WO2015144286A1 - Urologisches instrument - Google Patents

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urological
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Michael Wolter
Janna Brit LANGHOLZ
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Definitions

  • the invention relates to a urological instrument referred to in the preamble of claim 1 Art.
  • a generic urological instrument is shown in DE 10 2011 121 792 A1.
  • the urological instrument here is a resectoscope with a combinfrequenzbeetzschlagten working electrode, which is operated in the liquid located in the bladder. With the working electrode body tissue is removed by cutting or vaporizing, for example, in the reduction of the hypertrophied prostate.
  • the known construction provides a working with thermochromic material temperature sensor, which is arranged in the vicinity of the working electrode and which is optically readable by means of the intended for monitoring the operating area optics.
  • This known construction has a number of disadvantages, in particular the tedious measuring method which is to be performed by the operator by viewing the sensor and comparing it with a color chart.
  • CONFIRMATION COPY US Pat. No. 6,197,021 B1 discloses a surgical, temperature-generating, working electrode whose temperature is determined in close proximity with electrical sensors, such as thermocouples or thermistors. Although precise electrical measuring methods are used, it is precisely such electrically operating devices in a liquid environment, such as in a bladder, that are extremely prone to failure.
  • the object of the present invention is to search for a urological instrument which allows a more precise statement about the temperature in the urinary bladder. This object is achieved with the features of claim 1.
  • the invention is based on the recognition that the electrical conductivity of a liquid depends strongly on its temperature.
  • the urological instrument according to the invention therefore determines with an ohmmeter the electrical resistance of the liquid in the urinary bladder between two measuring electrodes and thus the conductivity of the liquid.
  • the measuring electrodes are kept at a fixed distance and in contact with the liquid. It can thus determine the resistance of the liquid between the measuring electrodes, the reciprocal, the electrical conductivity, in the measuring range of interest depends substantially linearly on the temperature of the liquid. This allows simple and precise temperature measurements. Electrical problems with the liquid do not exist, but the contact of the measuring electrodes with the liquid is even required for the measurement.
  • the resistance measuring device could be arranged adjacent to the measuring electrodes, but is advantageously arranged remotely according to claim 3 and connected via measuring lines. In particular, it can be set up dry away from the bladder.
  • the urological instrument is designed such that the measuring electrodes are firmly connected to the working electrode.
  • the measuring electrodes thus always remain in the vicinity of the temperature-generating element.
  • FIG. 1 is a highly schematic representation of the distal end portion of a urological resectoscope with a working electrode
  • Fig. 2 is an enlarged detail of Fig. 1 in the region of the working electrode.
  • 1 shows a perspective view of the distal end region of a urological instrument in the form of a urological resectoscope, which substantially corresponds to the construction of DE 10 2011 121 792 A1.
  • the distal end portion of a shaft tube 1 of the resectoscope is shown, which is laid in the example shown in Fig. 1 to a bladder 2 indicated by dashed lines.
  • the shaft tube 1 Through the shaft tube 1 extend two support arms 3 and 4, which are arranged parallel to each other and carry a working electrode 5 between their distal ends. This consists of a non-insulated electrically conductive wire.
  • the electrode assembly 3, 4, 5 thus formed is connected via connecting cables 6, 7 to a high frequency generator 8, which is switchable with the usual foot switch 9.
  • the working electrode 5 is formed in the usual training for urological resectoscopes as a U-shaped loop. Upon RF exposure, it cuts through tissue and may be used to, for example, ablate a tumor 10. For this purpose, when the high frequency generator 8, the electrode assembly by means of the support arms 3 and 4 in a suitable manner to be moved cutting.
  • a bipolar resectoscope that is, a resectoscope, in which two electrodes are connected separately to two poles of the high-frequency generator 8, between which electrodes current flows through the liquid in the bladder 2.
  • a counter electrode 11 is arranged, which is arranged at a proximal distance to the working electrode 5 between the support arms 3 and 4.
  • the two support arms 3 and 4 are formed as rods of insulating material or as insulating.
  • a first electrical conductor 12 which projects beyond the support arm 3 in its distal end region and forms there the loop-shaped working electrode 5. This is at its other end, as shown in particular in FIG. 2, via a first insulator 19 connected to the distal end of a second conductor 13 which passes through the support arm 4.
  • the counter electrode 11 is conductively connected to the second conductor 13, but not to the first conductor 12, to which only an insulating connection via a second insulator 20 is made.
  • the counter electrode 1 1 is therefore electrically connected only to the second conductor 13 and the working electrode 5 only with the first conductor 12.
  • In the distal end region of the electrode arrangement are thus two electrically separated electrodes 5 and 11, which are connected separately via the conductors 12 and 13.
  • the conductors 12 and 13 are, as shown in FIG. 1, connected to the connecting cables 6 and 7 and run to separate poles of the high-frequency generator. 8
  • a temperature measuring device is provided.
  • the temperature measuring device has two measuring electrodes 14 and 15. These are each arranged on one of the two support arms 3, 4 and that in the illustrated embodiment as a simple, clamped on the respective support arm sheet metal sleeves. Test leads 16 and 17 lead to a remote from the measuring electrodes outside the bladder 2 resistance meter 18, with which the resistance between the measuring electrodes 14 and 15 is measured and displayed.
  • the counterelectrode 1 also contributes to this.
  • the support arms 3 and 4 and the counter electrode 11 form a distance between the measuring electrodes 14 and 15 maintaining spacers.
  • the ohmmeter 18 may connect a current source and a measuring device as well as the measuring path between the measuring electrodes 14 and 15 in series in series in commercial manner. The result is a measurement of the electrical resistance between the measuring electrodes 14 and 15 by means of the current flowing through the intermediate liquid.

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Abstract

Ein urologisches Instrument mit einer in einer mit Flüssigkeit gefüllten Harnblase mit Hochfrequenz beaufschlagbaren Arbeitselektrode (5) und mit einem in festem Abstand zu dieser angeordneten Temperatursensor (14, 15), ist dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (14, 15) zwei in festem Abstand zueinander angeordnete, in Flüssigkeitskontakt bringbare Messelektroden (14, 15) aufweist, die an ein Widerstandsmessgerät (18) angeschlossen sind.

Description

Urologisches Instrument
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein urologisches Instrument der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art.
Ein gattungsgemäßes urologisches Instrument ist in der DE 10 2011 121 792 A1 dargestellt. Das urologische Instrument ist hier ein Resektoskop mit einer hochfrequenzbeaufschlagten Arbeitselektrode, die in der in der Harnblase befindlichen Flüssigkeit betrieben wird. Mit der Arbeitselektrode wird Körpergewebe durch Schneiden oder Verdampfen abgetragen, zum Beispiel bei der Verkleinerung der hypertrophierten Prostata.
Bei den heutigen Hochleistungsgeräten wird zur Beschleunigung der Operation mit sehr großen Energien gearbeitet, die von der Arbeitselektrode an die Umgebung abgegeben werden und somit zu einer sehr hohen Temperatur in der Flüssigkeit der Harnblase führt. Diese Temperaturen können gewebeschädigend wirken. Es sind daher Maßnahmen zur Überwachung der Temperatur in der Harnblase erforderlich.
Zu diesem Zweck sieht die bekannte Konstruktion einen mit thermochromem Material arbeitenden Temperatursensor vor, der in der Nähe der Arbeitselektrode angeordnet ist und der mittels der zur Überwachung des Operationsgebietes vorgesehenen Optik optisch ablesbar ist.
Diese bekannte Konstruktion weist eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere das mühsame Messverfahren, das vom Operateur durch Betrachtung des Sensors und Vergleich mit einer Farbtabelle durchzuführen ist.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die US 6 197 021 B1 zeigt eine chirurgische, temperaturerzeugende Arbeitselektrode, deren Temperatur in unmittelbarer Nähe mit elektrischen Sensoren, wie zum Beispiel Thermoelementen oder Thermistoren bestimmt wird. Hierbei werden zwar präzise arbeitende elektrische Messverfahren benutzt, jedoch sind ausgerechnet solche elektrisch arbeitenden Vorrichtungen in Flüssigkeitsumgebung, wie z.B. in einer Harnblase äußerst störanfällig.
Es kommt ein weiterer schwerwiegender Nachteil aller bekannten gattungsgemäßen Temperatursensoren hinzu, nämlich die im Wesentlichen punktförmige Messung, die in Flüssigkeit zu starken Rühreffekten führt. In der Nähe der stark aufheizenden Arbeitselektrode ergeben sich in der Flüssigkeit der Harnblase große örtliche Temperaturunterschiede, die von Strömungen, zum Beispiel der Spülströmung verrührt werden. Das Messergebnis ist dann mehr von der Strömungsgeschwindigkeit und dem Zufall abhängig, als von der wirklichen Temperatur an dem interessierenden Ort.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein urologisches Instrument zu suchen, die eine präzisere Aussage über die Temperatur in der Harnblase ermöglicht. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die elektrische Leitfähigkeit einer Flüssigkeit stark von ihrer Temperatur abhängt. Das erfindungsgemäße Urologisches Instrument bestimmt daher mit einem Widerstandsmessgerät den elektrischen Widerstand der in der Harnblase befindlichen Flüssigkeit zwischen zwei Messelektroden und somit die Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Die Messelektroden werden dabei in festem Abstand und in Kontakt mit der Flüssigkeit gehalten. Es lässt sich damit der Widerstand der Flüssigkeit zwischen den Messelektroden bestimmen, dessen Kehrwert, die elektrische Leitfähigkeit, im interessierenden Messbereich im Wesentlichen linear von der Temperatur der Flüssigkeit abhängt. Damit sind einfache und präzise Temperaturmessungen möglich. Elektrische Probleme mit der Flüssigkeit bestehen nicht, vielmehr ist der Kontakt der Messelektroden mit der Flüssigkeit sogar für die Messung erforderlich. Der Rühreffekt der bekannten Temperaturmessvorrichtungen ist mit der Erfindung nicht zu befürchten, da diese eine Messung zwischen zwei Messelektroden, also in einem Messvolumen vornimmt, in dem punktförmige Temperaturunterschiede sich über das Messvolumen herausmitteln. Es ergibt sich also auch eine sehr stabile Messung.
Zur Aufrechterhaltung der präzisen Distanz zwischen den Messelektroden sind diese vorteilhaft gemäß Anspruch 2 an einem isolierenden Distanzhalter befestigt, der die Distanz sichert.
Das Widerstandsmessgerät könnte den Messelektroden benachbart angeordnet sein, ist vorteilhaft jedoch gemäß Anspruch 3 entfernt angeordnet und über Messleitungen angeschlossen. Insbesondere kann es entfernt von der Harnblase trocken aufgestellt werden.
Vorteilhaft ist nach Anspruch 4 das urologisches Instrument derart ausgebildet, dass die Messelektroden mit der Arbeitselektrode fest verbunden sind. Bei den vom Operateur dauernd durchgeführten Ortsverschiebungen der Arbeitselektrode bleiben somit die Messelektroden immer in der Nähe des temperaturerzeugenden Elementes.
Bei einem urologischen Instrument mit die Arbeitselektrode haltenden Tragarmen ist vorteilhaft gemäß Anspruch 5 je eine Messelektrode an einem der Tragarme angeordnet. Sie werden somit von den Tragarmen, die als Distanzhalter gemäß Anspruch 2 dienen, im präzisen Abstand in der Nähe der Arbeitselektrode gehalten und stets mit dieser bewegt. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung des distalen Endbereiches eines urologischen Resektoskopes mit einer Arbeitselektrode und
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der Arbeitselektrode. Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung den distalen Endbereich eines urologischen Instrumentes in Form eines urologischen Resektoskopes, das im Wesentlichen der Konstruktion der DE 10 2011 121 792 A1 entspricht. In Fig. 1 ist der distale Endbereich eines Schaftrohres 1 des Resektoskopes dargestellt, das in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel bis in eine gestrichelt angedeutete Harnblase 2 verlegt ist. Durch das Schaftrohr 1 verlaufen zwei Tragarme 3 und 4, die parallel zueinander angeordnet sind und zwischen ihren distalen Enden eine Arbeitselektrode 5 tragen. Diese besteht aus einem nicht isolierten elektrisch leitfähigen Draht. Die so gebildete Elektrodenanordnung 3, 4, 5 ist über Anschlusskabel 6, 7 an einen Hochfrequenzgenerator 8 angeschlossen, der mit dem üblichen Fußschalter 9 schaltbar ist.
Die Arbeitselektrode 5 ist in der üblichen Ausbildung für urologische Resektoskope als U-förmige Schlinge ausgebildet. Bei Hochfrequenzbeaufschlagung schneidet sie durch Gewebe und kann zum Beispiel dazu benutzt werden, einen Tumor 10 abzutragen. Dazu muss bei eingeschaltetem Hochfrequenzgenerator 8 die Elektrodenanordnung mittels der Tragarme 3 und 4 in geeigneter weise schneidend bewegt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein bipolares Resektoskop dargestellt, also ein Resektoskop, bei dem zwei Elektroden getrennt voneinander an zwei Pole des Hochfrequenzgenerators 8 angeschlossen sind, wobei zwischen diesen Elektroden Strom durch die Flüssigkeit in der Harnblase 2 fließt.
Zu diesem Zweck ist, wie insbesondere Fig. 2 in Vergrößerung des distalen Endbereiches der Arbeitselektrode 5 zeigt, im distalen Endbereich der Arbeitselektrode 5 eine Gegenelektrode 11 angeordnet, die im proximalem Abstand zur Arbeitselektrode 5 zwischen den Tragarmen 3 und 4 angeordnet ist.
Die beiden Tragarme 3 und 4 sind als Stäbe aus isolieremden Material ausgebildet oder auch als Isolierrohre. Im Inneren des Tragarmes 3 verläuft ein erster elektrischer Leiter 12, der in seinem distalen Endbereich den Tragarm 3 überragt und dort die schlingenförmige Arbeitselektrode 5 ausbildet. Diese ist an ihrem anderen Ende, wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, über einen ersten Isolator 19 mit dem distalen Ende eines zweiten Leiters 13 verbunden, der den Tragarm 4 durchläuft.
Die Gegenelektrode 11 ist mit dem zweiten Leiter 13 leitend verbunden, nicht aber mit dem ersten Leiter 12, zu dem nur eine isolierende Verbindung über einen zweiten Isolator 20 besteht. Die Gegenelektrode 1 1 ist also nur mit dem zweiten Leiter 13 und die Arbeitselektrode 5 nur mit dem ersten Leiter 12 elektrisch verbunden. Im distalen Endbereich der Elektrodenanordnung befinden sich somit zwei elektrisch voneinander getrennte Elektroden 5 und 11 , die getrennt über die Leiter 12 und 13 angeschlossen sind. Die Leiter 12 und 13 sind, wie Fig. 1 zeigt, mit den Anschlusskabeln 6 und 7 verbunden und laufen zu getrennten Polen des Hochfrequenzgenerators 8.
Wird der Hochfrequenzgenerator 8 eingeschaltet, so liegen unterschiedliche Spannungspole an den Elektroden 5 und 11 und es fließt Strom zwischen ihnen durch die elektrisch leitfähige Flüssigkeit in der Harnblase 2. Diese bipolare Arbeitstechnik wird wegen ihrer hohen Arbeitsleistung in der letzten Zeit immer beliebter, ergibt allerdings auch einen sehr großen Energieeintrag in die Harnblase 2.
Zum Schutz des Patientengewebes im Bereich der Harnblase 2 soll daher die Temperatur in der Harnblase überwacht werden. Zu diesem Zweck ist eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Temperaturmessvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Sie weist zwei Messelektroden 14 und 15 auf. Diese sind jeweils auf einem der beiden Tragarme 3, 4 angeordnet und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel als einfache, auf den jeweiligen Tragarm aufgeklemmte Blechhülsen. Messleitungen 16 und 17 führen zu einem entfernt von den Messelektroden außerhalb der Harnblase 2 aufgestellten Widerstandsmessgerät 18, mit dem der Widerstand zwischen den Messelektroden 14 und 15 gemessen und angezeigt wird. Die Tragarme 3 und 4 sind, jedenfalls im Bereich der Messelektroden 14 und 15, starr und in festem Abstand zueinander gehalten. Dazu trägt auch die Gegenelektrode 1 bei. Die Tragarme 3 und 4 und die Gegenelektrode 11 bilden einen den Abstand zwischen den Messelektroden 14 und 15 aufrechterhaltenden Distanzhalter.
Das Widerstandsmessgerät 18 kann in handelsüblicher weise eine Stromquelle und ein Messgerät sowie die Messstrecke zwischen den Messelektroden 14 und 15 in Reihe hintereinander verbinden. Es ergibt sich eine Messung des elektrischen Widerstandes zwischen den Messelektroden 14 und 15 mittels des durch die dazwischenliegende Flüssigkeit fließendem Stromes.
Versuche haben gezeigt, dass die elektrischen Leitfähigkeit, also der Kehrwert des elektrischen Widerstandes, bei einer handelsüblichen Spülflüssigkeit mit physiologischem Salzanteil, wie sie üblicherweise zum Spülen bei urologischen Operationen verwendet wird, beispielsweise im Temperaturbereich von 20 bis 45° Celsius linear von 15 auf 25 mS/cm ansteigt. Es liegen hier also messtechnisch gut beherrschbare und reproduzierbare Verhältnisse vor.
*****
Bezugszeichenliste
1 Schaftrohr
2 Harnblase
3 Tragarm
4 Tragarm
5 Arbeitselektrode
6 Anschlusskabel
7 Anschlusskabel
8 HF-Generator
9 Fußschalter
10 Tumor
11 Gegenelektrode
12 erster Leiter
13 zweiter Leiter
14 Messelektrode
15 Messelektrode
16 Messleitung
17 Messleitung
18 Widerstandsmessgerät
19 erster Isolator
20 zweiter Isolator

Claims

Patentansprüche
1. Urologisches Instrument mit einer in einer mit Flüssigkeit gefüllten Harnblase mit Hochfrequenz beaufschlagbaren Arbeitselektrode (5) und mit einem in festem Abstand zu dieser angeordneten Temperatursensor (14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (14, 15) zwei in festem Abstand zueinander angeordnete, in Flüssigkeitskontakt bringbare Messelektroden (14, 15) aufweist, die an ein Widerstandsmessgerät (18) angeschlossen sind.
2. Urologisches Instrument nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektroden (14, 15) an einem isolierenden Distanzhalter (3, 4, 11) befestigt sind.
3. Urologisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektroden (14, 15) über Messleitungen (16, 17) an das entfernt angeordnete Widerstandsmessgerät (18) angeschlossen sind.
4. Urologisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektroden (14, 15) mit der Arbeitselektrode (5) starr verbunden sind.
5. Urologisches Instrument nach Anspruch 4, bei dem die Arbeitselektrode (5), die von zwei parallel und im Abstand angeordneten starren Tragarmen (3, 4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (3, 4) je eine der Messelektroden (14, 15) tragen.
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