EA002484B1 - Электрохирургическая система для ослабления/удаления отложений струпьев на электрохирургических инструментах - Google Patents

Abstract

Описана электрохирургическая система, которая прикладывает электрическую энергию для получения заданного хирургического эффекта, при этом снижая отложение струпьев на рабочей поверхности электрохирургического инструмента, что приводит к образованию струпьев, которые легко удалить с рабочей поверхности, и/или облегчению удаления отложений струпьев во время процедуры очистки. Указанные преимущества могут реализовать путем подачи отрицательного смещения на рабочую поверхность относительно обратной цепи к источнику во время электрохирургических процедур и/или во время процедуры очистки, которая может включать контактирование рабочей поверхности с электропроводной жидкостью.

Description

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к хирургическим способам и устройствам, использующим приложение электрической энергии к тканям для достижения заданного хирургического эффекта, а конкретнее, для достижения такого эффекта с уменьшенным отложением телесных отложений на электрохирургических инструментах. Кроме того, изобретение относится к способам и устройствам для облегчения удаления телесных материалов, которые могут накапливаться на электрохирургических инструментах во время хирургических процедур.

Предшествующий уровень техники

Потенциальная польза и признанные преимущества применения электрической энергии в хирургии возрастают. В частности, например, электрохирургические методики сейчас широко применяют для обеспечения и узколокальных разрезов тканей и возможностей коагуляции как в открытых, так и в лапароскопических операциях, что приводит к уменьшению травматизации тканей и прочим преимуществам по сравнению с традиционными в прошлом хирургическими методиками.

Электрохирургические методики предусматривают применение ручного инструмента или стиля, снабженного одной или несколькими рабочими поверхностями, которые проводят радиочастотную (РЧ) электрическую энергию к тканям (например, через скальпель или лезвие из нержавеющей стали), источника радиочастотной (РЧ) электрической энергии (например, специального электрохирургического генератора) и устройства обратной цепи, обычно, в виде электродной пластинки, которую располагают под пациентом или электрода меньшего размера, который могут располагать в контакте с телом или в непосредственной близости от места операции. Устройство обратной цепи обеспечивает электрический путь возврата от тканей пациента к источнику энергии. Точнее, как инструмент, так и устройство обратной цепи связаны через электропроводники с источником радиочастотной электрической энергии, который служит как истоком, так и стоком электрической энергии, образуя замкнутую электрическую цепь. Когда применяют ручной инструмент и пластинку обратной цепи, электрохирургическую методику называют монополярной. Когда применяют ручной инструмент и электрод обратной цепи меньшего размера (т.е. селективно располагаемый в месте операции или в непосредственной близости от него), электрохирургическую методику называют биполярной.

Форму сигналов, производимых источником радиочастотной электрической энергии, могут выбирать так, чтобы достигнуть заданного электрохирургического эффекта, а именно разреза тканей или коагуляции. В связи с этим, до настоящего изобретения разрез/коагуляция тканей были единственными параметрами, принимаемыми во внимание при разработке формы сигналов в электрохирургии.

Несмотря на преимущества, связанные с известными электрохирургическими методиками, известно явление нарастания отложений на рабочих поверхностях хирургического инструмента, которые проводят электрическую энергию к тканям. Отложения образуются из вещества, которое выделяется из тканей и соприкасается с рабочими поверхностями, и из вещества тканей, которые непосредственно соприкасаются с рабочими поверхностями и прилипают к ним. Рабочие поверхности обычно нагреваются при приложении к ним электрической энергии, что, в свою очередь, приводит к тому, что отложенные вещества изменяют свои физические и химические свойства. Отложения часто называют струпьями. Струпья нарастают, и становятся все толще, что приводит к прогрессирующему ухудшению качества соответствующей электрохирургической процедуры (например, разрезания). Например, при этом струпья нарастают до такой толщины, что хирургу приходится прерывать хирургическую процедуру для очистки рабочих поверхностей инструмента. Очистка часто включает в себя применение абразивных брусков, которыми соскребают затвердевшие струпья с рабочих поверхностей инструмента. По мере продолжения хирургической операции описанную процедуру очистки приходится повторять с все возрастающей частотой. Такие перерывы на очистку влияют на эффективность хирургической операции, вызывают задержки и иными путями приводят к значительным неудобствам для медицинского персонала.

Кроме применения абразивных брусков остальные способы борьбы со струпными отложениями сводятся к обработке электрохирургических лезвий веществами, предназначенными для ослабления нарастания струпьев, или изготовления лезвий из таких материалов. Эти способы включают электрополировку нержавеющей стали электрохирургических лезвий. Другие способы включают покрытие рабочих поверхностей фторированными гидрокарбоновыми материалами (см., например, патент США № 4785807) и покрытие ниобиевых лезвий оксидом ниобия (см., например, патент США №5030218). Эти способы уменьшения струпообразования все же приводят к образованию струпьев и требуют специальных усилий от медицинского персонала по удалению струпных отложений с рабочих поверхностей хирургического инструмента. Кроме того, такая очистка часто приводит к удалению или деградации специально обработанных поверхностных слоев с рабочих поверхностей, что снижает их эффективность по ходу хирургической операции.

Сущность изобретения

Соответственно, основной задачей данного изобретения является разработка усовершенствованной электрохирургической системы для применения электрической энергии для достижения заданного электрохирургического эффекта при уменьшении количества струпьев, осаждаемых на хирургическом инструменте, и ослаблении степени адгезии струпьев.

Дополнительной задачей данного изобретения является разработка способа и устройства для удаления струпных отложений, накопленных на хирургическом инструменте, например, за время электрохирургической процедуры.

Сопутствующей задачей является создание таких усовершенствованных систем, способов и устройств экономически эффективным образом при обеспечении простоты эксплуатации, включая существующие воплощения и применяя известные на сегодняшний день электрохирургические генераторы.

В рамках указанных задач изобретения, авторы обнаружили, что известные формы электрохирургических РЧ сигналов дают средние напряжения смещения, которые равны 0 или, в большинстве случаев, превышают значение 0 В. В связи с этим наблюдением и в первом аспекте настоящего изобретения разработали хирургическую систему, включающую генерацию и применение электрической энергии с новой формой сигнала, которая обеспечивает отрицательное среднее напряжение смещения на рабочей поверхности (поверхностях) электрохирургического инструмента относительно обратной цепи. В целях настоящего изложения среднее напряжение смещения определяют путем интегрирования выходного напряжения на рабочей поверхности (поверхностях) за один непрерывный период действия в течение, по крайней мере, 3 с, или за несколько периодов действия, в сумме равных, по крайней мере, 3 с, и деления результата на непрерывный или суммарный период (периоды) действия. Как будет описано ниже, при применении новой отрицательно смещенной формы сигнала количество отложений струпьев значительно уменьшается. Кроме того, те отложения, которые накапливаются, легче удалить.

Во втором аспекте настоящего изобретения усовершенствованная система включает периодическое прикладывание электрического сигнала к рабочей поверхности (поверхностям) хирургического инструмента и, по крайней мере, отчасти одновременное соприкосновение рабочей поверхности со средой для облегчения очистки отложений с инструмента. Точнее, согласно изобретению, способ может включать соприкосновение рабочей поверхности (поверхностей) электрохирургического инструмента с подключенной к источнику электрической энергии проводящей жидкостью для улучшения удаляемости струпьев, накопленных на рабочих поверхностях за время электрохирургических процедур. Предпочтительно, чтобы рабочие поверхности находились под отрицательным электрическим потенциалом относительно проводящего электрода обратной цепи, который тоже соприкасается с проводящей жидкостью для установления замкнутой цепи. Как описано ниже, вышеупомянутый очистительный эффект, имеющий преимущества, возникает благодаря образованию пузырьков газа на рабочих поверхностях, каковые пузырьки своим воздействием отделяют или приподнимают отложения над рабочими поверхностями.

Преимущества упомянутых аспектов настоящего изобретения можно реализовать, когда рабочие поверхности электрохирургического инструмента сделаны из обычной нержавеющей стали, традиционно применяемой для изготовления хирургических инструментов. Положительный эффект можно усилить путем выбора материалов, которые содержат элементы, стандартный восстановительный потенциал которых положителен по отношению к стандартному водородному электроду. Например, применение одного или нескольких элементов группы ΙΒ периодической системы элементов, включая медь, серебро и золото, приводит к улучшенным результатам.

Как уже указывалось, применение электрохирургической формы сигнала, обеспечивающей отрицательное среднее напряжение смещения на рабочих поверхностях электрохирургического инструмента относительно обратной цепи служит для уменьшения накапливания струпьев у снижения степени адгезии. В связи с этим, авторы настоящего изобретения обнаружили, что эффект уменьшения накопления струпьев и/или получения легко удаляемых струпьев происходит даже, когда имеется отрицательное среднее напряжение смещения лишь около 1 В между рабочими поверхностями лезвия электрохирургического скальпеля по отношению к устройству обратной цепи. Важно, чтобы это отрицательное смещение рабочих поверхностей могло быть наложено на выходной сигнал известного источника РЧ энергии (например, обычного электрохирургического генератора) , применяемый для получения заданного эффекта разреза и/или коагуляции тканей. Таким образом, следует понимать, что значительные фрагменты сигнала, приложенного к рабочим поверхностям, могут быть положительными (относительно устройства обратной цепи), в то время как среднее напряжение смещения является отрицательным (относительно устройства обратной цепи).

При одном подходе отрицательное смещение могут достигнуть простым сдвигом известных в технике форм РЧ сигналов вниз путем последовательного соединения низковольтного источника постоянного тока (например, от 10 до

120 В) с обычным электрохирургическим ис5 точником РЧ энергии. При другом подходе, совмещают выход низкочастотного источника (НЧ) (например, около 10 кГц) с выходом обычного электрохирургического источника РЧ энергии (например, с частотой более 100 кГц) для получения новой формы сигнала, обладающей отрицательным средним смещением. При таком подходе могут с успехом применять частотно-зависимые схемные элементы шунтирования и/или блокировки для электрической изоляции каждого из РЧ и НЧ источников. При ином подходе могут с успехом применять электрохирургический источник РЧ энергии для выработки РЧ сигнала, который используют средствами преобразования сигнала для генерации НЧ сигнала, который можно сочетать с РЧ сигналом для получения желаемого отрицательного смещения. Такие средства преобразования сигнала могут с успехом функционировать так, чтобы представлять собой первое сопротивление току в одном направлении и второе сопротивление току в обратном направлении, причем первое и второе сопротивления различны. Предпочтительно, чтобы включали средства управления для выборочного и переменного установления разницы между указанными первым и вторым сопротивлениями, зависимым от направления тока.

Как будет показано ниже, прочие характеристики новой формы электрического сигнала (т. е. иные, чем отрицательное смещение), такие как частота и амплитуда, могут устанавливать по необходимости с целью получения желаемого эффекта разрезания и/или коагуляции, в соответствии с достигнутым уровнем техники для электрохирургических генераторов. Частоты могут варьировать от 100 кГц до 2 МГц, а амплитудные напряжения - от около 10 до 15000 В. В этом отношении форма нового сигнала может быть приблизительно синусоидальной, усеченной синусоидальной или промежуточной формы между приблизительно синусоидальной и усеченной синусоидальной, как известно из достигнутого уровня техники. Различные компоненты для реализации свойств отрицательного смещения в соответствии с данным изобретением могут поставлять отдельно от существующих на данном уровне техники электрохирургических генераторов и/или включать в их состав.

Когда на рабочие поверхности разбрызгивают токопроводящую жидкость при поданном напряжении новой формы сигнала на рабочих поверхностях, количество отложений струпьев может еще более снизиться. Такой аэрозоль токопроводящей жидкости предпочтительно включает биологически совместимый раствор, включая например, нормальный солевой раствор (физиологический раствор). Аэрозоль могут наносить с помощью внешнего разбрызгивающего устройства, отдельного от хирургического инструмента, или включенного в состав хирургического инструмента. Когда используют токопроводящий аэрозоль совместно с электрохирургическим инструментом, снабженным рабочими поверхностями, изготовленными из веществ определенной группы, такой как металлы, включающие медь, отложения струпьев практически не накапливаются, и хирургические процедуры могут проводить практически без необходимости удалять отложения струпьев.

Как отмечено выше, удаление струпьев с рабочих поверхностей хирургического инструмента облегчается применением настоящего изобретения за счет соприкосновения поверхностей с токопроводящей жидкостью и приложения отрицательного напряжения смещения к рабочим поверхностям относительно электрода обратной цепи, также соприкасающегося с токопроводящей жидкостью. В этой связи, устройство в соответствии с данным изобретением может, в сущности, образовать электролитический элемент, в котором рабочие поверхности выступают в роли катода, а электрод обратной цепи - анода. Во время работы ток протекает путем переноса ионов от обратной цепи (или положительного электрода) через проводящий раствор на электрохирургический инструмент (или отрицательный электрод), а электроны перетекают с электрохирургического инструмента на электрод обратной цепи. Электрод обратной цепи могут подключить к контакту источника электрической энергии, у которого преобладает положительная полярность, а электрохирургический элемент могут подключить к контакту источника электрической энергии, у которого преобладает отрицательная полярность. Величина полярностей (т.е. напряжение) может изменяться во времени, однако, более высокие напряжения обеспечивают более быструю очистку. Например, удаление струпьев происходит быстро, когда применяют источник напряжения, по крайней мере, около 10 В. В настоящее время является наиболее предпочтительным напряжение от 10 до 120 В.

При работе на электродах происходят химические реакции, и за счет подбора подходящих компонентов электролитического элемента можно вызвать образование пузырьков газа. Например, можно вызвать образование пузырьков газа на рабочих поверхностях (или отрицательном электроде) за счет электролиза веществ, входящих в состав токопроводящей жидкости. В первом устройстве можно породить образование пузырьков азота за счет разложения воды, когда токопроводящим раствором является солевой раствор, такой как нормальный солевой раствор. Пузырьки газа зарождаются как микроскопические скопления составляющих их молекул, и становятся все больше по мере продолжения агрегации молекул. Пузырьки газа образуются в различных трещинах и пустотах, на которых образовались струпья, а также на свободных от струпьев участках рабо002484 чих поверхностей. Когда пузырьки зарождаются в закрытых местах, таких как малые пустоты, примыкающие к струпьям или находящиеся под ними, объем их вынужденно ограничивается, и по мере роста пузырьков, они оказывают давление на примыкающие струпья, что вызывает смещение струпьев и постепенный подъем от своего основания - рабочей поверхности, на которой сформировалось отложение струпьев. Остаточная адгезия струпьев к рабочим поверхностям относится к слабым силовым воздействиям, таким как силы поверхностного натяжения или силы Ван дер Ваальса, и такие слабые силы легко преодолевают, например, мягким протиранием. Таким образом, намеренное образование пузырьков в струпьях, в данном случае за счет применения электрической энергии, приводит к размягчению струпьев и их самоудалению или возможности легкого удаления с рабочих поверхностей.

Предпочтительно, чтобы в вариантах реализации изобретения по удалению/очистке струпьев электрод обратной цепи включал одно или несколько веществ, которые трудно коррелируют и не вызывают деградации токопроводящей жидкости, и не изменяют сопротивления элемента ни в сторону увеличения, ни в сторону уменьшения. В частности, желательно использовать в качестве материалов электрода такие материалы, которые образуют продукты коррозии, связываемые с электродом, или образуют продукты коррозии, практически нерастворимые в растворе, включая алюминий.

Электрическая энергия, используемая для целей очистки, может быть получена с выхода обычного источника РЧ энергии (например, электрохирургического генератора), или может быть получена от отдельного, не электрохирургического генератора. В одном из устройств рабочие поверхности электрохирургического инструмента могут подключать через проводник (например, изолированный провод) к отрицательному контакту источника питания постоянного тока, такого как батарея элементов, а алюминиевый электрод обратной цепи могут подключить к положительному контакту источника питания постоянного тока через подходящий проводник (например, изолированный провод). Альтернативно, при использовании источника РЧ энергии могут использовать средства очистки для обеспечения преимущественно отрицательного напряжения на электрохирургическом инструменте и преимущественно положительного напряжения на электроде обратной цепи. Средства очистки могут включать один или несколько диодов, предпочтительно с одним или несколькими транзисторными элементами. Могут также применять механические или электрические средства переключения для установки первого и второго состояния схемы, соответствующих режиму электрохирургической процедуры и процедуры очистки. Электронные компоненты для очистки, переключения и т. д. могут включать в корпус одного или нескольких электродов обратной цепи, электрохирургического инструмента, установки очистки, включающей токопроводящую жидкость или в отдельное устройство, связанное с одним или несколькими из перечисленных устройств, или с электрохирургическим генератором. Таким образом, использование данного аспекта настоящего изобретения не требует модификации электрохирургических генераторов для того, чтобы воспользоваться преимуществами очистки.

Предпочтительно, чтобы токопроводящая жидкость представляла собой биологически совместимую жидкость, такую как физиологический раствор, хотя другие биологически совместимые растворы, такие как растворы аскорбиновой кислоты, хлористого натрия и/или бикарбоната натрия тоже производят нужный эффект. Токопроводящую жидкость могут помещать в абсорбирующий тампон, например, марлевый тампон, контактирующий с металлической фольгой, выступающей в роли электрода обратной цепи. В свою очередь, металлическую фольгу электрически присоединяют к положительному контакту источника энергии с помощью проводящего элемента, такого как изолированный провод. Проводящий элемент поддерживает положительное напряжение на металлической фольге по отношению к рабочим поверхностям инструмента, с которого удаляют струпья. В одном из вариантов реализации изобретения применен зажим для того, чтобы съемно прикреплять сборку из увлажненного тампона и токопроводящей металлической фольги к хирургическим простыням или другим элементам в зоне операции так, чтобы хирургу было удобно вытирать рабочие поверхности об увлажненный тампон для одновременного размягчения и удаления отложений струпьев с рабочих поверхностей за одно движение.

Альтернативно токопроводящую жидкость могут размещать в небольшом резервуаре, в котором жидкость электрически соединена с помощью отдельных проводящих элементов (например, отдельных изолированных проводов) с положительным и отрицательным контактами источника напряжения. При одном подходе, резервуару могут придать особую форму или снабдить вставным элементом (например, тканым многослойным тампоном) для того, чтобы образовать извилистый путь ввода, открывающий селективный доступ хирургическому инструменту в резервуар, при этом удерживая жидкость внутри.

При другом подходе могут использовать один или несколько уплотнителей (например, эластичный клапан или самозатягивающийся материал). В любом случае рабочие поверхности хирургического инструмента могут селективно вставлять в резервуар для соприкоснове9 ния с токопроводящей жидкостью и, при выведении из резервуара, соприкасать со вставным элементом или уплотнителем для облегчения удаления струпьев, которые могли остаться в размягченном состоянии прилипшими к рабочим поверхностям. Преимущественно, если активацию подачи отрицательного напряжения к жидкости автоматически включали с помощью ключей, активируемых присутствием хирургического инструмента или его рабочих поверхностей, или с помощью автоматических датчиков, определяющих момент контакта рабочих поверхностей с токопроводящей жидкостью. Конкретно, для обнаружения сигнала, который может иметь место только когда рабочие поверхности электрически контактируют с положительным электродом в элементе очистки, например алюминиевым электродом, через контакт рабочих поверхностей с токопроводящей жидкостью могут использовать сигнал обнаружения, такой как низковольтный сигнал низкого напряжения переменного тока определенной частоты, отличной от используемой для достижения электрохирургического эффекта, который могут подавать на хирургический инструмент и его рабочие поверхности, и датчики, наблюдающие за токопроводящим элементом с положительным напряжением. Альтернативно, такое же автоматическое включение или обнаружение могут применить для обеспечения перехода между режимами электрохирургической процедуры и очистки, когда источник электрической РЧ энергии работает в режиме электрохирургической процедуры. Переключение могут организовать за счет применения одного или нескольких механических ключей, включающих одну или несколько движущихся частей, вызывающих замыкание или размыкание одного или нескольких электрических контактов, или могут организовать переключение с помощью электронного ключа, включающего один или несколько электронных компонентов, которые открывают или закрывают пути протекания электрического тока (например, автоматически).

Следует отметить, что проведение электрохирургических процедур с использованием вышеописанного отрицательного среднего смещения в соответствии с настоящим изобретением не является обязательным для достижения положительного эффекта от использования того аспекта настоящего изобретения, который связан с очисткой. То есть, даже если применяют лишь известные в технике электрохирургические методики, удаление струпьев все же будет облегчено при подаче на рабочие поверхности электрохирургического инструмента существенно отрицательного напряжения и при контакте с токопроводящей жидкостью, находящейся под существенно положительным напряжением относительно инструмента. Однако разрезы, производимые сигналом новой формы, описанной выше, приводит к образованию струпьев, удалить которые еще легче.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 изображает пример формы сигнала, известного в технике (т.е. выходной сигнал электрохирургического генератора, известного в технике).

Фиг. 2 изображает первый пример электрохирургического сигнала новой формы, включающего настоящее изобретение, причем эта форма сигнала включает сигнал известной в технике формы в комбинации с сигналом отрицательного смещения.

Фиг. 3 - это блок-схема, изображающая один подход к выработке отрицательно смещенного сигнала в монополярной электрохирургической установке, в которой первый источник радиочастоты (РЧ) и второй источник низкой частоты (НЧ) вырабатывают два сигнала, которые комбинируют.

Фиг. 4а - 4с изображают электрические схемы разнообразных вариантов реализации, соответствующих блок-схеме фиг. 3.

Фиг. 5а - 5д изображают различные варианты реализации альтернативного подхода к получению отрицательно смещенного сигнала в монополярной электрохирургической установке, в которой применяют РЧ источник для выработки РЧ сигнала, который обуславливает выработку НЧ сигнала для отрицательного смещения.

Фиг. 6а - 6е изображают различные варианты реализации выборочного использования электрохирургического РЧ источника для очистки электрохирургического инструмента.

Фиг. 7 показывает, как можно сконфигурировать монополярную электрохирургическую систему с заземленным тампоном для очистки для облегчения удаления струпьев с электрохирургического инструмента.

Фиг. 8 изображает закрытый элемент очистки, в который можно погрузить рабочие поверхности в токопроводящую жидкость для облегчения удаления струпьев с электрохирургического инструмента .

Фиг. 9 изображает вариант реализации изобретения, в котором источники РЧ и НЧ используют для улучшения электрохирургической процедуры и процедуры очистки, и который включает средства обнаружения и управления для переключения между этими двумя процедурами.

Подробное описание

На фиг. 1 изображена форма электрического РЧ сигнала, вырабатываемого известным в технике электрохирургическим генератором для разреза тканей. Как видно из чертежа, среднее напряжение смещения для изображенного периода работы больше нуля Вольт.

На фиг. 2 изображена форма электрохирургического сигнала, которая включает один аспект настоящего изобретения. Конкретно, фиг. 2 изображает новую форму сигнала, полученную путем преднамеренного наложения отрицательного смещения на сигнал известной в технике формы переносом известного сигнала, изображенного на фиг. 1, на отрицательную величину постоянного напряжения. Как будет показано ниже, отрицательное смещение можно приложить путем изменения самой формы известного в технике РЧ сигнала. В любом случае, итоговый результат состоит в том, что среднее напряжение смещения отрицательно. Хотя один и тот же вариант реализации может задействовать и сдвиг сигнала по напряжению и средства изменения формы сигнала, любая из этих мер сама по себе может применяться для достижения желаемого эффекта.

Для целей описания первого аспекта изобретения на фиг. 3-5 изображено, как можно монополярную электрохирургическую систему сконфигурировать таким образом, чтобы вырабатывать отрицательно смещенные сигналы. Без потери общности авторы подразумевают, что существуют иные варианты реализации изобретения помимо изображенных на чертежах, каковые варианты следуют из принципов, показанных на фиг. 3-5 и описаниях, которые содержатся в данном документе. На последующих фигурах чертежей компоненты, обозначенные одинаковыми номерами, обеспечивают одинаковые или аналогичные функции.

Фиг. 3 - блок-схема того подхода к отрицательному смещению, который включает источник 1 электрической энергии радиочастоты (РЧ) переменного тока (например, более или равную 100 кГц) и источник 2 электрической энергии низкой частоты (НЧ) (например, менее или равную 10 кГц), выходные сигналы которых складывают с помощью подходящих схем 3 для того, чтобы вырабатывать сигнал, который поступает на электрохирургический инструмент 4, с которого электрическую энергию подают на пациента 5. Электрическую цепь замыкают за счет контакта пациента 5 с электродом 6 обратной цепи, который подключен через обратную цепь 7 к источнику РЧ энергии 1. РЧ источник 1 обычно работает на частотах от 250 кГц до 2 МГц, и обычно вырабатывает амплитудное напряжение холостого хода от приблизительно 2000 до 15000 В, и амплитудное напряжение при нагрузке от 600 до 15000 В. Форма электрических РЧ сигналов может быть синусоидальной, усеченной синусоидальной или промежуточной формой между приблизительно синусоидальной и усеченной синусоидальной. Средства для генерации таких РЧ электрических сигналов известны специалистам в данной области техники - разработка электрохирургических генераторов.

НЧ источник 2 изображен в виде переменного устройства и может вырабатывать НЧ электрический сигнал, изменяющийся во времени. Без потери общности, НЧ источник 2 может представлять собой источник постоянного тока, вырабатывающий существенно постоянный ток (например, от батареи или изолированного источника питания). Желателен такой источник, который добавляет отрицательное смещение не менее 1 В к выходному сигналу РЧ источника 1. Далее во многих примерах будет предпочтительно, чтобы отрицательно-смещенный источник включал устройство управления отрицательным смещением для обеспечения нескольких уставок смещения.

Например, одна уставка будет вырабатывать среднее отрицательное смещение около 1,5 В при сложении с электрическим сигналом РЧ источника 1. Эту уставку следует использовать для уменьшения отложений струпьев, и приведет к тому, что струпья будет легко удалять. Более высокие значения уставки отрицательного смещения будут предложены для усиления эффекта снижения количества образуемых струпьев, при этом значения смещения будут находиться в пределах 60 В. Среднее отрицательное напряжение смещения около 3 - 16 В в настоящее время наиболее предпочтительно. Практические пределы применяемых величин отрицательного смещения могут устанавливать, исходя из соображений безопасности медицинского персонала и пациента. Следует заметить, что хотя положительный эффект от снижения накопления струпьев наблюдали при напряжениях, значительно превосходящих 60 В среднего отрицательного смещения, эти результаты практически не отличались от наблюдаемых при значительно меньших напряжениях.

НЧ источник 2 на фиг. 3 могут также использовать для очистки инструмента (устройство не показано на фиг. 3). Различные варианты реализации очистки будут описаны подробно ниже. В целом, для очистки в настоящее время наиболее предпочтительной для наиболее быстрого удаления струпьев считают установку НЧ источника 2 на отрицательное напряжение от 10 до 120 В. Во время операции удаления струпьев не требуется, чтобы РЧ источник 1 продолжал вырабатывать электрохирургический сигнал. Однако на удаление струпьев использование РЧ электрохирургического сигнала не оказывает отрицательного воздействия.

РЧ источником 1 и НЧ источником 2 могут управлять таким образом, чтобы они подавали энергию при включении с помощью ручных органов управления на электрохирургическом инструменте 4 и/или отдельных органов управления, таких как педальный выключатель . Такие средства управления известны специалистам в данной области техники. Кроме того, как ниже описано, органы управления могут быть устроены таким образом, что когда РЧ источник 1 активируют, НЧ источник 2 включается одновременно, и таким образом, что НЧ источник 2 может работать при отключенном РЧ источнике 1. Такие органы управления позволяют при хи13 рургических процедурах всегда применять комбинированный сигнал, а при процедуре очистки применять только сигнал с НЧ источника 2. Дополнительные средства управления дадут возможность НЧ источнику 2 вырабатывать электрические сигналы, аналогичные сигналам низкого напряжения при активации вместе с РЧ источником 1, и сигналы другой формы, аналогичные сигналам высокого напряжения при работе без РЧ источника 1. Такой режим работы можно использовать во время процедуры очистки для удаления струпьев.

На фиг. 4а изображен один вариант реализации схемы для объединения выходных сигналов РЧ источника 1 и НЧ источника 2. Схема содержит шунтирующий фильтр 8 низкой частоты (например, менее или равную 10 кГц) и шунтирующий фильтр 9 высокой частоты (например, более или равную 100 кГц). Схема содержит также разделительный конденсатор 10 низкой частоты (например, менее или равную 10кГц) и разделительную индуктивность 11 высокой частоты (например, более или равную 100 кГц). Шунтирующие фильтры 8, 9 и разделительные компоненты 10, 11 используют в качестве средств изоляции для защиты РЧ источника 1 от воздействия НЧ источника 2 и для защиты НЧ источника 2 от воздействия РЧ источника 1. Для улучшения характеристик или уменьшения стоимости могут применять несколько шунтирующих/разделительных компонентов каждого типа. Выходной сигнал на хирургический инструмент 4 подается с вывода 32 индукционного трансформатора 12. Нагрузка системы представлена нагрузочным сопротивлением 13 пациента.

На фиг. 4б изображен другой вариант реализации схемы для объединения выходных сигналов с РЧ источника 1 и НЧ источника 2. В ней применили шунтирующую по низкой частоте индуктивность 14 и шунтирующий по высокой частоте конденсатор 15. Показаны путь 16 сигнала низкой частоты (т.е. от НЧ источника 2) и путь 17 сигнала высокой частоты (т.е. от РЧ источника 1). Оба пути проходят через электрохирургический инструмент 4 к пациенту (представленному в виде нагрузки 13), тем самым складывая или объединяя сигналы электрической энергии от РЧ источника 1 и НЧ источника 2. Разделительный конденсатор 10 по низкой частоте защищает РЧ источник 1 от НЧ источника 2. Разделительная индуктивность 11 по высокой частоте защищает НЧ источник 2 от РЧ источника 1. Разделительным конденсатором 10 могут служить один или несколько выходных разделительных конденсаторов, которые обычно имеются в выходных цепях известных электрохирургических генераторов.

На фиг. 4в показано, как можно каскадировать несколько шунтирующих компонентов

14, 15 и разделительных компонентов 10, 11, чтобы получить более эффективную схему.

Преимуществами является более эффективная изоляция РЧ источника 1 и НЧ источника 2 друг от друга. Кроме того, емкость каскадированных конденсаторов 10 могут выбрать такой, чтобы значительно снизить нейромускулярную стимуляцию. Конкретнее, если разделительный конденсатор 10, примыкающий к электрохирургическому инструменту 4, слишком велик, то замыкание и размыкание контакта между инструментом 4 и нагрузкой (пациентом) 13, которое постоянно происходит во время хирургических процедур, приводит к накоплению значительного заряда на разделительном конденсаторе 10. Такой заряд может вызвать нейромускулярную стимуляцию. Этот эффект можно ослабить или, в значительной мере, избежать его, применяя несколько разделительных конденсаторов 10, соединенных последовательно, причем каждый из конденсаторов относительно небольшой емкости.

На фиг. 5а-5д показаны различные варианты реализации изобретения, в которых применяют сигнал РЧ для генерации сигнала НЧ, который объединяют с сигналом РЧ для того, чтобы получить отрицательное смещение (т.е. отрицательное среднее напряжение смещения). В частности, на фиг. 5а показан вариант реализации, в котором сердечник катушки индуктивности 50 снабжен постоянным магнитом 52 для получения отрицательно-смещенного НЧ компонента сигнала, который объединяют с РЧ сигналом источника 1 и подают на электрохирургический инструмент 4. Конкретнее, сердечник катушки индуктивности 50 может включать насыщаемое ферритовое кольцо, участок которого замещает постоянный магнит. Полярность магнита обеспечивает разницу в насыщении в зависимости от направления тока сигнала через него. Встречным магнитным полям, индуцированным переменным характером электрического тока, вырабатываемого РЧ источником 1, препятствует индуктивность катушки индуктивности 50. Однако магнитное смещение, порождаемое постоянным магнитом 52, приводит к тому, что противодействие, индуцированное катушкой 50, вызывает преимущественное протекание тока в одном направлении и преимущественно препятствует протеканию тока в другом направлении. Суммарный результат - повышенное падение напряжения в одном направлении, по сравнению с другим, что в изображенном устройстве приводит к отрицательному смещению напряжения на инструменте 4.

На фиг. 5б показан другой вариант реализации изобретения, в котором электрическую энергию НЧ сигнала получают от РЧ источника 1. Элемент 18, проводящий низкие частоты, обеспечивает путь прохождения НЧ сигнала, получаемого с выпрямителя 19. Напряжение сигнала регулируют с помощью элемента 20 регулировки напряжения. Элемент 20 регулировки напряжения может представлять собой один или несколько электронных элементов, таких как резисторы или конденсаторы, или совокупность одного или нескольких подобных электронных элементов. Выпрямитель 19, который может представлять собой один или несколько диодов и связанных с ними фильтрующих элементов, таких как конденсаторы, образует путь протекания тока с низким сопротивлением в одном направлении и путь протекания тока с высоким сопротивлением в противоположном направлении. Элемент 20 регулировки напряжения обеспечивает одинаковое сопротивление току, протекающему в обоих направлениях. В результате получают преимущественное протекание тока в заданном направлении, что в изображенном устройстве приводит к тому, что к электрохирургическому инструменту 4 приложено отрицательно смещенное напряжение.

На фиг. 5в показан еще один вариант реализации изобретения, в котором источник электрической энергии НЧ сигнала получают из РЧ источника 1. Высокочастотный дроссель 21 по высокой частоте, шунт 22 по высокой частоте и выпрямитель 19 образуют делитель напряжения, который вырабатывает низковольтный смещенный постоянный ток. Напряжение смещения зависит от величин импеданса РЧ дросселя 21 и РЧ шунта 22. Например, применяя известные принципы конструирования на основе падения напряжения в зависимости от импеданса РЧ дросселя 21 и РЧ шунта 22, можно получать смещенные напряжения в широком диапазоне. Типичными значениями являются около 100 мкГн для РЧ дросселя 21 и 10 пФ для РЧ шунта 22, при этом результирующее смещение будет зависеть от частоты РЧ источника 1, и может быть определено специалистами в данной области техники. На фиг. 5г показано аналогичное устройство.

На фиг. 5д показан еще один вариант реализации изобретения, в котором источник электрической энергии НЧ сигнала получают из радиочастотного источника 1, каковым в данном случае вновь может быть стандартный электрохирургический генератор, снабженный встроенным разделительным конденсатором 54. В схеме также используют транзистор 56, резисторный элемент управления 58, диод 60 и резистор

62. При работе электрохирургического генератора 1 диод 60 служит для того, чтобы вызывать положительное смещение в цепи 59 схемы между диодом 60 и транзистором 56. Уровень такого смещения определяют значениями сопротивления резисторного элемента управления 58 и резистора 62. Преимущество данного варианта в том, что смещение могут выборочно устанавливать, так как резисторный элемент 58 регулируемый.

В отношении второго аспекта настоящего изобретения, на фиг. 6а - 6е показаны различные варианты реализации очистки или удаления струпьев, которые могут накапливаться на рабочих поверхностях электрохирургического инструмента 4. Для настоящего описания используют монополярную конфигурацию с обыкновенным электрохирургическим генератором 1 и обыкновенным электрохирургическим инструментом 4, где инструмент показан в состоянии электрического контакта либо с пациентом 5, либо с устройством очистки 64 (т.е. показан прерывистыми линиями), причем выбор будет определять манипуляции пользователя с инструментом 4. Специалисты в данной области техники поймут, что варианты реализации по фиг. 6а - 6е иллюстрируют принципы, которые могут применять к широкому спектру задач, и эти принципы не ограничены монополярной задачей.

На фиг. 6а показан вариант, в котором обычный электрохирургический генератор 1 вырабатывает электрохирургический сигнал к электрохирургическому инструменту 4 для электрохирургических процедур при замкнутом механическом выключателе 70 и вырабатывает электрическую энергию для очистки электрохирургического инструмента 4 при разомкнутом выключателе 70 (положение выключателя определяет, например, пользователь). В этом варианте реализации изобретения электрохирургический генератор 1 включает встроенный в него разделительный конденсатор 54. Линия 7 обратной цепи, подключенная к электроду 6 обратной цепи, а также цепь 61 питания, подключенная к электрохирургическому инструменту 4, могут иметь присоединительные компоненты в виде обычных коннекторов или штекеров (не показаны), которые, в свою очередь, могут быть селективно подключены к электрохирургическому генератору 1. Как будет показано ниже, такое устройство совместимо с непосредственным применением обыкновенных электрохирургических генераторов.

Конденсаторы 93 установки напряжения и выпрямительный мост 90, включающий диоды 91, коллективно служат для установки напряжения, подаваемого на электрохирургический инструмент 4 через цепь 95 питания очистки, а также для выпрямления этого напряжения для целей очистки. Фильтрующий конденсатор 92 сглаживает выходное напряжение на цепи 95 питания очистки. Применение конденсаторов 93 для установки напряжения (вместо, например, резисторов) позволяет избежать сложностей с отводом тепла. Фильтрующий конденсатор 92 вырабатывает напряжения, которые постоянно выше 0 В, тем самым обеспечивая работу узла очистки 64, когда электрохирургический инструмент 4 специально приводят в соприкосновение с узлом очистки 64. Как указывалось выше, во время обычных хирургических процедур механический выключатель 70 замкнут. Выключатель 70 размыкают, когда пользователь желает очистить электрохирургический инструмент 4.

Механический выключатель могут удобным образом разместить в виде отдельной кнопки на рукоятке электрохирургического инструмента 4, такой как рукоятка электрохирургического стиля или, альтернативно, механический выключатель 70 могут встроить в узел очистки 64.

На фиг. 6б показано устройство, снабженное РЧ источником 1, например, стандартным электрохирургическим генератором, в котором имеется разделительный конденсатор 54. В таком устройстве разделительный конденсатор 54 используют для выработки подходящим образом смещенного тока для очистки электрохирургического инструмента 4 с помощью узла очистки 64. В целях наглядности разделительный конденсатор 54 показан подключенным к цепи 7 между электродом 6 обратной цепи и РЧ источником 1. Альтернативно, разделительный конденсатор 54 могут подключить к цепи 61 между источником 1 и электрохирургическим инструментом 4. Цепь 61 подачи питания и обратная цепь 7 могут заканчиваться подходящими коннекторами или штекерами (не показаны) для селективного и быстрого подключения к стандартному электрохирургическому генератору, который используют в качестве источника 1.

В изображенном устройстве резистор 66 установки напряжения и диод 60 в целом задают напряжение, вырабатываемое для очистки и служат для выпрямления этого напряжения. Преимущество применения шунтирующего резистора 68 состоит в том, что он уменьшает напряжение, которое должен выдерживать диод при отсутствии контакта электрохирургического инструмента 4 с узлом очистки 64 или пациентом 5. Поэтому шунтирующий резистор 68 выбирают таким образом, чтобы его сопротивление было больше, чем сопротивление узла очистки 64. Для примера, если конструкция узла очистки 64 такова, что он оказывает сопротивление 200 Ом, шунтирующий резистор 68 может иметь сопротивление 500 Ом или выше. Кроме того, сопротивление шунтирующего резистора 68 следует выбирать, исходя из такого параметра диода, как напряжение пробоя, характеристик выходного напряжения электрохирургического генератора 1 и результирующего падения напряжения на резисторе 66 задания напряжения. Механический выключатель 70 служит для селективного включения пользователем, когда у последнего возникает желание очистить электрохирургический инструмент 4. Например, механический выключатель 70 могут удобно расположить в виде отдельной кнопки на рукоятке электрохирургического инструмента 4. В состав устройства могут включить один или несколько разделительных конденсаторов 72 для предотвращения протекания смещенной электрической энергии через пациента 5 в том случае, когда пользователь включает механический выключатель 70 и прикасается электрохи рургическим инструментом 4 к пациенту 5. В этом случае желаемый электрохирургический эффект будет достигнут обычным образом при небольшом уменьшении приложенной мощности из-за шунтирования электрической энергии через резистор 66 установки напряжения, диод 60 и шунтирующий резистор 68 через механический выключатель 70.

Фиг. 6в изображает вариант реализации, аналогичный показанному на фиг. 6б. В этом варианте используют электрическую энергию электрохирургического генератора 1 и прикладывают ее через замкнутый механический выключатель 70 для очистки от струпьев электрохирургического инструмента 4. В этом варианте реализации применяют конденсатор 93 и диод 60 для задания напряжения, вырабатываемого для очистки, и для выпрямления этого напряжения. Фильтр, образованный диодом 63 и конденсатором 92, сглаживает выходное напряжение, подаваемое на узел очистки 64. Применение конденсаторов 11 для установки напряжения (вместо, например, резисторов) позволяет избежать сложностей с отводом тепла. Фильтр (образованный диодом 63 и конденсатором 92) обеспечивает выходное напряжение на узле очистки 64, постоянно превышающее 0 В, тем самым обеспечивая работу узла очистки 64 во время электрического контакта с ним электрохирургического инструмента 4. Во время хирургических процедур выключатель 70 разомкнут, и обратный ток протекает через электрод 6 обратной цепи. Механический выключатель 70 замыкают, когда пользователь желает произвести очистку электрохирургического инструмента 4. И снова, механический выключатель 70 могут удобно располагать на рукоятке электрохирургического стиля или встраивать в узел очистки 64.

В электрохирургический генератор 1, узел электрода 6 обратной цепи, узел электрохирургического инструмента 4 или в их комбинации могут быть встроены различные электронные компоненты и механические переключающие компоненты, показанные на фиг. 6б и 6в. Например, все электронные компоненты, изображенные на фиг. 6б, за исключением разделительного конденсатора 72, легко могут встроить в разъем электрохирургического инструмента 4, который подключают к электрохирургическому генератору 1. Разделительный конденсатор 72 могут легко встроить в разъем электрода 6 обратной цепи, который тоже подключают к электрохирургическому генератору 1. Альтернативно, все эта компоненты могут встроить в один разъем, который будет служить для присоединения как электрохирургического инструмента 4, так и электрода 6 обратной цепи к электрохирургическому генератору 1.

На фиг. 6г изображена еще одна модификация устройства, изображенного на фиг. 6б. На фиг. 6б разность напряжений на диоде 60 ис19 пользуют для подачи существенно положительного напряжения в цепь 69, подключенную к узлу очистки 64, относительно существенно отрицательного напряжения на цепи питания 61 электрохирургического инструмента 4. Однонаправленный ток через диод 60 вызывает смещение разделительного конденсатора 54, что приводит к выработке переменной (во времени) формы электрического сигнала на узле очистки 64, положительного по отношению к напряжению на электрохирургическом инструменте 4.

Для обеспечения очистки при желании пользователя, а также для предотвращения короткого замыкания между цепью 7 электрода обратной цепи и цепью питания 61, могут применить электронный автоматически выключаемый элемент 70. Конкретнее, такой электронный выключающий элемент 70 может включать один или несколько компонентов, например, биполярный транзистор, биполярный транзистор с изолированным затвором или металлоксидный полупроводниковый транзистор с полевым эффектом. Когда электрохирургический инструмент 4 не соприкасается с узлом очистки 64, выключатель 70 эффективно блокирует любой ток через цепь диода 60. Когда электрохирургический инструмент 4 соприкасается с узлом очистки 64, ток протекает от инструмента 4 к узлу очистки 64, и выключатель 70 пропускает этот ток.

На фиг. 6д показано еще одно устройство, в котором биполярный транзистор 56 и два резистора 74 и 76 обеспечивают функции выключателя 70 на фиг. 6б. Резистор 76 выбирают таким образом, чтобы создать относительно высокое сопротивление, чтобы ток при нормальной работе генератора 1 (т. е. когда инструмент 4 не контактирует с узлом очистки 64) через диод 60 был относительно небольшим. Во время нормальной работы генератора ток через резисторы 74 и 76, хотя он и невелик, вызывает положительное смещение цепи 69 питания очистки по сравнению с обратной цепью 7, и еще более положительное смещение по сравнению с цепью питания 61. Резистор 76, кроме того, выбирают, исходя из того, что при нормальной работе генератора 1 разность напряжений между базой и эмиттером транзистора 56 не должна превосходить значения, при котором транзистор 56 откроется. Во время очистки электрохирургический инструмент 4 соприкасается с узлом очистки 64 и вызывает падение напряжения в цепи 69 очистки, изменяя разность напряжений между базой и эмиттером транзистора так, чтобы она (разность) превысила значение, необходимое для открытия транзистора.

Для регулировки тока или напряжения при очистке могут добавить к устройствам на фиг.

6а - 6д различные элементы схемы. Что касается фиг. 6д, такие регулировочные элементы могут включать любой компонент схемы, который будет служить задатчиком величины управляющего сигнала на транзисторе 56 или альтернативном транзисторном устройстве. Такое транзисторное устройство может состоять из одного или нескольких электронных компонентов, по крайней мере, один из которых имеет свойство изменять проводимость от входа до выхода под управлением напряжения или тока, приложенного к одной или нескольким цепям. Например, транзисторы, пригодные для настоящего изобретения, включают один или несколько биполярных транзисторов, биполярных транзисторов с изолированным затвором или металл-оксидных полупроводниковых транзисторов с полевым эффектом, хотя могут применить и другие приборы, включая вакуумные лампы или механические реле, как указано выше. Специалисты в данной области техники поймут, что если используют биполярный транзистор, регулировочным компонентом должен быть резистор, регулирующий ток базы транзистора.

Вместо использования механических или электронных выключающих элементов для управления потоком электрической энергии, как в устройствах, изображенных на фиг. 6а - 6д, могут применить многоэлементный узел очистки 64, изображенный на фиг. 6е. Такой узел 64 включает один или несколько электропроводных элементов, прямо или косвенно соединенных либо с цепью 7 электрода обратной цепи, либо с цепью питания 4, либо с обеими этими цепями. В этом варианте реализации узел очистки 64 включает верхний проводник 80 и нижний проводник 82, подключенные к противоположным выводам диода 60. В таком устройстве электрохирургический инструмент 4 могут вводить внутрь узла очистки 64 (для установления электрического контакта с верхним проводником 80, замыкая тем самым электрическую цепь через диод 60). При работе электрохирургического генератора 1 однонаправленное протекание тока через диод 60 вызывает падение существенно положительного напряжения на разделительном конденсаторе 54. Это падение, в свою очередь, обеспечивает существенно положительное напряжение на верхнем проводнике 80 по отношению к напряжению на нижнем проводнике 82. Струпья на электрохирургическом инструменте 4 затем погружают в проводящую жидкость 84, которая содержится в оболочке узла очистки 64. Ток протекает между нижним проводником 82 и погруженной частью электрохирургического инструмента 4, вызывая отслоение с него струпьев. Если имеется пористое тело (не показано) для удерживания раствора электролита 84, его материал могут использовать для соприкосновения с электрохирургическим инструментом 4 (например, в форме протирания) для облегчения удаления размягченных струпьев. Альтернативно, в этих целях могут применить внутреннее изолирующее тело 86. При этом верхний проводник 80 в узле очи21 стки 64 предохраняют от контакта с раствором электролита 84 с помощью изолирующего тела 86. Аналогично, токопроводящий участок погруженного электрохирургического инструмента 4 предохраняют от контакта с нижним проводником 82 с помощью механического барьера 90. Хотя механический барьер 90 предотвращает физический контакт, он не препятствует электрическому току. Поэтому, например, механическим барьером 90 может служить пористая пластиковая решетка с малыми отверстиями, которые не позволят погруженной части электрохирургического инструмента 4 пройти сквозь них, но позволят пройти токопроводящим компонентам (т.е. переносчикам зарядов) раствора токопроводящей жидкости. Верхний изолятор может иметь аналогичную конструкцию (хотя и не быть погруженным в раствор электролита 84). Нижний проводник 82 изолируют от верхнего с помощью донного изолятора 88, обеспечивая тем самым безопасность в обращении с узлом очистки 64.

На фиг. 7 показан вариант реализации изобретения, в котором генератор 24 электрического РЧ сигнала, пригодный для генерации РЧ сигналов, подходящих для электрохирургии, подключают через электропроводный изолированный кабель 25 к электрохирургическому инструменту 26. Устройство 40 смещения сигнала могут включить между РЧ источником 24 и инструментом 26 для выработки НЧ сигнала и объединения РЧ и НЧ сигналов, как описано выше для фиг. 5а - 5д. Кроме того, устройство 40 смещения сигнала может обеспечивать применение РЧ генератора 24 для очистки электрохирургического инструмента 26 с помощью узла очистки 33, причем компоненты схемы, аналогичные фиг. 6а - 6е, входят в состав устройства 40.

К электрохирургическому инструменту 26 присоединен металлический режущий элемент 27. При включении металлический режущий элемент 27 прикладывает энергию к тканям пациента 5, и электрическую цепь замыкают через электрод 6 обратной цепи и провод 31 обратной цепи. Как указывалось, узел очистки 33 могут включать для очистки металлического режущего элемента 27. Для наглядности узел очистки 33 включает чистящий тампон 28, хотя возможны иные конфигурации. Чистящий тампон 28 может включать волокнистый материал, смоченный токопроводящим, биологически совместимым раствором (например, нормальным солевым раствором или раствором, включающим аскорбиновую кислоту). Например, чистящий тампон 28 могут изготовить из тканого или нетканого абсорбирующего материала (например, марли). Чистящий тампон 28 прикрепляют к электропроводной подкладке 29 (например, из металлической фольги). Плоскости и кромки электропроводной подкладки 29, не примыкающие к чистящему тампону 28, предпочти тельно изолируют неэлектропроводным материалом (не показан для простоты). Электропроводная подкладка 29 электрически связана через проводящий элемент 30 с проводом 31 обратной цепи и устройством 40, и работает как описано для фиг. 6а - 6е.

Металлический режущий элемент 27 включает рабочие поверхности, которые соприкасаются или сближаются с тканями. Эти поверхности изготавливают из одного или нескольких электропроводных материалов, и могут быть полностью или частично покрытыми неметаллическим покрытием для придания желаемых свойств поверхности, таких как устойчивость к прилипанию, хотя устойчивость к прилипанию в общем не нужна при использовании многих аспектов настоящего изобретения для облегчения удаления струпьев. Металлический режущий элемент 27 могут изготавливать из нержавеющей стали, что традиционно для рабочих поверхностей хирургических инструментов.

Происходит улучшение производительности в форме снижения накопления струпьев или облегчения их удаления, если режущий элемент 27 включает один или несколько материалов, стандартные восстановительные потенциалы которых положительны по отношению к стандартному водородному электроду. Предпочтительны элементы группы ΙΒ Периодической системы элементов, включая медь, серебро и золото. Рабочие поверхности режущего элемента 27 могут полностью состоять из материалов, стандартные восстановительные потенциалы которых положительны по отношению к стандартному водородному электроду, или сплавов, которые содержат комбинацию этих элементов. Например, отличные результаты получены со сплавами на основе меди, включающие более 98% меди, бронзы, которая приблизительно на 70% состоит из меди и на 30% из цинка, или бронзы, которая приблизительно на 95% состоит из меди, включая фосфористую бронзу. Чистящий тампон 28 с прикрепленной электропроводной подкладкой 29 из металлической фольги и проводящий элемент 30 могут упаковать вместе в одно изделие, чтобы сохранять стерильность при хранении и транспортировке. Такие элементы могут упаковывать по отдельности или включать в состав стерильных наборов, также включающих узел электрода 6 обратной цепи и провод 31 обратной цепи в сборе. Альтернативно, чистящий тампон 28 с прикрепленной электропроводной подкладкой 29 из металлической фольги и проводящий элемент 30 могут входить в состав набора, содержащего электропроводный изолированный кабель 25, электрохирургический инструмент 26 и металлический режущий элемент 27. В одном варианте реализации изобретения чистящий тампон 28 может быть заблаговременно смочен электропроводным раствором и упакован вместе с при23 крепленной электропроводной подкладкой 29 из металлической фольги в герметичный пакет, предохраняющий смоченный тампон 28 от высыхания. Такой герметичный пакет могут включать в состав другого набора. В одном из вариантов реализации изобретения заблаговременное смачивание производят физраствором, хотя эффективны и другие растворы, включая аскорбиновую кислоту.

Узел, состоящий из чистящего тампона 28 и прикрепленной электропроводной подкладки 29 из металлической фольги, может быть снабжен подкладкой из другого материала. В одном из вариантов реализации изобретения дополнительная подкладка обеспечивает электрически изолированную поверхность для всех нескрытых кромок и обратной стороны подкладки 29 из токопроводящей фольги. Дополнительные подкладки в других вариантах реализации изобретения могут придать узлу жесткость для облегчения применения, если хирург пожелает с усилием прижать рабочие поверхности к увлажненному тампону 28 и вытереть рабочие поверхности о тампон. Альтернативно, этот узел могут сделать гибким, чтобы хирург мог обернуть тампон вокруг рабочих поверхностей, чтобы очистить их. Узел могут также снабдить механизмом, таким как бельевым зажимом 37, прикрепленным к его обратной стороне таким образом, чтобы узел можно было съемно закреплять на простынях или других предметах, удобных медицинскому персоналу. Такие механизмы могут включать устройства с одним или несколькими крючками, такими как на петлевых зажимах.

На фиг. 8 показан еще один вариант реализации узла очистки 33. Колпачок 32 присоединяют к корпусу резервуара 33, который содержит токопроводящую жидкость 34 и герметизирован со стороны дна донной крышкой 35. Колпачок 32 снабжают прорезью или иным подходящим отверстием 39, позволяющим проходить металлическому режущему элементу 27 внутрь и погружаться в токопроводящую жидкость 34. Токопроводящая жидкость 34 может находиться в сосуде (не показан) в форме чернильницы, предохраняющем от выливания через отверстие 39 в колпачке 32. Материал, примыкающий к отверстию 39 в колпачке 32, предпочтительно выбирают таким, чтобы он сжимался вокруг металлического режущего элемента 27 при вводе/выводе металлического элемента 27, т.е. служил для уплотнения отверстия 39. За счет соприкосновения металлического режущего элемента 27 с краями отверстия 39 в колпачке 32 могут упростить удаление струпьев при вытирании металлического режущего элемента 27. Это свойство можно придать за счет ряда мер, включая изготовление колпачка 32 из гибкого или эластичного материала, который деформируется при усилии из-за контакта с металлическим режущим элементом 27 и возвращается в закрытое состояние в отсутствие внешнего воздействия.

В одном из вариантов реализации токопроводящая жидкость 34-физиологический раствор, хотя эффективны и другие растворы, включая аскорбиновую кислоту. Токопроводящая жидкость 34 либо находится в непосредственном контакте с токопроводящим элементом 30, тогда в этом случае токопроводящий элемент 30 проходит сквозь донную крышку 35, либо находится в косвенном электрическом контакте с токопроводящим элементом 30, в этом случае токопроводящий элемент 30 подключают к наружной стороне донной крышки 35, которая, в свою очередь, должна быть электропроводной и снабженной внешним изолирующим элементом, расположенным вокруг нее (не показан). Узел могут поставлять в упаковке (не показана), которая сохраняет стерильность во время транспортировки и хранения. Эти элементы могут упаковывать в качестве отдельного изделия или включать в состав стерильного набора, также включающего электрод 6 обратной цепи и провод 31 обратной цепи в сборе, показанный на фиг. 7. Альтернативно, узел могут включать в состав набора, содержащего электропроводный изолированный кабель 25, электрохирургический инструмент 26 и металлический режущий элемент 27, показанные на фиг.

7. Узел могут также снабдить механизмом, таким как бельевой зажим, прикрепленным к обратной стороне узла, так чтобы узел можно было съемно закреплять на простынях или других предметах, удобных медицинскому персоналу. Такие механизмы могут включать устройства, такие как один или несколько крючков, такие как на петлевых зажимах.

На фиг. 8 изображено, как донную крышку 35 подключают к токопроводящему элементу 30, чтобы электрическая обратная цепь была внешней по отношению к узлу очистки 33. В другом варианте реализации колпачок 32 может быть токопроводным, например, иметь слой из токопроводной пленки (не показан), в свою очередь подключенной к одному из контактов источника постоянного тока (не показан). Другой контакт источника постоянного тока подключают к токопроводному элементу 30. Когда металлический режущий элемент 27 проходит сквозь колпачок 32, его потенциал становится равным потенциалу колпачка 32, и когда металлический режущий элемент 27 соприкасается с токопроводящей жидкостью 34, электрическая цепь, позволяющая удалять струпья, замыкается. Токопроводящую жидкость 34 могут содержать в сосуде (не показан), форма которого напоминает чернильницу, и предохраняет от проливания через отверстие колпачка 32.

На фиг. 9 схематически показано добавление органов автоматического регулирования в одном из вариантов реализации изобретения, предназначенное для обнаружения момента контакта между рабочими поверхностями электрохирургического инструмента 26, такими как металлический режущий элемент 27, и электропроводным раствором в устройстве 36 для очистки лезвий (например, таким как чистящий тампон 28 в варианте реализации по фиг. 7) . Такие органы автоматического регулирования могут реализовать, например, обнаружением наличия пути с низким импедансом между металлическим режущим элементом 27 и устройством для очистки лезвий 36. Такое обнаружение может иметь место, например, при помощи генератора 37, вырабатывающего сигнал датчика (например, переменного тока 100-200 кГц или другой изменяющийся во времени сигнал), который проходит через выходной кондуктор сигнала датчика 38 с заземленной обратной цепью через заземляющий кондуктор 39 датчика. Выходной кондуктор сигнала датчика 38 и заземляющий кондуктор 39 датчика подключают к схемному модулю 47, включающему логическое устройство управления 43 и схему 45 для объединения выходного сигнала РЧ источника 1 и НЧ источника 2 (например, как на фиг. 5а-д). Логическое устройство управления 43 в схемном модуле 47 управляют работой РЧ источника 1 и НЧ источника 2 и, например, может включить оба источника во время хирургической процедуры, чтобы объединить их выходные сигналы для получения отрицательного смещения с помощью схемы объединения 45. Сигнал для датчика выбирают таким образом, чтобы система в целом работала корректно. Например, частота этого сигнала может быть в диапазоне 100-200 кГц, а ток ограничен значением 5 мА. Сигнал датчика передают на металлический режущий элемент 27 с помощью электропроводного изолированного кабеля 25 и электрохирургического инструмента 26, а силу сигнала обратной цепи измеряют в обратной цепи, образованной устройством для очистки лезвий 36, токопроводным элементом 30 и проводом 31 обратной цепи. Генератор 37 сигнала датчика вырабатывает сигнал датчика все время, кроме времени работы РЧ источника 1. При работе РЧ источника 1 выходной сигнал генератора 37 сигнала датчика блокируют запрещающим сигналом 41 генератора сигнала датчика.

Когда металлический режущий элемент 27 соприкасается с токопроводящим раствором в устройстве 36 очистки лезвий, образуется путь обратной цепи с низким импедансом для сигнала датчика. Когда металлический режущий элемент 27 не контактирует с токопроводящим раствором, цепь сигнала датчика разомкнута, поэтому обратная цепь сигнала датчика имеет очень высокий импеданс. Органы автоматического регулирования в схеме 45, предназначенные для управления РЧ и НЧ источниками и сигналом датчика и устройство логического управления 43 обнаруживают путь с низким импедансом и включают НЧ источник 2 с по мощью низковольтного сигнала управления 42 НЧ источником, и НЧ источник 2 вырабатывает электрический сигнал с более высоким напряжением отрицательного смещения, приблизительно в диапазоне отрицательных значений 30120 В. РЧ источник 1 не включают. Автоматическое включение НЧ источника 2 в диапазон повышенных отрицательных смещений приведет к тому, что на инструмент 26 будет подано повышенное отрицательное смещение, необходимое для удаления струпьев с помощью устройства 36. В одном из вариантов реализации изобретения НЧ источнику 2 не позволяют вырабатывать высокие значения отрицательного напряжения смещения, кроме моментов касания рабочими поверхностями, такими как металлический режущий элемент 27, электропроводного раствора в устройстве 31 очистки. Такая автоматика предохраняет от случайной подачи медицинским персоналом сигнала с повышенным напряжением отрицательного смещения на ткани пациента.

Логическое устройство управления 43, например, обнаруживает, что рабочие поверхности 27 контактируют с устройством очистки 38 путем детектирования наличия сигнала датчика в проводнике 31 обратной цепи с помощью схемы детектора, в которой применяют подходящую комбинацию фильтров высокой и низкой частот для отсечения сигналов, частоты которых выше и ниже частоты сигнала датчика. Амплитуду отфильтрованного сигнала могут использовать, возможно после усиления, в качестве входного сигнала порогового детектора для определения, достаточно ли силен детектированный сигнал для того, чтобы сделать вывод о контакте рабочих поверхностей с устройством для очистки. Пороговый детектор может включать, например, компараторы напряжений, использующие опорное напряжение в качестве порога, с которым сравнивают усиленный отфильтрованный сигнал датчика. Если сигнал датчика достаточно силен, пороговый детектор вырабатывает выходной сигнал, управляющий схемой переключения, которая направляет мощность, необходимую для очистки на электрохирургический инструмент. Аналогично, если сила отфильтрованного сигнала ниже заданного пороговым детектором значения, логическая схема управления конфигурирует схему переключения таким образом, как необходимо для нормальной работы электрохирургического прибора, что может включать работу РЧ источника 1 и НЧ источника 2, как описано выше. Схему, вырабатывающую сигнал датчика, могут использовать для одновременной выработки сигнала сравнения, так чтобы использовать для определения факта касания рабочими поверхностями устройства для очитки не только точную амплитуду, но и точную фазу сигнала датчика. Детектирование амплитуды вместе с фазой может улучшить надежность логики автоматиче ского обнаружения. Такой подход может быть особенно эффективен, когда сигнал датчика генерируют не непрерывным образом, так что есть периоды, когда сигнал присутствует, и когда сигнал отсутствует, а схема обнаружения проверяет наличие и отсутствие сигнала датчика в заданные временные интервалы.

В хирургический инструмент 26 могут встроить аэрозольный элемент, который производит аэрозольное распыление токопроводного биологически совместимого вещества, как описано в патенте США №5554172, включенном здесь для ссылки во всей своей полноте, или могут вырабатывать и наносить аэрозоль с помощью отдельного устройства. Применение такой аэрозоли при приложении электрической энергии во время хирургической процедуры известно специалистам в данной области техники. Однако применение такой аэрозоли при отрицательном среднем смещении сигнала является новым в электрохирургии. Такое устройство с признаками изобретения позволяет достичь еще лучших результатов.

Функционирование

Применение настоящего изобретения будет описано в контексте варианта реализации, изображенного на фиг. 9, для монополярного разрезания. Легко видеть, что изобретение могут использовать с другими типами хирургических процедур. Поэтому, изобретение не ограничивается описанным вариантом применения.

В процессе использования изобретения медики будут следовать стандартной медицинской практике и подготовят место операции обычным образом. Генератор 1 электрического сигнала позволяет установить различные режимы, в зависимости от показанной процедуры. Электрод 6 обратной цепи установят стандартным образом от пациента к генератору 1 электрического сигнала с помощью проводника 31 обратной цепи. В стандартные приготовления входит также подключение электрохирургического инструмента 26 к генератору 1 электрического сигнала с помощью электропроводного изолированного кабеля 25. В случае, если устройство для очистки 36 включает узел, аналогичный изображенному на фиг. 7, чистящий тампон 28 с прикрепленной подкладкой 29 из электропроводной металлической фольги и токопроводный элемент 30 достают из упаковки (не показана), сохраняющей стерильность при хранении и транспортировке. Токопроводный элемент 30 подключают таким образом, чтобы образовать электрическую обратную цепь 31 к генератору 1 электрического сигнала. Если чистящий тампон 28 не увлажнен, его увлажняют физиологическим раствором. Чистящий тампон 28 с прикрепленной подкладкой 29 из электропроводной металлической фольги и всеми остальными подкладками и устройствами крепления, входящими в состав узла, располагают в удобном для хирурга месте. Вероятно, произве дут прикрепление зажимом к простыням около места хирургической операции.

Разрезы и прочие хирургические процедуры производят обычным способом. Когда потребуется удалить струпья с рабочих поверхностей ручного инструмента 26, таких как металлический режущий элемент 27, его легко прижимают к чистящему тампону 28. Могут предусмотреть наличие модуля 47 для обнаружения контакта между рабочими поверхностями и чистящим тампоном 28 и автоматически активировать НЧ источник 2, чтобы он вырабатывал нужный электрический сигнал. Энергия этого электрического сигнала протекает от источника 2 через электропроводный изолированный кабель 25, через электрохирургический инструмент 26, металлический режущий элемент 27 в чистящий тампон 28 (смоченный физиологическим раствором) с прикрепленной к нему подкладкой 29 из металлически фольги. Почти мгновенно (например, через 1-10 с) струпья, при их наличии, отслаиваются и либо отделяются от рабочих поверхностей, или их легко стирают с рабочих поверхностей без особых усилий. После малой задержки, теперь уже с чистыми рабочими поверхностями, хирург сможет продолжать хирургической процедуру.

В случае, если на рабочие поверхности распыляют токопроводный раствор, разрезание и другие хирургические процедуры происходят обычным образом, а аэрозоль направляют на рабочие поверхности. Если струпья и образуются и прилипают к рабочим поверхностям, то их очень немного, когда рабочие поверхности сделаны, например, из вещества на основе меди.

Вышеописанные варианты реализации предназначены лишь для наглядности. Для специалистов в данной области техники явственны разнообразные модификации и развитие сущности настоящего изобретения, заключенного в нижеследующей формуле изобретения.

Claims (29)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ электрохирургии, при котором обеспечивают электрически замкнутую цепь и подают электрохирургический сигнал на рабочую поверхность электрохирургического инструмента для передачи электрической энергии к участку тканей пациента от указанной рабочей поверхности, отличающийся тем, что используют электрохирургический сигнал, среднее смещение которого имеет отрицательную величину.
2. 2. Способ электрохирургии по п. 1, в котором указанная операция подачи электрохирургического сигнала включает в себя объединение первого компонента сигнала и второго компонента сигнала для получения указанного электрохирургического сигнала.
3. 3. Способ электрохирургии по п.2, в котором указанная операция подачи электрохирургического сигнала дополнительно включает в себя использование радиочастотного электрохирургического генератора для генерации указанного первого компонента сигнала.
4. 4. Способ электрохирургии по п.3, в котором указанная операция подачи электрохирургического сигнала дополнительно включает в себя использование указанного первого компонента сигнала для получения указанного второго компонента сигнала.
5. 5. Способ электрохирургии по п.4, в котором указанный первый компонент сигнала имеет первую частоту, а указанный второй компонент сигнала имеет вторую частоту, причем вторая частота меньше, чем указанная первая частота.
6. 6. Способ электрохирургии по п.5, в котором указанная первая частота превышает приблизительно 100 кГц, а указанная вторая частота менее приблизительно 10 кГц.
7. 7. Способ электрохирургии по п.3, в котором указанная операция подачи электрохирургического сигнала дополнительно включает в себя использование источника электрической энергии, отличного от указанного радиочастотного электрохирургического генератора, для получения указанного второго компонента сигнала.
8. 8. Способ электрохирургии по п.5, дополнительно включающий в себя использование, по меньшей мере, одного разделительного компонента, смещенного по первой частоте, для изоляции указанного электрохирургического генератора от указанного источника электрической энергии; использование, по меньшей мере, одного разделительного компонента, смещенного по второй частоте, для изоляции указанного источника электрической энергии от указанного электрохирургического генератора.
9. 9. Способ электрохирургии по п.7, в котором указанный источник электрической энергии выбирают из множества, включающего источник энергии постоянного тока и источник энергии, изменяющейся во времени с рабочей частотой, меньшей, чем рабочая частота радиочастотного электрохирургического генератора.
10. 10. Способ электрохирургии по п. 4, в котором указанный второй компонент сигнала является сигналом постоянного тока.
11. 11. Способ электрохирургии по п.2, дополнительно включающий в себя очистку указанной рабочей поверхности указанного электрохирургического инструмента, в котором указанная операция очистки включает в себя приложение электрического сигнала очистки, отличного от указанного электрохирургического сигнала, к указанной рабочей поверхности.
12. 12. Способ электрохирургии по п.11, дополнительно включающий в себя контактирование указанного электрохирургического инструмента с токопроводящей жидкостью; контактирование токопроводящего электрода обратной цепи с указанной токопроводящей жидкостью, при котором указанный электрохирургический инструмент имеет отрицательное напряжение смещения по отношению к указанному электроду обратной цепи.
13. 13. Способ электрохирургии по п.1, в котором среднее напряжение смещения превышает приблизительно 1В.
14. 14. Способ электрохирургии по п.13, в котором среднее напряжение смещения находится в диапазоне примерно от 1 до 60В.
15. 15. Способ электрохирургии по п.1, в котором рабочая поверхность включает нержавеющую сталь.
16. 16. Способ электрохирургии по п.1, в котором рабочая поверхность включает, по меньшей мере, одно вещество, стандартный восстановительный потенциал которого положителен по отношению к стандартному водородному электроду.
17. 17. Способ электрохирургии по п.16, в котором рабочая поверхность включает, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из множества, включающего элементы группы ΙΒ Периодической системы элементов.
18. 18. Способ электрохирургии по п.17, в котором рабочая поверхность содержит, по меньшей мере, один элемент из множества, включающего медь, серебро и золото.
19. 19. Способ электрохирургии по п. 1, дополнительно включающий в себя этап распыления на рабочую поверхность токопроводящей жидкости, по меньшей мере, в ходе указанной операции передачи.
20. 20. Электрохирургическая система, содержащая электрическую цепь, имеющую электрод для подачи электрохирургического сигнала к электрохирургическому инструменту и обратный электрод, отличающаяся тем, что она содержит средство для обеспечения отрицательного смещения компонента сигнала и средство для сложения отрицательно смещенного компонента сигнала с радиочастотным электрохирургическим компонентом сигнала.
21. 21. Электрохирургическая система по п.20, дополнительно содержащая электрохирургический генератор для получения указанного радиочастотного компонента сигнала.
22. 22. Электрохирургическая система по п.21, в которой указанное средство для обеспечения включает в себя источник электрической энергии, отличный от указанного электрохирургического генератора.
23. 23. Электрохирургическая система по п.22, в которой указанный источник электрической энергии включает в себя, по меньшей мере, один из следующих: источник энергии постоянного тока и источник энергии, изменяющейся во времени.
24. 24. Электрохирургическая система по п.22, в которой указанный источник изменяющейся во времени электрической энергии и электрохи рургический генератор изолированы друг от друга с помощью разделительных компонентов.
25. 25. Электрохирургическая система по п.21, в которой указанное средство для обеспечения выполнено с возможностью использования указанного радиочастотного компонента сигнала для генерации отрицательно смещенного компонента сигнала.
26. 26. Электрохирургическая система по п.20, дополнительно содержащая ручной электрохирургический инструмент, образующий указанную цепь подачи и снабженный рабочими поверхностями, включающими нержавеющую сталь .
27. 27. Электрохирургическая система по п.20, дополнительно содержащая ручной электрохирургический инструмент, образующий указанную цепь подачи и снабженный рабочими по верхностями, включающими, по меньшей мере, одно вещество из множества, включающего медь, серебро и золото.
28. 28. Электрохирургическая система по п.20, дополнительно содержащая ручной электрохирургический инструмент, образующий указанную цепь подачи, и средство для приложения электрического сигнала, отличного от указанного электрохирургического сигнала, к указанному электрохирургическому инструменту во время процедуры очистки.
29. 29. Электрохирургическая система по п.28, дополнительно содержащая узел очистки для приема указанного электрохирургического инструмента во время указанной процедуры очистки, содержащий токопроводящую жидкость и электрод обратной цепи в электрическом контакте с указанной жидкостью.