DE69925487T2

DE69925487T2 - Plasmaschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE69925487T2
Application number: DE69925487T
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Suslov
Original assignee: Plasma Surgical Investments Ltd
Current assignee: Plasma Surgical Investments Ltd
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: AU4939799A; CA2334479A1; SE9802238D0; JP4205859B2; SE518902C2; ES2242403T3; WO1999066852A1; ATE296060T1; DK1089668T3; US6443948B1; WO1999066852A8; EP1089668B1; EP1089668A2; JP2008284381A; JP2002518126A; CA2334479C; SE9802238L; DE69925487D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beenden einer Blutung in lebendem menschlichem und tierischem Gewebe durch Bilden einer nekrotischen Schicht in dem Gewebe, wobei die Vorrichtung ein Mittel für das Erzeugen eines dynamischen Plasmaflusses solcher Eigenschaft aufweist, daß er in der Lage ist, ganz oder teilweise eine äußere, poröse Schicht der nekrotischen Schicht zu durchdringen.
Technischer Hintergrund
Ein Weg zum Beenden von Blutungen in Verbindung mit der Chirurgie ist das Bilden einer nekrotischen Schicht (Tod lebenden Gewebes) auf dem blutenden Gewebe. Derzeit besteht eine Vielzahl von Verfahren zur Verfügung, um eine solche Schicht zu bilden, unter anderem Behandlungen mit einem Plasmastrahl, Laserstrahlung oder Elektrochirurgie. Ein gemeinsames Merkmal aller dieser Verfahren besteht darin, daß ein blutendes Gewebe mit Energie versorgt wird, wobei eine nekrotische Schicht auf der Oberfläche der Wunde gebildet wird und diese Schicht die Blutung beendet. Die nekrotische Schicht besteht gewöhnlich aus verschiedenen Schichten. Auf der Außenseite bildet sich eine poröse nekrotische Schicht, wo die Fluidkomponente des Gewebes durch die zugeführte Energie verdampft wurde. Die innere Grenze der porösen Schicht bildet somit die Fluidgrenze des Gewebes. Unter dieser Schicht werden Proteine in dem Gewebe wegen eines Temperaturanstiegs denaturiert, wodurch sich eine kompakte nekrotische Schicht bildet. Die zwei Schichten zusammen bilden die nekrotische Schicht, welche die Blutung anhält.
Um die Blutung in wirksamer Weise zu beenden, muß die nekrotische Schicht mit einer größeren Geschwindigkeit gebildet werden als die Rate des Blutflusses aus dem Gewebe heraus. Gleichzeitig darf der Effekt neben der Oberfläche des Gewebes nicht zu groß sein, da die äußere, poröse Schicht bei Temperaturen sublimiert wird, die zu hoch sind. Das Problem verschlimmert sich durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit der porösen Schicht.
Eine Vorrichtung, welche einen Plasmastrahl verwendet, um die nekrotische Schicht zu bilden, ist aus der SE 503 334 bekannt. Die Vorrichtung, die in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, hat den Vorteil der Schaffung eines dynamischen Plasmaflusses, dessen Eigenschaft derart ist, daß er durch eine obere poröse, nekrotische Schicht in der Art hindurchdringen kann, daß wenn der Plasmastrahl zu dem Gewebe hin gerichtet wird, ein großer Teil der Strömungsenergie zu der Fluidgrenze des Gewebes geleitet wird.
Die vorstehende Vorrichtung arbeitet gut, um kleine bis mittelgroße Blutungen zu beenden. Blutungen aus Blutgefäßen mit einem Durchmesser von 3 und 4 mm für Arterien bzw. Venen können erfolgreich beendet werden. In Verbindung mit sehr schweren Blutungen, wie zum Beispiel aus dicken Blutgefäßen zum Beispiel in der Leber, ist die Leistung für die Beendigung des Blutens unzureichend.
Eine andere bekannte Technik zum Beenden von Blutungen durch Bildung einer nekrotischen Schicht auf dem Gewebe ist die elektrochirurgische Technik, die zum Beispiel in der US-4,781,175 gezeigt ist. Hier wird elektrische Hochfrequenzenergie aus einem elektrochirurgischen Generator durch einen Kreislauf mit einem Gasstrahl geleitet, der zu dem Gewebe, dem Patienten und einer diathermischen Platte geführt wird, die mit dem Patienten verbunden ist. Die elektrische Energie wird durch den Gasstrahl in der Form eines diffusen Stromes zu dem Gewebe geleitet. Dies ruft auf der Oberfläche des Gewebes Nekrosis hervor. Die gebildete nekrotische Schicht ist kompakt und relativ dünn, und deshalb kann diese Technik nur in Verbindung mit kleinen Kapillarblutungen verwendet werden.
Um eine ausgedehntere Blutung zu beenden, ist ein größerer Betrag an elektrischer Energie erforderlich. Sobald der Energiebetrag aus dem Generator also zunimmt, erscheinen elektrische Lichtbögen und Funken zwischen dem chirurgischen Instrument und dem Gewebe. Während der Benutzung großer Energiebeträge wird eine nekrotische Schicht gebildet, die sowohl aus einer kompakten als auch einer porösen Schicht besteht. Wegen des Einflusses der Funken und der elektrischen Lichtbögen wird die poröse Schicht jedoch mit Senken gebildet und ist poröser und somit auch spröder als erwünscht. Ferner gibt es bei der Bildung elektrischer Funken eine Gleichrichtung des Wechselstromes, wobei ein Gleichstrom durch den Patienten läuft. Dieser Strom verursacht eine unbeabsichtigte Reizung von Nerven und Muskeln. Diese Reizung kann im Zusammenhang zum Beispiel mit Herzerkrankungen schädlich sein. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß relativ hohe Spannungen (2000 V) erforderlich sind, um einen zufriedenstellenden Effekt zu erhalten.
Die Verwendung des Verfahrens ist auf mittelgroße Blutungen wegen des unter anderem vorstehend erwähnten Problems beschränkt, welches durch die unzureichende Wärmeleitfähigkeit und die Sublimation der porösen Schicht verursacht ist. Auch bildet sich die nekrotische Schicht nicht so schnell, daß eine Blutung zum Beispiel aus einem dicken Blutgefäß gestoppt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die ein besseres und schnelleres Beenden einer Blutung erlaubt. Insbesondere sollte es möglich sein, schwere Blutungen aus relativ dicken Blutgefäßen zu beenden. Gleichzeitig sollte der Patient nicht riskieren, möglichen schädigenden Gleichströmen ausgesetzt zu sein.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mittels einer Vorrichtung gelöst, die ein Mittel aufweist zum Erzeugen eines dynamischen Plasmaflusses solcher Eigenschaft, daß er in der Lage ist, ganz oder teilweise eine äußere, poröse Schicht der nekrotischen Schicht zu durchdringen. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgischer Generator angeordnet ist, um elektrische Energie zu der Fluidgrenze des Gewebes durch einen Kreislauf zu übertragen, welcher den Plasmafluß und das Gewebe enthält.
Die vorstehende Vorrichtung wird gemäß einem Verfahren benutzt, welches folgende Schritte aufweist: Erzeugen des Plasmaflusses und Richten desselben zu einem blutenden Gewebe hin, wobei sich eine nekrotische Schicht, die eine poröse und eine kompakte Schicht aufweist, in dem blutenden Gewebe bildet. Elektrische Hochfrequenzenergie wird über einen elektrischen Kreislauf zu dem Gewebe übertragen, welcher den Plasmastrahl und das Gewebe aufweist, wobei die elektrische Energie über den Plasmastrahl zu der Fluidgrenze des Gewebes zur Vergrößerung der Dicke der kompakten nekrotischen Schicht geleitet wird.
Der dynamische, heiße Plasmafluß bildet schnell eine nekrotische Schicht auf dem Gewebe. Die gebildete äußere, poröse nekrotische Schicht hat keine Senken bzw. Mulden. Ferner ist der Plasmafluß ein nahezu idealer Leiter für die elektrische Energie, welche dank des Durchdringungseffektes des Plasmas direkt zu der Fluidgrenze des Gewebes geleitet wird, wo sie schnell eine Vergrößerung der kompakten Schicht in der nekrotischen Schicht verursacht. Die Spannung in dem elektrochirurgischen Generator kann niedrig sein (< 200 V), und es erscheinen weder Funken noch elektrische Lichtbögen. Deshalb gibt es keine Schwierigkeiten beim Gleichrichten des Wechselstromes aus dem Generator.
Vorzugsweise wird einer der Pole des elektrochirurgischen Generators mit einer Elektrode in dem das Plasma erzeugenden Mittel verbunden, und sein anderer Pol wird mit einer diathermen Platte verbunden, die mit dem Patienten verbunden werden soll.
In vorteilhafter Weise ist ein elektrischer Schalter für das Ein- und Ausschalten des elektrochirurgischen Generators von Hand angeordnet. Es ist dann möglich, ein Verfahren zu verwenden, bei dem elektrische Hochfrequenzenergie augenblicklich zugeführt wird, um besonders schwere Blutungen in dem Gewebe zu beenden, zum Beispiel in dicken Blutgefäßen. In diesem Fall wird die elektrochirurgische Funktion nur verwendet, wenn notwendig. Die Plasmafunktion reicht bei den meisten Verbundoberflächen aus. Somit sind die Vorrichtung und das Verfahren flexibel und in Verbindung mit unterschiedlichen Chirurgietypen leicht zu benutzen.
Vorzugsweise ist das äußere Gehäuse des das Plasma erzeugenden Mittels ein elektrisch nicht leitender Körper. Sonst wäre eine weitere Isolation erforderlich, um zu verhindern, daß das Gehäuse leitend wird, wenn der elektrochirurgische Generator eingeschaltet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 zeigt ein plasmaerzeugendes Mittel 1, welches aus einem elektrisch nicht leitenden Körper 2 besteht, der die Form eines Stiftes hat. Der Körper 2 hat eine zylindrische Rohrleitung, die für die Erwärmung eines das Plasma erzeugenden Gases vorgesehen ist. Die Rohrleitung ist aus Abschnitten 3, 4 und 5 gebildet, die elektrisch gegeneinander isoliert sind. Am inneren Ende der Rohrleitung befindet sich eine Kathode 6, die mit dem negativen Pol einer Grundenergiequelle 7 (BES) verbunden ist. Der äußere Abschnitt 5 der Rohrleitung ist mit dem positiven Pol der Grundenergiequelle 7 verbunden.
Das Mittel zum Überführen elektrischer Energie besteht aus einem elektrochirurgischen Generator 8 (ESG), dessen einer Pol mit dem äußeren Abschnitt 5 der Rohrleitung verbunden ist und dessen anderer Pol mit einer diathermen Platte 9 verbunden ist, die in Kontakt mit dem Patienten angeordnet ist. Der Kreislauf, in welchem der elektrochirurgische Generator eingeschlossen ist, ist mit einem elektrischen Schalter 10 für das Ein- und Ausschalten der elektrochirurgischen Funktion versehen. Der elektrische Schalter kann durch den Chirurgen betätigt werden. Dies kann mittels einer zum Beispiel Taste in Verbindung mit dem Körper 2 oder Pedalen erfolgen. 1 zeigt auch eine Spule 11, die zwischen dem positiven Pol der Energiequelle 7 und dem elektrochirurgischen Generator 8 angeordnet ist. Die Spule 11 verhindert einen möglichen Einfluß auf die Grundenergiequelle 8 aus dem Generator 8.
Über den größten Teil der Oberfläche der Wunde wird nur die Plasmafunktion verwendet, da diese ausreicht, kleine bis mittelgroße Blutungen zu beenden. In dem Gewebe 12 bildet sich eine nekrotische Schicht 13, die aus einer äußeren porösen Schicht 14 mit einer inneren, kompakten Schicht 15 besteht. Wo die Blutung besonders schwer ist, zum Beispiel wo es ein dickes Blutgefäß gibt, schaltet der Chirurg zeitweilig den Generator 8 mittels des elektrischen Schalters 10 an. Dann wird ein Wechselstrom erzeugt, der durch das Plasma zu dem Gewebe 12 geleitet wird. Infolge des die poröse nekrotische Schicht 14 durchdringenden Plasmas wird die elektrische Energie direkt nach unten zu der Fluidgrenze des Gewebes geleitet, wo sie eine dickere nekrotische Schicht bildet, die ausreicht, um selbst diese schwere Blutung zu beenden. Wegen der hohen Leitfähigkeit des Plas mas erscheinen weder Funken noch elektrische Lichtbögen, wodurch die damit in Zusammenhang stehenden Nachteile vermieden sind.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann statt dessen ein Pol des elektrochirurgischen Generators 8 mit der Kathode 6 des das Plasma erzeugenden Mittels 1 verbunden werden. Auch hier wird der andere Pol mit der diathermen Platte 9 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Weg des Wechselstromes durch das Plasma länger als bei der ersten Ausführungsform, wodurch sich ein etwas größerer Energieverlust ergibt.
Man erkennt, daß weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Selbstverständlich kann das Kreislaufdiagramm für die Verbindung des elektrochirurgischen Generators auf viele Arten ausgestaltet werden, um den Strom durch den Plasmastrahl zu leiten.

Claims

Vorrichtung zum Beenden einer Blutung in lebendem menschlichem und tierischem Gewebe durch Bilden einer nekrotischen Schicht (13) in dem Gewebe (12), wobei die Vorrichtung ein Mittel (1) für das Erzeugen eines dynamischen Plasmaflusses solcher Eigenschaft aufweist, daß er in der Lage ist, ganz oder teilweise eine äußere, poröse Schicht (14) der nekrotischen Schicht (13) zu durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrochirurgischer Generator (8) angeordnet ist, um elektrische Energie zu der inneren Grenze der porösen Schicht (14) in der nekrotischen Schicht (13) durch einen Kreislauf zu übertragen, welcher den Plasmafluß und das Gewebe (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol des elektrochirurgischen Generators (8) mit einer Grundenergiequelle (7) für das plasmaerzeugende Mittel (1) verbunden ist und sein anderer Pol mit einer diathermen Platte (9) für die Verbindung mit dem Patienten verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol des elektrochirurgischen Generators (8) mit einem äußeren Abschnitt (5) des plasmaerzeugenden Mittels (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol des elektrochirurgischen Generators (8) mit einer Kathode (6) des plasmaerzeugenden Mittels (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Schalter (10) für das Ein- und Abschalten des elektrochirurgischen Generators (8) von Hand angeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das plasmaerzeugende Mittel (1) ein äußeres Gehäuse (2) hat, welches aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.