DE3039903A1 - Elektrochirurgische waerme-schneidanordnung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektrochirurgische Wärme-
• Schneidanordnung mit einer an dem einen Pol eines Hochfrequenzgenerators anliegenden, kleinflächigen Schneidelektrode und einer mit dem anderen Pol des Hochfrequenzgenerators verbundenen, mit dem Körper des Patienten in Berührung bringbaren, großflächigen Neutralelektrode.
• Bei bekannten elektrochirurgischen Wärme-Schneidanordnungen dieser Art wird die zum Schneiden im Gewebe notwendige Hitzeentwicklung dadurch erreicht, daß eine die erforderliche Heizleistung liefernder Hochfrequenzgenerator an die großflächige Neutralelektrode und die Schneidelektrode mit kleiner Kontaktfläche angelegt ist. Die großflächige Neutralelektrode ist an einem von der Schneidfläche entfernten Ort in Kontakt mit dem zu behandelnden Patienten gebracht. Wird jetzt die Schneidelektrode am Gewebe angesetzt, so ergeben sich aufgrund ihrer Kleinflächigkeit in der Nähe ihrer Oberfläche starke Stromdichten, die zu einer solchen Erhitzung des Gewebes führen, daß die Zellflüssigkeit in den Gewebezellen verdampft, durch den Dampfdruck die Gewebezellen aufgesprengt werden und sich das Gewebe auftrennt.
• Der Vorteil einer Gewebetrennung mittels Hitze durch hohe Hochfrequenzstromdichten liegt vor allem darin, daß die Schnittwunden kaum bluten, weil durch die Hitzeeinwirkung beim Schneiden Kapillaren und kleine Blutgefäße sofort verschlossen werden.
• Ein großes Problem bei derartigen elektrochirurgischen Wärme-Schneidanordnungen besteht darin, daß beim Anlegen eines Elektroschnittes an verschiedene Gewebsarten (Muskel, Fett, Bindegewebe) sehr unterschiedliche Stromintensitäten erforderlich sind, da verschiedene Gewebsarten sehr unterschiedliche elektrische Widerstände aufweisen können. Aus diesem Grunde muß durch Regelung der Spannung des Hochfrequenzstroms in jedem Einzelfall eine empfindliche Stromdosierung stattfinden, damit auch im ungünstigsten Fall ein für den Schnitt noch ausreichend hoher Stromfluß gewährleistet bleibt. Andererseits darf der Stromfluß nicht zu hoch werden, weil es sonst zur Lichtbogenbildung und einer damit verbundenen starken Uberhitzung kommt, welche eine Gewebsnekrose hervorruft. Außerdem kann ein Lichtbogen als Generator zur Erzeugung niederfrequenter Frequenzanteile oder als Gleichrichter betrachtet werden. Oberhalb einer kritischen Größe verursacht der Lichtbogen gefährliche, zumindest aber sehr oft lästige Muskelreizungen.
• Besonders problematisch sind die elektrischen Verhältnisse beim Anwenden derartiger Schneidanordnungen innerhalb von Flüssigkeiten, d.h. z.B. bei transurethralen Eingriffen in der wassergefüllten Blase oder auch bei der Elektroresektion der Prostata. Bei derartigen Eingriffen wird ein erheblicher Teil der elektrischen Leistung im Nebenschluß über die Spülflüssigkeit zur Blasenwand abgeleitet, Außerdem ist eine zusätzliche elektrische Leistung zur Aufhebung des durch die Spülflüssigkeit verursachten Kühleffekts notwendig. Die hierdurch erforderlichen hohen Stromdichten erhöhen die Gefahr einer Lichtbogenbildung an der Schneidstelle mit all ihren Nachteilen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine elektro-chirurgische Wärme-Schneidanordnung zu schaffen, mit der die Gefahr einer Lichtbogenbildung an der Schneidelektrode weitgehend vermieden werden kann, ohne daß auf die für einen sicheren Schnitt erforderliche hohe Temperatur an der Schneidstelle verzichtet werden muß.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schneidelektrode durch vom Hochfrequenzgenerator unabhängige Heizmittel auf eine im Vergleich zur Schneidtemperatur schon relativ hohe Temperatur vorheizbar ist und daß entsprechend der durch die Vorheizung hervorgerufenen Temperatur die Hochfrequenzleistung herabgesetzt ist. Vorzugsweise ist die Schneidelektrode auf wenigstens 100 C und insbesondere 0 0 150 c bis 200 C vorgeheizt, während die höchste Vorheiztemperatur bei 280po liegen soll.
• Wird die Schneidelektrode durch nicht von einer Hochfrequenzquelle gelieferte Energie auf über 1000C vorgeheizt, dann ist zur Einleitung und Aufrechterhaltung des Schneidvorgangs mittels Hochfrequenzenergie nur noch eine relativ geringe Hochfrequenzleistung erforderlich. Die Hochfrequenzleistung muß dann nur noch so hoch sein, daß die Abkühlung der Schneidelektrode bei Berührung mit dem Gewebe bzw. durch das Spülwasser bei transurethralen Eingriffen ausgeglichen wird. Bei Verwendung einer Schneidelektrode mit einer Eigentemperatur 0 von wenigstens 100 C kann die erforderliche Hochfrequenzleistung auf ca. 1/5 der sonst notwendigen Leistung reduziert werden. Die für diese geringe Hochfrequenzleistung erforderliche elektrische Spannung des Hochfrequenzstroms ist dann so gering, daß an der Schneidelektrode kein Lichtbogen entstehen kann und dadurch die beim Auftreten eines vorhanden%11##pn'eratursteigerung auf Lichtbogens auf mehrere 100 auf vermieden wird. Der Schneidvorgang läuft dadurch bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur als sonst üblich ab. Gewebeverbrennungen und Muskelreizungen werden vollständig vermieden. Außerdem ist die gesamte Hochfrequenzstrombelastung des Patienten so gering, daß auch die Gefahr von Verbrennungen bei schlecht fixierter Neutralelektrode oder bei Hautkontakten mit geerdeten Metallteilen vernachlässigbar gering ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß durch Wegfall des Lichtbogens an den Schneidelektroden der Verschleiß dieser Elektroden durch Abbrand spürbar herabgesetzt ist.
• Die Vorheiztemperatur der Schneidelektrode soll zweckmäßigerweise so gewählt werden, daß die Hochfrequenzleistung auf 1/3 bis 1/4 und vorzugsweise etwa 1/5 der ohne Vorheizung erforderlichen Leistung herabsetzbar ist.
• Im einfachsten Fall wird die Schneidelektrode durch einen Gleich- oder Niederfrequenzstrom vorgeheizt. Eine praktische Ausführung kann so ausgebildet sein, daß die Schneidelektrode zwei an eine Gleich- oder Niederfrequenz-Stromquelle anschließbare, gegeneinander isolierte Stromzuleitungen aufweist, welche mit einer die Schneide darstellenden Widerstands schlinge verbunden sind. Dabei soll der eine Pol des Hochfrequenzgenerators an eine der Zuleitungen angeschlossen sein.
• Insbesondere für Unterwasserschnitte ist eine Ausführungsform vorgesehen, bei der die Stromzuleitungen zwei mit Isolierschlauch überzogene Stäbe aus Metall mit guter Leitfähigkeit und mit großem Leitungsquerschnitt sind, an die eine aus Metall mit hohem Leitungswiderstand und geringem Querschnitt bestehende Drahtschlinge angeschlossen ist.
• Sofern damit zu rechnen ist, daß die Schneidelektrode beim Gebrauch unterschiedliche Wärmemengen abgibt, ist zweckmäßigerweise an der Schneidelektrode ein Temperatursensor vorgesehen, der einen Regelkreis zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Solltemperatur der Schneidelektrode beaufschlagt.
• Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß der Sensor den für die Erwärmung der Widerstands schlinge relevanten Spannungsabfall mißt und über einen Regelverstärker und ein Stellglied die Gleich- oder Niederfrequenz-Stromquelle zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur steuert.
• Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß die Schneidelektrode durch eine nicht von einer Hochfrequenz gespeiste Wärmequelle schon auf eine der Schneidtemperaturen nahekommende Temperatur aufgeheizt wird, welche jedoch noch so deutlich unterhalb der Schneidtemperatur liegt, daß mit ihr alleine ein Schneidvorgang noch nicht durchgeführt werden kann. Die Hochfrequenzleistung liefert dann nur noch diejenige Energiemenge, die zur Erhöhung der Basistemperatur auf die Schneidtemperatur erforderlich ist. Dadurch kann die bei allen bekannten Hochfrequenz-Schneidanordnungen Probleme mit sich bringende Hochfrequenzleistung entscheidend herabgesetzt werden, ohne daß die Schneidgüte in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird.
• Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Wärme-Schneidanordnung, Fig. 2 eine analoge schematische Ansicht einer besonders beim Unterwasserschnitt einsetzbaren weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärme-Schneidanordnung, Fig. 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneidelektrode und Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schneidelektrode, welche besonders für den Unterwasserschnitt geeignet ist.
• Nach Fig. 1 ist eine mit dem einen Pol eines Hochfrequenzgenerators 12 verbundene großflächige Neutralelektrode 21 an den Körper eines schematisch angedeuteten Patienten 22 angelegt.
• Der andere Pol des Hochfrequenzgenerators ist über eine Leitung 23 an den einen Pol einer Niederfrequenz-Stromquelle 13 angeschlossen, welche eine erfindungsgemäße Schneidelektrode 11 speist, die in Berührung mit dem Patienten 22 steht.
• Nach den Fig. 1 und 3 besteht die erfindungsgemäße Schneidelektrode 11 aus zwei metallischen Zuleitungen 14, 15 von guter Leitfähigkeit und relativ großem Querschnitt, die durch Isoliermaterial 24 voneinander isoliert sind. Am einen Ende weisen die Zuleitungen Steckkontakte 25, 26 auf, mit denen sie in entsprechende Buchsen 27> 28 der beiden Pole der Niederfrequenzstromquelle 13 einsteckbar sind. An dem von den Steckern 25, 26 abgewandten Ende sind die beiden Zuleitungen 14, 15 durch eine Drahtschlinge 16 mit kleinem Querschnitt und großem Widerstand überbrückt. Aufgrund des Stromflusses von der Niederfrequenzstromquelle 13 durch die Widerstandsdrahtschlinge 16 wird letztere auf eine Temperatur von gut 1000C erhitzt. Gleichzeitig liegt aber an der Drahtschlinge 16 über die Leitung 23 auch die Hochfrequenzspannung des Hochfrequenzgenerators 12 an, so daß sich zwischen der Schneidelektrode 11 und der Neutralelektrode 21 ein in Fig. 1 schematisch angedeutetes Hochfrequenzfeld 29 aufbauen kann, welches aufgrund der Kleinflächigkeit der Schneidelektrode 11 in deren Bereich eine hohe Dichte hat, die zu einer hohen Erhitzung an dieser Stelle führt.
• Da die Widerstandsdrahtschlinge 16 durch die Niederfrequenzstromquelle 13 bereits auf eine von der Schneidtemperatur nicht zu weit entfernte Temperatur vorgeheizt ist, braucht vom Hochfrequenzgenerator 12 nur noch eine relativ geringe Hochfrequenzleistung der Schneidelektrode 11 zugeführt werden, um die für den Schneidvorgang erforderliche Temperatur von beispielsweise 0 300~oO0°C zu erreichen. In Extremfällen kann die Schneidtemperatur bis 1000 c betragen.
• Fig. 2 zeigt eine verfeinerte Ausführungsform, bei der die Niederfrequenzstromquelle 13 über ein Stellglied und einen Regelverstärker 19 regelbar ist. Der Regelverstärker 19 wird von einem Sensor 17 beaufschlagt, der den Spannungsabfall an den Zuleitungen 14, 15 mit und damit ein Maß für die Erwärmung der Drahtschlinge 13 bildet. Es wird so ein Regelkreis 18 gebildet, welcher den von der Niederfrequenzstromquelle 13 gelieferten Strom automatisch so einregelt, daß an der Schneidelektrode 11 der für den Schneidvorgang günstigste Temperaturwert automatisch eingeregelt und gehalten wird.
• Die Ausführungsform nach Fig. 2 eignet sich besonders für das Arbeiten innerhalb einer Flüssigkeit 30, welche ein zu schneidendes Gewebe 31 umgibt. Die Schneidelektrode 11 muß also innerhalb dieser Flüssigkeit, welche im allgemeinen elektrisch leitend ist, arbeiten.
• Für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eignet sich besonders eine Schneidelektrode nach Fig. 4, bei der zwei mit Isolierschlauch überzogene Stäbe 14, 15 aus Metall mit guter Leitfähigkeit und großem Leitungsquerschnitt verwendet werden, um die Drahtschlinge 16 mit hohem Leitungswiderstand und geringem Querschnitt zu speisen. Aufgrund der Isolierung der Metallstäbe wird der Stromfluß zwischen den Zuleitungen 14, 15 innerhalb der Elektroflüssigkeit wirksam unterbunden.

Claims (12)

1. Elektrochirurgische Wärme-Schneidanordnung Patentansprüche 1. Elektrochirurgische Wärme-Schneidanordnung mit einer an dem einen Pol eines Hochfrequenzgenerators anliegenden, kleinflächigen Schneidelektrode und einer mit dem anderen Pol des Hochfrequenzgenerators verbundenen, mit dem Körper des Patienten in Berührung bringbaren, großflächigen Neutralelektrode, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Schneidelektrode (11) durch vom Hochfrequenzgenerator (12) unabhängige Heizmittel (13) auf eine im Vergleich zur Schneidtemperatur schon relativ hohe Temperatur vorheizbar ist und daß entsprechend der durch die Vorheizung hervorgerufenen Temperatur die Hochfrequenzleistung des Hochfrequenzgenerators (12) herabgesetzt ist.
2. 2. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Schneidelektrode (11) auf wenigstens 1000C vorgeheizt ist.
3. 3. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schneidelektrode (11) auf höchstens 2800C vorgeheizt ist.
4. 4. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schneidelektrode (11) auf eine solche Temperatur vorgeheizt ist, daß die Hochfrequenzleistung auf 1/3 bis 1/4 und vorzugsweise etwa 1/5 der ohne Vorheizung erforderlichen Leistung herabsetzbar ist.
5. 5. Wärme-Schneidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schneidelektrode (11) durch einen Gleich- oder Niederfrequenzstrom vorheizbar ist.
6. 6. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schneidelektrode (11) zwei an eine Gleich- oder Niederfreguenz-Stromquelle (13) anschließbare, gegeneinander isolierte Stromzuleitungen (14, 15) aufweist, welche mit einer die Schneide darstellenden Widerstands schlinge (16) verbunden sind.
7. 7. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der eine Pol des Hochfrequenzgenerators (12) an eine (15) der Zuleitungen angeschlossen ist.
8. 8. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß die Stromzuleitungen zwei mit Isolierschlauch überzogene Stäbe aus Metall mit guter Leitfähigkeit und mit großem Leitungsquerschnitt sind, an die eine aus Metall mit hohem Leitungswiderstand und geringem Querschnitt bestehende Drahtschlinge (16) angeschlossen ist.
9. 9. Wärme-Schneidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Schneidelektrode (11) ein Temperatursensor (17) vorgesehen ist, der einen Regelkreis (18) zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Solltemperatur der Schneidelektrode (11) beaufschlagt.
10. 10. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Sensor (17) den für die Erwärmung der Widerstandsschlinge (13) relevanten Spannungsabfall mißt und über einen Regelverstärker (19) und ein Stellglied (20) die Gleich- oder Niederfrequenz-Stromquelle zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur steuert.
11. 11. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Sensor einen Thermistor umfaßt.
12. 12. Wärme-Schneidanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß nahe der Schneide der Schneidelektrode im Innern eine von dem Niederfrequenzstrom gespeiste Induktionsspule vorgesehen ist, welche im Material der Schneide durch Induktion die Vorheizwärme erzeugt.