DE60029691T2 - Verbessertes, mit radiofrequenz arbeitendes, bipolares endstück zur anwendung in elektrochirurgischen instrumenten - Google Patents

Description

• Diese Anmeldung bezieht sich auf die folgenden Parallelanmeldungen: Die US Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 60/073.890 [Aktenzeichen des Bevollmächtigten. END-514].
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte bipolare Elektrodenanordnung zur Anwendung in bipolaren elektrochirurgischen Instrumenten im allgemeinen und eine bipolare Elektrodenanordnung, die um einen Gewebeschlitz mit einer festen Höhe angeordnete Elektroden umfaßt, im besonderen.
• Hintergrund der Erfindung
• HF-(Hochfrequenz)-Strom wird seit Jahrzehnten verwendet, um Gewebe bei chirurgischen Eingriffen zu kauterisieren und zu koagulieren. Vorrichtungen, die angewendet werden, um HF-Energie auf Gewebe anzuwenden, werden allgemein in zwei Kategorien unterteilt: monopolar und bipolar. Bipolare elektrochirurgische Instrumente enthalten sowohl aktive als auch neutrale Elektroden im chirurgischen Instrument, was im wesentlichen den Fluß des elektrischen Stroms zum Gewebe begrenzt, das sich zwischen den Elektroden befindet. In monopolaren elektrochirurgischen Instrumenten befindet sich die neutrale Elektrode dagegen außerhalb des Körpers des Patienten, auf der Haut des Patienten. Daher fließt in einem monopolaren elektrochirurgischen Instrument der Strom von der aktiven oder Behandlungselektrode durch den Körper des Patienten zur neutralen Elektrode. Sowohl monopolare als auch bipolare elektrochirurgische Instrumente setzen, zumindest teilweise, Widerstandserwärmung ein, um das Gewebe zu behandeln (z.B. zu kauterisieren und/oder zu schneiden). Wenn Strom durch das Gewebe fließt, führt der elektrische Widerstand des Gewebes zur Ableitung von Energie in Form von Wärme. Wenn die Temperatur des Gewebes steigt, ändern sich seine Eigenschaften, einschließlich des elektrischen Widerstands. Wenn die Gewebetemperatur ungefähr 67-70°C erreicht, beginnt Koagulation. Wenn zusätzliche Energie in das Gewebe abgeleitet wird, wird Kollagen, das das Rückgrad der Gewebematrix bildet, weiter zerstört und "schmilzt". Sobald das Kollagen anfängt, zerstört zu werden, fängt das Gewebe an zu koagulieren. Wenn das Kollagen anfängt, zerstört zu werden, verbinden sich die zusammengedrückten Gewebeschichten durch den Druck des Gewebes, wodurch die benachbarten Blutgefäße verschlossen werden. Wenn die Gewebetemperatur einhundert Grad Celsius erreicht, werden die meisten Flüssigkeiten (einschließlich Wasser) aus dem Gewebe getrieben oder aus dem Gewebe verdampft, wodurch das Gewebe ausgetrocknet wird und sich der elektrische Widerstand des Gewebes wesentlich erhöht. Das ausgetrocknete Gewebe kann dann mit wenig Anstrengung geschnitten oder getrennt werden. Die Geschwindigkeit, mit der Energie in das Gewebe abgeleitet wird, ist von vielen Faktoren abhängig, einschließlich des elektrischen Widerstands des Gewebes und der Dichte des durch das Gewebe fließenden elektrischen Stroms. Da elektrochirurgische Instrumente im allgemeinen dazu konstruiert sind, zur Behandlung einer Vielzahl von Gewebearten angewendet zu werden, wird die Stromdichte ein wichtiger Konstruktionsfaktor, und die Stromdichte ist, insbesondere bei bipolaren elektrochirurgischen Vorrichtungen, für eine bestimmte Gewebeart eine Funktion der Anzahl, Größe, Form und Anordnung der Vorrichtungselektroden.
• In vielen chirurgischen Anwendungen ist es wünschenswert, bipolare elektrische Energie als Mittel zum Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe zu verwenden. In bipolaren elektrochirurgischen Instrumenten ist es allgemein wünschenswert, daß der Fluß von elektrischem Strom zum Gewebe im Instrument begrenzt ist und in einem wesentlich geringeren Ausmaß zum Gewebe in der Nähe des Instruments. Im allgemeinen wurden diese Ziele bei bipolaren elektrochirurgischen Instrumenten nach dem Stand der Technik erreicht, indem ein Instrument konstruiert wurde, das das Gewebe vor der Anwendung elektrochirurgischer Energie umfaßt oder einklemmt. Siehe zum Beispiel die US 5833690 . Derartige bipolare elektrochirurgische Instrumente sind unter Fachleuten wohl bekannt und es wurden insbesondere viele Konstruktionen für chirurgische Instrumente vorgeschlagen, die Gewebe entweder vor dem Schneiden des Gewebes oder während des Schneideprozesses koagulieren. In den meisten dieser Instrumente wird das Gewebe zunächst von Klemmbacken umfaßt, die vor der Anwendung elektrochirurgischer Energie Druck auf das Gewebe ausüben.
• In derartigen Instrumenten bilden die Greifbacken entweder die Elektroden, die die elektrochirurgische Energie liefern, oder sie umfassen diese, obwohl in manchen Konstruktionen die Elektroden in anderen Elementen des Instruments, einschließlich zum Beispiel des Schneidelements, enthalten sein können. Daher wird in derartigen elektrochirurgischen Instrumenten das zu behandelnde Gewebe zunächst umfaßt, dann wird durch die Elektroden elektrochirurgische Energie angewandt, dann wird das Gewebe geschnitten oder getrennt und schließlich wird das Gewebe losgelassen und das Greifinstrument wird zu neuem Gewebe bewegt, damit der Prozeß wiederholt werden kann. Obwohl dieses Verfahren bei vielen chirurgischen Eingriffen sehr wirksam ist, kann es beim Einsatz in bestimmten Gewebearten, wie z.B. Gewebe der Mesenterien, mühsam sein, beim Bewegen des Instruments durch das Gewebe dieses ständig zu erfassen und wieder loszulassen. Da Gewebe, wie z.B. Gewebe der Mesenterien jedoch vaskulär ist und blutet, wenn die Blutgefäße nicht angemessen verschlossen werden, ist es wichtig sicherzustellen, daß das Blut im Gewebe vor dem Trennen des Gewebes auf beiden Seiten der Schnittlinie gründlich koaguliert wird. Da außerdem viele moderne chirurgische Eingriffe auf sehr engem Raum ausgeführt werden, kann es sein, daß nicht ausreichend Platz ist für die Anwendung eines Instruments mit Klemmbacken, die nach jeder Anwendung von elektrochirurgischer Energie geöffnet werden müssen.
• Daher wäre es vorteilhaft, einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor zu konstruieren, der geeignet ist, Gewebe zu koagulieren und zu schneiden, während er kontinuierlich durch das Gewebe bewegt wird. Ferner wäre es vorteilhaft, einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor zu konstruieren, der geeignet ist, Gewebe, einschließlich vaskulärer Strukturen, zu koagulieren und zu schneiden, während der Effektor kontinuierlich durch das Gewebe bewegt wird, wobei das Koagulationsgebiet im wesentlichen auf die Breite der Klemmanordnung begrenzt ist. Ferner wäre es vorteilhaft, einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor zu konstruieren, der geeignet ist, das koagulierte Gewebe kontinuierlich aufzunehmen, zu koagulieren und zu trennen, während der elektrochirurgische Effektor durch das Gewebe bewegt wird. Ferner wäre es vorteilhaft, einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor zu konstruieren, der geeignet ist, Gewebe kontinuierlich aufzunehmen, zu koagulieren und zu trennen, wobei sich der elektrochirurgische Strom durch das Gewebe im wesentlichen selbst begrenzt.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor zur Anwendung in medizinischen Instrumenten, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Ein bipolarer Effektor nach der vorliegenden Erfindung umfaßt: eine erste Gewebefläche, eine erste längliche Elektrode auf einer ersten Seite der ersten Gewebefläche und eine zweite längliche Elektrode auf einer zweiten Seite der ersten Gewebefläche. Die zweite Elektrode ist im allgemeinen im wesentlichen parallel zur ersten Elektrode. Ein bipolarer Effektor nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner: ein erstes zentrales Isoliergebiet, das die erste Elektrode von der zweiten Elektrode trennt, einen Gewebeschlitz, der eine zweite Gewebefläche von der ersten und zweiten Elektrode trennt, und eine Gewebetrenneinrichtung, die zwischen der ersten und der zweiten Gewebefläche positioniert ist. Die Gewebetrenneinrichtung umfaßt im allgemeinen: eine Teilkante an einem distalen Ende der Gewebetrenneinrichtung, eine erste Gewebeführung, die sich von der Teilkante in Richtung auf die erste Seite proximal weg erstreckt und eine zweite Gewebeführung, die sich von der Teilkante in Richtung auf die zweite Seite proximal weg erstreckt.
• In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein bipolarer Effektor umfassen: eine erste längliche Elektrode auf einer ersten Seite des Effektors, eine zweite längliche Elektrode auf der ersten Seite des Effektors, wobei die zweite Elektrode im wesentlichen parallel zur ersten Elektrode ist, eine dritte längliche Elektrode auf einer zweiten Seite des Effektors, wobei die dritte Elektrode im wesentlichen parallel zur ersten und zweiten Elektrode ist und eine vierte längliche Elektrode auf der zweiten Seite des Effektors, wobei die vierte längliche Elektrode im wesentlichen parallel zur ersten, zweiten und dritten Elektrode ist. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform trennt ein erstes zentrales Isoliergebiet die erste Elektrode von der dritten Elektrode und ein zweites zentrales Isoliergebiet trennt die zweite Elektrode von der vierten Elektrode und eine Gewebetrenneinrichtung ist zwischen dem ersten und dem zweiten zentralen Isoliergebiet proximal zum distalen Ende des Effektors positioniert. Die Gewebetrenneinrichtung kann umfassen: eine Teilkante an einem distalen Ende der Gewebetrenneinrichtung, eine erste Gewebefläche, die sich von der Teilkante in Richtung auf die erste Seite des Effektors proximal weg erstreckt, und eine zweite Gewebefläche, die sich von der Teilkante in Richtung auf die zweite Seite des Effektors proximal weg erstreckt.
• Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor, wobei die Gewebetrenneinrichtung ein keilförmiges Gebiet umfaßt, und einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor umfassen, wobei die erste Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber der dritten Elektrode positioniert ist und die zweite Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber der vierten Elektrode positioniert ist. Zusätzlich können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen bipolaren elektrochirurgischen Effektor umfassen, wobei die erste und zweite Elektrode elektrisch verbunden sind und die zweite und dritte Elektrode elektrisch verbunden sind.
• Genaue Beschreibung
• Die neuartigen Eigenschaften der Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen besonders ausgeführt. Die Erfindung selbst kann jedoch sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch der Betriebsverfahren gemeinsam mit ihren weiteren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden.
• Ausführliche Beschreibung der Erfindung
• Ein bipolares elektrochirurgisches Instrument nach der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Griff, eine Verlängerungsröhre, eine Klemmenanordnung und ein Stromkabel. Das bipolare elektrochirurgische Instrument umfaßt auch einen elektrochirurgischen Generator und einen Fußschalter. Der elektrochirurgische Generator kann durch ein Generatorstromkabel mit einer Wechselstromsteckdose verbunden sein. Der Generator kann zum Beispiel ein elektrochirurgischer HF-Generator sein, wie der als Modell ICC 350 von ERBE Elektromedizin GmbH erhältliche Generator. Der elektrochirurgische Generator kann durch einen herkömmlichen Fußschalter gesteuert und eingeschaltet werden, der durch ein Fußschalterkabel mit dem Generator verbunden sein kann. Der elektrochirurgische Generator kann mit dem bipolaren elektrochirurgischen Instrument durch ein Stromkabel verbunden sein, das geeignet ist, bipolare elektrochirurgische Energie zum bipolaren elektrochirurgischen Instrument zu übertragen.
• Der Effektor des bipolaren elektrochirurgischen Instruments umfaßt eine erste Elektrodenanordnung, eine zweite Elektrodenanordnung, eine zentrale Isolieranordnung, eine Gewebetrenneinrichtung und einen Gewebeschlitz. Die Gewebetrenneinrichtung kann vorzugsweise einen zentralen Keil umfassen, der eine Vorderkante, eine erste Keilwand und eine zweite Keilwand umfaßt. Obwohl Ausführungsformen von Gewebetrenneinrichtungen nach der vorliegenden Erfindung Vorderkanten umfassen können, die chirurgisch scharf sind, das heißt scharf genug, um durch gesundes Gewebe zu schneiden, ohne das Gewebe zu zerreißen, kann es unter bestimmten Umständen vorzuziehen sein, eine Gewebetrenneinrichtung anzuwenden, in der die Vorderkante chirurgisch stumpf ist, das heißt zu stumpf, um gesundes Gewebe leicht zu schneiden, jedoch scharf genug, um Gewebe zu schneiden, das elektrochirurgisch behandelt worden ist (z.B. ausgetrocknetes Gewebe). Der Effektor umfaßt eine erstes elektrisches Kabel und ein zweites elektrisches Kabel. Das erste elektrische Kabel und das zweite elektrische Kabel sind elektrisch mit dem Stromkabel verbunden und geeignet, elektrochirurgische Energie vom elektrochirurgischen Generator an den Effektor zu übertragen. Das erste elektrische Kabel umfaßt einen ersten elektrischen Leiter und das zweite elektrische Kabel umfaßt einen zweiten elektrischen Leiter. Der erste elektrische Leiter ist mit der ersten Elektrodenanordnung verbunden, zum Beispiel durch Silberlöten des ersten elektrischen Leiters an die erste Elektrodenanordnung. Der zweite elektrische Leiter ist mit der zweiten Elektrodenanordnung verbunden, zum Beispiel durch Silberlöten des zweiten elektrischen Leiters an die zweite Elektrodenanordnung. Die erste Elektrodenanordnung umfaßt eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, während die zweite Elektrodenanordnung eine dritte Elektrode und eine vierte Elektrode umfaßt.
• Die erste Elektrodenanordnung umfaßt die erste Elektrode und die zweite Elektrode, die durch ein erstes Halteglied elektrisch und mechanisch verbunden sind. Ferner umfaßt die zweite Elektrodenanordnung die dritte Elektrode und die vierte Elektrode, die durch ein zweites Halteglied elektrisch und mechanisch verbunden sind. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt das erste Halteglied mindestens einen Teil einer ersten Keilwand und das zweite Halteglied umfaßt mindestens einen Teil einer zweiten Keilwand. Die erste Elektrodenanordnung umfaßt auch eine erste Leiterkerbe und eine zweite Leiterkerbe, die geeignet sind, den ersten elektrischen Leiter bzw. den zweiten elektrischen Leiter aufzunehmen. Der erste elektrische Leiter ist elektrisch und mechanisch mit der ersten Elektrodenanordnung verbunden, zum Beispiel durch Löten des ersten elektrischen Leiters in die erste Leiterkerbe. Der zweite elektrische Leiter ist elektrisch und mechanisch mit der zweiten Elektrodenanordnung verbunden, zum Beispiel durch Löten des zweiten elektrischen Leiters in die zweite Leiterkerbe. Die zentrale Isolieranordnung, die aus einem elektrisch nicht leitendem Material im wesentlichen in der gleichen Form wie die erste Elektrodenanordnung und die zweite Elektrodenanordnung geformt sein kann, isoliert elektrisch die erste Elektrodenanordnung von der zweiten Elektrodenanordnung. Die zentrale Isolieranordnung umfaßt ferner einen Teil der ersten Keilwand, der zweiten Keilwand und der Vorderkante, die aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt sind.
• Die erste Gewebefläche 52 umfaßt eine (erste) Kontaktfläche der ersten Elektrode und eine (dritte) Kontaktfläche der dritten Elektrode. Die erste Gewebefläche kann ferner einen Teil der ersten zentralen Isoliereinrichtung umfassen, die die erste Kontaktfläche von der dritten Kontaktfläche trennt. Der Gewebeschlitz ist durch die erste Gewebefläche und die zweite Gewebefläche begrenzt. Die zweite Gewebefläche umfaßt eine (zweite) Kontaktfläche der zweiten Elektrode und eine (vierte) Kontaktfläche der vierten Elektrode. Die zweite Gewebefläche kann ferner einen Teil einer zweiten zentralen Isoliereinrichtung umfassen, die die zweite Kontaktfläche von der vierten Kontaktfläche trennt, wobei die zweite Kontaktfläche von der vierten Kontaktfläche elektrisch isoliert wird. Die Gewebetrenneinrichtung, die die Vorderkante, die erste Keilwand und die zweite Keilwand umfaßt, bildet zumindest einen Teil von dem proximalen Ende des Gewebeschlitzes. Ein äußerer Isoliermantel umgibt und isoliert die Elemente des Effektors und hält den Effektor und isoliert den Effektor elektrisch vom Gewebe außerhalb des Gewebeschlitzes. Die erste und die zweite Gewebefläche können ebenfalls zumindest einen Teil des Isoliermantels umfassen. Der Isoliermantel umfaßt auch eine obere Seziereinrichtung und eine untere Seziereinrichtung, die beide teilweise kegelförmige Gebiete an beiden Seiten des distalen Endes des Gewebeschlitzes umfassen. Die obere Seziereinrichtung umfaßt eine obere Rampenfläche und die untere Seziereinrichtung umfaßt eine untere Rampenfläche, die sich vom distalen Ende der Klemmenvorrichtung zur distalen Öffnung des Gewebeschlitzes erstrecken.
• Der Gewebeschlitz 50 ist deutlich sichtbar mit der oberen Rampenfläche und der unteren Rampenfläche, die in den Gewebeschlitz führen. Das erste Elektrodenkabel und der erste elektrische Leiter erstrecken sich von der Klemmenanordnung durch die Verlängerungsröhre und den Griff zum Stromkabel.
• Der Effektor ist in den Isoliermantel eingebettet mit der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche, die zumindest einen Teil der ersten Gewebefläche und der zweiten Gewebefläche bilden, wobei das erste elektrische Kabel sich durch den Isoliermantel und in die Verlängerungsröhre erstreckt. Die Gewebetrenneinrichtung 40 umfaßt die Vorderkante, die erste Wand und die zweite Wand. Die erste Wand umfaßt einen Teil der zentralen Isolieranordnung, das erste Halteglied der ersten Elektrodenanordnung und einen Teil des Isoliermantels, während die zweite Wand einen Teil der zentralen Isolieranordnung, einen Teil des zweiten Halteglieds der zweiten Elektrodenanordnung und einen Teil des Isoliermantels umfaßt.
• Die dritte und die vierte Elektrode sind elektrisch durch das Halteglied verbunden, während die erste und die zweite Elektrode durch ein weiteres Halteglied elektrisch verbunden sind. Die dritte und die vierte Elektrode sind mit einem zweiten elektrischen Kabel verbunden, das durch das bipolare Stromkabel mit einem ersten Ausgang des elektrochirurgischen Generators verbunden ist. Die erste und die zweite Elektrode sind mit einem zweiten elektrischen Kabel verbunden, das durch das bipolare Stromkabel mit einem zweiten Ausgang des elektrochirurgischen Generators verbunden ist. Die Elektroden sind aus einem elektrisch leitenden Material konstruiert, während die zentralen Isoliereinrichtungen aus einem Material konstruiert sind, das nicht elektrisch leitend ist. In der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das aktive Gebiet der Effektorelektroden (d.h. die inneren Kontaktflächen) im wesentlichen C-förmig konstruiert sein. Nachdem die Kabel an die Elektrodenanordnungen geschweißt wurden, werden die Elektrodenanordnungen mit der Isolieranordnung gestapelt, um den Effektor zu bilden. Eine keilförmige Gewebetrenneinrichtung kann dann in die Rückseite des Gewebeschlitzes abgeschrägt werden, wobei die Vorderkante in der Mitte der Isolieranordnung angeordnet ist. Obwohl die Gewebetrenneinrichtung als keilförmig dargestellt und beschrieben ist, wären auch eine Reihe alternativer Formen geeignet, die Gewebetrenneinrichtung zu bilden, einschließlich eines langen, dünnen Abschnittes, der im wesentlichen in der Mitte des Gewebeschlitzes positioniert ist. Weitere geeignete Formen, die dazu dienen, das Gewebe in zwei Teile zu trennen, sind für Fachleute offensichtlich.
• In der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform gibt es eine Reihe von Abmessungen, die angepaßt werden können, um die Funktion des Instruments für bestimmte Gewebearten und bestimmte chirurgische Anwendungen zu optimieren. Insbesondere ist W_G die Höhe des Gewebeschlitzes, W_e ist die Breite der Elektrodenkontaktfläche und W_i ist die Breite des Teils der zentralen Isolieranordnung, der die Elektrodenkontaktflächen trennt. Noch genauer ist W_i der nominelle Abstand zwischen der ersten und der dritten Elektrodenkontaktfläche und der zweiten und der vierten Elektrodenkontaktfläche entlang der Länge des Gewebeschlitzes. Es ist wichtig, daß W_i breit genug ist, um dielektrischen Durchschlag zwischen den Elektroden zu verhindern. Ferner kann die Geschwindigkeit, mit der das Gewebe ausgetrocknet wird, durch die Breite W_i gesteuert werden: je größer W_i ist, desto langsam trocknet das Instrument Gewebe aus und je kleiner W_i ist, desto schneller trocknet das Instrument Gewebe aus bis zu einem optimalen Minimalwert von ungefähr 0,5 mm (0,020''). W_i ist vorzugsweise im wesentlichen konstant entlang der Länge des Gewebeschlitzes, da die erste Elektrode vorzugsweise parallel ist zur dritten Elektrode entlang der Länge des Gewebeschlitzes und die zweite Elektrode vorzugsweise parallel ist zur vierten Elektrode entlang der Länge des Gewebeschlitzes. Die Schlitzhöhe W_G ist vorzugsweise konstant entlang der gesamten Länge des Gewebeschlitzes, da die erste und die dritte Kontaktfläche vorzugsweise parallel sind zur zweiten bzw. vierten Kontaktfläche entlang der gesamten Länge des Gewebeschlitzes. Obwohl eine konstante W_G die bevorzugte Anordnung darstellt, kann es unter bestimmten Umständen wünschenswert sein, einen Gewebeschlitz zu konstruieren, in dem die Breite des Gewebeschlitzes sich entlang seiner Länge ändert, zum Beispiel kann es wünschenswert sein, einen Gewebeschlitz zu konstruieren, der sich von seiner distalen Öffnung zur Gewebetrenneinrichtung an seinem seitlichen Ende verjüngt, um den Druck auf das behandelte Gewebe zu erhöhen, wenn es durch den Gewebeschlitz bewegt wird. In einem bipolaren elektrochirurgischen Instrument gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch das Instrument so konstruiert, daß die Höhe W_G an jedem Punkt entlang der Länge des Gewebeschlitzes während der Zeit, in der das Gewebe durch den Gewebeschlitz bewegt und behandelt wird, im allgemeinen fest und unveränderlich ist. In einem typischen Instrument gemäß der vorliegenden Erfindung wäre ein bevorzugter Wert von W_G im Bereich von ungefähr 0,5 mm (0,020'') – 0,75 mm ( 0,030''), von dem erwartet würde, daß eine optimale Kompression der Blutgefäße in der Größenordnung von ungefähr einem bis vier Millimeter Durchmesser bereitgestellt wird, wenn die Blutgefäße in den Gewebeschlitz und an diesem entlang bewegt werden. Ein Instrument mit einer größeren Höhe W_G kann einen größeren Bereich von Gefäßen (z.B. 4 – 7 mm) oder dickeres Gewebe aufnehmen und behandeln. Derartige Blutgefäße finden sich zum Beispiel in Nebenzweigen der Vena Saphena, die verschlossen werden müssen, wenn die Vena Saphena für die Verwendung zum Beispiel in arteriellen Bypass-Operationen entnommen wird. Sobald Gewebe, wie zum Beispiel Nebenzweige der Vena Saphena, in den Gewebeschlitz eingeführt wird, kann durch die Elektroden elektrochirurgische Energie auf die Venennebenzweige angewandt werden. Ferner ist aus Gründen, die im folgenden ausgeführt werden, zu erwarten, daß optimale Kauterisation des Gewebes im Gewebeschlitz eintritt, wenn W_G weniger als zweimal W_e beträgt. Eine größere Länge des Gewebeschlitzes kann auch wünschenswert sein, da die gesamte Impedanz umso niedriger ist und das Gewebe umso schneller kocht, je mehr Gewebe im Schlitz aufgenommen wird.
• Das bipolare elektrochirurgische Instrument gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Kauterisieren und Schneiden von Gewebe der Mesenterien, einschließlich von Blutgefäßen in dem Gewebe der Mesenterien, während einer Abdominaloperation verwendet werden.
• Im Betrieb wird Gewebe, wie z.B. Gewebe der Mesenterien, von einem Chirurg in das distale Ende des Gewebeschlitzes eingeführt. Gewebe wird durch die obere Rampenfläche und die untere Rampenfläche in den Gewebeschlitz geführt, während die obere Seziereinrichtung und die untere Seziereinrichtung dazu dienen, umgebendes Gewebe vom Gewebeschlitz wegzuführen, indem sie das zu behandelnde Gewebe vom umgebenden Gewebe trennen und verhindern, daß das umgebende Gewebe in den Gewebeschlitz gepreßt wird. Wenn Gewebe in den Gewebeschlitz gepreßt wird, wird der Chirurg elektrochirurgische Energie an die Elektroden leiten, indem er zum Beispiel den elektrochirurgischen Generator unter Verwendung von zum Beispiel dem Fußschalter einschaltet. Wenn der elektrochirurgische Generator eingeschaltet ist, erzeugt er eine elektrische Wechselspannung an den Elektroden. Die momentane elektrische Spannung an der dritten Elektrode ist dieselbe wie die momentane elektrische Spannung an der vierten Elektrode, während die momentane elektrische Spannung an der ersten Elektrode dieselbe ist wie die momentane elektrische Spannung an der zweiten Elektrode. Die erste und die zweite Elektrode haben eine momentane elektrische Spannung, die sich von der elektrischen Spannung, die an der dritten und der vierten Elektrode anliegt, unterscheidet und allgemein von derselben Größe und entgegengesetzten Polarität ist wie diese. Weil daher eine Potentialspannung zwischen den Elektroden unterschiedlicher elektrischer Potentiale erzeugt wird, wird elektrischer Strom zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode fließen, wenn elektrisch leitendes Material, wie z.B. Gewebe, in Kontakt mit sowohl der ersten Kontaktfläche als auch der dritten Kontaktfläche angeordnet wird. Entsprechend wird elektrischer Strom zwischen der zweiten Elektrode und der vierten Elektrode fließen, wenn elektrisch leitendes Material, wie z.B. Gewebe, in Kontakt mit sowohl der zweiten Kontaktfläche als auch der vierten Kontaktfläche angeordnet wird. Da jedoch elektrischer Strom den Weg des geringsten Widerstands sucht, der, wenn alle anderen Variabeln konstant sind, der kürzeste Weg ist, wird der durch das Gewebe im Gewebeschlitz fließende Strom dazu neigen, auf einem ersten Hauptweg zwischen der ersten Kontaktfläche und der dritten Kontaktfläche und auf einem zweiten Hauptweg zwischen der zweiten Kontaktfläche und der vierten Kontaktfläche zu fließen. Dennoch wird Strom auch auf alternativen Wegen fließen. Da ferner der kürzeste Weg durch das Gewebe im Gewebeschlitz entlang dem Gebiet in der Nähe der Oberfläche des Gewebes verläuft, wird anfänglich die Stromdichte in dem Gebiet entlang und dicht unter der Oberfläche des Gewebes am höchsten sein. Wenn das Gewebe in der Nähe der Ober- und Unterseite des Gewebeschlitzes anfängt, sich zu erwärmen und auszutrocknen, nimmt sein elektrischer Widerstand zu, und die Hauptstromwege werden immer tiefer in das Gewebe in Richtung des Mittelpunkts zwischen der ersten Gewebefläche und der zweiten Gewebefläche getrieben. Dieser Prozeß wird durch den Druck auf das Gewebe im Gewebeschlitz unterstützt, der Flüssigkeiten, einschließlich von Wasser und Blut, aus dem Gewebe drückt, wenn dieses in den Gewebeschlitz gedrückt wird, und der dazu dient, die Koagulation und den Verschluß von in den Gewebeschlitz eingeführten Blutgefäßen zu erleichtern. Der Gewebeschlitz ist dazu konstruiert, das zu behandelnde Gewebe aufzunehmen und dabei beträchtlichen Druck auf das Gewebe auszuüben, wenn es in den Gewebeschlitz geschoben wird. Ein Effektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch vorteilhaft, daß der Stromfluß durch das Gewebe dazu neigt, sich selbst zu begrenzen.
• Sobald das Gewebe angemessen ausgetrocknet wurde, wird der Stromfluß, und damit die Widerstandserwärmung im Gewebe, verringert oder beendet, wodurch die Energieübertragung beendet wird. In einem Effektor gemäß der vorliegenden Erfindung, wird das Gewebe im Gewebeschlitz sehr schnell ausgetrocknet und das die Gewebetrenneinrichtung erreichende Gewebe wird im allgemeinen vollständig ausgetrocknet sein und alle Blutgefäße im Gewebe werden auf beiden Seiten des Gewebeschlitzes verschlossen sein. Wenn das behandelte Gewebe die Spitze der Gewebetrenneinrichtung passiert, wird es daher durch die Vorderkante in zwei Teile getrennt und von der ersten Keilwand und der zweiten Keilwand aus dem Gewebeschlitz geleitet.
• Allgemeiner gesehen arbeitet ein bipolares elektrochirurgisches Instrument gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anwendung von Widerstandserwärmung zum Kochen des Gewebes senkrecht von den äußeren Kanten des Gewebes in Richtung Mitte und seitwärts, indem es vom zentralen Teil nach außen in Richtung der Kanten des Gewebeschlitzes arbeitet, während sich das Gewebe kontinuierlich durch den Gewebeschlitz bewegt. Wenn sich Gewebe in der Nähe der Ober- und Unterseite des Gewebeschlitzes und zwischen den Isoliereinrichtungen zu erwärmen beginnt, erhöht sich der Widerstand im behandelten Gewebe und Strom wird durch andere Wege mit niedrigerem Widerstand geleitet. Daher sinkt die Stromdichte im anfänglichen Gewebeteil und steigt in den Gebieten mit niedrigerem Widerstand, was dafür sorgt, daß diese Gebiete sich erwärmen. Dieser Prozeß setzt sich fort, bis das Gewebe gründlich behandelt ist und sich der Widerstand in dem gesamten behandelten Gebiet erhöht. Wenn der Widerstand im Gewebe steigt, steigt die vom elektrochirurgischen Generator wahrgenommene Impedanzlast und die vom Gewebe dargestellte Last paßt nicht mehr zur Ausgabe des Generators. Bei einer beträchtlichen Fehlanpassung der Last wird wenig oder keine zusätzliche Energie in das Gewebe abgeleitet.
• Ein Effektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders günstig, da er dazu führt, daß das problematischste Gebiet, das heißt das Gebiet in der Mitte des Gewebeschlitzes, durch das die Vorderkante passiert, das als erstes behandelte Gebiet und das Gebiet ist, das am gründlichsten behandelt wird. Genauer gesagt wird, wenn sichergestellt ist, daß die Höhe W_G des Gewebeschlitzes weniger als zweimal die Elektrodenbreite W_e beträgt, das Gewebe in der Mitte des Gewebeschlitzes als erstes und wirksam gekocht. Ferner tritt wenig oder kein thermischer Schaden am Gewebe außerhalb der Klemmenanordnung auf, da der Strom in einem Effektor gemäß der vorliegenden Erfindung sich selbst begrenzt, und der thermische Schaden ist auf das Gebiet begrenzt, das nötig ist, um sicherzustellen, daß das Gewebe auf beiden Seiten der Schnittlinie angemessen koaguliert und verschlossen ist. Da sich ferner die Übertragung von Energie auf das Gewebe selbst reguliert, kann der Chirurg fortfahren, Energie auf das Instrument zu leiten, und kann das Instrument seitwärts mit einer dem Chirurgen angenehmen Geschwindigkeit durch das Gewebe bewegen, ohne wesentlichen seitlichen thermischen Schaden an dem die Klemmenvorrichtung umgebenden Gewebe. Der Chirurg kann sogar die Bewegung des Instruments durch das Gewebe anhalten und weiter den elektrochirurgischen Generator einschalten und der Strom im Gewebe wird sich mit wenig oder keinem thermischen Schaden an dem die Klemmenvorrichtung umgebenden Gewebe selbst begrenzen, nachdem das Gewebe im Effektor behandelt ist. Insbesondere ist zu erwarten, daß der durch die thermische Ableitung vom koagulierten Gewebe verursachte seitliche thermische Schaden normalerweise in der Größenordnung von 0,5 bis 1 mm außerhalb der Klemmenanordnung liegt. Als zusätzlicher Vorteil, da die Anwendung des Instruments aus den oben ausgeführten Gründen keine besonderen technischen Fertigkeiten erfordert, werden verschiedene Chirurgen, die das Instrument in ähnlichem Gewebe anwenden, wahrscheinlich im wesentlichen ähnliche Ergebnisse erzielen.
• Bipolare elektrochirurgische Instrumente, die Effektoren gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, sind besonders für die Anwendung zum Verschließen und Schneiden einzelner Blutgefäße geeignet. Obwohl Blutgefäße im allgemeinen hart sind, wird die Zerstörung von Kollagen durch die elektrochirurgische Energie und der Druck, der entsteht, wenn sie durch den Gewebeschlitz gedrückt werden, das Gefäßgewebe wesentlich weicher als gewöhnlich machen, was es leicht macht, das behandelte Gefäß unter Verwendung der Gewebetrenneinrichtung mechanisch abzubinden. Daher wird bei der Anwendung eines Effektors gemäß der vorliegenden Erfindung ein in den Gewebeschlitz eingeführtes Blutgefäß in einem einzigen Schritt zusammengedrückt und koaguliert, wodurch das Gefäß verschlossen wird, um zu verhindern, daß es ausläuft, wenn es geschnitten wird. Das Gefäß wird dann in der Mitte des koagulierten Gebiets getrennt, was zwei verschlossene Enden hinterläßt, was die Notwendigkeit vermindert oder beseitigt, zwei oder mehr mechanische Klemmen zu verwenden, um das Gefäß zu verschließen, bevor es geschnitten wird. Ferner kann es vorteilhaft sein, eine Gewebetrenneinrichtung zu verwenden, die eine chirurgisch stumpfe Vorderkante umfaßt, da eine chirurgisch stumpfe Gewebetrenneinrichtung gesundes Gewebe nicht schneidet, wenn dieses in den Gewebeschlitz eingeführt wird, und so verhindert, daß gesundes Gewebe versehentlich geschnitten wird, wenn es vor der Anwendung elektrochirurgischer Energie durch den Chirurgen in den Gewebeschlitz gedrückt wird. Sobald das Gewebe im Schlitz elektrochirurgisch behandelt ist, ist es ausgetrocknet und kann leicht von der Gewebetrenneinrichtung getrennt werden.
• Es wird erkannt, daß die hier dargestellten und beschriebenen Strukturen durch gleichwertige Strukturen ersetzt werden können, und daß die beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsform nicht die einzige Struktur ist, die zur Umsetzung der beanspruchten Erfindung verwendet werden kann. Als ein Beispiel einer gleichwertigen Struktur, die verwendet werden kann, um die vorliegende Erfindung umzusetzen, kann die Klemmenvorrichtung aus einem elektrisch nicht leitenden Material geformt sein mit Elektroden, die elektrisch leitendes Material umfassen, angeordnet an der Innenfläche des Gewebeschlitzes und durch elektrische Leiter, wie z.B. Kabel, mit dem ersten elektrischen Kabel und dem zweiten elektrischen Kabel verbunden. Als ein weiteres Beispiel können eine oder mehrere der Elektroden eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Gebieten oder Flächen umfassen, die entlang dem Inneren des Gewebeschlitzes so angeordnet sind, daß sie Elektrodengebiete bilden, die im wesentlichen dasselbe Gebiet auf den Innenflächen des Gewebeschlitzes bedecken wie die hier beschriebenen Elektroden. Als ein weiteres Beispiel können eine oder mehrere der Elektroden einen Federmechanismus umfassen, der geeignet ist, die Kontaktfläche gegen das im Gewebeschlitz befindliche Gewebe zu drücken, um den Kontakt zwischen dem Gewebe im Gewebeschlitz zu verbessern. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nur eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode umfassen, wobei die zweite Gewebefläche keine Elektroden umfaßt und zum Beispiel aus nicht leitendem Material konstruiert ist.
• Es versteht sich, daß die Wirkungen der vorliegenden Erfindung auf das Gewebe nicht vollständig charakterisiert wurden. Es ist davon auszugehen, daß das Gewebe in der Mitte des Gewebeschlitzes als Ergebnis des zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms vollständig ausgetrocknet wird. Da sich der Temperaturgradient im Gewebe entfernt von der Mitte des Gewebeschlitzes verringert, wird Gewebe auf beiden Seiten der Mitte wahrscheinlicher koaguliert und erreicht nicht den Zustand völliger Austrocknung. Es wird weiter davon ausgegangen, daß der im zentralen Gewebe entstehende Dampf dabei hilft, das Gewebe zu zerbrechen, was den Arbeitsvorgang durch die Gewebetrenneinrichtung erleichtert.
• Obwohl hier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, daß derartige Ausführungsformen nur als Beispiele bereitgestellt wurden. Zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen werden Fachleuten einfallen, ohne daß diese den Bereich der Erfindung verlassen. Entsprechend ist vorgesehen, daß die Erfindung nur durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims (12)

1. Bipolarer elektrochirurgischer Effektor zur Anwendung in medizinischen Instrumenten, wobei genannter Effektor umfaßt: eine erste Gewebefläche; eine erste längliche Elektrode auf genau einer ersten Seite von genannter erster Gewebefläche; eine zweite längliche Elektrode auf genau einer zweiten Seite von genannter erster Gewebefläche, wobei genannte zweite Elektrode im wesentlichen parallel zu genannter erster Elektrode ist; ein erstes zentrales Isoliergebiet, das genannte erste Elektrode von genannter zweiter Elektrode trennt; eine zweite Gewebefläche, die von genannten ersten und zweiten Elektroden durch einen Gewebeschlitz getrennt ist, wobei genannter Gewebeschlitz durch einen Abstand zwischen genannter erster Gewebefläche und genannter zweiter Gewebefläche definiert ist, wobei genannter Abstand fest ist; und eine Gewebetrenneinrichtung, die zwischen genannten ersten und zweiten Gewebeflächen positioniert ist, wobei genannte Gewebetrenneinrichtung umfaßt: eine Teilkante an einem distalen Ende von genannter Gewebetrenneinrichtung, eine erste Gewebeführung, die sich von genannter Teilkante in Richtung auf genannte erste Seite proximal weg erstreckt, und eine zweite Gewebeführung, die sich von genannter Teilkante in Richtung auf genannte zweite Seite proximal weg erstreckt.
2. Effektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner umfaßt: eine dritte längliche Elektrode auf einer ersten Seite von genannter zweiter Gewebefläche; eine vierte längliche Elektrode auf einer zweiten Seite von genannter zweiter Gewebefläche, wobei genannte vierte längliche Elektrode im wesentlichen parallel zu genannter dritter länglicher Elektrode verläuft, und ein zweites zentrales Isoliergebiet, das genannte dritte Elektrode von genannter vierter Elektrode trennt.
3. Effektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß genannte erste Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber genannter dritter Elektrode positioniert ist und genannte zweite Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber von genannter vierter Elektrode positioniert ist.
4. Effektor nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte erste und zweite Elektroden elektrisch verbunden sind und genannte zweite und dritte Elektroden elektrisch verbunden sind.
5. Effektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Höhe entlang der Länge von genanntem Gewebeschlitz im wesentlichen konstant ist.
6. Bipolarer elektrochirurgischer Effektor nach Anspruch 1 zur Anwendung in medizinischen Instrumenten, wobei genannter Effektor umfaßt: die erste längliche Elektrode auf einer ersten Seite von genanntem Effektor; eine dritte längliche Elektrode auf genannter erster Seite von genanntem Effektor, wobei genannte dritte Elektrode im wesentlichen parallel zu genannter erster Elektrode verläuft; die zweite längliche Elektrode auf einer zweiten Seite von genanntem Effektor, wobei genannte zweite Elektrode im wesentlichen parallel zu genannten ersten und dritten Elektroden verläuft; eine vierte längliche Elektrode auf genannter zweiter Seite von genanntem Effektor, wobei genannte vierte längliche Elektrode im wesentlichen parallel zu genannten ersten, zweiten und dritten Elektroden verläuft und wobei genannte erste und dritte Elektroden von genannten dritten und vierten Elektroden durch einen im wesentlichen konstanten Spalt getrennt sind; das erste zentrale Isoliergebiet, das genannte erste Elektrode von genannter zweiter Elektrode trennt; ein zweites zentrales Isoliergebiet, das genannte dritte Elektrode von genannter vierter Elektrode trennt; und die Gewebetrenneinrichtung, die zwischen genannten ersten und zweiten zentralen Isoliergebieten proximal zum distalen Ende von genanntem Effektor positioniert ist, wobei genannte Gewebetrenneirichtung umfaßt: eine Teilkante am distalen Ende von genannter Gewebetrenneinrichtung; eine erste Gewebefläche, die sich von genannter Teilkante in Richtung auf genannte erste Seite von genanntem Effektor proximal weg erstreckt; und eine zweite Gewebefläche, die sich von genannter Teilkante in Richtung auf genannte zweite Seite von genanntem Effektor proximal weg erstreckt.
7. Bipolarer elektrochirurgischer Effektor nach Anspruch 1 zur Anwendung in medizinischen Instrumenten, wobei genannter Effektor umfaßt: einer erste Innenfläche, die sich von einem proximalen Ende von genanntem Effektor zu einem distalen Ende von genanntem Effektor erstreckt; eine zweite Innenfläche, wobei der Raum zwischen genannten ersten und zweiten Innenflächen einen Gewebeaufnahmespalt mit einer festen Höhe an jedem Punkt entlang von genanntem Gewebeschlitz bildet; die erste längliche Elektrode auf einer ersten Seite von genannter erster Innenfläche; eine dritte längliche Elektrode auf einer ersten Seite von genannter zweiter Innenfläche, wobei genannte dritte Elektrode im wesentlichen parallel zu genannter erster Elektrode verläuft; die zweite längliche Elektrode auf einer zweiten Seite von genannter erster Innenfläche; eine vierte längliche Elektrode auf einer zweiten Seite von genannter zweiter Innenfläche, wobei genannte zweite Elektrode im wesentlichen parallel zu genannter dritter Elektrode verläuft; wobei sich das erste Isoliergebiet auf genannter erster Innenfläche befindet und genannte erste Elektrode von genannter zweiter Elektrode trennt; ein zweites Isoliergebiet auf genannter zweiter Innenfläche, das genannte dritte Elektrode von genannter vierter Elektrode trennt; und die Gewebetrenneinrichtung eine Gewebetrenneinrichtung mit einem zentralen Keil ist, die in genanntem Spalt zwischen genannten ersten und zweiten Flächen positioniert ist, wobei genannter zentraler Keil umfaßt: eine Vorderkante an einem distalen Ende von genanntem zentralen Keil; eine erste Gewebefläche, die sich von genannter Vorderkante in Richtung auf genannte erste Seite von genanntem Effektor proximal erstreckt; eine zweite Gewebefläche, die sich von genannter Vorderkante in Richtung auf genannte zweite Seite von genanntem Effektor proximal erstreckt.
8. Effektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Innenfläche im wesentlichen parallel zu genannter zweiter Innenfläche verläuft.
9. Effektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß genannte erste Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber genannter zweiter Elektrode positioniert ist und genannte dritte Elektrode im wesentlichen direkt gegenüber genannter vierter Elektrode positioniert ist.
10. Effektor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß genannte erste und dritte Elektroden elektrisch verbunden sind und genannte zweite und vierte Elektroden elektrisch verbunden sind.
11. Effektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Gewebetrenneinrichtung ferner ein keilförmiges Gebiet umfaßt.
12. Effektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Teilkante chirurgisch stumpf ist.