DE60028887T2

DE60028887T2 - Gerät zur elektrochirurgie in flüssiger umgebung unter verwendung von plasma-pulsen

Info

Publication number: DE60028887T2
Application number: DE60028887T
Authority: DE
Inventors: Daniel V. Sunnyvale PALANKER
Original assignee: Leland Stanford Junior University
Current assignee: Leland Stanford Junior University
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: EP1079754B1; EP1079754A1; EP1079754A4; ATE330546T1; AU3705900A; US6135998A; DE60028887D1; WO2000054683A1; JP2002538881A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Elektrochirurgie. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Elektrochirurgie unter Verwendung von Hochspannungsimpulsen mit kurzer Dauer in einer Flüssigkeit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Elektrochirurgie ist ein Verfahren, das auf den medizinischen Fachgebieten zum Schneiden, Abtragen und zur Koagulation von Geweben verwendet wird. Bei der Elektrochirurgie wird elektrische Energie auf das Gewebe oder auf leitende Medien in der Nähe des Gewebes angewendet. Die elektrische Energie kann das Gewebe erhitzen, verdampfen und ionisieren.
Meist wird in der Elektrochirurgie die elektrische Energie in Form eines Dauerstrichs (Continous Wave = CW) oder von Impulsen mit Hochfrequenzenergie angewendet. Die HF-Energie wird mit einer Sonde mit einem Paar (oder mehr) Elektroden angewendet. Gewebe in der Nähe der Elektroden werden erhitzt und zerstört oder abgetragen. Die Elektrochirurgie mit HF-Energie wird gewöhnlich in medizinischen Eingriffen verwendet, bei denen eine direkte Erhitzung für die Gewebemodifikation, -zerstörung oder -entfernung erwünscht ist. Beispiele solcher Eingriffe umfassen die Koagulation von Blutgefäßen, Gewebedurchtrennung in der allgemeinen Chirurgie (elektrisches Messer) und Haut- und Knorpelentfernung.
Ein Nachteil der Verwendung von HF-Energie in der Elektrochirurgie besteht darin, dass die HF-Energie für einige Anwendungen einen zu breiten Bereich erhitzt, was zu einer unerwünschten zusätzlichen Beschädigung an Umgebungsgeweben führt. Die Verwendung von HF-Energie ist für schwierige mikrochirurgische Eingriffe, bei denen die HF-Energie gewöhnlich zu unannehmbar großen Bereichen von zusätzlicher Beschädigung führt, besonders unerwünscht.
Bestimmte gepulste elektrochirurgische Vorrichtungen wurden für spezielle Anwendungen vorgeschlagen. R. Vorreuther u. a. Journal of Urology, 153: 849–853 (1995) verwenden Impulse mit hoher Energie (einige zehn Millijoule) mit einer relativ langen Dauer (hunderte von Mikrosekunden), um Schockwellen zu erzeugen, die das Zielgewebe (z. B. Nierensteine) zerstören. Das Verfahren von Vorreuther kann offensichtlich nicht auf schwierige mikrochirurgische Eingriffe angewendet werden. Die langen Impulsdauern, die von Vorreuther gelehrt werden, führen gewöhnlich auch zu einer übermäßigen zusätzlichen Beschädigung. Ein weiterer Nachteil der Lehren von Vorreuther besteht darin, dass die Vorrichtung auf Grund der hohen Energie der Impulse eine kurze Lebensdauer von weniger als 100 Impulsen besitzt.
Die Patentbeschreibung der Vereinigten Staaten Nr. US-A-4 030 501 offenbart eine elektrochirurgische Einheit, die selektiv einen Hochfrequenz-Schneidwechselstrom oder einen Hochfrequenz-Koagulationswechselstrom mit hohem Spannungspegel liefert. Die Offenbarung zeigt alle im ersten Teil des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 definierten Merkmale.
Das US-Patent 4 429 694 offenbart ein elektrochirurgisches Verfahren, bei dem Wechselspannungsimpulse verwendet werden, um Gewebe durch Wärmeerzeugung zu koagulieren. Die Wechselspannungsimpulse erzeugen Plasma in Luft, das auf die zu koagulierenden Gewebe aufgebracht wird. Das US-Patent 5 300 068 lehrt die Verwendung von Impulsen mit relativ langer Dauer (etwa 200 Mikrosekunden) für die Elektrochirurgie. Das US-Patent 5 509 916 offenbart die Kombination von Laserimpulsen und elektrischen Impulsen. Der Laserimpuls sieht eine genauere Lokalisierung der elektrischen Entladungen vor. Der Stand der Technik lehrt keine Verfahren für das genaue elektrochirurgische Schneiden von Geweben, das auf die Mikrochirurgie in Flüssigkeit anwendbar ist, wo eine sehr kleine (einige zehn Mikrometer oder weniger) zusätzliche Beschädigungszone wichtig ist.
"Electrical Alternative to Pulsed Lasers in Microsurgery", Journal of Applied Physics 81(11): 7673–76780 (1997) von Daniel Palanker u. a., offenbart ein Verfahren für die intraokulare Mikrochirurgie auf der Basis einer Hohlraumbildungs-Blasenerzeugung durch elektrische Entladung. In dieser Methode wird die sich ausdehnende Hohlraumbildungsblase verwendet, um eine Schneidwirkung zu schaffen. Eine Begrenzung der Verwendung der Hohlraumbildungsblase zum Schneiden besteht darin, dass nur sehr weiche Gewebe (z. B. Netzhautgewebe) geschnitten werden können. Relativ harte Gewebe wie z. B. die Augenlinsen, Linsenkapseln (z. B. in einer Kapselschnittprozedur) oder Irisse können nicht durch das von Palanker offenbarte Verfahren geschnitten werden. Noch ein weiterer Nachteil des Verfahrens von Palanker besteht darin, dass die Hohlraumbildungsblasen auf Grund der Erzeugung eines Wasserflusses während des Blasenzusammenbruchs eine beträchtliche zusätzliche Beschädigung an Umgebungsgeweben erzeugen.
Gepulste Laser wurden üblicherweise bei schwierigen chirurgischen Eingriffen verwendet, bei denen eine zusätzliche Beschädigung vermieden werden muss (z. B. Glaskörper-Netzhaut-Chirurgie). Ein großer Nachteil von Vorrichtungen auf Laserbasis besteht jedoch darin, dass sie relativ teuer sind, wobei sie mehr als $100000 kosten. Elektrochirurgische Systeme sind typischerweise viel weniger teuer.
AUFGABEN UND VORTEILE DER ERFINDUNG
Folglich ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Elektrochirurgie zu schaffen, das:

1) sehr wenig zusätzliche Beschädigung an Geweben, die die Zielgewebe umgeben, erzeugt;
2) in der Lage ist, relativ harte Gewebe wie z. B. Linsen, Linsenkapseln und Irisse zu schneiden;
3) weniger teuer ist als chirurgische Vorrichtungen auf Laserbasis;
4) in mikrochirurgischen Eingriffen verwendet werden kann;
5) zu einer genauen Durchtrennung von biologischem Gewebe in flüssigen Medien in der Lage ist.

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile sind beim Lesen der folgenden Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgaben und Vorteile werden durch ein Verfahren zur Verwendung einer elektrochirurgischen Sonde, die in flüssige Medien oder Gewebe eingetaucht wird, erreicht. Die elektrochirurgische Sonde besitzt eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Die erste Elektrode besitzt einen Stirnflächenbereich A in unmittelbarer Nähe von zu schneidendem Gewebe. Das Verfahren besitzt den Schritt des Anlegens eines elektrischen Impulses an die erste Elektrode, so dass Plasmastrahlen von der Stirnfläche gebildet werden. Die Plasmastrahlen entwickeln sich im flüssigen Medium oder Gewebe. Der elektrische Impuls besitzt eine Spannung von mindestens 1,5 kV für eine von Null verschiedene Dauer von weniger als 300 Nanosekunden. Der elektrische Impuls besitzt eine V-Anstiegszeit von 100 Volt auf 1,5 kV von weniger als 100 Nanosekunden und eine V-Abfallzeit von 1,5 kV auf 100 Volt von weniger als 300 Nanosekunden. Der Stirnflächenbereich ist kleiner als 10000 Mikrometer².
Das vorliegende Verfahren kann auch hinsichtlich eines Spitzenleistungsverlusts des Impulses charakterisiert werden. In dieser Charakterisierung besitzt der Impuls einen Leistungsverlust, der größer ist als 500 Watt, für eine Dauer von weniger als 300 Nanosekunden. Der Impuls besitzt eine Anstiegszeit 10% der Spitzenleistung auf 90% der Spitzenleistung, die geringer ist als 100 Nanosekunden. Der Impuls besitzt auch eine Abfallzeit von 90% der Spitzenleistung auf 10% der Spitzenleistung, die geringer ist als 200 Nanosekunden. Der Spitzenleistungsverlust kann beispielsweise größer sein als 800 Watt, 1000 Watt oder 1500 Watt.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum elektrochirurgischen Schneiden von Gewebe gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung besitzt eine Hochspannungsquelle zum Liefern einer Spannung von mindestens 2 kV, eine Sonde, einen Entladungsschalter und einen Umgehungsschalter. Die Sonde besitzt eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Der Entladungsschalter ist zwischen die Hochspannungsquelle und die erste Elektrode geschaltet, so dass, wenn er geschlossen ist, der Entladungsschalter eine hohe Spannung an die erste Elektrode anlegt. Der Umgehungsschalter ist zwischen die erste und die zweite Elektrode geschaltet.
Alternativ wird der Umgehungsschalter nur gegen einen Nebenschlusswiderstand ausgetauscht. In diesem Fall besitzt der Nebenschlusswiderstand einen Widerstandswert, der geringer ist als ein Widerstandswert im normalen Zustand (d. h. kein Plasma vorhanden) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode. Vorzugsweise besitzt der Nebenschlusswiderstand einen Widerstandswert im Bereich von 1–5 kOhm.
BESCHREIBUNG DER FIG.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung zum Schneiden von Gewebe.
2 zeigt eine Nahansicht einer Sondenspitze der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Charakterisierung von elektrischen Impulsen gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt die Sondenspitze, während ein elektrischer Impuls an die Sonde angelegt wird.
5A–5B zeigen verschiedene Arten zur Verwendung der vorliegenden Erfindung.
6A zeigt eine Charakterisierung von elektrischen Impulsen der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Leistung.
6B zeigt eine zweite Charakterisierung von elektrischen Impulsen der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Leistung.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen von elektrischen Impulsen.
8 zeigt ein Diagramm der Leistung als Funktion der Zeit einer Impulsfolge gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Schneiden von Geweben in flüssigen Medien unter Verwendung von elektrischen Entladungen mit kurzer Dauer. Die verwendeten elektrischen Entladungen besitzen ausreichend Leistung, die von einer ausreichend kleinen Elektrodenoberfläche abgeleitet wird, so dass Plasmastrahlen erzeugt werden, die sich von der Elektrodenoberfläche erstrecken. Die Plasmastrahlen werden im Gewebe oder im flüssigen Medium, das das Gewebe umgibt, erzeugt. Die Plasmastrahlen ionisieren und verdampfen Gewebe (oder Flüssigkeit), wodurch Schock- und Schallwellen mit hohem Druck erzeugt werden. Die hohe Temperatur der Plasmastrahlen und die erzeugten Schockwellen schaffen ein wirksames Schneiden von Gewebe. Die Elektrodenoberfläche steht vorzugsweise mit dem geschnittenen Gewebe in Kontakt, kann jedoch auch vom geschnittenen Gewebe beabstandet sein. Die vorliegende Erfindung verwendet elektrische Gleichspannungsimpulse.
1 zeigt eine bevorzugte elektrische Schaltung 21 zum Durchführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung besitzt eine Hochspannungsversorgung 20. Die Versorgung 20 liefert beispielsweise 2–10 Kilovolt. Die Spannungsversorgung 20 ist mit einem Kondensator 22 (z. B. mindestens 10–50 Pikofarad) und einem Hochspannungsentladungsschalter 24 mit hoher Geschwindigkeit verbunden. Der Entladungsschalter ist mit einem Entladungswiderstand (R1) 26, einem Umgehungsschalter 28, einem Nebenschlusswiderstand (R2) 30 und einer elektrochirurgischen Sonde 32 verbunden. Der Entladungsschalter 24 und der Umgehungsschalter 28 werden durch einen Schalterregler 34 gesteuert. Die elektrochirurgische Sonde 32 ist in Kontakt mit dem elektrochirurgisch zu schneidenden Gewebe 36 gezeigt. Das zu schneidende Gewebe 36 ist von leitenden flüssigen Medien 35 wie z. B. Gewebeflüssigkeit, intraokularer Flüssigkeit oder anderen physiologischen Flüssigkeiten umgeben. Die Flüssigkeit 35 kann in einer dünnen Schicht (z. B. weniger als 0,1 mm dick), die das Gewebe 36 bedeckt, vorhanden sein.
Die Sonde 34 besitzt zwei Elektroden: eine innere Elektrode 38 und eine koaxiale äußere Elektrode 40. Die innere Elektrode und die äußere Elektrode sind durch ein dielektrisches Material 42 wie z. B. Glas oder Quarz getrennt. Die äußere Elektrode 40 besitzt einen viel größeren Oberflächenbereich im Vergleich zur inneren Elektrode 38. Die flüssigen Medien 35 stehen mit der äußeren Elektrode 40 in Kontakt. Die äußere Elektrode ist immer mit der Erdung verbunden. Die Sonde besitzt eine Spitze 37, wo die innere Elektrode 38 nicht durch das dielektrische Material 42 bedeckt ist. Die Sonde weist einen Durchmesser 41 von etwa 1,0 mm auf, der sich nahe der Spitze 37 auf 0,2 mm verjüngt. Alternativ kann die Sonde 34 eine nicht-koaxiale Geometrie wie z. B. zwei Elektroden mit vergleichbaren freiliegenden Oberflächenbereichen, die in ein Isolationsmaterial eingebettet sind, aufweisen. Viele elektrochirurgische Sonden sind auf dem Fachgebiet bekannt.
Die äußere Elektrode 40 kann auch mit dem Gewebe 36 in Kontakt stehen. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn die Sonde vollständig in das Gewebe 36 eingeführt wäre. Der physikalische Kontakt mit den Medien 35 oder dem Gewebe 36 schafft einen elektrischen Kontakt mit den Medien 35 oder dem Gewebe 36.
2 zeigt eine Nahansicht der Sondenspitze 37. Die innere Elektrode 38 und das dielektrische Material 42 sind gezeigt. Die innere Elektrode besitzt eine Stirnfläche 60. Die Stirnfläche ist vorzugsweise etwa 10–30 Mikrometer über 62. Die Stirnfläche kann einen freiliegenden Oberflächenbereich von beispielsweise etwa 600 Mikrometer² aufweisen. Die innere Elektrode 38 kann beispielsweise ein zylindrischer Draht sein, in welchem Fall die Stirnfläche 60 kreisförmig ist. Bei der Verwendung wird die innere Elektrode durch Abtragung erodiert. Eine größere Stirnfläche stellt eine längere Sondenlebensdauer bereit, da mehr Material der inneren Elektrode erodiert werden muss, bevor die Sonde nicht mehr brauchbar ist. Eine größere Stirnfläche erfordert im Allgemeinen auch leistungsstärkere elektrische Impulse. Eine kleinere Stirnfläche besitzt eine kürzere Lebensdauer, da sie schneller erodiert wird. Eine kleinere Stirnfläche kann jedoch mit weniger leistungsstarken elektrischen Impulsen verwendet werden.
Vorzugsweise können die Schalter 24, 28 in weniger als 50 Nanosekunden (Schaltzeiten von weniger als 10 ns sind bevorzugt) umschalten. Vorzugsweise sind die Schalter 24, 28 Halbleiterschalter. Halbleiterschalter, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind von Eurotek, Inc mit Sitz in Morganville, NJ, erhältlich.
Vorzugsweise besitzt der Nebenschlusswiderstand 30 R2 einen Widerstandswert, der viel niedriger (z. B. eine Größenordnung niedriger) ist als der Widerstandswert zwischen der inneren 38 und der äußeren Elektrode 40 während einer elektrischen Entladung. In einer speziellen Ausführungsform, bei der die Stirnfläche 60 25 Mikrometer quer ist, ist der Widerstandswert im Ein-Zustand (während der Plasmaerzeugung) zwischen den Elektroden 38, 40 etwa 3 kOhm und der Nebenschlusswiderstand R2 ist etwa 300 Ohm.
Der Entladungswiderstand 26 und der Nebenschlusswiderstand 30 besitzen einen Widerstandswert, der so ausgewählt ist, dass der Entladungsschalter 24 und der Umgehungsschalter 28 vor einem übermäßigen Strom geschützt werden. Die niedrigsten Widerstandswerte der Widerstände 26, 30 sind durch die maximale Stromgrenze der Schalter festgelegt. Dies ist eine besondere Sorge in Ausführungsformen, in denen die Schalter 24, 28 Halbleiterschalter sind.
Im Betrieb werden die Schalter 24, 28 abwechselnd betätigt. 1 zeigt den Entladungsschalter 24 in einem geschlossenen oder leitenden Zustand und den Umgehungsschalter 28 in einem offenen oder nichtleitenden Zustand. Die Schalter 24, 28 befinden sich nur in dem gezeigten Zustand, während ein Impuls an das Gewebe angelegt wird. Während Zeitdauern zwischen Impulsen ist der Umgehungsschalter 28 geschlossen und der Entladungsschalter 24 ist offen.
Die vorliegende Vorrichtung schneidet Gewebe durch Anlegen von Hochspannungsimpulsen (d. h. größer als 1,5 kV) mit kurzer Dauer (d. h. geringer als 300 Nanosekunden) an die innere Elektrode. Die Impulse werden durch gleichzeitiges Schließen des Entladungsschalters 24 und Öffnen des Umgehungsschalters 28 erzeugt. Das Öffnen und Schließen der Schalter 24, 28 wird durch den Schalterregler 34 gesteuert. Während des Impulses wird der Entladungsschalter geschlossen und der Umgehungsschalter ist offen. Der Impuls wird durch Öffnen des Entladungsschalters und Schließen des Umgehungsschalters aktiv beendet. Der niedrige Widerstandswert des Nebenschlusswiderstandes 30 im Vergleich zum Widerstandswert im Ein-Zustand (d. h. bei vorhandenem Plasma) sorgt dafür, dass der Impuls schnell beendet wird. Die aktive Beendung des Impulses ist in der vorliegenden Erfindung stark bevorzugt. Die aktive Beendung des Impulses stellt sicher, dass der Impuls abrupt gestoppt wird, bevor er 300 ns überschreitet.
3 zeigt ein Diagramm der Spannung als Funktion der Zeit von der Spannung, wie an den Sondenelektroden 38, 40 während eines einzelnen Rechteckimpulses 53 gemessen. Der Impuls 53 besitzt eine V-Anstiegszeit 46 und eine V-Abfallzeit 48. In der vorliegenden Patentbeschreibung gelten die V-Anstiegszeit und die V-Abfallzeit nur für Diagramme der Spannung als Funktion der Zeit. Die V-Anstiegszeit 46 ist als Zeit definiert, die erforderlich ist, damit sich die Spannung von im Wesentlichen 0 Volt (z. B. 100 Volt) auf 1,5 kV ändert; die V-Abfallzeit 48 ist als Zeit definiert, die erforderlich ist, damit sich die Spannung von 1,5 kV auf im Wesentlichen 0 Volt (z. B. 100 Volt) ändert. Eine Impuls-V-Dauer 54 ist als Dauer definiert, die der Impuls 1,5 kV an den Sondenelektroden 38, 40 übersteigt.
Vorzugsweise besitzt der Spannungsimpuls eine etwas rechteckige Form, wie gezeigt, wobei die Spannung für die meiste Impulsdauer eine Plateauspannung beibehält. Dieses Merkmal ist vorgesehen, da der Kondensator 22 groß genug ist, so dass eine RC-Zeitkonstante (C = Kapazität des Kondensators 22, R = Widerstand der Schaltung während der Entladung) länger ist als die Impulsdauer 54. In dem gezeigten Impuls ist die Plateauspannung etwa 5 kV und die V-Anstiegszeit und die V-Abfallzeit sind etwa 5 Nanosekunden und die Impuls-V-Dauer 54 ist etwa 80 Nanosekunden. Die kurze Abfallzeit liegt an der schnellen Schließzeit des Umgehungsschalters 28 und am niedrigen Widerstandswert des Nebenschlusswiderstandes R2. Die Abfallzeit des Impulses ist durch die Entladung der internen Kapazität der Sonde (etwa 10 pF) durch R2 und durch die Entladung der internen Kapazität des Entladungsschalters 24 (etwa 20 pF) durch R1 + R2 bestimmt. Der Widerstandswert von R1 + R2 von etwa 600 Ohm stellt eine V-Abfallzeit von etwa 15 ns bereit.
Die Spannung kann sich jedoch während der Impulsdauer ändern, so dass eine Plateauspannung nicht gut definiert ist. Der Spannungsimpuls kann sogar eine "spitzige" Form oder irgendeine andere Form aufweisen, vorausgesetzt, dass der Impuls 1,5 kV übersteigt. Der spitzige Impuls 55 besitzt beispielsweise ungefähr dieselbe V-Dauer und V-Anstiegszeit und V-Abfallzeit wie der Rechteckimpuls 53 und liegt durchaus innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
Die Plateauspannung ist etwas geringer als die von der Hochspannungsversorgung 20 gelieferte Spannung. Die tatsächliche Plateauspannung (oder Spitzenspannung), die an der inneren Elektrode gemessen wird, hängt stark von der Impedanz des Gewebes während der Plasmabildung und von der Impedanz der Schaltung und der Sonde ab. Um eine gewünschte Spannung an der Stirnfläche zu erzeugen, muss daher die Spannung der Hochspannungsquelle beträchtlich höher sein als die gewünschte Stirnflächenspannung (z. B. manchmal 50–100% höher).
Der Spannungsimpuls weist vorzugsweise eine Plateau- oder Spitzenspannung zwischen 2 kV und 15 kV auf. Die V-Anstiegszeit ist geringer als 100 Nanosekunden, vorzugsweise geringer als 50 Nanosekunden. Die V-Abfallzeit ist geringer als 200 Nanosekunden, vorzugsweise geringer als 100 Nanosekunden, am meisten bevorzugt geringer als 50 Nanosekunden. Die Impuls-V-Dauer 54 ist geringer als 300 Nanosekunden. Bevorzugter ist die Impulsdauer geringer als 150 Nanosekunden und am meisten bevorzugt ist die Impulsdauer geringer als 100 Nanosekunden. Die Impulsdauer kann sogar auf weniger als 50 oder 25 Nanosekunden begrenzt sein, um außergewöhnlich vorteilhafte Ergebnisse zu ergeben (d. h. effizientes Schneiden von Gewebe und verringerte Nebenwirkungen durch Hohlraumbildungsblasen). Es wird angemerkt, dass für eine kürzere Impulsdauer die Spannung höher sein muss, um dieselbe Gewebeschneidwirksamkeit bereitzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Reihe von Impulsen an geschnittenes Gewebe angelegt. Die Impulse werden mit einer Frequenz von etwa 1–10000 Hz angelegt. Da die Impulse so kurz sind, entspricht dies einem Tastgrad, der viel geringer ist als 0,1%. Bevorzugter werden die Impulse mit einer Rate im Bereich von etwa 10–50 Hertz angelegt. Es ist wichtig zu beachten, dass in der vorliegenden Erfindung eine Ladung von im Wesentlichen Null (d. h. weniger als 1% der in einem einzelnen Impuls gelieferten Ladung) durch die Sondenelektroden 38, 40 zwischen den Impulsen läuft. Dies verhindert die Bildung von Blasen (z. B. Sauerstoff- oder Wasserstoffblasen) an der Stirnfläche 60. Dies ist erwünscht, da die Anwesenheit einer Blase an der Stirnfläche zur Plasmabildung innerhalb der Blase anstatt im Gewebe 36 oder im flüssigen Medium 35 führt. Die Plasmabildung innerhalb der Gasblase verringert stark die Drücke und die Ausdehnungsgeschwindigkeit der überhitzten Flüssigkeit oder des überhitzten Gewebes, wodurch sich eine verringerte Gewebeschneidwirksamkeit ergibt.
4 zeigt eine Ansicht der Sondenspitze während eines elektrischen Impulses. Die Sondenspitze ist von Gewebe 36 oder flüssigen Medien 35 umgeben. Plasmastrahlen 64 erstrecken sich von der Stirnfläche 60. Die Plasmastrahlen 64 erstrecken sich von der Stirnfläche in einem Abstand 66, der etwa 20–100 Mikrometer (ein guter Tiefenbereich für viele intraokulare chirurgische Eingriffe) sein kann. Die Plasmastrahlen 64 ionisieren, verdampfen und zerstören Gewebe in einem sehr kleinen Bereich, der die Stirnfläche 60 umgibt. In der vorliegenden Erfindung wird das Schneiden hauptsächlich durch die äußerst heißen Plasmastrahlen 64 geschaffen. Die Plasmastrahlen 64 sorgen für eine Schneidwirkung, ohne eine übermäßige zusätzliche Beschädigung an umgebenden Geweben zu verursachen.
Die Plasmastrahlen 64 werden von einem sich schnell ausdehnenden Dampf und einer Schockwelle 68 begleitet, die sich in allen Richtungen von der Stirnfläche 60 weg bewegt. Die Schockwelle hilft, eine Schneidwirkung bereitzustellen. Für eine effiziente Erzeugung der Schockwelle sollte die Impulsdauer auf die Zeit begrenzt sein, die erforderlich ist, damit die Schockwelle die Nähe dessen verlässt, wo Energie abgelagert wird (d. h. die Nähe der Plasmastrahlen). Für 50 Mikrometer lange Plasmastrahlen sollte die Impulsdauer unter der Annahme, dass die Schockwellengeschwindigkeit nahe der Geschwindigkeit von Schall in Wasser, 1000 m/s, liegt, beispielsweise auf etwa 50 ns begrenzt sein.
Scharfe Schockwellen mit hoher Intensität sind ein besonderer Vorteil, wenn harte Gewebe wie z. B. Linsen, Linsenkapseln und Irisse geschnitten werden. Wenn harte Gewebe geschnitten werden, ist es daher am besten, relativ kurze (d. h. weniger als 75 Nanosekunden) Impulse zu verwenden, so dass starke Schockwellen erzeugt werden.
5A zeigt eine Anwendung der elektrochirurgischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der die Sondenspitze 37 vom Gewebe 36 um einen kleinen Abstand 80 weggehalten wird, wenn der elektrische Impuls an die Sonde angelegt wird. Das flüssige Medium 35 (z. B. physiologisches Fluid) befindet sich zwischen dem Gewebe 36 und der Stirnfläche 60. Das Gewebe 36 kann geschnitten werden, selbst wenn die Stirnfläche 60 mit dem Gewebe nicht in direktem Kontakt steht. Dies liegt daran, dass der Abstand 80 klein genug ist, so dass sich Plasmastrahlen 64 und die Schockwelle 68 in das Gewebe 36 ausbreiten. Im Allgemeinen können Plasmastrahlen das Gewebe 36 effizient schneien, wenn der Abstand 80 geringer ist als etwa 200 Mikrometer.
5B zeigt eine Anwendung der elektrochirurgischen Vorrichtung, wobei die Stirnfläche 60 mit dem Gewebe in direktem Kontakt steht. Die äußere Elektrode 40 (nicht dargestellt) steht mit den flüssigen Medien 35 in Kontakt, aber nicht mit dem Gewebe 36 in Kontakt. Das Verfahren von 5B schafft für dieselben Impulsparameter im Allgemeinen ein tieferes Schneiden als das Verfahren von 5A.
Die Länge und Verteilung der Plasmastrahlen 64 hängt von der angelegten Spannung, von der Impulsdauer und vom Oberflächenbereich der Stirnfläche ab. Je größer der Oberflächenbereich der Elektrode ist, desto niedriger ist der Widerstand über normale Leitung (ohne Plasma) durch die Flüssigkeit 35 und das Gewebe 36. Daher wird für einen großen Stirnflächenbereich weniger Energie in die Plasmastrahlenerzeugung gelegt. Ein sehr kleiner Stirnflächenbereich führt jedoch zu schnellem Ätzen der Stirnfläche und zu einer verkürzten Sondenlebensdauer. Daher hängt eine optimale Stirnflächengröße von der Anwendung ab (Energie pro Impuls und erforderliche Lebensdauer der Sonde). Im Allgemeinen sind kreisförmige Stirnflächen mit einem Durchmesser von einigen Mikrometern bis mehreren zehn Mikrometern bevorzugt.
Die Länge der Plasmastrahlen kann etwa 100 Mikrometer erreichen und weitere Erhöhungen der Plasmaspannung oder Impulsdauer führen zu einer Verzweigung der Plasmastrahlen (wie in 4 gezeigt). Die Tiefe des Schnitts im Gewebe kann die Länge der Plasmastrahlen in Abhängigkeit von den Gewebeeigenschaften übersteigen. Im Allgemeinen gilt, je weicher das Gewebe ist, desto tiefer ist der Schnitt jenseits der Plasmastrahlenlänge.
Die Rate der Plasmastrahlenentwicklung hängt von der angelegten Spannung ab. Die Plasmastrahlen entwickeln sich bei einer höheren Spannung schneller. Die Rate der Plasmastrahlenentwicklung wird durch die Zeit gemessen, die erforderlich ist, damit sich der Widerstand zwischen der inneren und der äußeren Elektrode von einem hohen Wert (z. B. 12–15 kOhm) für die Ionenleitung auf einen niedrigen Wert (z. B. 2–5 kOhm) für die Plasmaleitung ändert. Mit einem Entladungskondensator 22 von 23 pF und bei 1,7 kV ist eine Übergangszeit von einem hohen auf einen niedrigen Widerstand von 90%–10% beispielsweise etwa 110 ns und bei 5 kV ist die Übergangszeit von einem hohen auf einen niedrigen Widerstand von 90%–10% 12 ns. Mit höheren angelegten Spannungen wird daher der Plasmastrahl mit der gleichen Größe mit kürzeren Impulsen erzeugt. Dies erhöht die mechanische Einschränkung der Schockwelle, was folglich die Schneidwirksamkeit erhöht.
Die kurze V-Dauer (d. h. weniger als 200 Nanosekunden) der Impulse der vorliegenden Erfindung schafft einen sehr wichtigen Vorteil. Die kurze Impulsdauer stellt ein außerordentlich effizientes Schneiden von Gewebe für eine gegebene Menge an angelegter Energie bereit. Dies liegt an der schnellen Ionisation auf Grund von hohen elektrischen Feldern nahe der Stirnfläche sowie an einer effizienten Schockwellenbildung. Ein energieeffizientes Schneiden schafft eine relativ hohe Schneidleistung für eine gegebene Hohlraumbildungsblasengröße (die durch die Impulsenergie bestimmt ist). Daher sehen die kurzen Impulse der vorliegenden Erfindung ein effektives Schneiden mit weniger zusätzlicher Beschädigung an Umgebungsgeweben vor. Die aktive Beendung der elektrischen Impulse stellt sicher, dass die elektrischen Impulse eine maximale gewünschte Dauer nicht überschreiten.
Es wird auch angemerkt, dass die Hohlraumbildungsblasen nur sehr weiche Gewebe schneiden können. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet Plasma, um das Schneiden zu schaffen. Plasma kann viel härtere und dichtere Gewebe als Hohlraumbildungsblasen schneiden, während es weniger zusätzliche Beschädigung erzeugt. Das Plasmaschneiden wird verbessert und die Hohlraumbildungsblaseneffekte werden unter Verwendung von kurzen (d. h. weniger als 200 Nanosekunden) Impulsen mit hoher Spitzenleistung (d. h. größer als 1000 Watt) gedämpft.
Um kurze Hochspannungsimpulse zu erzeugen, ist es am besten, zwei Schalter 24, 28 zu verwenden, wie in 1 gezeigt. Das Schließen des Umgehungsschalters 28 garantiert, dass die Spannung nicht für eine Dauer, die länger als erwünscht ist, angelegt wird. Der Umgehungsschalter 28 stellt sicher, dass die Impulsdauer nicht durch eine übermäßig lange Exponentialabklingkonstante (z. B. hunderte von Nanosekunden) definiert ist. Die Spannung an der Stirnfläche wird jedoch durch die Kapazität und Induktivität zwischen dem Umgehungsschalter und der Sondenspitze beeinflusst.
In einigen Fällen ist der Impedanzabgleich zwischen der Schaltung 21, der Sonde 32 und den Plasmastrahlen 64 eine Sorge. Für die in 1 beschriebene spezielle Vorrichtung ist die Impedanz des Gewebes 36 zwischen der inneren Elektrode 38 und der äußeren Elektrode 40 etwa 2–5 kOhm während der Plasmastrahlenentladung. Daher kann für den Impedanzabgleich eine Übertragungsleitung mit einer charakteristischen Impedanz von 2–5 kOhm zwischen die Sonde 32 und die Schaltung 21 geschaltet werden.
1,5 kV ist im Allgemeinen die bevorzugte minimale Spannung für das Verfahren der vorliegenden Erfindung, da 1,5 kV typischerweise die minimale Spannung ist, die für die Ionisation und Plasmastrahlenbildung in einem Gewebe unter Verwendung von Impulsen unter einer Mikrosekunde erforderlich ist. 15 kV ist die bevorzugte maximale Spannung, da es schwierig ist, Spannungen, die größer sind als 15 kV schnell umzuschalten; Komponenten, die in der Lage sind, Spannungen, die größer sind als 15 kV, umzuschalten, sind auch relativ kostspielig. Spannungen, die größer sind als 15 kV können beim vorliegenden Verfahren verwendet werden, wenn eine schnelle und kostengünstige Schaltvorrichtung, flexible HV-Kabel und zweckmäßige Mikroelektrodenmaterialien bereitgestellt werden. Es wird angemerkt, dass für hohe Spannungen die Impulsdauer verkürzt werden sollte. Wenn sehr hohe Spannungen verwendet werden (d. h. größer als 15 kV), dann müssen die Schalter daher Impulse mit kürzerer Dauer erzeugen können.
Um eine konstante Energie pro Impuls mit Rechteckimpulsen (Plateauimpulsen) aufrechtzuerhalten, sollte die Impulsdauer mit 1/V² skalieren, wobei V die Impulsspannung ist. Dies nimmt an, dass der Widerstand der Entladung bei verschiedenen Spannungen gleich ist. Der Widerstand nimmt jedoch gewöhnlich mit zunehmender Spannung (sowie Impulsdauer) ab, wodurch erfordert wird, dass die Impulsdauer weiter verkürzt wird, um eine konstante Energie pro Impuls zu bewahren.
Die elektrischen Impulse der vorliegenden Erfindung können auch hinsichtlich der im Gewebe verbrauchten Leistung charakterisiert sein. In einigen Fällen ist das Beschreiben der Impulse hinsichtlich der Leistung eine nützlichere Charakterisierung.
6A zeigt ein halblogarithmisches Diagramm der Leistung als Funktion der Zeit für einen Impuls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Impuls besitzt eine P-Anstiegszeit 74, eine P-Abfallzeit 76 und eine von Null verschiedene P-Dauer 78 über 500 Watt. In der vorliegenden Spezifikation gelten die P-Anstiegszeit, die P-Abfallzeit und die P-Dauer nur für Diagramme der Leistung als Funktion der Zeit. Die P-Anstiegszeit ist die Zeit, die erforderlich ist, damit sich der Impuls von 50 Watt auf 500 Watt ändert. Die P-Abfallzeit ist die Zeit, die erforderlich ist, damit sich der Impuls von 500 Watt auf 50 Watt ändert. In der vorliegenden Erfindung ist die P-Anstiegszeit geringer als 100 Nanosekunden, vorzugsweise geringer als 75 oder 50 Nanosekunden. In der vorliegenden Erfindung ist die P-Abfallzeit geringer als 150 Nanosekunden, vorzugsweise geringer als 75 oder 50 Nanosekunden. Nach dem Impuls fällt der Leistungsverlust vorzugsweise auf 1 Watt oder weniger, am meisten bevorzugt auf im Wesentlichen null Watt. Vorzugsweise fällt der Leistungsverlust von 50 Watt auf weniger als 1 Watt innerhalb 100 Nanosekunden. Dies verhindert die Bildung von Gasblasen an der Stirnfläche 60 zwischen den elektrischen Impulsen. In der vorliegenden Erfindung ist die P-Dauer 78 geringer als 300 Nanosekunden. Bevorzugter ist die P-Dauer 78 geringer als 200, 150 oder sogar 75 Nanosekunden. Kurze Dauern sind bevorzugt. Impulse mit kurzer Dauer sehen ein effektiveres Schneiden und weniger zusätzliche Beschädigung an Umgebungsgeweben vor. Die Anstiegszeiten und Abfallzeiten können auch hinsichtlich der Änderungen zwischen 800 Watt und 50 Watt definiert werden.
In der vorliegenden Erfindung ist 500 Watt der minimale Leistungsverlust, da 500 Watt ungefähr eine untere Grenze für die Plasmastrahlenerzeugung ist, die ein vernünftig wirksames Schneiden bereitstellt. Höhere Leistungen (z. B. 800, 1000 oder 1500 Watt) sehen leistungsstärkere Plasmastrahlen vor, die sich schneller entwickeln und ein wirksameres Schneiden vorsehen. Wenn Impulse mit höherer Leistung verwendet werden, dann können die Impulse daher eine kürzere Dauer aufweisen und dennoch ein gleichermaßen wirksames Schneiden bereitstellen. Die Dauer 78 kann auch hinsichtlich dieser hohen Leistungspegel definiert sein.
Die Schwelle für die Plasmastrahlenbildung hängt jedoch etwas vom Oberflächenbereich der Stirnfläche 60 ab. Insbesondere ist 500 Watt die Plasmastrahlen-Bildungsschwelle für eine kreisförmige Stirnfläche mit einem Durchmesser von 25 Mikrometern. Die Schwelle für die Plasmastrahlenbildung ist für Stirnflächen 60 mit größerem Oberflächenbereich etwas höher. Die Schwelle für die Plasmastrahlenbildung ist für Stirnflächen 60 mit kleinerem Oberflächenbereich etwas niedriger. Dies liegt daran, dass eine große Stirnfläche gewöhnlich Strom mit normaler Ionenleitung leitet, wodurch die für die Plasmastrahlenbildung zur Verfügung stehende Leistung verringert wird.
6B stellt eine weitere Charakterisierung des vorliegenden Verfahrens dar. Ein lineares Diagramm der Impulsleistung als Funktion der Zeit ist gezeigt. Der Impuls besitzt einen Spitzenleistungsverlust 110 (in diesem speziellen Beispiel liegt die Spitze geringfügig oberhalb 2000 Watt). Die Spitze 110 definiert ein Niveau 112 von 90% der Spitze und ein Niveau 114 von 10% der Spitze. In der vorliegenden Erfindung besitzt der Impuls eine Anstiegszeit 116 von 10% auf 90% von weniger als 100 Nanosekunden. Vorzugsweise ist die Anstiegszeit viel geringer als 100 Nanosekunden (z. B. geringer als 50 Nanosekunden). In der vorliegenden Erfindung besitzt der Impuls auch eine Abfallzeit 118 von 90% auf 10% von weniger als 200 Nanosekunden. In der vorliegenden Erfindung ist der Leistungsverlust auch größer als 500 Watt für eine Dauer von weniger als 300 Nanosekunden. Vorzugsweise ist die Dauer über 500 Watt geringer als 200 oder 150 Nanosekunden. Der Impuls kann auch eine Spitze aufweisen, die größer ist als 800 Watt, 1000 Watt oder 1500 Watt. Der Spitzenleistungsverlust 110 hängt von der Anwendung ab. Zum Schneiden von relativ weichen Geweben sollte die Spitze 110 relativ niedrig sein; zum Schneiden von harten Geweben sollte die Spitze 110 relativ hoch sein. Zum Schneiden von Linsen oder Linsenkapseln kann die Spitzenleistung beispielsweise größer als 2000 Watt sein.
7 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Schaltung 90 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung 90 besitzt nicht den Umgehungsschalter 28, sondern nur einen Nebenschlusswiderstand 92. In diesem Fall sollte der Nebenschlusswiderstand 92 einen Widerstandswert aufweisen, der geringer ist als der normale Widerstandswert (auf Grund der Ionenleitung) zwischen der inneren und der äußeren Elektrode (etwa 12–15 kOhm, wenn eine Stirnfläche mit einem Durchmesser von 25 Mikrometer verwendet wird) und zum Widerstandswert der Plasmastrahlenentladung (etwa 3 kOhm) vergleichbar ist. Der Nebenschlusswiderstand 92 kann beispielsweise etwa 2–4 kOhm sein. Ein Nebenschlusswiderstand verringert den Leistungsverlust stark und verkürzt die Anstiegszeit und Abfallzeit der Entladung, bewirkt jedoch nicht stark die Plasmastrahlenentwicklung. Dies liegt daran, dass der Nebenschlusswiderstand relativ wenig Strom führt, während Plasmastrahlen existieren. Die Impulsabfallzeit ist in diesem Fall durch den Kondensator 22 und die Zeitkonstante von R1 + R2 bestimmt. Für eine Impuls-V- oder -P-Dauer von weniger als 200 ns sollte der Kondensator 22 eine Kapazität von weniger als etwa 70 pF aufweisen. Die Schaltung 90 erzeugt Impulse mit relativ langen Abfallzeiten im Vergleich zur Schaltung 21. Die Schaltung 90 kann jedoch auf Grund niedrigerer Kosten infolge dessen, dass sie nur einen Schalter erfordert, vorzugsweise für viele Anwendungen sein.
8 zeigt ein Diagramm der Leistung als Funktion der Zeit für eine Impulsfolge gemäß der vorliegenden Erfindung. Die gezeigte Impulsfolge besitzt eine Frequenz von etwa 100 Hz, kann jedoch eine Frequenz irgendwo im Bereich von etwa 1–10000 Hz aufweisen. Eine Impulsfolge sieht ein im Wesentlichen kontinuierliches Schneiden vor. Die Impulse sind so kurz, dass sie im Diagramm von 8 als Spitzen erscheinen. Vorzugsweise ist der Leistungsverlust in den Dauern 100 zwischen den Impulsen so niedrig, dass die Impulsfolge einen mittleren Leistungsverlust von weniger als 0,2 Watt, bevorzugter weniger als 0,05 Watt oder weniger als 0,01 Watt aufweist.
Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders gut zur Verwendung in mikrochirurgischen Eingriffen, wie z. B. der intraokularen Chirurgie. Die vorliegende Erfindung kann bei der Netzhautchirurgie, Kataraktchirurgie, beim Kapselschnitt, bei der Iridotomie sowie bei anderen intraokularen chirurgischen Eingriffen verwendet werden.
Die folgenden Beispiele sind nützliche Impulseinstellungen für verschiedene chirurgische Eingriffe. Die Einstellungen sind nicht notwendigerweise optimiert und können verbessert werden. In allen folgenden Beispielen ist die Stirnfläche kreisförmig und besitzt einen Durchmesser von 25 Mikrometer.
Langsame Durchtrennung von epiretinalen Membranen:

Impulsenergie: 86 μJ,
Impulsspitzenleistung: 520 W,
Dauer über 500 W: 46 ns
P-Anstiegszeit von 50–500 Watt: 18 ns
P-Abfallzeit von 500–50 Watt: 148 ns
Spitzenspannung 2,2 kV.
Wiederholungsrate: 10–20 Hz

Schnelle Durchtrennung von epiretinalen Membranen:

Impulsenergie 158 μJ,
Impulsspitzenleistung 1150 W,
Dauer über 500 W: 138 ns
P-Anstiegszeit von 50–500 Watt: 7 ns
P-Abfallzeit von 500–50 Watt: 118 ns
Spitzenspannung 2,6 kV.
Wiederholungsrate: 30–50 Hz

Durchtrennung einer Linsenkapsel:

Impulsenergie 250 μJ,
Impulsspitzenleistung 2100 W,
Dauer über 500 W: 160 ns
P-Anstiegszeit von 50–500 Watt: 6 ns
P-Abfallzeit von 500–50 Watt: 110 ns
Spitzenspannung 3,1 kV.
Wiederholungsrate: 20–40 Hz

Durchtrennung einer Linsenkapsel:

Impulsenergie 187 μJ,
Impulsspitzenleistung 2200 W,
Dauer über 500 W: 124 ns
P-Anstiegszeit von 50–500 Watt: 4 ns
P-Abfallzeit von 500–50 Watt: 80 ns
Spitzenspannung 3,3 kV.
Wiederholungsrate: 20–40 Hz

Für einen Fachmann ist es klar, dass die obige Ausführungsform in vielen Weisen geändert werden kann, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Folglich sollte der Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Ein Gerät zum elektrochirurgischen Schneiden von mit Flüssigkeit umgebenem Gewebe (36), das eine elektrochirurgische Sonde (32) aufweist, wobei die elektrochirurgische Sonde (32) eine erste Elektrode (38) und eine zweite Elektrode (40) umfasst, und wobei die erste Elektrode (38) eine Stirnfläche (60) mit einem Bereich A sehr nahe beim Gewebe (36) umfasst, das Gerät weist des Weiteren auf: ein Mittel zum Anlegen eines elektrischen Impulses an die erste Elektrode (38), damit durch eine elektrische Entladung aus der Stirnfläche (60) Plasmastrahlen gebildet werden und sich im Gewebe (36) oder in der Flüssigkeit entwickeln, wobei der Bereich A der Stirnfläche (60) kleiner als 10000 Mikron² ist; dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel des genannten Geräts angewendet wird, um an die erste Elektrode einen elektrischen Impuls mit einer Nichtnull-Dauer von weniger als 300 ns anzulegen, und entweder umfasst: (a) eine Impulsspannung von mindestens 1,5 kV; oder (b) einen Impulsleistungsverlust von mehr als 500 W.
Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei genannter elektrischer Impuls i) in weniger als 100 ns von 100 V auf 1,5 kV ansteigt; oder ii) in weniger als 300 ns von 1,5 kV auf 100 V abfällt; oder iii) für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 1,5 V ist; oder iv) für eine Dauer von weniger als 150 ns größer als 1,5 kV ist; oder v) für eine Dauer von weniger als 300 ns größer als 2 kV ist; oder vi) für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 2,5 kV ist; oder vii) in weniger als 50 ns von 100 V auf 1,5 kV ansteigt; oder viii) in weniger als 200 ns von 1,5 kV auf 100 V abfallt; oder ix) in weniger als 100 ns von 1,5 kV auf 100 V abfällt.
Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei der Bereich A der Stirnfläche (60) in einem Bereich von 200–1000 Mikron² liegt.
Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei der genannte Impulsleistungsverlust i) in weniger als 100 ns von 10% des Spitzenleistungsverlusts auf 90% des Spitzenleistungsverlusts ansteigt; oder ii) in weniger als 200 ns von 90% des Spitzenleistungsverlusts auf 10% des Spitzenleistungsverlusts abfällt.
Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei der elektrische Impuls einen Impulsleistungsverlust umfasst: i) der in weniger als 100 ns von 50 W auf 500 W ansteigt; oder ii) der in weniger als 150 ns von 500 W auf 50 W abfällt; oder iii) der für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 500 W ist; oder iv) der für eine Dauer von weniger als 150 ns größer als 500 W ist; oder v) der für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 800 W ist; oder vi) der in weniger als 150 ns von 800 W auf 50 W abfällt; oder vii) der für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 1500 W ist; oder viii) der in weniger als 50 ns von 50 W auf 500 W ansteigt; oder ix) der in weniger als 100 ns von 500 W auf 50 W abfällt.
Ein Gerät nach Anspruch 1, wobei der Spitzenleistungsverlust i) größer als 800 W ist; oder ii) größer als 1100 W ist; oder iii) größer als 1500 W ist; oder iv) für eine Dauer von weniger als 200 ns größer als 500 W ist; oder v) für eine Dauer von weniger als 150 ns größer als 500 W ist; oder vi) in weniger als 150 ns von 90% des Spitzenleistungsverlusts auf 10% des Spitzenleistungsverlusts abfällt.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–6, wobei der Bereich A der Stirnfläche (60) im Bereich von 0–1000 Mikron² liegt.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–7, das weiterhin einen Schalterregler (34) zum Öffnen und Schließen des Entladeschalters (24) und/oder weiterhin einen Umgehungsschalter (28) umfasst, der mit dem Nebenschlusswiderstand (30) in Reihe geschaltet ist.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die elektrische Entladung im Gewebe (36) oder in der Flüssigkeit beginnt.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das Mittel zum Anlegen des Impulses wiederholt Impulse mit einer Frequenz im Bereich von 1–100 Hz, bevorzugt im Bereich von 10–50 Hz, anlegen kann.
Das Gerät der Ansprüche 1–10, wobei das Mittel zum Anlegen des Impulses wiederholt Impulse mit einer Frequenz im Bereich von 1–10000 Hz anlegen kann.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die zwischen den elektrischen Impulsen ins Gewebe (36) abgeführte elektrische Energie niedrig genug ist, so dass zwischen den elektrischen Impulsen an den Elektroden (38, 40) keine Gasblasen gebildet werden.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–12, wobei der mittlere Leistungsverlust geringer als 0,2 W ist, optional geringer als 0,05 W ist.
Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1–13, wobei das Gewebe (36) aus einer Gruppe bestehend aus Linsen, Linsenkapseln, Netzhautgewebe und Irisse ausgewählt wird.