DE69734612T2

DE69734612T2 - Elektrochirurgische Vorrichtung

Info

Publication number: DE69734612T2
Application number: DE69734612T
Authority: DE
Inventors: Nigel Mark Hungerford Berkshire Goble; Colin Charles Owen Egham Goble
Original assignee: Gyrus Medical Ltd
Current assignee: Gyrus Medical Ltd
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1997-01-09
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2017-01-10
Also published as: DE69728794T2; AU720807B2; ES2250820T3; DE69728794D1; EP0959784A1; DE69734612D1; CN1209736A; BR9706946A; US6013076A; CA2242352A1; US6234178B1; AU1390297A; WO1997024993A1; EP0959784B1; JP2000515776A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Instrument zum Behandeln von Gewebe in der Gegenwart eines elektrisch leitfähigen fluiden Mediums, eine elektrochirurgische Vorrichtung umfassend ein solches Instrument und eine Elektrodeneinheit zum Verwenden in einem solchen Instrument.
Die endoskopische Elektrochirurgie ist zum Behandeln von Gewebe in Hohlräumen des Körpers nützlich, und wird üblicherweise in der Gegenwart eines Aufblähmediums ausgeführt. Wenn das Aufblähmedium eine Flüssigkeit ist, wird dies üblicherweise als Unterwasserchirurgie bezeichnet, wobei dieser Ausdruck eine Elektrochirurgie bezeichnet, bei welcher lebendes Gewebe unter Verwendung eines elektrochirurgischen Instrumentes mit einer Bearbeitungselektrode oder -elektroden bearbeitet wird, die an der Operationsstelle in Flüssigkeit eingetaucht ist beziehungsweise sind. Ein gasförmiges Medium wird üblicherweise verwendet, wenn die endoskopische Chirurgie in einem aufgeblähten Körperhohlraum mit größerem Volumenpotential ausgeführt wird, bei welcher ein flüssiges Medium ungeeignet wäre, wie es häufig der Fall ist in der laparoskopischen oder gastroenterologischen Chirurgie.
Unterwasserchirurgie wird häufig unter Verwendung endoskopischer Techniken ausgeführt, bei welchen das Endoskop selbst einen Kanal (der üblicherweise als Arbeitskanal bezeichnet wird) für die Passage einer Elektrode bereitstellt. Alternativ kann das Endoskop insbesondere (als ein Resektoskop) Mittel zum Befestigen einer Elektrode umfassen oder die Elektrode kann in einen Körperhohlraum mittels eines getrennten Zugangsmittels unter einem Winkel zum Endoskop eingeführt werden – eine Technik, welche üblicherweise als Triangulation bezeichnet wird. Diese Variationen in der Technik können in verschiedene Chirur giegebiete unterteilt werden, wobei eine oder andere der Techniken besondere Vorteile besitzen, bei denen die Zugangsroute zu dem spezifischen Körperhohlraum gegeben ist. Endoskope mit integralem Arbeitskanal, oder solche, welche als Resektoskope charakterisiert sind, werden im allgemeinen verwendet, wenn der Körperhohlraum durch eine natürliche Körperöffnung zugänglich ist, solche, wie der Uterushalskanal zum Zugang zum endometrialem Hohlraum des Uterus, oder die Harnröhre zum Zugang zu der Prostatadrüse und der Harnblase. Endoskope, die im speziellen zur Verwendung in dem endometrialen Hohlraum gestaltet sind, werden als Hysteroskope bezeichnet und solche, welche zur Verwendung in dem Urintrakt gestaltet sind, umfassen Zystoskope, Urethroskope und Resektoskope. Die Verfahren der transurethralen Resektion oder der Verdampfung der Prostatadrüse sind als TURP beziehungsweise EVAP bekannt. Wenn keine natürliche Körperöffnung vorliegt, durch welche ein Endoskop hindurchgeführt werden kann, wird üblicherweise die Technik der Triangulation verwendet. Triangulation wird üblicherweise während Unterwasserendoskopchirurgie bei Gelenkhohlräumen wie dem Knie oder der Schulter verwendet. Die bei diesem Verfahren verwendeten Endoskope werden üblicherweise als Arthroskope bezeichnet.
Elektrochirurgie wird herkömmlicherweise unter Verwendung entweder eines monopolaren Instruments oder eines bipolaren Instruments ausgeführt. Bei der monopolaren Elektrochirurgie wird eine aktive Elektrode in dem Operationsbereich verwendet und eine leitfähige Rückplatte wird an der Haut des Patienten befestigt. Mit dieser Anordnung verläuft der Strom von der aktiven Elektrode durch das Gewebe des Patienten zu der externen Rückplatte. Da der Patient einen bedeutenden Teil des Kreises darstellt, müssen Eingangsleistungspegel hoch sein (typischerweise 150 bis 250 Watt) um die wiederstandsbehaftete Strombeschränkung durch das Patientengewebe zu kompensieren und im Fall der Unterwasserelektrochirurgie um Leistungsverluste aufgrund des fluiden Mediums zu kompensieren, das sich durch die Gegenwart von Blut und anderen Körperflüssigkeiten teilweise als leitfähig erweist. Das Verwenden hoher Leistung bei einer monopolaren Anordnung ist auch gefährlich, da eine an der Rückplatte auftretende Gewebeaufheizung ernste Hautverbrennung verursachen kann. Ferner besteht an dem Eintrittspunkt in den Körperhohlraum die Gefahr einer kapazitiven Kopplung zwischen dem Instrument und dem Patientengewebe.
Bei der bipolaren Elektrochirurgie wird ein Paar von Elektroden (eine aktive Elektrode und eine Rückelektrode) zusammen an dem Gewebeanwendungsort verwendet. Diese Anordnung besitzt vom Sicherheitsstandpunkt Vorteile aufgrund der relativen Nähe der beiden Elektroden, sodass Hochfrequenzströme auf den Bereich zwischen den Elektroden beschränkt sind. Die Tiefenwirkung steht in direktem Bezug zum Abstand zwischen den beiden Elektroden; und bei Anwendungen, welche sehr kleine Elektroden erfordern, wird der Abstand zwischen den Elektroden sehr klein, wodurch die Gewebewirkung und die Ausgangsleistung beschränkt ist. Eine größere Beabstandung der Elektroden würde häufig an der Anwendungsseite die Sicht verdecken und eine Modifikation des chirurgischen Verfahrens erfordern um einen korrekten Kontakt der beiden Elektroden mit dem Gewebe sicherzustellen.
Es ist eine Anzahl von Variationen der Grundgestaltung einer bipolaren Sonde bekannt. Beispielsweise beschreibt das amerikanische Patent US 4,706,667 eine der Grundlagen der Gestaltung, nämlich dass das Verhältnis der Kontaktflächen der Rückelektrode und der aktiven Elektrode für Schneidzwecke größer als 7:1 und kleiner als 20:1 ist. Dieser Bereich bezieht sich nur auf Gestaltungen von Schneidelektroden. Wenn ein bipolares Instrument zur Trocknung oder zur Koagulation verwendet wird, kann das Verhältnis der Kontaktflächen der beiden Elektroden auf ungefähr 1:1 vermindert werden um eine an dem Kontakt zwischen dem Gewebe und der Elektroden auftretende unterschiedliche elektrische Beanspruchungen zu vermeiden.
Der elektrische Übergang zwischen der Rückelektrode und dem Ge webe kann durch Benetzung des Gewebes mit einer leitfähigen Lösung wie einer normalen Salzlösung unterstützt werden. Dies stellt sicher, dass die chirurgische Wirkung auf die Nadel oder die aktive Elektrode beschränkt ist, wobei der elektrische Kreis zwischen den beiden Elektroden durch das Gewebe vervollständigt wird. Eine der offensichtlichen Beschränkungen der Gestaltung ist die, dass die Nadel vollständig von dem Gewebe umgeben sein muss um sicher zu stellen, dass die Rückelektrode den Kreis vervollständigt. Ein anderes Problem ist das der Orientierung; auch bei einer verhältnismäßig kleinen Änderung des Anwendungswinkels von dem idealen senkrechten Kontakt im Bezug zur Gewebeoberfläche wird das Kontaktflächenverhältnis verändert, sodass eine chirurgische Wirkung in dem Gewebe auftreten kann, welches in Kontakt mit der Rückelektrode steht.
Die Hohlraumaufblähung stellt Raum zum Erreichen eines Zugangs zu dem Operationsort bereit, um die Visualisierung zu verbessern und um die Manipulation der Instrumente zu erlauben. Bei Körperhohlräumen mit kleinem Volumen, insbesondere wo es wünschenswert ist, die Kavität unter höherem Druck aufzuweiten, wird üblicherweise eine Flüssigkeit eher als Gas verwendet aufgrund der besseren optischen Eigenschaften und da die Flüssigkeit Blut von der Operationsstelle wegspült.
Herkömmliche Unterwasserchirurgie wird unter Verwendung einer nicht leitfähigen Flüssigkeit (wie 1,5%ige Glyzin) als Spülungsmittel, oder als Aufblähmedium ausgeführt um elektrische Leitungsverluste zu verhindern. Glyzin wird in isotonischen Konzentrationen verwendet um osmotische Veränderungen im Blut zu verhindern, wenn intravaskulare Absorption auftritt. Im Verlauf einer Operation können Blutgefäße durchtrennt werden, was einen Zufluss von Flüssigkeit in den Kreislauf zur Folge hat, was wiederum unter anderem eine Verdünnung des Serum-Natrium verursacht, das zu einem als Wasservergiftung bezeichneten Zustand führen kann.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass es möglich ist, ein leitfähiges flüssiges Medium wie eine normale Salzlösung bei der Unterwasserendoskopelektrochirurgie zu verwenden statt nichtleitfähigen, elektrolytfreien Lösungen. Eine normale Salzlösung ist das bevorzugte Aufblähmedium bei der Unterwasserendoskopchirurgie, wenn Elektrochirurgie nicht ins Auge gefasst ist, oder eine nichtelektrische Gewebewirkung wie bei einer Laserbehandlung verwendet wird. Obwohl eine normale Salzlösung (0,9%w/v; 150 mmol/l) eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die etwas größer als die der meisten Körpergewebe ist, weist sie den Vorteil auf, dass eine Verlagerung vom Operationsort durch Absorption oder Extravasation einen geringen physiologischen Effekt erzeugt und die Wirkungen der sogenannten Wasservergiftung durch nichtleitfähige, elektrolytfreie Lösungen verhindert werden.
Die Erfinder haben ein bipolares Instrument entwickelt, das geeignet ist für die Unterwasserelektrochirurgie unter Verwendung einer leitfähigen Flüssigkeit oder eines leitfähigen, gasförmigen Mediums. Das elektrochirurgische Instrument für die Bearbeitung des Gewebes in der Gegenwart eines fluiden Mediums umfasst einen Instrumentenkörper mit einem Handteil und einem Instrumentenschaft und einer Elektrodenbaugruppe an einem Ende des Schaftes. Die Elektrodenbaugruppe umfasst eine Gewebebearbeitungselektrode, welche an dem äußersten distalen Ende des Instrumentes freigelegt ist, und eine Rückelektrode, welche elektrisch von der Gewebebearbeitungselektrode isoliert ist und die eine Fluid-Kontaktoberfläche besitzt, welche proximal von dem freigelegten Teil der Gewebebearbeitungselektrode beabstandet ist. Bei der Verwendung des Instrumentes wird die Gewebebearbeitungselektrode an das zu bearbeitende Gewebe angelegt während die proximal von dem freigelegten Teil der Gewebebearbeitungselektrode beabstandete Rückelektrode üblicherweise von diesem Gewebe beabstandet ist und zur Vervollständigung des elektrochirurgischen Stromkreises von der Gewebebearbeitungselektrode durch das Gewebe und das fluide Medium dient.
Die Elektrodenstruktur dieses Instrumentes in Verbindung mit einem elektrisch leitfähigen fluiden Medium verhindert weitgehendst die bei monopolarer oder bipolarer Elektrochirurgie auftretenden Probleme. Insbesondere sind die Eingangsleistungspegel sehr viel geringer als solche, welche generell bei monopolaren Anordnungen (typischerweise 100 Watt) notwendig sind. Aufgrund der verhältnismäßig großen Beabstandung zwischen den Elektroden wird darüber hinaus eine verbesserte Tiefenwirkung im Vergleich zu herkömmlichen bipolaren Anordnungen erhalten.
1 veranschaulicht die Verwendung dieses Typs von Instrument zur Gewebeentfernung durch Verdampfung. Die Elektrodenbaugruppe 12 dieses Instrumentes umfasst eine (aktive) Gewebebearbeitungselektrode 14, die an dem distalen Ende des Instrumentes freigelegt ist, und eine Rückelektrode, welche von dem freigelegten Teil der Gewebebearbeitungselektrode durch eine Isolationsbuchse 16 beabstandet ist. Die Elektrodenbaugruppe wird versorgt um eine ausreichend hohe Energiedichte an der Gewebebearbeitungselektrode 14 zu erzeugen um Gewebe 22 zu verdampfen, und um eine die aktive Spitze umgebende Dampfhülle 24 zu erzeugen. Die Bildung der Dampfeinhüllende 24 erzeugt eine etwa zehnfache Erhöhung der Kontaktimpedanz mit der Folge, dass sich die Ausgangsspannung erhöht. Bögen 26 werden in der Dampfhülle 24 erzeugt um den Kreis zur Rückelektrode 18 zu vervollständigen. Gewebe 22, das in Kontakt steht zu der Dampfhülle 24 stellt einen Pfad mit kleinstem elektrischen Widerstand zur Vervollständigung des Kreises dar. Je näher das Gewebe 22 der Elektrode 14 kommt um so mehr Energie wird in dem Gewebe konzentriert bis zu dem Ausmaß, bei welchen die Zellen explodieren sobald sie durch die Bögen 26 getroffen werden, da der Rückpfad durch das leitfähige Fluid (in diesem Fall Salzlösung) durch die hohe Impedanzbarriere der Dampfhülle 24 blockiert ist. Die Salzlösung wirkt auch um feste Erzeugnisse der Verdampfung aufzulösen.
Die erforderliche Leistungsgrenze zum Erreichen der Verdampfung ist ein wichtiger Parameter diesen Instrumententyps und es ist Aufgabe der Erfindung, ein bipolares elektrochirurgisches Instrument mit verbesserten Eigenschaften bezüglich der Leistungsschwelle für die Verdampfung bereitzustellen.
Das Dokument US-A-5300087 offenbart ein elektrochirurgisches Gerät mit einer Gewebebearbeitungselektrode und einer freigelegten Rückelektrode, welche elektrisch von der Gewebebearbeitungselektrode durch ein Isolationselement isoliert ist, wobei die Elektroden Backen mit gezackten Oberflächen sind.
Insofern stellt die vorliegende Erfindung ein elektrochirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1 bereit.
Bei der Verwendung fängt die Gewebebearbeitungselektrode elektrisch leitfähiges Fluid, wobei das gefangene Fluid dadurch mehr elektrische Leistung zur Umsetzung für die Verdampfung absorbiert als sonst der Fall wäre. Dies führt zu einer Verminderung der Leistungsschwelle für die Verdampfung an der Gewebebearbeitungselektrode.
Das gefangene elektrisch leitfähige Fluid innerhalb der Unregelmäßigkeiten (Taschen) der Gewebebearbeitungselektrode absorbiert allmählich mehr Leistung wenn es wärmer wird und nicht durch Fluid aus der Umgebung erneuert wird. Wenn sich das Fluid dem Siedepunkt nähert, entwickeln sich an der Oberfläche der Elektrode Dampftaschen. Diese Dampftaschen isolieren wirkungsvoll Bereiche der Elektrode von dem leitfähigen Fluid und als Folge wird die Leistung in Bereichen der Elektrode konzentriert, welche nicht in Dampf eingehüllt sind. Fluid benachbart zu diesen exponierten Bereichen erreicht dann schnell einen Punkt der Verdampfung, sodass die gesamte Gewebebearbeitungselektrode mit Dampf beschichtet wird, d.h. in Dampf eingehüllt wird. Der Dampf ist durch die ungleichmäßige Form der aktiven Elektrode gefangen, sodass dann die Dampfhülle schnell mit geringer Leistungsdissipation zu dem umgebenden Fluid wieder hergestellt wird, wenn ein Bereich der Elektrode während der Verwendung in Kontakt mit dem fluiden Medium kommt. Dies führt zu einer Verminderung der Leistungsschwelle sowohl zum Starten als auch zum Erhalten der Dampfhülle während der Verwendung.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Gewebebearbeitungselektrode durch eine Mehrzahl von miteinander verschränkten Fasern eines elektrisch leitfähigen Materials gebildet. In diesem Fall werden die Taschen durch das Verschränken der Fasern gebildet. Jede Faser kann als eine Helix gebildet sein, wobei die Helices vorzugsweise eine gemeinsame zentrale Achse, den gleichen Durchmesser und die gleiche Steigung besitzen. Sie können so verschränkt sein, dass die zwischen ihnen gebildeten Taschen die Form von schraubenförmigen Öffnungen besitzen, welche eine Fluidverbindung zwischen einem sich axial erstreckenden Raum zwischen den Helices und dem Raum außerhalb der Helices bereitstellen. In einer anderen Ausführungsform können die Helices eng umeinander herum gewunden sein, sodass jede Helix über anderen Helices liegt und die oben bezeichneten Taschen nur schraubenförmige Einschnitte zwischen benachbarten Helices sind, wobei nur eine geringe oder keine Verbindung zwischen einem inneren Raum und dem Äußeren der Elektrode möglich ist.
Es ist möglich, eine ähnliche Funktion wie bei der Variante mit den eng gewundenen verschränkten Fasern zu erreichen mit einem einzelnen Stück eines leitfähigen Materials mit schraubenförmigen Wülsten um dessen äußere Oberfläche, das entweder durch Gießen, maschinelles Bearbeiten oder durch Winden des Materialstücks um dessen Längsachse hergestellt wird, wobei das Winden schraubenförmige Wülste um die äußere Oberfläche des Materials erzeugt.
Alternativ kann die Gewebebearbeitungselektrode eine schraubenförmige Spule aus einem elektrisch leitfähigen Material umfas sen. Dabei sind die Taschen zwischen benachbarten Drehungen der schraubenförmigen Spule gebildet. Wiederum können die Windungen der Spule voneinander beabstandet sein, um eine Verbindung zwischen dem Innern der Spule und dem Äußeren zu erlauben oder sie können leicht aneinander stoßen, wobei die Taschen eine einzelne schraubenförmige Ausnehmung an der äußeren Oberfläche der Elektrode aufweisen.
Die Gewebebearbeitungselektrode kann auch eine Mehrzahl von Filamenten aus einem elektrisch leitfähigen Material umfassen. In diesem Fall bestimmt der Raum zwischen den Filamenten die Taschen.
In all diesen Fällen kann das Instrument ferner eine Isolationshülle umfassen, welche sich entlang der Gewebebearbeitungselektrode erstreckt und diese teilweise umgibt. Die Hülle fängt elektrisch leitfähiges Fluid und Dampf an der Gewebebearbeitungselektrode, wodurch sich dessen Leistungsabsorptionsfähigkeiten erhöht.
In einer anderen Ausführungsform wird die Gewebebearbeitungselektrode durch ein sphärisches Element aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet, wobei das sphärische Element an dem Schaft des Instrumentes mittels eines elektrisch leitfähigen Tragelements befestigt ist, wobei das Instrument ferner eine Isolationshülle aufweist, die teilweise das sphärische Element umgibt.
Vorteilhafterweise ist die Gewebebearbeitungselektrode aus Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder aus einer Platinlegierung, wie Platin/Iridium, Platin/Wolfram oder Platin/Kobalt hergestellt.
Vorzugsweise umfasst das Instrument ferner eine Rückelektrode, welche elektrisch von der Gewebebearbeitungselektrode mittels eines Isolationselements isoliert ist, wobei die Gewebebearbei tungselektrode an dem äußersten distalen Ende des Gerätes freigelegt ist und die Rückelektrode eine Fluid-Kontaktoberfläche aufweist, welche proximal von dem freigelegten Ende der Gewebebearbeitungselektrode durch das Isolationselement beabstandet ist. Zweckmäßigerweise ist die Fluid-Kontaktoberfläche der Rückelektrode eine glatte polierte Oberfläche.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein elektrochirurgisches Gerät zur Bearbeitung von Gewebe beim Vorhandensein eines elektrisch leitfähigen Fluids bereit, wobei das Gerät einen Geräteschaft aufweist und eine Gewebebearbeitungselektrode an einem Ende des Schaftes, wobei die Gewebebearbeitungselektrode aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt und mit einem inerten widerstandsfähigen Material beschichtet ist, welches die lokale Leistungsdichte innerhalb der Gewebebearbeitungselektrode erhöht.
Vorzugsweise ist das widerstandsfähige inerte Material ein leitfähiges Keramikmaterial.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein elektrochirurgisches Gerät zur Bearbeitung von Gewebe beim Vorhandensein eines elektrisch leitfähigen Fluids bereit, wobei das Gerät einen Geräteschaft umfasst, und eine Elektrodenbaugruppe an einem Ende des Schaftes, wobei die Elektrodenbaugruppe eine Gewebebearbeitungselektrode und eine Rückelektrode umfasst, welche elektrisch von der Gewebebearbeitungselektrode mittels eines Isolationselementes isoliert ist und die Gewebebearbeitungselektrode an dem äußersten distalen Ende des Gerätes freigelegt ist, wobei die Rückelektrode eine glatte, polierte Fluid-Kontaktoberfläche aufweist, die von dem freigelegten Ende der Gewebebearbeitungselektrode proximal durch das Isolationselement beabstandet ist.
In diesem Fall kann das Gerät ferner Mittel zum Zuführen eines elektrisch leitfähigen Fluids über die Fluid-Kontaktoberfläche der Rückelektrode aufweisen.
Das elektrochirurgische Instrument der Erfindung ist nützlich zum Sezieren, Resektieren, Verdampfen, Trocknen und Koagulieren von Gewebe und bei Kombinationen dieser Funktionen, insbesondere bei Anwendungen von hysteroskopischen chirurgischen Verfahren. Hysteroskopische operative Verfahren können umfassen: Entfernen von submuskosalen Fibroiden, Polypen und maligne Neoplasmen; Resektion von kongenitalen Uterusanomalien wie ein Septum oder Subseptum; Teilung eines Synechiae (Adhäsiolysis); Ablation von erkranktem oder hypertrophilem endometrialem Gewebe; und Hämostasis.
Das Instrument der Erfindung ist auch nützlich für das Sezieren, Resektieren, Verdampfen, Trocknen und Koagulieren von Gewebe und bei Kombinationen dieser Funktionen, insbesondere bei Anwendungen in der arthroskopischen Chirurgie soweit sie endoskopische und perkutane Verfahren betreffend die an Gelenkverbindungen des Körper ausgeführt werden einschließend, jedoch nicht darauf beschränkt, solche Verfahren wie sie bei den Wirbelsäulengelenken oder anderen nicht-synovialen Gelenken angewendet werden. Arthroskopisch operative Verfahren können umfassen: teilweise oder komplette Meniskusentfernung am Kniegelenk, vor allem umfassend Meniskuszystektomie; laterale retinakulare Entfernung am Kniegelenk; Entfernung des vorderen und hinteren Kreuzbandes oder Überreste davon; labrale Rissresektion, Akromioplastik, Schleimbeutelentfernung und subakromiale Dekompression des Schultergelenkes; vordere Entfernung des Unterkiefergelenkes; Synovektomie, Knorpel-Debridement, Chondroplastik, Durchtrennung intraartikularer Adhäsionen, Fraktur und Sehnen-Debridement wie bei einigen Synovialgelenken des Körpers angewandt; Veranlassen von thermischem Schrumpfen der Kapselgelenke als Behandlung bei wiederkehrender Luxation, Subluxation oder repetitivem Stresstrauma an irgendeinem verbundenen Gelenk des Körpers; sowohl Diszektomie bei der Behandlung eines Diskpro lapses als auch als Teil einer Spinalfusion über eine Vor- oder Nachbehandlung an der Halswirbel-, Brustwirbel- und Lendenwirbelsäule oder irgendein anderes Fasergelenk für ähnliche Zwecke; Exzision von erkranktem Gewebe; und Hämostasis.
Das Instrument der Erfindung ist auch nützlich für Sezierung, Resektion, Verdampfung, Trocknung und Koagulation von Gewebe und Kombinationen dieser Funktionen, insbesondere bei der Anwendung in der urologischen Endoskopie (Urethroskopie, Zystoskopie, Ureteroskopie und Nephroskopie) und perkutaner Chirurgie. Urologische Verfahren können umfassen: Elektroverdampfung der Prostatadrüse (EVAP) und andere Varianten der Verfahren die gewöhnlich bezeichnet werden als transurethrale Resektion der Prostata (TURP) umfassend, aber nicht beschränkt auf interstitielle Ablation der Prostatadrüse über eine perkutane oder perurethrale Route, das bei gutartigen oder bösartigen Krankheiten durchgeführt wird; transurethrale oder perkutane Resektionen von Harntrakttumoren wie sie entstehen können als primäres oder sekundäres Neoplasma und wie sie weiterhin irgendwo im Harntrakt entstehen können aus den Kelchen der Niere zu den externen urethralen Gängen; Durchtrennung von Verengungen wie sie an der Pelviureterik-Verbindung (PUJ) entstehen können, Harnleiter, ureterale Öffnung, Blasenhals oder Harnröhre; Korrektur der Schrumpfung der Harnleiterzyste durch Blasendivertikulum, Zystoplastik-Verfahren wie sie Abhilfe bei Entleerungsfehlfunktionen betreffen; thermisch verursachte Schrumpfung des Beckenbodens als eine Korrektur-Behandlung für Blasenhalssenkung; Ausschneidung von erkranktem Gewebe; und Hämostasis.
Chirurgische Verfahren, welche das Instrument der Erfindung verwenden, umfassen das Einführen der Elektrodenbaugruppe an den chirurgischen Ort entweder durch einen künstlichen Kanal (Kanüle) oder durch einen natürlichen Kanal, der an einem anatomischen Körperhohlraum oder Raum oder an einem chirurgisch erzeugten Hohlraum vorliegt. Der Hohlraum oder Raum kann wäh rend des Verfahrens unter Verwendung eines Fluids aufgebläht werden oder kann auf natürliche Weise offengehalten werden durch anatomische Strukturen. Der chirurgische Ort kann in einem kontinuierlichen Fluss eines leitfähigen Fluids wie einer Salzlösung eingetaucht sein um den Hohlraum zu füllen und aufzublähen. Das Verfahren kann das gleichzeitige Betrachten des Ortes über ein Endoskop oder unter Verwendung eines indirekten Visualisierungsmittels sein.
Die Erfindung stellt auch eine Elektrodeneinheit für ein elektrochirurgisches Gerät zur Bearbeitung von Gewebe beim Vorhandensein eines elektrisch leitfähigen fluiden Mediums bereit, wobei die Elektrodeneinheit einen Schaft aufweist, welcher an einem Ende Mittel zum Verbinden mit einem Gerätehandteil besitzt und eine an dem anderen Ende des Schaftes befestigte Gewebebearbeitungselektrode, wobei die Gewebebearbeitungselektrode ausgebildet ist, um Taschen zum Fangen von elektrisch leitfähigem Fluid und Dampf festzulegen.
Die Erfindung stellt ferner eine Elektrodeneinheit für ein elektrochirurgisches Gerät zur Bearbeitung von Gewebe beim Vorhandensein eines elektrisch leitfähigen fluiden Mediums bereit, wobei die Elektrodeneinheit einen Schaft umfasst, welcher an einem Ende Mittel zum Verbinden mit einem Gerätehandteil aufweist und eine an dem anderen Ende des Schaftes befestigte Gewebebearbeitungselektrode, wobei die Gewebebearbeitungselektrode aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist und mit einem widerstandsfähigen interten Material beschichtet ist, welches die lokale Leistungsdichte innerhalb der Gewebebearbeitungselektrode erhöht.
Vorteilhaft schließt der Hochfrequenzgenerator Steuermittel zum Variieren der an die Elektroden gelieferten Ausgangsleistung ein. Vorzugsweise ist das Steuermittel derartig, dass Ausgangsleistung in einem ersten und einem zweiten Ausgangsbereich bereitgestellt wird, wobei der erste Ausgangsbereich zur Versor gung des elektrochirurgischen Instrumentes zur Gewebetrocknung ausgelegt ist und der zweite Ausgangsbereich zur Versorgung des elektrochirurgischen Instrumentes zur Gewebeentfernung durch Verdampfung. Der erste Ausgangsbereich verläuft zweckmäßigerweise von etwa 150 Volt bis 200 Volt und der zweite Ausgangsbereich von etwa 250 Volt bis 600 Volt, wobei die Spannungen Spitzenspannungen sind.
Die Erfindung wird nun mit größerer Genauigkeit durch das Beschreiben von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert, wobei:
1 eine schematische Seitenansicht einer Elektrodeneinheit ist, welche das Verwenden einer solchen Einheit für die Gewebeentfernung durch Verdampfung zeigt;
2 eine schematische Ansicht ist, welche eine elektrochirurgische Vorrichtung zeigt, die gemäß der Erfindung gestaltet ist;
3 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines distalen Endes einer ersten Form einer Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung;
4 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer zweiten Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung;
5 ist eine schematische Seitenansicht einer modifizierten Elektrodenbaugruppe ähnlich zu der aus 4;
6 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer dritten Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung;
7 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer vierten Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung;
8 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer fünften Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung; und
9 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer sechsten Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung;
10 ist eine schematische Seitenansicht einer Elektrodenbaugruppe einer siebten Form von Elektrodeneinheit gemäß der Erfindung; und
11 und 12 sind schematische Seitenansichten eines distalen Endabschnittes einer Elektrodenbaugruppe ähnlich zu der von 7, welche verschiedene Stadien bei der Bildung einer Dampftasche um die leitfähigen Elektrodenfilamente herum zeigt.
Jede der oben beschriebenen Elektrodeneinheiten ist zur Verwendung mit einem elektrisch leitfähigen Fluidmedium wie einer normalen Salzlösung bestimmt, und jedes Instrument weist eine duale Elektrodenstruktur auf, wobei das leitfähige Medium als Leiter zwischen dem bearbeiteten Gewebe und einer der Elektroden wirkt, wobei diese Elektrode hier als Rückelektrode bezeichnet wird. Die andere Elektrode wird direkt an das Gewebe angelegt und wird hier als (aktive) Gewebebearbeitungselektrode bezeichnet.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt 2 eine elektrochirurgische Vorrichtung umfassend einen Generator 1 mit einer Ausgangsbuchse 2, die eine Hochfrequenz(RF)-Ausgabe für ein Instrument in Form eines Handteils 3 über ein Verbindungskabel 4 bereitstellt. Die Aktivierung des Generators 1 kann durch das Handteil 3 über eine Steuerverbindung in dem Kabel 4 ausgeführt werden, oder mittels einer gezeigten Fußschaltereinheit 5, die getrennt an der Rückseite des Generators 1 durch ein Fußschalterverbindungskabel 6 verbunden ist. In der veranschaulichten Ausführungsform besitzt die Fußschaltereinheit 5 zwei Fußschalter 5a und 5b zum Auswählen einer Trocknungsbetriebsart beziehungsweise einer Verdampfungsbetriebsart des Generators 1. Die Generatorfrontplatte weist Taster 7a beziehungsweise 7b zum Einstellen der Trocknungs- beziehungsweise Verdampfungs-Leistungspegel auf, welche in einem Display 8 angezeigt werden. Taster 9 sind als sich ausschließende Mittel vorgesehen zum Auswählen der Trocknungs- beziehungsweise Verdampfungsbetriebsart. Das Handteil 3 ist mit einer entfernbaren Elektrodeneinheit E versehen, wie die unten beschriebenen Elektrodeneinheiten E1 bis E7.
3 zeigt das distale Ende der ersten Form von Elektrodeneinheit E1 zum lösbaren Befestigen an das Handteil 3 des elektrochirurgischen Instrumentes. Die Elektrodeneinheit E1 ist mit einer Elektrodenbaugruppe an deren distalem Ende ausgebildet, wobei die Elektrodenbaugruppe eine zentrale (aktive) Gewebebearbeitungselektrode 31 und eine röhrenförmige Rückelektrode 32 aufweist. Die aktive Elektrode 31 ist aus einem verdrillten Metall wie Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder einer Platinlegierung wie Platin/Iridium, Platin/Kobalt oder Platin/Wolfram hergestellt und die Rückelektrode 32 besteht aus einer Edelstahlröhre. Die Rückelektrode 32 ist vollständig durch eine Isolationshülle 33 aus Polyimid eingehüllt. Die Rückelektrode 32 erstreckt sich über die gesamte Länge des elektrochirurgischen Instrumentes und bildet den Schaft des Instrumentes. Damit wird die Rückelektrode 32 aufgrund der thermischen Leitung entlang dieser bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur gehalten.
Die Elektroden 31 und 32 werden mit einem Strom aus dem Hochfrequenz(RF)-Generator 1 versehen, wobei die Rückelektrode 32 direkt mit dem Generator verbunden ist und die aktive Elektrode 31 über einen Kupferleiter 34 verbunden ist. Der Generator kann wie in der Beschreibung der parallelen europäischen Patentanmeldung EP 96304558.8 gestaltet sein. Die aktive Elektrode 31 wird innerhalb der Rückelektrode 32 mittels eines keramischen Isolators/Abstandshalters 35 mittig gehalten. Der Isolator/Abstandshalter 35 weist einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 35a auf, welcher den Übergang zwischen der aktiven Elektrode 31 und dem Leiter 34 umgibt und die benachbarten Bereiche dieser beiden Elemente, sowie vier sich radial erstreckende, gleich beabstandete Flügel 35b, welche die innere umfängliche Wand der Rückelektrode 32 berühren um den Isolator/Abstandshalter und damit die aktive Elektrode 31 mittig innerhalb der Rückelektrode zu halten.
Eine Röhre 36 aus einem Isolationsmaterial wie PTFE weist eine Friktionspassung um das proximale Ende des zylindrischen Abschnittes 35a des Isolators/Abstandshalters 35 auf und erstreckt sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Instrumentes. Die Röhre 36 legt zusammen mit der Rückelektrode 32 einen koaxialen Speisekanal 37 für die Salzlösung fest, wobei das Innere der Röhre 36 einen Rückkanal 38 für die Salzlösung festlegt. Bei der Verwendung wird Salzlösung unter Gravitation (kein Pumpen erforderlich) in den Kanal 37 gespeist und Salzlösung wird über den Kanal 38 und Öffnungen (nicht gezeigt) in dem zylindrischen Abschnitt 35a des Isolators/Abstandshalters 35 mittels Saugen entfernt. Vorzugsweise wird das Saugen mittels einer geräuscharmen Pumpe (nicht gezeigt) wie einer Flügelpumpe oder eine Membranpumpe ausgeführt anstatt durch die Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsflügelrades. Da die zu der Pumpe führende Röhre intermittierend kleine Mengen von Salzlösung beinhalten kann, ist ein großes Vakuum (wenigstens 500 mbar) erforderlich. Die Menge von zu entfernendem Gas und zu entfernender Flüssigkeit ist jedoch verhältnismäßig gering und dies erlaubt die Verwendung einer Pumpe mit bewegtem Flügel oder einer Membranpumpe, obwohl auch eine Peristaltikpumpe mit großem Volumen verwendet werden kann.
Um das Erfordernis einer Pumpensterilisation zu umgehen, kann die Pumpe mittels einer Einweg-Fluidfalle (nicht gezeigt) betrieben werden, welche ein 10 μm PTFE Filter umfasst. Dieses Filter verhindert, dass Fluid- und Gasteilchen durch die Pumpe eingezogen werden und dessen Arbeitsbereich und die Umgebung konterminieren.
Das oben beschriebene Instrument ist zum Verwenden in offenen luft- oder gasgefüllten Umgebungen bestimmt, in Körperfluiden, oder durch Einführung in Gewebe durch die Erzeugung einer leitfähigen Fluidumgebung um die Spitze des Instrumentes. Das Instrument ist derartig eingerichtet, dass es möglich ist, ein lokales Salzlösungsgebiet am distalen Ende des Instrumentes zu erzeugen. Das Instrument kann deshalb verwendet werden für laparoskopische Anwendungen. Bei der Verwendung wird eine Salzlösung über den Kanal 37 in die aktive Elektrode 31 gespeist, wobei die Salzlösung ein leitendes Medium bereitstellt um als leitfähiger Pfad zwischen dem bearbeiteten Gewebe und der Rückelektrode 32 zu bewirken. Durch Verändern der Ausgabe des Generators 1 kann das Instrument verwendet werden zur Gewebeentfernung über Verdampfung, zum Schneiden oder zum Trocknen. In jedem Fall wird die Salzlösung bis zu der Gleichgewichtstemperatur aufgeheizt, wenn diese in Kontakt zur aktiven Elektrode 31 steht, wobei die Gleichgewichtstemperatur von der Ausgangsleistung des Generators 1 und der Flussrate der Salzlösung abhängt. Da frische Salzlösung über den Kanal 37 zu der aktiven Elektrode 31 gespeist wird, wird die Außentemperatur des Schaftes im Gleichgewicht bei der gleichen Temperatur wie die der umgebenden Salzlösung gehalten. Da die Isolationshülle 33 die äußere Oberfläche der Rückelektrode 32 vollständig abdeckt, wird ein versehentlicher Kontakt zwischen der Rückelektrode und dem Ge webe verhindert.
Einer der Vorteile bei der Verwendung einer niedrigen Flussrate der Salzlösung ist, dass die Salzlösungstemperatur den Siedepunkt erreichen kann. Da jedoch ein kontinuierlicher Fluss von Salzlösung vorliegt, besteht ein Temperaturgradientenanstieg in der Salzlösung von der Rückelektrode 32 zu der aktiven Elektrode 31. Dieser Temperaturgradient ist wichtig, da die heißere Salzlösung benachbart zu der aktiven Elektrode 31 die Leistungsschwelle vermindert, welche notwendig ist um Verdampfung zu erreichen. Obwohl das Erfordernis für die Flussrate auf der Basis der Eingangsleistung gerechnet werden kann, hat die Flexibilität des Generators 1 bei der Beibehaltung der optimalen Leistungsdichte zur Folge, dass die Flussrate nicht kritisch ist. Wenn der Generator 1 beispielsweise auf 100 Watt eingestellt ist, wird die maximale Flussrate wie folgt berechnet: Flussrate = Leistung/spezifische Wärmekapazität = 100/4,2 × 75 cm3/s = 0,32 cm3/s = 19 cc/min.
Dies setzt eine ursprüngliche Temperatur der Salzlösung von 25°C und eine Wärmekapazität von 4200 J/kg/°C voraus.
Obwohl während der Verdampfung Salzlösung in den Dampfzustand gebracht wird, ist nur der Dampf um die aktive Elektrode 31 stabil. Somit kann die absorbierte Energie aufgrund der latenten Verdampfungswärme ignoriert werden, da diese Energie durch frisch ankommende Salzlösung zurückgewonnen wird.
Ein weiterer wichtiger Umstand ist der, dass aufgrund des sehr kurzen Kreises in der Salzlösung, der Strom als entlang einer Anzahl von unterschiedlichen Pfaden fließend angesehen werden kann, welche deshalb nicht die gleiche Leistungsdichte besitzen. Folglich kann aufgrund der ungleichen Leistungsdichte in nerhalb der Salzlösungsumgebung Verdampfung bei Flussraten auftreten, die höher als das berechnete Maximum liegen. Das Ausmaß der entlang der Länge der aktiven Elektrode 31 auftretenden Verdampfung wird jedoch von der Flussrate abhängen.
Da die Salzlösung durch die aktive Elektrode 31 geheizt wird, schädigt diese möglicherweise das Gewebe, da es eine thermische Nekrose verursachen kann. Es ist deshalb wichtig, dass die gesamte geheizte Salzlösung wiedergewonnen und von dem Patienten weggenommen wird bevor es benachbart zu dem Anwendungsort in Kontakt mit dem Gewebe kommt. Aus diesem Grund wird eine Absaugung von der aktiven Elektrode 31 in ein Verbrauchsreservoir (nicht gezeigt) durchgeführt. Durch die Sicherstellung, dass die Absaugung im Übermaß auftritt, kann keine Salzlösung aus dem Bereich der aktiven Elektrode 31 auf andere Weise entkommen als über den Rückkanal 38 der Salzlösung. Jede Salzlösung, welche transversal über den äußeren Schaft entweicht, fällt von dem Strompfad weg und wird somit nicht erhitzt. Die Priorität besteht somit darin, sicherzustellen, dass die heißeste Salzlösung entfernt wird. Da der thermische Gradient benachbart zu der aktiven Elektrode 31 maximal ist, ist dies der geeignetste Austrittspunkt für die Salzlösung. Aus diesem Grund tritt die Salzlösung durch den zylindrischen Abschnitt 35a des Isolators/Abstandshalters 35 aus.
Eine weitere wichtige Betrachtung bei der Entscheidung über den Entleerungspunkt für die Salzlösung ist die Möglichkeit der Blockade des Austrittspunktes. Dies könnte auftreten, wenn geschnittenes oder verdampftes Gewebe in Form von freien kleinen Gewebepartikeln leicht den Austritt blockieren kann. Der Austrittspunkt ist deshalb als Punkt an der aktiven Elektrode 31 mit der höchsten Energiedichte ausgewählt. Diese Maßnahme stellt sicher, dass jedes sich dem Austrittspunkt näherndes Gewebe augenblicklich in Lösung verdampft wird, wodurch die Möglichkeit zur Blockade verhindert wird.
Ein weiterer bedeutender Vorteil bei der Sicherstellung eines hohen Grades der Absaugung während der Gewebeentfernung durch Verdampfung ist, dass jedweder Dampf, welcher nicht durch die Salzlösung absorbiert wurde, auch entfernt wird. Dies ist wichtig, da Dampf fähig ist, lebensfähige biologische Teilchen zu übertragen, was zu Infektionen führen kann.
Wie oben erwähnt, ist die Schwelle für die Verdampfung nicht genau definiert. Wenn das Instrument in einem statischen leitfähigen Medium betrieben wird, dann ist die Verdampfungsschwelle genau durch einen Impedanzschaltpunkt bestimmt, bei welchem die Elektrodenimpedanz plötzlich als Folge von um die aktive Elektrode 31 gebildeten Dampftaschen steigt. Diese Schwelle hängt normalerweise von den Dissipationsmechanismen in der Salzlösung ab. In einer statischen Umgebung ist der Dissipationsmechanismus durch Konvenktionsströme innerhalb der Salzlösung vorherrschend. Unter diesen Umständen wird die Verdampfungsschwelle dadurch festgelegt, dass die Eingangsleistung in dem aktiven Elektrodenbereich größer ist als die Dissipation aus der Salzlösung. In der oben beschriebenen Ausführungsform wird jedoch die Salzlösung um die aktive Elektrode 31 kontinuierlich aufgefrischt. Falls nicht, wäre der einzige Dissipationsmechanismus die latente Verdampfungswärme und die Salzlösung würde schnell verdampfen. Durch das Bereitstellen eines Flusses wird die Leistungspegelschwelle erhöht. Die Leistungspegelschwelle hängt jedoch von der Auffrischrate der Salzlösung an der äußersten Peripherie der aktiven Elektrode 31 ab. Die Auffrischrate an dieser Grenzschicht kann durch Ändern der Oberflächenbehandlung der aktiven Elektrode 31 modifiziert werden. Wenn beispielsweise die aktive Elektrode 31 eine glatte Oberfläche aufweist, würde die Salzlösung schnell aufgefrischt werden, da eine hohe Flussrate eingestellt wäre. Wenn jedoch die aktive Elektrode 31 eine unregelmäßige Oberfläche besitzt, wird die Auffrischrate der Taschen innerhalb der ungleichförmigen Oberfläche verringert. Somit fängt die ungleichförmige Oberfläche Salzlösung (oder verzögert zumindest die Auffrischung) und Dampf, und somit wird mehr Leistung vor dem Austausch absorbiert. Mit anderen Worten wird die Leistungsschwelle durch die ungleichförmige Oberfläche der aktiven Elektroden herabgesetzt. Dies ist eine höchst wünschenswerte Eigenschaft, da das Erfordernis für die Elektrodenleistung wesentlich abnimmt ohne nachteiligen Effekt auf die Gewebewirkung. Die Schwellleistung wird weiter erniedrigt, da die aktive Elektrode 31 so konstruiert ist, dass sie eine Kapillarwirkung bereitstellt. Somit wird die Aktivelektrode auch in dem Verdampfungszustand intermittierend benetzt. Durch Sicherstellung dieser Benetzung wird die ganze aktive Elektrode 31 durch Kapillarwirkung benetzt, wodurch eine fortwährende Dampfquelle vorliegt, welche das intermittierende Benetzen minimiert und so weiter die Leistungsanforderungen vermindert.
Die Rückelektrode 32 weist eine glatte polierte Oberfläche auf, welche kein Hindernis für Konvektionsströme darstellt. Folglich besitzt die Rückelektrode 32 eine konstant ändernde Salzlösungsgrenzschicht, welche mit einer hohen Rate ausgetauscht wird, womit die Rückelektrode eine hohe Leistungsschwelle aufweist. Darüber hinaus bildet die Rückelektrode 32 eine Kantenoberfläche des Speisekanals 37 der Salzlösung, sodass ein turbulenter Fluss von Salzlösung entlang der Rückelektrode vorliegt. Dies führt zu einem sehr schnellen Austausch der Grenzschicht, wobei die Elektrode 32 selbst durch den Fluss gekühlt wird. Die resultierende Erhöhung der Leistungsschwelle der Rückelektrode 32 bedeutet, dass Verdampfung nie an der Rückelektrode auftreten kann. Tatsächlich wird auf diese Weise die Leistungsschwelle der Rückelektrode 32 erhöht, sodass sie bedeutend die maximal verfügbare Leistung übersteigt. Dies stellt sicher, dass auch wenn die Rückelektrode teilweise bedeckt ist oder der Fluss der Salzlösung verhindert wird, die Leistungsschwelle an der Rückelektrode nie erreicht wird. Da die Leistungsschwelle zur Verdampfung an der Rückelektrode 32 nicht erreicht werden kann, besteht keine Gefahr, dass Gewebe durch die Rückelektrode verdampft wird. Somit wird begleitende Gewebebe schädigung verhindert. Da der Austrittskanal 38 der Salzlösung sich innerhalb der Rückelektrode 32 befindet, wird die heißeste Salzlösung wirksam entfernt, wodurch Gewebebeschädigung durch die aktive Elektrode 31 verlassende Fahnen von erhitzter Salzlösung ausgeschlossen sind.
Durch Verändern der Ausgabe des Generators 1 kann die Elektrodeneinheit E1 auch zum Trocknen (oder Koagulation) verwendet werden. In diesem Fall wird der Generator 1 so angesteuert, dass kleine Dampfblasen an der Oberfläche der aktiven Elektrode 31 gebildet werden, jedoch unzureichend Dampf erzeugt wird zur Bereitstellung einer Dampfblase, welche die Spitze der aktiven Elektrode umgibt, wobei diese Dampfblase wesentlich für die Gewebeentfernung durch Verdampfung ist.
Der Generator 1 wird in einer solchen Art und Weise gesteuert, dass er entsprechende Ausgangsbereiche zur Gewebetrocknung und zum Gewebeentfernen durch Verdampfung besitzt. Der erste Bereich verläuft von 150 Volt bis 200 Volt und der letzte Bereich verläuft von 250 Volt bis 600 Volt, wobei die Spannung Spitzenspannungen sind. In der Verdampfungsbetriebsart wird der Generator 1 angesteuert um ein Überhitzen der aktiven Elektrode 31 zu verhindern. Dies erfordert eine Verminderung der Ausgangsspannung des Generators 1 sobald sich eine Dampftasche entwickelt hat. Der Generator 1 und dessen Steuerungsmittel sind ausführlicher in der Patentschrift des europäischen Patentes EP 754437 beschrieben.
Die Koagulation mit dieser Elektrode ist zu der einer herkömmlichen bipolaren Elektrode stark verbessert. Der Grund ist zweifach. Erstens wird der Koagulationsmechanismus nicht lediglich durch einen elektrischen Strom in dem Gewebe verursacht, sondern auch durch die erhitzte Salzlösung. Zweitens ist unter normalen Umständen die Elektrodengrenzfläche die schwächste Verbindung bei der Bereitstellung elektrischer Leistung an das Gewebe, da dies der Punkt höchster Leistungsdichte ist und so mit eine Leistungsgrenze darstellt. Wenn ein Leistungspegel zu hoch angegangen wird, wird das Gewebe an der Grenzfläche schnell getrocknet, sehr viel schneller als an dem größeren Querschnitt des Gewebes, welches den verbleibenden Kreis bildet. Wenn eine geringere Leistung ausgewählt ist, kann die Grenzfläche den Temperaturanstieg durch andere Mechanismen als Verdampfen dissipieren. Folglich bleibt die Grenzfläche länger intakt, und so kann eine größere Tiefenwirkung erreicht werden. In dieser Ausführungsform ist die elektrische Grenzfläche aufgrund der Salzlösung sehr viel stärker, und es ist nicht möglich, das Zielgebiet vollständig zu trocknen. Somit kann Leistung mit einer höheren Rate und über eine längere Zeitdauer bereitgestellt werden, was zu einer Tiefenwirkung führt, welche rein zeit- und leistungsabhängig ist.
Die Steuerung der Verdampfungsschwelle ist ein wichtiger Gesichtspunkt einer solchen aktiven multifunktionalen Elektrode, wobei die aktive Elektrode zur Trocknung maximiert ist, während sie weiterhin für die Verdampfungs- oder Schneidfunktion geeignet ist durch das Zurückhalten von Dampftaschen und aufgeheizte Salzlösung in den Zwischenräumen der aktiven Elektrode.
Wie oben erwähnt ist das Verhältnis der Kontaktflächen von der Rückelektrode und der aktiven Elektrode ein wesentliches Merkmal der Gestaltung eines bipolaren elektrochirurgischen Instrumentes. Dieses Verhältnis sollte hoch sein für die Verdampfung und niedrig für die Trocknung. Ein Ausgleich muss deshalb bei multi-funktionalen Elektroden getroffen werden. Die Elektrodeneinheit E1 erreicht diesen Ausgleich durch die Minimierung des Verhältnisses, um eine wirkungsvolle Trocknung sicherzustellen und durch die Bereitstellung einer Steuerung der Verdampfungsschwelle um wirkungsvolle Verdampfung sicherzustellen.
4 zeigt die Elektrodenbaugruppe der zweiten Art von Elektrodeneinheit E2. Diese Einheit E2 weist einen Schaft (nicht dargestellt) zum lösbaren Befestigen der Einheit an das elektrochirurgische Instrumentenhandteil 3 auf. Die Elektrodenbaugruppe ist an dem distalen Ende des Schaftes angeordnet, wobei Mittel (nicht dargestellt) an dem anderen Ende des Schaftes zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Elektrodenbaugruppe an das Handteil 3 vorgesehen sind.
Die Elektrodenbaugruppe umfasst eine zentrale (aktive) Gewebekontaktelektrode 41, welche an dem äußersten distalen Ende des Instrumentes freigelegt ist. Die aktive Elektrode 41 ist aus verdrillten Fasern eines Metalls wie Wolfram oder einem Edelmetall wie Platin oder einer Platinlegierung wie Platin/Kobalt, Platin/Iridium oder Platin/Wolfram hergestellt. Die aktive Elektrode 41 ist elektrisch durch einen zentralen Leiter (nicht dargestellt) mit dem HF-Generator verbunden. Die Isolationsbuchse 42 umgibt die aktive Elektrode 41 und den inneren Leiter, wobei das distale Ende der Isolationsbuchse proximal zu dem freigelegten Teil der Elektrode 41 freigelegt ist. Die Buchse 42 ist aus einem keramischen Material, Silikongummi oder Glas hergestellt. Eine Rückelektrode 43 umgibt die Buchse 42, wobei die Rückelektrode die Form einer Edelstahlröhre besitzt. Die Rückelektrode 43 wird durch den distalen Endabschnitt des Schaftes des Instruments gebildet und ist elektrisch mit dem HF-Generator verbunden. Eine äußere Isolationsschicht aus Polyamid (nicht dargestellt) umgibt den Abschnitt des Schaftes benachbart zur Rückelektrode 43.
Die Elektrodeneinheit E2 der 4 ist bestimmt für Gewebeentfernung durch Verdampfung innerhalb eines Aufblähmediums in Form einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit wie einer Salzlösung. In diesem Fall ist die zum Erreichen der Verdampfung notwendige Leistungsschwelle von der Dissipationsfähigkeit der aktiven Elektrode 41 und von den Fließeigenschaften um sie herum abhängig. Da die Elektrodenbaugruppe in Salzlösung eingetaucht ist, findet Leistungsdissipation durch eine Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie statt. Die erhitzte Salzlösung steigt als Fahne von der aktiven Elektrode 41 durch Kon vektion auf. Unter diesen Bedingungen hängt die Leistungsschwelle für Verdampfung von der maximalen Konvektionsrate von der aktiven Elektrode ab.
Die höchste Leistungsdichte liegt an der Oberflächengrenze der aktiven Elektrode 41 vor. Die Leistungsdichte fällt mit einer Rate proportional zu 1/d² ab, wobei d der Abstand zur aktiven Elektrode 41 ist. Somit bestimmt die Salzlösung an der Oberfläche der Elektrode 41 die Leistungsschwelle. Die Austauschrate der Salzlösung durch Konvektion und Leitungsverluste an diesem Punkt bestimmen die Leistungsschwelle. Sobald diese Grenzschicht verdampft, stabilisiert sich die Verdampfung an der Elektrode 41 mit einem niedrigeren Leistungspegel.
Die ungleichförmige Oberfläche der aktiven Elektrode 41 fängt Salzlösung und absorbiert somit mehr Leistung, bevor die Salzlösung ausgetauscht wird. Eine hoch polierte aktive Elektrode würde aufgrund der Konvektionsströme, welche deren Oberfläche „Waschen" eine sich konstant ändernde Salzlösungsgrenzschicht aufweisen. In diesem Fall würde die Grenzschicht bei einer hohen Rate ausgetauscht werden, sodass eine hohe Leistungsschwelle vorliegen würde. Die unregelmäßige Oberfläche der aktiven Elektrode 41 führt jedoch zum Fangen von Salzlösung (und Dampf), sodass die Grenzschicht aus Salzlösung mit einer niedrigen Rate geändert wird. Somit bestimmt die unregelmäßige Oberfläche der aktiven Elektrode 41 eine Anzahl von Spitzen und Mulden. Die Salzlösung an der Grenzschicht der Spitzen wird leicht durch Konvektionsströme ausgetauscht. Die Konvektion von Salzlösung in den Mulden wird jedoch erschwert. Somit wird die Salzlösung in den Mulden nicht so schnell ausgetauscht und wird somit mehr Leistung absorbieren, bevor sie ausgetauscht wird. Mit anderen Worten erniedrigt sich die Leistungsschwelle durch die ungleichförmige Oberfläche der aktiven Elektrode 41. Wie bei der Ausführungsform von 2 ist dies wünschenswert, da die Anforderung bezüglich der Elektrodenleistung wesentlich abfällt, ohne dass die Gewebeleistung nachteilig beeinflusst wird. Die Schwellenleistung wird weiter reduziert, da die aktive Elektrode 41 konstruiert ist, um eine Kapillarwirkung bereitzustellen. Somit wird sogar in einem Verdampfungszustand die aktive Elektrode 41 zeitweilig benetzt. Durch die Sicherstellung dieser Benetzung wird die aktive Elektrode 41 vollständig durch Kapillarwirkung benetzt, womit eine stetige Quelle von Dampf vorliegt, welche die stetige Benetzung minimiert und somit die Leistungsanforderung weiter vermindert.
Bei der Elektrodeneinheit E2 der 4 sind die Fasern, wie dargestellt, locker verdrillt, sodass benachbarte Fasern einander an beabstandeten Positionen berühren oder überhaupt nicht. Solch eine Struktur führt zu einer Reihe von Öffnungen in der Elektrode, welche mit einem zentralen axialen Hohlraum innerhalb der Elektrodenstruktur verbunden sind, der entlang der Längsachse der Elektrode liegt. Um das Ausfransen der Elektrode an deren Spitze zu verhindern, sind die distalen Enden der Fasern miteinander durch Schweißen oder ein anderes Schmelzverfahren miteinander verbunden.
Bezugnehmend auf 5 weist in einer Variante der in 4 dargestellten Ausführungsform eine alternative Elektrodeneinheit E3 eine Mehrzahl von leitfähigen Fasern auf, welche verdrillt oder auf andere Weise fest miteinander verschränkt sind, sodass benachbarte Fasern fest gegeneinander pressen, was verursacht, dass alle entlang der Längsachse der Elektrode liegenden Hohlräume innerhalb der verdrillten Struktur klein oder nicht existent sind. In dieser Ausführungsform sind alle Taschen zum Fangen von leitfähigem Fluid an der äußeren Oberfläche der Elektrode angeordnet in oder entlang der Verbindungen zwischen benachbarten Fasern. Das bevorzugte Material für die Fasern ist eine Legierung auf Platin und Iridium. Die dicht gewundene Konfiguration stellt eine starrere Struktur wie die in 4 dargestellte Elektrodeneinheit E2 bereit. Wiederum sind die Fasern an den äußersten distalen Enden der Elektrode verschweißt.
Bei einer weiteren alternativen, in den Zeichnungen nicht gezeigten Elektrodenstruktur wird die zentrale (aktive) Gewebebearbeitungselektrode 41 auf einem einzelnen länglichen Stück eines leitfähigen Materials gebildet, das schraubenförmige an seiner äußeren Oberfläche gebildete Wülste um seine Längsachse aufweist, sodass spiralenförmige Wülste um die äußere Oberfläche verursacht sind, wobei die Wülste entweder durch Gießen, maschinelles Herstellen oder durch Verdrillen eines Stücks des Materials (vorzugsweise mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt) um seine Längsachse zur Erzeugung von gewundenen Wülsten um die äußere Oberfläche gebildet sind. Wie vorher erzeugen die Wülste dazwischen Taschen. Die Bildung von gewundenen Wülsten aus einem länglichen Stück eines Materials mit nicht kreisförmigem Querschnitt kann durch Verdrillen des Materials ausgeführt werden, sodass die Wülste in der gleichen Art hergestellt werden wie die an einem elastischen Band gebildeten Wülste, das um seine eigene Achse verdrillt ist.
Die oben beschriebenen Alternativen zu den verdrillten und verschränkten Strukturen der 4 können auch in der Ausführungsform der 3 verwendet werden.
6 bis 8 zeigen modifizierte Versionen E4 bis E6 der Elektrodeneinheiten E2 und E3 der 4 und 5, wobei gleichartige Bezugszeichen für ähnliche Teile verwendet sind und nur die Modifikationen ausführlich beschrieben werden. Die Elektrodeneinheit E4 der 6 umfasst eine aktive Elektrode 51 in Form einer schraubenförmigen Spule, wobei die aktive Elektrode aus Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder einer Platinlegierung wie Platin/Iridium, Platin/Kobalt oder Platin/Wolfram hergestellt ist. Bei der Verwendung wird Salzlösung zwischen benachbarten Windungen der Spule gefangen, sodass sich hier wieder die Trennschicht der Salzlösung mit einer niedrigen Rate ändert, wodurch sichergestellt ist, dass die aktive Elektrode 51 eine niedrigere Leistungsschwelle besitzt. Die aktive Elek trode 51 weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass die Salzlösung innerhalb der Spule selbst gefangen ist, was zu einer weiteren Verminderung des Austauschs der Salzlösung an der Grenzschicht führt und folglich zu einer weiteren Verminderung der Leistungsschwelle.
7 zeigt eine Elektrodeneinheit E5 mit einer aktiven Elektrode 61 in Form einer Bürste, welche durch eine Mehrzahl von Filamenten aus Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder einer Platinlegierung wie Platin/Iridium, Platin/Kobalt oder Platin/Wolfram gebildet ist. Bei der Verwendung wird Salzlösung innerhalb der Fasern der Filamente gefangen, was wiederum zu einer Verminderung des Austauschs von Salzlösung an der Grenzschicht führt und zu einer Verminderung der Leistungsschwelle. Die Filamente der Bürstenelektrode 61 stellen auch eine Kapillarwirkung bereit, wodurch sich die Leistungsschwelle weiter vermindert.
Die Elektrodeneinheit E6 der 8 ist ähnlich zu der von 6 mit einer aktiven Elektrode 51 in Form einer Spule aus Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder einer Platinlegierung wie Platin/Iridium, Platin/Kobalt oder Platin/Wolfram hergestellt. In dieser Ausführungsform ist die Isolationsbuchse 42 mit einer bogenförmigen Erstreckung 42a ausgeführt, welche einen Schirm bildet. Die innere Oberfläche des Schirms 42a überdeckt eng die Windungen der Elektrodenspule 51 über etwa die Hälfte ihres Umfangs. Der Schirm 42a verhindert somit einen Konvektionsstromfluss, wodurch sich die Fähigkeit der Elektrodenbaugruppe erhöht, Salzlösung zu fangen, was zu einer weiteren Erniedrigung der Leistungsschwelle führt. Diese Elektrodenbaugruppe profitiert von einem Sekundärmechanismus. Während des Verdampfungszustandes werden bei der Gewebezerstörung gasförmige Produkte erzeugt. Der Schirm 42a fängt diese gasförmigen Produkte, wodurch aufgrund der isolierenden Eigenschaften dieser gasförmigen Erzeugnisse eine Leitung ausgeschlossen wird.
9 zeigt eine weitere Form einer Elektrodeneinheit E7 mit einer aktiven Elektrode 71 der Art einer Laufkugel. Die Laufkugelelektrode 71 ist aus Edelstahl hergestellt und drehbar an einem Arm 72 getragen, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material wie Kupfer hergestellt ist. Der im Wesentlichen halbkugelförmige Schirm 73 ist an dem Arm 72 befestigt um etwa die Hälfte des Bereichs der Laufkugel 71 eng zu umgeben. Der Schirm 73 ist aus einem isolierenden Material wie einem Keramikmaterial, Silikonkautschuk oder Glas. Eine Rückelektrode aus Edelstahl ist an der Seite des Schirms 73 entfernt von der Laufkugel 71 befestigt. Hier fängt wiederum der Schirm 73 Salzlösung zwischen ihrer inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche der Laufkugelelektrode 71, sodass die Leistungsschwelle der aktiven Elektrode vermindert ist. Der Schirm 73 fängt auch Erzeugnisse der Verdampfung um die wirksame Größe der großen aktiven Elektrode 71 zu vermindern. Darüber hinaus ist durch das Ausschließen eines direkten Rückpfades durch die Salzlösung das Verhältnis von Rückfläche zu aktiver Fläche wirksam erhöht. Dieses Merkmal vermindert die für die Verdampfung erforderliche Leistung und ermöglicht die Verwendung einer sehr viel größeren aktiven Elektrode 71 als anderenfalls möglich wäre. Ein weiterer Vorteil des Schirms 73 besteht darin, dass er die unmittelbare Umgebung der aktiven Elektrode 71 von Störungen abschirmt, welche andernfalls durch den Fluss der Salzlösung erzeugt würden.
10 zeigt eine weitere Art von Elektrodeneinheit E8 mit einer aktiven Elektrode 81, welche durch eine Nadelelektrode 81a aus Wolfram, einem Edelmetall wie Platin, oder einer Platinlegierung wie Platin/Iridium, Platin/Kobalt oder Platin/Wolfram, die mit einem leitfähigen keramischen Material 81a beschichtet ist. Die Beschichtung 81a erhöht die Leistungsdissipation der Grenzschicht der Salzlösung durch das Vergrößern der lokalen Leistungsdichte innerhalb der aktiven Elektrode 81. Dies führt zu einer Erhöhung der Grenzschichtimpedanz zwischen der Elektrode 81 und der Salzlösung. Diese Erhöhung der Leistungsdissi pation führt zu einer Verminderung der Leistungsschwelle der Elektrode 81. Dieses Verfahren des Verminderns der Leistungsschwelle einer aktiven Elektrode 81 ist insbesondere in Situationen nützlich, bei welchen die aktive Elektrode notwendigerweise aufgrund der Beschränkungen durch bestimmte Erfordernisse bei der Operation sehr klein ist. Offensichtlich kann die Elektrode 81a mit jedem anderen hoch widerstandsfähigen inerten Material beschichtet sein, wie mit einer hoch widerstandsfähigen Metallplattierung, welche den erhöhten Temperaturen widerstehen können, die mit der Verdampfung des Gewebes verbunden sind. Alternativ kann die lokale Leistungsdichte der Elektrode 81a erhöht werden durch das Besprühen von dieser mit einem porösen isolierenden Material wie einem Keramikmaterial, wobei die Sprühung derart ist, dass Isolationspunkte auf einer leitfähigen Oberfläche erzeugt werden.
Alle Rückelektroden der 4 bis 10 weisen eine glatte polierte Oberfläche auf, welche kein Hindernis für Konvektionsströme darstellt. Wie bei der Ausführungsform von 2 besitzt deshalb jede dieser Rückelektroden eine höhere Leistungsschwelle für Verdampfung, sodass keine Gefahr besteht, dass Gewebe durch die Rückelektrode verdampft wird und keine Gefahr einer zusätzlichen Gewebeschädigung. Die Elektrodenbaugruppe einer jeden dieser Ausführungsformen kann benachbart zu dem Salzlösungsspeiseort eines Endoskop angeordnet sein, sodass die Salzlösung über die Rückelektrode fließt um einen turbulenten Salzlösungsfluss entlang der Elektrode bereitzustellen. Dies würde dazu führen, dass der Austausch der Grenzschicht an der Rückelektrode sehr schnell verläuft und ferner dazu, dass sich die Leistungsschwelle der Rückelektrode erhöht.
Wie obenstehend angegeben erfordern multifunktionale Elektrodeneinheiten eine Steuerung der Verdampfungsschwelle, und ein Minimum für das Verhältnis der Kontaktflächen der Rückelektrode und der aktiven Elektrode. Das minimale Verhältnis hängt von vier wichtigen Kriterien ab, nämlich:

1. der intrinsische Impedanz des Zielgewebes;
2. dem Volumen des Körperhohlraums;
3. dem Aufbau der aktiven Elektrode;
4. der maximale Ausgangsleistung des HF-Generators

Der Aufbau der aktiven Elektrode beeinflusst offensichtlich das Verhältnis, wobei zylindrische Formen das niedrigste Verhältnis für eine vorgegebene Länge darstellen, aber die anderen Faktoren beziehen sich auf die Fähigkeit der Elektrode, Dampfblasen zurückzuhalten. Die Filamente der bürstenartigen Elektroden halten Dampfblasen fest, was behilflich ist, die Verdampfungsbedingungen beizubehalten. Als Folge kann das Verhältnis dieses Typs von Elektrode am niedrigsten von den multifunktionalen Elektroden sein. Wenn die Elektrode mit Anwendungen kombiniert wird, bei welchen das Gewebe eine hohe Impedanz aufweist, ist das Verhältnis ähnlich zu dem für Trocknungsfunktionen, das im Bereich von 1:1 bis 2:1 liegt. Bei festen Elektrodenformen erfordern der Übergang und die Beibehaltung der Verdampfungsbedingung bei ähnlichen Verhältnissen sehr hohe Leistungspegel (größer als 150 Watt bei 1,5 mm Durchmesser) für eine vorgegebene Elektrodengröße. Als Folge muss das Verhältnis für diese Formen in den Bereich von 2:1 bis 3:1 angehoben werden. Das Verändern der äußeren Oberfläche mit einer Reihe von Furchen oder Schnitten, oder durch die Verwendung eines gespulten Drahts um eine ähnliche Form zu erzeugen, unterstützt die Verdampfungsleistung durch das Stimulieren der Zurückhaltung des Dampfs in den Taschen der bürstenartigen Elektroden und erlaubt dadurch eine Reduktion des Verhältnisses.
Eine arthroskopische Elektrode kann als kurz (100 bis 140 mm), starr und mit einem Arbeitsdurchmesser von bis zu 4 mm charakterisiert sein. Sie kann durch einen Stabschnitt in einen Gelenkhohlraum (mit oder ohne Kanal) unter Verwendung der Triangulationstechnik eingeführt werden. Es wird mit einer Bewegung gearbeitet, bei welcher die Elektrode zwischen den 9-Uhr- und 3-Uhr-Positionen des arthroskopischen Bildes bewegt wird. Als Folge wird sich dem zu bearbeitenden Gewebe gewöhnlich unter einem in Bezug zur Achse der Elektrode flachen Arbeitswinkel genähert. Die aktive Elektrode muss deshalb einen Bereich von einer Endenwirkung bis zu einer Seitenwirkung umfassen. Unter bestimmten Umständen ist eine Endenwirkung wünschenswert, insbesondere da eine Endenwirkung bei der Verwendung einer Schabereinrichtung sehr schwierig zu erhalten ist, wobei der Drehpunkt den gewünschten Punkt der Anwendung darstellt. Das zu bearbeitende Gewebe (wie Meniskusknorpel) ist üblicherweise dicht und von hoher elektrischer Impedanz, wobei eine freie Kante des Knorpels den üblichen Verletzungsort darstellt, wo eine Behandlung erforderlich ist. Die Elektrodeneinheiten E1, E2, E3, E4, E5 und E8 sind Elektrodeneinheiten mit Endenwirkung, welche für arthroskopische Verwendungen geeignet sind.
Sowohl die Ansatz- als auch die Seitenwirkungsgestaltung des Isolatormaterials fördert den Eingriff und verhindert unerwünschte, in benachbarten Strukturen auftretende Wirkungen, üblicherweise in die artikulären Oberflächen des Oberschenkelknochens und des Schienbeins. Zusätzlich kann die Ansatz- oder Seitenwirkungselektrodenform (von 8 und 9) auch das Festhalten der Dampftaschen unterstützen und das Kühlen der Salzlösung in der unmittelbaren Nähe der aktiven Elektrode durch den Fluss von Spülungssalzlösung üblicherweise von dem Endoskop verhindern.
Die Gefahr des Aufheizens des Aufblähfluids innerhalb der Gelenkkavität tritt primär während der Anwendung von Leistung auf um die Verdampfungsschwelle zu erreichen. Sobald die Schwelle erreicht ist, fällt das Leistungserfordernis typischerweise um 30 bis 50%. Das Vermindern des Verhältnisses erhöht das Leistungserfordernis um die Grenze zu erreichen, sodass er trotz der hohen Impedanz des Zielgewebes unerwünscht ist, das Verhältnis auf den geringsten Wert zu vermindern, welcher Verdampfung stützen kann. Das Merkmal der Steuerung der Verdampfungs schwelle hält Dampftaschen und erhitzte Salzlösung in den Zwischenräumen der Elektrode fest, und konfiguriert den Isolator zum Vermindern der Wirkung des Spülungsmittelflusses, wodurch unterstützt wird, die Leistung zu vermindern, welche erforderlich ist um Verdampfung zu ermöglichen und damit die Gefahr der unbeabsichtigten Aufheizung zu vermindern.
Als Beispiel fängt die drahtspulenförmige Elektrode der 6 Dampferzeugnisse wie die Elektrode der 8 (eine Seitenwirkungsform mit dem zusätzlichen Merkmal, dass der Isolator den berührungsfreien Bereich der aktiven Elektrode abdeckt). Die Hinzufügung des Merkmals des Isolatorschirms kann die Leistung halbieren, welche erforderlich ist, um die Verdampfungsschwelle zu erreichen.
Bei arthroskopischer Verwendung umfasst die primäre Funktion typischerweise das schnelle Entfernen von dichtem, vaskularem Gewebe. Das Volumen des entfernten Gewebes kann bei einer vorgegebenen Größe der Elektrode durch eine Kombination einer Steuerung der Verdampfungsschwelle und einer Erhöhung der Ausgangsspannung des HF-Generators 1 vergrößert werden. 11 zeigt eine Darstellung der bürstenartigen Elektrode von 8, wobei die Dampfschwelle überschritten ist, wobei eine mit dem Bezug P angegebene Dampfeinhüllende ist um jedes der Filamente gebildet ist. Wenn diese Elektrode an Gewebe, insbesondere an tannenförmigem, dichtem Gewebe wie solchem, das Meniskusknorpel umfasst angewendet wird, wird als Folge der Verdampfung eine Reihe von Furchen in das Gewebe entsprechend jedem der Filamente erzeugt. Ein Erhöhen der HF-Ausgangsspannung wird die Größe der Dampfeinhüllenden um jedes der Filamente erhöhen, da das Festhalten einen in 12 gezeigten Zustand erreichen wird, bei welchem diese verschmelzen um eine kontinuierliche Dampfeinhüllende zu bilden, die durch das Bezugszeichen P1 gekennzeichnet ist, sodass Gewebe, welches andernfalls zwischen den Filamenten hindurch verläuft, auch verdampft wird.
Das europäische Patent EP 754437 offenbart die Diskriminierung zwischen Trocknungs- und Verdampfungsausgangsfunktionen. Es wird ferner offenbart, dass eine gemischte Funktion erzeugt werden kann durch einen ständigen Wechsel zwischen diesen Ausgangszuständen. Die Steuerung der Verdampfungsschwelle ist insbesondere unter diesen Bedingungen vorteilhaft, da die durch die Trocknungsausgangsphase erzeugte heiße Salzlösung in der Nähe zu der aktiven Elektrode festgehalten wird, sodass die Verdampfungsschwelle während des Verdampfungszyklus schnell überschritten wird. Dies ist als Verfahren nützlich um beim Ablösen von Knochenanhängen gleichzeitig Trocknung zu erreichen, wie es bei der Akromioplastie des Schultergelenks ausgeführt wird oder wenn krankes Gewebe mit einem vaskularen Anteil wie einem Synovium entfernt wird.
Die Ausführungsform von 9 ist insbesondere nützlich mit einem Resektoskop, um eine elektrochirurgische Verdampfung von Prostata (EVAP) auszuführen. Diese bestimmte Konfiguration umfasst eine Laufkugel (zylindrisch)-Aktivelektrode 71, typischerweise 2,4–3 mm im Durchmesser und 3–4 mm in der Breite. Es ist offensichtlich, dass die Rückelektrode 74 an dem Schaft 72 über eine axial getrennte Anordnung befestigt werden kann. Im Hinblick auf die Größe der aktiven Elektrode 71, die Aussetzung der kompletten Oberfläche der leitfähigen Umgebung sowie den Kühleffekt des Spülmittels über die Elektrode wäre jedoch eine sehr hohe Leistung notwendig, um die Verdampfungsschwelle zu erreichen.
Es ist zu bemerken, dass die Elektrode 71 gerillt oder gezahnt sein kann um die Verdampfungsschwelle weiter zu erniedrigen. Ähnlich kann die aktive Elektrode der 8 mit Seiteneffekt (welche axial oder quer in Bezug auf die Achse des Resektoskops befestigt sein kann) durch die Elektrodenbaugruppe der 9 ersetzt werden. In diesem Fall würde die aktive Elektrode nicht die mechanische Rollfunktion bereitstellen.
Dieses Gerät kann auch verwendet werden, um elektrochirurgische Verdampfung von weichem Tumorgewebe wie einer Prostata-Drüsengeschwulst ausgeführt werden, ohne Verwendung einer dispersiven Rückplatte in einer leitfähigen Fluidumgebung. Das Gerät kann auch bei Fibromen im Gebärmutterraum unter Verwendung eines Resektoskops angewendet werden.
Die oben beschriebenen elektrochirurgischen Instrumente weisen auch Anwendungen mit umspülter Elektrode auf. Jede verwendet ein Verfahren zum Erzeugen einer lokalisierten Salzlösungsarbeitsumgebung als Mittel zum Vervollständigen des elektrischen Kreises mit einer axial getrennten aktiven Elektrode und einer Rückelektrode um Gewebeverdampfung auszuführen; zum Schneiden und Trocknen in einem gas- oder luftgefüllten Körperhohlraum, der entweder natürlichen Ursprungs oder chirurgisch hergestellt ist, oder an einer Gewebeoberfläche des Körpers, die natürlichen Ursprungs oder chirurgisch erzeugt ist.
Insbesondere verwendet jedes dieser Instrumente ein Verfahren zum Entfernen von Gewebe durch Verdampfung, während die Verdampfungsprodukte von dem Anwendungsort durch Absaugung durch oder benachbart zu der aktiven Elektrodenbaugruppe aspiriert werden. Krankes Gewebe kann auch durch Verdampfung aus natürlichen Körperhohlräumen wie Stirnhöhlen, nasalen Hohlräumen oder aus dem Mundrachenraum entfernt werden. Ähnlich kann krankes Gewebe durch Verdampfung in der Bauchhöhle unter Aufblähung mit Gas entfernt werden.
Ein solches Instrument kann auch verwendet werden um einen chirurgischen Zugang zu einer Zwischenstelle zu erzeugen, wobei das zu bearbeitende Gewebe tief zur Gewebeoberfläche liegt.

Claims

Elektrochirurgische Vorrichtung zur Unterwasser-Elektrochirurgie, wobei die Vorrichtung einen Hochfrequenzgenerator und ein elektrochirurgisches Gerät umfasst und das Gerät einen Geräteschaft aufweist und an einem Ende des Schaftes eine Gewebebearbeitungselektrode und eine freigelegte Rückelektrode, die elektrisch von der Gewebebearbeitungselektrode mittels eines Isolierelementes isoliert ist und der Hochfrequenzgenerator eine Hochfrequenzspannung an das Gerät liefert, sodass das Gerät fähig ist, für eine Verdampfung von Gewebe zu sorgen, wenn das Gerät in ein elektrisch leitfähiges Fluid eingetaucht ist, wobei die Gewebebearbeitungselektrode Zwischenräume besitzt, welche eine Mehrzahl von Taschen zum Fangen von elektrisch leitfähiger Flüssigkeit und Dampf festlegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gewebebearbeitungselektrode eine im Wesentlichen schraubenförmige Wicklung aus elektrisch leitfähigem Material umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gewebebearbeitungselektrode durch eine Mehrzahl von verschränkten, im Allgemeinen schraubenförmigen Wicklungen gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gewebebearbeitungselektrode einen Schaft aus elektrisch leitfähigem Material umfasst mit spiralförmigen Wülsten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gewebebearbeitungselektrode durch eine Mehrzahl von aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellten Fasern gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gewebebearbeitungselektrode aus einem Edelmetall wie Platin hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gewebebearbeitungselektrode aus einer Platinlegierung wie z.B. Platin/Iridium, Platin/Wolfram oder Platin/Kobalt hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gewebebearbeitungselektrode aus Wolfram hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Gewebebearbeitungselektrode am äußerst distalen Ende des Gerätes frei liegt und die Rückelektrode eine Fluid-Kontaktoberfläche besitzt, welche durch das Isolationselement proximal zum freigelegten Ende der Gewebebearbeitungselektrode beabstandet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Fluid-Kontaktoberfläche der Rückelektrode mit einer glatten, polierten Oberfläche gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassen Mittel zum Zuführen von elektrisch leitfähiger Flüssigkeit über die Fluid-Kontaktoberfläche der Rückelektrode.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Hochfrequenzgenerator Steuermittel zum Verändern der an die Ausgangselektroden gelieferten Ausgangsleistung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Steuermittel zum Bereitstellen von Ausgangsleistung in einem ersten und ei nem zweiten Ausgangsbereich ausgebildet ist, wobei der erste Ausgangsbereich zur Versorgung des elektrochirurgischen Gerätes für eine Gewebetrocknung und der zweite Ausgangsbereich zur Versorgung des elektrochirurgischen Gerätes für eine Gewebeentfernung durch Verdampfung dient.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der erste Ausgangsbereich von 150 Volt bis 200 Volt und der zweite Ausgangsbereich von 250 Volt bis 600 Volt verläuft, wobei die Spannungen Spitzenspannungen sind.