JP2014529452A - 電極配列及び電気手術用掴み器具 - Google Patents

電極配列及び電気手術用掴み器具 Download PDF

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Abstract

本発明は、電極200aと、加熱エレメント120aと、電極200aと加熱エレメント120aとの間に配置されかつ電極200aと加熱エレメント120aとを互いに絶縁する弾性の絶縁体110aと、を備え、絶縁体110aが曲げに関して柔軟である、電気手術用掴み器具用の電極配列100に関する。本発明は、さらに、本発明による電極配列を備えた電気手術用掴み器具に関する。

Description

本発明は、電極と、加熱エレメントと、電極と加熱エレメントとを互いに絶縁する、電極と加熱エレメントとの間に配置された絶縁体とを有する電気手術用掴み器具用の電極配列に関する。本発明はさらに、ジョーを備えた電気手術用掴み器具に関する。
電気手術用掴み器具は、組織、例えば血管を凝固及び/又は切断するために用いられる。さらに、電気手術用掴み器具は、2つのルーズな組織セクションを融着させる、すなわちこれらの組織セクションを永久に封止し、これにより、縫合を余分なものとするために用いられる。このために、電気手術用掴み器具は、通常、2つのジョーを有し、これらのジョーの間に、凝固、切断又は融着される組織が掴まれる。通常、電極配列がジョーに配置されており、これらの電極配列を通じて高周波(HF)電圧を組織に印加することができる。
例えば融着中などの特定の用途では、電極に加え、機器に加熱エレメントも有することが有利である場合がある。すなわち、例えばHFエネルギを介して融着をまず行うことができ、その後、増大した組織抵抗がHFを介した融着を停止させると、加熱エレメントの熱エネルギを介して融着を継続することができる。電極は、エネルギの電流独立用途を提供するために、加熱される。このために、電極を加熱するために加熱エレメントを設けることができる。電流は電極及び加熱エレメントを流れるので、電極及び加熱エレメントは互いに絶縁されなければならない。通常、これはセラミック絶縁体によって行われる。しかしながら、セラミック絶縁体の場合、凝固及び切断中に生じる高圧下でき裂を生じ、これにより絶縁特性を失う恐れがある。
独国実用新案第202004010311号明細書は、ブランチにおける加熱エレメントを示している。
DE112008000288T5は、熱だけによっても作動する、組織融着用の装置を示している。
米国特許出願公開第2008/0015575号明細書も、熱による組織融着用の装置を示している。
加熱エレメントはさらに欧州特許出願公開第2106762号明細書に記載されている。
電極配列の信頼性を高めることも望まれる。
本発明によれば、これは、請求項1に係る電極配列、及び請求項14に係る電気手術用掴み器具によって促進される。有利な実施の形態は、個々の従属請求項から得ることができる。
第1の態様によれば、本発明は、電気手術用掴み器具用の電極配列に関する。この配列は、電極と、加熱エレメントと、両エレメントを互いから絶縁する、電極と加熱エレメントとの間に配置された絶縁体とを有する。絶縁体は、弾性である。
発明者らは、組織に高圧を加える間に、電極配列が配置されている掴み器具のジョーが曲がることにより、電極配列の信頼性に影響することができることを発見した。これにより、高い引張応力が絶縁体に加えられる。本発明の第1の態様による電極配列は、曲げられても絶縁体が破損しないことを促進する。
この適用による絶縁体は、基本的に、電気的絶縁体、すなわち電流の流れを防止するための十分に高い電気抵抗を有する材料である。好適には、絶縁体は、優れた熱伝導率を有する。
電極は、通常、導電性材料、特に生体適合性材料から成る。これに関して、例えば様々な金属が適している。好適には、電極は平らであり、これは、組織に向かって平坦で均一な接触面を得ることを促進する。
通常、電極は非可撓性であり、特に、絶縁体よりも実質的に非可撓性である。つまり、電極は平らな接触面を提供するが、この接触面は、適用中に力が加えられると多かれ少なかれ曲がることができる。これに代えて、電極は、容易に延性、例えば弾性であることもできる。この場合、電極は、それ自体を不均一な組織に適応させることができる。
電極は、加熱エレメントとは反対側に面した絶縁体の側における層として構成することができる。これは、例えば絶縁体が電極によって被覆されるコーティング方法によって促進することができる。この場合、電極は、絶縁体のコーティングである。
しかしながら、逆の配列も有利である。この場合、絶縁体が電極上に被覆される。コーティングは、電極と絶縁体との間に空気が通流するのを防止する。この場合、電極は、電極配列の支持エレメントを形成する。
加熱エレメントは、通常、通流する電流が加熱を生ぜしめるような適切な抵抗を有する材料から成る。発生された熱は絶縁体を通じて電極へ伝達される。電極は熱を組織へ伝達する。加熱エレメントは、例えば、完全に又は部分的に鉄−ニッケル合金から成ることができる。
加熱エレメントは、好適には平らな構成を有する。加熱エレメントは、例えば絶縁体における層として構成することができる。特に好適には、加熱エレメントは、絶縁体の表面の主要な部分、例えば絶縁体の表面の80%超を覆っている。絶縁体自体は、好適には電極の表面の少なくとも90%を覆っている。これにより、熱の特に均一な発生及び分配が達成される。
本発明による絶縁体の弾性の構成は、平らな加熱エレメントが使用される場合にも絶縁体の弾性を保証することが指摘されるべきである。絶縁体は、セラミック、ガラス又はシリコンの薄い層から成ることもでき、ひいては可撓性でもある。したがって、好適には材料厚さは10分の数ミリメートルである。好適には、加熱エレメントは、絶縁体の少なくとも2倍、特に好適には少なくとも4倍の厚さに形成されている。
電極配列は、好適には、温度センサ用の1つ又は複数の凹所を有する。このような温度センサにより、電極又は処置される身体組織の温度を監視することができる。これらは、光学式の温度センサであってよい。凹所は、例えば平らな加熱エレメントにおける孔として形成することができる。
しかしながら、平らな加熱エレメントに代えて、加熱エレメントは、適切に絶縁体に配置された電熱線として形成することもできる。例えば、電熱線を少なくとも部分的に折り畳まれた状態で又はらせん状に据え付けることができる。これにより、均一な熱発生を達成することができる。
好適には、絶縁体は、完全に可撓性プラスチック材料から成るか、又は部分的に可撓性プラスチック材料から形成されている。この目的にはポリイミドが特に適している。適切なプラスチック材料は、例えば芳香族ジアンヒドライド及び芳香族ジアミンの重縮合により形成される。特に適したプラスチック材料は、例えば、ポリ(4,4’−オキシジフェニレン−ピロメリチミド)であり、これは、DuPont Inc.によって商標名Kaptonとしても販売されている。
好適には、絶縁体は、平らな構造を有する。好適な実施の形態によれば、絶縁体は、加熱エレメント及び加熱エレメントへの給電路が提供された絶縁性の弾性プラスチック材料から形成された箔である。箔を使用することは、特に単純に製造することができる実施の形態を促進する。加熱エレメントは、箔に提供された後、この箔と共に加工することができる。
好適には、加熱エレメントと、絶縁体と、電極とは、層状の積層体を形成する。これは、電極配列の特に単純かつ頑丈な実施の形態を生ずる。
加熱エレメントへの給電路は、加熱エレメントに電流を供給するために機能する。通常、加熱エレメントは、加熱エレメントを流れる電流を導くために2つの給電路を必要とする。通常、給電路は、外部電流源又は電圧源に通じる電気コネクタに接続されている。
この場合、箔及び給電路が共同して、加熱エレメントによって占められている面から横方向に突出した接触タブを形成していると特に有利である。これは、接触タブが1つの平面から曲げられるだけでよいので、特に単純な製造を促進する。この実施の形態では、接触タブの一部である給電路を、加熱エレメントに直接的に接触させる必要なく電気コネクタに接続することができる。
電気コネクタが給電路に接続されている箇所、例えば接触タブにおけるそれぞれの箇所は、好適には電気的に絶縁性のプラスチック材料、特に好適にはエポキシ樹脂によって被覆されている。このために、商標名"Glob-Top"で頒布されているプラスチック材料が適している。これにより、被覆された部分は電気的に絶縁され、機械的損傷から保護される。
第2の態様によれば、本発明は、堅いジョーを備えた電気手術用掴み器具に関し、この場合、ジョーは、本発明の第1の態様の1つ又は複数の実施の形態による電極配列を備えており、加熱エレメントはジョーに面し、電極は組織に面している。電気手術用掴み器具は、通常、少なくとも1つのハンドル部分と、2つのジョーとを有し、ハンドル部分は、電気手術用掴み器具を手に保持することを促進する。他方で、ジョーは、掴んでいるときに組織と接触しかつ組織に圧力を加えるために機能する電気手術用掴み器具の部分として理解される。
典型的な実施の形態では、ジョーはハンドル部分に非可撓性に結合されているのに対し、第2のジョーはハンドル部分に回動可能に結合されている。ハンドル部分及び第1のジョーに対して付加的なジョーを回動させることにより、2つのジョーは協働してプライヤ状の掴み運動を行うことができる。これにより、別のジョーは通常、リンク、例えばスイベルジョイント、スクリュージョイントなどによってハンドル及び第1のジョーに結合されている。この場合、リンクに関してハンドル部分とは反対に面した側に配置された電気手術用掴み器具の構成部材は、通常、ジョーとして設計されている。
しかしながら、これに代えて、電気手術用掴み器具は2つのハンドル部分を有することもでき、各ハンドル部分はそれぞれジョーに非可撓性に結合されており、2つのハンドル部分と、それらのそれぞれの関連するジョーとは、リンクを中心に互いに旋回可能に配置されている。2つのハンドル部分を押し合わせることにより、この場合、2つのジョーのプライヤ状の掴み運動を達成することができる。
発明の第1の態様による電極配列を用いることにより、電気手術用掴み器具のための電極配列の利点が実現される。これにより、好適にはこのようなそれぞれの電極配列が2つのジョーのそれぞれに提供され、2つの電極配列は互いに面している。しかしながら、これに代えて、発明の第1の態様による電極配列は、電気手術用掴み器具の一方のジョーのみに設けることもできる。
ジョーは通常、組織への必要な圧力の提供を促進するために非可撓性に形成されている。このために、ジョーは通常、完全に又は部分的にステンレス鋼又は別の適切な材料から成る。
発明の付加的な特徴、利点及び実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
発明の第2の態様による電気手術用掴み器具を示している。 発明の第1の態様による電極配列の第1の実施の形態を示している。 発明の第1の態様による電極配列の第2の実施の形態を示している。 図3aの実施の形態の修正を示している。 発明の第1の態様による電極配列の第3の実施の形態を示している。 据え付けられた状態における図4の実施の形態を示している。
図1は、第1のハンドル部分20と、第2のハンドル部分25と、第1のジョー30と、第2のジョー35とを備えた、発明の第2の態様による電気手術用掴み器具10を示している。第1のハンドル部分20は、第1のジョー30に非可撓性に結合されている。同様に、第2のハンドル部分25は、第2のジョー35に非可撓性に結合されている。ハンドル部分とジョーとの間のそれぞれの移行部において、第1のハンドル部分20及び第2のハンドル部分25は、スイベルジョイント40によって互いに回動可能に結合されている。
第1のハンドル部分20が第2のハンドル部分25に向かって押し付けられると、第1のジョー30と第2のジョー35とは共同でプライヤ状の掴み運動を行う。
第1のジョー30は、第2のジョー35に面した第1の電極配列100を備える。同様に、第2のジョー35は、第1のジョー30に面した第2の電極配列105を備える。第1のジョー30及び第2のジョー35が共同でプライヤ状の掴み運動を行うと、第1の電極配列100と第2の電極配列105とは互いに向かって移動する。
電気手術用掴み器具10はさらに、接続ライン180,185,190,195を有し、これらの接続ラインを通じて加熱エレメント及び電極配列の電極に通電することができる。これらについては以下で説明する。
適切な電極配列100,105がそれぞれ図2〜図4において電極配列100として説明される。
図2は、発明の第1の態様による電極配列100の第1の実施の形態を示している。電極配列100は、電極と組織との接触に適した電極200を有する。電極200は、接続ライン190を介してHFエネルギ源に接続可能である。ポリ(4−4’オキシジフェニレン−ピロメリチミド)から形成された箔として構成された絶縁体110が電極200に提供されている。
絶縁体は、一方の側において電極の表面積の90%超を必要とする。絶縁体110には、電熱線として形成された加熱エレメント120が配置されている。この電熱線は、絶縁体110又は電極200のそれぞれの表面に可能な限り均一な加熱を達成するために、部分的に、蛇行した形状に構成されている。
電極200、絶縁体110及び加熱エレメント120を含む積層体の層は、優れた熱伝導形式で相互に接続されている。これは、例えば適切な接着剤によって、又は積層、プリント又はスパッタリングによって達成することができる。
さらに、加熱エレメント120用の第1の給電路130及び第2の給電路135が絶縁体110上に形成されている。これらの給電路は、第1の接触パッド140及び第2の接触パッド145に接続されている。加熱エレメント120は、接触パッド140,145によって電気的に接触されている。
その最大の平らな部分において、絶縁体110は平面を規定している。しかしながら、絶縁体110及び絶縁体110に取り付けられた給電路130,135の小さな部分は、この平面から曲げられて、接触タブ115を形成している。この場合、接触タブは、U字形に形成されている。これにより、電極配列100のいかなる機械的荷重をも生じることなく、接続ライン180,185によって接触パッド140,145に接触することができる。さらに、接触パッド140,145には、エポキシ樹脂から形成されたカバー160が提供されており、このカバー160は、接触パッド140,145を機械的又は化学的損傷から保護している。
図3aは、発明の第1の態様による電極配列100の第2の実施の形態を断面図で示している。図3aは、実寸ではなく、概略的でしかない。図3aに示された絶縁体110、加熱エレメント120及び電極200は図2に関して既に説明されている。
図3aにおける電極配列は、別の絶縁体110bを示しており、これにより、加熱エレメント120は絶縁体110,110bによって両側で挟まれている。絶縁体110,110bは、加熱エレメント120よりも横方向に突出している。現実には、絶縁体110,110bの厚さは、10分の数ミリメートル又は100分の数ミリメートル、例えば0.025mmでしかない。加熱エレメントは、0.1〜0.2mmの厚さを有し、電極は約1mmの厚さを有する。
図3aの実施の形態の変形例が図3bに示されている。この場合、加熱エレメント120は絶縁体110,110bの間に閉じ込められており、絶縁体110,110bは、共同で箔のような加熱エレメント120の外側に連続的に形成されている。
加熱エレメント120の両側における絶縁体110,110bは、加熱エレメント120がジョー30,35の材料から絶縁されるという利点を有する。
組織融着の間、本発明による電極配列100,105を備えた掴みエレメント10は以下のように使用される。融着される組織層は2つのジョー30,35の間に重ねて係合させられる。電極配列100,105の2つの電極200は、HF発生器(図示せず)の二極出力部の異なる極に接続ライン190,195によって接続されている。加熱エレメント120はそれぞれ接続ライン180,185によってHF発生器の別の二極出力部に接続されている。これに代えて、HF発生器における同じ二極出力部を使用することができ、すなわち加熱装置又は電極に交互に接続することができるスイッチング装置とともに使用することができる。
ここで、電極200のHFエネルギの供給は、例えばハンドスイッチ又はフットスイッチによって作動させられる。その結果、HF電流は、融着される組織層を通って電極配列100,105の電極200の間を流れる。組織はHFエネルギによって加熱され、組織融着が開始する。
HF電流により、組織は脱水し始め、組織抵抗が増大する。組織をさらに加熱及び融着するために流れる電流が少なくなりすぎる前に、電極配列100,105の加熱エレメント120が作動させられる。
HF電極200は作動停止させられ、すなわち、HF発生器の1つの出力部から別の出力部へ切り替えられる。加熱エレメント120によって、熱エネルギが発生され、電極200を通じて伝達され、組織へ送られる。熱エネルギの供給により、組織融着が持続させられる。組織層が十分に封止されると、加熱エレメントは作動停止させられ、組織融着は完了する。組織融着の間、ジョー30,35を介して組織層に継続的な圧力が加えられ、これは組織融着に対する有利な効果を有する。
加熱エレメント120は、HF発生器の交流電流に代えて、もちろん直流電流によって加熱することもできる。しかしながら、交流電流がより有利である。
図4は、発明の第1の態様による電極配列100の第3の実施の形態を示している。
これは、平らな電極200aを有し、この平らな電極200a上には平らな絶縁体110aが配置されている。絶縁体110a上には、加熱エレメント120aが配置されており、この加熱エレメント120aは、図2の加熱エレメント120とは対照的に、平らに形成されている。これにより、電極200aの特に均一な加熱が達成される。
さらに、加熱エレメント120aと、絶縁体110aと、電極200aとは、温度センサ用の3つの凹所170を有し、そのうちの2つが図4に示されている。すなわち、凹所170は電極配列における通路である。温度センサ、好適には光学式温度センサをこれらの凹所170に挿入することができる。温度測定に影響しないように、加熱エレメント120aは円形の凹所170から半径方向にずれて形成されている。これにより、絶縁オフセットが提供される。
給電路及び接続ラインは、図4に明らかに示されていない。しかしながら、図4に示された加熱エレメント120aには、図2における加熱エレメント120のように電気エネルギが供給されなければならないことが理解されるべきである。このために、適切な給電路が接触タブ115aに設けられており、これは、図4に示されている。
図5は、据え付けられた状態における図4の実施の形態を示している。ここでは、電極配列100は支持ブロック220に設けられている。電極200aはこの図に明らかに示されており、温度センサ用の3つの凹所170も示されている。接触タブ115aは、図4と比較して、曲り方が異なるが、同じ機能を有する。

Claims (14)

  1. 電極(200,200a)と、加熱エレメント(120,120a)と、前記電極(200,200a)と前記加熱エレメント(120,120a)との間に配置されかつ前記電極(200,200a)と前記加熱エレメント(120,120a)とを互いに絶縁する絶縁体(110,110a)と、を備える電気手術用掴み器具(10)用の電極配列(100,105)において、前記絶縁体(110,110a)が弾性であることを特徴とする、電気手術用掴み器具(10)用の電極配列。
  2. 前記絶縁体(110,110a)は、平らに形成されている、請求項1記載の電極配列。
  3. 前記絶縁体(110,110a)は、完全に又は部分的に、可撓性のプラスチック材料、ガラス、セラミック又はシリコンから形成されている、請求項1又は2記載の電極配列。
  4. 前記プラスチック材料は、ポリイミドである、請求項3記載の電極配列。
  5. 前記プラスチック材料は、ポリ(4,4’−オキシジフェニレン−ピロメリチミド)である、請求項3又は4記載の電極配列。
  6. 前記加熱エレメント(120a)は、前記絶縁体の少なくとも2倍、好適には4倍の厚さである、請求項1から5までのいずれか1項記載の電極配列。
  7. 前記加熱エレメント(120a)は、前記絶縁体(110a)の表面の80%超を被覆しており、前記絶縁体は、前記電極の表面の80%超を被覆している、請求項1から6までのいずれか1項記載の電極配列。
  8. 前記加熱エレメント(120a)は、温度センサ用の1つ又は複数の凹所(170)を有する、請求項1から7までのいずれか1項記載の電極配列。
  9. 前記電極(200,200a)は、前記絶縁体(110,110a)と比較して、非可撓性である、請求項1から8までのいずれか1項記載の電極配列。
  10. 前記電極(200,200a)は、平らに形成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の電極配列。
  11. 前記絶縁体(110,110a)は、絶縁性で、弾性のプラスチック材料、ガラス、セラミック又はシリコンから形成された箔であり、該箔上には、加熱エレメント(120,120a)と、該加熱エレメント(120,120a)への給電路(130,135)とが配置されている、請求項1から10までのいずれか1項記載の電極配列。
  12. 前記箔及び前記給電路(130,135)は共同して、前記加熱エレメント(120,120a)によって被覆された表面から横方向に突出した接触タブ(115)を形成している、請求項11記載の電極配列。
  13. 前記加熱エレメント(120,120a)と、前記絶縁体(110,110a)と、前記電極(200,200a)とは、層積層体を形成している、請求項1から12までのいずれか1項記載の電極配列。
  14. 堅いジョー(30,35)を有する電気手術掴み器具(10)において、前記ジョー(30,35)は、請求項1から13までのいずれか1項記載の電極配列(100,105)を支持しており、前記加熱エレメント(120,120a)は、前記ジョー(30,35)に面していることを特徴とする、電気手術用掴み器具。
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