DE202007002549U1

DE202007002549U1 - Mischung monopolarer und bipolarer Anwendung von RF-Energie

Info

Publication number: DE202007002549U1
Application number: DE202007002549U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2017-02-22
Also published as: ITMI20070045U1; US7942872B2; US20070203482A1

Abstract

System mit:
mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens einer Rück-Elektrode;
mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den besagten Elektroden stehen und betriebsbereit zum Erzeugen von RF Energie Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden sind, wobei eine der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, und eine andere der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen anderen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, wobei die besagte mindestens eine Rück-Elektrode beiden Kanälen gemeinsam ist, wobei die besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden in einem bipolaren Modus der RF Energieabgabe betreibbar sind; und
einem Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen elektrochirurgische Vorrichtungen zur Gewebeentfernung im Allgemeinen und im Speziellen Vorrichtungen zur Radiofrequenz (RF) Gewebeentfernung.
Hintergrund der Erfindung
Radiofrequenz (RF) Gewebeentfernung ist eine gut bekannte Technik, zum Beispiel in der Elektrochirurgie und Thermaltherapie, um thermische Läsionen in der Umgebung einer nicht isolierten Spitze einer Elektrode aufgrund von Gewebegerinnung verursacht durch Widerstandsheizen (Joule-Heizen) zu erzeugen. Das Anlegen einer Spannung an die Elektroden verursacht einen elektrischen Stromfluss durch das Gewebe und eine Wärmeproduktion aufgrund des elektrischen Widerstands des Gewebes (Joule-Heizen). Die Elektrode kann direkt an oberflächliche Strukturen, chirurgisch, endoskopisch, laparoskopisch oder sogar über einen Transkatheterzugang wie zur Behandlung von symptomatischen Herzrhytmusströrungen angewendet werden. Wenn die Elektrode als Nadel geformt ist, dann kann die Elektrode internistisch eingesetzt und durch Bilderzeugung geführt werden.
In einem monopolaren Modus fließt Strom zwischen einer kleinen Ziel-Elektrode und einer großen Gegen-Elektrode, die vom Ziel weiter weg platziert ist. Aufgrund des Unterschieds in der Größe der Elektroden sind die Stromdichte und die zugehörige Joule-Wärmeproduktion viel größer am Ziel als an der Rück-Elektrode. Dem Gegenüber fließt in einem bipolaren Modus ein Strom hoher Dichte zwischen zwei benachbarten Ziel-Elektroden. Die Joule-Wärmeproduktion ist aufgrund der Elektrodengröße und Nähe auf ein kleines Volumen begrenzt.
Der Umfang der thermischen Behandlung, um für eine ausreichende Zeit einen Strom hoher Dichte bereit zu stellen, um eine erhöhte Temperatur und dazugehörige physiologische Veränderungen, zum Beispiel eine Gerinnung, in einem Gewebevolumen zu verursachen ist unterschiedlich. Monopolarer Strom fließt durch ein größeres Volumen im Vergleich zu bipolarem Strom. Folglich weist monopolares Joule-Heizen eine tiefere Eindringtiefe auf im Vergleich zu bipolaren Heizen, bei dem die Hitze auf ein kleines Volumen an den Ziel-Elektroden begrenzt ist.
Eine elektrochirurgische Vorrichtung ist bekannt, die eine Wahlmöglichkeit zum Auswählen und Wechseln zwischen einem reinen monopolaren Modus und einem reinen bipolaren Modus bereitstellt. Zum Beispiel, das US-Patent US 6,837,884 von Woloszko beschreibt eine elektrochirurgische Vorrichtung und Methode zum Entfernen, Gerinnen, Schrumpfen, Verschweißen oder einer anderen Behandlung eines Ziel-Gewebes eines Patienten. Die Vorrichtung schließt eine elektrochirurgische Sonde und einen Nadel-Inserter, der dafür geeignet ist durch das distale Ende der Sonde hindurch zu treten, ein. In einigen Ausführungsformen kann das elektrochirurgische System eine dispersive Rück-Elektrode zum Wechseln zwischen einem bipolaren und einem monopolaren Modus einschließen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung strebt danach ein neues System zur Anwendung von RF-Energie bereit zu stellen, das einen monopolaren und einen bipolaren Betriebsmodus mischt, wie nachfolgend detaillierter weiter beschrieben ist. Dieses unterscheidet sind vom bekannten Stand der Technik, der nur in der Lage ist, zwischen einem reinen monopolaren Modus und einem reinen bipolaren Modus zu wechseln. Die gemischte Kombination eines monopolaren und eines bipolaren Betriebsmodus kann Synergieeffekte bereitstellen, die zuvor im Stand der Technik unbekannt sind.
Es wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein System bereit gestellt, das aufweist mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens einer Rück-Elektrode, mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den besagten Elektroden stehen und betriebsbereit zum Erzeugen von RF Energie Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden sind, wobei eine der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, und eine andere der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen anderen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, wobei die besagte mindestens eine Rück-Elektrode beiden Kanälen gemeinsam ist, wobei die besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden in einem bipolaren Modus der RF Energieabgabe betreibbar sind, und einem Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen.
Die Distanz zwischen den mindestens zwei Ziel-Elektroden kann kleiner sein als der Abstand zwischen den mindestens zwei Ziel-Elektroden und der gemeinsamen Rück-Elektrode. Die Wellenform kann sinusförmig mit identischer Frequenz sein, und der Wellenform-Manipulator kann eine Zwischen-Wellenform Phase modifizieren. Alternativ kann die Wellenform sinusförmig mit jeweiligen durch eine Schwebungsfrequenz getrennten Frequenzen sein, und der Wellenformmanipulator kann die Wellenformen entsprechend einer Phase der Schwebungsfrequenz modulieren. Alternativ kann die Wellenform ähnlich sein und entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, wobei das Verhältnis der Amplituden der Wellenformen geregelt ist. Alternativ kann die Wellenform identisch sein und der Wellenformmanipulator kann eine Wellenform relativ zu einer anderen verzögern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte bildhafte Darstellung eines Systems zum Mischen eines monopolaren und eines bipolaren Modus einer RF-Energieabgabe, konstruiert und betriebsbereit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine vereinfachte graphische Darstellung von Betriebsmodi (monopolar, bipolar, Mischung von beiden), wenn die Wellenformen der Spannung sinusförmig mit derselben Frequenz sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
3 ist ein vereinfachtes Schaubild der Verfahren der Veränderung der Wellenformen, um den monopolaren und den bipolaren Operationsmodus zu mischen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Es wird auf 1 Bezug genommen, die ein System 10 zum Mischen eines monopolaren und bipolaren Modus eines RF-Energieabgebers illustriert, konstruiert und betriebsbereit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das System 10 kann zwei oder mehr Ziel-Elektroden 12 und 14 (zwei sind gezeigt in der nicht-beschränkend dargestellten Ausführungsform) und eine oder mehr Rück-Elektroden 16 (eine ist gezeigt in der nicht-beschränkend dargestellten Ausführungsform) enthalten. RF-Speisequellen 18 und 20 können die Elektroden 12, 14 und 16 in einer nachfolgend beschriebenen Art mit Strom versorgen, indem RF-Energiewellenformen (zum Beispiel, Spannungs- oder Stromwellenformen) an den Elektroden erzeugt werden. Ein Wellenform-Manipulator 22 kann die Wellenformen an den Elektroden regeln und manipulieren, so dass ein monopolarer und bipolarer Modus der Energie wie nachfolgend beschrieben gemischt werden kann. Der Wellenform-Manipulator 22 kann jede bekannte Vorrichtung zum Verändern der Betriebscharakteristik der RF-Energie aufweisen, die von den RF-Speisequellen erzeugt wird, wie aber nicht darauf beschränkt Frequenz, Phase und Amplitude. Auf diese Weise ist das System 10 in der Lage, selektiv den monopolaren und bipolaren Modus zu kombinieren, um die Stromverteilung in einem Ziel 24 (zum Beispiel, Gewebe in einem menschlichen Körper oder nicht menschlichen Körper oder unbelebtes Objekt) zu regeln.
Die Zielelektrode 12 gepaart mit der Rück-Elektrode 16 definiert einen monopolaren Kanal und die Ziel-Elektrode 14 gepaart mit der Rück-Elektrode 16 definiert einen anderen monopolaren Kanal, die mit derselben Masse geerdet sind. Zusätzlich erzeugt die Stromversorgung beider Ziel-Elektroden 12 und 14 einen bipolaren Modus der Energieabgabe.
Die Spannungswellenform, die an jeder Ziel-Elektrode 12 und 14 angelegt wird, führt zu einer entsprechenden elektrischen Feldkomponente in dem Gewebe. Der Stromfluss bestimmt sich durch Kombination der beiden Komponenten. Eine Spannungsdifferenz zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 erzeugt im Wesentlichen Joule-Heizung in einem bipolaren Modus; im Gegensatz dazu erzeugt eine Spannung an den Ziel-Elektroden 12, 14 relativ zu der Rück-Elektrode 16 im Wesentlichen Joule-Heizung in einem monopolaren Modus. Es ist bekannt, dass die Distanz zwischen den Ziel-Elektroden 12 und 14 klein sein kann, verglichen zu dem Abstand zwischen den Ziel-Elektroden 12, 14 und der gemeinsamen Rück-Elektrode 16. Elektrische Feldkomponenten beziehungsweise die mit der entgegen gesetzten Spannung zugehörigen Wellenformen an den Ziel-Elektroden 12, 14 heben sich gegenseitig bei Distanzen die wesentlich größer als der Zwischen-Elektroden-Abstand sind, virtuell auf. Das Joule-Heizen ist dann beschränkt auf das zu den Ziel-Elektroden 12 und 14 benachbarte Volumen in einer Art und Weise, die im Wesentlichen äquivalent zum Heizen im bipolaren Modus ist.
Nun wird Bezug genommen auf 2, die graphisch die Situation darstellt, wenn die Spannungswellenformen sinusförmig mit derselben Frequenz sind. In diesem Fall bestimmt der Zwischenwellenformen-Phasenwinkel α den Polaritätsmodus. Zum Beispiel verursacht eine 0° Phase einen monopolaren Modus, da in diesem Fall die individuellen Ziel-Elektroden 12 und 14 als eine gemeinsame Ziel-Elektrode arbeiten. Vergleichbar verursacht eine 180° Phase einen bipolaren Modus. Eine Phasenveränderung regelt das Verhältnis zwischen dem monopolaren und bipolaren Modus in einen kombinierten (gemischten) Modus.
Nun wird Bezug genommen auf 3, welche andere Methoden der Veränderung der Wellenformen darstellt, um den monopolaren und bipolaren Operationsmodus zu mischen. Wenn eine Schwebungsfrequenz die Frequenzen der jeweiligen Spannungswellenformen ändert, ändert sich die Zwischenwellenform-Phase periodisch entsprechend der Schwebungsfrequenz (301). Als Ergebnis verändert sich der gemischte Betriebsmodus periodisch von monopolar zu bipolar und umgekehrt während jeder Periode der Schwebungsfrequenz (302). Ein bestimmter Modus kann ausgewählt werden, zum Beispiel durch Auftasten der Spannungswellenformen über ein Gatter, um nicht Null zu sein während der ausgewählten Phase der Schwebungsfrequenz (303).
Wenn die Spannungswellenformen ähnlich sind und entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, bestimmt das Verhältnis der Amplituden der Wellenformen an den Ziel-Elektroden 12 und 14 den Betriebsmodus (304). Falls das Amplitudenverhältnis = 1 ist, arbeiten die Zielelektroden 12 und 14 in einem bipolaren Modus (305). Falls das Amplitudenverhältnis = 0 ist, arbeiten die Ziel-Elektroden 12 und 14 in einem monopolaren Modus (306). Falls das Amplitudenverhältnis zwischen 0 und 1 liegt, arbeiten die Ziel-Elektroden in einer Mischung des bipolaren und monopolaren Modus (307). Falls die Spannungswellenformen ähnlich sind, verursacht eine Verzögerung von einer relativ zu der anderen eine Mischung aus bipolaren und monopolaren Modus (308).
Ein Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist durch das, was vorstehend ausdrücklich gezeigt und beschrieben ist. Stattdessen beinhaltet der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sowohl Kombinationen als auch Unterkombinationen der vorstehend beschriebenen Merkmale, als auch Modifikationen und Variationen hiervon, welche einem Fachmann ersichtlich werden würden durch das Studium der vorhergehenden Beschreibung und welche nicht im Stand der Technik sind.

Claims

System mit: mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens einer Rück-Elektrode; mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den besagten Elektroden stehen und betriebsbereit zum Erzeugen von RF Energie Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden sind, wobei eine der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, und eine andere der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen anderen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, wobei die besagte mindestens eine Rück-Elektrode beiden Kanälen gemeinsam ist, wobei die besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden in einem bipolaren Modus der RF Energieabgabe betreibbar sind; und einem Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen.
System nach Anspruch 1, wobei eine Distanz zwischen den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden kleiner ist als ein Abstand zwischen den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden und der besagten gemeinsamen Rück-Elektrode.
System nach Anspruch 1, wobei die besagten Wellenformen sinusförmig mit identischer Frequenz sind, und der Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Modifizieren einer Zwischenwellenform-Phase ist.
System nach Anspruch 1, wobei die besagten Wellenformen sinusförmig mit jeweiligen durch eine Schwebungsfrequenz getrennten Frequenzen sind, und der besagte Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Modulieren der besagten Wellenformen entsprechend einer Phase der Schwebungsfrequenz ist.
System nach Anspruch 1, wobei die besagten Wellenformen ähnlich sind und entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, und der besagte Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Regeln eines Verhältnisses von Amplituden der besagten Wellenformen ist.
System nach Anspruch 1, wobei die besagten Wellenformen identisch sind, und der Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Verzögern einer Wellenform relativ zu einer anderen ist.
System mit: mindestens zwei Ziel-Elektroden und mindestens einer Rück-Elektrode; mindestens zwei RF Speisequellen, die in elektrischer Verbindung mit den besagten Elektroden stehen und betriebsbereit zum Erzeugen von RF Energie Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden sind, wobei eine der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, und eine andere der besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden mit der besagten mindestens einen Rück-Elektrode zusammenwirkt, um einen anderen monopolaren RF Energieabgabekanal zu definieren, wobei die besagte mindestens eine Rück-Elektrode beiden Kanälen gemeinsam ist, wobei die besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden in einem bipolaren Modus der RF Energieabgabe betreibbar sind; wobei eine Distanz zwischen den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden kleiner ist als ein Abstand zwischen den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden und der besagten gemeinsamen Rück-Elektrode.
System nach Anspruch 7 weiter ausweisend einen Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen, wobei die besagten Wellenformen sinusförmig mit identischer Frequenz sind, und der Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Modifizieren einer Zwischenwellenform-Phase ist.
System nach Anspruch 7 weiter ausweisend einen Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen, wobei die besagten Wellenformen sinusförmig mit jeweiligen durch eine Schwebungsfrequenz getrennten Frequenzen sind, und der besagte Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Modulieren der besagten Wellenformen entsprechend einer Phase der Schwebungsfrequenz ist.
System nach Anspruch 7 weiter ausweisend einen Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel-Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen, wobei die besagten Wellenformen ähnlich sind und entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, und der besagte Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Regeln eines Verhältnisses von Amplituden der besagten Wellenformen ist.
System nach Anspruch 7 weiter ausweisend einen Wellenform-Manipulator zum Regeln und Manipulieren der Wellenformen an den besagten mindestens zwei Ziel- Elektroden, um wahlweise einen reinen monopolaren Modus, einen reinen bipolaren Modus und eine Mischung aus monopolaren und bipolaren Modus der RF Energieabgabe bereit zu stellen, wobei die besagten Wellenformen identisch sind, und der Wellenform-Manipulator betriebsbereit zum Verzögern einer Wellenform relativ zu einer anderen ist.