DE2732486C2 - Kältechirurgische Sonde - Google Patents

Description

Der sondenförmige Teil besitzt bei der erfindungsgemäßen Sonde vorzugsweise eine sowohl thermisch als auch elektrisch schlecht leitende äußere Isolierschicht, die sich vorzugsweise Ober die gesamte Oberfläche dieses sondenförmtgen Teils erstreckt, selbstverständlich mit Ausnahme der Sendenspitze sowie der Elektrode bzw. Elektroden. Für diese Isolierschicht eignet sich beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE).

Ist im Inneren des sondenförmigen Teils im Bereich der Sondenspitze ein Thermoelement vorgesehen, mit welchem die Abkühlung der Sondenspitze gemessen wird, so kann eine an dieses Thermoelement führende elektrische Leitung gleichzeitig auch dazu verwendet werden, um eine elektrische Verbindung an die Elektrode an der Sondenspitze herzustellen.

Bei der erfindungsgemäßen Sonde ist beispielsweise die Sondenspitze scharf ausgebildet, so daß sie in das Gewebe unterhalb einer Gewebeoberfläche eingeführt werden kann, und zwar unabhängig davon, ob es sich bei dieser Oberfläche um eine innere Oberfläche handelt, die zuvor freigelegt wurde, oder ob es sich um eine äußere Oberfläche, z.B. Haut, handelt Eine scharfe Ausbildung der Sondenspitze ist selbstverständlich nicht unbedingt erforderlich, insbesondere dann nicht, wenn diese Sonde beispielsweise für den Gebrauch während einer Operation verwendet werden soll, in der das zu behandelnde Gewebe zunächst freigelegt wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung eine als Handstück ausgebildete kältechirurgische Sonde zusammen mit einer Versorgungseinrichtung,

Fig." .inen Längsschnitt durch den vorderen Bereich des sondenförmigen Teils der Sonde gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine Anwendung der Sonde gemäß F i g. 1 bei einem Patienten,

F i g. 4 eine Anwendung einer abgewandelten Ausführungsform der Sonde bei einem Patienten.

Entsprechend den F i g. 1, 2 und 3 besteht das dort gezeigte kältechirurgische Gerät 10 aus der als Handstück ausgebildeten kältechirurgischen Sonde 11, aus einer Steuereinrichtung 12, aus einer flexiblen Verbindungsleitung 13, die die Sonde 11 mit der Steuereinrichtung 12 verbindet und die nicht näher dargestellte Leitungen enthält, um ein zur Kühlung der Sonde dienenden Strömungsmedium dieser Sonde zuzuführen bzw. von dieser Sonde abzuführen. Die Verbindungsleitung 13 enthält weiterhin ebenfalls nicht näher dargestellte elektrische Leitungen. Das Gerät 10 besitzt außerdem einen Wechselspannungsgenerator 14, der über eine flexible elektrische Leitung 15 mit der Steuereinrichtung 12 verbunden ist und außerdem über eine Leitung 17 mit einer Elektrode 16 in Verbindung steht, um eine von dem Wechselspannungsgenerator 14 erzeugte Wechselspannung an die Elektrode 16 anzulegen.

Die Sonde 11 besitzt eine eine Betätigungsfläche bildende Handhabe 18, die mit dem als hohles Rohr ausgebildeten sondenförmigen Teil 19 verbunden ist Das nicht dargestellte, innerhalb der Handhabe HB liegende Ende dieses sondenförmigen Teils 19 ist so ausgeführt, daß es mit einer ebenfalls nicht dargestellten Quelle für ein zur Kühlung dienendes Strömungsmedium sowie mit einem Auslaß für dieses Medium über die Verbindungsleitung 13 verbunden werden kann. Das andere Ende 20 des sondenförmigen Teils 19 ist geschlossen und als Spitze besehend aus thermisch leitendem Material ausgebildet, so daß dieses die Sondenspitze bildende Ende 20 mit Hilfe des Strömungsmediums gekühlt werden kann, welches beim Betrieb des Gerätes 10 entlang dem sondenförmigen Teil 19 strömt

Entsprechend F i g. 2 besteht der sondenförmige Teil 19 aus einem Rohr 21, welches aus nichtrostendem Stahl gefertigt ist und welches mit einem Oberzug 22 versehen ist, der aus P.T.F.E (Fluor-Kohlenstoff) besteht In das vordere Ende des Rohres 21 ist ein Einsatz 23 aus nicht rostendem Stahl eingesetzt, wobei dieser

to Einsatz 23 zur Bildung einer Schrägfläche von etwa 18° bzw. zur Bildung der Sondenspitze scharf zulaufend abgeschrägt ist, wie dies in der F i g. 2 dargestellt ist Innerhalb des Rohres 23 ist ein ebenfalls aus rostfreiem Stahl hergestelltes Einlaßrohr 24 für das zur Kühlung

is dienende Strömungsmedium, z.B. Gas oder Dampf, vorgesehen, wobei das Einlaßrohr 24 an seinem vorderen Ende mit einer Expansionsöffnung 25 versehen ist Das aus der Expansionsöffnung 25 ausströmende Strömungsmedium dient dazu, um den Einsatz 23 zu kühlen, wobei dieses Strömungsmedium dann innerhalb des Rohres 21, jedoch außerhalb des Einlaßrohres 24 zurückgeführt wird, wie dies mit den Pfeilen 26 dargestellt ist Ein weiteres, ebenfalls aus nichtrostendem Stahl hergestelltes Rohr 27 enthält zwei elektrische Leitungen 28, die zu einem Thermoelement 29 führen, welches an der Schrägfläche 30 vorgesehen ist Das Thermoelement 29 ist elektrisch gegenüber dem Einsatz 23 isoliert, und zwar mit Hilfe eines Einsatzes 31 aus isolierendem Material, z. B. aus Kunststoff.

Der Einsatz 23 bildet eine freiliegende Elektrode an den: Ende 20 des sondenförmigen Teils 19 und steht in direktem Kontakt mit dem Rohr 21 und ist somit über dieses Rohr 21, die Versorgungsleitung 13, die Steuereinrichtung 12 und die Leitung 15 mit dem Wechsel- spannungsgenerator 14 elektrisch verbunden, welcher so ausgebildet ist, daß er elektrische Impulse an die von dem Einsatz 23 gebildete Elektrode liefert, wobei diese elektrischen Impulse als elektrischer Reiz für das Gewebe bzw. für einen Nerv eines Lebewesens oder eines Patienten in der Nähe des Einsatzes 23 dienen (vergl. F i g. 3). Der Überzug 22 aus PTFE bildet eine thermische sowie elektrische äußere Isolierung um den sondenförmigen Teil 19, und zwar im gesamten Bereich dieses Teils mit Ausnahme des die Sondenspitze bilden den Endes 20.

Die Verbindungsleitung 13 ist mit einem anschraubbaren Kupplungsstück 23 versehen, welches an einer entsprechenden Buchse 33 der Steuereinrichtung 12 für das Zuführen und Abführen des zur Kühlung dienen den Strömungsmediums befestigt werden kann. Ein elektrisches Verbindungsstück 34 ist über eine Leitung 35 mit dem Kupplungsstück 32 verbunden, wobei dieses elektrische Verbindungsstück (z. B. Stecker) in eine Buchse 36 der Steuereinrichtung 12 einsteckbar ist.

Das dargestellte Gerät wird mit einer nicht dargestellten Flasche für das zur Kühlung dienende Strömungsmedium verwendet, welches als verflüssigtes Gas vorliegt, z.B. als verflüssigtes Kohlendioxyd oder als verflüssigtes Stickstoffoxyd, wobei das zur Kühlung verwendete Strömungsmedium bzw. Gas einen Siedepunkt aufweist, der bei normalem Atmosphärendruck unterhalb der normalen Umgebungstemperatur liegt. Im Betrieb wird die Flasche mit dem verflüssigten Gas mit Hilfe von nicht näher dargestellten Hilfsmitteln mit

b5 der Versorgungs- bzw. Steuereinrichtung 12 verbunden, so daß das Gas, welches aus dem verflüssigten Gas entstanden ist, über die Verbindungsleitung 13 in das in dem sondenförmigen Teil 19 vorgesehene Einlaßrohr

24 gelangt. Das Gas (bzw. der Dampf) tritt dann an der Expansionsöffnung 25 aus, die innerhalb des sondenförmigen Teils 19 angeordnet ist, wodurch die Sondenspitze bzw. das Ende 20 zumindest teilweise aufgrund des Joule-Thompson-Effektes beim Expandieren des Gases gekühlt wird, beispielsweise auf eine Temperatur von -40⁰C.

Die Temperatur an der Schrägfläche 30 der Spitze 20 wird durch das Thermoelement 29 gemessen und kann beispielsweise an einem Meßgerät bzw. an einer Anzeigevorrichtung 37 abgelesen werden, die an der Steuereinrichtung 12 vorgesehen ist Die in das Einlaßrohr 24 einfließende Menge an Strömungsmedium läßt sich mit Hilfe eines Drehknopfes 38 einstellen, der ebenfalls an der Steuereinrichtung 12 vorgesehen ist Durch diese Steuerung kann die Temperatur an der Spitze 20 eingestellt werden. Es versteht sich, daß die durch die Anzeigevorrichtung 37 angezeigte Temperatur zunächst einmal die Temperatur der Spitze 20 ist und nicht die Temperatur des Gewebes, an welchem die Spitze 20 anliegt. Trotzdem liefert die Anzeigevorrichtung 37 einen durchaus wertvollen Hinweis auf die Wirksamkeit der Sonde U hinsichtlich der Kühlung des Gewebes und liefert eine Anzeige dahingehend, ob die Spitze 20 für eine Verwendung genügend abgekühlt ist Weiterhin liefert die Anzeigevorrichtung 37 einen Hinweis, wenn die Abkühlung nicht so schnell und wirksam, wie zu erwarten ist erfolgt und zwar beispielsweise aufgrund einer falschen Handhabung oder eines Fehlverhaltens des Gerätes. Eine Druckanzeigevorrichtung 39 an der Steuereinrichtung 12 zeigt den Versorgungsdruck des zur Kühlung dienenden Strömungsmediums an.

Entsprechend F i g. 3 wird bei der Verwendung des Gerätes der Patient 40 auf einen Operationstisch 41 gelegt und zwar in elektrischem Kontakt mit der Elektrode 16. Der Chirurg oder Anästhesist der mit 42 bezeichnet ist kann nun die Spitze 20 der Sonde 11 in das zu behandelnde Gewebe des Patienten hineindrücken, wobei die Spitze 20 selbstverständlich genügend scharf ist um ein Eindrücken bzw. Einführen zu ermöglichen, ohne unannehmbare traumatische Effekte für den Patienten 40. Über den Wechselspannungsgenerator 14 werden elektrische Reiz- bzw. Stimulierungsimpulse an den Patienten abgegeben, und zwar über den als Elektrode wirkenden Einsatz 23. Falls sich die Spitze 20 der Sonde in der Nähe eines Nervs befindet der mit der Sonde vereist werden soll, so führt die zum Stimulieren dienende Wechselspannung zu einem sichtbaren Reiz bei dem Patienten, z_ B. bewirkt ein Zucken oder Bewegen eines bestimmten Muskels, wodurch der Chirurg zunächst einmal feststellen kann, ob die Spitze 20 sich in der Nähe des gewünschten Nervs befindet Sobald dies der Fall ist wird der FIuB des zum Kühlen der Sondenspitze dienenden Strömungsmediums angeschaltet um so ein Vereisen bzw. Einfrieren des Nerves zu bewirken, wobei selbstverständlich die Spitze 20 in unmittelbarer Nähe dieses Nervs bewegungslos gehalten wird. Während dieser Zeit zeigt sich eine zunehmend geringer werdende Reaktion des Patienten auf die zur Stimulierung dienende Wechselspannung, wodurch ein unmittelbarer Hinweis darauf erhalten wird, daß der betreffende Nerv bzw. die betreffende Nervenzelle (Neuron) eingefroren bzw. vereist ist. Sobald der Chirurg hieraus festgestellt hat daß eine genügend starke Vereisung stattgefunden hat wird der FIuB des zur Kühlung dienenden Strömungsmediums unterbrochen, so daß die Spitze 20 abtauen kann. Dies wird mit der Anzeigevorrichtung 37 angezeigt. Im Anschluß daran kann die Sonde 11 vom Patienten 40 entfernt werden. Es versteht sich, daß die Sonde U nicht bewegt werden darf, so lange sich die Sondenspitze nicht wieder erwärmt hat bzw. vom an der Sondenspitze anlie genden Gewebe abgetaut ist, da die gekühlte Sondenspitze in der Regel an dem angrenzenden Gewebe des Patienten 40 festgefroren ist. Vorzugsweise folgt einem ersten Gefrier- und Abtauvorgang ein zweiter gleich artiger Vorgang, wobei die Gefrierdauer jedes Vor gangs etwa 1,5 bis 3 Minuten dauert, um so das Einfrieren des Nervs herzustellen.

Der Wechselspannungsgenerator 14 liefert vorzugsweise eine Impulsfolge, wobei die Impulsfolgefrequenz etwa 1 Impuls/Sekunde beträgt und wobei die Spannung bzw, die Amplitude dieser Impulse selektiv eingestellt werden kann.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Sonde 11 ist es grundsätzlich auch möglich, daß sich der Chirurg bei der Lokalisierung des zu behandelnden Nervs nicht auf die Beobachtung der Muskelbewegung bzw. Muskelkontraktion beim Patienten 40 stützt sondern auf eine verbale Verständigung mit dem Patienten. Es ist wichtig, daß die Berührungsfläche der Elektrode 16 mit dem Patienten genügend klein ist um Reize beim Patienten zu vermeiden, die außerhalb des Bereichs der Spitze 20 liegen.

Der Versorgungsdruck bzw. Gasdruck beträgt beispielsweise 40 bis 50 kg/cm², wobei dann eine minimale Temperatur an der Sondenspitze bzw. an der Schrägfläche 30 von -80⁰C in Luft oder aber von -60⁰C innerhalb des Gewebes erreicht wird. Die Zeit die benötigt wird, um diese Temperatur zu erreichen, beträgt ungefährt 45 Sekunden, wobei die normale Gefrier dauer, d. h. die Dauer, in der die Sonde bzw. die Sonden- Spitze im gekühlten Zustand bleibt 1,5 bis 3 Minuten und die normale Wiederauftau- bzw. Aufwärmzeit ungefähr 1 Minute betragen. Die'Länge des sondenförmigen Teils 19 beträgt ungefähr 100 mm, wobei der

Durchmesser dieses Teils etwa 1,8 mm beträgt

Der Wechselspannungsgenerator 14 kann ein an sich bekanntes Gerät sein. Die maximale Ausgangsspannung beträgt beispielsweise 200 Volt wobei die Spannung der einzelnen Spannungsimpulse ziemlich rasch auf den vorgegebenen Wert ansteigt und dann ein exponentieller Abfall mit einer Zeitkonstanten von 0,1 Millisekunden erfolgt und zwar unabhängig von der jeweiligen Belastung. Der Wechselspannungsgenerator 14 ist somit in der Lage, eine zur Stimulierung dienende Wechselspannung bzw. Impulsspannung zu liefern, die Ober die Nerven die Muskeln beeinflußt wobei die Spitzen der Spannungsimpulse einen Wert bis zu 200 Volt besitzen und die Wiederholungsdauer 28 Millisekunden (35 Hz) beträgt Diese Wechselspannung wird an einem Ausgang mit 20 Kiloohm getief ert

Bei einer abgewandelten Ausführungsform des beschriebenen Gerätes, wie sie in der Fig.4 dargestellt ist wird die gleiche Steuereinrichtung 12 sowie der gleiche Wechselspannungsgenerator 14 verwendet, wie sie in der F i g. 3 gezeigt sind. Bei der Ausführungsform nach Fig.4 kommt jedoch eine abgewandelte Form der Sonde 11' zur Anwendung, welche eine Sondenspitze (nicht dargestellt) besitzt an der räumlich voneinander getrennt zwei freiliegende Elektroden vor- gesehen sind, die dann mit den beiden Ausgangsanschlüssen des Wechselspannungsgenerators 14 verbunden sind, so daß die neutrale Elektrode 16 (F i g. 3) nicht erforderlich ist Da bei dieser Ausführungsform (F i g. 4)

die beiden Elektroden an der Spitze der Sonde 11' im ι

Vergleich zu dem wesentlich größeren Abstand der j

Elektroden bei der unipolaren Ausführung (F i g. 3) sehr nahe beieinander angeordnet sind, wird bei dieser abgewandelten Ausführungsform eine niedrigere Wechselspannung zur Reizung eines Nervs benötigt, und ein genaueres Ergebnis hinsichtlich der unmittelbaren Feststellung der Vereisung des Gewebes erzielt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kältechinirgische Sonde, deren Sondenspitze mittels eines Strömungsmediums kühlbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Sondenspitze (20) eine aktive Elektrode bildet, daß zusätzlich zu dieser eine neutrale Elektrode (16) vorgesehen ist, und daß ein Wechselspannungsgenerator (14) vorgesehen ist, um eine Wechselspannung zum Stimulieren von Nerven an die Elektroden anzulegen.

2. Kältechirurgische Sonde, deren Sondenspitze mittels eines Strömungsmediums kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenspitze (20) zwei Elektroden bildet, und daß ein Wechselspannungsgenerator (14) vorgesehen ist, um eine Wechselspannung zum Stimulieren von Nerven an die Elektroden anzulegen.

Die Erfindung betrifft eine kältechirurgische Sonde, deren Sondenspitze mittels eines Strömungsmediums kühlbar ist

Kältechirurgische Sonden sind bekannt (DE-AS 12 78 068) und (DE-OS 23 43 910). Sie bestehen grundsätzlich aus einem hohlen sondenförmigen Teil, der an einem Ende mit einer Spitze aus thermisch besonders gut leitendem Material versehen ist, die die eigentliche Arbeitsfläche der kältechirurgischen Sonde bildet und die von dem den sondenförmigen Teil durchströmenden Strömungsmedium gekühlt wird. Als Strömungsmedium wird zur Kühlung vorzugsweise ein gas- oder dampfförmiges Strömungsmedium verwendet, vorzugsweise ein Gas, welches einen Siedepunkt besitzt, der im wesentlichen unterhalb der normalen Umgebungstemperatur bei normalem Atmosphärendruck liegt Die Kühlung der Sonde bzw. deren Spitze durch das gas- bzw. dampfförmige Strömungsmedium erfolgt beispielsweise durch Entspannung dieses unter Druck stehenden Strömungsmediums im Inneren des sondenförmigen Teils d. h. unter Ausnutzung des Joule-Thompson-Effektes.

Mit der gekühlten Sonde bzw. Sondenspitze läßt sich eine lokalisierte Kühlung oder Vereisung eines lebenden Gewebes, Nervs usw. bei Menschen oder Tieren erreichen, wodurch es möglich ist, Gewebeteile zu entfernen oder aber auch Nerven zu unterbrechen bzw. abzutöten.

Weiterhin ist bekannt, bei einer kältechirurgischen Sonde den sondenförmigen Teil zur Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen im Kurzwellenbereich zu verwenden (DE-AS 12 78 068), um hierdurch im Bedarfsfall eine Erwärmung des Gewebes im Bereich der Sonde zu erreichen. Dies ist beispielsweise notwendig, um die Sonde nach durchgeführter kältechirurgischer Operationen vom Gewebe wieder entfernen zu können, ohne durch Mitreißen von an der Sonde angefrorenem Gewebe Verletzungen zu erzeugen.

Bei kältechirurgischen Sonden besteht oftmals grundsätzlich das Problem, daß das Ausmaß der in einem Gewebe erzeugten Vereisung festgestellt und damit auch festgestellt werden muß, ob der angestrebte Effekt überhaupt erreicht wurde. Für diesen Zweck ist es bereits bekannt, zusätzlich zu der kältechirurgischen Sonde eine zweite in das Gewebe einführbare und als Thermoelement ausgebildete Sonde vorzusehen

(DE-OS 23 43 910), wobei diese als Thermoelement ausgebildete Sonde die Gewebetemperatur mißt und beispielsweise über eine Steuereinrichtung die Zufuhr des Strömungsmediums an die kältechirurgische Sonde derart steuert, daß die Kältebehandlung dann abgeschlossen wird, wenn eine vorgegebene Temperatur mit der als Thermoelement ausgebildeten Sonde festgestellt wird und somit davon ausgegangen werden kann, daß das mit der kältechirurgischen Sonde behandelte Gewebe in einem bestimmten Bereich vereist ist Ein Nachteil dieser bekannten Methode besteht darin, daß beispielsweise beim Durchtrennen von Nerven nur ein mittelbares Ergebnis feststellbar ist, & h. nur aufgrund des Ausmaßes der Vereisung, welches mit Hilfe der als Thermoelement ausgebildeten Sonde feststellbar ist, mittelbar auf das tatsächlich erreichte Ergebnis geschlossen werden kann.

Weiterhin ist allgemein bekannt elektrische Ströme bzw. Spannungen in der Medizin für chirurgische Zwecke zu verwenden (Kowarschik »Die Diathermie«, 1930, Seite 216) oder aber elektrische Spannungen bzw. Ströme zur Lokalisierung durch Stimulierung von Nerven zu verwenden (DE-OS 19 61 857), wobei auch bekannt ist Einrichtungen zur Erzeugung von Wechselspannungen bzw. Wechselströmen für die Lokalisierung oder Stimulierung von Nerven mit Infusionsspritzen zu kombinieren, wobei die Nadel einer solchen Infusionsspritze wenigstens eine Elektrode bildet, an der die Wechselspannung anliegt (US-PS 36 82 162), so daß es möglich ist, beispielsweise ein Medikament ganz gezielt in ein Gewebe zu injizieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kältechirurgische Sonde aufzuzeigen, mit der eine äußerst präzise und unmittelbare Feststellung des bei der Vereisung eines Gewebes und dabei insbesondere eines Nervs erzielten Ergebnisses möglich ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine kältechirurgische Sonde der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Sondenspitze eine aktive Elektrode bildet, daß zusätzlich zu dieser eine neutrale Elektrode vorgesehen ist, und daß ein Wechselspannungsgenerator vorgesehen ist um eine Wechselspannung zum Stimulieren von Nerven an die Elektrode anzulegen. Anstelle dieser unipolaren Ausbildung mit nur einer Elektrode an der Sondenspitze kann die kältechirurgische Sonde erfindungsgemäß auch bipolar ausgebildet sein, d. h. so ausgebildet sein, daß die Sondenspitze zwei Elektroden bildet, und dali ein Wechselspannungsgenerator vorgesehen ist, um eine Wechselspannung zum Stimulieren von Nerven an die Elektroden anzulegen.

Bei der erfindungsgemäßen kältechirurgischen Sonde dient die von dem Wechselspannungsgenerator abgegebene Wechselspannung im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen zum Stimulieren von Nerven weniger dazu, um eine Lokalisierung der Operationsstelle (z. B. des durch Vereisung abzutötenden Nervs) vorzunehmen, sondern vielmehr dazu, um das Ergebnis der Operation unmittelbar überwachen zu können, d.h. der Chirurg oder Anästhesist kann bei Verwendung dieser erfindungsgemäßen kältechirurgischen Sonde aufgrund der beim Anlegen der Wechselspannung auftretenden oder nicht mehr auftretenden Reaktion beispielsweise feststellen, ob das Ausmaß der mit der Sonde erzielten Vereisung ausreichend war, um einen bestimmten Nerv abzutöten. Hierdurch ist vor allem auch ein »feinfühliges«, d. h. ein auf ein Mindestmaß beschränktes und somit gesundes Gewebe schonendes Vereisen möglich.