als an der Rück-Elektrode. Dem Gegenüber fließt in einem bipolaren Modus ein Strom hoher Dichte zwischen zwei benachbarten Ziel-Elektroden. Die Joule-Wärmeproduktion ist aufgrund der Elektrodengröße und Nähe auf ein kleines Volumen begrenzt.
Der Umfang der thermischen Behandlung, um für eine ausreichende Zeit einen Strom hoher Dichte bereit zu stellen, um eine erhöhte Temperatur und dazugehörige physiologische Veränderungen, zum Beispiel eine Gerinnung, in einem Gewebevolumen zu verursachen, ist unterschiedlich. Monopolarer Strom fließt durch ein größeres Volumen im Vergleich zu bipolarem Strom. Folglich weist monopolares Joule-Heizen eine tiefere Eindringtiefe auf im Vergleich zu bipolarem Heizen, bei dem die Hitze auf ein kleines Volumen an den Ziel-Elektroden begrenzt ist.
So ist eine elektrochirurgische Vorrichtung bekannt, die eine Wahlmöglichkeit zum Auswählen und Wechseln zwischen einem reinen monopolaren Modus und einem reinen bipolaren Modus bereitstellt. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent US 6,837,884 von Woloszko eine elektrochirurgische Vorrichtung und Methode zum Entfernen, Gerinnen, Schrumpfen, Verschweißen, sowie andere Behandlungen von Ziel-Gewebe eines Patienten. Die Vorrichtung schließt eine elektrochirurgische Sonde und einen Nadel-Inserter, der dafür geeignet ist, durch das distale Ende der Sonde hindurch zu treten, ein. In einigen Ausführungsformen kann das elektrochirurgische System eine dispersive Rück-Elektrode zum Wechseln zwischen einem bipolaren und einem monopolaren Modus einschließen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein neues System zur Anwendung von RF-Energie bereit zu stellen, das einen monopolaren und einen bipolaren Betriebsmodus kombiniert, wie nachfolgend ausführlich beschrieben ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens eine Rück-Elektrode beinhaltet, die in Abstand von zumindest zwei Ziel-Elektroden angeordnet sind, mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den Elektroden stehen und zum Erzeugen von RF-Wellenenergie an mindestens zwei Ziel-Elektroden geeignet sind, eine Bewegungsvorrichtung, die Bewegung zwischen zumindest zwei Elektroden und umgebenden Gewebe verursachen, eine Steuerung, die in Verbindung mit zumindest zwei RF Speisequellen zum Steuern der Abgabe von RF-Energie in einem monopolaren Modus, einem bipolaren Modus oder einem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus steht, wobei in dem monopolaren Modus zumindest eine von zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von einer der RF Speisequellen steht und mit zumindest einer Rück-Elektrode, um monopolare RF-Energie in Richtung eines ersten Ortsabschnitts zu liefern, zusammenwirkt, und wobei in dem bipolaren Modus zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von zumindest zwei RF Speisequellen stehen, um im Allgemeinen bipolare RF-Energie zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden in einem zweiten Ortsabschnitt unterschiedlich zu dem ersten Ortsabschnitt zu liefern, wobei in dem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus zumindest zwei RF Speisequellen RF-Energie an zumindest zwei Ziel-Elektroden liefern, so dass Energie zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden oder zumindest zwei Ziel-Elektroden und zumindest eine Rück-Elektrode geliefert wird. Die Auswahl von monopolarem Modus, bipolaren Modus oder kombinierten Modus kann durch die Bewegungsvorrichtung bestimmt werden, dass heißt durch die Bewegung der mindestens zwei Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe.
Jede Ziel-Elektrode kann ihre eigene Rück-Elektrode haben. Alternativ kann zumindest eine Rück-Elektrode als gemeinsame Rück-Elektrode für alle Ziel-Elektroden dienen.
Der Bewegungsvorrichtung verursacht eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden und dem umgebenden Gewebe, wobei die Positionen von zumindest zwei Ziel-Elektroden zueinander fest oder veränderlich sein können. Zum Beispiel können die Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe verschiebbar sein, wobei die Ziel-Elektroden sich nicht in Bezug aufeinander bewegen. Als weiteres Beispiel kann die Bewegungsvorrichtung Bewegung zischen den Ziel-Elektroden bewirken, so dass eine der Ziel-Elektroden das Gewebe tiefer durchdringt als die andere Ziel-Elektrode, so dass, wenn die Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe bewegt werden, die Ziel-Elektroden sich auch in Bezug aufeinander bewegen.
Gemäß einer nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Ziel-Elektroden eine spiralenförmige Form aufweisen, und sie können oder können nicht konzentrisch zueinander sein. Die Ziel-Elektroden können, mit Ausnahme eines aktiven Teils der Spitze der RF-Energie liefert, isoliert sein. Der Bewegungsvorrichtung kann die Ziel-Elektroden gleichzeitig in einer Korkenzieherbewegung drehen, so dass der Abstand zischen den Elektroden fest ist, wobei die Steuerung den kombinierten Modus von RF-Energielieferung gemäß der Bewegungsvorrichtung (d.h. die Positionen der Elektroden) kontrollieren kann.
Gemäß einer nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert sich der Abstand zwischen den Elektroden nach der Bewegungsvorrichtung, d.h. entsprechend der Position der Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe.
Gemäß einer nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Ziel-Elektroden in einer nichtkonzentrisch spiralenförmigen Form ausgebildet sein. Die Ziel-Elektrode kann isoliert sein, mit Ausnahme eines aktiven Teils der Spitze, der geeignet ist RF-Energie zu liefern. Der Bewegungsvorrichtung kann die Ziel-Elektroden gleichzeitig in einer Korkenzieherbewegung rotieren, so dass sich der Abstand zischen den Elektroden gemäß dem Bewegungsvorrichtung Status (d.h. die Positionen der Elektroden) ändert.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert:
1 ist eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Steuerung eines monopolaren und eines bipolaren Modus einer RF-Energieabgabe,
2A und 2B sind eine vereinfachte Darstellung von Ziel-Elektroden der 1 in Draufsicht von oben, die als spiralenförmige Elektroden ausgebildet sind, worin, da die Ziel-Elektroden rotieren, sich der Abstand zwischen den aktiven Teilen der Spitze der Elektroden ändert; und
2C ist ein vereinfachtes Schaubild der Ziel-Elektroden gemäß 1, wobei ein davon tiefer in das Gewebe eindringt als die andere.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes System 10 zur Steuerung eines monopolaren und bipolaren Modus eines RF-Energieabgebers.
Das System 10 kann zwei oder mehr Ziel-Elektroden 12 und 14 (zwei sind gezeigt in der nicht-beschränkend dargestellten Ausführungsform) und eine oder mehrere Rück-Elektroden 16 (zwei sind gezeigt in der nicht-beschränkend dargestellten Ausführungsform, Rück-Elektroden 16 und 18) enthalten. RF-Speisequellen 20 und 22 können die Ziel-Elektroden 12 und 14 (die Rück-Elektroden 16 und 18 können geerdet sein oder können zu irgendeinem Niveau durch die RF Speisequellen geladen sein) indem RF-Wellenenergie (zum Beispiel Spannungs- oder Stromwellenformen) an den Elektroden erzeugt werden. Eine Steuerung 24 kann die Wellenformen an den Elektroden steuern und manipulieren. Die Steuerung 24 kann jede bekannte Vorrichtung zum Verändern der Betriebscharakteristik der RF-Energie aufweisen, die von den RF-Speisequellen 20 und 22 erzeugt wird, ist aber nicht beschränkt auf Frequenz, Phase und Amplitude, und kann die Zeitwahl und Dauer der Abgabe von RF Energie an die Elektroden steuern. Auf diese Weise ist das System 10 in der Lage, selektiv den monopolaren und bipolaren Modus zu kombinieren, um die Stromabgabe in bzw. an ein Ziel (zum Beispiel, Gewebe in einem menschlichen Körper oder nicht menschlichen Körper oder unbelebtes Objekt) zu steuern.
Die Zielelektrode 12 gepaart mit der Rück-Elektrode 16 definiert einen monopolaren Kanal, um monopolare RF-Energie in Richtung eines Ortsabschnitts, angezeigt durch Ziffer 15, abzugeben. In ähnlicher Weise definiert die Ziel-Elektrode 14 gepaart mit der Rück-Elektrode 18 einen monopolaren Kanal, um monopolare RF-Energie in Richtung eines Ortsabschnitts, angezeigt durch Ziffer 17, abzugeben. Die Speisung von beiden Ziel-Elektroden 12 und 14 erzeugt einen bipolaren Modus für eine Energieabgabe in einen Ortsabschnitt (angezeigt durch Ziffer 19) zwischen ihnen, die unterschiedlich zu dem monopolaren Ortsabschnitt ist. In dem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus liefern die RF-Energiespeisequellen 20 und 22 RF-Energie an die Ziel-Elektroden 12 und 14, so dass Energie zwischen die Ziel-Elektroden 12 und 14 als auch zwischen die Ziel-Elektroden 12 und 14 und die Rück-Elektroden 16 und 18 geliefert wird.
Jede Ziel-Elektrode kann ihre eigene Rück-Elektrode aufweisen. Alternativ kann die Rück-Elektrode als gemeinsame Rück-Elektrode für alle Ziel-Elektroden dienen.
Die Ziel-Elektroden 12 und 14 können in einer beliebige Form konstruiert sein und sind nicht auf ein gerade, spitze oder geradeheraus, gebogene, abgewinkelte oder spiralenförmige Form beschränkt. Gemäß der nicht beschränkend dargestellten Ausführungsform sind die Ziel-Elektroden von spiralenförmiger (Korkenzieher) Form.
Eine Bewegungsvorrichtung 26 (wie ein Schrittmotor, Servomotor, linearer Bewegungsvorrichtung und ähnlich) kann vorgesehen sein, um eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 und dem umgebenden Gewebe zu verursachen. In der nicht beschränkend dargestellten Ausführungsform sind zwei separate Bewegungsvorrichtungen 26 für jede Ziel-Elektrode 12 und 14, wie Servomotoren die die Ziel-Elektroden 12 und 14 rotieren, vorgesehen. Auf diese Weise kann die Bewegungsvorrichtung 26 eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 verursachen. Mit anderen Worten kann die Bewegungsvorrichtung 26 eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 und dem umgebenden Gewebe verursachen, wobei die Positionen von zumindest zwei Zielelektroden 12 und 14 ortsfest sind oder sich ändern können. Die Bewegungsvorrichtungen 26 können über Sensoren (nicht gezeigt) gesteuert werden, die eine Temperatur oder Widerstand oder einen anderen Parameter des zu entfernenden Gewebes messen. Basierend auf dem gemessenen Parameter kann die Bewegungsvorrichtung 26 gesteuert werden (zum Beispiel mittels Steuerung 24 oder anderer Steuerung), um die Ziel-Elektroden 12 und 14 zu einem anderen Teil des Gewebes zu bewegen. Die Auswahl von monopolarem Modus, bipolarem Modus oder kombiniertem Modus mittels Steuerung 24 kann durch die Bewegungsvorrichtung bestimmt werden, dass heißt durch die Bewegung der Ziel-Elektroden 12 und 14 in Bezug auf das umgebende Gewebe.
Zum Beispiel, wie in 2A und 2B gezeigt, können die Ziel-Elektroden 12 und 14 mit Ausnahme des aktiven Teils der Spitze 28, welche geeignet ist RF-Energie zu liefern, isoliert sein. Der aktive Teil der Spitze 28 kann sich zumindest teilweise über eine Außenfläche der Ziel-Elektroden 12 und 14 erstrecken. Wie in 2A und 2B gezeigt, wenn die Ziel-Elektroden 12 und 14 rotieren, kann sich der Abstand zwischen den aktiven Teilen der Spitze 28 verändern (von Abstand A zu Abstand B, wobei A > B). Zusätzlich, zum Beispiel, können die Bewegungsvorrichtungen 26 den Abstand zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 so justieren, dass er kleiner ist als der Abstand zwischen den Ziel-Elektroden 12, 14 und der Rück-Elektroden 16, 18. Als weiteres Beispiel, wie abgebildet in 2C, kann die Bewegungsvorrichtung 26 eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 bewirken, so dass die eine von den Ziel-Elektroden tiefer in das Gewebe eindringt als die andere der Ziel-Elektroden (wie angezeigt von Abstand C).
Als weiteres Beispiel können die Elektroden 12 und 14 jeweils spiralenförmig und konzentrisch sein. Die Ziel-Elektroden 12 und 14 können mit Ausnahme der aktiven Teile der Spitze 28, welche geeignet sind RF-Energie zu liefern, isoliert sein. Die Bewegungsvorrichtung 26 kann die Ziel-Elektroden 12 und 14 gleichzeitig in einer Korkenzieherbewegung drehen, so dass der Abstand zischen den Elektroden fixiert ist und die Steuerung 24 kann den kombinierten Modus der RF-Energieabgabe gemäß der Bewegungsvorrichtung (d.h. die Positionen der Elektroden 12 und 14) überwachen. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich der Abstand zwischen den Elektroden entsprechend der Bewegungsvorrichtung ändern, das heißt entsprechend der Positionen der Elektroden 12 und 14 in Bezug auf das umgebende Gewebe ändern.
Die Erfindung kann genutzt werden, um unterschiedliche sowie einstellbare RF-Energieabgabe zu ermöglichen was nach dem Stand der Technik bisher nicht möglich war.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung beinhaltet sowohl Kombinationen als auch Unterkombinationen der vorstehend beschriebenen Merkmale, als auch Modifikationen und Variationen hiervon, welche einem Fachmann in Kenntnis der vorhergehenden Beschreibung als naheliegend erscheint und nicht zum Stand der Technik gehört.

Claims

System umfassend: mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens eine Rück-Elektrode die in Abstand von zumindest zwei Ziel-Elektroden angeordnet sind; mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den Elektroden stehen und zum Erzeugen von RF-Wellenenergie an mindestens zwei Ziel-Elektroden geeignet sind; eine Steuerung, die in Verbindung mit zumindest zwei RF Speisequellen zum Steuern der Abgabe von RF-Energie in einem monopolaren Modus, einem bipolaren Modus oder einem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus steht, wobei in dem monopolaren Modus zumindest eine von zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von einer der RF Speisequellen steht und mit zumindest einer Rück-Elektrode, um monopolare RF-Energie in Richtung eines ersten Ortsabschnitts zu liefern, zusammenwirkt, und wobei in dem bipolaren Modus zumindest zwei Ziel-Elektroden unter Spannung von zumindest zwei RF Speisequellen stehen, um bipolare RF-Energie zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden in einem zweiten Ortsabschnitt unterschiedlich zu dem ersten Ortsabschnitt zu liefern, wobei in dem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus zumindest zwei RF Speisequellen RF-Energie an zumindest zwei Ziel-Elektroden liefern, so dass Energie zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden oder zumindest zwei Ziel-Elektroden und zumindest eine Rück-Elektrode geliefert wird; und eine Bewegungsvorrichtung die eine Bewegung zwischen mindestens zwei Ziel-Elektroden und dem umgebenden Gewebe bewirkt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung zwischen dem monopolaren Modus, bipolaren Modus und dem kombinierten monopolaren und bipolaren Modus, aufgrund einer ausgeführten Bewegung der zwei Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe auswählt.
System nach Anspruch 1, wobei sich der Abstand zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden während einer Bewegung von zumindest zwei Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe nicht ändert.
System nach Anspruch 1, wobei sich der Abstand zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden während einer Bewegung von zumindest zwei Ziel-Elektroden in Bezug auf das umgebende Gewebe ändert.
System nach Anspruch 1, wobei jede Ziel-Elektrode ihre eigene Rück-Elektrode hat.
System nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Rück-Elektrode als eine gemeinsame Rück-Elektrode für alle Ziel-Elektroden dient.
System nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsvorrichtung, nicht nur eine Bewegung zwischen zumindest zwei Ziel-Elektroden und dem umgebenden Gewebe verursacht, sondern die Bewegungsvorrichtung auch eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden verursacht.
System nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsvorrichtung eine Bewegung zwischen den Ziel-Elektroden verursacht, so dass eine der Ziel-Elektroden tiefer in das Gewebe eindringt als die andere der Ziel-Elektroden.
System nach Anspruch 1, wobei die Ziel-Elektroden eine spiralenförmige Form aufweisen.
System nach Anspruch 9, wobei die Ziel-Elektroden, mit Ausnahme eines Teils der Spitze, der RF-Energie zu liefert, isoliert sind.
System nach Anspruch 10, wobei die Bewegungsvorrichtung die Ziel-Elektroden in einer Korkenzieherbewegung rotiert.
System nach Anspruch 11, wobei der aktive Teil der Spitze sich teilweise über einen Außenflächenbereich der Ziel-Elektroden ausdehnt, so dass, wenn die Ziel-Elektroden rotieren, sich der Abstand zwischen den aktiven Spitzenabschnitten ändert.