DE69534437T2

DE69534437T2 - Impedanzrückkopplungsüberwacher für elektrochirurgisches Instrument

Info

Publication number: DE69534437T2
Application number: DE69534437T
Authority: DE
Inventors: Warren P. Loveland Williamson; David C. West Chester Yates
Original assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Current assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: DE69530747D1; EP1157666A1; EP0717967A3; JP3857345B2; CA2165714A1; EP1157666B1; AU701320B2; JPH08229050A; EP0717967B1; DE69530747T2; EP0717967A2; CA2165714C; DE69534437D1; AU4026495A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrochirurgische Gewebebehandlung und im speziellen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der elektrochirurgischen Gewebebehandlung durch Messen der Impedanz des Gewebes, welches von der elektrochirurgischen Vorrichtung behandelt wird.
Hintergrund der Erfindung
Elektrochirurgische Instrumente werden zum Beispiel beim Schneiden, Koagulieren, Gewebeverschweißen, bei der Ablation und bei der Dissektion verwandt. Elektrochirurgische Generatoren werden zum Bereitstellen therapeutischer elektrochirurgischer Energie für solche Instrumente im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) verwandt. Üblicherweise umfassen solche Generatoren Stellmittel, welche die Spannung und/oder den Strom regulieren, so daß ein ausgewählter Leistungsniveaubereich abgegeben und ein maximales Leistungsniveau nicht überschritten wird.
Bei Verwendung solcher elektrochirurgischer Instrumente besteht die primäre Kontrolle in der Erfahrung des Chirurgen, der darauf reagiert, was mit dem Gewebe, während es mit der HF-Energie behandelt wird, der Beobachtung nach geschieht. Chirurgen können oft, insbesondere bei endoskopischen Verfahren, nicht leicht ersehen, was mit dem Gewebe geschieht. Des weiteren kann die Veränderung der Gewebeeigenschaften durch die HF-Energie sehr schnell geschehen. Als Resultat davon gehören zu den Problemen, die auftreten können, Gewebeverkohlung, Festsetzen von Gewebe an den Elektroden des chirurgischen Instruments, thermische Ausbreitung und Über- oder Unterbehandlung von Gewebe.
Es ist erkannt worden, daß sich die Gewebeimpedanz ändert, wenn dem Gewebe HF-Energie zugeführt wird. Versuche sind gemacht worden, die an das Gewebe abgegebene Leistung zu steuern, wenn sich die Gewebeimpedanz verändert. Zum Beispiel ist die Gewebeimpedanz verwandt worden, um konstante Leistungs- oder Spannungsniveaus aufrecht zu halten. Ebenso ist die Gewebeimpedanz, speziell der differentielle Quotient der Gewebeimpedanz, wenn HF-Leistung zugeführt wird, verwandt worden, um ein anfängliches Leistungsniveau zu bestimmen und um die HF-Leistung abzuschalten, wenn der differentielle Quotient der Impedanz einen vorbestimmten Wert erreicht. Eine solche Vorrichtung ist in Dokument EP-A 0 558 317 gezeigt.
Ungeachtet dieser Steuerungsanordnungen besteht ein weiterer Bedarf an Verbesserung der Steuerung der elektrochirurgischen Energieabgabe an das Gewebe und/oder der Bestimmung, wann die Gewebebehandlung ein optimales Niveau erreicht hat.
Im speziellen besteht ein Bedarf, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Impedanz und der Impedanzänderungen von Gewebe zur Verfügung zu stellen, um Gewebecharakteristiken zu bestimmen, speziell, um den Abschlußpunkt einer Koagulation für eine Vielfalt oder einen Bereich von Gewebeimpedanzen zu bestimmen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein elektrochirurgisches Steuergerät mit Impedanzrückkopplung, wie in Anspruch 1 beschrieben, zur Verwendung mit einer elektrochirurgischen Vorrichtung zur Verfügung, welche Abfrageelektroden zur Messung eines oder mehrerer elektrischer Gewebeparameter vor, während oder nach Behandlung des Gewebes mit therapeutischen Elektroden umfaßt: Diese gemessenen Gewebeparameter können verwandt werden, um verschiedene Gewebecharakteristiken zu bestimmen, so zum Beispiel die Gewebeart, Gewebeimpedanzcharakteristiken, den Status der Gewebebehandlung, den Abschluß einer Gewebekoagulation, etc.. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Signal bereit, welches die gemessene Gewebecharakteristik signalisiert. In einer Ausführungsform wird ein Steuersignal zum Steuern der Abgabe von elektrochirurgischer Energie als Reaktion auf die gemessene Gewebecharakteristik bereitgestellt. Das Steuersignal kann die HF-Energie komplett abschalten oder anderweitig das Niveau, die Frequenz etc. der Energie anpassen, die an das Gewebe über die therapeutischen Elektroden abgegeben wird.
Die Abfrageelektroden werden verwandt, um die Gewebeimpedanz zu messen. Verschiedene andere elektrische Parameter können jedoch gemessen oder verwandt werden, um Gewebecharakteristiken zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Impedanzüberwachungsvorrichtung und/oder ein Verfahren bereit, welches die Impedanz des Gewebes überwacht, das zwischen elektrisch entgegengesetzten Abfrageelektroden gelegen ist, welche den Gewebekontaktierungsoberflächen eines Endeffektors eines therapeutischen elektrochirurgischen Instruments zugeordnet sind (d.h. daran befindlich, darauf befindlich, damit verbunden, darauf geschichtet, daran haftend, etc.). Das Instrument umfaßt des weiteren elektrisch entgegengesetzte therapeutische Elektroden, die dem Endeffektor zugeordnet sind. Die therapeutischen Elektroden sind zum Abgeben therapeutischer elektrochirurgischer Energie eingerichtet, um damit in Kontakt befindliches Gewebe zu behandeln.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Gewebeimpedanzüberwachungseinrichtung bereitgestellt, welche kontinuierlich oder periodisch eine Gewebeimpedanz mißt, bevorzugt, während elektrische Energie an das Gewebe abgegeben wird. Die vorliegende Erfindung bietet, basierend auf der Gewebeimpedanz, eine Bestimmung von Gewebeeigenschaften vor, während oder nach einem Behandeln mit elektrochirurgischer Energie. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die überwachte Gewebeimpedanz verwandt, um, basierend auf einem Modell des erwarteten Gewebeimpedanzverhaltens mit der Zeit, während elektrochirurgische Energie an das Gewebe abgegeben wird, den Gewebestatus zu bestimmen. Dieses wird in weiterem Detail nachfolgend beschrieben. Es wird ein Signal, welches den Gewebestatus anzeigt, entweder für einen Anwender oder für einen Instrumentencontroller bereitgestellt. Die Vorrichtung kann ebenso einen Schalter umfassen, welcher automatisch die elektrische Energie abschaltet, wenn die Behandlung vollendet ist.
Gemäß bekannter Gewebeimpedanzmodelle fällt die Gewebeimpedanz bei Zufuhr elektrischer Energie anfänglich ab und beginnt dann, wenn Koagulation eintritt, anzusteigen. Auf Basis dieses bekannten Gewebeverhaltens wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Punkt ausgewählt, bei dem die Gewebebehandlung abgeschlossen sein soll. Eine Gewebeimpedanz wird durch die Abfrageelektroden, welche an ausgewählten strategischen Positionen auf dem Endeffektor angebracht sind, überwacht, bis dieses Ereignis eintritt.
Ein Wert für die minimale Impedanz wird gemäß der Erfindung festgestellt, d.h., wenn sich die Impedanz bei zugeführter Energie an ihrem tiefsten Punkt befindet. Dann wird der Impedanzwert, für den vorhergesehen wird, daß dieser den gewünschten Gewebeeffekt liefert, durch Berechnen einer ausgewählten Funktion der festgestellten minimalen Impedanz be stimmt. Wenn die gemessene Impedanz auf das Niveau des Impedanzwertes für das gewünschte Resultat ansteigt, zum Beispiel Koagulation, Gewebeverschweißung oder ein Diatherminniveau, zeigt das Instrument dies an oder liefert eine Reaktion auf ein solches Ereignis. Die vorliegende Erfindung ist bevorzugt so eingerichtet, daß der Zustand für einen Bereich erwarteter Gewebeimpedanzen detektiert wird, welcher dem Gewebetyp, der Fläche und/oder dem Volumen entsprechend variiert.
Der gewünschte Gewebezustand ist der, in dem die Koagulation abgeschlossen ist. Wenn dieser Punkt erreicht ist, wird ein Rückmeldungssignal an eine Steuereinheit oder den Anwender geliefert, wobei zu dieser Zeit die Energiezufuhr abgeschaltet wird. Das Rückmeldungssignal kann zum Beispiel ein visuelles, ein Hör- oder ein Tastsignal an einen Anwender steuern und/oder kann Anweisungen an eine Steuereinheit liefern, die Energie, welche an das Gewebe geliefert wird, automatisch abzustellen.
Eine elektrochirurgische Vorrichtung zum Gewebekoagulieren während eines chirurgischen Verfahrens wird bereitgestellt, welche einen Endeffektor umfaßt, der ein erstes und ein zweites Element umfaßt, die relativ zueinander zum Angreifen an Gewebe, welches zwischen diesen zu koagulieren ist, verstellbar sind. Sowohl das erste als auch das zweite Element umfaßt jeweils eine gegenüberliegende Gewebekontaktierungsoberfläche. Wenigstens eines von dem ersten und dem zweiten Element umfaßt eine erste therapeutische Elektrode, die auf einem der elektrisch entgegengesetzten therapeutischen Pole angegliedert ist. Die erste therapeutische Elektrode ist eingerichtet, sich in Kontakt mit dem Gewebe zu befinden, an das zur Koagulation angegriffen wird. Die Abfrageelektroden umfassen wenigstens eine Abfrageelektrode, welche einem ersten Pol entspricht, und wenigstens eine Abfrageelektrode, welche einem elektrisch entgegengesetzten zweiten Pol entspricht. Bevorzugt sind beide Abfrageelektroden bei Angreifen an ein Gewebe in Kontakt mit dem zu koagulierenden Gewebe. Die Abfrageelektroden sind bevorzugt eingerichtet, die Impedanz an strategischen Stellen in Abhängigkeit von den gewünschten Informationen zu messen. Zum Beispiel können die Elektroden an der Peripherie der koppelnden oder der gegenüberliegenden Oberfläche, die an dem Gewebe angreift, angebracht sein. Ein Leistungscontroller, welcher auf ein Leistungssteuersignal anspricht, liefert HF-Energie an die Gewebekontaktierungselektrode(n) des ersten und/oder des zweiten Elements.
Eine Impedanzmeßschaltungsanordnung ist mit der elektrischen Schaltung verbunden, die Energie an die Abfrageelektroden liefert. Die Impedanzmeßschaltungsanordnung mißt die Impedanz des Gewebes zwischen den Abfrageelektroden. Eine Rückmeldungsschaltungsanordnung, welche ein Steuersignal an den Generator zur Steuerung der Ausgabe an die therapeutischen Elektroden liefert, ist mit der Impedanzmeßschaltungsanordnung verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform steuert das Steuersignal an den Generator die Ausgabe an die therapeutischen Elektroden basierend auf einer Funktion des/der gemessenen Impedanzwerte(s). Die Rückmeldungsschaltungsanordnung umfaßt eine erste Vorrichtung zum Bestimmen eines minimalen Impedanzwertes und zum Festhalten des minimalen Impedanzwertes. Eine zweite Vorrichtung stellt eine Schaltung zur Schwellenbestimmung zur Verfügung, die mit der ersten Vorrichtung verbunden ist. Die Schaltung zur Schwellenbestimmung bestimmt einen Schwellenimpedanzwert als eine Funktion des gehaltenen minimalen Impedanzwertes.
Die Schaltung zur Schwellenbestimmung kann eine analoge Vorrichtung zum Bestimmen der Funktion der minimalen Impedanz oder eine digitale Schaltung umfassen, welche zum Beispiel eine Nachschlagetabelle (Look-Up-Table) zum Bestimmen des Schwellenimpedanzwertes basierend auf einem eingegebenen minimalen Impedanzwert umfaßt.
Nachdem ein Schwellenwert bestimmt worden ist, vergleicht ein erster Komparator den gemessenen Impedanzwert mit dem Schwellenimpedanzwert und erzeugt ein Leistungssteuersignal für den Leistungscontroller, um die therapeutische HF-Energie zu steuern, welche an das Gewebe abgegeben wird, unter der Bedingung, daß der gemessene Impedanzwert den Schwellenimpedanzwert übersteigt.
Ein Leistungscontroller kann wenigstens einen elektrischen Schalter zum selektiven Zuführen von HF-Energie an das Instrument umfassen, um Gewebe zu koagulieren, welches sich zwischen dem ersten und dem zweiten Element befindet.
Der Leistungscontroller kann die dem Gewebe zugeführte Leistung selektiv unter einer Anzahl von Bedingungen abschalten, zum Beispiel, wenn der gemessene Impedanzwert den Schwellenimpedanzwert übersteigt.
Obwohl das Instrument eine monopolare oder eine multipolare (d.h. zwei oder mehr als zwei therapeutische Elektroden umfassend, welche Energie in Wellenformen liefern, die, gemessen von einem Pol zu einem anderen Pol, eine Phasenbeziehung aufweist) Vorrichtung sein kann, umfaßt der Endeffektor bevorzugt zwei entgegengesetzte therapeutische Elektroden, die zwei elektrisch entgegengesetzten therapeutischen Polen entsprechen.
In der bevorzugten bipolaren Vorrichtung ist jede Abfrageelektrode und therapeutische Elektrode auf entweder einer oder beiden gegenüberliegenden Gewebekontaktierungsoberflächen angebracht. Die erste und die zweite elektrisch entgegengesetzte Abfrageelektrode umfaßt jeweils eine oder mehrere Abfrageelektroden zur Gewebekontaktierung, und die erste und die zweite therapeutische Elektrode umfasst jeweils eine oder mehrere therapeutische Elektroden zur Gewebekontaktierung. Die therapeutischen Elektroden sind an dem distalen Ende der elektrochirurgischen Vorrichtung vorgesehen, so daß, wenn das erste und das zweite Element sich zueinander schließen, um an ein Gewebe anzugreifen, elektrisch entgegengesetzte therapeutische Elektroden entweder auf der gleichen Oberfläche oder auf gegenüberliegenden Oberflächen zwischen einem Abschnitt des in Angriff genommenen Gewebes liegen.
Die Abfrageelektroden sind an dem distalen Ende der elektrochirurgischen Vorrichtung vorgesehen, so daß, wenn das erste und das zweite Element sich zueinander schließen, um an ein Gewebe anzugreifen, elektrisch entgegengesetzte Abfrageelektroden entweder auf der gleichen Oberfläche oder auf gegenüberliegenden Oberflächen zwischen einem Abschnitt des Gewebes liegen, an dem angegriffen wird. Eine Impedanzüberwachungsschaltung überwacht die Impedanz des Gewebes zwischen den Abfrageelektroden, während Niedrigspannung-HF-Energie über die Abfrageelektroden an das Gewebe abgegeben wird. Die Frequenz der über die Abfrageelektroden abgegebenen HF-Energie ist bevorzugt verschieden von der Frequenz der über die therapeutischen Elektroden abgegebenen Energie, um elektrische Interferenz zu verringern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jede der therapeutischen Elektroden, die einem ersten Pol entspricht, mit Bezug auf die Kopplungsoberfläche von jeder der therapeutischen Elektroden versetzt, welche dem zweiten Pol entspricht. Mit anderen Worten sind die therapeutischen Elektroden so zueinander versetzt, daß sie nicht auf den Kopplungsoberflächen einander diametral entgegengesetzt oder daß sie auf der gleichen Oberfläche getrennt und isoliert voneinander sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform komprimiert das elektrochirurgische Instrument Gewebe in einer Kompressionszone zwischen der ersten Kopplungsoberfläche und der zweiten Kopplungsoberfläche und führt therapeutische elektrische Energie über die Kompressionszone zu. Stärker bevorzugt ist die Kompressionszone ein Bereich, welcher durch einen Kompressionsgrat auf einer der Kopplungsoberflächen definiert ist, der das Gewebe gegen die andere Kopplungsoberfläche komprimiert. Alternativ oder zusätzlich dazu kann es auf beiden Kopplungsoberflächen einen Kompressionsgrat geben. Die Abfrageelektroden können in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung des Instruments seitlich außerhalb der Kompressionszone, innerhalb der Kompressionszone, beabstandet benachbart zu der Kompressionszone, distal oder proximal an dem Endeffektor, etc. liegen.
Eine Ausführungsform umfaßt ein Schneidelement, welches einem Endeffektor zugeordnet ist. Das Schneidelement ist vorgesehen, um Gewebe bei und nahe der Koagulationsstelle zu schneiden. Die Koagulation wird bevorzugt abgeschlossen, bevor mechanisches oder anderes Schneiden bei oder um die Koagulationsstelle geschieht. Die Abfrageelektroden sind so angeordnet, daß der Impedanzsensor bestimmen kann, wann Koagulation oder Kauterisation an der Schnittstelle eingetreten ist. Das Schneidelement kann dann verwendet werden, um durch das koagulierte Gewebe oder zwischen zwei Zonen von Gewebekoagulation zu schneiden.
In einer weiteren Ausführungsform sind therapeutische und Abfrageelektroden in einer linearen Schneidvorrichtung enthalten, die einem linearen schneidenden mechanischen Hefter ähnelt. In dieser Ausführungsform umfaßt das Instrument bevorzugt zwei im wesentlichen parallele und längliche therapeutische Elektrodenstangen, welche einem therapeutischen Pol zugeordnet sind, und einen Spalt für eine sich zwischen den Stangen bewegende Schneideeinrichtung. Optional kann eine oder können mehrere Reihen von Klammern auf jeder Seite der Aufnahme außerhalb der Stangen bereitgestellt sein, um für mechanische Gewebesicherheit oder -annährung während des Heilungsprozesses zu sorgen.
Bei Einsatz einer bevorzugten Ausführungsform ist Gewebe zwischen den beiden Elementen des Instruments geklemmt, und elektrische Energie in der Form von HF-Energie wird an das komprimierte Gewebe geliefert, um Gewebe entlang der beiden im wesentlichen parallelen Stangen zu koagulieren oder zu kauterisieren. Gleichzeitig wird elektrische Energie, bevorzugt mit einer niedrigeren Spannung und einer unterschiedlichen HF-Frequenz, an die Abfrageelektroden geliefert, um die Impedanz des sich dazwischen befindlichen Gewebes zu ermit teln. Basierend auf der Impedanzmodellierung der Vorrichtung mit dieser speziellen Elektrodenkonfiguration, wird eine geeignete Funktion der minimalen Impedanz in die Impedanzrückkopplungsschaltung integriert, um ein geeignetes Schwellenimpedanzniveau zu bestimmen. Ein Warnmechanismus wird verwandt, um den Anwender zu warnen, wenn die Impedanz außerhalb des Bereichs fällt oder das Schwellenimpedanzniveau übersteigt. Ebenso kann das Warnsignal an die Steuerschaltung oder den Leistungscontroller gerichtet werden, welche eingerichtet sind, um dann eine geeignete Generatorantwort zu liefern, die, wo angebracht, ein Abschalten der HF-Energie oder Anpassen des Generatorausgangsniveaus, der Frequenz, der Wellenform etc. umfaßt, die über die therapeutischen Elektroden abgegeben werden.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in einem Verfahren des elektrochirurgischen Behandelns von Gewebe bei einem chirurgischen Vorgehen verwandt werden. Dementsprechend umfaßt ein bevorzugtes Verfahren die folgenden Schritte: Zuführen von HF-Energie an ein Gewebe, welches elektrochirurgisch behandelt werden soll, über eine oder mehrere Gewebeabfrageelektraden, die dem Endeffektor eines elektrochirurgischen Instruments zugeordnet sind; Messen der Impedanz des Gewebes zwischen elektrisch entgegengesetzten Abfrageelektroden, die dem Endeffektor des Instruments zugeordnet sind; Erzeugen eines Impedanzsignals, welches die gemessene Impedanz des Gewebes wiedergibt; und Steuern der HF-Energie, welche über die therapeutischen Elektroden an das Gewebe als Antwort auf das Impedanzsignal angelegt wird. Bevorzugt sind die Elektroden zur Gewebebehandlung elektrisch entgegengesetzte bipolare Elektroden.
Der Schritt des Steuerns der HF-Energie, die an das Gewebe über die therapeutischen Elektroden angelegt wird, kann die folgenden Schritte umfassen: Bestimmen und Festhalten des minimalen Impedanzwertes; Bestimmen eines Schwellenimpedanzwertes, basierend auf einer Funktion des minimalen Impedanzwertes; Vergleichen gemessener Impedanzwerte mit dem Schwellenimpedanzwert; und Erzeugen eines Steuersignals, um die Leistung des Controllers zu steuern oder abzuschalten unter der Bedingung, daß der gemessene Impedanzwert den Schwellenimpedanzwert übersteigt.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ebenso in einem Verfahren des elektrochirurgischen Behandelns von Gewebe während eines chirurgischen Verfahrens verwandt werden, welches die folgenden Schritte umfaßt: Bereitstellen eines elektrochirurgischen Instruments, welches einen Endeffektor aufweist, der eine erste und eine zweite Gewebean griffsoberfläche umfaßt, wobei wenigstens eine von der ersten und der zweiten Gewebeangriffsoberfläche darauf eine therapeutische Elektrode zur Gewebekontaktierung umfaßt, die einem ersten Pol eines elektrochirurgischen Systems zugeordnet ist, und wenigstens eine von der ersten und der zweiten Gewebeangriffsfläche darauf eine zweite therapeutische Elektrode zur Gewebekontaktierung umfaßt, die einem zweiten Pol des therapeutischen Systems zugeordnet ist; wobei wenigstens eine von der ersten und der zweiten Gewebeangriffsoberfläche darauf eine erste Abfrageelektrode, welche einem ersten Pol eines Impedanzmeßsystems zugeordnet ist, und eine zweite Abfrageelektrode umfaßt, welche einem zweiten Pol eines Impedanzmeßsystems zugeordnet ist; Angreifen an Gewebe, welches zwischen der ersten und der zweiten Gewebeangriffsoberfläche koaguliert werden soll; selektives Steuern von HF-Energie, die an die erste und die zweite therapeutische Elektrode zur Gewebekontaktierung geliefert wird, um dazwischen befindliches Gewebe zu koagulieren; Messen der Impedanz des behandelten Gewebes durch die erste und die zweite Abfrageelektrode; Setzen eines Schwellenwertes, bei dem die Gewebebehandlung abgeschlossen ist; Vergleichen gemessener Impedanzwerte mit dem Schwellenimpedanzwert; und Steuern oder Abschalten der HF-Energie, welche an die erste und die zweite therapeutische Elektrode geleitet wird, unter der Bedingung, daß der gemessene Impedanzwert den Schwellenimpedanzwert erreicht oder diesen überschreitet.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und dem folgenden Anspruch ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines endoskopischen elektrochirurgischen Instruments nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein seitlicher Aufriß der Ausführungsform aus 1, die in einer geschlossenen, geklemmten Position vor dem Schneiden oder Klammern gezeigt ist;
3 ist ein seitlicher Aufriß der Ausführungsform aus 2, die gezeigt ist, während HF-Energie dem Gewebe zugeführt wird;
4 ist ein seitlicher Aufriß ähnlich der 3, die gezeigt ist, nachdem HF-Energie zugeführt und das Gewebe geklammert und geschnitten worden ist;
5 ist eine perspektivische Einzelteilansicht des proximalen Griffstückabschnitts des Instruments aus 1;
6 ist eine perspektivische Einzelteilansicht des Zwischenabschnitts und des distalen Abschnitts des Instruments aus 1;
7 ist ein seitlicher Aufriß des proximalen Griffstückabschnitts in einer ersten offenen Position des Instruments aus 1, das ohne die linksseitige Griffstückabdeckung und die Drahtformen gezeigt ist;
8 ist ein Aufriß des Inneren des linksseitigen Griffstückabschnitts, welcher die Lage der Drahtformen und der Verbindungsstücke zeigt, die in der vorliegenden Erfindung verwandt werden;
9 ist eine longitudinale Querschnittsansicht des Zwischenabschnitts des Instruments;
10 ist ein Aufriß des proximalen Endes des Zwischenabschnitts, welcher den Kontakt der Drahtformen mit ihrer jeweiligen Kontaktposition zeigt;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des proximalen Endes des Zwischenabschnitts des Instruments;
11a ist eine transversale Ansicht eines Querschnitts entlang der Linien 11a-11a der 11;
12 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Drahtformen in Kontakt mit ihrer jeweiligen Kontaktposition zeigt;
13 ist eine Endansicht der 11, welche eine leichte Neigung der Drahtformen zeigt, die einen Druck der Drahtformen auf ihre jeweilige Kontaktposition ermöglicht;
14 ist eine longitudinale Querschnittsansicht des distalen Endes des Instruments aus 1, welches in einer geschlossenen und geklemmten Position gezeigt ist;
15 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des distalen Abschnitts aus 13;
16 ist eine Ansicht eines transversalen Querschnitts entlang der Linie 16-16 der 14;
17 ist eine Ansicht eines transversalen Querschnitts entlang der Linie 17-17 der 14;
18 veranschaulicht eine vorderseitige Querschnittsansicht des distalen Endes eines Instruments einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 veranschaulicht eine vordere Querschnittsansicht des distalen Endes einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20(a-b) ist ein schematisches Blockdiagramm einer analogen Ausführungsform des Controllers zur Verwendung in der Vorrichtung aus 1;
21 ist eine charakteristische Kurve, die die Veränderung in der Impedanz mit der Zeit während des Zuführens elektrochirurgischer Energie zu Gewebe mit Hilfe des elektrochirurgischen Instruments veranschaulicht, das in 1 dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Während die vorliegende Erfindung im allgemeinen in einer Vielzahl von elektrochirurgischen Instrumenten anwendbar ist, welche monopolare, bipolare und multipolare sowie sowohl konventionelle als auch endoskopische Instrumente umfassen, wird diese hier unter Bezugnahme auf ein endoskopisches bipolares lineares Schneid- und Klammerinstrument beschrieben.
Die Arbeitsweise von linearen Schneid- und Klammerinstrumenten ist im Stand der Technik bekannt und wird zum Beispiel in den US-Patenten 4 608 981, 4 633 874 und in der US-Anmeldung 07-917636 diskutiert.
Die Abfrageelektroden werden bevorzugt zum Bestimmen der Gewebeimpedanz zu einer gegebenen Zeit vor, während oder nach der Gewebebehandlung verwendet. Andere Verwendungen kommen jedoch in Betracht, so zum Beispiel das Überwachen der Abgabe von Strom oder Spannung, einer Phasenverschiebung und einer Frequenzantwort des Gewebes.
In einer Ausführungsform bestimmt ein Impedanzüberwachungsgerät mit Hilfe von Abfrageellektroden, wann das Gewebe an einer speziellen Stelle zu einem gewünschten Grad behandelt worden ist. Bevorzugt ist diese Behandlung abgeschlossen, wenn das Gewebe kauterisiert worden ist und bevor übermäßige thermische Ausbreitung, Gewebeanhaftung, Verbrennung oder Verkohlung auftritt. Die Impedanz des Gewebes folgt, während es mit Hilfe elektrochirurgischer Energie erhitzt wird, im allgemeinen einer charakteristischen Gewebeimpedanzkurve. Gemäß der Impedanzkurve wird die Impedanz im allgemeinen abnehmen, an einem minimalen Wert angelangen und dann ansteigen, wenn Koagulation und Gewebeaustrocknung eintreten. Bei einer Impedanz oder innerhalb eines Impedanzbereichs auf einer charakteristischen Kurve wird das Koagulieren vorhersagbar eintreten.
21 ist eine charakteristische Impedanzkurve, welche die Veränderung in der Gewebeimpedanz mit der Zeit während des Zuführens elektrochirurgischer Energie mit Hilfe der elektrochirurgischen Instrumente veranschaulicht, die in 1 bis 19 dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung bestimmt eine Schwellenimpedanz auf der Kurve, bei der Koagulation eingetreten ist, Z_Target 146. Diese Impedanz basiert auf dem Wert der niedrigsten Impedanz auf der Kurve, Z_min 145, d.h. wenn die Impedanz aufgehört hat zu fallen und zu steigen beginnt. Eine Funktion der minimalen Impedanz f (Z_min) wird verwendet, um annähernd einen Punkt vorherzusagen, bei dem Koagulation eintritt, Z_Target 146.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 17, wird ein Instrument der vorliegenden Erfindung erklärt, welches in Verbindung mit einer Impedanzrückkopplungsvorrichtung zu verwenden ist. Ein endoskopisches, lineares Schneid- und Klammerinstrument 10 wird gezeigt, welches ein Gehäuse 16 aufweist, welches mit einer Ummantelung 30 mit einem sich dadurch erstreckenden Lumen und einem Endeffektor 15 gekoppelt ist, welcher sich von dem distalen Ende der Ummantelung 30 erstreckt. Der Endeffektor 15 umfaßt ein erstes und ein zweites Element, welche koppelnde Klemmbackenelemente 32, 34 umfassen. Klemmbackenelement 32 ist verstellbar an dem Klemmbackenelement 34 angebracht. Das Gehäuse 16 weist einen Klemmauslöser 12 zum Schließen der Klemmbackenelemente 32, 34, einen HF-Schalteranschlagarm 58 und elektrische Schalterkontakte 67a, 67b, welche mit einem elektrischen Schalter 59 zum Einschalten der HF-Energie verbunden sind, und einen Abschußauslöser 14, zum Vortreiben des Schneidelements 11 durch Gewebe, und einen Keil 13 zum Anbringen der Klammern 17 auf. Die Klemmbackenelemente 32, 34 sind in 1 in einer gelösten Position gezeigt; in 2 in einer geklemmten Position vor Zuführen von elektrochirurgischer Energie und vor dem Schneiden und Klammern; in 3 in einer geklemmten Position nach Zuführen der elektrochirurgischen Energie und vor dem Schneiden und Klammern; und in 4 in einer geklemmten Position nach dem Schneiden und Klammern.
Klemmbackenelement 32 umfaßt einen Amboß 18, eine U-förmige therapeutische Elektrode 39, welche sich entlang der Länge der Klemmbacke 32 erstreckt, und ein U-förmiges Isoliermaterial 31, welches das Äußere der therapeutischen Elektrode 39 umgibt. Klemmbackenelement 32 weist eine innere Oberfläche 33 auf, welche im wesentlichen einer inneren Oberfläche 35 des Klemmbackenelements 34 gegenübersteht. Die U-förmige Elektrode 39 umfaßt zwei elektrisch kommunizierende Elektrodenstangen 27, 28, welche einen ersten Pol bilden, und welche auf der inneren Oberfläche 33 angebracht sind und sich im wesentlichen entlang der Länge davon erstrecken. Die U-förmige Elektrode 39 besteht aus einem Leiter, wie zum Beispiel Aluminium oder Edelstahl von chirurgischer Qualität. Die Stangen 27, 28 sind durch einen Messerkanal 29 getrennt, welcher sich longitudinal durch die Mitte der Elektrode 39 erstreckt. Die auf Amboß 18 angeordneten Taschen 36 zur Aufnahme der Klammerenden liegen entlang der inneren Oberfläche 33, entlang deren Länge und außerhalb der Stangen 27, 28, um auf jeder Seite der Elektrode 39 eine Klammerreihe zu bilden. Die Elektrodenstangen 27, 28 und das Isoliermaterial 31 bilden einen Grat 56, welcher sich relativ zu einem Amboßabschnitt 33a der inneren Oberfläche 33 nach außen erstreckt (16). Die Elektrode 39 dient als ein erster Pol eines bipolaren Gewebebehandlungs- oder eines therapeutischen Systems. Der Amboß 18 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet und dient als eine zweite therapeutische Elektrode des bipolaren Behandlungs- oder therapeutischen Systems, wobei der Amboß der Behandlungselektrode 39 elektrisch entgegengesetzt ist. Der Amboß 18 ist von der Elektrode 39 durch das U-förmige Isoliermaterial 31 elektrisch isoliert.
Klemmbackenelement 34 umfaßt einen Einsatzkanal 22 und einen Einsatz 23, welcher lösbar in den Einsatzkanal 22 eingebracht ist. Der Einsatz 23 umfaßt eine Führung 25 für den Keil 13, einen Messerkanal 26, welcher sich longitudinal durch die Mitte des Einsatzes 23 er streckt, eine Abfolge von Treibern 24, welche sich in die Führung 25 erstrecken, und Klammern 17, welche in zwei Gruppen von einzelnen Reihen angeordnet sind.
Klemmbackenelement 34 umfaßt des weiteren eine erste Abfrageelektrode 51, welche auf dem Einsatz 23 angebracht und von dem Einsatzkanal 22 durch ein Isoliermaterial getrennt ist, sowie eine zweite Abfrageelektrode 52, die auf dem Einsatzkanal 22 auf der der ersten Abfrageelektrode 51 gegenüberliegenden Seite einer Ebene, welche durch den Messerkanal 27 definiert wird, angebracht und von dem Einsatzkanal 22 durch ein Isoliermaterial getrennt ist. Die Abfrageelektroden 51, 52, sind in Richtung der lateralen Seitenperipherie der Oberfläche 35 angebracht, so daß eine Gewebeimpedanz über einen vollständigen Gewebeabschnitt, an den angegriffen wird, gemessen wird. Die Abfrageelektroden 51, 52 sind auch bezüglich der Ebene vertieft, die durch den Einsatz 23 definiert wird, so daß die Abfrageelektrode 51, 52 nicht den Amboß 18 berührt, wenn die Klemmbacken 32, 34 geschlossen werden.
Die Ummantelung 30 ist aus einem Isoliermaterial gebildet und weist eine elektrisch leitende Schließröhre 38 auf, welche sich durch ihr Lumen erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform dient die Schließröhre 38 als eine Klemmbackenschließröhre und als ein elektrischer Kontakt. Ein Kanalhalter 37a erstreckt sich von dem proximalen Ende der Schließröhre 38 und ist an dem Kanal 37 befestigt, welcher sich über den Rest der Schließröhre 38 distal erstreckt, um das Klemmbackenelement 34 zu bilden. Der Kanal 37 umfaßt den Einsatzkanal 22, welche sich distal von der Schließröhre 38 erstreckt.
Der Körper 16 weist einen Klemmauslöser 12 zum Vorbringen der Schließröhre 38 auf, um die Klemmbacken 32, 34 zueinander zu schließen, wobei sie an dazwischen liegendes Gewebe angreifen. Eine Drehung des Klemmauslösers 12 bewirkt, daß die Schließröhre 38 koaxial durch die Ummantelung 30 über eine Ansatzoberfläche 32a der Klemmbacke 32 vorgebracht wird, um die Klemmbacken 32, 34 auf Gewebe zu schließen, welches sich zwischen den Klemmbacken 32, 34 befindet.
Der Kanalhalter 37a führt eine koaxiale Bewegung einer Treiberstange 41 in dem Kanal 37. Die Treiberstange 41 wird durch die Rotation des Abschußauslösers 14 vorgebracht, wie nachfolgend genauer beschrieben werden wird. Die Treiberstange 41 ist an ihrem distalen Ende mit einem Block 43 verbunden. Der Block 43 ist mit einer Schneideeinrichtung 11 und einem klammertreibenden Keil 13 verbunden, den die Treiberstange 41 durch den Block 43 in den Endeffektor 15 vorbringt. Eine Keilführung 46 wird verwendet, um den Keil 13 in die Führung 25 zu führen. Klemmbackenelement 32 wird durch den Kanal 37 an dem Klemmbackenelement 34 angebracht.
Wenn die Treiberstange 41 das Schneidelement 11 vorbringt, dringt das Schneidelement durch den Messerkanal 26 zwischen den Stangen 27, 28 vor, um Gewebe, welches von den Klemmbacken 32, 34 in Angriff genommen ist, zu durchtrennen, wenn das Gewebe kauterisiert worden ist. Die Schnittlinie liegt daher medial zu den Koagulationslinien, welche durch die Stabelektroden 27, 28 gebildet werden. Die Treiberstange 41 bringt gleichzeitig den Block 43 und damit den Keil 13 vor, welcher den Treiber 24 in die Klammern 17 treibt, wodurch bewirkt wird, daß die Klammern 17 durch das Gewebe und in die Taschen 36 des Amboß 18 schießen. Die Klammern 17 werden in einzelnen longitudinalen Reihen auf jeder Seite des Schneidelements 11 angebracht, während das Schneidelement 11 das Gewebe durchtrennt.
Ein Knauf 44, welcher an dem distalen Ende des Körpers 16 angebracht ist, dreht die Schließröhre 38, den Kanalhalter 37a, den Kanal 37 und den Endeffektor 15, welche unmittelbar oder mittelbar mit dem Knauf 44 verbunden sind, so daß der Knauf 44 zum Festlegen einer Rotationsstellung der Klemmbacken 32, 34 des Endeffektors verwandt werden kann. Der Knauf 44 umfaßt einen Stift (nicht gezeigt), welcher in die Vertiefung 38a der Schließröhre 38 paßt und darin eingreift. Die Schließröhre 38 ist an ihrem proximalen Ende in das Gehäuse 16 eingefügt.
Elektrische Energie wird von elektrochirurgischen Generatoren 70, 90 (20) an die Elektrode 39, den Amboß 18, die erste Abfrageelektrode(n) 51, 151 oder 251 und die zweite Abfrageelektrode(n) 52 oder 252 über Verbindungen geliefert, wie zum Beispiel jene, die nachfolgend beschrieben werden, oder über weitere Verbindungsmittel, wie zum Beispiel jene, die in EP-A-0 640 317 (Stand der Technik nach Art. 54 (3) EPÜ) beschrieben sind.
Die Generatoren 70, 90 sind durch den HF-Schalter 54 anwendergesteuert, der in dem Gehäuse 16 angebracht ist.
Die Drähte 19a, 19b, 19c und 19d erstrecken sich in den Körper 16 des Instruments und liefern jeweils Energie an die Elektroden 39, 18, 51, 52. Die Drähte 19a, 19b sind jeweils mit den Niedrigimpedanz-Kontaktelementen 20a, 20b verbunden, und die Kontaktelemente 20a, 20b sind jeweils mit den Drahtformen 47a, 47b verbunden. Die Drahtformen 47a, 47b sind an ihren distalen Enden 48a, 48b offengelegt. Die Drahtformen 47a und 47b sind in Richtung der Schließröhre 38 und des Kontaktringes 49b geneigt, welcher an dem proximalen Ende des Kanalhalters 47a angebracht ist, um elektrischen Kontakt mit jeweils der Schließröhre 38 und dem Ring 49b herzustellen. Die Drähte 19c, 19d erstrecken sich in das Gehäuse 16 in Form des Banddrahtes 50. Der Banddraht 50 ist mit einem Kontaktblock 41 verbunden, welcher Kontaktfinger 42c, 42d aufweist. Der Kontaktblock 41 ist an dem Gehäuse 16 angebracht. Der Draht 19c steht in elektrischem Kontakt mit dem Finger 42c, und der Draht 19d steht in elektrischem Kontakt mit dem Finger 42d. Die Finger 42c und 42d sind jeweils in Richtung der Kontaktringe 49c und 49d geneigt, welche an dem proximalen Ende des Kanalhalters 37a angebracht sind, um jeweils einen elektrischen Kontakt mit den Ringen 49c, 49d herzustellen.
Draht 19a liefert elektrischen Strom an den Amboß 18 über eine erste Drahtform 47a, welche die elektrisch leitfähige Schließröhre 38 kontaktiert, welche den elektrisch leitfähigen Amboß 18 kontaktiert, wenn die Schließröhre 38 die Klemmbacken 32, 34 schließt.
Der Draht 19b liefert elektrischen Strom an die Elektrode 39 über eine zweite Drahtform 47b, welche den Kontaktring 49b kontaktiert, der mit dem Draht 40b verbunden ist, welcher sich durch die Schließröhre 38 zu der Elektrode 39 erstreckt.
Draht 19c liefert Strom an die erste Abfrageelektrode 51 über den Banddraht 50 und ist mit einem ersten Federkontaktfinger 42c eines Kontaktblocks 41 verbunden. Der Federkontaktfinger 42c ist in Richtung des Kontaktringes 49c geneigt und stellt elektrischen Kontakt mit dem Kontaktring 49c her. Der elektrische Kontaktring 49c ist mit dem Draht 40c verbunden, welcher sich durch die Schließröhre 38 zu der Elektrode 51 erstreckt.
Der Draht 19d liefert Strom an die zweite Abfrageelektrode 52 über den Draht 50 und ist mit dem zweiten Federkontaktfinger 42d eines Kontaktblocks 41 verbunden. Der Federkontaktfinger 42d ist in Richtung des Kontaktringes 49d geneigt, wodurch elektrischer Kontakt mit dem Kontaktring 49d hergestellt wird. Der elektrische Kontaktring 49d ist mit dem Draht 40d verbunden, welcher sich durch die Schließröhre 38 zu der Elektrode 52 erstreckt.
Die Schließröhre 38 und die Ringkontakte 49b, 49c und 49d erlauben es dem Knauf 44, sich zu drehen, während der Kontakt zwischen der Schließröhre 38, den Ringen 49b, 49c und 49d und den Drahtformen 47a, 47b und den Federfingern 42c, 42d aufrechterhalten wird. Die Ringe 49b, 49c, 49d sind elektrisch voneinander und von der Schließröhre 38 isoliert.
Die Drähte 40a bis d erstrecken sich durch die Dichtung 45, welche in den Kanalhalter 37a paßt, der in die Schließröhre 38 paßt.
Der Klemmauslöser 12 umfaßt eine Getriebeverzahnung 12a, die verstellbar mit der Verzahnung 66b des Jochs 66 ineinander greift. Das Joch 66 ist an seinem distalen Ende mit der Schließröhre 38 verbunden. Wenn der Klemmauslöser 12 betätigt wird, greift die Getriebeverzahnung 12a in die Verzahnung 66b im Joch 66, wodurch bewirkt wird, daß das Joch 66 distal vorgebracht wird. Schließröhre 38 schließt die Klemmbacken 32, 34, während sie über die Ansatzoberfläche 32a der Klemmbacke 32 vorgebracht wird.
Den HF-Schalter 59 wird gedreht, um die HF-Energie einzuschalten, welche an die therapeutischen und die Abfrageelektroden geliefert werden soll. Bei Drehen des HF-Schalters 59 hakt sich der Anschlagvorsprung 59a an dem Schalter 59 unter den Anschlagvorsprung 58a an dem Anschlagarm 58, wodurch der Schalter 59 davon abgehalten wird, die HF-Energie zu deaktivieren, außer wenn der HF-Schalter 59 manuell in seine Ausgangsposition zurückgedreht wird. Die HF-Energie kann ebenso elektrisch ausgeschaltet werden, wie hier beschrieben.
Der Schalter 59 weist einen verstellbaren Kontakt 67a und einen stationären Kontakt 67b auf. Der verstellbare Kontakt 67a dreht sich mit dem Schalter 59, um den stationären Kontakt 67b zu kontaktieren, wenn der Schalter an ist.
Der Vorsprung 60a des Auslöseknopfes 60 greift an das proximale Ende des Joches 66 benachbart dem Stufenvorsprung 66a an dem proximalen Ende des Joches 66 an. Wenn das Joch 66 durch den Klemmauslöser 12 vorgebracht wird, dreht sich der Vorsprung 60 hinter dem proximalen Ende des Joches 66 nach unten, wodurch das Joch 66 daran gehindert wird, sich zurückzuziehen, bis der Auslöseknopf 60 gedrückt worden ist. Daher werden die Klemmbacken 32, 34 in einer geschlossenen Position gehalten, bis ein Anwender die Klemmbacken 32, 34 mit dem Auslöseknopf 60 löst.
Der Schalter 59 umfaßt die Finger 59c, welche gerade oberhalb des proximalen Endes des Jochs 66 sitzen. Der Vorsprung 60a des Auslöseknopfs paßt zwischen die Finger 59c. Der HF-Schalter 59 kann nicht aktiviert werden, d.h. vorwärts gedreht werden, bis das Joch 66 distal so vorgebracht worden ist, daß die Finger 59c des Schalters 59 frei sind, hinter das proximale Ende des Jochs 66 zu drehen.
Der Schalter 59 umfaßt auch einen unteren Haken 59b, welcher in die Nut 53a der Abschußzahnstange 53 eingreift. Die Abschußzahnstange 53 umfaßt eine Getriebeverzahnung 53b, welche mit der Getriebeverzahnung 14a des Abschußauslösers 15 ineinandergreift. Die Abschußzahnstange 53 ist an ihrem distalen Ende mit dem Ritzel 54 verbunden, welches wiederum mit der Treiberstange 41 in Eingriff steht.
Wenn der Abschußauslöser 14 gezogen wird, wird die Abschußzahnstange 53 distal vorgebracht, um das Ritzel 54 zu drehen, welches die Treiberstange 41 distal vorbringt, um das Schneidelement 11 zu betätigen und die Klammern 17 in das Gewebe zu treiben, an welches der Endeffektor 15 angreift.
Die Abschußzahnstangen 53 kann jedoch nicht vorgebracht werden, bis der untere Haken 59b des HF-Schalters von der Nut 53a der Abschußzahnstange 53 gelöst wird. Dies geschieht erst, wenn der HF-Schalter 59 aktiviert worden ist.
Daher umfaßt die vorliegend beschriebene Erfindung eine Verrieglungsvorrichtung oder Vorrichtungen zum Verhindern des Zuführens von HF-Energie, des Anbringens von Klammern oder des Betätigens des Schneidelements, bis die Klemmbacken 32, 34 geschlossen worden sind. Die/das Verriegelungselement(e) erfordern, daß die richtige Abfolge, wie in 1 bis 4 dargestellt, befolgt wird, d.h. Schließen der Klemmbacken, gefolgt von Zuführen von HF-Energie, gefolgt von Anbringen der Klammern und Betätigen des Schneidelements. Ebenso stellt diese einen feststellbaren HF-Schalter bereit, so daß HF-Energie kontinuierlich zugeführt wird, bis der Schalter 59 manuell gelöst oder bis die HF-Energie durch ein Rückkopplungssteuersignal an den Generator 70, 90 abgeschaltet wird.
Der Schließauslöser 12 und der Abschußauslöser 14 sind miteinander gekoppelt, und eine Feder 57 ist mechanisch mit beiden Auslösern 12, 14 verbunden.
Wenn Gewebe zwischen den geklemmten Klemmbackenelementen 32, 34 gehalten wird und HF-Energie zugeführt worden ist, kann der Abschußauslöser 14, welcher am Gehäuse 16 angebracht ist, betätigt werden, um ein Schneidelement 11 durch das in Angriff gebrachte Gewebe vorzubringen, um das Gewebe zu durchtrennen. Gleichzeitig wird, wenn der Abschußauslöser 14 betätigt wird, der Keil 13 über die Führung 25 vorgebracht, wodurch bewirkt wird, daß die Treiber 24 sich in Richtung der Klammern 17 verlagern, wodurch die Klammern 17 durch Gewebe und in die Amboßtaschen 36 getrieben werden.
18 stellt einen Endeffektor einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Der Endeffektor ist mit Ausnahme der Anbringung der Abfrageelektroden der gleiche, wie der mit Bezug auf 16 beschriebene. Die erste Abfrageelektrode umfaßt ein Elektrodenpaar 151, welches auf entgegengesetzten Seiten der Messerkanal 26 und in Richtung auf die seitliche Peripherie der Oberfläche 35 angebracht ist. Die zweite Abfrageelektrode und die zweite therapeutische Elektrode sind die gleichen und werden von dem Amboß 18 umfaßt.
19 veranschaulicht einen Endeffektor einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erste Abfrageelektrode umfaßt ein Elektrodenpaar 251, welches auf dem Amboß 18 angebracht und von dem Amboß 18 durch ein Isoliermaterial 18a elektrisch isoliert ist. Die ersten Abfrageelektroden 251 sind auf einander entgegengesetzten Seiten der Messernut 29 angebracht. Die zweite Abfrageelektrode umfaßt ein Elektrodenpaar 252, welches auf der Einsatznut 22 angebracht und von der Einsatznut 22 durch ein Isoliermaterial elektrisch isoliert ist. Die zweiten Abfrageelektroden 252 sind auf einander entgegengesetzten Seiten der Messernut 29 angebracht. Die ersten Abfrageelektroden 251 liegen den entsprechenden zweiten Abfrageelektroden 252 auf der Seitenperipherie des Instruments unmittelbar gegenüber, so daß die überwachte Impedanz auf Gewebe an der Peripherie basiert ist, welches typischerweise erhitzt wird, wenn Gewebekoagulation von der Mitte des Instruments fortschreitet.
Obwohl drei verschiedene spezifische Elektrodenkonfigurationen in 16, 18 und 19 dargestellt sind, sollte es ersichtlich sein, daß gemäß dieser Erfindung zahlreiche Lagen der Abfrage- und der therapeutischen Elektroden und Verdrahtungsschemen möglich sind, was unter anderem von dem Ort oder dem Stadium der Behandlung abhängt, für die eine Gewebeüberwachung gewünscht ist. Zusätzlich können eine oder mehrere Abfrageelektroden einen Lei tungspfad zu dem Generator/den Generatoren mit einer oder mehreren Behandlungselektroden teilen.
Mit Bezug auf 20 ist darin ein schematisches Blockdiagramm einer analogen Ausführungsform der Impedanzüberwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Impedanzüberwachungsvorrichtung bestimmt, wann die Koagulation abgeschlossen ist.
Das Instrument 10 wird positioniert, um an ein zu behandelndes Gewebe anzugreifen. Wenn es entsprechend angebracht ist, wird dem Gewebe die HF-Energie zugeführt.
Ein erster Generator 70 führt dem Gewebe, an das der Endeffektor 15 des Instruments 10 angreift, HF-Energie über therapeutische Elektroden 39, 18 zu. Bevorzugt wird eine Effektivspannung von 30 V bis 200 V bei einer Fundamentalfrequenz von etwa 300 kHz bis 3 MHz einer sinusförmigen Wellenform und ein Strom von etwa 0,1 bis 4,0 A über die therapeutischen Elektroden 18, 39 zugeführt. Ein zweiter Generator 90 liefert elektrische Energie an die Abfrageelektroden 51, 52 bei einer anderen Fundamentalfrequenz innerhalb des obigen Frequenzbereichs und bevorzugt mit einer Spannung von 2 V oder weniger und einem Strom von etwa 1 mA bis 100 mA.
Der erste Generator 70 und der zweite Generator 90 werden von einem anwenderbetätigten Schalter 59, welcher an dem Gehäuse 16 angebracht ist, angeschaltet. Alternativ dazu kann der zweite Generator 90 unabhängig von dem therapeutischen Signal angestellt werden.
Der anwenderbetätigte Schalter 59 liefert ein Signal an den HF-Steuereingang 130 des Controllers 79, um das therapeutische Energiesignal einzuschalten. Der Ausgang 129 des Controllers ist mit einem Analogschalter 130 verbunden. Wenn der Ausgang 129 ein „HF on"-Signal an den Schalter 130 liefert, liefert ein Oszillator 72, welcher mit einem Analogmultiplizierer 75 über den Schalter 130 verbunden ist, eine Spannung einer bekannten Frequenz an den Analogmultiplizierer 75. Der Ausgang des Analogmultiplizierers 75 ist mit einem Treiber 76 verbunden, welcher mit dem Eingang eines HF-Verstärkers 71 verbunden ist. Ein erstes verstärktes HF-Signal wird von dem Generator 70 an eine Schaltung 80, welche die erste therapeutische Elektrode 39 und die zweite therapeutische Elektrode (Amboß 18) des Instruments 10 umfaßt, und das Gewebe 55 geliefert, welches von dem Instrument 10 zu behandeln ist. Eine zweite Generatorquelle 90 liefert ein zweites elektrisches Signal an die erste Abfrage elektrode 51 und die zweite Abfrageelektrode 52. Ein Oszillator 91 liefert eine Spannung von einer von dem therapeutischen Signal 72 verschiedenen Frequenz an einen HF-Verstärker 92, welcher ein niedrigeres Spannungssignal an die Abfrageelektroden 51, 52 liefert.
Ein Impedanzsensor, welcher den therapeutischen Elektroden zugeordnet ist, umfaßt einen Spannungs- und Stromsensor 81, welcher den Strom und die Spannung ermittelt, die an das Gewebe über die therapeutischen Elektroden 18, 39 abgegeben werden. Der Spannungs- und Stromsensor 81 umfaßt einen Niederimpedanz-Stromwandler 82 in Reihe mit dem Ausgang des Generators 70 zu den therapeutischen Elektroden; und einen Hochimpedanz-Spannungswandler 83, welcher parallel über den Ausgang des Generators 70 zu den therapeutischen Elektroden verbunden ist. Bevorzugt weist der Stromwandler 82 zum Beispiel ein 1:20 Wicklungsverhältnis und einen 50 Ω Widerstand parallel zu der Sekundärseite des Wandlers auf. Der Spannungswandler 83 weist bevorzugt zum Beispiel ein 20:1 Wicklungsverhältnis und einen 1 kΩ Widerstand parallel zu der Sekundärseite des Wandlers auf.
Der Ausgang des Stromwandlers 82 ist mit einem Effektiv-Gleichrichter 84 verbunden. Der Effektiv-Gleichrichter 84 konvertiert den ermittelten Strom in ein DC Signal, um die Abgabe 86 bereitzustellen, welche repräsentativ für den Effektivstrom I_TRMS ist, der zwischen den therapeutischen Elektroden 18, 39 fließt. Der Ausgang des Spannungswandlers 83 ist mit einem Effektiv-Gleichrichter 85 verbunden. Der Effektiv-Gleichrichter 85 konvertiert das Spannungssignal in ein DC Signal und stellt die Abgabe 87 bereit, welche repräsentativ für die Effektivspannung V_TRMS zwischen den therapeutischen Elektroden 18, 39 ist. Es ist hier anzumerken, daß, vorausgesetzt, daß das Abfragesignal eine wesentlich niedrigere Spannung als das therapeutische Gewebesignal aufweist, es nicht nötig ist, das Abfragesignal beim Bestimmen von V_TRMS und I_TRMS herauszufiltern.
Die gemessene Impedanz an den therapeutischen Elektroden, Z_T, wird dann aus den gemessenen I_TRMS und V_TRMS berechnet. Die Abgaben 87, 86 von V_TRMS und I_TRMS werden an einen Analogteiler 88 geliefert, welcher V_TRMS durch I_TRMS teilt, um ein Ausgangssignal 89 bereitzustellen, welches repräsentativ für die gemessene Impedanz Z_T ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform stellt eine Steuervorrichtung bereit, welche die Energieabgabe des Generators basierend auf der Lastimpedanz steuert. In dieser Ausführungsform wird bevorzugt die Impedanz an den therapeutischen Elektroden, d.h. des Gewebes, verwendet.
Jedoch kann die Impedanz an den Abfrageelektroden verwendet werden, um in einer alternativen Ausführungsform die Abgabe des Generators zu steuern. Es kann entweder eine gemessene Impedanz an den therapeutischen Elektroden verwendet werden, welche durch eine Strom- oder Spannungsmeßschaltung (nicht gezeigt) gemessen wird, oder es kann alternativ die Impedanz an den Abfrageelektroden zu diesem Zwecke verwendet werden. Die Impedanz an entweder den therapeutischen Elektroden oder den Abfrageelektroden wird zum Bestimmen eines bevorzugten Energieniveaus verwendet, zum Beispiel eines Spannungs-, Strom- oder Leistungsniveaus, welches auf einer spezifischen Systemlastkurve eines Generator, eines Instruments und/oder einer Anwendung basiert. Die Steuervorrichtung vergleicht dann das tatsächliche Energieniveau für die gemessene Impedanz mit dem gewünschten Energieniveau und paßt die Abgabe des Generators gemäß dem Unterschied zwischen den beiden an, d.h. bevorzugt, um die zwischen den beiden bestehende Differenz zu minimieren.
Die spezifische Lastkurve in solch einer Steuervorrichtung reflektiert bevorzugt die Spannung, den Strom oder die Leistung für einen Impedanzbereich, der das Betriebsverhalten des Instruments optimiert. Die Anforderungen an die Lastkurve können verschiedene Formen annehmen, zum Beispiel kann sie kontinuierlich oder gestuft sein. Die Lastkurve kann für ein spezielles Instrument in Verwendung mit einem Generator oder für eine spezielle elektrochirurgische Anwendung des Generators variieren. Zum Beispiel sind in einer Ausführungsform, in der ein wie hierin beschriebenes Instrument verwendet wird, drei Impedanzbereiche identifiziert worden, für die verschiedene Energieanforderungen bestehen: Zu Beginn liegt die Gewebeimpedanz in einem niedrigeren Bereich, zum Beispiel etwa 20 Ω bis 100 Ω. In den niedrigeren Bereichen wird mehr Strom benötigt, um genug Leistung zum Einleiten von Gewebekoagulation bereitzustellen. Ein zweiter, mittlerer Impedanzbereich, zum Beispiel zwischen etwa 100 Ω bis 500 Ω, benötigt genügend Leistung, um den Koagulationsprozeß aufrechtzuerhalten. Ein dritter Bereich höherer Impedanzen, welcher typischerweise zum Abschluß der Koagulation hin auftritt, zum Beispiel etwa 500 Ω und darüber, erfordert, daß die Spannung limitiert ist, um Funkenschlag und Gewebeanhaftung zu vermeiden. Daher würde die Systemlastkurve in dieser Ausführungsform sowohl die inhärenten Charakteristika des Generators und die Spannungsabgabe, bei der eine optimale Leistung an eine spezielle Impedanz abgegeben wird, als auch die speziellen Leistungsanforderungen für ein vorbestimmtes Instrument und eine Anwendung reflektieren.
Der Generator 70 umfaßt eine Regelkreissteuervorrichtung. Das Impedanzsignal 89 und das Spannungssignal V_TRMS 87 werden zu dem Generator 70 über eine Steuervorrichtung zurückgeführt, welche eine Funktionsanpassungsvorrichtung 61 und einen Fehlerverstärker 62 umfaßt. Die Steuervorrichtung bewirkt, daß der Generator 70 Spannungen innerhalb eines gewünschten Bereiches erzeugt, basierend auf einer Lastimpedanzanpassung an eine spezifische Lastkurve.
Die Impedanz 89 wird an eine Funktionsanpassungsvorrichtung 61 gegeben. Die Abgabe 64 der Funktionsanpassungsvorrichtung 61 stellt eine gewünschte Spannung dar, basierend auf der Eingangsimpedanz 89. Diese gewünschte Spannungsfunktion ist die Spannung, welche von dem Generator 70 benötigt wird, um eine spezielle, vorbestimmte Lastkurve zu erzeugen. Die gewünschte Spannungsabgabe 64 wird gemeinsam mit der tatsächlichen Spannung an einen Fehlerverstärker 62 gegeben. Die Abgabe 65 des Fehlerverstärkers 62 stellt eine Fehlerspannung dar, welche an einen Analogmultiplizierer 75 über eine Diode 77 gegeben wird.
Alternativ können der Strom, die Leistung oder weitere Energieparameter verwendet werden, um die Abgabe der Energiequelle oder des Generators 70 zu steuern. Ein Signal, das der Impedanz des Ziels entspricht, wird in die Funktionsanpassungsvorrichtung eingegeben, welche eine gewünschte Abgabe des Stroms, der Leistung oder eines anderen Energieparameters liefert, die dann mit dem gemessenen oder berechneten Strom, der Leistung oder dem weiteren Energieparameter verglichen wird.
Die Diode 77 stellt den Betrieb im ersten Quadranten des Analogmultiplizierers 75 sicher. Der Analogmultiplizierer 75 wirkt als ein Amplitudenmodulator des Oszillators 72, so daß große Fehlerspannungen am Ausgang 65 in großen Abgaben des HF-Verstärkers 71 resultieren, und kleine Fehlerspannungen des Ausgangs 65 in kleineren HF-Abgaben des HF-Verstärkers 71 resultieren. Daher dient Generator 70 als ein auf Spannung basierendes geschlossenes Regelsystem, so daß eine gewünschte Lastkurve erhalten wird. Die Regelkreiskompensationsvorrichtung 63 dient dazu, den Regelkreis zu stabilisieren. Falls ein anderer elektrischer Parameter als die Spannung verwendet wird, gibt die Formanpassungsfunktion bevorzugt ein Signal aus, welches die Differenz in diesem alternativen Energieparameter wiedergibt.
In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Impedanz oder können weitere Energieparameter verwendet werden, welche mit der Energie, die an die Abfrageelektroden geliefert wird, in Bezug stehen, um den Generator über den Regelkreis zu steuern.
Der Generator 90 liefert das Abfragesignal an die Abfrageelektroden 51, 52. Dieses Signal kann unabhängig von dem therapeutischen Signal eingeschaltet werden und bleiben. Da das Abfragesignal aus einer niedrigen Spannung besteht und die Gewebebehandlung nicht beeinflußt, kann das Abfragesignal eingeschaltet bleiben. Ein den Abfrageelektroden 51, 52 zugeordneter Impedanzsensor umfaßt einen Spannungs- und Stromsensor 93, welcher den Strom und die Spannung ermittelt, die an das Gewebe über die Abfrageelektroden 51, 52 abgegeben werden. Der Sensor 93 umfaßt einen Niedrigimpedanz-Stromwandler 94 in Reihe mit dem Generator 90 und einen Hochimpedanz-Spannungswandler 95, der parallel über den Ausgang des Generators 90 mit den Abfrageelektroden verbunden ist.
Der Ausgang des Stromwandlers 94 ist mit einem Bandpaßfilter 111 verbunden, welcher dazu vorgesehen ist, Frequenzen bei der oder um die des Abfragesignals durchzulassen, jedoch Frequenzen bei der oder um die des therapeutischen Signals herauszufiltern. Der Ausgang des Bandpaßfilters 111 ist mit einem Effektiv-Gleichrichter 112 verbunden. Der Effektiv-Gleichrichter 112 konvertiert den ermittelten Strom in ein DC Signal, um eine Abgabe 115 I_QRMS zu erzeugen, welche repräsentativ für den effektiven Strom ist, der zwischen den zwei Abfrageelektroden 51, 52 fließt. Der Ausgang des Spannungswandlers 95 ist mit einem Bandpaßfilter 113 verbunden, welcher dazu vorgesehen ist, Frequenzen bei der oder um die Frequenz des Abfragesignals durchzulassen, jedoch Frequenzen bei der oder um die Frequenz des therapeutischen Signals herauszufiltern. Der Ausgang des Bandpaßfilters 113 ist mit einem Effektiv-Gleichrichter 114 verbunden. Der Effektiv-Gleichrichter 114 konvertiert die ermittelte Spannung in ein DC Signal, um eine Abgabe 116 V_QRMS bereitzustellen, welche repräsentativ für eine Effektivspannung zwischen den Abfrageelektroden 51, 52 ist.
Die Abgaben 115, 116 werden an einen Analogteiler 117 ähnlich dem Analogteiler 88 geliefert. Der Analogteiler 117 teilt V_QRMS durch I_QRMS, um das Ausgangssignal 118 bereitzustellen, welches repräsentativ für die gemessene Impedanz Z_Q an den Abfrageelektroden 51, 52 ist.
Damit die Detektion der abgeschlossenen Koagulation mit Hilfe der Abfrageelektroden 51, 52 beginnen kann, muß eine minimale Stromstärke an die therapeutischen Elektroden 18, 39 abgegeben werden. Die I_TRMS Abgabe 86 wird an einen Komparator 119 eingegeben, dessen Abgabe den Spitzendetektor 97 der Schaltung der abgeschlossenen Koagulation 120 freigibt.
Ein Strom oberhalb eines Minimums, das an die therapeutischen Elektroden abgegeben wird, startet, wie nachfolgend beschrieben, die Schaltung für abgeschlossene Koagulation. Die Impedanzmeßvorrichtung bestimmt aus V_QRMS, V_QRMS und der gemessenen Impedanz, Z_Q, ob die Koagulation abgeschlossen ist.
Ein Zustand der abgeschlossenen Koagulation wird wie folgt bestimmt: Als erstes wird Z_min bestimmt. Dann wird ein Zielimpedanzwert, für den die Koagulation abgeschlossen ist, Z_target, als eine Funktion der minimalen Impedanz berechnet. Die anfängliche Impedanz, Z_min, Z_target, die Steigung der Impedanzkurve und die Zeit bis zum Abschluß können für eine gegebene Anwendung und/oder ein Instrument variieren, tendieren aber dazu, mit einer Funktion der minimalen Impedanz zu korrelieren. In Abhängigkeit von dem verwandten Instrument und/oder dem tatsächlich gewünschten Resultat, kann die tatsächliche Funktion der minimalen Impedanz variieren. In dieser speziellen Ausführungsform ist f(Z_min) linear: f(Z_min) = 0,2Z_min + 500. Diese Funktion ist begrenzt, d.h. wenn Z_min > 560 Ohm beträgt, dann ist Z_target gegeben durch Z_min + 50 Ohm. f(Z_min) kann eine andere Funktion sein. Sie kann stetig, nicht stetig, linear, nicht linear, eine stückweise Näherung sein und/oder in Form einer Nachschlagetabelle (Look-Up-Table) vorliegen. f(Z_min) kann ebenso bei verschiedenen Werten begrenzt sein.
Das Impedanzsignal 118 wird dazu verwendet, Gewebekoagulation wie folgt zu bestimmen: Als erstes wird eine Bestimmung gemacht, ob das gemessene Z_Q eine minimale Impedanz, Z_min, ist. Das Z_Q Impedanzsignal 118 wird von einem Verstärkungs-Offset-Inverter 96 invertiert und versetzt. Der Ausgang des Verstärkungs-Offset-Inverters 96 ist wiederum mit einem Spitzendetektor 97 verbunden. Die Abgabe 102 des Verstärkungs-Offset-Inverters ist für ein invertiertes und versetztes gemessenes Z_Q repräsentativ, d.h. (–Z_Q + k). Z_min wird nun durch den höchsten Offsetwert, der für (–ZQ + k) auftritt, dargestellt.
Der Spitzendetektor 97 wird durch die Abgabe des Komparators 119 aktiviert, wenn ein minimaler Schwellenstrom über die therapeutischen Elektroden 39, 18 abgegeben wird. Der Spitzendetektor 97 detektiert und hält daher den höchsten Wert der invertierten und verschobenen gemessenen Impedanz, Z_Q, welche repräsentativ für Z_min ist. Wenn Z_min aufgetreten ist, ist die Abgabe 103 des Spitzendetektors 97 repräsentativ für (–Z_min + k).
Wenn Z_min bestimmt worden ist, wird eine Funktion von Z_min (f(Z_min)) berechnet, um eine Impedanz, Z_target, zu liefern, bei der die Behandlung (Koagulation) abgeschlossen ist. Der Ausgang 103 des Spitzendetektors 97 ist mit einer Schaltung zur Schwellenbestimmung 98 verbunden, welche f(Z_min) berechnet, um Z_target zu bestimmen. Die Abgabe 99 der Schaltung zur Schwellenbestimmung ist repräsentativ für Z_target, wenn die gemessene Impedanz gleich Z_min ist.
Zwischen Z und f(Z_min) wird ein kontinuierlicher Vergleich vorgenommen. Es ist hier zu beachten, daß f(Z_min) kontinuierlich als f(Z) berechnet wird, bis ein Z_min detektiert ist. Der Vergleich zwischen Z_Q und f(Z_Q) wird kontinuierlich vorgenommen, bis Z_min bestimmt ist. Dies hat jedoch keine bedeutende Auswirkung, da vorhergesehen wird, daß während der Gewebebehandlung f(Z_Q) größer als Z_Q sein wird und daß ein verfrühtes Signal der abgeschlossenen Koagulation daher nicht auftreten wird.
Wenn das gemessene Z_Q geringer oder gleich Z_target ist, wird HF-Energie weiter zugeführt, und die oben beschriebenen Schritte werden ausgeführt, bis ein Signal für abgeschlossene Koagulierung generiert und empfangen wird. Wenn das gemessene Z_Q größer oder gleich dem „Z_target" ist, dann wird ein Signal an den Controller geliefert, daß die Koagulation abgeschlossen worden ist. Wieder ist anzumerken, daß Z_Q in dieser Ausführungsform invertiert und verschoben worden ist, um die Bestimmung von Z_min mittels des Spitzendetektors 97 anzupassen. Die Impedanzwerte, auf die in diesem Abschnitt Bezug genommen wird, sind tatsächliche Impedanzwerte.
Der Ausgang 99, Z_target, der Schaltung zur Schwellenbestimmung 98 ist mit dem positiven Eingang 101 eines Komparator-Operationsverstärkers 100 verbunden. Der Ausgang 102 des Verstärker-Offset-Inverters 96 ist mit dem negativen Eingang 104 des Komparators 100 verbunden. Der Komparator 100 vergleicht den repräsentativen Wert von –Z_Q + k, welcher an den negativen Eingang 104 des Komparators 100 (ein-)gegeben wird, mit dem repräsentativen Wert von Z_Target, welcher als eine Funktion von –Z_min + k berechnet wird. Wenn –Z_Q + k kleiner oder gleich Z_target ist, ist der Komparatorausgang 105 positiv. Wenn das gemessene Z_Q größer als f(Z_min) ist, erscheint also ein Signal der abgeschlossenen Koagulation an dem Ausgang 105 des Komparators 100.
Das Signal an dem Ausgang 105 wird an den Controller 79 geliefert, wodurch angezeigt wird, ob ein Zustand der abgeschlossenen Koagulation besteht oder nicht. Bei Vorhandensein eines Zustandes der abgeschlossenen Koagulation, wird die HF-Energie automatisch von dem Controller abgeschaltet.
Der Controller 97 weist die folgende Logik auf TABELLE 1
Der Endeffektor 15 des Instruments 10 wird bei Betrieb an einer Gewebestelle positioniert, an der Gewebe zu behandeln ist. Die Klemmbackenelemente 32, 34 werden geöffnet und Gewebe wird dann zwischen den koppelnden inneren Oberflächen 35, 33 des jeweiligen Klemmbackenelements 32, 34 plaziert. Der Klemmauslöser 12 wird gedrückt, um zu bewirken, daß die Klemmbackenelemente 32, 34 geschlossen werden, um Gewebe zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 33, 35 zu lokalisieren und zu komprimieren. Wenn das Gewebe geeignet zwischen den Klemmbackenelementen 32, 34 plaziert worden ist, kann ein Anwender HF-Energie von den Generatoren 70, 90 mit Hilfe eines durch den Anwender aktivierten Schalters 59 zuführen.
Die Elektrodenstangen 27, 28 und das Isoliermaterial 31, welche gemeinsam den Grat 56 bilden, drücken das Gewebe gegen die innere Oberfläche 35 des Klemmbackenelements 34 zusammen. Ein Strom fließt durch das komprimierte Gewebe zwischen der ersten Elektrode 39, d.h. den Stangen 27, 28, und der elektrisch entgegengesetzten Elektrode, d.h. dem Amboß 18. Ein Strom einer anderen Frequenz fließt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 51, 52.
Die Impedanz wird durch die Abfrageelektroden 51, 52, wie oben beschrieben, gemessen, bis ein Zustand der abgeschlossenen Koagulation bestimmt worden ist und die HF-Energie an die therapeutischen Elektroden abgeschaltet wird.
Wenn der Status der abgeschlossenen Koagulation angezeigt wird, kann der Abschußauslöser 14 betätigt werden, um das Schneidelement 11 durch die Messernuten 26, 29 vorzubringen, um das Gewebe, an das angegriffen wird, zwischen den Stangen 27, 28 zu durchtrennen, wo das Gewebe kauterisiert worden ist. Gleichzeitig bringt der Abschußauslöser 14 den Keil 13 über die Führung 25 vor, um die Treiber 24 vorzubringen, um Klammern 17 durch das Gewebe und in die Taschen 26 des Amboß 18 zu feuern. Daher liegt die Schnittlinie medial zu den Koagulationslinien, welche durch die Stangenelektroden 27, 28 gebildet werden, und die Klammern 17 werden in longitudinalen einzelnen Reihen auf jeder Seite des Schneidelements 11 angebracht, während das Schneidelement 11 das Gewebe durchtrennt.
In einer Ausführungsform bietet der Einsatz, dadurch, daß dieser einzelne Klammerreihen aufweist, die Fähigkeit zum Mehrfachabschußheften, im Gegensatz zu den gewöhnlichen Doppelklammerreihen von Einsätzen in den laparoskopischen Klammer- und Schneidvorrichtungen, die gegenwärtig im Einsatz sind. Um für eine bessere Hämostase zu sorgen, wurde diese Art von Hefter geschaffen, um eine doppelte Klammerreihe für jede parallele Reihe bereitzustellen. Aufgrund der benötigten räumlichen Größe, um die doppelte Klammerreihe zu umfassen, wurde ein wiederabschießbarer Einsatz mit übereinander angeordneten Klammern aufgrund des zusätzlichen Raumes, der zum Übereinanderanordnen der Klammern benötigt wird, nicht bevorzugt. In der Ausführungsform des Mehrfachabschußheftens wird eine einzelne Klammerreihe verwandt. Verwenden einer einzelnen Klammerreihe erlaubt es, die Klammern in dem Raum, welcher vorher durch die zweite Klammerreihe eingenommen wurde, übereinander anzuordnen, wodurch die Fähigkeit zum Mehrfachabschuß bereitgestellt wird. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch, wenn gewünscht, doppelte, dreifache, etc. Klammerreihen umfassen. Ebenso werden in einer weiteren Ausführungsform keine Klammern benötigt, und die elektrischen Koagulationslinien sorgen für die benötigte Hämostase oder den Gewebeverschweißeffekt.
Die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform kann in einen kreisförmigen Hefter eingebaut werden. Der Betrieb kreisförmiger Hefter ist im Stand der Technik bekannt und wird zum Beispiel in US-Patent 5 104 025 beschrieben. Eine Abwandlung der hier beschriebenen Ausführungsformen kann eine gewebeverschweißende und kauterisierende Schneidvorrichtung zur Verfügung stellen, ähnlich einem intraluminalen Hefter. In dieser Ausführungsform wird eine Vorrichtung ähnlich der zur Verfügung gestellt, die in EP-A-0 640 317 (Stand der Technik nach Art. 54 (3) EPÜ) beschrieben ist. Die Elektroden werden durch zwei konzentrische Ringelektroden gebildet, welche von einem Isolator getrennt sind. Die Elektroden sind radial nach innen oder radial nach außen an dem Isolator, welcher den Kompressionsgrat bildet, und auf einer der Kopplungsoberflächen plaziert. Die Elektroden der heftenden Ausführungsform der runden Schneidvorrichtung können entweder auf den Klammereinsatz oder dem Amboß plaziert sein.
Die beschriebene Erfindung und die speziellen Details und die Art, in der sie ausgeführt werden kann, sind exemplarisch dargestellt worden, so daß es dem Fachmann auf diesem Gebiet leicht erkennbar ist, daß unzählige Variationen, Abwandlungen und Erweiterungen der diesbezüglichen Grundprinzipien gemacht werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, welche in dem angehängten Anspruch definiert ist. Das Impedanzrückkopplungssystem, wie es oben beschrieben worden ist, wird dazu verwendet, anzuzeigen, wann eine ausreichende Kauterisierung eingetreten ist. Wenn die Koagulation abgeschlossen ist, kann ein Signal von einem Controller an einen Benutzer geliefert werden, oder ein Controller kann die HF-Energie automatisch abschalten. Weitere Signale können ebenso an einen Instrumentenanwender geliefert werden. Zum Beispiel kann ein Ton, der der gemessenen Impedanz entspricht, für den Anwender bereitgestellt werden, um die Veränderung in der Impedanz hörbar zu überwachen.
Es wird ebenso beabsichtigt, diese Vorrichtung und/oder dieses Verfahren mit zahlreichen Arten von elektrochirurgischen Instrumenten zu verwenden, welche monopolare, bipolare und multipolare Konfigurationen umfassen. Eine Anzahl verschiedener Impedanzrückkopplungssysteme kann ebenfalls verwendet werden, um eine abgeschlossene Koagulation oder eine weitere Gewebecharakteristik oder einen Gewebezustand zu bestimmen. Die Lage der Abfrageelektroden kann ebenso variieren. Die Abfrageelektroden können während der Behandlung kontinuierlich, periodisch oder zu spezifischen Zeiten mit Energie versorgt werden, entweder vorbestimmt oder durch den Benutzer veranlaßt. Das Impedanzrückkopplungssystem kann ganz oder teilweise in dem tatsächlichen Instrument, als separate Einheit und/oder in der Energiequelle oder dem Generator enthalten sein.

Claims

Elektrochirurgisches Steuergerät mit Impedanzrückkopplung, wobei das Gerät umfaßt: ein Energiesteuersignal zum Kontrollieren elektrochirurgischer Energie, die von einer Energiequelle an einen oder mehrere therapeutische Pole geliefert wird, welche einem Gewebebehandlungsabschnitt eines chirurgischen Instruments zugeordnet sind, eine Schaltungsanordnung zur Impedanzmessung, welche dafür eingerichtet ist, an Abfragepole, die Gewebe kontaktieren und dem Gewebebehandlungsabschnitt des chirurgischen Instruments zugeordnet sind, und an eine Energiequelle gekoppelt zu sein, die dafür eingerichtet ist, therapeutische elektrochirurgische Energie zu dem therapeutischen Pol oder den therapeutischen Polen zu liefern, die dem Gewebebehandlungsabschnitt des chirurgischen Instruments zugeordnet sind, wobei die Schaltungsanordnung zur Impedanzmessung eingerichtet ist, die Impedanz des Gewebes zu messen, an dem der Gewebebehandlungsabschnitt des chirurgischen Instruments angreift; wobei die Schaltungsanordnung zur Impedanzmessung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt: eine erste Vorrichtung (97), welche dafür eingerichtet ist, einen minimalen Impedanzwert zu bestimmen, wenn die Energie zugeführt wird; eine Vorrichtung zur Zielwertbestimmung (98), welche mit der ersten Vorrichtung gekoppelt und dafür eingerichtet ist, einen Zielimpedanzwert als eine Funktion des minimalen Impedanzwerts zu bestimmen; und eine erste Vergleichsvorrichtung (100) zum Vergleichen gemessener Impedanzwerte mit dem Zielimpedanzwert und zum Erzeugen eines Signals (105), welches anzeigt, ob der gemessene Impedanzwert den Zielimpedanzwert überschreitet.