KR20220039731A - 플라즈마 수술을 위한 기구 및 플라즈마 생성 방법 - Google Patents

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차르크 브란트
우베 슈니츨러
요하네스 헤임
마르틴 발츠
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에에르베에 엘렉트로메디찐 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따른 기구(10)는 가스 운반 루멘(16)에 배열되고 중심 위치에 유지되는 전극(11)을 포함한다. 전극(11)은 열적으로 안정한 재료, 예를 들어, 경금속, 텅스텐, 강, 스테인리스강 또는 이와 유사한 재료로 만들어진 전극체(22)를 포함한다. 전극(11)에는 은, 은 합금 또는 저융점을 가지는 다른 금속과 같은 저융점 재료로 만들어진 코팅(23)이 제공된다. 접착층(24), 특히 금 층은 코팅(23)과 전극체(22) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 것은 초기 사용 동안 및 또한 작동에 필요한 전극(11)의 형상의 형성할 때 코팅(23)의 수축을 촉진한다.

Description

플라즈마 수술을 위한 기구 및 플라즈마 생성 방법
본 발명은 특히 생물학적 조직의 플라즈마 치료, 특히 플라즈마 응고를 위한 전기 수술 기구, 뿐만 아니라 플라즈마 생성 방법에 관한 것이다.
호스형 유체 도관의 루멘에 각각 배열된, 평탄 소판(flat platelet)으로 구성된 전극을 가지는 플라즈마 응고 기구 및 와이어형 전극을 가지는 플라즈마 응고 기구가 DE 100 30 111 A1로부터 공지되어 있다. 형상으로 인해, 전극들은 각각의 전극의 팁이 중심에 있고 루멘 내부에서 움직이지 않게 유지되도록 루멘의 내벽에서 각각 지지된다. 전극으로부터 시작하는 방전은 루멘을 통해 흐르는 가스와 함께 플라즈마 제트를 형성한다.
또한, 호스형 유체 도관의 루멘에서 움직이지 않게 중앙에 유지된 와이어 또는 핀형 전극을 가지는 유사한 기구가 WO 2005/046495 A1로부터 공지되어 있다. 전극이 부착된 루멘의 내벽에서 길이 방향 가장자리에 의해 지지되는 채널을 통해 직경 방향으로 연장되는 금속 소판은 전극을 고정하는 역할을 한다. 예를 들어, 전극은 텅스텐 와이어로 형성된다.
또한, 코어에서 몰리브덴으로 이루어지고 은 합금으로 도금된 전극체를 포함하는, 접촉 응고를 위한 전기 수술 전극이 EP 1 743 588 B1로부터 공지되어 있다. 은 합금은 1.4% 내지 4%의 게르마늄과 1% 내지 2%의 인듐을 함유한 은으로 이루어진다. 이러한 전극을 사용하여, 조직 절단 동안 조직에서 발생하는 손상은 완화되어야 한다.
플라즈마 응고 기구의 작동 동안, 전극과 그 환경에서 현저한 열 생성이 발생한다. 전극은 전형적으로 생성된 열의 영향을 받을 수 있는 유체 도관 안에 배열된다. 또한 전극 자체도 영향을 받을 수 있다. 이러한 손상을 최소화하거나 방지하기 위해, 유체 도관의 열 보호가 과거에 제공되었다. 위에서 언급된 DE 100 30 111 A1은 전극의 냉각 개선을 위해 평탄 소판으로서 전극의 구성을 제안한다. 전극의 방전 섹션의 2차원 구성으로 인해, 프로브의 가열은 회피되어야 한다. 반대로 WO 2005/046495 A1에 따르면, 세라믹 튜브는 발생하는 열 발생 전개를 프로브의 플라스틱 호스에서 멀리 유지하는 유체 도관의 원위 단부에 부착되어야 한다.
언급된 모든 조치는 특히 플라즈마 응고 기구의 경우에 기구의 소형화를 제한한다.
이로부터 시작하여, 본 발명의 목적은 플라즈마 응고 프로브의 치수가 더욱 감소될 수 있는 개념을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항에 따른 전기 수술 기구 및 청구항 제14항에 따른 방법에 의해 해결된다:
기구는 전극이 바람직하게 고정되고 바람직하게 집중 방식으로 배열되는 적어도 하나의 루멘을 가지는 유체 도관을 포함한다. 전극은, 루멘 내부에서 원위 단부로부터 시작하여 근위 방향으로 연장되고 코팅이 배열된 전극체로 이루어진다. 루멘은 전극이 유체 스트림에 배열되도록 가스 소스, 특히 아르곤 소스에 연결될 수 있다. 작동 동안, 기구는 원위 단부에서 축 방향으로 또는 측 방향으로 배향된 플라즈마 제트를 방출할 수 있다. 루멘은 호스 또는 튜브의 채널로서 실현될 수 있다. 호스 또는 튜브는 하나 또는 다수의 루멘을 포함할 수 있다.
전극은 적어도 부분적으로 루멘 내부에 배열되고, 이러한 목적을 위해 바람직하게 집중 방식으로 축 방향으로 변위 가능하거나 축 방향으로 움직일 수 없다. 예를 들어, 전극은 이러한 목적을 위해 루멘의 제한 표면까지 연장되는 홀더에 부착될 수 있다. 대안으로서, 전극 자체는 그 위에 지지되기 위해 한계 표면까지 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 전극의 원위 단부는 루멘 내부에 위치된다. 그러므로, 플라스마 제트는 루멘의 원위 단부 섹션 내에서 또는 원위 단부 섹션에서 생성된다. 전극의 단부는 루멘 밖으로 돌출되지 않으며, 그러므로 직접적인 조직 접촉으로부터 보호된다.
그러나, 전극은 또한 원위 단부가 루멘 밖으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 특히, 전극은 원위 단부에서 절연체를 지지할 수 있다. 절연체는 바람직하게 전기 절연성 세라믹 재료로 이루어진다.
절연체는 전극에 의해 지지되는 볼로서 구성될 수 있다. 절연체는 또한 전극에 의해 지지되는 반구체로서 구성될 수 있다. 이에 의해, 절연체는 둥글거나 또는 평탄 측면이 루멘과 마주할 수 있다. 절연체는 또한 단부(들)에서 둥근 원통체로서 구성될 수 있다. 또한, 절연체는 둥글거나 또는 평면의 베이스를 가지는 원추형으로서 구성될 수 있다. 이에 의해, 절연체는 베이스 또는 원뿔형 측면이 루멘과 마주할 수 있다. 절연체는 또한 디스크로서 구성될 수 있다. 바람직하게, 절연체는 와이어-형상 전극에 대해 회전적으로 대칭으로 구성되고 배열된다.
가스 및/또는 플라즈마가 빠져나갈 수 있는 호스 또는 튜브의 원위 단부와 절연체 사이에 측 방향으로 배향된 개구가 있을 수 있다. 개구는 전극 주위에서 360°를 따라서 연장될 수 있다. 예를 들어, 개구는 절연체와 호스 또는 튜브 단부 사이의 링 형상의 슬릿으로서 또는 넓은 링 형상의 투명 영역(clear region)으로서 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 절연체는 전극에 의해서만 지지된다. 절연체는 튜브 또는 호스 또는 그 안에 배열된 요소들과 연결되지 않는다.
측 방향으로 배향된 개구는 또한 2개 또는 다수의 부분 개구들로 분리될 수 있다. 예를 들어, 1개, 2개 또는 다수의 웨브는, 루멘이 내부에서 구성되고 전극이 배열되는 호스 또는 튜브와 절연체를 연결할 수 있다. 웨브 또는 웨브들은 루멘 내부에 배열된 요소, 또는 튜브 또는 호스의 외부에 배열된 요소, 예를 들어 홀더와 연결될 수 있다. 홀더는 웨브 및 절연체와 세라믹 재료로 일체형으로 구성될 수 있다.
전극이 루멘 밖으로 연장되는 실시예에서, 플라즈마 방전의 방전 근원 지점(discharge root point)이 생성되는 전극의 부분은 루멘 외부에 완전히 배열될 수 있다. 예를 들어, 전극은 루멘 밖으로 1 ㎜ 내지 3 ㎜ 돌출될 수 있다.
전극이 루멘 밖으로 돌출되었는지 또는 그 내부에 완전히 배열되었는지 여부와 관계없이, 다음이 적용된다:
전극체에 배열된 코팅은 전극체를 코팅하고, 원위 팁으로부터 수 밀리미터의 거리에서, 코팅의 단면적은 전체 전극의 단면적의 적어도 12%이다. 바람직하게, 이러한 것은 전극 형상과 무관하게 적어도 수 밀리미터의 근위 방향으로 전극의 원위 단부로부터 멀어지게 연장되는 적어도 수 밀리미터의 현저한 부분에 적용된다.
본 발명에 따르면, 코팅은 적어도 의도된 사용 시간 후 및 의도된 사용 동안 전극의 기하학적 형상과 무관하게 전극의 원위 단부에서 코팅이 감소되거나 제거된다. 대안적으로, 전극의 원위 단부는 또한 코팅이 없을 수 있거나, 코팅은 원위 단부에서 감소된 두께를 가질 수 있거나, 또는 최초 사용 전에 이미 한 번 또는 여러 번 중단될 수 있다. 본 설명의 맥락에서, 원위 단부는 1 ㎜ 내지 3 ㎜의 길이를 가질 수 있는 전극의 단부 섹션으로서 간주된다. 원위 단부는 뭉툭하거나 둥글거나 가늘어지거나 뾰족하도록 구성할 수 있다.
전극은 원위 팁을 가지는 소판 또는 핀 또는 바늘 형상 전극(소위 와이어 전극)으로서 구성될 수 있다. 전극은 적절한 수단, 예를 들어 바람직하게 고정적으로 또는 또한 길이 방향으로 이동 가능하게 유체 도관의 루멘 내부에 있는 홀더에 의해 배열된다. 전극은 바람직하게 집중된다.
전극의 코팅은 바람직하게 전극체의 용융 온도보다 낮은, 바람직하게 현저하게 낮은 용융 온도를 포함한다. 전극체는 바람직하게 1000℃ 이상의 융점을 가지는 재료로 이루어진다. 전극체는 강, 스테인리스강, 특히 크롬 및/또는 니켈 포함 강, 몰리브덴, 텅스텐, 경금속 또는 바람직하게 다른 전기 전도성 재료로 이루어질 수 있다. 전극체는 바람직하게 탄소 함유 금속 또는 탄소 함유 금속 합금으로 이루어진다. 탄소 함량은 바람직하게 0.02 중량% 초과, 바람직하게 적어도 0.05 중량%이다.
이에 반해, 코팅은 바람직하게 1000℃ 미만의 낮은 용융 온도를 포함한다. 이에 의해, 용융 온도는 바람직하게 기구가 제공되는 사용 조건 동안, 전극의 원위 단부에 있거나 또는 원위 단부에 근접한 코팅 재료의 적어도 일부가 용융되도록 낮게 선택된다. 기구가 제공되는 사용 조건은 환자에게 사용하는 동안 고려된 가스 흐름 및 전력을 나타낸다. 코팅 재료는 바람직하게 은 또는 은 합금일 수 있다. 특히 재료는 루멘 내부를 흐르는 가스와 반응하지 않거나 약간만 반응하는 코팅 재료로서 바람직하다.
언급된 조치에 의해, 전극 구조는 원위 단부에서의 전극의 코팅이 누락되거나 또는 나머지 코팅의 구조로부터 벗어나는 구조를 포함하는 기구의 사용 시작시에 형성될 수 있다. 이렇게 하여, 방전이 전극의 원위 단부에 집중되는 것이 달성될 수 있다. 그러므로, 전극으로의 열 도입이 또한 그 원위 단부에 집중된다. 이렇게 하여, 전극은 방전 근원 지점에서 전극을 따라서 이동하거나 점프하는 공지된 전극보다 현저히 적은 열을 흡수한다.
전극은 적어도 초기 사용 후에 그 원위 단부에서, 코팅 재료로부터 제거된 적어도 일부 섬(island)이 존재하는 거친 표면을 포함할 수 있다. 바람직하게, 전극 베이스 재료는, 일부 위치에서 축적물을 형성하고 일부 위치에서 노출되는 탄소를 포함한다. 탄소는 코팅 재료로 둘러싸이거나, 또는 코팅 재료에서 제거된 영역에 위치될 수 있다. 탄소 클러스터는 방전 근원 지점들을 형성할 수 있다.
명명된 효과는 특히 전극 직경이 0.5 ㎜ 미만이고 두께가 최소 치수를 초과하는 코팅의 경우에 발생한다. 전극 단면적의 적어도 10% 또는 12%가 코팅 재료로 이루어지면 최소 치수가 달성된다.
사용 동안, 코팅은 특히 원위 단부에서 용융될 수 있고, 전체적으로 또는 부분적으로 액체 영역을 형성할 수 있다. 코팅은 전극체의 원위 단부로부터 약간 후퇴되어, 전극체를 완전히 또는 부분적으로 노출시킬 수 있다. 그러나, 증가된 전극 수명은 코팅되지 않은 전극에 비해 감소된 재료 제거와 함께 나타난다.
전극 내로의 열에너지의 도입은 전극의 최외측 원위 단부에서의 방전의 집중으로 인해 최소화되는 것을 알 수 있다. 효과는 매우 강력하여 적어도 일부 실시예에서, 유체 도관은 전체적으로 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 세라믹 코팅이 또한 원위 단부에서 회피될 수 있다. 더욱이, 냉각체들 또는 다른 조치에 의해 전극의 냉각을 중단하는 것이 가능하다. 세라믹 또는 플라스틱과 같은 열 및/또는 전기 절연 재료는 장기간 사용하는 동안에도 기구의 손상을 두려워하지 않고 전극 홀더로서 사용될 수 있다.
원위 단부에서 적어도 2 ㎜, 바람직하게 적어도 2.5 ㎜의 길이를 가지며 그 열용량이 4.5 mJ/K, 바람직하게 4.17 mJ/K 미만인 섹션을 전극이 가지면, 전극은 이러한 거동에 기여한다. 낮은 열용량은 전극의 원위 단부에서 방전의 국부화 및 고정에 기여한다. 전극은 코팅 금속이 액체인 원위 단부에서 적어도 부분적으로 작동 온도에 빠르게 도달한다. 이는 고온의 전극 팁으로부터 후퇴될 수 있다. 방전 근원 지점은 고온의 전극 팁에 고정된다. 이는 근위 방향으로 이동하지 않으며, 특히 용융된 코팅 금속(예를 들어, 은)의 형성된 링 형상 장벽을 가로지르지 않는다.
원위 단부에서의 고온과, 액체 코팅 재료가 사용 동안 존재하는 대략 링 형상 영역을 지난 저온 사이에서 강하게 감소되는 강력한 축 방향 온도 구배가 전극에서 얻어진다.
또한 방전 근원 지점들 또는 전극의 원위 단부에서 방전 근원 지점들이 고정되어 전극을 형성하는 개념은 또한 본 발명의 일부이다. 방전 근원 지점은 환경에 비해 전자 방출이 증가된 지점이다. 이러한 것들은, 가시적이고 강하게 빛나는 가닥이 플라즈마 내부로부터 시작하는 위치로서 인식될 수 있다.
또한, 전극의 원하는 구성은 또한 초기 사용 동안 전극의 형성에 의해 발생할 수 있다. 아직 사용되지 않은 전극은 특히 그 원위 단부에서 광범위하게 정밀하게 한정된 기하학적 형상을 가질 수 있다. 코팅은 전극의 최외측 원위 단부까지 광범위하게 일정한 두께로 연장될 수 있다. 늦어도 초기 사용 동안, 전극의 원위 단부의 하나 또는 다수의 영역이 노출될 수 있거나, 또는 코팅의 감소된 두께를 가질 수 있다. 그러므로, 원위 단부에서의 전극 표면은 더욱 근위에 위치된 섹션에서 전극 표면과 구별된다. 차이점은 재료 또는 구조 특성일 수 있다. 특히, 전극의 원위 단부는 표면 상의 탄소 입자를 포함할 수 있다. 다른 전극의 표면과 비교되는 원위 단부의 표면의 차이는 전극의 최외측 원위 단부에서의 방전 근원 지점의 고정을 유발하며, 그러므로 전극과 유체 도관의 주변 벽 내로의 열 도입을 최소화한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 추가 세부 사항은 도면 및 다음의 설명으로부터 유도된다:
도 1은 공급을 위해 제공된 기구 및 장치의 개략도이며,
도 2는 본 발명의 기구의 원위 단부 섹션의 확대된 종단면도이며,
도 3은 작동 동안 도 2에 따른 기구의 원위 단부 섹션의 도면이며,
도 4는 선 IV-IV를 따라서 절단된 도 3에 따른 전극의 단면도이며,
도 5는 전극이 처음 사용되기 전에 전극의 원위 단부의 종단면도이며,
도 6은 형성된 상태에서 도 5에 따른 전극의 도면이며,
도 7 및 도 8은 처음 사용하기 전의 본 발명의 전극의 추가 실시예의 종단면도이다.
도 1은 내시경 프로브로서 구성된 기구(10)를 도시한다. 기구는 전극(11)과 각각의 생물학적 조직 사이의 직접적인 물리적 접촉 없이 인간 또는 동물 조직의 치료에 사용하기 위해 플라즈마 응고, 특히 아르곤 플라즈마 응고를 위해 작용한다. 기구(10)는 가요성 프로브로서 구성된다. 그러나, 다음에 설명되는 원리는 또한 복강경 용도에 적합한 강성 기구 또는 개복 수술 용도에 적합한 기구에서 실현될 수 있다.
기구(10)는 예를 들어 가요성 호스(13)의 형태이지만 원위 단부(14)로부터 근위 단부(15)까지 연장되는 유체 도관(12)을 포함한다. 루멘(16)은 도 2로부터 특히 명백한 호스(13)의 길이를 통해 연장된다. 가스를 사용하는 동안, 전형적으로 아르곤과 같은 불활성 가스는 이러한 루멘을 통해 흐른다. 이를 위해, 기구(10)는 가스 소스(18)를 포함하거나, 또는 이러한 가스 소스에 대한 연결을 제공하는 장치(17)에 연결된다. 사용하는 동안, 가스는 호스(13)의 근위 단부(15)로부터 원위 단부(14)로, 따라서 루멘(16)의 및 호스(13)의 개방 단부 밖으로 흐른다.
전극(11)은 루멘(16)에 배열되고, 그 원위 단부(19)는 바람직하게 유체 도관(12)로부터 돌출되지 않고, 오히려 여전히 루멘(16) 내부에 위치된다. 그러나, 이것은 또한 일부 실시예에서 유체 도관(12) 및/또는 루멘(16)의 밖으로 섹션이 연장될 수 있다. 전극(11)은 바람직하게 예를 들어 원형 또는 프로파일 와이어에 의해 또는 또한 작은 튜브 또는 캐뉼러에 의해 구성될 수 있는 핀 또는 바늘 전극이다. 전극(11)은 또한 루멘(16)을 통해 연장되는 와이어의 원위 단부일 수 있다. 전극(11)은 실질적으로 일정한 단면을 포함할 수 있다. 전극은 바람직하게 집중 방식으로 루멘(16) 내부에 유지될 수 있고, 그 특정 형상과 관계없이 움직이지 않거나 축 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 목적을 위해 제공된 홀더(20)는 전극(11)을 지지하고, 유체 도관(12) 또는 호스(13)의 내부에서 지지된다.
전극(11)은 발전기(21), 예를 들어 전극(11)에 무선 주파수 전압을 공급하는 RF 발전기와 전기적으로 연결된다. 각각의 연결 도체는 전극(11)으로부터 전체 루멘(16)을 통해, 전기 커넥터가 발전기(21)와의 접촉을 제공하는 근위 단부(15)까지 연장될 수 있다.
발전기(21)는 바람직하게 전극(11)의 팁에서 방전을 생성하고, 이렇게 하여 전극(11)을 따라서 흐르는 가스 스트림을 적어도 부분적으로 이온화하기 위해 충분히 높은 전압을 공급하도록 구성된다. 생물학적 조직의 치료를 위한 플라즈마 제트가 생성된다.
본 기구(10)의 결정적 특징은 전극(11)의 특성이다. 전극은 예를 들어, 평탄하고, 원형, 원추 형상 또는 테이퍼진 팁을 가지는 슬림한 원통체 또는 전체적으로 슬림한 원추로서 구성된다. 전극은 바람직하게 적어도 그 원위 단부(19)의 부근에서 0.5 ㎜ 미만, 바람직하게 최대 0.3 ㎜의 직경을 포함한다. 그러므로, 도 4로부터 명백한 그 반경(R)은 0.25 ㎜보다 작고, 바람직하게 0.15 ㎜보다 작다. 0.1 ㎜보다 작은 반경이 또한 가능하다. 그러나, 전극(11)은 또한 예를 들어 프로파일 와이어로서 구성된다는 점에서 프리즘 형상을 포함한다. 또한, 전극은 원위 방향으로 배향된 팁을 가지는 평탄 소판으로서 구성될 수 있다.
도 4는 전극(11)의 원위 단부(19)를 향해 수 밀리미터의 축 방향 거리에서 전극(11)의 단면을 도시한다. 거리는 사용 동안 전극(11)의 구조가 변하지 않고 유지될 정도로 길다. 명백한 바와 같이, 전극(11)은 코팅(23)이 제공된 전극체(22)를 포함한다. 전극체(22) 및 코팅(23)은 상이한 재료로 이루어진다. 바람직하게, 전극체(22)의 용융 온도(TK)는 1000℃ 이상이다. 또한, 전극체(22)는 다른 내열성 전기 전도성 또는 또한 (적어도 냉간 상태에서) 예를 들어 세라믹과 같은 전기 비전도성 재료로 이루어진다.
전극체(22)는 예를 들어, 강, 스테인리스강, 경금속, 몰리브덴, 텅스텐 등과 같은 고융점 금속으로 이루어질 수 있다. 특히 합금은 이온 및/또는 크롬 및/또는 니켈을 함유하는 전극체(22)를 위한 재료로서 적합하다. 더욱이, 탄소 및/또는 망간 및/또는 인 및/또는 황 및/또는 규소 및/또는 니켈 및/또는 질소 및/또는 몰리브덴이 추가 합금 성분으로서 존재할 수 있다. 베이스 재료로서 바람직한 스테인리스강은 다음과 같은 조성을 가진다:
Figure pct00001
반대로, 코팅(23)은 바람직하게 1000℃보다 낮은 융점을 가지는 전기적으로 양호한 전도성인 저융점 재료로 적어도 부분적으로 이루어지고, 코팅(23)은 예를 들어 은 또는 은 합금으로 이루어질 수 있다. 코팅(23)의 두께(D)는 바람직하게 전극(11)의 총 단면적의 도 4에서의 코팅(23)의 크로스 해칭된 단면적의 영역이 10% 초과, 바람직하게 12% 이상일 정도로 그렇게 두껍다. 총 단면적은 반경(R)을 가지는 원의 면적을 가지는 단면적이다. 이러한 것은 전극체(22)의 단면적(도면에서 비스듬히 해칭된 부분)과 도 4에서 코팅(23)의 단면적(도 4에서 크로스 해칭된)의 합에 대응한다. 코팅(23)의 단면적과 전극(11)의 전체 단면적 사이의 설명된 상관 관계는 특정 단면 형상과 독립적으로 적용된다. 따라서, 전극(11)은 중공 원통형 또는 다각형으로 제한된 단면을 포함할 수 있다.
중간층(24)은 코팅(23)과 전극체(22) 사이에 제공될 수 있다. 중간층은 금속, 바람직하게 귀금속, 귀금속 합금 또는 불활성 금속, 예를 들어, 니켈, 니켈 합금, 금 또는 금 합금으로 이루어질 수 있다. 중간층(24)의 재료의 용융 온도(TZ)는 전극체(22)와 코팅(23)의 재료의 용융 온도(TK 및 TB) 사이인 것이 바람직하다(TK > TZ> TB). 중간층(24)은 접착제로서 작용할 수 있고, 동시에 원위 단부(19)에서 전극체(22)로부터 용융 코팅(23)의 수축을 지원할 수 있다.
표시된 파라미터, 즉 0.3 ㎜보다 작은 전극(11)의 직경 및 전극(11)의 총 단면적의 10%보다, 바람직하게 12%보다 큰 코팅(23)의 단면적 부분을 따를 때 유리한 열 조건이 발생한다. 세선세공(filigree) 외부 치수를 가지는 기구(11)들은 이러한 방식으로 구성될 수 있다. 유체 도관(12)의 외경은 필요한 경우 1 ㎜ 이하일 수 있다.
획득된 소형화 가능성은 전극(11)에서 및 이로부터의 낮은 열 현상 및 열 복사에 기초한다. 이러한 것은 전술한 조치 중 적어도 일부의 조합에 의해 달성된다. 이렇게 하여, 작동 동안 방전이 전극(11)의 원위 단부(19)에 집중되는 것이 특히 달성된다. 전극은 바람직하게 수 밀리미터의 길이를 가지는 원위 단부(19)에 인접한 섹션(25)을 포함한다. 그 내부에는 도 4와 관련하여 설명된 전극체(22) 및 코팅(23)의 단면적에 관한 조건이 적용된다. 바람직하게, 섹션(25)은 홀더(20) 앞에서 또는 홀더(20)에서 근위로 종료된다. 그러나, 코팅은 연장될 수 있고, 근위 방향으로 홀더(20)를 지나서 계속될 수 있다. 원위 방향에서, 섹션(25)은 전극(11)의 원위 단부(19)에서 종료된다. 원위 단부(19)는 이러한 영역(26)에서 코팅(23)의 재료 작동 동안 액체 상태로 존재하거나 존재할 수 있는 형성된 방전 근원 지점(27)들에 매우 가깝게 위치되는 도 3으로부터 명백한 영역(26)에서 시작한다.
원위 단부(19)에서, 전극체(22)의 적어도 일부는 작동 동안 노출된다. 노출된 영역은 원위 단부(19)를 형성한다. 전극(11)의 면측 단부로부터 시작하여 근위 방향으로 약 2 ㎜ 내지 2.5 ㎜까지 섹션(19a)이 형성되며, 그 열용량은 바람직하게 4.5 mJ/K 미만이고, 더욱 바람직하게 4.17 mJ/K 미만이다. 섹션(19a)은 원위 단부(19)에 의해 형성될 수 있다. 섹션(19a)의 낮은 열용량은 코팅(23)의 국부적 용융을 허용한다. 또한 단부(19)의 연속적인 전자 방출은 낮은 RF 전력으로도 플라즈마 점화 직후에 보장된다. 이러한 것은 전극의 원위 단부에서의 플라즈마 방전의 집중을 지원하고, 그러므로 그 안에서의 열 도입을 완화한다.
지금까지 설명한 기구(10)는 다음과 같이 사용되며, 전극(11)은 다음과 같이 작동된다:
작동시에, 제1 루멘(16)에는 가스가 공급되어서, 원위 방향으로의 가스 흐름이 유발된다. 예를 들어, 아르곤은 전극(11)을 따라서 길이 방향으로 흐르는 가스의 작용할 수 있다. 전극(11)은 발전기(21)와 전기적으로 연결된다. 원위 단부(19)에 인가된 전압은 예를 들어 생물학적 조직일 수 있는, 근접하여 위치된 상대 전극으로의 스파크 점화를 초래한다.
이러한 프로세스의 시작 직전 또는 직후에, 전극(11)은 기하학적으로 한정된 도 5에 도시된 초기 형상을 가진다. 예를 들어, 전극체(22)는 원통형인 반면에, 코팅(23)은 본질적으로 모든 곳에서 일정한 두께를 가진다. 코팅(23)은 원위 단부(19)로부터 시작하여 근위 방향으로 수 밀리미터 또는 센티미터 연장되고, 그런 다음 종료될 수 있거나 연장될 수 있다. 코팅(23)은 예를 들어 도 8로부터 명백한 바와 같이 전극체(22)의 면 위에서 연장될 수 있거나 전극체를 노출된 상태로 남길 수 있다. 코팅(23)은 또한 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 전극의 제조 동안 이미 단부 섹션으로부터, 예를 들어 원위 단부(19)로부터 제거될 수 있다. 이를 위해, 전극(11)의 원위 단부(19)는 원추형으로 뾰족할 수 있고, 꼭지 잘린 원추 또는 쐐기로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 전극(11)은 무한 공급되는 코팅 와이어로부터 충분히 긴 부분을 절단하는 것에 의해 제조될 수 있다. 필요에 따라, 원위 단부(19)는 단부(19)에서 코팅(23)을 완전히 또는 부분적으로 제거하기 위해 재료 제거 방식으로 후속적으로 처리될 수 있다.
첫 번째 초기 사용으로, 전극(11)의 제1 원위 단부(19)는 추가 작업을 위해 재형상화되도록 가열된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 코팅(23)의 재료가 적어도 부분적으로 용융된 전극(11) 상에 영역(26)이 형성된다. 이러한 영역(26)에서, 코팅은 전극(11)의 나머지 영역보다 더 두꺼울 수 있다. 반대로, 코팅은 더 작은 두께를 가질 수 있거나 또는 최외측 단부(19)에서 완전히 누락될 수 있다.
첫 번째 초기 사용과 관련하여 위에서 설명한 절차는 기구(10)의 제조와 관련하여 또한 수행될 수 있다. 이를 위해, 제조업체는 단기간 동안 제어된 조건에서 기구(10)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 제조업체는 환자에 대한 작업과 마찬가지로 전압 및 전류는 물론 가스 유형 및 가스 흐름을 한정할 수 있다. 그러나, 다른 가스 유형, 가스 흐름 또는 작동 전압 또는 전류를 또한 선택할 수 있다.
작동 동안, 전극(11)의 원위 단부(19)는 가열되어, 전자를 방출할 수 있는 반면, 전극(11)은 영역(26)에서 현저하게 낮은 온도에 도달하고 특히 섹션(25)에서 근위로 더 멀리 도달하고, 그곳에서 상대적으로 차갑게 유지된다. 원위 단부(19)에서, 방전 근원 지점(27)은 근위 방향으로 이동하지 않고 고정되며(도 3), 따라서 전극(11)은 낮은 열만을 방출하고 유체 도관(12)를 가열하는데 실질적으로 기여하지 않는다.
본 발명에 따른 기구(10)는 가스 운반 루멘(16)에 배열되고 중심 위치에 유지되는 전극(11)을 포함한다. 전극(11)은 열적으로 안정한 재료, 예를 들어, 경금속, 텅스텐, 강, 스테인리스강 또는 이와 유사한 재료로 만들어진 전극체(22)를 포함한다. 전극(11)에는 은, 은 합금 또는 저융점을 가지는 다른 금속과 같은 저융점 재료로 만들어진 코팅(23)이 제공된다. 접착층(24), 특히 금 층은 코팅(23)과 전극체(22) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 것은 초기 사용 동안 코팅(23)의 수축을 용이하게 하여, 작동에 필요한 전극(11)의 형성을 용이하게 할 수 있다(예를 들어, 도 6에 따라서).
10 : 기구 11 : 전극
12 : 유체 도관 13 : 호스
14 : 유체 도관(12)/호스(13)의 원위 단부
15 : 유체 도관(12)/호스(13)의 원위 단부 16 : 루멘
17 : 장치 18 : 가스 소스
19 : 전극(11)의 원위 단부
19a : 전극(11)의 섹션(2 내지 2.5 ㎜ 길이)
20 : 홀더 21 : 발전기
22 : 전극체 23 : 코팅
24 : 중간층 25 : 섹션
26 : 코팅 재료가 액체일 수 있는 영역
27 : 방전 근원 지점

Claims (15)

  1. 특히 플라즈마 응고를 위한 전기 수술 기구(10)로서,
    적어도 하나의 루멘(16)을 포함하는 유체 도관(12), 및
    적어도 부분적으로 상기 유체 도관(12) 내부에 배열되는 전극(11)으로서, 원위 단부(19)로부터 상기 유체 도관(12) 내로 근위 방향으로 연장되고 코팅(23)이 배열되는 전극체(22)를 포함하는, 상기 전극(11)을 가지는 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅(23)은 용융 온도(TB)를 포함하며, 상기 전극체(22)는 용융 온도(TK)를 포함하고, 상기 코팅의 용융 온도(TB)는 상기 전극체(22)의 용융 온도(TK)보다 낮은 것을 특징으로 하는 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극체(22)는 1000℃ 이상의 용융 온도(TK)를 가지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅(23)은 1000℃ 미만의 용융 온도(TB)를 가지는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기구.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅(23)은 불활성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기구.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅(23)은 코팅 영역이 있는 단면을 가지며, 상기 전극(22)은 전극 영역이 있는 단면을 가지며, 상기 코팅 영역은 상기 전극 영역의 적어도 12%의 양을 가지며, 상기 전극 영역의 적어도 12%의 코팅 영역을 가지는 상기 코팅(23)은 수 밀리미터의 전극(11)의 섹션(26)을 따라서 연장되는 것을 특징으로 하는 기구.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극(11)은 원위 단부에서 적어도 2.5 ㎜ 길이의 섹션(19a)을 포함하며, 상기 섹션의 열용량은 4.5 mJ/K, 바람직하게 4.17 mJ/K보다 낮은 것을 특징으로 하는 기구.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극(11)은 상기 루멘(16) 내부에서 유지되는 원위 단부(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 루멘(16) 내부에서 상기 전극(11)의 배열을 위해 홀더(20)가 제공되며, 상기 전극(11)은 상기 홀더에 유지되고, 상기 전극(11)은 상기 홀더에 의해 상기 루멘(16) 내부에서 집중되는 것을 특징으로 하는 기구.
  10. 제9항에 있어서, 상기 홀더(20)는 낮은 열 전도성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기구.
  11. 제9항에 있어서, 상기 홀더(20)는 전기 절연 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기구.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 동안, 상기 코팅(23)은 상기 원위 단부(19)에 근접한 용융 섹션(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 동안, 상기 전극(11)은 상기 코팅(23)으로부터 적어도 부분적으로 노출된 섹션(19a)을 원위 단부(19)에서 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  14. 플라즈마를 생성하기 위한 방법으로서,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 기구(10)를 제공하는 단계,
    상기 유체 도관(12)의 루멘(16) 내부에서 가스 흐름을 생성하는 단계,
    상기 전극(11)의 원위 단부(19)에서 방전을 유발하기 위하여 상기 전극(11)에 전압을 인가하는 단계,
    이에 의해, 적어도 국부적으로 상기 코팅(23)의 용융 온도(TB)에 도달하거나 초과할 때까지 상기 전극(11)의 원위 단부(19)를 가열하는 단계, 및
    상기 기구(10)를 추가로 작동시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전극체(22)를 적어도 부분적으로 제거하면서 상기 전극(11)의 원위 단부(19)로부터 멀어지게 상기 코팅(23)을 재분배하는 것을 특징으로 하는 방법.
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