DE69728583T2 - System zum behandeln von Gewebe mit Wärme - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeit in einer Kavität, um Körpergewebe thermisch zu behandeln. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine expandierbare Vorrichtung, die mit einem leitfähigen Fluid gefüllt ist und einen bipolaren Elektrodenaufbau aufweist, um das leitfähige Fluid aufzuheizen.
- Beschreibung der Technik
- Das Anwenden von thermischer Energie ist für einige Zeit verwendet worden, um Körpergewebe zu behandeln. Ein Verfahren zur kontrollierten Anwendung von thermischer Energie umfasst die Verwendung eines Ballons oder einer ähnlichen Blase, die mit erhitzter Flüssigkeit gefüllt ist. Die Blase wird gegen das zu behandelnde Gewebe platziert und die Hitze aus dem Flüssigkeit geht durch die Wände der Blase und in das Gewebe über.
- Die Anwendung von thermischer Energie mit mit Flüssigkeit gefüllten Ballonen wurde insbesondere bei der Behandlung von Gewebe in Körperkavitäten von Tieren, einschließlich Menschen verwendet. Zum Beispiel sind mit erhitzter Flüssigkeit gefüllte Ballone verwendet worden, um ein Kauterisieren eines uterinen Endometriums zu bewirken.
- Ein Verfahren zum Nekrotisieren des Endometriums durch Einführen einer dehnbaren Blase in den Uterus ist bekannt. Die dehnbare Blase wird mit einer Flüssigkeit auf einen zuvor bestimmten Druck aufgeblasen, so dass die dehnbare Blase mit im Wesentlichen der ganzen Gewebeauskleidung in Kontakt ist, die nekrotisiert werden soll. Die Flüssigkeit wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, um die Gewebeauskleidung zu abladieren. Die Temperatur und der Druck der Flüssigkeit werden durch Mittel kontrolliert, die mit der dehnbaren Blase verbunden sind. Die Blase bleibt bei einer Temperatur für eine Zeitspanne, die ausreicht, um Nekrose des Endometriums zu bewirken, mit der Flüssigkeit aufgeblasen.
- Frühere Verfahren für Therapien mit erhitzten Ballonen machten es erforderlich, dass die Flüssigkeit außerhalb des Körpers vorerhitzt wurde und dann durch Leitungen in den Ballon oder eine andere Blase gepumpt wurde. Derartige Verfahren können jedoch dazu führen, dass sich Hitze um die Leitungen aufbaut, während sie in die Körperhöhle geführt werden, was ein unerwünschtes Aufheizen von Körpergewebe benachbart dem Eintrittsort in die Körperkavität verursacht. Ein anderes früheres Verfahren zur Therapie mit erhitzten Ballonen umfasste das Positionieren einer Heizelementspule in dem Ballon und Anlegen eines elektrischen Stroms durch die Spule, wodurch die Spule und die umgebende Flüssigkeit aufgeheizt wurden.
- Entsprechend besteht ein Bedarf, Systeme für erhitzte Flüssigkeiten zu verbessern, um ein schnelles und gleichförmiges Aufheizen bereitzustellen, während gleichzeitig ein Anwender die Flüssigkeitstemperatur überwachen und kontrollieren kann. Die vorliegende Erfindung befriedigt diese Bedürfnisse.
- In EP-A-0 251 745 wird eine Vorrichtung zum Erhitzen von Gewebe gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung offenbart, wobei eine weitere Elektrode extrakorporal vorhanden ist.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Kurz gesagt und in allgemeinen Begrifflichkeiten ausgedrückt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zum Erhitzen von Flüssigkeit in einer Kavität. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Induzieren eines elektrischen Stroms in einer leitfähigen Flüssigkeit in einer Kavität und dadurch Erhitzen der leitfähigen Flüssigkeit.
- Kurz gesagt und in allgemeinen Begrifflichkeiten ausgedrückt liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Anlegen von Hitze an Körpergewebe, so beispielsweise für die endometriale Ablation. Die Vorrichtung erlaubt ein Erhitzen eines Aufblasmediums innerhalb einer dehnbaren Blase, die benachbart dem zu behandelnden Gewebe positioniert ist. Die Erfindung findet besondere Anwendung darin, ein sicheres und wirksames Verfahren zum Abladieren des uterinen Endometriums bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung stellt somit ein vergleichsweise wenig teures und ein einfaches Verfahren zur Behandlung von Menorrhagie bei Frauen zur Verfügung.
- In einer Ausführungsform umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Gewebe an einer ausgewählten Operationsstelle, die eine expandierbare Blase mit einer darin positionierten Elektrodenanordnung einschließt, die bevorzugterweise eine bipolare Elektrodenanordnung ist und eine oder mehrere aktive Elektroden und eine oder mehrere Rückelektroden umfasst. Die Blase ist mit einer leitfähigen Flüssigkeit gefüllt, wie beispielsweise einer Salinelösung. Die Vorrichtung kann einen Schild umfassen, der eine oder beide Elektroden daran hindert, die Blase zu kontaktieren. Der Schild kann Teil von einer der Elektroden sein.
- Die Vorrichtung kann Teil eines Systems sein, das eine Kontrolleinheit umfasst, die elektrische Energie an die Elektrode bereitstellt, wie beispielsweise RF-Energie. Die Kontrolleinheit kann die Flüssigkeitstemperatur entweder durch die Verwendung eines Temperaturmessfühlers oder durch Überwachen der Impedanz über die bipolaren Elektroden überwachen und die Leistung einstellen, um die Flüssigkeitstemperatur innerhalb eines erwünschten Bereiches zu halten. Die Kontrolleinheit kann eine Anzeige aufweisen, um die Flüssigkeitstemperatur und/oder den Flüssigkeitsdruck anzuzeigen, und kann einen Alarm enthalten zum Anzeigen einer unerwünschten Höhe der Flüssigkeitstemperatur und/oder des Flüssigkeitsdruckes. Die Kontrolleinheit kann auch einen Multiplexer umfassen, um die Leistungsabgabe an einzelne Elektroden in der Elektrodenanordnung unabhängig zu kontrollieren.
- Die Blase kann eine Vielzahl von Elektroden auf ihrer inneren Oberfläche aufweisen, wobei einzelne Elektroden unabhängig durch die Kontrolleinheit kontrolliert werden.
- In einer weiteren Ausführungsform verwendet die Vorrichtung einen expandierbaren Käfig anstelle einer dehnbaren Blase. Der expandierbare Käfig kann leitfähig sein und als eine oder mehrere Elektroden der Elektrodenanordnung wirken.
- Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 stellt, teilweise im Querschnitt, ein System dar, das dazu dient, die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, das eine Kontrolleinheit und einen Behandlungskatheter mit einer dehnbaren Blase umfasst, wobei die dehnbare Blase in den Uterus einer Patientin eingeführt und darin aufgeblasen wird. -
2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung. -
3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung. -
4 ist eine Seitenansicht einer Elektrodenanordnung. -
5 ist eine Seitenansicht einer Elektrodenanordnung. -
6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung. -
7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einer leitfähigen inneren Oberfläche. -
8 ist eine Ansicht von oben, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einer Vielzahl von Elektroden auf ihrer inneren Oberfläche. -
9a ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einem expandierbaren Käfig in einer kollabierten Abgabekonfiguration entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
9b ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von9a , die den expandierbaren Käfig in seiner entfalteten, expandierten Konfiguration zeigt. -
9c ist eine Seitenansicht der Vorrichtung der9a und9b mit einer Elektrodenanordnung und einem Katheter, der innerhalb des expandierbaren Käfigs bewegt ist. -
10 ist eine Seitenansicht, im teilweisen Querschnitt, einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. -
11 ist eine Seitenansicht, im Querschnitt, einer Pumpenelektrode gemäß einer Ausführungsform der Elektrode. -
12 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer Elektrode und einer Düse entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Im Folgenden bildet die in den
1 –8 gezeigte und beschriebene Vorrichtung keinen Teil der vorliegenden Erfindung, sondern dient dazu, ein Verständnis der Erfindung zu vermitteln. - Die vorliegende Erfindung ist zur Anwendung in Körperkavitäten gezeigt, einschließlich der Verwendung beim Ablattieren der Endometrialauskleidung eines Patientenuterus. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung im Uterus beschränkt und kann auf Techniken für die thermische Behandlung einer Vielzahl von Geweben angewandt werden, einschließlich der Behandlung von Gewebe im Inneren einer Vielzahl von Körperkavitäten, wie beispielsweise der Blase, der Gallenblase, Abschnitten des Gastrointestinaltraktes, des Herzens und anderer Körperkavitäten. Die Erfindung kann bei einer Vielzahl von Eingriffen verwendet werden, einschließlich thermischer Behandlung von Hämorrhoiden, Darmwänden, der Auskleidung des Rektums, der Auskleidung der Blase etc. Darüber hinaus kann die Erfindung auch für das Aufheizen einer Flüssigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wo eine kontrollierte Anwendung von Hitze erwünscht ist, und nicht nur für die Behandlung von Gewebe.
- Unter Bezugnahme auf
1 umfasst ein System10 einen Katheter12 und eine Kontrolleinheit14 . Der Katheter12 umfasst einen im Allgemeinen verlängerten Schaft16 mit einer expandierbaren Blase18 und einer Elektrodenanordnung20 an seinem distalen Ende. Die Elektrodenanordnung20 ist innerhalb der expandierbaren Blase18 positioniert und von dieser umgeben. Die Elektrodenanordnung20 umfasst eine aktive Elektrode24 und eine Rückelektrode26 . Alternativ kann die Elektrodenanordnung20 der vorliegenden Erfindung einen größeren Abstand zwischen aktiver Elektrode24 und der Rückelektrode26 aufweisen, wodurch die minimale Entfernung für den Strom erhöht wird, die dieser zwischen der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 passieren muss. Somit kann die thermische Verteilung verbessert werden. - In
1 sind die aktive Elektrode24 und die Rückelektrode26 in elektrischem Kontakt mit elektrischen Konnektoren28 ,30 , die wiederum in elektrischem Kontakt mit der Kontrolleinheit14 sind. In1 sind die elektrischen Konnektoren28 ,30 am proximalen Ende32 des Katheterschafts16 angeordnet und sind lösbar mit der Kontrolleinheit14 vermittels der Kabel34 verbunden. Das proximale Ende32 des Katheterschafts weist einen Handgriff36 auf, durch den ein Anwender die Vorrichtung ergreifen kann. -
1 zeigt das distale Ende22 des Instrumentenschafts16 in einer Körperkavität platziert, die ein menschlicher Uterus40 ist. Die Blase18 wird mit einer leitfähigen Flüssigkeit42 , wie beispielsweise einer Salinelösung, auf einen Druck aufgeblasen, der ausreichend ist, um einen engen Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht44 auf der Innenseite der uterinen Oberfläche46 zu gewährleisten. - Elektrischer Strom wird zu der Elektrodenanordnung
20 geführt, um zu veranlassen, dass ein Strom zwischen der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 und durch die leitfähige Flüssigkeit42 fließt, wodurch die leitfähige Flüssigkeit42 erhitzt wird. Das Verfahren gewährleistet ein Erhitzen der leitfähigen Flüssigkeit42 innerhalb der aufblasbaren Blase18 auf eine erwünschte Temperatur und Aufrechterhalten der Temperatur und des Druckes innerhalb der dehnbaren Blase18 für ein erwünschtes Zeitintervall. Danach wird die dehnbare Blase18 entleert und der Katheterschaft16 , einschließlich der dehnbaren Blase18 und der Elektrodenanordnung20 , wird aus dem Uterus40 der Patientin entfernt. - Die Blase
18 muss in der Lage sein, hohen Temperaturen ohne Zerreißen zu widerstehen, und weist bevorzugterweise gute Hitzeübertragungseigenschaften auf, um eine wirksame Heizwirkung bereitzustellen. Man hat gefunden, dass eine dehnbare Blase aus einem hitzeaushärtenden Gummi, wie beispielsweise einem Latexgummi, bei ähnlichen Anwendungen zufriedenstellend ist. Die Blase kann aus elastischen oder unelastischen Materialien hergestellt sein. - Das Aufblasen der Blase
18 kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. In1 wird die leitfähige Flüssigkeit42 in die Blase18 unter Verwendung einer Flüssigkeitsquelle eingeführt, wie beispielsweise einer Spritze48 , die mit der Blase vermittels einer Flüssigkeitsleitung50 und einer Flüssigkeitseinfüllöffnung52 in Flüssigverbindung steht, die zu der Blase18 führt. Ein Betätigen der Spritze48 , indem der Kolben54 gedrückt wird, verursacht, dass leitfähige Flüssigkeit in die dehnbare Blase18 eingeführt wird, was die expandierbare Blase18 zwingt, in Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht44 des Uterus40 zu expandieren. Die leitfähige Flüssigkeit42 wird auch entlang des flexiblen Schlauches56 zu der Kontrolleinheit14 geführt, wo der Druck durch einen Messfühler, wie beispielsweise einen Druckwandler58 , gemessen wird. Alle Teile des Flüssigkeitsweges, einschließlich der Blase18 , der Flüssigkeitsleitung50 und des flexiblen Schlauches56 stehen in Flüssigverbindung und gewährleisten somit einen konstanten Flüssigkeitsdruck innerhalb des gesamten Flüssigkeitssystems und erlauben das Messen des Blasendruckes, indem der Druck innerhalb des flexiblen Schlauches56 gemessen wird. Die Kontrolleinheit40 überwacht den Flüssigkeitsdruck und zeigt den Druck auf einem Druckanzeigemonitor60 an. - Bei vielen Verfahren ist es erwünscht, den Flüssigkeitsdruck zu überwachen und innerhalb eines bestimmten Bereiches aufrechtzuerhalten, wobei der erwünschte Druckbereich von der speziellen Anwendung abhängt. Der auf der Kontrolleinheit
14 befindliche Druckanzeigemonitor60 zeigt dem Anwender den Druck. Wenn der Druck innerhalb der expandierbaren Blase18 jenseits eines erwünschten Bereiches ist, warnt ein Warnsignal und/oder der Alarm62 den Anwender, dass der Druck entweder zu niedrig oder zu hoch ist. Um den Druck anzupassen, kann der Anwender den Kolben54 des Spritzenelementes48 manuell betätigen. Alternativ kann die Kontrolleinheit14 eine Pumpe oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht gezeigt) umfassen, die mit der Blase18 in Flüssigverbindung steht, die automatisch die leitfähige Flüssigkeit42 aus der Blase18 zuführt oder von dieser entfernt, um den Druck zu regulieren und um den Druck innerhalb eines ausgewählten Bereiches aufrechtzuerhalten. - Die Kontrolleinheit
14 stellt an der Elektrodenanordnung20 Strom vermittels der elektrischen Anschlüsse64 zur Verfügung, an denen die verbindenden Kabel34 befestigt sind, die die Konnektoren28 ,30 der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 verbinden. Der bereitgestellte Strom kann von verschiedenen Arten sein und verschiedene Leistungsniveaus aufweisen. Es kann Wechselstrom und/oder Gleichstrom verwendet werden, abhängig von der speziellen Anwendung und den Umständen. Radiofrequenz (RF)-Strom weist eine besondere Anwendung bei der Erfindung auf, ebenso wie Pulsweitenmodulation. - Der Stromfluss zwischen der aktiven Elektrode
24 und der Rückelektrode26 heizt die leitfähige Flüssigkeit42 auf. Die Temperatur der Flüssigkeit42 wird durch die Kontrolleinheit14 überwacht, entweder durch einen Temperaturmessfühler66 , der in der Blase18 positioniert ist, oder einer Impedanz-gegen-Temperatur-Berechnung oder andere Mittel. Die Temperatur wird bevorzugterweise auf einer Temperaturanzeige68 auf der Kontrolleinheit angezeigt. Die Kontrolleinheit14 vergleicht die überwachte Temperatur mit der erwünschten Temperatur und stellt automatisch die Leistung ein, um die Temperaturänderungen zu kompensieren. Wenn die überwachte Temperatur oberhalb eines erwünschten Bereiches ist, wird die Leistung verringert, um zu erlauben, dass die Flüssigkeit abkühlt. Wenn die überwachte Temperatur unterhalb eines erwünschten Bereiches ist, wird die Leistung erhöht, um die Flüssigkeit zu erhitzen. Wenn die Temperatur jenseits eines ausgewählten Bereiches ist, kann die Kontrolleinheit den Alarm62 aktivieren. - Bevorzugterweise umfasst die Kontrolleinheit
14 einen Generator mit einem Radiofrequenz (RF)-Leistungsoszillator mit einer elektrischen Verbindung, wie beispielsweise einem Paar Auslassanschlüsse64 , um vermittels eines oder mehrerer der Kabel34 an den Katheter12 und die Elektrodenanordnung20 zu kuppeln. Wenn die RF-Leistung an der Elektrodenanordnung20 angelegt wird, erhitzt sich die leitfähige Flüssigkeit42 . Wenn die leitfähige Flüssigkeit42 eine Salinelösung wie beispielsweise 0,9% Gew./Vol. ist, ist der Temperaturkoeffizient der Flüssigkeit42 positiv, so dass der korrespondierende Impedanzkoeffizient negativ ist. Wenn Leistung angelegt wird, fällt die Impedanz zwischen der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 anfangs und fällt mit zunehmender Leistungsdissipation weiter. - Wenn genügend Leistung angelegt wird, kann sich eine Dampfblase von oberhalb der aktiven Elektrode
24 bilden. Sobald die im unmittelbaren Kontakt mit der aktiven Elektrode24 befindliche Saline ihren Siedepunkt erreicht, können sich Dampfbläschen auf der Oberfläche der aktiven Elektrode24 bilden, was notwendigerweise dazu führt, dass sich die Impedanz über die Elektroden24 ,26 erhöht. Wenn die Leistung weiter erhöht wird, wird sich die Impedanz weiter erhöhen, während sich die Dampfbläschen vergrößern, um eine Dampftasche über der aktiven Elektrode24 zu bilden. - Während sich die Dampfblase über der aktiven Elektrode
24 zu formen beginnt, erhöht sich die Leistungsdichte an dem verbleibenden Elektroden/Saline-Übergang. Anfänglich gibt es einen exponierten Bereich der aktiven Elektrode, der nicht von den Dampfbläschen bedeckt ist. Dieser exponierte Bereich wird der bevorzugte elektrische Weg, der den Übergang weiter belastet, indem er Dampfbläschen und so eine höhere Leistungsdichte produziert. Die Bildung der Dampftasche wird schnell zu einem instabilen Zustand, der nur ein Gleichgewicht erreicht, wenn die aktive Elektrode vollständig in der Dampftasche eingehüllt ist. - Wenn die Dampftasche einmal die aktive Elektrode
24 vollständig einhüllt, erhöht sich die Impedanz schnell auf etwa 1000 Ohm, wobei der tatsächliche Impedanzwert von Systemvariablen abhängt. Leistung fließt von der aktiven Elektrode24 zu der leitfähigen Flüssigkeit42 vermittels elektrischer Entladungen über die Dampftasche. Die hauptsächliche Leistungsdissipation erfolgt innerhalb dieser Tasche mit einhergehendem Erhitzen der aktiven Elektrode24 . Die Menge an dissipierter Energie und die Größe der Dampftasche hängt von der Abgabespannung ab. Das Aufrechterhalten der Dampftasche ohne die aktive Elektrode zu zerstören, erfordert eine delikate Balance der Abgabespannung. Wenn sie zu niedrig ist, wird die Tasche nicht aufrechterhalten werden. Wenn sie zu hoch ist, kann die Elektrodenanordnung20 zerstört werden. Entsprechend muss, nachdem die Impedanz einen bestimmten Punkt erreicht hat, der die Bildung der Dampftasche anzeigt, die Leistung auf ein bestimmtes ausgewähltes Niveau verringert werden. - Es ist allgemein wichtig, die Bildung der Dampftasche über der aktiven Elektrode zu kontrollieren und möglicherweise zu verhindern, um die Wirksamkeit des Erhitzers der leitfähigen Flüssigkeit zu maximieren. Indem die Entfernung zwischen der aktiven Elektrode und der Rückelektrode
26 erhöht wird, kann die thermische Verteilung verbessert werden, wodurch der obere Wert der Leistungsabgabe erhöht wird, bevor die Verdampfung beginnt. Wenn z. B. eine ausreichende Leistung angelegt wird, könnte die Dampftasche ausreichende Mengen an Dampf in der Blase erzeugen, was unerwünschte Wirkungen haben kann, wie beispielsweise die Erzeugung eines großen Dampfaufbaus an der Spitze der Blase, die die Hitzeübergangswirksamkeit wesentlich verringern kann. Die siedende Dampftasche kann auch unerwünschte Geräusche verursachen. Um die Bildung der Dampftasche und die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit zu kontrollieren, überwacht die Kontrolleinheit14 , die RF-Spitzenspannung, die über den Abgabeverbindungsanschlüssen64 der Kontrolleinheit14 auftreten, die der Spannung über der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 entspricht, und schnell die abgegebene Abgabeleistung verringert, wann immer eine ausgewählte Spitzenspannungsschwelle erreicht wird. Entsprechend kann die Kontrolleinheit14 die Impedanz überwachen und die Abgabeleistung kontrollieren, um die Bildung von Dampfblasen zu verhindern. Das kann erreicht werden, indem eine Erhöhung der Impedanz, die die anfängliche Bildung von Dampfbläschen anzeigt, nachgewiesen wird und die Leistung schnell verringert wird, um die Bildung einer Dampftasche zu verhindern. Alternativ kann die Kontrolleinheit14 die Impedanz überwachen und die Abgabeleistung kontrollieren, um eine Dampftasche zu bilden und aufrechtzuerhalten. - In
2 ist die Elektrodenanordnung20 eine bipolare Elektrode mit einer aktiven Elektrode24 und einer Rückelektrode26 . Das System würde jedoch noch funktionieren, wenn die Polarität umgekehrt wäre, d. h. wenn die aktive Elektrode24 als Rückelektrode dienen würde, wobei die Rückelektrode als aktive Elektrode dienen würde. Zusätzlich verlieren dort, wo Wechselstrom zusammen mit dem System verwendet wird, die Begriff „aktive Elektrode" und „Rückelektrode" ihre herkömmlichen „negativ/positiv"-Bedeutungsinhalt. Bei Wechselstromanwendungen werden die Begriffe „aktiv" und „Rück-" verwendet, um Elektroden zu bezeichnen mit entgegengesetzten Polaritäten. Wo die Elektroden bei Wechselstromanwendungen unterschiedliche Größen aufweisen, wird der Begriff „aktive Elektrode" im Allgemeinen verwendet, um die kleinere Elektrode zu bezeichnen, und der Begriff „Rückelektrode" wird im Allgemeinen verwendet, um die größere Elektrode zu bezeichnen. - Die aktive Elektrode
24 von2 ist an der äußersten distalen Spitze des Katheterschafts16 positioniert. Die Rückelektrode26 ist proximal und koaxial zu der aktiven Elektrode24 . Wie in2 gezeigt, ist die wirksame Fläche der Rückelektrode26 wesentlich größer als die wirksame Fläche der aktiven Elektrode24 . Die wirksamen Flächen der Elektroden24 ,26 können jedoch signifikant variieren in Abhängigkeit von der speziellen Elektrodenanordnung. Zum Beispiel können die aktive Elektrode und die Rückelektrode im Wesentlichen gleiche Flächen aufweisen, oder die aktive Elektrode kann wesentlich größer sein als die Rückelektrode. - In
2 sind die aktive Elektrode24 und die Rückelektrode26 durch einen Isolator70 getrennt, wie beispielsweise ein keramisches Material. Wie grob in2 gezeigt, fließt Strom von der aktiven Elektrode24 durch die leitfähige Flüssigkeit42 und in die Rückelektrode26 , wenn Strom an den Elektrodenaufbau20 angelegt wird. Die Wechselwirkung des Stromes mit der leitfähigen Flüssigkeit42 erhitzt die Flüssigkeit42 . - Zusätzlich zum Erhitzen der Flüssigkeit
42 kann die Wechselwirkung des Stroms mit der leitfähigen Flüssigkeit42 auch einen magnetohydrodynamischen Effekt erzeugen, der ein Durchmischen der Flüssigkeit innerhalb der Blase18 verursacht. Dieses Flüssigkeitsrühren kann vergleichsweise intensiv sein, abhängig von der speziellen Elektrodenkonfiguration und der Art und dem Umfang der bereitgestellten elektrischen Leistung. Das Flüssigkeitsdurchmischen wird besonders intensiv, wenn RF-Leistung oder Pulsweitenmodulation verwendet wird. Das magnetohydrodynamische Durchmischen kann vorteilhaft sein, indem es hilft, die vergleichsweise konstanten Flüssigkeitstemperaturen innerhalb der Blase18 aufrechtzuerhalten. - Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der Fähigkeit, die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit
42 unter Verwendung von Impedanz/spezifischen Widerstandes zu bestimmen. Viele leitfähige Flüssigkeiten weisen spezifische Widerstände/Impedanzen auf, die temperaturabhängig sind, so dass die Temperatur aus dem spezifischen Widerstand/Impedanz berechnet werden kann. Zum Beispiel ist Salinelösung ein Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (d. h. sie weist einen positiven thermischen Koeffizienten für Leitfähigkeit auf, der ein negativer thermischer Koeffizient für Impedanz ist), so dass eine geringere Änderung der Temperatur eine große dazu korrespondierende Veränderung der Impedanz/des spezifischen Widerstandes der Salinelösung verursacht. Da die Impedanz/der spezifische Widerstand temperaturabhängig ist, kann die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit42 in der Blase18 genau bestimmt werden durch Überwachen der Impedanz/des spezifischen Widerstandes zwischen der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 . - Ein Vorteil der Verwendung von Impedanz/spezifischem Widerstand zwischen den Elektroden
24 ,26 besteht darin, dass sich die ergebende Temperatur auf dem Weg des elektrischen Stromes basiert, der durch die ganze leitfähige Flüssigkeit42 innerhalb der expandierbaren Blase18 fließt. Der Strom zwischen den zwei Elektroden24 ,26 passiert, in unterschiedlichem Umfang, durch den gesamten Körper aus leitfähiger Flüssigkeit42 in der Blase18 . Entsprechend ergibt eine impedanzbasierte Temperaturbestimmung eine genauere Messung der gesamten Flüssigkeitstemperaturen in der Blase18 und nicht eine Temperaturmessung von gerade einer isolierten Position in der Flüssigkeit, wie es bei einem herkömmlichen Temperaturmessfühler der Fall wäre. - Wie in
2 gezeigt, kann der Katheter einen oder mehrere Temperaturmessfühler66 zum Überwachen der Temperatur innerhalb der leitfähigen Flüssigkeit42 umfassen. Diese Temperaturmessfühler66 können anstelle von oder zusätzlich zu den impedanzbasierten Temperaturmessungen vorhanden sein. Die Temperaturmessfühler können eine Vielzahl von Messfühlertypen und Techniken verwenden, einschließlich Thermoelementen, Thermistoren, RTD (Widerstandstemperaturvorrichtung), Curie-Punktverfahren, Photofluoreszenzabklingung etc. Die besondere Auswahl von Temperaturmessfühlern kann von der speziellen Anwendung abhängen. Zum Beispiel können Thermoelemente für RF-Hintergrundrauschen empfindlich sein, eine weitere Art von Temperaturmessfühler kann für Anwendungen erwünscht sein, wo die Kontrolleinheit RF-Energie für den Elektrodenaufbau erzeugt. - Die Kontrolleinheit
14 kann die impedanzbasierte Temperaturmessung verwenden, die Messung von den Temperaturmessfühlern66 , oder eine Kombination davon, um die an den Elektrodenaufbau abgegebene Leistung und/oder die auf der Temperaturanzeige68 gezeigte Temperatur zu regulieren. Wenn die Flüssigkeitstemperatur zu hoch ist, kann die Leistung verringert werden. Wenn die Flüssigkeitstemperatur zu gering ist, kann die Leistung erhöht werden. - Der Katheter
12 kann einen Schild72 umfassen, der im Allgemeinen den Elektrodenaufbau20 umgibt. Der Schild verhindert, dass der Elektrodenaufbau20 und insbesondere die aktive Elektrode20 die Blasenwand74 kontaktiert und/oder beschädigt. In2 weist der Schild72 eine Vielzahl von Öffnungen76 auf, die erlauben, dass leitfähige Flüssigkeit42 ebenso wie elektrischer Strom frei dadurch hindurch strömt. In alternativen Ausführungsformen kann der Schild72 einen Käfig oder eine Drahtanordnung umfassen. - In
2 umgibt der Schild72 sowohl die aktive Elektrode24 als auch die Rückelektrode26 . In Abhängigkeit von der speziellen Anwendung und der beteiligten Leistung kann jedoch der Schild72 entweder die aktive Elektrode24 oder die Rückelektrode26 umgeben, aber nicht notwendigerweise beide. Infolge des Größenunterschiedes zwischen der aktiven Elektrode24 und der Rückelektrode26 ist die aktive Elektrode24 im Allgemeinen viel heißer als die Rückelektrode26 . Somit kann der Kontakt zwischen der Blasenwand74 und der Rückelektrode26 zu keiner Beschädigung der Blasenwand74 führen, wohingegen der Kontakt zwischen der aktiven Elektrode24 und der Blasenwand74 bei der gleichen Leistungszufuhr die Blasenwand74 schwer beschädigen könnte. Entsprechend ist der Schutz der Blasenwand74 gegenüber Kontakt mit der Rückelektrode24 nicht immer erforderlich, selbst in Situationen, wo die Blasenwand74 vor dem Kontakt mit der aktiven Elektrode24 geschützt werden muss. - Der Schild
72 kann als die Rückelektrode26 dienen, wie in3 gezeigt. Die innere Oberfläche78 des Schildes72 ist leitfähig und fungiert als Rückelektrode26 , während die äußere Oberfläche des Schildes80 nicht leitfähig ist. Das System würde jedoch auch funktionieren, wenn die äußere Oberfläche80 des Schildes leitfähig wäre. Da die Rückelektrode26 eine so viel größere wirksame Fläche aufweist als die aktiven Elektroden24a –c , wird die Leistung weitestgehend über die Rückelektrode26 dissipiert, d. h. über den Schild72 . Entsprechend ist der Hitze- und Energieaufbau viel geringer als in der aktiven Elektrode24a –c und, abhängig von der speziellen Elektrodenkonfiguration, der Blase und der beteiligten Leistung, es kann die Rückelektrode26 /der Schild72 in Lage sein, die Blasenwand74 während eines Eingriffes zu kontaktieren, ohne die Wand74 zu beschädigen. - Es ist zu beachten, dass es keine Beschränkung in dem Sinne gibt, dass der Schild eine Rückelektrode ist. Z. B. könnte in dem Beispiel von
3 der Schild72 als aktive Elektrode dienen, wobei die (früheren aktiven) Elektroden24a –c als Rückelektroden dienen. Zusätzlich gibt es keine Beschränkung auf eine einzelne aktive Elektrode oder eine einzelne Rückelektrode. Fast eine jegliche Anzahl von aktiven Elektroden und Rückelektroden kann verwendet werden. Zusätzlich muss die Anzahl von aktiven Elektroden nicht gleich der Anzahl von Rückelektroden sein. Z. B. in der Ausführungsform von3 gibt es drei aktive Elektroden24a ,24b ,24c , aber nur eine Rückelektrode26 . Die aktiven Elektroden24a ,24b ,24c können einzeln kontrolliert werden, so dass die Leistung auf eine einzelne, oder eine Gruppe von aktiven Elektroden angelegt wird, wie erwünscht. -
4 zeigt einen weiteren Katheter12 mit einer Vielzahl von aktiven Elektroden24a –c , aber auch mit einer Vielzahl von Rückelektroden26a –c . Drei aktive Elektroden24a –c sind auf einer ersten Seite82 des Katheterschafts16 angeordnet und drei Rückelektroden26a –c sind auf einer zweiten Seite84 angeordnet. Die Elektroden24a –c ,26a –c sind durch ein Isoliermaterial70 getrennt. Alle Elektroden24a –c ,26a –c können gleichzeitig aktiviert werden. Alternativ können die Elektroden24a –c ,26a –c in Sätzen aktiviert werden. Wenn z. B. das System erfordern würde, dass die Flüssigkeit in dem distalen Abschnitt der Blase eine größere Hitze aufweisen müsste, würden gerade die distalste aktive Elektrode24a und die distalste Rückelektrode26a aktiviert werden. -
5 zeigt einen weiteren Katheter12 mit einer Vielzahl von aktiven Elektroden24a –c und Rückelektroden26a –c , wobei die Elektroden24a –c ,26a –c koaxial in alternierender Reihenfolge auf dem Katheterschaft16 angeordnet und durch ein Isoliermaterial70 getrennt sind. Wie bei4 sind die Elektroden24a –c ,26a –c bevorzugterweise in der Lage, unabhängig aktiviert zu werden, so dass das Anlegen von Energie mit größerer Genauigkeit kontrolliert werden kann. - Die einzeln kontrollierten Elektroden
24a –c ,26a –c können in Kombination mit einer Kontrolleinheit verwendet werden, die einen Multiplexer aufweist, der verwendet wird, um die Leistungsabgabe zu zerhacken, um den konvektiven Rühreffekt zu verstärken, der durch die Temperaturgradienten innerhalb des leitfähigen Fluides induziert wird. Die Kontrolleinheit kann die Abgabeleistung auf einzelne Elektroden24a –c ,26a –c kontrollieren, um einen ausgewählten Flüssigkeitsstrom innerhalb der Blase18 zu induzieren. Zum Beispiel kann durch unabhängige und sequentielle Aktivierung von gepaarten oder nichtgepaarten Elektrodenpaaren ein ausgewählter Strom in der Blase induziert werden.6 zeigt eine sequentielle Aktivierung der distalsten aktiven Elektrode24a und der distalsten Rückelektrode26a , dann der mittleren aktiven Elektrode24b und der mittleren Rückelektrode26b und dann der proximalsten aktiven Elektrode24c und der proximalsten Rückelektrode26c , wodurch ein im Allgemeinen zirkulierender Strom induziert werden kann, der dazu führt, dass die leitfähige Flüssigkeit42 entlang dem Katheterschaft16 in proximaler Richtung strömt, dann entlang der Blasenwand74 in einer distalen Richtung strömt, um das in6 gezeigte Fließmuster zu vervollständigen. - Ein Vorteil des Kontrollierens des Flüssigkeitsstromes besteht darin, dass Hochtemperaturflüssigkeit in ausgewählten Bereichen des Blase
18 konzentriert werden kann. Z. B. nimmt in dem in6 gezeigten Beispiel die Flüssigkeit, die proximal entlang dem Katheterschaft16 strömt, die größte Hitze infolge seiner Nähe zu den Elektroden24a –c ,26a –c auf. Im Gegensatz dazu trennt sich die Flüssigkeit ab, wenn sie distal entlang der Blasenwand74 strömt. Ein derartiger Strom weist die erwünschte Wirkung auf, dass sich nämlich die heißeste Flüssigkeit an dem proximalen Ende86 der Blase und kühlere Flüssigkeit an dem distalen Ende88 der Blase konzentriert. Beim endometrialen Ablationseingriff wird im Allgemeinen eine größere Hitze benötigt, um dickere Abschnitte der Endometriumsschicht44 zu behandeln. Wie in6 gezeigt, sind die dicksten Stellen der endometrialen Schicht dem Cervix90 am nächsten, d. h. sie sind benachbart dem proximalen Ende86 der dehnbaren Blase18 , wohin die heißeste leitfähige Flüssigkeit geleitet wird. Im Gegensatz dazu befinden sich die dünnsten Abschnitte der endometrialen Schicht an der Rückseite des Uterus92 , die dem distalen Abschnitt88 der Blase18 mit der kühlsten leitfähigen Flüssigkeit benachbart ist. - In
7 funktioniert die innere Oberfläche94 der dehnbaren Blase18 als die Rückelektrode und die aktive Elektrode24 ist an dem Ende des Katheterschafts16 angebracht. Die Blase18 selbst kann aus einem leitfähigen Material hergestellt sein. Alternativ kann die Blase im Allgemeinen nicht-leitfähig sein, kann aber eine leitfähige innere Oberfläche94 aufweisen. Zum Beispiel kann ein leitfähiges Material auf der Innenseite der Blase18 angeordnet sein, um eine leitfähige innere Oberfläche94 zu bilden. Ein Beispiel wäre eine Sputter-Ablagerung von einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Gold oder Silber. - Wenn Strom an der Vorrichtung angelegt wird, strömt elektrischer Strom zwischen der aktiven Elektrode
24 und der leitfähigen inneren Oberfläche94 vermittels der leitfähigen Flüssigkeit42 . Die leitfähige Flüssigkeit wird bei dem Vorgang erhitzt. - Wenn die leitfähige innere Oberfläche
94 der Blase18 ein Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ist (d. h. einem negativen thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten aufweist), wie beispielsweise Gold oder Silber, erhöht sich der spezifische Widerstand/die Impedanz der inneren Oberfläche94 , während sich die Temperatur erhöht. Strom wird somit notwendigerweise leichter zu einem kühleren Bereich96 der Blasenwand74 gezogen werden. Ein derartiges Verhalten ist besonders vorteilhaft beim Abladieren von Gewebe, wie beispielsweise der endometrialen Auskleidung44 des Uterus40 . Wenn Gewebe abladiert wird, verliert es viel von seiner Fähigkeit, Hitze von der benachbarten Blasenwand74 zu absorbieren. Entsprechend wird ein Blasenwandabschnitt96 , der über nicht-abladiertem Gewebe98 liegt, im Allgemeinen kühler sein als ein Blasenwandabschnitt100 , der abladiertem Gewebe102 unmittelbar aufliegt. Da kühlere Abschnitte der Blasenwand leitfähiger sind, werden größere Mengen an elektrischer Leistung zu einem kühleren Blasenwandabschnitt96 geleitet werden, was notwendigerweise dazu führt, dass die Hitze, die zu der leitfähigen Flüssigkeit abgegeben werden soll, sich benachbart der Wand erhöht, d. h. zu dem nicht-abladierten Gewebe98 , so dass die Ablation von nicht-abladiertem Gewebe98 erleichtert wird. Umgekehrt erhitzt sich der aufliegende Abschnitt der Blasenwand100 für abladiertes Gewebe102 , wodurch ein höherer spezifischer Widerstand/Impedanz erworben wird und weniger elektrische Leistung zu der leitfähigen Flüssigkeit benachbart der Stelle geleitet werden wird. Somit wird eine jegliche Chance, Gewebe zu versengen, verringert werden, während Gewebeablation sogar gefördert wird. - Die obige Wirkung wird weiter verstärkt, wenn eine leitfähige Flüssigkeit mit einem negativen Temperaturkoeffizienten verwendet wird, wie beispielsweise Salinelösung. Während sich der Fluss von elektrischem Strom zu dem kühleren Blasenwandabschnitt
96 erhöht, wird sich die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit104 benachbart dem kühleren Blasenwandabschnitt96 erhöhen, was notwendigerweise die Leitfähigkeit der heißeren leitfähigen Flüssigkeit104 erhöht. Somit wird ein relativ kalter Wandabschnitt96 mehr elektrische Energie erhalten als ein wärmerer Wandabschnitt100 mit benachbarter Flüssigkeit104 , die heißer ist als die durchschnittliche Flüssigkeitstemperatur. - Da die Blasenwand
74 mit dem Endometriumgewebe44 in Kontakt ist, wird sie schneller abkühlen als die leitfähige Flüssigkeit, die gerade innerhalb der Wand ist, insbesondere wenn das darüber liegende Gewebe nicht abladiert wird. Die Hitze wird leicht von der erhitzten Flüssigkeit durch die Blasenwand und in das nicht-abladierte Gewebe strömen. Während jedoch das Gewebe abladiert, wird sich der Hitzeübergang in das Gewebe verringern und die Hitze wird sich in der Blasenwand aufzubauen beginnen. Wenn dies erfolgt, wird sich der Stromfluss zur leitfähigen inneren Wand der Blasenwand verringern und sich auch die Flüssigkeitstemperatur benachbart diesem Bereich verringern. Entsprechend wird die Vorrichtung die Effizienz von Gewebeablation maximieren, indem größere thermische Energie an nicht-abladiertes Gewebe abgegeben wird. -
8 zeigt eine Blase18 , die eine Vielzahl von Einzelelektroden106 auf ihrer inneren Oberfläche108 aufweist. Die einzelnen Elektroden106 sind Rückelektroden und eine oder mehrere Elektroden24 sind innerhalb der Blase18 angeordnet. Eine jede der Rückelektroden106 wird einzeln kontrolliert. Z. B. kann eine spezielle Elektrode aktiviert werden auf der Grundlage der Temperatur dieser speziellen Elektrode und/oder der Blasenwand unmittelbar unterhalb der Elektrode. Nachdem eine bestimmte Temperatur durch einen Abschnitt der Blasewand erreicht worden ist, würde die Elektrode daraufhin abgeschaltet werden, so dass keine weitere Energie an die Stelle abgegeben werden würde. Die Vorrichtung kann somit verwendet werden, um eine größere Energie zu kühleren Abschnitten der Blasenwand74 zu leiten, ohne von der Wechselwirkung des Stroms mit dem Temperaturkoeffizienten und einer leitfähigen Blasenwand abzuhängen, um die Energie, wie in7 , zu steuern. Der Anwender könnte auch die Aktivierung der einzelnen Elektroden direkt kontrollieren, um mehr oder weniger Energie ausgewählten Gewebebereichen zuzuführen, so dass bestimmte Gewebebereiche mit einer größeren Tiefe abladiert werden könnten, einige Gewebebereiche nur leicht abladiert werden könnten und einige Gewebebereiche vollständige nicht abladiert werden könnten. - In
8 ist die Blase18 im Allgemeinen V-förmig, um sich einer intrauterinen Kavität anzupassen. Es kann jedoch eine Vielzahl von Blasenformen bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, abhängig von der speziellen Anwendung. Darüber hinaus können die Arten von Blasen und die darin verwendeten Materialien im großen Umfang variieren. Blasen können aus expandierbaren Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise hitzegehärtetem Gummi oder allgemein nicht-streckbaren Materialien. - In einer in
9a bis9c gezeigten Ausführungsform wird die Blase ersetzt durch einen expandierbaren Käfig110 . Der Käfig110 kann aus einer Vielzahl von Materialien und Konfigurationen bestehen, wie beispielsweise einem einfachen Stahl „molly bolt" oder etwas Ähnlichem. Der Käfig110 umgibt den Elektrodenaufbau20 , der in der Ausführungsform von9a eine aktive Elektrode24 und eine Rückelektrode26 umfasst. Bei der Anwendung wird der expandierbare Käfig110 in seiner kollabierten Abgabekonfiguration gehalten, wenn der Katheterschaft16 in eine Körperkavität eingeführt wird, wie beispielsweise eine Uteruskavität112 , wie in9a gezeigt. Einmal in der uterinen Kavität112 eingeführt, wird der expandierbare Käfig110 zu seiner expandierten Konfiguration expandiert, wie in9b gezeigt. Der expandierbare Käfig110 dient dazu, die uterine Kavität112 offen zu halten und die expandierte Kavität ist wenigstens teilweise mit der leitfähigen Flüssigkeit42 gefüllt. Da die leitfähige Flüssigkeit42 nicht dazu dient, die uterine Kavität offen zu halten, ist der Flüssigkeitsdruck niedrig genug, so dass nicht viel Flüssigkeit durch die uterine Wand114 gedrückt wird, um vom Patienten absorbiert zu werden. - Wenn der Elektrodenaufbau
20 aktiviert wird, erhöht sich die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit42 und die uterinen Gewebewände114 werde abladiert. Wenn die leitfähige Flüssigkeit42 einen hohen Druck aufweisen würde, wie er beispielsweise erforderlich wäre, um die uterine Kavität112 mit dem Fluid alleine zu expandieren, könnte die erhitzte leitfähige Flüssigkeit42 leicht durch die uterine Wand114 gezwungen werden, was unerwünschte thermische Schäden verursachen könnte. Da jedoch der expandierbare Käfig110 dazu dient, die uterine Kavität112 offen zu halten, kann die leitfähige Flüssigkeit42 einen vergleichsweise geringen Druck aufweisen, so dass nur vergleichsweise geringe Mengen an leitfähiger Flüssigkeit42 in die uterine Gewebewand114 gezwungen werden. - Der Elektrodenaufbau
20 in9a bis9c ist eine bipolare Elektrode mit einer aktiven Elektrode24 und einer Rückelektrode26 . Ein derartiger Elektrodenaufbau könnte nicht nur verwendet werden, um leitfähige Flüssigkeit42 zu erhitzen, sondern auch, um gezielte Eingriffe innerhalb des Uterus oder einer anderen Körperkavität durchzuführen, wie beispielsweise Entfernen von Fibroiden und Tumoren. - Gemäß der Erfindung zeigt der Katheterschaft
16 einen bestimmten Bewegungsbereich innerhalb des expandierbaren Käfigs110 , wie in9c gezeigt, oder kann sogar in der Lage sein, aus dem Käfig110 entfernt zu werden und darin wieder eingeführt zu werden. Der expandierbare Käfig110 kann große Öffnungen116 zwischen den Käfigstäben116 aufweisen, um einem Anwender Zugang zur uterinen Gewebeoberfläche114 mit dem Elektrodenaufbau20 zu erlauben, so wie es erforderlich sein kann, um selektiv bestimmte Bereiche der uterinen Oberfläche zu behandeln. Der expandierbare Käfig110 von9c erlaubt somit dem Anwender, die uterine Kavität112 mit dem expandierbaren Käfig110 zu expandieren, zielgerichtete Verfahren mit einem bipolaren Elektrodenaufbau20 auf der uterinen Wand114 durchzuführen (wie beispielsweise Entfernen von Fibroiden und Tumoren), und dann denselben Elektrodenaufbau20 zu verwenden, um die leitfähige Flüssigkeit aufzuheizen, um endometriales Gewebe44 zu abladieren. - Die Verwendung eines Katheters, der innerhalb eines expandierbaren Elementes beweglich ist, ist besonders nützlich in Kombination mit einem Endoskop oder einer ähnlichen Vorrichtung zum Sehen innerhalb der Körperkavität. Zum Beispiel kann ein Anwender eine Betrachtungsvorrichtung verwenden, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Gewebewand ordentlich abladiert sind. Nach dem Nachweisen von Bereichen, die nicht vollständig abladiert sind, kann der Anwender den Katheter bewegen, um den Elektrodenaufbau an oder nahe dem nicht-abladierten Gewebe zu positionieren, und dadurch das Erhitzen des nicht-abladierten Gewebes zu maximieren.
- Der bewegliche Katheterschaft kann verwendet werden, um selektiv Gewebe zu targetieren, wenn er zusammen mit dem expandierbaren Käfig von
9a bis9c verwendet wird, was erlaubt, dass Gewebe während des Eingriffes betrachtet werden kann. Der bewegbare Katheterschaft kann aber auch mit einer dehnbaren Blase verwendet werden, insbesondere einer dehnbaren Blase, die im Wesentlichen transparent ist, so dass ein Anwender das darunter liegende Gewebe durch die Blasenwand betrachten kann. Wenn der Anwender feststellt, dass bestimmte Gewebebereiche nicht abladiert sind, kann der Anwender den Elektrodenaufbau so bewegen, dass er benachbart dem Bereich der Blasenwand ist, der unmittelbar dem nicht-abladierten Gewebe aufliegt und somit die an das nicht-abladierte Gewebe abgegebene Hitze erhöhen. - Unter erneuter Bezugnahme auf
9c , wo ein besonderer Bereich des uterinen Wandgewebes für die gezielte Behandlung durch einen Käfigbalken118 blockiert ist, könnte der Anwender den gesamten Käfig110 erneut positionieren, um Zugang zu dem Gewebeabschnitt zu erhalten. Alternativ könnte der expandierbare Käfig110 so konstruiert sein, dass man die Käfigstäbe118 einzeln bewegen könnte, ohne eine Relokalisierung des gesamten Käfigs110 erforderlich zu machen. Somit könnte ein besonderes hinderlicher Käfigstab bewegt werden, um Zugang zu einem erwünschten Gewebeabschnitt zu erhalten. - In der Ausführungsform von
10 ist die aktive Elektrode24 an der distalen Spitze des Katheterschafts14 angeordnet, der expandierbare Käfig110 selbst dient jedoch als die Rückelektrode. Eine derartige Ausführungsform funktioniert in ähnlicher Weise wie an der Blase mit der leitfähigen inneren Oberfläche, wie in7 gezeigt. Da Abschnitte von Gewebe abladiert werden, erhöht sich die Temperatur der benachbarten Abschnitte des Käfigs, die als leitfähige Rückelektroden wirken, wodurch sich der Impedanz/der spezifische Widerstand erhöht. Entsprechend wird weniger Energie an Abschnitte des Käfigs benachbart dem abladierten Gewebe und mehr Energie an Abschnitte des Käfigs benachbart nicht-abladiertem Gewebe abgegeben. - Wie bei
8 könnte der expandierbare Käfig110 einzelne Elektroden aufweisen, die einzeln kontrolliert werden würden, so dass einzelne Elektroden selektiv auf der Grundlage von Temperatur, Anwenderauswahl oder anderen Faktoren abgeschaltet werden könnte. Zum Beispiel könnten einzelne Käfigstäbe118 jeweils eine einzeln kontrollierte Elektrode sein. In ähnlicher Weise könnten einzelne Abschnitte120 der Käfigstäbe118 eine einzeln kontrollierte Elektrode sein. -
11 zeigt eine Ausführungsform einer Pumpelektrodenkonstruktion mit einem Elektrodenaufbau20 , der eine aktive Elektrode24 und eine Rückelektrode26 aufweist, die durch einen Isolator70 getrennt sind. Bei dem speziellen gezeigten Beispiel ist die Rückelektrode26 koaxial zu der aktiven Elektrode24 und umgibt diese teilweise. Die aktive Elektrode24 ist in einem Isolator70 eingekapselt, wobei nur die Spitze122 der aktiven Elektrode24 exponiert ist. Der Isolator70 erzeugt eine Teilhülle124 um die exponierte Spitze122 der aktiven Elektrode24 . - Wenn ausreichend Leistung an dem Elektrodenaufbau
20 angelegt wird, bildet sich eine Dampftasche126 in der Teilhülle124 über der exponierten Spitze122 der aktiven Elektrode24 . Indem die an dem Elektrodenaufbau abgegebene Leistung kontrolliert wird, kann man verursachen, dass die Dampftasche126 pulsiert oder oszilliert. Die Oszillationen der Dampftasche126 , die notwendigerweise die Dampftasche126 veranlassen, in der Richtung der Längsachse128 des Elektrodenaufbaus20 zu expandieren und zu kontrahieren, können extrem stark sein. Unter bestimmten Betriebsbedingungen bildet sich die Dampftasche126 über der aktiven Elektrodenspitze122 , expandiert dann in Längsrichtung, um die Teilhülle124 auszufüllen. Wenn sich die Front130 der Dampftasche aus der Teilhülle124 expandiert, strömt leitfähige Flüssigkeit hinter die Dampffront130 ein, wodurch die Dampftasche126 teilweise kollabiert. Der Zyklus wird dann wiederholt, wobei sich die Dampftasche126 alternierend expandiert und kollabiert. - Die Oszillationen der Dampftasche
126 , kombiniert mit der Teilhülle126 , erzeugen eine physikalische Pumpwirkung, wodurch eine Strömung weg von der aktiven Elektrode in Richtung der Längsachse128 induziert wird. Die Pumpelektrodenausführungsform kann besonders nützlich sein in Kombination mit dem in9c gezeigten beweglichen Katheter. Ein Anwender könnte somit einen Pumpelektrodenaufbau benachbart zu einem ausgewählten Gewebe manövrieren und einen Strom aus heißer Flüssigkeit auf dieses ausgewählte Gewebe konzentrieren. -
12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Elektrodenaufbaus20 , einschließlich einer Düse132 , die die Pumpwirkung des elektrischen Ausbaus120 erhöht. Die Düse132 wird in der Verwendung zusammen mit einem Elektrodenaufbau20 gezeigt, der die Hitze des Elektrodenaufbaus20 verwendet, um den Flüssigkeitsstrom zu steuern. Die Düse132 kann auch mit einer Pumpelektrode verwendet werden, wie beispielsweise in11 gezeigt, oder mit einer Elektrode, die die Flüssigkeit unter Verwendung eines magnethydrodynamischen Effektes bewegt. - Die Düse
132 kann verschiedenen strahlähnliche Antriebstechniken verwenden, wie beispielsweise die Strahlrohrtheorie. Die Düse132 kann eine Venturi-Düse oder eine ähnliche Vorrichtung sein, die dazu dient, den Strom von Flüssigkeit, der durch den Elektrodenaufbau120 induziert worden ist, zu konzentrieren und zu steuern. Bei der in12 gezeigten Ausführungsform ist die Düse12 eine Venturi-Düse mit einem engen Hals134 und der Elektrodenaufbau20 wird innerhalb des Halses134 der Düse angeordnet. Ein Diffusor136 kann unterhalb des Halses134 positioniert sein. Wenn Strom in einer ausgewählten Art und Weise an den Elektrodenaufbau20 angelegt wird, erhitzt sich die Flüssigkeit in dem Ansatz, was einen Flüssigkeitsstrom im Allgemeinen entlang der Längsachse des Elektrodenaufbaus20 in einer Richtung auf den Diffusor136 hin induziert. - Die Düse kann besonders nützlich sein in Kombination mit dem in
9c gezeigten beweglichen Katheter. Ein Anwender könnte die Düse und den Elektrodenaufbau20 benachbart zu einem ausgewählten Gewebe manövrieren und einen Strom aus heißer Flüssigkeit an das ausgewählte Gewebe konzentrieren. - Es ist zu beachten, dass die hierin gezeigte und beschriebene Erfindung auch funktionieren würde, wenn die Polaritäten umgekehrt wären, so dass die aktiven Elektroden Rückelektroden würden und die (früheren) Rückelektroden aktive Elektroden würden.
Claims (6)
- Vorrichtung zum Behandeln von Gewebe an einer ausgewählten Operationsstelle, wobei die Vorrichtung eine dehnbare Einrichtung (
18 ;110 ), die aus einer Zuführungskonfiguration in eine gedehnte Konfiguration dehnbar ist, einen Stiel (16 ) mit einem in der dehnbaren Einrichtung angeordneten distalen Ende und einen Elektrodenaufbau (20 ) mit einer ersten Elektrode (24 ) an dem distalen Ende des Stieles umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenaufbau wenigstens eine zweite Elektrode (94 ;106 ;118 ) auf der dehnbaren Einrichtung umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dehnbare Einrichtung ein dehnbarer Käfig (
110 ) ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dehnbare Einrichtung eine dehnbare Blase (
18 ) ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die erste Elektrode eine aktive Elektrode (
24 ) und die zweite Elektrode eine Rückelektrode (108 ) ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Vielzahl von Rückelektroden (
108 ) auf der dehnbaren Einrichtung angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Rückelektroden unabhängig durch eine Kontrolleinheit der Vorrichtung kontrolliert sind.
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