Connect public, paid and private patent data with Google Patents Public Datasets

Chirurgisches gerät zur abgabe von angeregten inertgasatomen sowie handgriff und kontrollsystem dafür

Info

Publication number
DE60127701T2
DE60127701T2 DE2001627701 DE60127701T DE60127701T2 DE 60127701 T2 DE60127701 T2 DE 60127701T2 DE 2001627701 DE2001627701 DE 2001627701 DE 60127701 T DE60127701 T DE 60127701T DE 60127701 T2 DE60127701 T2 DE 60127701T2
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE2001627701
Other languages
English (en)
Other versions
DE60127701D1 (de )
Inventor
Naim Erturk 81110 Bostanci Tanrisever
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanrisever Naim Erturk
Tanrisever Naim Erturk Bostanci
Original Assignee
Tanrisever Naim Erturk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/042Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating using additional gas becoming plasma
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/48Generating plasma using an arc
    • H05H2001/481Corona discharges
    • H05H2001/483Pointed electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS test
    • H05H2245/12Applications
    • H05H2245/122Applications medical applications, e.g. plasma scalpels, blades, bistouri

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • [0001]
    Diese Erfindung betrifft generell Operationseinrichtungen und im Besonderen ein zum Schneiden, zur Koagulation und zur Verdampfung von Gewebe benutztes Operationsgerät.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • [0002]
    Traditionelle Operationsverfahren haben lange das Schneiden von Gewebe mit mechanischen Messern enthalten. Eines der grundlegenden Probleme mit mechanischen Messern jedoch besteht darin, dass sie beim Schneiden des Gewebes eine Blutung erzeugen. Zusätzlich zu dem unvermeidlichen und unerwünschten Verlust von Blut besteht ein zusätzliches Risiko, dass man nicht in der Lage ist, die Blutung in bestimmten Geweben, wie z.B. das Gehirn, und in bestimmten Organen, wie z.B. der Leber, der Milz und der Pankreas, zu stoppen. Weiterhin besteht dort, wo es das Ziel der Operation ist, krebsartige Wucherungen zu entfernen, ein durch das mechanisch geschnittene Gewebe erzeugtes Risiko der Übertragung von Krebszellen durch die offenen Kanäle, wie z.B. Adern, Arterien, Gallenkanäle oder Lymphkanäle.
  • [0003]
    Grundsätzlich lässt sich das Schneiden von Gewebe mit einem Messer als Anwendung von Energie mit mechanischer Kraft in der Form der harten, scharten Kante des Metallmessers durch Anwendung von mechanischem Druck auf eine dünne Linie eines weicheren Gewebes, um das Gewebe lokal zu unterbrechen, beschreiben. Zusätzlich zur oder an Stelle der mechanischen Energie und des mechanischen Drucks können in der Chirurgie jedoch Energien und Mechanismen, wie z.B., ohne darauf beschränkt zu sein, mechanische Stoß- oder Wärmeenergiemechanismen, wie z.B. Niedrigtemperaturkühlung oder Hochtemperaturverätzung, angewendet werden.
  • [0004]
    Z.B. kann für hartes Gewebe, wie Knochen, eine Säge benutzt werden, um den Knochen durch die mechanische Stoßwirkung und den Kraftimpuls der harten Sägezähne aus Metall, wodurch auch thermische Energie erzeugt wird, zu brechen. Auch Ultraschallschwingungswerkzeuge wenden eine mechanische Wirkung zur Zerstörung von Geweben an, die verhältnismäßig weicher als das mechanische Werkzeug sind. Tieftemperatureinrichtungen kühlen Gewebe auf eine Gefriertemperatur ab, um es zu zerstören. Von einer Metallmasse übertragene Wärmeenergie kann benutzt werden, um unerwünschte Gewebe zu zerstören und gleichzeitig durch Benutzung eines Ätzmechanismus Blutung zu stoppen. Wenn die Metallmasse mit elektrischer Energie erwärmt wird, wird sie als bipolare Ätzeinrichtung bezeichnet. Wärmeenergie kann auch durch elektrische Entladung auf das Gewebe übertragen werden.
  • [0005]
    Einige Hochtemperatur-Wärmeenergietechniken enthalten die Benutzung von Elektronen, Ionen, Atomen oder Photonen zur Anwendung der Wärmeenergie. Monopolare Ätzeinrichtungen übertragen Energie unter Verwendung einzelner Elektronen und Ionen von Gasatomen auf das Gewebe. Laser benutzen die Umwandlung von Einzelphotonenergie in Photonenpaketen in Wärmeenergie, um die Gewebe zu treffen und sie zu zerstören oder ihre Blutung zu stoppen.
  • [0006]
    Die obigen Energien und Mechanismen lassen sich kombinieren, wie z.B. durch Tiefkühl- oder Ultraschallmesser belegt wird. Für alle obigen Techniken, bei denen eine Materialmasse, wie z.B. Metall oder Kunststoff, benutzt wird, um Wärmeenergie auf Gewebe oder von Gewebe zu übertragen, wird jedoch ein relativ großer Energiebetrag übertragen. Techniken dagegen, die Partikel wie Elektronen, Ionen, Atome oder Photonen benutzen, übertragen einen relativ kleinen Energiebetrag. Für Erläuterungszwecke kann der auf ein Gewebe übertragene Gesamtwärmeenergiebetrag als die Anzahl der pro Energieatom aufgewendeten Atome berechnet werden, in der Annahme, dass in dem Augenblick, in dem das Metall oder die Materialmasse das Gewebe berührt, seine gesamte Energie auf das Gewebe übertragen wird. So lässt sich der Einsatz von einem Kubikzentimeter Titan für die Wärmeübertragung mit der Verwendung des Kubikmillimeters eines Inertgases, wie z.B. in einem Plasmagerät, vergleichen. Ein Mol Argongas wiegt ca. 40 g, und sei Volumen beträgt 22,4 l (22.400.000 Kubikmillimeter), aber ein Mol Titan wiegt ca. 48 g, und sein Volumen beträgt 10,55 Kubikzentimeter (10.550 Kubikmillimeter). In Berücksichtigung, dass ein Mol Metall 6.022 × 1023 Atome hat, ist die im Augenblick der Berührung mit dem Kubikmillimeter Titan übertragene Wärmeenergie die Wärmeenergie von ca. 5,7 × 1019 Atomen. Ein Kubikmillimeter Inertgas hat nur 27 × 1016 Atome, was mehr als zweitausend Mal weniger ist als die Anzahl Atome in einem Kubikmillimeter eines relativ leichten Metalls. Es ist typischerweise praktisch nicht möglich, ein Titanteil auf Gewebe kleiner als ein Kubikmillimeter anzuwenden, aber es ist möglich, ein Inertgas kurzzeitig auf ein Gewebe kleiner als ein Kubikmillimeter anzuwenden. So ist es, selbst wenn die Temperatur des Titan 1.000°C beträgt und die des Inertgases 10.000°C, möglich, die gesamte durch das Gas angewandte Energie auf tausend Mal weniger als die durch das Metall angewandte Energie zu konzentrieren. Auf jeden Fall kann man eine solch hohe Energie pro Atom oder „Quanten"-Energie nicht mit einem Metall übertragen, weil das Metall schmilzt, sobald es seine Schmelztemperatur erreicht.
  • [0007]
    Messer, Sägen, bipolare Operationseinrichtungen und Ultraschalleinrichtungen übertragen Wärmeenergie unter Benutzung von Materialmassen. Die Übertragung von Wärmeenergie unter Einsatz monopolarer Operationseinrichtungen beinhaltet die Übertragung von Wärmeenergie von Elektronen, Ionen und einigen der Atome des Gewebes im behandelten Bereich. Dies bedeutet, dass die übertragene Gesamtenergie sich sehr gut steuern lässt. Einer der Nachteile von monopolaren Einrichtungen ist jedoch die technische Notwendigkeit des Anschlusses eines zweiten Pols an den Körper des Patienten. Dieser Anschluss kann weit vom operierten Gewebe entfernt oder in seiner Nähe erfolgen. In beiden Fällen kann es sein, dass andere Gewebe von den durch diese Gewebe strömenden elektrischen Strömen negativ beeinflusst werden. Wo der zweite Polanschluss von dem Gewebe, an dem operiert wird, weit entfernt ist, können die Ströme einen großen Betrag anderen Gewebes beeinflussen. Wo der zweie Polanschluss in der Nähe liegt, ist dichter am Operationsort gelegenes Gewebe betroffen. Dies macht die Anwendung der monopolaren Technik auf empfindliche Gewebe, wie z.B. Hirngewebe, im Wesentlichen unmöglich. Zusätzlich können durch Elektronen und Ionen übertragene Partikelenergien sehr hoch sein und in der Größenordnung von 10-20 Elektronenvolt liegen.
  • [0008]
    Die Verwendung von Photonen für die Energieübertragung, wie z.B. durch Laser, löst nicht nur das Gesamtenergiesteuerungsproblem, sondern auch das Partikelenergiesteuerungsproblem. Aber wenn der Laserstrahl auf das Gewebe trifft, entstehen individuelle Photonen, und die Durchdringung der Gewebemoleküle durch die Photonen lässt sich im Allgemeinen nicht ausreichend steuern, um sicherzustellen, dass es zu keiner molekularen Beschädigung von Geweben weit hinter der Anwendungsfläche kommt.
  • [0009]
    Im Allgemeinen zerstört die Anwendung von Wärmeenergie Gewebe durch ihre Dehydrierung durch verdampfende Wassermoleküle und Zerstörung der Biomoleküle, indem sie in kleinere Moleküle aufgebrochen werden und ein kleiner Teil von ihnen verdampft wird.
  • [0010]
    Früher ist die Plasmatechnik für den Einsatz in Operationseinrichtungen vorgeschlagen worden, wie im einzelnen z.B. aus den U.S.-Patenten 3,434,476, 3,838,242, 3,938,525 und 3,991,764 ersichtlich. Ein „Plasma" wird im Wesentlichen definiert als ein „ionisiertes Hochtemperaturgas, bestehend aus Elektronen und positiven Ionen in solcher jeweiligen Anzahl, dass das gasförmige Medium im Wesentlichen neutral ist." Websters New World College Dictionary, 3. Ausgabe, 1997. Plasmaoperationseinrichtungen, auch als „Plasmaskalpelle" bezeichnet, erzeugen im Wesentlichen einen kleinen heißen Gasstrom, der gleichzeitig Gewebe schneiden und Blutgefäße verätzen kann. Solche Plasmageräte verwenden typischerweise Gleichstrom-(GS)-Konstantstromquellen oder Funkfrequenzquellen zur Lieferung der Energie für das Plasma. Trotz früher Versuche an Tieren nimmt man an, dass Plasmaoperationseinrichtungen, möglicherweise wegen technischer Probleme in Verbindung mit den relativ großen benutzten Handstücken zur Führung des Plasmastrahls im Behandlungsbereich, der verhältnismäßig unkontrollierten hohen Energie, der verhältnismäßig unkontrollierten Quantenenergie und verhältnismäßig unkontrolliertem „Blaseffekt" des Plasmastrahls, was zur unerwünschten Zerstörung von umgebendem Gewebe führt, nicht für den kommerziellen Einsatz am Menschen zur Verfügung stehen.
  • [0011]
    Daher besteht in der Fachtechnik immer noch ein Bedarf für eine verbesserte operative Schneidtechnik, und besonders eine verbesserte Plasmaschneidtechnik und Gewebeverdampfungstechnik (Sputtern) für chirurgische Anwendungen.
  • [0012]
    US-A-4855563 stellt ein Plasmagerät zum Schneiden von biologischem Gewebe vor, das eine Kathodenbaugruppe mit Versorgungskanälen für Plasma formendes Gas und eine Anodenbaugruppe enthält. Eine Elektrode in der Kathodenbaugruppe weist einen konischen Teil auf. Zu Anfang wird mit niedrigem Versorgungsstrom und niedriger Gaszufuhr ein Lichtbogen gezündet, um einen Lichtbogenblitz zu vermeiden und die Erwärmung der Anode zu erlauben. Der Lichtbogenstrom wird auf den Arbeitswert angehoben, und die Versorgung mit dem Plasma bildenden Gas wird angepasst an die Erreichung eines Plasmastrahls mit den erforderlichen Parametern.
  • [0013]
    Das Operationsgerät liefert ein angepasstes Operationswerkzeug zur Ausgabe einer Mehrzahl energieintensiver Gasatome in einem Strom, wobei das Gerät eine Inertgasquelle enthält, eine mit besagter Inertgasquelle kommunizierende Plasmazelle zur Abgabe von Energie an besagte Inertgasatome zur Erzeugung energiereicher Inertgasatome, wobei besagte Plasmazelle teilweise durch eine positive Elektrode und eine negative Elektrode definiert ist, mindestens eine elektrisch an besagte negative oder positive Elektrode angeschlossene Spannungsquelle und mindestens eine angepasste Spannungsquelle zur Lieferung von a) Anfänglich einer Ionisierungsspannung zwischen besagter negativer und positiver Elektrode zur Initiierung eines Plasmas aus besagtem Inertgas in besagter Plasmazelle und b) Anschließend einer Impulsspannungskurve, die das Plasma auf einem vorher festgelegten Energiewert hält, und Mittel zur Lenkung der energiereichen Inertgasatome auf ein Target.
  • [0014]
    Das Gerät kann weiterhin ein Handstück mit einem rohrförmigen Gehäuse enthalten, worin sich die Plasmazelle befindet, und eine Spitze, die einen Kanal für die Emission der Inertgasatome aus der Spitze enthält, der mit der Plasmazelle verbunden ist. Ein innerhalb des Handstückgehäuses angeordneter Teil der Spitze kann die positive Elektrode enthalten. Mi der Gasversorgung und der Stromquelle kann ein Steuerungssystem verbunden sein. Das Steuerungssystem hat mindestens eine Benutzerschnittstelle und mehrere Energieeinstellungen. Das Steuerungssystem ist zur Veränderung der Spannungskurve und des Inertgasstroms angepasst, um in besagtem Plasma einen vom Benutzer gewählten Energiewert zu liefern. Das Steuerungssystem kann einen programmierbaren Regler, eine mit dem programmierbaren Regler verbundene Quantenenergiesteuerungs-Benutzerschnittstelle und eine mit dem programmierbaren Regler verbundene Gesamtenergiesteuerungs-Benutzerschnittstelle aufweisen.
  • [0015]
    Die Quantenenergiesteuerungs-Benutzerschnittstelle kann eine Schalttafel mit mehreren Schaltern aufweisen, die jeweils einem gewünschten Quantenenergiewert entsprechen, und die Gesamtenergiesteuerungs-Benutzerschnittstelle kann einen Startschalter, einen ersten Schalter zur Leistungserhöhung, einen zweiten Schalter zur Leistungsminderung und einen Stoppschalter enthalten.
  • [0016]
    Das Handstück kann ein Kühlsystem aufweisen, das innerhalb des Handstücks ein Wasserumwälzsystem enthält. Das Handstück kann abnehmbar sein und aus Werkstoffen bestehen, die zur chemischen oder thermischen Sterilisierung angepasst sind. Die Spitze kann eine langgestreckte, gekrümmte Verlängerung enthalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • [0017]
    Die Erfindung wird am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung verständlich, wenn diese in Verbindung mit der sie begleitenden Zeichnung gelesen wird. Es wird hervorgehoben, dass die verschiedenen Merkmale der Zeichnung nach gängiger Praxis nicht maßstabsgerecht sind. Die Maße der verschiedenen Merkmale sind im Gegenteil zur besseren Klarheit bewusst erhöht oder verringert worden. Die folgenden Abbildungen sind in den Zeichnungen enthalten:
  • [0018]
    1A zeigt eine Vorderansicht eines exemplarischen Handstücks mit den Wasserumwälzanschlüssen zum Handstückgehäuse innerhalb der Ummantelung gestrichelt gezeichnet.
  • [0019]
    1B zeigt eine Seitenansicht des Handstücks und der Ummantelung von 1A mit teilweise weggeschnittener Ummantelung, um die elektrischen, Wasser- und Gasanschlüsse an das Handstückgehäuse zu zeigen.
  • [0020]
    2 zeigt einen Längsschnitt durch einen proximalen Abschnitt eines exemplarischen Handstückgehäuses.
  • [0021]
    3 zeigt einen Längsschnitt durch den distalen Abschnitt des Handstückgehäuses von 2A,
  • [0022]
    4A zeigt eine Zeitgraphik in Mikrosekunden vs. Volt, die eine von der Stromquelle dieser Erfindung gelieferte exemplarische Spannungskurve darstellt.
  • [0023]
    4B zeigt eine Zeitgraphik in Mikrosekunden vs. Volt, die eine andere von der Stromquelle dieser Erfindung gelieferte exemplarische Spannungskurve darstellt.
  • [0024]
    4C zeigt eine Zeitgraphik in Mikrosekunden vs. Ampere und Volt, die in der Plasmazelle erhaltene exemplarische Strom- und Spannungskurven darstellt, wenn die Spannungskurve von 4A oder 4B durch eine Induktionsspule angelegt wird.
  • [0025]
    5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines exemplarischen Systems dieser Erfindung.
  • [0026]
    6 zeigt einen Längsschnitt durch ein exemplarisches Habstückgehäuse ähnlich wie das in 2 dargestellte, mit Ausnahme der langgestreckten, gekrümmten Spitze.
  • [0027]
    7 zeigt einen Längsschnitt durch den proximalen Abschnitt eines anderen exemplarischen Handstückgehäuses.
  • [0028]
    8A zeigt einen Längsschnitt durch den distalen Abschnitt des Handstückgehäuses von 7.
  • [0029]
    8B zeigt eine Seitenansicht des distalen Abschnitts von 8A, unter Darstellung der Längsschnittlinien 8A-8B und 8D-8D.
  • [0030]
    8C zeigt einen Querschnitt durch den distalen Abschnitt von 8A, entlang der in 8B gezeigten Linie 8C-8C.
  • [0031]
    8D zeigt einen Querschnitt durch den distalen Abschnitt von 8A, entlang der in 8B gezeigten Linie 8D-8D.
  • [0032]
    9 zeigt einen Längsschnitt durch den proximalen Abschnitt eines anderen exemplarischen Handstückgehäuses.
  • [0033]
    10A zeigt einen Längsschnitt eines distalen Abschnitts eines weiteren exemplarischen Handstückgehäuses.
  • [0034]
    10B zeigt einen Querschnitt entlang der in 10A dargestellten Linie 10B-10B.
  • [0035]
    10C zeigt einen Querschnitt entlang der in 10B dargestellten Linie 10C-10C.
  • [0036]
    11 zeigt einen Längsschnitt durch ein exemplarisches Habstückgehäuse ähnlich wie das in 7 dargestellte, mit Ausnahme der langgestreckten, gekrümmten Spitze.
  • [0037]
    12A ist eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Geräts nach der Erfindung.
  • [0038]
    12B ist eine Seitenansicht eines exemplarischen Gegengewichtsmechanismus des in 12A dargestellten Geräts.
  • [0039]
    13 ist eine Darstellung einer exemplarischen Schalttafel nach der Erfindung.
  • [0040]
    14A ist ein schematisches Diagramm, das eine exemplarische Beziehung zwischen der Spannungsquelle, der Induktionsspule und der Plasmazelle dieser Erfindung darstellt.
  • [0041]
    14B ist ein schematisches Diagramm, das eine exemplarische Impulsspannungsquelle darstellt, die einen Spannungsmultiplikatorkreis enthält.
  • [0042]
    15 ist ein Querschnittsdiagramm, das einen exemplarischen Abschnitt von Hirngewebe nach Behandlung unter Verwendung eines exemplarischen Geräts dieser Erfindung darstellt.
  • [0043]
    16 ist ein schematisches Diagramm, das einen exemplarischen Schaltkreis zur Erhöhung oder Reduzierung des Gasstroms darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • [0044]
    Vor der Detailerörterung des Geräts dieser Erfindung ist es zweckmäßig zu verstehen, was geschieht, wenn ein hochkinetisches Atom, wies es z.B. durch das Gerät dieser Erfindung erzeugt und emittiert wird, auf ein Biomolekül trifft. Aus Konsistenzgründen werden alle Energiearten, wie z.B. chemische Bindungsenergie, elektrische Energie, kinetische Energie oder die Temperaturentsprechungen dieser Energien, als „Partikelenergie" oder „Quantenenergie" ausgedrückt.
  • [0045]
    Chemische Bindungsenergie ΔECh(KJ/mol) kann als Molekülenergie (Qantenmolekularenergie) durch Teilung durch dir Avogado-Zahl ausgedrückt werden:
  • [0046]
    Joule/Molekularenergie kann als Elektron·Volt/Molekularenergie ausgedrückt werden: 1 (Elektron·Volt/Molekül) = 1,6022·10-19 Coulomb·1 Volt/Moleküloder: 1 (e·V/Molekül = 6,022·10-19 J/Molekül) (2)
  • [0047]
    Unter Verwendung der Gleichungen 1 und 2 oben lässt sich daher chemische Bindungsenergie in Elektronenvolt (eV) ausdrücken:
  • [0048]
    Die Gleichung 3 zeigt, dass einer chemischen Bindungsenergie mit einem Wert von 100 KJ/Mol nur gleich 1,04 eV Energie entspricht. Daher sollte ein Elektron oder ein einzelwertiges Ion diese Energie in einem elektrischen Feld mit einer Spannung von nur 1,04 V erreichen.
  • [0049]
    Die Partikelenergie pro Molekül lässt sich als Temperatur (in Kelvin) ausdrücken:
  • [0050]
    Durch Ersatz des Wertes k (Boltzmann-Konstante, die gleich k = 1,38·10-23 J/K), wird die Temperatur wie folgt berechnet:
  • [0051]
    Die Verbindung der Gleichungen 3 und 4 führt zu:
  • [0052]
    Die Gleichung 5 kann neu geschrieben werden als: dEch (e·V/Molekül) = 1,292·10-4·T(K) (6)
  • [0053]
    Unter Verwendung der Gleichung 4 entspricht eine chemische Bindungsenergie von 100 KJ/Mol ca. 8000 K, was eine relativ hohe Temperatur ist. Daher erfordert das Aufbrechen von Biomolekülen mit einer submolekularen Bindungsenergie von 100 KJ/Mol in Submoleküle eine Temperatur von 8000 K, was der Energie eines Elektron oder einzelwertigen Ions, das sich mit einem Potential von nur 1,04 V durch ein elektrisches Feld bewegt, entspricht.
  • [0054]
    Die Wellenlänge der durch die Atome ausgegebenen Photonen, die die Quantenenergie angibt, kann wie folgt berechnet werden: dE = 3/2·k·T = h·f,worin λ = c/f und h die Plancksche Konstante (6,626·10-34) ist.
  • [0055]
    Daher:
  • [0056]
    Die Gleichung 7 kann zur Berechnung der Wellenlänge von Photonen, den kinetischen Energien oder den Temperaturen der Atome entsprechend, benutzt werden, und die Gleichung 6 kann zur Berechnung der entsprechenden Energie in Elektonenvolt, wie in Tabelle 1 unten angegeben, benutzt werden.
  • TABELLE 1
  • [0057]
    Tabelle 1 zeigt, dass eine Temperatur von 12.000 K rotem sichtbarem Licht entspricht, wohingegen eine Temperatur von 24.000 K violettem sichtbarem Licht entspricht. Atome mit den obigen Temperaturen geben Photonen aus, die die obigen Wellenlängen haben, was es deswegen möglich macht, sich der Temperatur der Atome durch Betrachten der Farbe des Atomstrahls anzunähern. Temperaturen unter 12.000 K können mit einem Infrarotmessgerät gemessen werden.
  • [0058]
    Makrobiomoleküle bestehen aus kleineren Molekülen, wie z.B. Aminosäuren, Fettsäuren, Nukleotiden u.ä. Die Bindungsenergien zwischen diesen Molekülen liegen unter der Stadard-Adenosin-Triphosphat-(ATP)-Hydrolyseenergie von 7,3 Kcal/Mol, die im Produktionsprozess dieser Moleküle benutzt wird. Durch Anwendung der Gleichungen 3 und 4 lässt sich die Standard-ATP-Hydrolyseenergie in anderen Einheiten ausdrücken: dEch (e·V/Molekül) = 0,01036·4,186·7,3 = 0,32 (8) T(K) = 80,2·4,186·7,3 = 2,450 (9)
  • [0059]
    Um die Aminosäuren, Fettsäuren und Nukleotiden in noch kleinere Moleküle aufzubrechen, die leicht verdampfen können, werden größere Energien benötigt. Durchschnittliche Bindungsenergien für verschiedene in organischem Material übliche chemische Verbindungen, ausgedrückt in KJ/Mol und Temperaturwerten entsprechend, werden in Tabelle 2 unten angegeben: TABELLE 2
  • [0060]
    Als eine Übersicht des mit dem Gerät dieser Erfindung verbundenen Prozesses wird jetzt auf 2 Bezug genommen. Inertgasatomen werden in Plasmazelle 23 mit Energie angereichert. Die Zelle wird zum Teil von der Spitze 201 des Handstücks 210 begrenzt, die zur Erde abgeleitet ist. Zuerst treffen von der negativen Elektrode 22 erzeugte Elektronen auf Inertgasatome in der Plasmazelle 23 und setzen ein oder mehrere Elektronen vom äußeren Elektronenmantel des Inertgases frei, wodurch die Inertgasatome in positive Ionen verwandelt werden. Die positiven Ionen bewegen sich im angelegten elektrischen Feld in Richtung des negativen Pols (Elektrode 22), und die Elektronen bewegen sich in Richtung des positiven Pols (Spitze 201), wodurch die Energie des elektrischen Feldes in diesen sich bewegenden Ionen und Elektronen in kinetische Energie verwandelt wird. Diese Ionen und Elektronen ihrerseits verlieren ihre kinetische Energie an andere Inertgasatome, auf die sie während ihrer jeweiligen Bewegung in Richtung auf den negativen und positiven Pol treffen. Wenn die Ionen schließlich den negativen Pol erreichen, erhalten sie Elektronen vom negativen Pol und werden wieder in Atome verwandelt. Wenn sie den positiven Pol erreichen, werden die Elektronen an die Stromquelle abgegeben.
  • [0061]
    So wie der Plasmazelle zugeführte Elektronen Ionen erzeugen, wenn sie mit Atomen kollidieren, kollidieren während des Ionisierungsprozesses freigesetzte Elektronen mit anderen Atomen, um zusätzliche Ionen und eine Kettenreaktion zu erzeugen. Das einem solchen Kettenreaktionsprozess ausgesetzte Inertgas ist als „Plasma" bekannt. Plasma hat einen negativen Widerstand, was bedeutet, dass es selbst durch eine Kettenreaktion wächst, solange wie die Ausgangsparameter konstant gehalten werden. Das Gerät dieser Erfindung steuert kritische Parameter so, dass die Gesamtenergie des Plasmas, die Quantenenergie der einzelnen Partikel im Plasma und die an das Metallgehäuse verlorene Energie kontrolliert werden und vorhersehbar sind.
  • [0062]
    In der Plasmazelle 23 ist die Quantenenergie einiger der einzelnen Partikel sehr hoch, im Durchschnitt 50.000 K. In der Plasmazelle 23 mit Energie angereicherte Atome werden durch den Kanal 220 geführt, so dass sie mit dem gewünschten Quantenenergiewert aus der Spitze 201 austreten. Die Geometrie des Kanals 220 beeinflusst den Quantenenergiewert. Wenn die Atome auf die Elektrode 22 und auf die Wände von Kanal 220 treffen, erwärmen sie diese Komponenten, und gleichermaßen erwärmen sie alle Komponenten, auf die sie treffen. Diese Erfindung kühlt die Wände und andere Komponenten wirksam so, dass die Temperatur des Metallgehäuses und der Komponenten ausreichend niedrig gehalten wird, um den Handgebrauch des Geräts zu erlauben.
  • [0063]
    Die Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Abbildungen erläutert, worin gleiche Nummern die gleichen Elemente in allen Abbildungen angeben. Solche Abbildungen sollen eher erläuternden als begrenzenden Charakter haben und sind eingeschlossen, um die Erklärung des Geräts dieser Erfindung zu erleichtern.
  • [0064]
    Die 1A-16 zeigen die verschiedenen Komponenten und austauschbare Handstücke eines exemplarischen Operationsgeräts dieser Erfindung zur Erzeugung eines Plasmas, das energiereiche Atome aus der Spitze des Instruments für Schneiden, Verätzung, Sterilisierung und die Verdampfung von Gewebe emittiert. 5 liefert ein Blockdiagramm, das die grundlegenden Komponenten eines exemplarischen Geräts 500 dieser Erfindung erläutert, und die 12A und 12B erläutern eine typische Ausführung 1200 des Geräts 500. Der Hauptschrank 40 des Geräts 500 beinhaltet vorzugsweise ein Doppelkastensystem mit einem auf einem unteren Kasten 40b montierten oberen Kasten 40a. Kühlwasserbehälter 50, Kühlwasserpumpe 51, Kühlungssteuerung 52 und das Gassteuerungssystem 49 (in 5 gezeigt) sind typischerweise im unteren Kasten 40b untergebracht. Gasbehälter 48, wie z.B. der 5 l-Argongasbehälter, können typischerweise auf dem Boden oder in seiner Nähe platziert werden, oder größere Gasbehälter können separat platziert und an das Gassteuerungssystem 49 angeschlossen werden.
  • [0065]
    Impuls-GS-Stromquelle 41, Impulsspannungsquelle 42, speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) 43, Schalttafel 44 und elektrische Hilfssysteme 46 sind typischerweise im oberen Kasten 40a montiert. Die Fußpedalsteuerung 45b kann in den oberen Kasten 40a eingesteckt sein. Kabel des Schrankkabelsystems und des Schlauchsystems 53 sind auch an den oberen Kasten 40a angeschlossen, während die Schläuche mit dem unteren Kasten 40b verbunden sind. Kabel und Schlauchsystem 53 können mindestens zwei bevorzugte Konfigurationen aufweisen: (1) über Schrank 40 hängend, in X-, Y- und Z-Richtung verstellbar, wie in 12b dargestellt, und mit Gegengewicht versehen, oder (2) auf dem Boden liegend, neben dem Operationstisch aufsteigend (nicht dargestellt). Wie in 12B dargestellt, erlauben die Drehung um das Lager 1250 in Richtung des Pfeils S und 360°-Drehung in Punkt P die Bewegung in der X-Y-Ebene, und das Drehen um den Bolzen 1260 in Richtung des Pfeils T erlaubt Bewegungen in der Z-Ebene innerhalb des Bewegungsbereichs der Anschläge 1262 und 1264. Das Gegengewicht 1266 ist in Richtung des Pfeils W verstellbar, um den gewünschten Grad des Gegengewichtsausgleichs zu liefern. Der Schrank 40 hat vorzugsweise Räder 1202, wie in 12A dargestellt, um ihn in Operationsräumen bewegen zu können.
  • [0066]
    Wie durch die verbundenen Linien in 5 gezeigt, steuert die SPS 43 alle grundlegenden Funktionen des Geräts 500. Die SPS 43 definiert die Logik des Systems. Es können Verriegelungen programmiert werden, um einen Start des Geräts zu verhindern, wenn sich bestimmte Messwerte nicht innerhalb eines gewünschten Bereichs befinden. Wenn bestimmte Parameter während des Einsatzes des Geräts nichtakzeptable Werte erreichen, kann die SPS 43 das Gerät in Übereinstimmung mit der definierten Logik sicher abschalten. Die SPS 43 kann auch den Wert des Stroms (oder der Energie) berechnen, der für jeden Gasströmungswert erforderlich ist und als Reaktion auf die Betätigung des Schalters „Mehr Energie" oder „Weniger Energie durch den Bediener unter Benutzung der Schalttafel 44 oder der Pedalsteuerung 45 geliefert wird. Eine solche Berechnung kann unter Verwendung von in die SPS-Software integrierten voreingestellten Kurven erfolgen. Es gibt vorzugsweise mindestens fünf solcher Kurven in der Software, von denen jede durch Betätigung eines der Quantenenergieschalter in der Schalttafel 44 (dargestellt in 13 und weiter im einzelnen unten beschrieben) angewählt werden kann. Jede Kurve ist für die Lieferung der elektrischen Energie definiert, die für jede Gasdruck- oder Gasströmungsmessung, um die Quantenenergie der Atome konstant zu halten, benötigt wird. Daher würde eine hohe Quantenenergiekurve bei einem gegebenen gemessenen Gasdruck oder Gasstrom eine relativ höhere elektrische Leistung liefern als eine niedrigere Energiekurve für die gleiche gegebene Gasmessung liefern würde.
  • [0067]
    Die Schalttafel 44, wie in 13 dargestellt, enthält typischerweise eine Anzahl Schalter, einschließlich eines Einschalters 1300, und Anzeiger, wie z.B. in der Form von Lampen, die aufleuchten, um anzuzeigen, ob bestimmte Parameter nicht korrekt sind, oder um den Systemstatus anzuzeigen. Der Anzeiger 1301 z.B. kann aufleuchten, wenn der Gaseingangsdruck zu niedrig ist, der Anzeiger 1304 leuchtet auf, wenn der Druck zu hoch ist. Der Anzeiger 1303 zeigt an, ob der Wasserumwälzdruck zu niedrig ist, der Anzeiger 1304 leuchtet auf, wenn die Gerätetemperatur zu hoch ist, und der Anzeiger 1305 leuchtet auf, wenn die Spannung zu niedrig ist. Die Fehleranzeige 1306 kann anzeigen, dass einer der obigen außer Toleranz liegenden Parameter oder eine andere Softwareverriegelung den Einsatz des Systems unterbrochen oder das System abgeschaltet hat. Es können auch weitere Anzeiger, die den Status anderer Parameter anzeigen, vorhanden sein. Bevor die Einrichtung gestartet wird, können verschiedene Parameter durch Betätigung des Prüfschalters 1307 kontrolliert werden. Anstelle von Alarmanzeigen oder „Dummy-Lampen" kann die Schalttafel stattdessen Ablesungen aller kritischen Parameter zur ständigen Überwachung oder eine Kombination von Ablesungen und Alarmanzeigen enthalten. Es kann ein separater Einschaltanzeiger 1370 vorhanden sein, oder der Einschalter 1300 selbst kann aufleuchten, wenn das System eingeschaltet ist, oder beides. Wenn alle kritischen Parameter im Betriebsbereich liegen, schaltet die SPS 43 die Anzeige 1308 ein, um anzuzeigen, dass der Bediener einen Quantenenergiewert wählen kann.
  • [0068]
    Der gewünschte Quantenenergie- oder Stromwert kann durch Betätigung eines der Energiewerteschalter gewählt werden: Sehr niedrig (1350), niedrig (1351), mittel (1352), hoch (1353) und sehr hoch (1354), die typischerweise so vor Ort zur leichten Identifizierung durch den Benutzer beschriftet sind, wie in 13 dargestellt. Obgleich hier fünf Quantenenergieschalter dargestellt sind, kann es mehr oder weniger Werte geben. Eine Anzeigelampe 1360-1364, wie in 13 dargestellt, gehört zu jedem Schalter. Durch Benutzung dieser Schalter lassen sich, je nach Wunsch, Atomtemperaturregelungen zwischen ca. 5.000-20.000 K erreichen. Die Atomtemperaturbereiche, die jedem Quantenenergiewert entsprechen, sind für ein typisches Niedrigenergiegerät in Tabelle 3 angegeben.
  • [0069]
    TABELLE 3
    QUANTENENERGIEEINSTELLUNG ATOMTEMPERATUR
    Sehr niedrig 2.000
    Niedrig 5.000
    Mittel 10.000
    Hoch 15.000
    Sehr hoch 20.000
  • [0070]
    Die Anzeige 1310 gibt die benutzte Gesamtenergie durch ständige Verwendung eines Farbencodes an, wo jeder Anzeiger 1312 in einer anderen Farbe aufleuchtet, mit einem Kontinuum von rot in 1312a bis violett in 1312j. Der Gesamtenergiewert kann mit dem Schalter „Weniger Energie" 1320 und dem Schalter „Mehr Energie" 1322 in der Schalttafel 44 und/oder mit der Pedalsteuerung 45 (in 5 und 12 dargestellt) verstellt werden. Der Anzeiger 1330 gibt an, ob der Gasaustrittsdruck einen Mindestwert hat, und Anzeiger 1332 gibt an, ob der Gasaustrittsdruck einen maximal zulässigen Wert hat. Die SPS 43 kann weiterhin eine Verriegelung enthalten, um eine Energieerhöhung oder -reduzierung zu verhindern, wenn eine solche Änderung dazu führen würde, dass das Gerät einen oder mehrere der zulässigen Betriebsparameter überschreiet, wie z.B. den Energiewert, den Gasdruck order einen der durch die Anzeiger 1301-1305 angezeigten Parameter. Wenn der Schalter zur Reduzierung der Energie 1320 von der SPS 43 verriegelt wird, kann er durch Betätigung des Schalters zur Erhöhung der Energie 1322 entriegelt werden. Umgekehrt kann ein verriegelter Schalter zur Erhöhung der Energie 1322 durch Betätigung des Schalters zur Reduzierung der Energie 1320 entriegelt werden.
  • [0071]
    Der Block 1340 beinhaltet den Startschalter 1341 und den Stoppschalter 1342 sowie drei Anzeiger: „Bereitschafts"-Anzeiger 1343, „Plasma"-Anzeiger 1344 und „Schließen?"-Anzeiger 1345. Wenn alle Eingabeparameter korrekt sind und der Quantenenergiewert gewählt ist, ist der „Bereitschafts"-Anzeiger eingeschaltet, und der Startschalter 1341 kann gedrückt werden, um die Plasmaerzeugung zu starten. Wenn der zu einem stabilen Plasma führende Übergangszeitraum beendet ist, leuchtet der „Plasma"-Anzeiger auf. Wenn der Bediener über einen vorher festgelegten Zeitraum keine Eingaben macht oder sonst wie eine Regelung an der Einrichtung vornimmt, leuchtet der „Schließen?"-Anzeiger 1345 auf und zusätzlich kann ein Alarmsignal ertönen. Wenn der Bediener innerhalb einer zusätzlichen vorher festgelegten Zeit keine Maßnahmen ergreift, schaltet die Einrichtung sich selbst ab. Start- und Stoppsteuerungen können sich auch an der Pedalsteuerung 45 befinden.
  • [0072]
    Die Pedalsteuerung 45 weist mindestens vier Schalter auf, die sehr klar unterschieden werde, und zwar für Start (1341F), Stopp (1342F), Reduzierung der Energie (1320F) und Erhöhung der Energie (1322F). Wie in 12A dargestellt, setzt der Bediener einen Fuß auf die eingelassene Fläche 1220 des Pedals 45 auf dem Schwingblech 1222, das sich um einen Bolzen 1223 dreht und unter dem die Schalter 1320 und 1322 positioniert sind, so dass eine leichte Bewegung mit dem Fuß nach links oder rechts den entsprechenden Schalter aktiviert. Der Bediener kann dann den Fuß anheben, um die Schalter 1341F und 1342 auf den erhöhten Flächen 1224 des Pedals 45 zu erreichen, um die Einrichtung zu starten oder zu stoppen. Nachdem der Bediener einen Quantenenergiewert gewählt hat, kann er die Einrichtung mit dem Pedal allein steuern. Wenn gewünscht, ist die Pedalsteuerung 45 mit dem Kabel 1210 verbunden, das die Schalter im Pedal mit elektrischer Spannung versorgt und den Ausgang der Schalter zurück an die SPS 43 überträgt. Das gegenüberliegende Ende des Kabels 1210 kann einen Steckverbinder (nicht dargestellt) aufweisen, den die Fachleute für die Lieferung einer schnellen Verbindung zur Rückwand des oberen Kastens 40a von Schrank 40 kennen.
  • [0073]
    Elektrische Hilfssysteme 46 (in 5 dargestellt) beinhalten verschiedene Niederspannungsversorgungen und Relaissysteme, die benötigt werden, um die verschiedenen Untersysteme des Geräts, wie sie in der Technik für die Durchführung solcher Aufgaben allgemein bekannt sind, zu koordinieren.
  • [0074]
    Gasbehälter 48 können typischerweise eine mechanische Druckregelung und einen Hochdruckanzeiger enthalten. Der Ausgangsdruck des Gasbehälters 48 wird typischerweise auf ca. 8 Atmosphären als Eintrittsdruck in das Gerät eingestellt. Das Gassteuerungssystem 49 beinhaltet einen mechanischen Standardregler, wie z.B. das von FESTO, Deutschland, hergestellte Modell LRP-1/4-9.7 (mit einem Bereich von 0-700 Torr über ca. 15 Reglerdrehungen). Der mechanische Regler wird von einem Stellglied angetrieben, um den Druck oder den Strom des Gases durch den Regler zu erhöhen oder zu reduzieren. Ein langsam laufender GS-Elektromotor, wie der von Bühler, Nürnberg, Deutschland, hergestellte 6 V-Motor 1.61.013.306-8"F", mit einer Drehzahl von ca. 20 UpM kann als Stellglied benutzt werden. Der Steuerkreis 1600, wie in 16 dargestellt, kann zur Steuerung der Motor-/Reglerkombination benutzt werden. Andere Stellglieder und Betätigungsmechanismen, wie in der Technik bekannt, können jedoch zur automatischen Regelung des Gasstroms benutzt werden.
  • [0075]
    Wie in 16 dargestellt, enthält der Steuerkreis 1600 einen Transformator 1602, eine Diodenbrücke 1604, eine Anzahl Kondensatoren 1606, Spannungsstabilisatortransistoren 7805 und 7905, an die SPS 43 angeschlossene Relais 1610 und 1612, einen Motor 1620 und Schalter zur Erhöhung bzw. Reduzierung der Energie 1320 und 1322. Der Spannungsstabilisatortransistor 7805 stabilisiert die Spannung auf +5 V, während der Spannungsstabilisatortransistor 7905 die Spannung auf -5 V stabilisiert. Die Betätigung des Schalters „Weniger Energie" 1320 oder des Schalters „Mehr Energie" 1322 in der Schalttafel 44 oder gleichartiger Schalter in der Pedalsteuerung 45 vervollständigt die jeweiligen Schaltkreise für die Versorgung des Motors mit Energie zur Drehung in die eine oder die andere Richtung. Bei „Mehr Energie" dreht der Motor, um das Stellglied zur Erhöhung des Gasstroms zu drehen, wohingegen der Motor bei „Weniger Energie" dreht, um das Stellglied zur Reduzierung des Gasstroms zu drehen. Das Gassteuerungssystem 49 kann des Weiteren einen Druck- oder Strömungssensor (nicht dargestellt) zur Messung des tatsächlichen Drucks oder der tatsächlichen Strömung enthalten. Ein Signal vom Drucksensor kann mit der SPS 43 verbunden sein, die das Relais 1610 aktivieren kann, um eine Drehung des Motors zur weiteren Öffnung des Gasventils zu verhindern, wenn der Druck zu hoch ist, oder das Relais 1612, um eine Drehung des Motors zur weiteren Schließung des Gasventils zu verhindern, wenn der Druck zu niedrig ist. Obgleich in 16 schematisch mit Relais dargestellt, kann die gleiche Funktionalität auch über Software geliefert werden. Das Gassteuerungssystem 49 kann auch andere Hardwaregrenzen für die maximalen und minimalen Gasdruck oder -strömungswerte aufweisen.
  • [0076]
    Der Kühlwasserbehälter 50 liefert Wasser zur Kühlung des Handstücks 47, wie in 5 dargestellt. Das Kühlwassersystem ist ein geschlossener Kreislauf, aber das Wasser wird typischerweise sterilisiert und/oder enthält Sterilisationsmittel, um die Körpergewebe im Falle von Leckagen gegen Verunreinigung zu schützen. Die Kühlkanäle sind vorzugsweise alle geschweißt, um das Potenzial für Leckagen auf ein Minimum zu reduzieren. Die Kühlwasserpumpe 51 ist eine Umwälzpumpe, deren Betrieb typischerweise beginnt, sobald der Einschalter betätigt wird. Der Kühlungssteuersensor 52 enthält einen Strömungs- oder Drucksensor, der abtastet, ob die Wasserumwälzung oder der Wasserdruck einen vorher festgelegten Wert haben oder einen darüber liegenden Wert. Wenn die Umwälzung oder der Druck unter dem vorher festgelegten Wert liegen, überträgt der Sensor 52 ein Spannungssignal an die SPS 43, die den Betrieb des Geräts verhindert. Wenn dies bei laufendem Gerät geschieht, leitet die SPS 43 sofort eine Abschaltsequenz ein. Die Sequenz beinhaltet typischerweise zuerst die Abschaltung der Stromversorgung, und dann nach Abkühlung der Elektrode die Unterbrechung des Gasstroms. Diese Sequenz erlaubt die Abkühlung der Elektrode durch den fortgesetzten Inertgasfluss, wodurch die negative Elektrode gegen erhöhte Oxidation unter hoher Temperatur durch Fernhaltung von Sauerstoff, bis die Elektrode abgekühlt ist, geschützt wird.
  • [0077]
    Das Schrankkabel und -schlauchsystem 53 enthält Inertgas- und Kühlwasserschläuche, die mit dem unteren Kasten 40b verbunden sind, und Starkstromkabel, die mit dem oberen Kasten 40a des Schranks 40 verbunden sind. Wenn ein Kabelhängesystem, wie z.B. das in 12A und 12B dargestellte, benutzt wird, befinden sich die Schläuche und Kabel in einem Formteilkabelkanal 53, vorzugsweise aus Aluminium, der mit dem Geräteschrank 40 verbunden ist. Der Formteilkabelkanal ist vorzugsweise gewichtsausgeglichen vorgesehen, wie dies in der Technik für ähnliche medizinische Einrichtungen bekannt ist, so dass das Handstück 47 nach oben und unten und seitlich leicht bewegt werden kann, ohne dass das Gewicht des Systems darauf lastet. Wo ein am Boden verlegtes Kabelsystem benutzt wird, verlaufen alle Schläuche und Kabel durch einen Leitungskanal, der neben dem Bediener nach oben verläuft. Das Schrankkabel und -schlauchsystem 53 kann vorzugsweise durch eine Schnellkupplung 54, die eine Anzahl Einzelschnellverbindungen, eine für jeden Schlauch oder jedes Kabel, mit dem Handstückkabel und -schlauchsystem 55 verbunden sein oder ein integriertes Gerät sein, das die Schnellverbindung aller Kabel und Schläuche gleichzeitig erlaubt. Die Einzelheiten solcher individuellen oder integrierten Schnellverbindungen können denen solcher Geräte gleichen, die den Fachleuten bekannt sind. Das Schrankkabel und -schlauchsystem 53 ist mit dem Element 54a der Schnellkupplung 54 verbunden, während das Handstückkabel und -schlauchsystem 55 mit dem passenden Element 54b der Schnellkupplung verbunden ist. Das Handstück 47 kann zusammen mit dem Kabel- und Schlauchsystem und dem Schnellverbindungselement 54b thermisch oder chemisch als Einheit, wie erforderlich, vor jeder Operation sterilisiert werden. Die Komponenten des Handstücks 47, des Kabel- und Schlauchsystems 55 und das Schnellverbindungselement 54b, wie z.B. das Isoliermaterial der Kabel, Gas- oder Wasserschläuche, Verbinder, Dichtungen u.ä., werden daher als gegen eine solche Sterilisierung resistent ausgewählt werden.
  • [0078]
    Es gibt mindestens zwei bevorzugte Ausführungen von GS-Impulsstromversorgungen 41. Eine solche Stromversorgung ist angepasst zur Erzeugung der in 4A dargestellten Spannungskurve. Diese Art der Stromversorgung wird für energiereiche Anwendungen, wie z.B. in der Leberchirurgie oder in der orthopädischen Chirurgie, benutzt. Für die in 4A dargestellte Kurve werden einer konstanten GS-Spannung rechteckig geformte Spannungsimpulse aufgedrückt. Die zweite Art der Stromversorgung erzeugt die in 4B dargestellte Spannungsform. Diese Art der Stromversorgung kann für Mikrochirurgieanwendungen unter hohem, mittelgroßem, niedrigem und sehr niedrigen Energieeinsatz, wie z.B. bei Gehirnoperationen, benutzt werden. Für die in 4B dargestellte Kurve sind nur rechteckig geformte Spannungsimpulse vorhanden, ohne die zugrunde liegende Konstantspannung.
  • [0079]
    Es gibt drei Zeitparameter, die die Spannungsform definieren: ED des rechteckigen Impulses tp, Auszeit der Spannung tz und Gesamtzeitraum der angelegten Spannung to. Der Gesamtzeitraum to ist gleich der ED tp zzgl. Auszeit tz (to = tp + tz). Der Umkehrwert der Gesamtzeit 1/to ist gleich der Frequenz der Stromversorgung fo.
  • [0080]
    Die Spannung der GS-Stromversorgung wird an die Elektroden der Plasmazelle durch einen Reiheninduktionskreis 412, wie in 14A dargestellt, angelegt, wodurch eine Kurve wie in 4C dargestellt erzeugt wird. Der Induktionskreis 412 enthält eine Induktionsspule 410 und eine Diode 411 zwischen Spannungsquelle 41 und Plasmazelle 23. Die Induktionsspule 410 liefert den Strom der Plasmazelle im Zeitraum tz, wenn die Stromversorgung Nullspannung hat. Als Ergebnis erhält man die haifischflossenförmige Plasmastromkurve nach 4C. Wenn die Spannung Vo angelegt wird, erhöht sich der Strom exponentiell. Der Strom i nimmt exponentiell ab, wenn die Spannung auf Null abfällt. Die der Stromkurve entsprechende Spannungskurve hat die gleiche Haifischflossenform.
  • [0081]
    Das Plasma wird durch die Impulsspannungsquelle 42 initiiert, bei der es sich um einen Spannungsmultiplikatorkreis handeln kann, wie er in der Technik bekannt ist, z.B. wie in 14B dargestellt. Das Plasma wird dann durch die Spannung der GS-Impulsstromversorgung 41 aufrechterhalten. Zur Aufrechterhaltung der Ionisierung der Argonatome wird eine Mindestspannung von 15,75 V benötigt, da die Ionisierungsenergie des ersten Elektrons der Argonatome 15,75 eV ist. Die allgemeine Technik zur Erhöhung des Gasstroms und zur Erhöhung der Gesamtenergie unter Benutzung einer gewöhnlichen GS-Stromquelle ist in der Technik gut bekannt. Die Reduzierung der Gesamtenergie auf sehr niedrige elektrische Leistungswerte, wie z.B. hundert W oder einige W, nur mit einer GS-Stromversorgung ist jedoch grundsätzlich nicht möglich, weil der einzige Weg zur Reduzierung des Stroms einer GS-Stromquelle in der Reduzierung ihrer Spannung besteht. Wenn eine GS-Konstantspannungsquelle mit etwas mehr als 15,75 V angelegt wird, erfolgt die Ionisierung der Argonatome durch eine Kettenreaktion. Wegen des negativen Impedanzeffekts nimmt die Ionisierung ständig zu, selbst wenn die Spannung konstant gehalten wird. Es werden immer größere Ströme erreicht, bis der Spannungsabfall über dem Reihenwiderstand zunimmt, die an die Plasmazelle angelegte Spannung reduzierend und die Stromzunahme unterbrechend. Zur Reduzierung des Stroms wird die angelegte Spannung in kleinen Schritten reduziert. Wenn die Spannung unter einen bestimmten Wert fällt, verschwindet die Ionisierung plötzlich, und die Plasmaaktivität endet abrupt.
  • [0082]
    Die Reduzierung der Gesamtenergie auf sehr niedrige Werte, aber unter Konstanthaltung der Quantenenergie, erfordert eine Kombination von reduzierten Plasmazellenabmessungen, reduziertem Gasfluss und reduzierter elektrischer Leistung. Um eine Unterbrechung der Plasmaionisierungskettenreaktion bei niedrigen Energiewerten zu vermeiden, ist die nach dieser Erfindung an die positive und negative Elektrode angelegte Spannung keine einfache GS-Spannung, sondern eine GS-Impulsspannung, wie in 4A und 4B dargestellt. Wie in 4C dargestellt, wird die Ionisierungsspitzenspannung für eine begrenzte Zeit an die Atome angelegt, und es wird keine Erhöhung des Stroms zugelassen, sondern er nimmt exponentiell ab, und eine neue Spitzenspannung wird angelegt, wenn der Strom wieder erhöht wird, unter Aufrechterhaltung des benötigten Durchschnittswertes. Der Spitzenwert der Spannung reicht für die Ionisierung der Atome aus. Wenn die Spannung sehr schnell abnimmt, wird die Kettenreaktion der Elektronenerzeugung unterbrochen, es werden keine neuen Elektronen erzeugt, sondern die schon erzeugten Elektronen halten den Strom auf einem niedrigeren Wert. Bevor die Elektronenübertragung von einem Pol zum anderen endet, wird eine neue Spannungsspitze angelegt. Dies Verfahren macht es möglich, sehr niedrige Leistungswerte zu erreichen. Zu diesem Zweck wird die Frequenz von bis zu 100 kHz gewählt, um die Trägheit des Plasmas zu nutzen, ohne die Kettenreaktion zu unterbrechen, wobei der Nullspannungszeitraum für die Stromquelle tz erhöht wird, während tp reduziert wird. Der Gesamtleistungswert lässt sich für alle der hier beschriebenen Handstücke durch Änderung von Parametern wie fo, ED tp und Spitzenspannung Vo der GS-Impulsstromquelle 41 auf jeden verlangten Wert einstellen
  • [0083]
    Die in 14B dargestellte Impulsspannungsquelle ist ein Spannungsmultiplikatorkreis mit einer regelbaren Eingangsspannung. Die Eingangsspannung kann gewählt werden, wie sie für jede Art der Operation und jede Operationseinrichtung erforderlich ist, wie z.B. Gehirnoperationen, allgemeine Chirurgie u.ä. Die notwendige Ausgangsspannung kann entsprechend zwischen einigen hundert V und 1-200 V (GS) geregelt werden. In der Spannungsmultiplikatorquelle benutzte Kondensatoren c1 und c2, wie in 14B dargestellt, werden in Übereinstimmung mit dem Energiebedarf jedes unterschiedlichen Operationswerkzeugs ausgewählt. Die Funktion der Impulsspannungsquelle 42 besteht darin, für einen kurzen Zeitraum hohe GS-Spannung zwischen der negativen und der positiven Elektrode in der Plasmazelle anzulegen, um die Plasmaerzeugung zu starten. Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) 43 kann diesen Zeitraum basierend auf der max. Gesamtenergie für das Gerät, wie vom Gasfluss und der Geometrie des Handstücks beeinflusst, einstellen.
  • [0084]
    Das Anlegen der Impulsspannung erfolgt nach Zufuhr des Inertgases, vorzugsweise Argon. Eine an die negative Elektrode 22, die typischerweise eine spitze Wolframelektrode ist, angelegte negative Spannung (z.B. in 2 dargestellt), erzeugt eine Koronarentladung. Von der negativen Elektrode entladene Elektronen bewegen sich in Richtung der positiven Elektrode (Spitze 201, die die negative Elektrode umgibt), kollidieren dadurch mit den Inertgasatomen und setzen mehr Elektronen vom Inertgas frei, dadurch Ionen und zusätzliche neue Elektronen erzeugend.
  • [0085]
    Wenn die Ionisierung die Erzeugung neuer Elektronen beginnt und die Atome beginnen, kinetische Energie zu absorbieren, reicht der Spannungswert der GS-Impulsstromquelle 41 aus, um die Plasmazelle aufrechtzuerhalten, und sie übernimmt in dem Maße wie die Impulsspannungsquelle 42 abgeschaltet wird die Energieanreicherung des Plasmas. Die zwei Spannungsquellen 41 und 42 sind typischerweise parallel geschaltet. Die Impulsspannungsquelle 42 wird typischerweise nur für einen sehr kurzen Zeitraum in der Größenordnung von 1 bis 5 Stößen non Millisekundendauer über einen Gesamtzeitraum von ca. einer Sekunde aktiviert, während die Impulsstromquelle 41 im Gerätebetrieb ständig eingeschaltet ist. Die Impulsstromquelle 42 feuert, bis die Kettenreaktion erzeugt wird, wonach sie durch die Impulsquelle 41 kurzgeschlossen wird. Dies geschieht, weil die Impulsquelle 42 und die GS-Stromversorgung 41 typischerweise mit der Plasmazelle parallel geschaltet sind. Die Stromquelle 41 ist ein Einrichtungsteil mit verhältnismäßig niedriger Spannung und hoher Leistung, und die Impulsquelle 42 ist eine Quelle mit verhältnismäßig hoher Spannung und sehr niedriger Energie, die ihre Energie von einem sehr kleinen Kondensator bezieht und in ihm speichert. Die Impedanz der Plasmazelle ist sehr hoch (beinahe unendlich), bevor die Impulsquelle 42 die Ionisierung in der Plasmazelle auslöst. Nach Auslösung der Ionisierung und Beginn der Kettenreaktion nimmt die Impedanz der Plasmazelle ab, und die Stromversorgung 41 kann ihre niedrige Spannung an die Plasmazelle anlegen, um die Kettenreaktion aufrechtzuerhalten. Von diesem Zeitpunkt an wird eine niedrige Impedanzlast (die Impedanz der arbeitenden Plasmazelle) aufgebaut, und die Spannung der Impulsquelle 42 kann nicht über die entsprechende niedrige Spannung in der Plasmazelle ansteigen, weil die niedrige Impedanz der Plasmazelle den kleinen Kondensator der Impulsquelle zum Spannungswert der Stromquelle 41 kurzschließt.
  • [0086]
    Jedes Handstück 47 besteht aus einer Anzahl Funktionselemente. Bestimmte Elemente sind Teil aller Handstücke, während andere nur in bestimmten oder modifizierten Handstückmodellen vorkommen, abhängig von der Art des Handstücks. Verschiedene Ausführungen des Geräts können für die Gesamtenergie und/oder die Quantenenergie optimiert sein, die für die verschiedenen medizinischen Prozeduren und die verschiedenen Längen, Durchmesser und geometrischen Maße der an die verschiedenen Gewebearten angepassten Handstücke erforderlich sind. Als Ergebnis können der Schrank 40, die Impulsspannungsquelle 42, die GS-Impulsstromversorgung 41, die Software der SPS 43 und das Handstück 47 für verschiedene Ausführungen unterschiedlich sein.
  • [0087]
    1A und 1B zeigen mehrere Ansichten des Handstücks 100, das typischerweise für die allgemeine Chirurgie und die Mikrochirurgie bevorzugt wird. Das Handstück 100 hat eine Spitze 1 und ein Gehäuse 2. Die verschiedenen Komponenten des Gehäuses werden durch ein geschraubtes Endteil 3, wie unten beschrieben, zusammengehalten. Der negative Polstab 4 dringt durch das Endteil 3 und ist durch den Steckverbinder 11, typischerweise ein Schraubsteckverbinder, mit dem ersten Kabel 5 verbunden. Die Rohre 102a und 102b bestehen typischerweise aus Kupfer und sind typischerweise mit dem Gehäuse 2 verschweißt. Die Verbinder 12a und 13a verbinden die Rohre 102a und 102b typischerweise mit den Wasserumwälzschläuchen 7 bzw. 8. Das zweite Kabel 6 ist mit dem positiven Pol der GS-Impulsstromquelle 41 (schematisch in 5 dargestellt) verbunden und typischerweise mit einem der Kupferwasserrohre 102a oder 102b verschweißt. Somit ist der positive Pol der GS-Impulsstromquelle 41 (typischerweise zur Erde abgeleitet) mit dem Gehäuse 2 von Handstück 100 verbunden. Inertgas, typischerweise Argon, wird durch das Rohr 102c, das ebenfalls typischerweise aus Kupfer besteht, in das Gehäuse der Einrichtung gespeist. Das Rohr 102c ist mit dem Gehäuse 2 von Handstück 100 verschweißt und durch den Verbinder 14a mit dem typischerweise aus Kunststoff bestehenden Rohr 9 verbunden. Die typischerweise aus Kunststoff bestehende Handstückummantelung 15 hat zwei Funktionen: Als Ummantelung, um die Innenteile zu schützen, und als Griff für einen Bediener, um das Handstück 100 anzufassen. Die verschiedenen Komponenten können als Funktion der Handstückausführung verschiedene Abmessungen haben. Der Strom 110 von energiereichen Atomen wird als von Spitze 1 emittiert dargestellt.
  • [0088]
    7 zeigt den proximalen Abschnitt 710 eines exemplarischen Handstücks 700 für den Einsatz in der Allgemeinen Chirurgie. Wie hierin benutzt, bezieht sich der Begriff „proximal" auf einen Abschnitt verhältnismäßig dichter an dem zu operierenden Körper befindlich, und der Begriff „distal" auf einen verhältnismäßig weiter vom zu operierenden Körper entfernt befindlichen Abschnitt. Die hierin in Bezug auf das Handstück 700 beschriebenen Basiselemente sind entsprechend anderen hierin beschriebenen Handstücken nummeriert. Die Plasmazelle 23 enthält ein Volumen, das durch einen negativen Polstab 4, eine Elektrode 22 (typischerweise aus Wolfram), einen Isolator 21 (typischerweise aus keramischer Tonerde) und einen Emissionskanal 720 in Spitze 701 definiert ist. Das Inertgas gelangt durch Gaskanäle 25 im negativen Polstab 4 in die Plasmazelle und verlässt sie durch den Emissionskanal 720 in Spitze 701. Im Steuerungsvolumen der Plasmazelle 23 werden das Plasma erzeugt und die Atome mit Energie angereichert. Die Handstückspitze 701 ist typischerweise mit externem Gewinde 730 für einen Schraubanschluss an Innengewinde 732 im Zylindergehäuse 2 versehen.
  • [0089]
    Der negative Polstab 4 führt negative Spannung und Elektronen zur Wolframelektrode 22. Weil das Gehäuse 2 elektrisch mit dem positiven Pol der Stromversorgung (typischerweise zur Erde abgeleitet) verbunden ist, ist auch die Spitze 701 positiv zur Erde abgeleitet. Die typischerweise aus keramischer Tonerde bestehenden Isolatoren 28 und 21 isolieren den negativen Pol gegen das Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 enthält einen äußeren Zylinder 2a und einen inneren Zylinder 2b, zwischen denen in Längsrichtung Wasserkanäle 27a und 27b angeordnet sind, die die Beförderung des Kühlwassers zum Umwälzkanal 26 und zurück in der Nähe von Spitze 1 rundherum um die Plasmazelle 23 übernehmen, um für die Kühlung zu sorgen. Die Zylinder 2a und 2b sind typischerweise zusammengeschweißt, wie z.B. an der Schweißnaht 734.
  • [0090]
    11 zeigt einen proximalsten Abschnitt 1110 eines Handstücks 1100 mit einer Spitze 1101 mit einer gekrümmten Verlängerung 1102. Der proximale Abschnitt von Handstück 1100 gleicht sehr dem proximalen Abschnitt des Handstücks 700 in 7, mit der Ausnahme, dass die Spitze 1101 eine gekrümmte Verlängerung 1102 aufweist und in das Zylindergehäuse 2 eingeschweißt statt eingeschraubt ist. Die durch den Winkel α gemessene Krümmung kann jede gewünschte Krümmung aufweisen, wie z.B. 30°, 45°, 60°, 75°, 90° o.ä. Die Richtung der Krümmung bezogen auf den Handstückgriff kann auch wichtig sein. Sie kann z.B. geradeaus, nach links oder nach rechts gerichtet sein oder mit einem gewissen Winkel nach rechts oder links. Für gekrümmte Spitzen wird eine Schweißverbindung zwischen Spitze 1101 und Gehäuse 2 zur genauen Festlegung der Krümmungsrichtung in Bezug auf den Handstückgriff bevorzugt.
  • [0091]
    8A zeigt einen Längsschnitt durch das distale Ende 810 von Handstück 700 auf der Linie 8A-8A, wie in der Seitenansicht von 8B und in den Querschnittsansichten von 8C und 8D dargestellt. Der negative Polstab 4 steht vom Gehäuse 2 vor und ist durch die Isolatoren 28 und 31, die beide typischerweise aus keramischer Tonerde bestehen, und die Dichtung 37 isoliert. Die Dichtung 34 und der O-Ring 32 nehmen jedes Spiel aufgrund der Produktionstoleranz der verschiedenen Komponenten auf und verhindern Gasleckagen aus dem distalen Ende des Handstücks 700. Durch Anbringung des geschraubten Deckelteils 3 wird durch den Isolator 31 und die Dichtung 37 und den Isolator 28 ein Druck auf den Bodenteil 712 des negativen Polstabs 4 (in 7 dargestellt) ausgeübt, um ihn oben am Isolator festzuhalten.
  • [0092]
    Inertgas wird durch Rohr 102c in das Handstück gefördert. Das Rohr 102a fördert Kühlwasser in den halbzylindrischen Kanal 35, der typischerweise fast ein Halbzylinder ist (wie in 8C dargestellt) und der das Wasser nach unten zu in Längsrichtung angeordneten Einlasskanälen 27a im Gehäuse 2 führt (in 7 und 8D dargestellt). Das Kühlwasser erreicht den zylindrischen Kanal 26, vollführt eine halbe Kehrtwende und kehrt durch die in Längsrichtung angeordneten Austrittskanäle 27b zurück, um den anderen halbzylindrischen Kanal 36 zu erreichen, der typischerweise auch fast ein Halbzylinder ist. Das Kühlwasser tritt dann durch das Rohr 102b aus dem halbzylindrischen Kanal 36 aus.
  • [0093]
    Für Mikrochirurgieanwendungen, wie z.B. im Gehirn, an der Wirbelsäule oder für arthroskopische oder Hautchirurgie, mag das Handstück 200, von dem ein proximaler Abschnitt 210 in 2 dargestellt ist, bevorzugt werden. Die Basiselemente der Plasmazelle 23, negativer Polstab 4, einschließlich Gaskanäle 25, Elektrode 22, Isolator 21 und Spitze 1, gleichen den in 7 dargestellten für Handstück 700. Anders als beim Handstück 700 jedoch enthält der negative Polstab 4 des Mikrochirurgiehandstücks 200 einen Isolierüberzug 24, typischerweise keramische Tonerde, um den Stab gegen das Gehäuse 2 zu isolieren, statt eine oder mehrere verschiedene Isolatorbuchsen 28 wie beim Handstück 700 vorhanden.
  • [0094]
    6 zeigt einen proximalsten Abschnitt 610 eines Mikrochirurgiehandstücks 600 mit einer Spitze 601 mit einer gekrümmten Verlängerung 602. Der proximale Abschnitt 610 ist im Wesentlichen der gleiche wie der proximale Abschnitt 210 des Handstücks 200 in 2, mit der Ausnahme, dass die Spitze 601 eine gekrümmte Verlängerung 602 aufweist und in das Zylindergehäuse 2 eingeschweißt ist, ähnlich wie die in 11 dargestellte Konstruktion des proximalen Abschnitts 1110 von Handstück 1100. Wie beim Handstück 1100 kann die durch den Winkel α gemessene Krümmung der Spitze 1 von Handstück 600 auf jede erforderliche Krümmung eingestellt werden. Die Richtung der Krümmung kann geradeaus, nach links oder nach rechts gerichtet sein oder mit einem gewissen Winkel nach rechts oder links gerichtet sein. Die Länge der Verlängerungen 602 und 1102 bezogen auf ihre jeweiligen Durchmesser kann ideal auf bestimmte Operationsarten abgestimmt werden.
  • [0095]
    3 zeigt das distale Ende 310 des Handstücks 200. Der negative Polstab 4 ist gegen das Gehäuse 2 durch den Isolierüberzug 24, Isolator 31 und O-Ring isoliert. Der Deckelteil 3 übt durch den Isolator 31 einen Druck auf die Oberkante des O-Rings aus, der den Druck auf den negativen Polstab 4 am Flansch 300 überträgt, um, wie in 2 dargestellt, den Pol auf der Oberseite des Isolators 21 festzuhalten. Gas- und Kühlwasseroperationen sind im Wesentlichen die gleichen wie in Bezug auf die 8A-8D beschrieben.
  • [0096]
    Das Handstück nach 9 und 10A-C, wie es bevorzugt für die endoskopische oder laparoskopische Chirurgie benutzt wird, besteht aus drei verschiedenen Einheiten. Der proximale Abschnitt 910 (in 9 dargestellt) ist im Wesentlichen der gleiche wie die proximalen Abschnitte 710 oder 1110 der Handstücke 700 oder 1100, wie in Abb. t bzw. 11 dargestellt, für die allgemeine Chirurgie. Ein solcher proximaler Abschnitt wird dann, vorzugsweise geschweißt, am Verbindungsstück 61, wie in 9 und 10A dargestellt, befestigt. Das Verbindungsstück ist eine Zwischeneinheit, die, wie in 10A dargestellt, mit der langgestreckten distalen Einheit 62 verbunden ist. Das Verbindungsstück 61 ist zur Anpassung der ringförmigen zylindrischen Teile der proximalen Abschnitte 710 und 1110 der Handstücke 700 und 1100 an die einzelnen rohrförmigen Strukturen der langgestreckten Einheit 62 strukturiert. Die distale langgestreckte Einheit 62 ist vorzugsweise steif ausgeführt, kann aber erforderlichenfalls auch teilweise elastisch sein.
  • [0097]
    Wie in 9 dargestellt, ist der negative Polstab 4 in die Kupplung 38 eingeschraubt, die schon, vorzugsweise geschweißt, mit dem Kabel 5 des negativen Pols verbunden ist. Der Isolator 39, vorzugsweise aus keramischer Tonerde, isoliert diesen Anschluss elektrisch. Das Kabel 5 ist durch die Isolierung 902, typischerweise aus Silikon, isoliert, und beginnt in der Mitte des Verbindungsstücks 61, richtet sich aber aufgrund seiner Elastizität typischerweise zu einer Seite an der Verbindungsstelle zur langgestreckten Einheit 62, wie in 10B und 10C dargestellt, aus.
  • [0098]
    Die langgestreckte Einheit 62, die typischerweise leitend ist, wird zur positiven oder Erdungsspannung abgeleitet, die dann an das Verbindungsstück 62 und schließlich an das Gehäuse 2 übertragen wird. Die Außenfläche der langgestreckten Einheit 62 ist typischerweise mit einem (nicht dargestellten) Isolationsmaterial, wie z.B. Kunststoff, überzogen.
  • [0099]
    Im Betrieb wird Inertgas über einen Schlauch 9, der z.B. durch Kleber mit dem Rohrverbinder 124b des Verbindungsstücks 61, wie in 10C dargestellt, verbunden ist, zum Verbindungsstück 61 geführt. Der Schlauch 9 enthält typischerweise ein Polytetrafluorethylenharz (PTFE), wie z.B. Teflon®, hergestellt von DuPont in Wilmington, Delaware, oder Silikon. Der Verbinder 14b enthält typischerweise Metall. Das Gas fließt dann in den Ringkanal zwischen Isolator 39 und dem inneren Gehäusezylinder 2b.
  • [0100]
    Kühlwasser wird über den Schlauch 7 (typischerweise Teflon® oder Silikon), der (typischerweise geklebt) mit der steifen (typischerweise Metall) Rohrkonstruktion 12b des Verbindungsstücks, wie in 10A dargestellt, verbunden ist, zum Verbindungsstück 61 geführt. Das Kühlwasser wird in den in Längsrichtung angeordneten Einlasskühlkanal 27a gefördert und kehrt nach Erreichen des Ringkanals 26, wie in Bezug auf 7 beschrieben, durch den in Längsrichtung angeordneten Auslasskühlkanal 27b zurück. Der Auslasskühlkanal 27b ist mit der Rohrkonstruktion 13b verbunden, an die der Schlauch 8 in ähnlicher Art und Weise angeschlossen ist wie der Schlauch 7 an die Konstruktion 12b.
  • [0101]
    Der Außendurchmesser D der langgestreckten Einheit 62 beträgt, unter Verwendung der oben erwähnten Komponenten, typischerweise 10 bis 14 mm, kann aber kleiner sein, um zu einem entsprechenden proximalen Abschnitt zu passen, wie z.B. die Abschnitte 210 oder 610, wie in Abb. w und 6 dargestellt. Für den in 2 und 6 dargestellten mit Isoliermaterial überzogenen Pol ist ein Teil des Pols nicht isoliert und mit Gewinde versehen, um eine leitende Verbindung mit Steckverbinder 38 zu ermöglichen.
  • [0102]
    Für die allgemeine Chirurgie haben die zu schneidenden, abzutragenden oder koagulierten Gewebe verhältnismäßig große Abmessungen, so dass die benötigte Gesamtenergie verhältnismäßig groß ist. Die Quantenenergie kann von niedrig bis hoch reichen, abhängig von der Dichte des Gewebes. Lungengewebe z.B. erfordert weniger Quantenenergie als Lebergewebe, das seinerseits weniger Quantenenergie als Knochengewebe erfordert. Wegen des verhältnismäßig hohen Gesamtenergiebedarfs hat der Schrank 40 die Tendenz, für Ausführungen für die allgemeine Chirurgie größer zu sein als für andere hierin erörterte Ausführungen, und die GS-Impulsstromversorgung 41 emittiert typischerweise eine Kurve ähnlich wie die in 4A dargestellte, mit einer Spitzenleistung von ca. 500 W bei max. Leistung. Die Impulsspannungsquelle 42 enthält typischerweise eine hohe Spannung (ca. 1.000 V bis ca. 1.500 V), eine Quelle hoher Energie (ca. 0,15 bis 0,5 Wattsekunden). Das Handstück 47 hat typischerweise einen Durchmesser D (in 1 dargestellt) im Bereich von ca. 10 bis ca. 14 mm und eine Länge L von ca. 50 bis ca. 150 mm, aber es können kleinere oder größere Abmessungen benutzt werden. Das Handstück gleicht typischerweise den in 1, 7, 8 und 11 dargestellten und oben erörterten. Der Kanal an der Spitze des Handstücks zur Ausgabe des Gasstroms hat einen Durchmesser (d wie in 7 und 11 dargestellt) im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 1,2 mm. Die SPS 43 hat auf diese Handstückmodelle und -anwendungen abgestimmte Leistungskurven. Die gekrümmte Spitze, wie z.B. in 11 dargestellt, kann zur Verdampfung und Koagulation der Gewebe und zum Schneiden von Gewebestücken von der Rückseite, während es mit einer Pinzette gehalten wird, benutzt werden.
  • [0103]
    Für die Mikrochirurgie haben die zu schneidenden, abzutragenden oder koagulierten Gewebe verhältnismäßig kleine Abmessungen, so dass die benötigte Gesamtenergie verhältnismäßig klein ist und umgebendes Gewebe nicht beeinträchtigt. Die Quantenenergie kann niedrig oder hoch sein, abhängig von der Art des Gewebes, an dem operiert wird. Hirngewebe z.B. erfordert typischerweise eine niedrigere Quantenenergie als Wirbelsäulengewebe. Mikrochirurgierausführungen, wie z.B. für Gehirn-, Wirbelsäulen-, arthroskopische, Hautchirurgie und andere Mikrochirurgieanwendungen, sehen typischerweise eine niedrige Gesamtenergie und eine niedrige Quantenenergie vor. Der Schrank 40 ist tendenziell kleiner, die GS-Impulsstromversorgung 41 erzeugt typischerweise Spannungskurven wie z.B. die in 4A oder 4B gezeigten, mit einer Spitzenleistung von ca. 200 W, und die Impulsspannungsquelle 42 ist eine Niederspannungsquelle (ca. 500 V bis ca. 1.000 V) mit niedriger Energie (ca. 0,04 bis 0,15 Wattsekunden). Die Größe des Schranks wird typischerweise von der Größe der Stromquelle, des Wassersystems und des erforderlichen Rohrleitungs- bzw. Schlauchsystems beeinflusst. Eine größere Stromquelle erfordert mehr Schrankplatz und mehr Kühlung, was ein größeres Wassersystem und Rohre mit einem größeren Durchmesser zur Handhabung des Wasserdurchsatzes erfordert. Das Handstück 47 hat typischerweise einen Durchmesser D im Bereich von ca. 5 bis ca. 8 mm und eine Länge L in der Größenordnung von ca. 50 bis ca. 120 mm, aber es können kleinere oder größere Abmessungen benutzt werden. Das Handstück gleicht typischerweise den in 1, 2, 3 und 6 dargestellten und oben beschriebenen. Der Kanal an der Spitze des Handstücks zur Ausgabe des Gasstroms hat einen Durchmesser (d wie in 2 und 6 dargestellt) im Bereich von ca. 0,25 bis ca. 1,0 mm. Die SPS 43 ist mit auf die Handstückmodelle und operativen Anwendungen abgestimmter Software versehen. Eine gekrümmte Spitze, wie z.B. in 6 dargestellt, wird zur Verdampfung und Koagulation der Wände des Gewebes und zum Schneiden von Gewebestücken von der Rückseite in einem engen Kanal, während das Gewebe mit einer Pinzette gehalten wird, wie dies oft in der Gehirnchirurgie vorkommt, benutzt.
  • [0104]
    Für die endoskopische und laparoskopische Chirurgie haben die zu schneidenden, abzutragenden oder koagulierten Gewebe relativ mittelgroße Abmessungen. Daher ist eine mittelgroße Gesamtenergie erforderlich, die umgebendes Gewebe nicht beeinträchtigt. Die Quantenenergie kann von niedrig bis hoch reichen, abhängig von dem Gewebe, an dem die Operation durchgeführt wird. Lungengewebe z.B. erfordert weniger Quantenenergie als Lebergewebe, das weniger Energie als Magengewebe erfordert. Endoskopische und laparoskopische Ausführungen sehen typischerweise eine mittelgroße Gesamtenergie und eine mittelgroße Quantenenergie vor. Der Schrank 40 ist tendenziell verhältnismäßig größer als für Mikrochirurgiemodelle Die GS-Impulsstromversorgung 41 benutzt Kurven wie die in 4A oder 4B dargestellten, mit einer Spitzenleistung von ca. 300 W, und die Impulsspannungsquelle 42 ist ein Modell für mittlere Spannung (ca. 800 V bis ca. 1.200 V) und mittlere Energie (ca. 0,1 bis 0,25 Wattsekunden). Das Handstück 47 hat typischerweise einen Durchmesser D (in 9 dargestellt) im Bereich von ca. 8 bis ca. 12 mm, aber es können kleinere oder größere Abmessungen benutzt werden. Das Handstück 47 kann jede erforderliche Länge haben und entspricht im Allgemeinen den in 9 und 10A-C dargestellten, mit proximalen Abschnitten, die den in 2, 6, 7 oder 11 dargestellten und unten beschriebenen gleichen. Der Kanal an der Spitze des Handstücks zur Ausgabe des Gasstroms hat einen Durchmesser (d) im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 1,0 mm. Die SPS 43 hat auf die Handstückmodelle und operativen Anwendungen abgestimmte Softwareprogramme. An endoskopischen oder laparoskopischen Modellen können gekrümmte Spitzen zur Verdampfung und Koagulation der Wände der Gewebe benutzt werden. Für ein laparoskopisches Modell können die gekrümmten Spitzen auch zum Schneiden von Gewebestücken von der Rückseite, während sie mit einer Pinzette gehalten werden, benutzt werden.
  • [0105]
    Für jede der Geräteausführungen kann es optimal sein, in der Spitze einen besonderen Kanaldurchmesser (d) mit einer gewünschten Gesamtenergieeinstellung zusammenzufassen, da die Gesamtenergie eine Funktion des Gasflusses ist, und ein Gasfluss kann stark vom Durchmesser der Spitze beeinflusst werden. Daher kann eine Ausführung mit kleinem Durchmesser einen genaueren Strom liefern als eine Ausführung mit einem größeren Durchmesser. Für Handstücke ohne eine gekrümmte Spitze kann die Spitze abnehmbar sein, wie z.B. durch einen Schraubanschluss, so können Spitzen mit verschiedenen Kanaldurchmessern zur Verwendung mit einem einzigen Handstück vorgesehen werden, Für Handstücke mit gekrümmter Spitze sind die Spitzen vorzugsweise vor Ort verschweißt, um die Richtung der Krümmung in Bezug auf den Handgriff genau festzulegen. Für Anwendungen, wo die Genauigkeit der Krümmungsrichtung weniger kritisch ist, kann eine Auswahl von Handstücken mit jeweils einem anderen Kanaldurchmesser und/oder einer anderen Spitzenkrümmung vorgesehen werden, um verschiedene Gasstromprofile zu liefern.
  • [0106]
    In der Mikrochirurgie z.B. ist es wichtig, ein Handstück mit einer Spitze mit einem Öffnungsdurchmesser, groß genug zur Lieferung ausreichender Energie zur Durchführung des gewünschten chirurgischen Verfahrens (Schneiden, Verätzen, Verdampfung oder Sterilisierung) an dem zu operierenden Gewebe, aber klein genug, um die notwendige Genauigkeit zu liefern, damit Gewebe in der Nähe nicht beeinträchtigt wird, auszuwählen. Weiterhin kann der Gesamtenergiewert auf einem Wert gewählt werden, der klein genug ist, damit für das zu operierende Gewebe kein inakzeptabler „Blaseffekt" erzeugt wird. Der Blaseffekt eines Gases wird definiert durch sein Momentum (Masse × Geschwindigkeit = mxv), das von der Masse absorbiert wird, auf die das Gas trifft. Da die Masse oder Geschwindigkeit des Gases zunimmt, nimmt der Blaseffekt zu. In dem System dieser Erfindung hängt die Geschwindigkeit von der Quantenenergie ab, und die Masse ist von der Gesamtenergie abhängig. Der Spitzendurchmesser des Handstücks beeinflusst die Masse ebenfalls, da die Anzahl der den Kanal verlassenden Atome proportional zum Quadrat des Spitzendurchmessers ist. Die Minimalisierung oder Eliminierung eines solchen Blaseffekts kann besonders wichtig sein, wenn z.B. an Hirngewebe operiert wird, das für solche Effekte empfindlich ist. Die Quantenenergie wird abhängig von der Art des zu operierenden Gewebes ausgewählt. So können harte Gewebe, wie z.B. die Wirbelsäule, eine höhere Quantenenergie als für weiches Gewebe, wie z.B. das Gehirn, erfordern.
  • [0107]
    Beim Betrieb des Geräts werden Inertgasatome, typischerweise Argon, vom Gasbehälter 48 durch das Gassteuerungssystem 49 (wie in 5 dargestellt) durch den Schlauch 9, die Verbinder 14a oder 14b und das Rohr 102c oder das Verbindungsstück 61 (wie in 1 bzw. 10C dargestellt) in den Kanal 75 zwischen dem negativen Polstab 4 und dem Gehäuseinnenzylinder 2b transportiert und durch die Gaskanäle 25 im Ende des negativen Pols 4 zur Plasmazelle 23. Spannung wird von der Impulsspannungsquelle 42 (zur Triggerung des Plasmas) und der GS-Impulsstromversorgung 41 (zur Aufrechterhaltung des Plasmas) über ein gemeinsames Kabelpaar 5 (negativ) und 6 (positiv und geerdet) zum Handstück geleitet. Die negative Spannung wird über das Kabel 5 durch den Steckverbinder 11 (in 1 dargestellt) oder 38 (in 10 dargestellt) zum negativen Polstab 4 geleitet und an eine Wolframelektrode 22 übertragen, die im Ende des negativen Polstabs 4 angeordnet ist. Das Kabel der positiven Spannung 6 wird durch das Rohr 102a oder das Rohr 102b (wie in 1 dargestellt) oder durch das Verbindungsstück 61 und die langgestreckte Einheit 62 (wie in 10A dargestellt) zum Gehäuse 2 geführt, wodurch die positive und geerdete Spannung durch das Gehäuse 2 auf das jeweilige Handstück übertragen wird.
  • [0108]
    Der Isolator 21 rundherum um die Plasmazelle 23 isoliert den negativen Polstab 4 elektrisch gegen das Gehäuse 2. Der Isolator 21 überträgt auch einen Teil der Wärmeenergie der Atome auf das Gehäuse 2. Der proximalste Abschnitt der Plasmazelle 23 enthält die Gaskanäle 220, 620, 720 oder 1120, wie in 2, 6, 7 bzw. 11 dargestellt, eingebaut in die jeweiligen Spitzen 201, 601, 701 bzw. 1101. Der Wasserumwälzkanal 26 ist sehr dicht an der Plasmazelle 23 positioniert, um den proximalen Abschnitt von Gehäuse 2 sowie die Elektrode 22, den Isolator 21 und den größeren Teil der Spitze zu kühlen. Wegen der wirksamen Kühlung überträgt das Gehäuse 2, ausgenommen der proximale Abschnitt der Spitze, keine Wärme auf die Gewebe. Das Kühlwasser wird durch die Kühlwasserpumpe 51 vom Kühlwasserbehälter 50 (wie in 5 dargestellt) durch den Schlauch 7, den Verbinder 12a, das Rohr 102a und den Kühlwassereintrittskanal 35 (wie in 3 und 8 dargestellt) oder durch den Schlauch 7 zum Verbinder 12b am Verbindungsstück 61 (wie in 10A dargestellt) und in den in Längsrichtung angeordneten Wassereinlasskanal 27a gepumpt. Der Kanal 27a fördert das Kühlwasser zum zylindrischen Kanal 26 und zurück durch den in Längsrichtung angeordneten Wasserauslasskanal 27b. Das Kühlwasser tritt dann durch den Kühlwasserauslasskanal 36, das Rohr 102b und den Verbinder 12a (wie in 3 und 8 dargestellt) oder durch das Verbindungsstück 61 und den Verbinder 12b (wie in 10A dargestellt) aus und fließt schließlich durch den Kühlschlauch 8 zurück zum Kühlwasserbehälter 50. Das Kühlsystem benutzt typischerweise sterilisiertes Wasser.
  • [0109]
    Zum Start des Geräts wird der Gasbehälter 48 (in 5 dargestellt) angeschlossen, sein Ventil wird geöffnet, und sein mechanischer Regler wird eingestellt zur Lieferung eines Eingangsdrucks von ca. 8 Atmosphären. Das Gerät wird angesteckt, und ein geeignetes sterilisiertes Handstück 47 wird über das Schnellverbindungsstück 54 mit dem Schrankkabel und dem Schlauchsystem 53 verbunden. Der Strom wird mit dem Einschalter 1300 in der Schalttafel 44 (wie in 13 dargestellt) eingeschaltet. Das Kühlsystem beginnt sofort zu arbeiten. Wenn der Gasbehälterdruck zu niedrig oder zu hoch ist, wird dies auf der Schalttafel über die Anzeiger 1301 bzw. 1302 angezeigt. Wenn die Hauptspannung nicht korrekt ist oder das Wasser nicht umgewälzt wird, wird auch dies auf der Schalttafel 44 durch die Anzeiger 1303 bzw. 1305 angezeigt, und in jedem Fall leuchtet die FEHLER-Anzeige 1306 auf. Wenn die FEHLER-Anzeige 1306 aufleuchtet, kann das Gerät nicht gestartet werden.
  • [0110]
    Durch Betätigen des Prüfschalters 1307 kann der Bediener feststellen, ob alle Prüfpunkte OK sind. Wenn dies der Fall ist, leuchtet die Anzeige 1308 auf, um den Bediener aufzufordern, durch Drücken eines der Schalter 1350-1354 einen der Quantenenergiewerte auszuwählen. Dann leuchten die dem gewählten Schalter entsprechende Lampe und die „Bereitschafts"-Lampe 1343 auf. Durch Betätigung des „Start"-Schalters 1341 wird die Plasmaerzeugung eingeleitet. Zuerst wird das Gasventil (nicht dargestellt) im Gassteuerungssystem 49 durch die SPS 43 geöffnet, und nach einem ersten definierten Zeitraum wird das Impulsspannungssystem 42 zur Triggerung des Plasmas für einen zweiten definierten Zeitraum aktiviert. Während dieses Zeitraums kann dieser Impuls sich mehrmals automatisch wiederholen, wenn das Plasma nicht sofort anspricht. Der erste und der zweie definierte Zeitraum können Eingabeparameter für die SPS 43 sein. Das Impulsspannungssystem 42 liefert typischerweise eine Impulsspannung von ca. 1.000 V. Die Spannungs- und Leistungswerte können jedoch für verschiedene Einrichtungsarten variieren. Wenn die negative Spannung an die Elektrode 22 abgelegt wird, wird an der Spitze der Elektrode eine Koronarentladung (eine lokale Ionisierung des Gases durch die von der Spitze der Elektrode mit starkem elektrischem Feld abgegebenen Elektronen) erzeugt. Die Elektronen brechen durch den sehr hohen Wert der angelegten Spannung zusätzliche Elektronen von den Inertgasatomen los. Mit jeder neuen Ionisierung nimmt die Anzahl der sich zum Pol der Plasmazelle 23, der die Außenlinie des Plasmazellenvolumens, wie von der Spitze 1 definiert, ist, bewegenden Elektronen zu.
  • [0111]
    Mit zunehmender Ionisierung wird das Volumen innerhalb der Plasmazelle 23 stärker elektrisch leitend (weil mehr Elektronen anwesend sind). Folglich können Elektronen von der Spitze der Elektrode 22 unter niedrigeren Spannungen übertragen werden. An diesem Punkt übernimmt die GS-Impulsstromversorgung 41 die Übertragung der Elektronen von der negativen Elektrode 22. Die kinetische Energie der Partikel ist anfangs niedrig, so wird zu Beginn mindestens die Ionisierungsspannung des Inertgases (15,75 V für Argon) zwischen den Elektroden angelegt, um die Inertgasatome zu ionisieren. Sobald die Atome durch die Ionen und Elektronen mit Energie angereichert worden sind, wird die zu ihrer Ionisierung benötigte Spannung reduziert, um die Anzahl Ionen und den Energiewert in der Plasmazelle konstant zu halten. Dies ist eine Folge dessen, was gemeinhin als der „negative Impedanzeffekt" des Plasmas bezeichnet wird. Praktisch bedeutet dies, dass, wenn die Spannung an der Elektrode konstant gehalten wird, Ionisierung und Energie in dem Bereich ständig zunehmen. Aus diesem Grund kann die elektrische Energieversorgung dieser Erfindung eher als „Stromquelle" denn als „Spannungsquelle" bezeichnet werden, weil sie die Anzahl der an das System gelieferten Elektronen steuert.
  • [0112]
    Besonders wenn das Gerät mit kalten Gasatomen, einer niedrigen Quantenenergie und einer niedrigen Gesamtenergie startet, kann der vom SPS-System 43 berechnete Strom zu niedrig sein, um die Initiierung eines kontinuierlichen Plasmas zu erlauben. Deswegen kann für jede Quantenenergieeinstellung ein temporärer Strom in der SPS definiert werden, der zusammen mit dem kalkulierten Strom angelegt wird. Dieser zusätzliche Strom, der die gleiche haifischflossenförmige Kurve wie der Hauptstrom hat, wird innerhalb eines definierten Zeitraums von typischerweise einigen Sekunden auf Null reduziert. Dieser definierte Zeitraum kann in der SPS als ein Eingabeparameter eingestellt werden. Die Benutzung der Kombination von temporärem und kalkuliertem Impulsstrom erlaubt es auch dann ein durchgängiges Plasma zu erhalten, wenn die Quantenenergie- und die Gesamtenergiestartparameter sehr niedrig sind.
  • [0113]
    Wegen der zwischen den Elektroden angelegten Spannung ist im gesamten Volumen der Plasmazelle 23 ein elektrisches Feld vorhanden. Elektronen bewegen sich zum positiven Pol und erhalten Energie von diesem Feld, und ionisierte Atome bewegen sich zum positiven Pol und erhalten auch Energie von diesem Feld. So wird elektrische Energie in kinetische Energie umgewandelt. Bei der Bewegung im elektrischen Feld treffen sowohl die Elektronen als auch die Ionen auf Inertgasatome und teilen ihre kinetische Energie mit diesen Atomen. Wenn die Energie einiger der einzelnen Elektronen die Ionisierungsenergie der Atome erreicht, brechen sie neue Elektronen von den Atomen los. Wenn ionisierte Atome den negativen Pol erreichen, werden sie durch die Aufnahme negativer Elektronen neutralisiert. Durch die Plasmazelle 23 strömende Gasatome treffen ständig aufeinander und homogenisieren ihre Energie.
  • [0114]
    Auf diese Art und Weise erhält die Mehrzahl der Atome Energie in der Nähe der durchschnittlichen Energie der Atome. Es gibt jedoch einige Atome, deren Energie größer oder kleiner als die Durchschnittsenergie ist. Die Gesamtverteilung der Atomenergien entspricht einer glockenförmigen Kurve. Weil eine möglichst minimale Ionisierungsspannung gewünscht wird, wird Argongas für die Verwendung im Gerät dieser Erfindung bevorzugt, weil Argon unter den in der Praxis am meisten verfügbaren Gasen das Inertgas mit der niedrigsten ersten Elektronenionisierungsenergie ist. Die Ionisierungsenergie für Argon ist 15,75 V, verglichen mit 21,56 V für Neon und 24,57 V für Helium. Somit ist die glockenförmige Kurve, die die Temperaturverteilung von Argonatomen definiert, enger als für Neon und Helium. Grundsätzlich drücken der Gasdruck und teilweise das elektrische Feld der Ionen (abzüglich der angelegten Spannung) die Atome durch den Kanal. Deswegen ist die Inertgasionisierungsenergie ein kontrollierender Faktor dafür, wie viel Spannung an die Plasmazelle angelegt werden muss, und damit ist die angelegte Spannung für jede Gasart unterschiedlich.
  • [0115]
    Sobald das Plasma sich in einer Kettenreaktion aufbaut, wird die Anzahl Elektronen unter Verwendung der GS-Impulsstromversorgung 41 kontrolliert, und man erhält einen Steady State, in dem der Gasstrom, die Gesamtenergie und die Quantendurchschnittsenergie der Atome stabile Werte haben. Positive Ionen in der Plasmazelle 23 werden vom negativen Pol angezogen und durch den positiven Pol um sie herum nach innen in Richtung auf die negative Elektrode gedrückt. Die positive Elektrode sammelt vom negativen Pol kommende Elektronen. Nur die nichtionisierten Atome werden durch den Gasdruck in Richtung der Spitze des Handstücks gedrückt. In dem Maße, wie sich die nichtionisierten Atome in Richtung des Entladeendes der Spitze bewegen, wird ihre einzelne Energie durch Kollisionen stärker angeglichen, und sie verlieren Energie an die Wand des Kanals (wie z.B. Kanal 220 in 2). Partikel mit hoher kinetischer Energie können entsprechend ihrer Temperatur Photonen ausstrahlen. Diese Energiefreigaben und -verluste bedeuten, dass die tatsächlich von der Spitze ausgegebenen Atome eine niedrigere und homogenisiertere Energie als in der Plasmazelle 23 haben. Es wird eine Kontrolle des Quantenenergiewertes dieser emittierten Atome gewünscht. Wegen Verlusten an die Kanalwand über die ganze Länge des Kanals beeinflussen Durchmesser und Länge des Kanals die Enddurchschnittstemperatur.
  • [0116]
    in einer gewissen Entfernung vom proximalsten Punkt der Spitze 201 beginnen die Atome ihre kinetische Energie durch Kollision mit Luftmolekülen u.ä. zu verlieren. Abhängig vom Betrag der Gesamtenergie, die die Atome bei Austritt aus der Spitze 201 haben, und abhängig vom Durchmesser d des Kanals liegt diese Entfernung typischerweise in einem Bereich vom ca. 2 bis ca. 10 mm.
  • [0117]
    Partikel mit hoher Energie strahlen Photonen aus. Die Frequenz (oder die Energie) der Photonen ist abhängig von der kinetischen Energie (oder Quantenenergie oder Temperatur) der Partikel. Wenn die Partikel die Düse mit einer ausreichend hohen kinetischen Energie verlassen, werden sie sichtbar, weil diese Partikel Photonen im sichtbaren roten bis violetten Lichtspektrum ausstrahlen. Ein Weg zur Messung des Quantenenergiewertes oder der Temperatur der Atome besteht in der Messung der Frequenzen (Farbe) der aus dem Strahl abgestrahlten Photonen. Bei Anwendungen mit sehr hoher Energie sind die Photonen ultraviolett. Die UV-Strahlung erzeugt einen begrenzten Betrag von Ozongas in der Luft. Die Mengen von Photonenstrahlung und Ozongas sind minimal, reichen jedoch aus, um eine Gefahr für den Patienten, die Bediener oder die Operationsraumumgebung darzustellen.
  • [0118]
    Im Wesentlichen werden keine der in der Plasmazelle 23 erzeugten Ionen durch den Kanal 220 ausgegeben, weil die an den Kanal angelegte positive Spannung die positiv geladenen Ionen zurück zum negativen Pol 22 drückt. Ebenfalls existieren im Wesentlichen keine Elektronenemissionen vom Kanal, weil die Elektronen vom positiven Pol der Wand des Kanals 220 angezogen werden. Der Begriff „existieren im Wesentlichen keine", wie hierin benutzt, bedeutet keine oder einen kaum definierbaren Wert. Es wird geschätzt, dass die Menge ionisierter Inertgasatome in der Plasmazelle ziemlich klein ist, irgendwo zwischen 10-4 bis 10-5 Mal die Gesamtanzahl im System vorhandener Atome liegend. Nur ein kleiner Bruchteil dieses Teils kann potenziell austreten, was bedeutet, dass praktisch in Wirklichkeit keine austreten. Somit werden im Wesentlichen neutrale Atome emittiert, die keine auf das Gewebe zu übertragende Ladung haben. Weil der positive Pol des Handstücks typischerweise an Erde angeschlossen ist, kann es keinen Strom an das Gewebe übertragen, wenn es das Gewebe berührt. Daher besteht keine Stromübertragung vom Handstück oder ein Gasstrom zum Gewebe, dem Körper des Patienten oder dem Bediener.
  • [0119]
    Die Gesamtanzahl Atome wird eingestellt, um die Quantenenergie bei veränderlicher Gesamtenergie konstant zu halten. Um die aus der Spitze des Geräts kommende Gesamtenergie zu erhöhen oder zu reduzieren, wird der Gasfluss durch Betätigung des Schalters „Mehr Energie" oder „Weniger Energie" in der Schalttafel 44 oder in der Pedalsteuerung 45 geregelt. Der Gasfluss wird kontinuierlich erhöht oder reduziert solange die Schalter gedrückt bleiben, indem eine Spannung von der SPS 43 einen Druck- oder Strömungsregler für das Gassteuerungssystem 49 in der einen oder in der anderen Richtung betätigt, z.B. unter Benutzung eines Systems wie in 16 dargestellt. Der Gasfluss wird typischerweise direkt mit einem Strömungsmesser oder indirekt mit einem Druckgerät gemessen.
  • [0120]
    In Verbindung mit dem erhöhten Gasfluss wird die elektrische Energie der Stromversorgung, basierend auf der Gasdurchsatzmessung, entsprechend erhöht oder reduziert. Der benötigte elektrische Strom wird vom SPS-System 43 kontinuierlich für den ausgewählten Quantenenergiewert (gewählt durch Drücken eines der fünf Schalter 1350-1354) berechnet, basierend auf einer von fünf verschiedenen im Speicher der SPS 43 gespeicherten entsprechenden Stromkurven. Abhängig von der Quantenenergieeinstellung, berechnet die SPS 43 den für den gegebenen Gasfluss erforderlichen elektrischen Strom und legt die zum Erhalt dieses Stroms zwischen den Elektroden erforderliche Spannung an. Die Basislogik erhöht den zwischen den Elektroden angelegten Strom (Energie) schrittweise, um die Quantenenergie der Atome für den gleichen Gasfluss zu erhöhen. Schrittweise Reduzierungen werden ebenfalls benutzt, um die Quantenenergie zu reduzieren.
  • [0121]
    Die Abmessungen und die Geometrie der Spitze 201 und des Kanals 220 beeinflussen die Quantenenergie, weil der an die leitenden Wände der Spitze 201 verlorene Betrag an Atomenergie von Abmessungen und Geometrie der Spitze 201 und des Kanals 220 abhängt. So macht es die in der SPS 43 definierte Kurvenfamilie möglich, den für die gewünschte Operationsart für verschiedene Handstücke erforderlichen Quantenenergiewert zu erhalten. Die gleiche Quantenenergie lässt sich z.B. durch Anwahl des mittleren Quantenenergiewertes für ein Handstück und des „hohen" Energiewertes für ein anderes Handstück erreichen. Weil die für den Bediener sichtbare Farbe des Atomstroms die Quantenenergie anzeigt, kann der Bediener den Quantenenergieschalter auswählen, der die Farbe erzeugt, von der nach der Erfahrung bekannt ist, dass sie sich für die besondere Operation am besten eignet.
  • [0122]
    Die Quantenenergien von Atomen lassen sich zwischen ca. 2.000 K und ca. 35.000 K oder in einem breiteren Spektrum einstellen. Weil die Quantenenergie des Inertgasstroms unter der Ionisierungsenergie jedes Atoms in den Molekülen von Geweben oder Luft liegt, mit denen/der der Strom in Berührung kommt, ionisiert der Inertgasstrom selbst bei 35.000 K (4,5 eV) keines dieser Moleküle, dadurch die Bildung von potenziell gefährlichen „freien Radikalen" verhindernd. Ein relativ kleiner Anteil Ionisierung kann jedoch durch eine emittierte UV-Strahlung verursacht werden.
  • [0123]
    Wenn das Handstück sehr dicht an das zu operierende Gewebe gebracht wird und wenn die aus der Spitze des Handstücks austretenden energiereichen Atome an das Gewebe angelegt werden, treffen diese Atome auf die Biomoleküle mit hohen Quantenenergien. Weil die kinetische Energie der Atome größer ist als die Bindungsenergien der kleineren Moleküle, die die Biomoleküle enthalten, werden die kleineren Moleküle aufgebrochen, und sie verdampfen (Sputter). Wenn die Gesamtenergie und die Quantenenergie hoch sind, geschieht dies sehr schnell. Wenn die Energieparameter niedriger sind, braucht es dazu länger.
  • [0124]
    Abhängig davon, ob es sich bei den Geweben um Hirn-, Lungen-, Leber- oder Knochengewebe handelt, werden unterschiedliche Quantenenergien benötigt. Zum Sputtern (Verdampfen) von Geweben wie Knochen werden höhere Quantenenergien benötigt, während für Hirngewebe niedrigere Quantenenergien benötigt werden. Abhängig von der Art der Operation können in Verbindung mit der Gewebeart unterschiedliche Gesamtenergien erforderlich sein. Das Gerät kann z.B. auf eine sehr niedrige Gesamtenergie für Mikrochirurgie eingestellt werden, so dass nur das operiertes Gewebe thermisch betroffen ist. Für Leberchirurgie dagegen ist das von der Operation betroffenen Gewebe viel größer, so dass die benötigte Gesamtenergie typischerweise größer ist.
  • [0125]
    15 zeigt einen exemplarischen Querschnitt durch einen Gewebeabschnitt 150 mit Darstellung von Nervenzellen 152, neuroglialen Zellen 153 und Gefäß- und Lymphkanälen 154, nachdem eine Sputter-Operation unter Benutzung einer exemplarischen Ausführung dieser Erfindung Gewebe (nicht dargestellt) über einer Zystenwand 151 entfernt hat. Während des Prozesses der Verdampfung des gesputterten Gewebes, wenn Biomoleküle in kleinere Moleküle aufgebrochen werden, treffen kinetisch energiereiche Moleküle und die Atome mit niedriger Energie auf die Moleküle unter den gesputterten Molekülen und erhöhen die Temperaturen der darunter liegenden Moleküle. Dies dehydriert eine kleine Menge von Gewebe 150 und zerstört einige neurogliale Zellen 153 und Nervenzellen 152, die die Zystenwand 151 bilden. Bei Einsatz einer Mikrochirurgieausführung dieser Erfindung ist die Gesamtstärke (f) der Zystenwand 151 des dehydrierten und/oder zerstörten Gewebes typischerweise geringer als ca. 10 Mikrometer (μm), was etwa ein Drittel bis ein Viertel der typischen Breite W (ca. 30-40 Mikron) einer Nervenzelle 152 im Gehirn ist.
  • [0126]
    Die durch den Einsatz dieser Erfindung beschädigte Menge an umgebendem Gewebe ist ein Vorteil gegenüber früheren Techniken. Für bipolare Einrichtungen ist die Stärke der Zystenwand etwa die Größe der Elektroden, die Millimeter dick sind (einige tausend Mikron). Für Laser lässt sich die Zystenwandstärke auf niedrigere Werte einregeln. Das von einem Laser beschädigte Gewebe ist jedoch nicht auf die Zystenwand beschränkt, da weit hinter der Zystenwand liegende einzelne Zellen (mehrere Millimeter entfernt) durch individuelle Durchdringung mit Photonen vom Laserstrahl beschädigt werden können. Dieser Schaden wird wegen seiner molekularen Dimension nicht sofort gemessen, doch wird von ihm angenommen, dass er potenziell zukünftige Weiterungen haben kann, die z.B. zu Krebs führen. Aus diesem Grund sind Laser für viele chirurgische Anwendungen nicht genehmigt. Da die durch das Gerät dieser Erfindung emittierten Atome die Gewebemoleküle nicht wie Photonen durchdringen können, können sie ihre Energie nur auf das erste Molekül anwenden, auf das sie treffen.
  • [0127]
    Wegen der verhältnismäßig geringen Stärke der Zystenwand werden im Operationsbereich, wenn die Operation abgeschlossen ist, nur sehr wenige tote Zellen zurückgelassen. Dies bedeutet weniger postoperative Probleme für den Patienten. Das zurückgelassene tote Gewebe hilft zu garantieren, dass es zu keinen blutenden Gefäßen oder anderen offenen Kanälen, wie z.B. Gallenkanäle, dünne Bronchien, Lymphgefäße u.ä. kommt, die Fluid, wie z.B. Flüssigkeit oder Gas (Luft) daraus verlieren, da alle solchen Gefäße abgeschnürt oder abgeklemmt sind. Dadurch kann die Verdampfung von Tumorgewebe ohne Übertragung von Zellen auf andere Gewebe erfolgen, da keine offenen Kanäle zurückbleiben.
  • [0128]
    Das tiefe Eindringen in das Gewebe wird erreicht durch eine längere Verweilzeit des Plasmastrahls und seine nach innen auf den Körper gerichtete Bewegung. Das während dieses Verfahrens verdampfte Gewebe wird einen Durchmesser haben, der etwas größer ist als der Strahldurchmesser. Durch Anwendung eines sehr kurzen Strahlzeitraums lässt sich die Verdampfung auf die Oberfläche eines Gewebes begrenzen. So kann z.B. ein Teil der Epidermis ohne Einsatz von Betäubungsmitteln zerstört werden, weil die Haut, wo Schmerz festgestellt wird, nicht betroffen ist.
  • [0129]
    Die Resektion eines Gewebes erfolgt durch Bewegung des Handstücks auf einer Linie. Zuerst wird ein flacher Kanal geschaffen. Durch Bewegung des Handstücks auf der gleichen Linie wird der Kanal tiefer und tiefer, so dass schließlich das Gewebe herausgeschnitten wird. Für sehr dickes Gewebe kann der Bediener, um das Gehäuse des Handstücks tiefer einzuführen, den herauszuschneidenden Teil des Gewebes festhalten, so dass sich der bereits geschaffene Kanal erweitert, um ein weiteres Eindringen des Handstücks in das Gewebe zu erlauben. Weil während eines solchen Verfahrens auch eine dünne Zyste erzeugt wird, hilft die Zyste bei einer blutlosen Operation. Als Ergebnis können Gewebe, besonders solche, die zur Blutung neigen, wie z.B. Milz, Leber, Lunge, Pankreas, Niere, Gehirn u.ä., ohne Stiche herausgeschnitten werden. Die Zystenerzeugung reduziert auch das Risiko der Übertragung von Tumorzellen während des Herausschneidens.
  • [0130]
    Große Körperlumen, wie z.B. Adern, Arterien oder andere Gefäße oder Kanäle können geschnitten werden, indem sie zuerst unter niedriger Energie abgeschnürt und dann unter hoher Energie geschnitten werden. Z.B. kann das zu schneidende Lumen zuerst vom umgebenden Gewebe weggezogen werden, so dass das Verfahren das umgebende Gewebe nicht beeinflusst. Dann wird die Spitze des Handstücks auf mittlere Energie eingestellt und durch Bewegung des Gasstroms über dem Lumen in einem Abstand von etwa einem Zentimeter oder weniger in Längsrichtung vor und zurück auf die Oberfläche des Lumens angewendet. Dies schnürt das Lumen ab, ohne es zu durchdringen. Dann wird das Gerät auf mittlere oder hohe Energie eingestellt und der Gasstrom quer in der Mitte des abgeschnürten Lumens in einem sehr engen Abstand, um es zu schneiden, angewendet.
  • [0131]
    Durch Einstellung des Geräts auf niedrige Quantenenergiewerte lässt sich die Oberflächenblutung eines Gewebes koagulieren. Das Gerät kann z.B. auf einen sehr niedrigen Energiewert eingestellt und das Handstück in engem Abstand von dem zu verätzenden Bereich geführt werden. Die Spitze des Handstücks kann auf einer breiten Fläche des Gewebes bewegt werden, um eine Zystenwand zu erzeugen, um irgendwelche blutenden Kanäle zu schließen. Ein anderes Verfahren zur Verätzung von Gewebe besteht in der Einstellung des Geräts auf einen höheren Energiewert, aber mit einem relativ größeren Abstand, wie z.B. von einigen Millimetern zu einigen Zentimetern, abhängig vom Energiewert, zwischen dem Handstück und der zu verätzenden Fläche, um die Zystenwand zu erzeugen. Ein beschädigtes und blutendes Organ kann auch auf diese Art und Weise koaguliert werden. Wenn auf hohe Quantenenergie eingestellt, kann das Gerät eine dringende punktweise Koagulierung über eine größere zu verätzende Fläche liefern. Die obigen Verfahren können mit einer sehr niedrigen Energieeinstellung aus einer Entfernung von einem Zentimeter oder mit einer höheren Energieeinstellung aus einer Entfernung von mehreren Zentimetern zur Sterilisierung von infiziertem Gewebe durch Erzeugung einer Zystenwand benutzt werden.
  • [0132]
    Die Verdampfung einer großen Gewebefläche erfordert einen entsprechend großen Energiebetrag und eine Hochenergieübertragung. Deswegen wird das Gewebe zur Entfernung einer großen Fläche unerwünschten Gewebes vorzugsweise in Stücke geschnitten und entfernt, wodurch der Betrag der Energieübertragung auf ein Minimum reduziert wird. Dieses Verfahren ist besonders für die Gehirnchirurgie wichtig. Relativ kleine Gewebeflächen lassen sich jedoch selbst für die Gehirnchirurgie nur durch Verdampfung entfernen, da der durch diese Erfindung übertragene Energiebetrag kleiner ist als der durch das Metall aktuell für die Gehirnchirurgie benutzten bipolaren Verätzungseinrichtungen übertragene Energiebetrag. Man kann, wenn erforderlich, auch Wasserkühlung der Gewebe in Verbindung mit dieser Erfindung benutzen, wie dies beim Einsatz von Standardverätzungseinrichtungen der Fall ist.
  • [0133]
    Da Knochengewebe sehr wärmeleitfähig ist, erfolgt das Schneiden von Knochen mit dieser Erfindung am besten unter Wasser, wie es typischerweise mit Kreissägen durchgeführt wird. Dadurch lässt sich das Gerät dieser Erfindung mit mindestens einem Teil der Spitze des Handstücks in Wasser eingetaucht bedienen. Wie hierin benutzt, kann „unter Wasser" unter Wasser oder unter irgendeinem für das chirurgische Verfahren benutzten geeigneten Fluid, wie z.B. eine Salzlösung, bedeuten.
  • [0134]
    Unterschiedliche Operationen, wie z.B. Gehirnchirurgie oder Leberchirurgie, erfordern eine unterschiedliche Gesamtenergie und Quantenenergie. Zur Erhöhung der Quantenenergie, während die Gesamtenergie konstant gehalten wird, muss die elektrische Energie konstant gehalten werden, während der Gasfluss reduziert wird. Zur Reduzierung der Quantenenergie, während die Gesamtenergie konstant gehalten wird, muss die elektrische Energie konstant gehalten werden, während der Gasfluss erhöht wird. Die Änderung der Quantenenergie erfolgt von der Schalttafel durch Drücken eines der fünf Energieschalter 1350-1354. Die Steuerung der Gesamtenergie erfolgt mit dem Pedal 45 oder von der Schalttafel 44 durch Drücken des Schalters 1322 „Mehr Energie" oder des Schalters 1320 „Weniger Energie".
  • [0135]
    Diese Erfindung bietet viele in der Technik bekannte Verfahrens- und Gerätevorteile. Diese Erfindung erlaubt die Verdampfung großer Gewebeflächen unter minimaler Beschädigung des benachbarten Gewebes, mit minimalem oder gar keinem Blutverlust. Das Gerät dieser Erfindung kann an jedem Körpergewebe benutzt werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Gehirn, Lunge, Leber, Niere, Magen u.ä. Im Allgemeinen werden für harte Gewebe, wie z.B. Knochen oder Knorpel, höhere Quantenenergien als für weichere Gewebe, wie z.B. Haut oder Organe, benötigt. Die Resektion kann als Verdampfung auf einer dünnen Linie erfolgen. Die Tumorentfernung kann als großvolumige Gewebeverdampfung durchgeführt werden. Die minimale Blutung bei Operationen unter Einsatz dieser Erfindung macht solche Operationen sehr schnell, mit minimalem oder gar keinem Blutverlust. Außerdem lassen sich an Geweben, wie z.B. der Lunge, der Leber, der Gallenblase, der Milz u.ä., Operationen ohne Stiche oder Operationen mit einer minimalen Anzahl Stiche durchführen. Dies verkürzt auch die Gesamtdauer der Operation. Der typische Verschluss von Venolen, Arteriolen, Lymphkanälen und Mikroblutgefäßen während der Operation mit dem Gerät dieser Erfindung bedeutet ein minimales oder gar kein Risiko von Metastasen bei bösartigen Tumoren. Postoperative Komplikationen und die Patientengenesungszeit reduzieren sich erheblich, da das zurückbleibende tote Gewebe für das Gehirn nur eine Zelle dick ist und für die anderen weichen Gewebe typischerweise nicht mehr als etwa drei Zelllagen stark.
  • [0136]
    Das Potenzial für blutlose Gewebe mit dieser Erfindung macht neue Operationsarten möglich, an die vorher nicht zu denken war. Ein Tumor kann z.B. durch Anwendung des von dieser Erfindung erzeugten Strahls direkt am Tumor zerstört werden, ohne umgebendes Gewebe zu schneiden. Die Erfindung erlaubt die Verdampfung von „dünnen Schichten" eines Gewebes, unter Begrenzung des Schadens an dem Organ, an dem er angewendet wird. Somit lässt sich diese Erfindung benutzen, um totes Gewebe an Organen zu entfernen, wie z.B. bei schweren Verbrennungen, oder um z.B. großflächige Infektionen der Knochen zu entfernen.
  • [0137]
    Diese Erfindung kann durch Benutzung einer Koagulationsspitze, wie z.B. in 2, 5, 7 und 11 dargestellt, mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser (d) und durch Einstellung der Energie pro Atom durch einfache Betätigung eines Schalters als ein Koagulator verwendet werden. Das Gerät kann als ein Koagulator für große Flächen oder als Koagulator mit punktueller Genauigkeit benutzt werden. Man kann eine Millimeterdurchmesserader oder Arterie zur Koagulation oder zum Schneiden allein durch Einstellung des Energiewertes des Geräts auswählen. Durch Wahl der richtigen Spitzen für Koagulation kann diese Erfindung für die sehr großflächige Sterilisierung der Gewebe eingesetzt werden. Ein erfahrener Bediener kann ein Gewebe mit dem gleichen Handstück und der gleichen Spitze nur durch Einstellen des Gesamtenergiewertes (durch Fuß oder Finger) und des Energiewertes pro Atom (nur durch Betätigung eines Schalters) schneiden, verdampfen oder koagulieren.
  • [0138]
    Diese Erfindung überträgt keine elektrischen Ströme auf die Gewebe oder den Körper des Patienten, und die Fähigkeit zur Durchführung von Niedrigenergieeinstellungen reduziert das Risiko der Perforation dünnwandiger Flächen, wie z.B. Adern, Arterien, der Dickdarm u.ä., auf ein Minimum. Das Gerät emittiert ein Minimum an Rauch und Dampf, und das Inertgas hat eine begrenzte Auswirkung auf das Operationsverfahren. Weiterhin erzeugt das Gerät eine minimale oder gar keine Störung anderer hypothetischer Operationsraumeinrichtungen und fügt der Operationsraumumgebung nur minimale oder keine unüblichen Sicherheitsanforderungen hinzu.
  • [0139]
    Es sollte darauf hingewiesen werden, dass obwohl überall der Begriff „Handstück" für das Mittel zur Führung der energiereichen Inertgasatome am Target der Operation benutzt wird, das Handstück nicht notwendigerweise von einer menschlichen Hand bedient werden muss, sondern auf Distanz von Robotersteuerungen oder anderen in der Technik bekannten Mitteln gesteuert werden kann.
  • [0140]
    Obgleich oben unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische Ausführungen erläutert und beschrieben, soll diese Erfindung trotzdem nicht auf die dargestellten Einzelheiten beschränkt sein. Im Gegenteil können im Rahmen des Gegenstands und des Bereichs von Äquivalenzen der Ansprüche und ohne vom Gegenstand der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert abzuweichen verschiedene Änderungen an den Einzelheiten vorgenommen werden. Insbesondere die hierin gelieferten Detailparameter in Bezug auf den Schrank, die Schalttafel, Impuls- und Impulsstromversorgungsspannungen und -Wattleistungen und die verschiedenen Handstück- und Spitzengeometrien und -abmessungen beziehen sich nur auf exemplarische Ausführungen und sollen die Erfindung keinesfalls auf diese Ausführungen oder die Ausführungen auf diese Parameter beschränken.

Claims (42)

  1. Operationsgerät, das dafür angepaßt ist, eine Vielzahl neutraler energiereicher Inertgasatome in einem Strom zu emittieren, wobei das Gerät aufweist: eine Inertgasquelle; eine Plasmazelle (23), die in Verbindung mit der Inertgasquelle steht, um den Inertgasatomen Energie zu verleihen und energiereiche Inertgasatome zu erzeugen, wobei die Plasmazelle teilweise durch eine positive Elektrode (201) und eine negative Elektrode (22) definiert ist; mindestens eine Spannungsquelle (41, 42), die elektrisch mit den negativen und positiven Elektroden (22, 201) verbunden ist, wobei die mindestens eine Spannungsquelle (41, 42) so angepaßt ist, daß sie (a) anfangs eine Ionisationsspannung zwischen den negativen und positiven Elektroden anlegt, um die Entstehung eines Plasmas aus dem Inertgas in der Plasmazelle (23) auszulösen, und (b) anschließend eine Impulsspannungskurve bereitstellt, die das Plasma auf einem vorgegebenen Energieniveau hält; und eine Einrichtung, um die neutralen energiereichen Inertgasatome auf ein Target zu lenken.
  2. Operationsgerät nach Anspruch 1, wobei die Impulsspannungskurve ein sich wiederholendes Profil einer Spitzenspannung während einer ersten Zeitdauer (tp), gefolgt von einer Minimalspannung während einer zweiten Zeitdauer (tz), aufweist.
  3. Operationsgerät nach Anspruch 2, wobei die Impulsspannungskurve eine Minimalspannung aufweist, die größer oder gleich null ist.
  4. Operationsgerät nach Anspruch 2, das ferner eine Induktionsspule (410) aufweist, über welche die Impulsspannungskurve angelegt wird, um eine haifischflossenförmige Stromkurve und eine haifischflossenförmige Spannungskurve zum Anlegen an die Plasmazelle (23) zu erzeugen.
  5. Operationsgerät nach Anspruch 1, das ferner ein mit der Inertgasversorgung und der Spannungsquelle (41, 42) verbundenes Steuerungssystem (43, 49) aufweist, wobei das Steuerungssystem (43, 49) mindestens eine Anwenderschnittstelle (44, 45) und mehrere Energieeinstellungen aufweist, wobei das Steuerungssystem (43, 49) so angepaßt ist, daß es die Spannungskurve und den Inertgasfluß variiert, um eine vom Anwender gewählte Quantenenergie und ein Gesamtenergieniveau in dem Plasma bereitzustellen.
  6. Operationsgerät nach Anspruch 5, wobei das Steuerungssystem (43, 49) einen programmierbaren Regler (43), eine mit dem programmierbaren Regler (43) verbundene Quantenenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle (44, 45) und eine mit dem programmierbaren Regler (43) verbundene Gesamtenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle (44, 45) aufweist.
  7. Operationsgerät nach Anspruch 6, wobei die Quantenenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle (44, 45) eine Schalttafel (44) mit mehreren Schaltern aufweist, wobei jeder Schalter einem gewünschten Quantenenergieniveau entspricht.
  8. Operationsgerät nach Anspruch 6, wobei die Gesamtenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle (44, 45) einen Startschalter (1341, 1341F), einen Stopschalter (1342, 1342F), einen ersten Schalter (1322, 1322F) zum Erhöhen der Leistung und einen zweiten Schalter (1320, 1320F) zum Vermindern der Leistung aufweist.
  9. Operationsgerät nach Anspruch 8, wobei der Startschalter (1341, 1341F), der Stopschalter (1342, 1342F), der erste Schalter (1322, 1322F) und der zweite Schalter (1320, 1320F) an der Schalttafel (44), an einem Fußpedal (45) oder an beiden angebracht sind.
  10. Operationsgerät nach Anspruch 8, das ferner aufweist: einen mit der Inertgasquelle verbundenen Gasregler (49) zum Erhöhen oder Vermindern des Gasdurchflusses; einen mit dem Gasregler verbundenen Motor, der dafür angepaßt ist, sich in einer ersten Richtung zu drehen, um den Regler in der ersten Richtung zu drehen und den Gasdurchfluß zu erhöhen, und sich in einer zweiten Richtung zu drehen, um den Regler in der zweiten Richtung zu drehen und den Gasdurchfluß zu vermindern; und eine mit dem Motor verbundene Stromquelle; wobei der erste Schalter (1322, 1322F) zum Erhöhen der Leistung so angepaßt ist, daß er bei Betätigung eine Drehung des Motors in die erste Richtung bewirkt, und der zweite Schalter (1320, 1320F) zum Vermindern der Leistung so angepaßt ist, daß er bei Betätigung eine Drehung des Motors in die zweite Richtung bewirkt.
  11. Operationsgerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Lenken der energiereichen Gasatome auf das Target ein Handstück (100) mit einem röhrenförmigen Körper (2) aufweist, der eine darin enthaltene Plasmazelle (23) und eine von dem Körper ausgehende Spitze (1) aufweist, wobei die Spitze (1) einen mit der Plasmazelle (23) verbundenen Kanal (220) zur Emission der energiereichen Inertgasatomen aus der Spitze (1) aufweist.
  12. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei ein Teil der Spitze (1) innerhalb des Körpers (2) angeordnet ist und ferner die positive Elektrode (201) aufweist.
  13. Operationsgerät nach Anspruch 12, wobei die negative Elektrode (22) axial innerhalb der Plasmazelle (23) angeordnet ist und die positive Elektrode (202) die negative Elektrode (22) radial umgibt und davon beabstandet und elektrisch isoliert ist.
  14. Operationsgerät nach Anspruch 11, das ferner ein Kühlsystem (50, 51, 52) für das Handstück (100) aufweist.
  15. Operationsgerät nach Anspruch 14, wobei das Kühlsystem (50, 51, 52) sterilisiertes Wasser aufweist.
  16. Operationsgerät nach Anspruch 15, wobei das Kühlsystem (50, 51, 52) ferner ein Wasserumwälzsystem innerhalb des Handstücks (100) aufweist.
  17. Operationsgerät nach Anspruch 11, das ferner ein an dem Handstück (100) angebrachtes Handstück-Kabel- und Schlauchsystem (55) und ein an der Inertgasquelle und der Spannungsquelle (41, 42) angebrachtes Gehäuse-Kabel- und -Schlauchsystem (53) aufweist, wobei das Handstück (100) und das Handstück-Kabel- und Schlauchsystem (55) an dem Gehäusekabel- und -Schlauchsystem (53) angebracht und davon gelöst werden können.
  18. Operationsgerät nach Anspruch 17, wobei das Handstück (100) und das Handstück-Kabel- und Schlauchsystem (55) Werkstoffe aufweisen, die für chemische oder thermische Sterilisierung angepaßt sind.
  19. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei die Spitze (1) von dem Handstück (100) abnehmbar ist.
  20. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei die Spitze (1) eine langgestreckte, gekrümmte Verlängerung aufweist.
  21. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei das Handstück (100) ferner einen Griff aufweist.
  22. Operationsgerät nach Anspruch 21, das ferner eine oder mehrere Schlauchverbindungen (14b) und einen elektrischen Anschluß (11) zu dem Handstück (100) aufweist, wobei die Schlauchverbindungen (14b) und der elektrische Anschluß (11) in einem Anschlußbereich (61) auf einer Seite eines distalen Abschnitts des Handstücks (100) an das Handstück (100) angeschlossen sind, der durch eine Ummantelung (15) abgedeckt wird, wobei die Ummantelung (15) in dem Anschlußbereich (61) den Griff aufweist.
  23. Operationsgerät nach Anspruch 11, das ferner eine oder mehrere Schlauchverbindungen (14b) und einen elektrischen Anschluß (11) zu dem Handstück (100) aufweist, wobei das Handstück (100) für endoskopische oder laparoskopische Chirurgie angepaßt ist und ferner einen proximalen Abschnitt, ein an einem distalen Ende des proximalen Abschnitts montiertes Zwischenverbindungsstück und eine distale langgestreckte Einheit aufweist, die einen Abschnitt des Schlauchverbinders (14b) und einen Abschnitt des elektrischen Verbinders (11) aufnimmt, wobei die distale langgestreckte Einheit mit einem distalen Erde des Zwischenverbindungsstücks verbünden ist, in dem der proximale Abschnitt, das Zwischenverbindungsstück und ein proximales Ende der distalen langgestreckten Einheit, wenn sie miteinander verbunden werden, gemeinsam einen durchgehenden Zylinderumfang aufweisen.
  24. Operationsgerät nach Anspruch 23, wobei das Handstück (100) einen Durchmesser (D) kleiner oder gleich etwa 10 mm und einen Spitzenkanaldurchmesser (d) in einem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1,0 mm aufweist.
  25. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei das Handstück (100) für allgemeine Chirurgie angepaßt ist und einen Durchmesser (D) im Bereich von etwa 10 bis etwa 14 mm, eine Länge (L) von etwa 50 bis etwa 150 mm und einen Spitzenkanaldurchmesser (d) von etwa 0,5 bis etwa 1,2 mm aufweist.
  26. Operationsgerät nach Anspruch 11, wobei das Handstück (100) für Mikrochirurgie angepaßt ist und einen Durchmesser (D) im Bereich von etwa 5 bis etwa 8 nun, eine Länge (L) von etwa 50 bis etwa 120 mm und einen Spitzenkanaldurchmesser (d) von etwa 0,25 bis etwa 1,0 mm aufweist.
  27. Operationsgerät nach Anspruch 26, wobei das Handstück (100) ferner einen negativen Polstab (4) mit einem äußeren Umfang aufweist, der sich axial durch das Handstück (100) zur negativen Elektrode (23) erstreckt, wobei der Polstab (4) eine Isolierung (24) aufweist, die den Umfang bedeckt.
  28. Operationsgerät nach Anspruch 1, wobei das Inertgas Argon aufweist.
  29. Operationsgerät nach Anspruch 1, wobei die durch die Vorrichtung emittierten energiereichen Inertgasatome eine mittlere Energie aufweisen, die größer ist als eine molekulare Bindungsenergie einer oder mehrerer Teilmoleküle des Targets.
  30. Operationsgerät nach Anspruch 1, wobei das Plasmagerät ein chirurgisches Instrument aufweist.
  31. Operationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 30, das ein Handstück (100) aufweist, das für eine Verbindung mit der Inertgasquelle und der Spannungsquelle (41, 42) angepaßt ist, wobei das Handstück (100) aufweist: eine Spitze (1), die einen mit der Plasmazelle (23) verbundenen Kanal (220) aufweist, um die Inertgasatome mit hoher Quantenenergie zu einem Target zu lenken.
  32. Operationsgerät nach Anspruch 31 mit einem röhrenförmigen Körper (2), in dem die Spitze (1) axial von dem Körper (2) ausgeht.
  33. Operationsgerät nach Anspruch 32, wobei ein Abschnitt der Spitze (1) innerhalb des Körpers (2) angeordnet ist und ferner die positive Elektrode (201) aufweist.
  34. Operationsgerät nach Anspruch 33, wobei die negative Elektrode (22) axial innerhalb der Plasmazelle (23) angeordnet ist und die positive Elektrode (201) die negative Elektrode (22) radial umgibt und von der negativen Elektrode (22) beabstandet und elektrisch isoliert ist.
  35. Operationsgerät nach Anspruch 31, das ferner ein Kühlmittelumwälzsystem (50, 51, 52) innerhalb des Handstücks (100) aufweist, das für den Anschluß an eine Kühlmittelquelle angepaßt ist.
  36. Operationsgerät nach Anspruch 31, wobei die Spitze (1) abnehmbar ist.
  37. Operationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 30, das ein mit der Inertgasquelle und der Spannungsquelle (41, 42) verbundenes Steuerungssystem (43, 49) aufweist, wobei das Steuerungssystem aufweist: mindestens eine Anwenderschnittstelle (44, 45) mit mehreren Energieeinstellungen, um Charakteristiken der Impulsspannungskurve und den Durchfluß des Inertgases zu variieren und eine Einstellung der Quantenenergie und der Gesamtenergie des Stroms von Inertgasatomen mit hoher Quantenenergie zu ermöglichen.
  38. Operationsgerät nach Anspruch 37, wobei das Steuerungssystem (43, 49) einen programmierbaren Regler (43), eine mit dem programmierbaren Regler (43) verbundene Quantenenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle und eine mit dem programmierbaren Regler (43) verbundene Gesamtenergiesteuerungs-Anwenderschrittstelle aufweist.
  39. Operationsgerät nach Anspruch 38, wobei die Quantenenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle eine Schalttafel (44, 45) mit mehreren Schaltern aufweist, wobei jeder Schalter einem gewünschten Quantenenergieniveau entspricht.
  40. Operationsgerät nach Anspruch 39, wobei die Gesamtenergiesteuerungs-Anwenderschnittstelle mindestens einen Start/Stop-Schalter (1341, 1341F, 1343, 1343F), mindestens einen ersten Schalter (1342, 1342F) zum Erhöhen der Leistung und mindestens einen zweiten Schalter (1340, 1340F) zum Vermindern der Leistung aufweist.
  41. Operationsgerät nach Anspruch 40, wobei mindestens einer der Start/Stop-Schalter (1341, 1343), mindestens einer der ersten Schalter (1342) und mindestens einer der zweiten Schalter (1340) auf der Schalttafel (44) angeordnet sind.
  42. Operationsgerät nach Anspruch 40, das ferner ein Fußpedal (45) mit mindestens einem der Start/Stop-Schalter (1341F, 1343F), mindestens einem der ersten Schalter (1342F) und mindestens einem der zweiten Schalter (1340F) aufweist
DE2001627701 2000-10-12 2001-10-05 Chirurgisches gerät zur abgabe von angeregten inertgasatomen sowie handgriff und kontrollsystem dafür Active DE60127701T2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US689216 2000-10-12
US09689216 US6475215B1 (en) 2000-10-12 2000-10-12 Quantum energy surgical device and method
PCT/IB2001/002324 WO2002030308A1 (en) 2000-10-12 2001-10-05 Plasma arc sur surgical device and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE60127701T2 true DE60127701T2 (de) 2007-12-27

Family

ID=24767511

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001627701 Active DE60127701D1 (de) 2000-10-12 2001-10-05 Chirurgisches gerät zur abgabe von angeregten inertgasatomen sowie handgriff und kontrollsystem dafür
DE2001627701 Active DE60127701T2 (de) 2000-10-12 2001-10-05 Chirurgisches gerät zur abgabe von angeregten inertgasatomen sowie handgriff und kontrollsystem dafür

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001627701 Active DE60127701D1 (de) 2000-10-12 2001-10-05 Chirurgisches gerät zur abgabe von angeregten inertgasatomen sowie handgriff und kontrollsystem dafür

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6475215B1 (de)
JP (1) JP2004520864A (de)
CA (1) CA2425257A1 (de)
DE (2) DE60127701D1 (de)
EP (1) EP1330200B1 (de)
ES (1) ES2284713T3 (de)
WO (1) WO2002030308A1 (de)

Families Citing this family (197)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300436B2 (en) * 2000-02-22 2007-11-27 Rhytec Limited Tissue resurfacing
US20070027446A1 (en) * 2000-02-22 2007-02-01 Rhytec Limited Method of removing a tattoo
US20060009763A1 (en) * 2000-02-22 2006-01-12 Rhytech Limited Tissue treatment system
US6629974B2 (en) * 2000-02-22 2003-10-07 Gyrus Medical Limited Tissue treatment method
US6723091B2 (en) 2000-02-22 2004-04-20 Gyrus Medical Limited Tissue resurfacing
US7335199B2 (en) * 2000-02-22 2008-02-26 Rhytec Limited Tissue resurfacing
US20110121735A1 (en) * 2000-02-22 2011-05-26 Kreos Capital Iii (Uk) Limited Tissue resurfacing
US7785322B2 (en) 2000-02-22 2010-08-31 Plasmogen Inc. Tissue treatment system
US7862564B2 (en) * 2000-02-22 2011-01-04 Plasmogen Inc. Method of remodelling stretch marks
US20060116674A1 (en) * 2000-02-22 2006-06-01 Rhytec Limited Method of regenerating the recticular architecture of the dermis
US7744595B2 (en) * 2000-08-01 2010-06-29 Arqos Surgical, Inc. Voltage threshold ablation apparatus
US9433457B2 (en) 2000-12-09 2016-09-06 Tsunami Medtech, Llc Medical instruments and techniques for thermally-mediated therapies
US8444636B2 (en) * 2001-12-07 2013-05-21 Tsunami Medtech, Llc Medical instrument and method of use
US6475215B1 (en) * 2000-10-12 2002-11-05 Naim Erturk Tanrisever Quantum energy surgical device and method
US6620157B1 (en) 2000-12-28 2003-09-16 Senorx, Inc. High frequency power source
US8133218B2 (en) * 2000-12-28 2012-03-13 Senorx, Inc. Electrosurgical medical system and method
EP1460945B1 (de) * 2001-09-14 2013-01-09 ArthroCare Corporation Elektrochirurgisches gerät für die gewebebehandlung und entfernung
JP2005506867A (ja) * 2001-10-24 2005-03-10 カッティング エッジ サージカル, インコーポレイテッド 外科移植の間の骨内超音波
US6683273B2 (en) * 2001-11-09 2004-01-27 Thermal Dynamics Corporation Quick disconnect having a make-break timing sequence
DE10240847B4 (de) 2002-09-04 2011-07-28 Erbe Elektromedizin GmbH, 72072 Applikator für ein elektrochirurgisches Instrument
US7361175B2 (en) 2002-10-04 2008-04-22 Plasma Surgical Investments Limited Plasma surgical device
US20050004559A1 (en) * 2003-06-03 2005-01-06 Senorx, Inc. Universal medical device control console
US7498565B2 (en) * 2003-06-24 2009-03-03 Yeda Research And Development Co. Ltd. Method of and system for selective cell destruction
US7960935B2 (en) 2003-07-08 2011-06-14 The Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic devices with agent delivery components and related methods
US7449053B2 (en) 2003-07-18 2008-11-11 David Richard Hallam Air filtration device
DE202004021944U1 (de) 2003-09-12 2013-07-16 Vessix Vascular, Inc. Auswählbare exzentrische Remodellierung und/oder Ablation von atherosklerotischem Material
US9713730B2 (en) 2004-09-10 2017-07-25 Boston Scientific Scimed, Inc. Apparatus and method for treatment of in-stent restenosis
DE102004037084B4 (de) * 2004-07-12 2008-07-31 Erbe Elektromedizin Gmbh APC-Gerät
JP4979019B2 (ja) 2005-01-18 2012-07-18 アルマ レーザーズ エルティディ. Rfエネルギを用いた生物組織加熱のための改善されたシステム及び方法
US9215788B2 (en) 2005-01-18 2015-12-15 Alma Lasers Ltd. System and method for treating biological tissue with a plasma gas discharge
GB0503380D0 (en) * 2005-02-17 2005-03-23 Rhytec Ltd Tissue treatment system
GB0503382D0 (en) * 2005-02-17 2005-03-23 Rhytec Ltd Tissue treatment system
US7320687B2 (en) * 2005-05-04 2008-01-22 Lee Thomas H Tendon stripper
CA2614378C (en) 2005-07-08 2014-09-02 Plasma Surgical Ab Plasma-generating device, plasma surgical device and use of plasma surgical device
CA2614372C (en) * 2005-07-08 2014-09-02 Plasma Surgical Ab Plasma-generating device, plasma surgical device, use of a plasma-generating device and method of generating a plasma
WO2007006517A3 (en) * 2005-07-08 2007-04-19 Plasma Surgical Svenska Ab Plasma-generating device, plasma surgical device and use of a plasma surgical device
CA2547043C (en) * 2005-08-05 2014-07-29 Mcgill University A plasma source and applications thereof
US8267884B1 (en) * 2005-10-07 2012-09-18 Surfx Technologies Llc Wound treatment apparatus and method
US9254163B2 (en) 2005-12-06 2016-02-09 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Assessment of electrode coupling for tissue ablation
US8403925B2 (en) 2006-12-06 2013-03-26 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. System and method for assessing lesions in tissue
US9492226B2 (en) 2005-12-06 2016-11-15 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Graphical user interface for real-time RF lesion depth display
US8267926B2 (en) 2005-12-06 2012-09-18 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Assessment of electrode coupling for tissue ablation
US8406866B2 (en) 2005-12-06 2013-03-26 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. System and method for assessing coupling between an electrode and tissue
US20090177111A1 (en) * 2006-12-06 2009-07-09 Miller Stephan P System and method for displaying contact between a catheter and tissue
US9204927B2 (en) 2009-05-13 2015-12-08 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. System and method for presenting information representative of lesion formation in tissue during an ablation procedure
US20090275827A1 (en) * 2005-12-06 2009-11-05 Aiken Robert D System and method for assessing the proximity of an electrode to tissue in a body
US8998890B2 (en) 2005-12-06 2015-04-07 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Assessment of electrode coupling for tissue ablation
US8603084B2 (en) * 2005-12-06 2013-12-10 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. System and method for assessing the formation of a lesion in tissue
US7691101B2 (en) 2006-01-06 2010-04-06 Arthrocare Corporation Electrosurgical method and system for treating foot ulcer
US8876746B2 (en) * 2006-01-06 2014-11-04 Arthrocare Corporation Electrosurgical system and method for treating chronic wound tissue
US8019435B2 (en) 2006-05-02 2011-09-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Control of arterial smooth muscle tone
EP2020943B1 (de) 2006-05-30 2015-07-08 ArthroCare Corporation System zur entfernung von hartem gewebe
US8834488B2 (en) 2006-06-22 2014-09-16 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Magnetically coupleable robotic surgical devices and related methods
US8679096B2 (en) 2007-06-21 2014-03-25 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Multifunctional operational component for robotic devices
WO2008049084A3 (en) 2006-10-18 2008-08-07 Minnow Medical Inc Tuned rf energy and electrical tissue characterization for selective treatment of target tissues
JP5559539B2 (ja) 2006-10-18 2014-07-23 べシックス・バスキュラー・インコーポレイテッド 身体組織に望ましい温度作用を誘発するシステム
US8083735B2 (en) * 2006-11-17 2011-12-27 Genii, Inc. Compact electrosurgery apparatuses
GB2452103B (en) 2007-01-05 2011-08-31 Arthrocare Corp Electrosurgical system with suction control apparatus and system
JP5165696B2 (ja) * 2007-01-16 2013-03-21 エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッドEthicon Endo−Surgery,Inc. 切断および凝固用超音波装置
DE102007003836A1 (de) * 2007-01-25 2008-08-07 Erbe Elektromedizin Gmbh Bipolares Instrument und Verfahren zur elektrochirurgischen Behandlung von Gewebe
US7928338B2 (en) 2007-02-02 2011-04-19 Plasma Surgical Investments Ltd. Plasma spraying device and method
US9579088B2 (en) 2007-02-20 2017-02-28 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Methods, systems, and devices for surgical visualization and device manipulation
US8226675B2 (en) 2007-03-22 2012-07-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instruments
US8142461B2 (en) 2007-03-22 2012-03-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instruments
WO2009003295A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Alplight Tragbare bestrahlungsanordnung
WO2009014917A3 (en) * 2007-07-12 2009-12-30 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Methods and systems of actuation in robotic devices
US8523889B2 (en) 2007-07-27 2013-09-03 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic end effectors with increased active length
US8808319B2 (en) 2007-07-27 2014-08-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instruments
US8882791B2 (en) 2007-07-27 2014-11-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instruments
US7589473B2 (en) 2007-08-06 2009-09-15 Plasma Surgical Investments, Ltd. Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma
CA2695650C (en) 2007-08-06 2015-11-03 Plasma Surgical Investments Limited Pulsed plasma device and method for generating pulsed plasma
WO2009018838A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Plasma Surgical Investments Limited Cathode assembly and method for pulsed plasma generation
US8735766B2 (en) 2007-08-06 2014-05-27 Plasma Surgical Investments Limited Cathode assembly and method for pulsed plasma generation
JP5475662B2 (ja) 2007-08-15 2014-04-16 ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ モジュール式およびセグメント化医療装置ならびに関連するシステム
EP2217157A2 (de) 2007-10-05 2010-08-18 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ergonomische operationsinstrumente
US8057498B2 (en) 2007-11-30 2011-11-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instrument blades
US9358063B2 (en) 2008-02-14 2016-06-07 Arthrocare Corporation Ablation performance indicator for electrosurgical devices
JP2011522381A (ja) * 2008-05-30 2011-07-28 コロラド ステート ユニバーシティ リサーチ ファンデーション プラズマに基づく化学源装置およびその使用方法
US9028656B2 (en) 2008-05-30 2015-05-12 Colorado State University Research Foundation Liquid-gas interface plasma device
EP2299922B1 (de) * 2008-05-30 2016-11-09 Colorado State University Research Foundation Gerät zur erzeugung von plasma
US8994270B2 (en) 2008-05-30 2015-03-31 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
US9089360B2 (en) 2008-08-06 2015-07-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Devices and techniques for cutting and coagulating tissue
US8396548B2 (en) 2008-11-14 2013-03-12 Vessix Vascular, Inc. Selective drug delivery in a lumen
EP2355737A4 (de) 2008-11-17 2013-01-16 Vessix Vascular Inc Selektive akkumulation von energie mit oder ohne informationen über eine gewebetopographie
US8574187B2 (en) 2009-03-09 2013-11-05 Arthrocare Corporation System and method of an electrosurgical controller with output RF energy control
US9700339B2 (en) 2009-05-20 2017-07-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Coupling arrangements and methods for attaching tools to ultrasonic surgical instruments
US8257350B2 (en) 2009-06-17 2012-09-04 Arthrocare Corporation Method and system of an electrosurgical controller with wave-shaping
FR2947416B1 (fr) * 2009-06-29 2015-01-16 Univ Toulouse 3 Paul Sabatier Dispositif d'emission d'un jet de plasma a partir de l'air atmospherique a temperature et pression ambiantes et utilisation d'un tel dispositif
US8663220B2 (en) 2009-07-15 2014-03-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instruments
US8951248B2 (en) 2009-10-09 2015-02-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US9168054B2 (en) 2009-10-09 2015-10-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US8222822B2 (en) 2009-10-27 2012-07-17 Tyco Healthcare Group Lp Inductively-coupled plasma device
GB0920124D0 (en) * 2009-11-17 2009-12-30 Linde Ag Device for generating gaseous species
US8372067B2 (en) 2009-12-09 2013-02-12 Arthrocare Corporation Electrosurgery irrigation primer systems and methods
CA2784883A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Modular and cooperative medical devices and related systems and methods
US8613742B2 (en) 2010-01-29 2013-12-24 Plasma Surgical Investments Limited Methods of sealing vessels using plasma
US8579928B2 (en) 2010-02-11 2013-11-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Outer sheath and blade arrangements for ultrasonic surgical instruments
US8951272B2 (en) 2010-02-11 2015-02-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Seal arrangements for ultrasonically powered surgical instruments
US8486096B2 (en) 2010-02-11 2013-07-16 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Dual purpose surgical instrument for cutting and coagulating tissue
US8469981B2 (en) 2010-02-11 2013-06-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotatable cutting implement arrangements for ultrasonic surgical instruments
EP2554028B1 (de) 2010-03-31 2016-11-23 Colorado State University Research Foundation Plasmavorrichtung mit flüssig-gas-schnittstelle
US8747399B2 (en) 2010-04-06 2014-06-10 Arthrocare Corporation Method and system of reduction of low frequency muscle stimulation during electrosurgical procedures
KR20130108067A (ko) 2010-04-09 2013-10-02 베식스 바스큘라 인코포레이티드 조직 치료를 위한 발전 및 제어 장치
US9192790B2 (en) 2010-04-14 2015-11-24 Boston Scientific Scimed, Inc. Focused ultrasonic renal denervation
GB201006383D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Linde Ag Device for providing a flow of plasma
GB201008510D0 (en) 2010-05-21 2010-07-07 Ethicon Endo Surgery Inc Medical device
US8473067B2 (en) 2010-06-11 2013-06-25 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal denervation and stimulation employing wireless vascular energy transfer arrangement
US20110319887A1 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 Tyco Healthcare Group Lp Electrosurgical Electrodes and Materials
US9089319B2 (en) 2010-07-22 2015-07-28 Plasma Surgical Investments Limited Volumetrically oscillating plasma flows
EP3226661A1 (de) * 2010-07-22 2017-10-04 Plasma Surgical Investments Limited Volumetrisch schwankende plasmaflüsse
US9155589B2 (en) 2010-07-30 2015-10-13 Boston Scientific Scimed, Inc. Sequential activation RF electrode set for renal nerve ablation
US9463062B2 (en) 2010-07-30 2016-10-11 Boston Scientific Scimed, Inc. Cooled conductive balloon RF catheter for renal nerve ablation
US9408661B2 (en) 2010-07-30 2016-08-09 Patrick A. Haverkost RF electrodes on multiple flexible wires for renal nerve ablation
US9358365B2 (en) 2010-07-30 2016-06-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Precision electrode movement control for renal nerve ablation
US9084609B2 (en) 2010-07-30 2015-07-21 Boston Scientific Scime, Inc. Spiral balloon catheter for renal nerve ablation
JP2014529414A (ja) 2010-08-06 2014-11-13 ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ 自然開口部手術用材料の取扱または送達のための方法およびシステム
US8878464B2 (en) 2010-10-01 2014-11-04 Varian Medical Systems Inc. Laser accelerator driven particle brachytherapy devices, systems, and methods
US8685018B2 (en) 2010-10-15 2014-04-01 Arthrocare Corporation Electrosurgical wand and related method and system
US9084610B2 (en) 2010-10-21 2015-07-21 Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. Catheter apparatuses, systems, and methods for renal neuromodulation
US8974451B2 (en) 2010-10-25 2015-03-10 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal nerve ablation using conductive fluid jet and RF energy
US9220558B2 (en) 2010-10-27 2015-12-29 Boston Scientific Scimed, Inc. RF renal denervation catheter with multiple independent electrodes
US9770285B2 (en) 2010-11-08 2017-09-26 Bovie Medical Corporation System and method for identifying and controlling an electrosurgical apparatus
US9060765B2 (en) 2010-11-08 2015-06-23 Bovie Medical Corporation Electrosurgical apparatus with retractable blade
US9028485B2 (en) 2010-11-15 2015-05-12 Boston Scientific Scimed, Inc. Self-expanding cooling electrode for renal nerve ablation
US9089350B2 (en) 2010-11-16 2015-07-28 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal denervation catheter with RF electrode and integral contrast dye injection arrangement
US9668811B2 (en) 2010-11-16 2017-06-06 Boston Scientific Scimed, Inc. Minimally invasive access for renal nerve ablation
US9326751B2 (en) 2010-11-17 2016-05-03 Boston Scientific Scimed, Inc. Catheter guidance of external energy for renal denervation
US9060761B2 (en) 2010-11-18 2015-06-23 Boston Scientific Scime, Inc. Catheter-focused magnetic field induced renal nerve ablation
US9023034B2 (en) 2010-11-22 2015-05-05 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal ablation electrode with force-activatable conduction apparatus
US9192435B2 (en) 2010-11-22 2015-11-24 Boston Scientific Scimed, Inc. Renal denervation catheter with cooled RF electrode
US20120157993A1 (en) 2010-12-15 2012-06-21 Jenson Mark L Bipolar Off-Wall Electrode Device for Renal Nerve Ablation
WO2012100095A1 (en) 2011-01-19 2012-07-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Guide-compatible large-electrode catheter for renal nerve ablation with reduced arterial injury
US9131597B2 (en) 2011-02-02 2015-09-08 Arthrocare Corporation Electrosurgical system and method for treating hard body tissue
US20120232544A1 (en) * 2011-03-09 2012-09-13 Vivant Medical, Inc. Systems for thermal-feedback-controlled rate of fluid flow to fluid-cooled antenna assembly and methods of directing energy to tissue using same
US8323280B2 (en) * 2011-03-21 2012-12-04 Arqos Surgical, Inc. Medical ablation system and method of use
WO2012158443A3 (en) * 2011-05-13 2013-03-28 Sheperak Thomas J Plasma directed electron beam wound care system apparatus and method
JP6174017B2 (ja) 2011-06-10 2017-08-02 ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ 生体内血管シールエンドエフェクタおよび生体内ロボット装置
US9463042B2 (en) * 2011-06-13 2016-10-11 P Tech, Llc Methods and systems for controlling an ultrasonic handpiece based on sensed pressure
CA2841459A1 (en) 2011-07-11 2013-01-17 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices, systems and related methods
EP2734259B1 (de) 2011-07-20 2016-11-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Perkutane vorrichtung zur visualisierung; anvisierung und ablation von nerven
US9186209B2 (en) 2011-07-22 2015-11-17 Boston Scientific Scimed, Inc. Nerve modulation system having helical guide
US9204918B2 (en) 2011-09-28 2015-12-08 RELIGN Corporation Medical ablation system and method of use
GB2495483B (en) * 2011-10-06 2016-11-02 Gyrus Medical Ltd Electrosurgical apparatus and system
EP2765942B1 (de) 2011-10-10 2016-02-24 Boston Scientific Scimed, Inc. Medizinische vorrichtungen mit ablationselektroden
US9420955B2 (en) 2011-10-11 2016-08-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Intravascular temperature monitoring system and method
US9364284B2 (en) 2011-10-12 2016-06-14 Boston Scientific Scimed, Inc. Method of making an off-wall spacer cage
EP2768563B1 (de) 2011-10-18 2016-11-09 Boston Scientific Scimed, Inc. Biegbare medizinische vorrichtungen
WO2013059202A1 (en) 2011-10-18 2013-04-25 Boston Scientific Scimed, Inc. Integrated crossing balloon catheter
WO2013070724A1 (en) 2011-11-08 2013-05-16 Boston Scientific Scimed, Inc. Ostial renal nerve ablation
US9247983B2 (en) 2011-11-14 2016-02-02 Arqos Surgical, Inc. Medical instrument and method of use
US9119600B2 (en) 2011-11-15 2015-09-01 Boston Scientific Scimed, Inc. Device and methods for renal nerve modulation monitoring
US9119632B2 (en) 2011-11-21 2015-09-01 Boston Scientific Scimed, Inc. Deflectable renal nerve ablation catheter
US9265969B2 (en) 2011-12-21 2016-02-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods for modulating cell function
WO2013096919A1 (en) 2011-12-23 2013-06-27 Vessix Vascular, Inc. Expandable balloon or an electrode pad with a heat sensing device
CN104135958B (zh) 2011-12-28 2017-05-03 波士顿科学西美德公司 用有聚合物消融元件的新消融导管调变神经的装置和方法
US9050106B2 (en) 2011-12-29 2015-06-09 Boston Scientific Scimed, Inc. Off-wall electrode device and methods for nerve modulation
WO2013119545A1 (en) 2012-02-10 2013-08-15 Ethicon-Endo Surgery, Inc. Robotically controlled surgical instrument
DE102012003563B4 (de) * 2012-02-23 2017-07-06 Drägerwerk AG & Co. KGaA Einrichtung zur desinfizierenden Wundbehandlung
US9237921B2 (en) 2012-04-09 2016-01-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Devices and techniques for cutting and coagulating tissue
US9226766B2 (en) 2012-04-09 2016-01-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Serial communication protocol for medical device
US9241731B2 (en) 2012-04-09 2016-01-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotatable electrical connection for ultrasonic surgical instruments
US9724118B2 (en) 2012-04-09 2017-08-08 Ethicon Endo-Surgery, Llc Techniques for cutting and coagulating tissue for ultrasonic surgical instruments
US9439668B2 (en) 2012-04-09 2016-09-13 Ethicon Endo-Surgery, Llc Switch arrangements for ultrasonic surgical instruments
US9498292B2 (en) 2012-05-01 2016-11-22 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Single site robotic device and related systems and methods
WO2013191773A1 (en) 2012-06-22 2013-12-27 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Local Control Robotic Surgical Devices and Related Methods
US9198714B2 (en) 2012-06-29 2015-12-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Haptic feedback devices for surgical robot
US9393037B2 (en) 2012-06-29 2016-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US9408622B2 (en) 2012-06-29 2016-08-09 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US9820768B2 (en) 2012-06-29 2017-11-21 Ethicon Llc Ultrasonic surgical instruments with control mechanisms
US9226767B2 (en) 2012-06-29 2016-01-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Closed feedback control for electrosurgical device
US9326788B2 (en) 2012-06-29 2016-05-03 Ethicon Endo-Surgery, Llc Lockout mechanism for use with robotic electrosurgical device
US9283045B2 (en) 2012-06-29 2016-03-15 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with fluid management system
US9095333B2 (en) 2012-07-02 2015-08-04 Bovie Medical Corporation Systems and methods of discriminating between argon and helium gases for enhanced safety of medical devices
US9770305B2 (en) 2012-08-08 2017-09-26 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Robotic surgical devices, systems, and related methods
US9173696B2 (en) 2012-09-17 2015-11-03 Boston Scientific Scimed, Inc. Self-positioning electrode system and method for renal nerve modulation
US9095367B2 (en) 2012-10-22 2015-08-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Flexible harmonic waveguides/blades for surgical instruments
US9532826B2 (en) 2013-03-06 2017-01-03 Covidien Lp System and method for sinus surgery
US9693818B2 (en) 2013-03-07 2017-07-04 Arthrocare Corporation Methods and systems related to electrosurgical wands
US9713489B2 (en) * 2013-03-07 2017-07-25 Arthrocare Corporation Electrosurgical methods and systems
RU2015140930A (ru) * 2013-03-07 2017-04-12 Артрокер Корпорейшн Электрохирургические системы и способы
US9693821B2 (en) 2013-03-11 2017-07-04 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices for modulating nerves
US9801678B2 (en) 2013-03-13 2017-10-31 Arthrocare Corporation Method and system of controlling conductive fluid flow during an electrosurgical procedure
US9808311B2 (en) 2013-03-13 2017-11-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Deflectable medical devices
US9555145B2 (en) 2013-03-13 2017-01-31 Covidien Lp System and method for biofilm remediation
WO2014160086A3 (en) 2013-03-14 2014-12-04 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Methods, systems, and devices relating to robotic surgical devices, end effectors, and controllers
US9297845B2 (en) 2013-03-15 2016-03-29 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices and methods for treatment of hypertension that utilize impedance compensation
US9241728B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument with multiple clamping mechanisms
EP2967734A1 (de) 2013-03-15 2016-01-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Verfahren und vorrichtungen zur gewebeneumodellierung in oder neben einem körperdurchgang
US20140276717A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Covidien Lp Bipolar gas plasma coagulation nozzle
US9707036B2 (en) 2013-06-25 2017-07-18 Boston Scientific Scimed, Inc. Devices and methods for nerve modulation using localized indifferent electrodes
CN105358084A (zh) 2013-07-01 2016-02-24 波士顿科学国际有限公司 用于肾神经消融的医疗器械
CN105592778A (zh) 2013-10-14 2016-05-18 波士顿科学医学有限公司 高分辨率心脏标测电极阵列导管
US9770606B2 (en) 2013-10-15 2017-09-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Ultrasound ablation catheter with cooling infusion and centering basket
US9681913B2 (en) 2015-04-21 2017-06-20 RELIGN Corporation Arthroscopic devices and methods
US9585675B1 (en) 2015-10-23 2017-03-07 RELIGN Corporation Arthroscopic devices and methods
US9603656B1 (en) 2015-10-23 2017-03-28 RELIGN Corporation Arthroscopic devices and methods
GB201604486D0 (en) * 2016-03-16 2016-04-27 Fourth State Medicine Ltd Plasma generation

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3434476A (en) * 1966-04-07 1969-03-25 Robert F Shaw Plasma arc scalpel
US3903891A (en) * 1968-01-12 1975-09-09 Hogle Kearns Int Method and apparatus for generating plasma
US3938525A (en) 1972-05-15 1976-02-17 Hogle-Kearns International Plasma surgery
US3838242A (en) 1972-05-25 1974-09-24 Hogle Kearns Int Surgical instrument employing electrically neutral, d.c. induced cold plasma
US3991764A (en) 1973-11-28 1976-11-16 Purdue Research Foundation Plasma arc scalpel
US4225769A (en) * 1977-09-26 1980-09-30 Thermal Dynamics Corporation Plasma torch starting circuit
US4781175A (en) * 1986-04-08 1988-11-01 C. R. Bard, Inc. Electrosurgical conductive gas stream technique of achieving improved eschar for coagulation
WO1988001218A1 (en) 1986-08-11 1988-02-25 2-I Moskovsky Gosudarstvenny Meditsinsky Institut Device for plasma-arc cutting of biological tissues
US5697909A (en) 1992-01-07 1997-12-16 Arthrocare Corporation Methods and apparatus for surgical cutting
US5720745A (en) * 1992-11-24 1998-02-24 Erbe Electromedizin Gmbh Electrosurgical unit and method for achieving coagulation of biological tissue
EP0624344A3 (de) * 1993-04-13 1995-03-08 Soering Med Tech Gmbh Diathermiehandstück mit endoskopischer Sonde.
DE69433269D1 (de) 1994-08-29 2003-11-27 Plasma Surgical Invest Ltd Blutstillungsvorrichtung für lebendes menschliches und tierisches gewebe
EP0977470A3 (de) * 1994-03-17 2003-11-19 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines induzierten Plasmas
US5587093A (en) * 1995-06-02 1996-12-24 Electric Propulsion Laboratory, Inc. Safe potential arc channel enhanced arc head
WO1999012692A1 (en) 1997-09-08 1999-03-18 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Controlled plasma arc cutting
US6475215B1 (en) * 2000-10-12 2002-11-05 Naim Erturk Tanrisever Quantum energy surgical device and method

Also Published As

Publication number Publication date Type
EP1330200B1 (de) 2007-04-04 grant
ES2284713T3 (es) 2007-11-16 grant
CA2425257A1 (en) 2002-04-18 application
JP2004520864A (ja) 2004-07-15 application
DE60127701D1 (de) 2007-05-16 grant
WO2002030308A1 (en) 2002-04-18 application
US6475215B1 (en) 2002-11-05 grant
EP1330200A1 (de) 2003-07-30 application
US20030069576A1 (en) 2003-04-10 application
US6780184B2 (en) 2004-08-24 grant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marshall et al. A comparative study of corneal incisions induced by diamond and steel knives and two ultraviolet radiations from an excimer laser.
US5100402A (en) Electrosurgical laparoscopic cauterization electrode
US7238183B2 (en) System and method for treating skin
US7549989B2 (en) Electrosurgery devices
Isner et al. The excimer laser: Gross, light microscopic and ultrastructural analysis of potential advantages for use in laser therapy of cardiovascular disease
US6387088B1 (en) Photoionization enabled electrochemical material removal techniques for use in biomedical fields
US20100100094A1 (en) Tissue ablation methods
US6923804B2 (en) Electrosurgical generator
US6740079B1 (en) Electrosurgical generator
Glover et al. The use of thermal knives in surgery: electrosurgery, lasers, plasma scalpel
US5620440A (en) Medical instrument for applying hot gas
US20030093073A1 (en) Articulating ionizable gas coagulator
DE4425015C2 (de) Endoskopisches HF-chirurgisches Gerät
US6352535B1 (en) Method and a device for electro microsurgery in a physiological liquid environment
Bellina et al. Carbon dioxide laser and electrosurgical wound study with an animal model: a comparison of tissue damage and healing patterns in peritoneal tissue
US20030208200A1 (en) Method and apparatus for plasma-mediated thermo-electrical ablation
US20120116397A1 (en) Electrosurgical apparatus with retractable blade
US5122138A (en) Tissue vaporizing accessory and method for an endoscope
US3434476A (en) Plasma arc scalpel
EP0280972A1 (de) Handstück für eine Flüssigkeitsstrahl-Schneideinrichtung
DE19537897A1 (de) Multifunktionales chirurgisches Instrument
US8323276B2 (en) Method for plasma-mediated thermo-electrical ablation with low temperature electrode
US6890332B2 (en) Electrical discharge devices and techniques for medical procedures
US20030144654A1 (en) Electrosurgery with improved control apparatus and method
DE19751108A1 (de) Elektrochirurgisches Operationswerkzeug