DE69728583T2

DE69728583T2 - System zum behandeln von Gewebe mit Wärme

Info

Publication number: DE69728583T2
Application number: DE69728583T
Authority: DE
Inventors: Colin Goble; Robert Glen Allen VA Warner
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: DE69722374D1; EP1236440B1; WO1998012999A2; WO1998012999A3; EP0868160A1; AU4736297A; EP1236440A1; EP0868160B1; US5891134A; JP2000502275A; CA2238395A1; CA2238395C; DE69728583D1; DE69722374T2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von Flüssigkeit in einer Kavität, um Körpergewebe thermisch zu behandeln. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine expandierbare Vorrichtung, die mit einem leitfähigen Fluid gefüllt ist und einen bipolaren Elektrodenaufbau aufweist, um das leitfähige Fluid aufzuheizen.
Beschreibung der Technik
Das Anwenden von thermischer Energie ist für einige Zeit verwendet worden, um Körpergewebe zu behandeln. Ein Verfahren zur kontrollierten Anwendung von thermischer Energie umfasst die Verwendung eines Ballons oder einer ähnlichen Blase, die mit erhitzter Flüssigkeit gefüllt ist. Die Blase wird gegen das zu behandelnde Gewebe platziert und die Hitze aus dem Flüssigkeit geht durch die Wände der Blase und in das Gewebe über.
Die Anwendung von thermischer Energie mit mit Flüssigkeit gefüllten Ballonen wurde insbesondere bei der Behandlung von Gewebe in Körperkavitäten von Tieren, einschließlich Menschen verwendet. Zum Beispiel sind mit erhitzter Flüssigkeit gefüllte Ballone verwendet worden, um ein Kauterisieren eines uterinen Endometriums zu bewirken.
Ein Verfahren zum Nekrotisieren des Endometriums durch Einführen einer dehnbaren Blase in den Uterus ist bekannt. Die dehnbare Blase wird mit einer Flüssigkeit auf einen zuvor bestimmten Druck aufgeblasen, so dass die dehnbare Blase mit im Wesentlichen der ganzen Gewebeauskleidung in Kontakt ist, die nekrotisiert werden soll. Die Flüssigkeit wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, um die Gewebeauskleidung zu abladieren. Die Temperatur und der Druck der Flüssigkeit werden durch Mittel kontrolliert, die mit der dehnbaren Blase verbunden sind. Die Blase bleibt bei einer Temperatur für eine Zeitspanne, die ausreicht, um Nekrose des Endometriums zu bewirken, mit der Flüssigkeit aufgeblasen.
Frühere Verfahren für Therapien mit erhitzten Ballonen machten es erforderlich, dass die Flüssigkeit außerhalb des Körpers vorerhitzt wurde und dann durch Leitungen in den Ballon oder eine andere Blase gepumpt wurde. Derartige Verfahren können jedoch dazu führen, dass sich Hitze um die Leitungen aufbaut, während sie in die Körperhöhle geführt werden, was ein unerwünschtes Aufheizen von Körpergewebe benachbart dem Eintrittsort in die Körperkavität verursacht. Ein anderes früheres Verfahren zur Therapie mit erhitzten Ballonen umfasste das Positionieren einer Heizelementspule in dem Ballon und Anlegen eines elektrischen Stroms durch die Spule, wodurch die Spule und die umgebende Flüssigkeit aufgeheizt wurden.
Entsprechend besteht ein Bedarf, Systeme für erhitzte Flüssigkeiten zu verbessern, um ein schnelles und gleichförmiges Aufheizen bereitzustellen, während gleichzeitig ein Anwender die Flüssigkeitstemperatur überwachen und kontrollieren kann. Die vorliegende Erfindung befriedigt diese Bedürfnisse.
In EP-A-0 251 745 wird eine Vorrichtung zum Erhitzen von Gewebe gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung offenbart, wobei eine weitere Elektrode extrakorporal vorhanden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Kurz gesagt und in allgemeinen Begrifflichkeiten ausgedrückt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zum Erhitzen von Flüssigkeit in einer Kavität. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Induzieren eines elektrischen Stroms in einer leitfähigen Flüssigkeit in einer Kavität und dadurch Erhitzen der leitfähigen Flüssigkeit.
Kurz gesagt und in allgemeinen Begrifflichkeiten ausgedrückt liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Anlegen von Hitze an Körpergewebe, so beispielsweise für die endometriale Ablation. Die Vorrichtung erlaubt ein Erhitzen eines Aufblasmediums innerhalb einer dehnbaren Blase, die benachbart dem zu behandelnden Gewebe positioniert ist. Die Erfindung findet besondere Anwendung darin, ein sicheres und wirksames Verfahren zum Abladieren des uterinen Endometriums bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung stellt somit ein vergleichsweise wenig teures und ein einfaches Verfahren zur Behandlung von Menorrhagie bei Frauen zur Verfügung.
In einer Ausführungsform umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Gewebe an einer ausgewählten Operationsstelle, die eine expandierbare Blase mit einer darin positionierten Elektrodenanordnung einschließt, die bevorzugterweise eine bipolare Elektrodenanordnung ist und eine oder mehrere aktive Elektroden und eine oder mehrere Rückelektroden umfasst. Die Blase ist mit einer leitfähigen Flüssigkeit gefüllt, wie beispielsweise einer Salinelösung. Die Vorrichtung kann einen Schild umfassen, der eine oder beide Elektroden daran hindert, die Blase zu kontaktieren. Der Schild kann Teil von einer der Elektroden sein.
Die Vorrichtung kann Teil eines Systems sein, das eine Kontrolleinheit umfasst, die elektrische Energie an die Elektrode bereitstellt, wie beispielsweise RF-Energie. Die Kontrolleinheit kann die Flüssigkeitstemperatur entweder durch die Verwendung eines Temperaturmessfühlers oder durch Überwachen der Impedanz über die bipolaren Elektroden überwachen und die Leistung einstellen, um die Flüssigkeitstemperatur innerhalb eines erwünschten Bereiches zu halten. Die Kontrolleinheit kann eine Anzeige aufweisen, um die Flüssigkeitstemperatur und/oder den Flüssigkeitsdruck anzuzeigen, und kann einen Alarm enthalten zum Anzeigen einer unerwünschten Höhe der Flüssigkeitstemperatur und/oder des Flüssigkeitsdruckes. Die Kontrolleinheit kann auch einen Multiplexer umfassen, um die Leistungsabgabe an einzelne Elektroden in der Elektrodenanordnung unabhängig zu kontrollieren.
Die Blase kann eine Vielzahl von Elektroden auf ihrer inneren Oberfläche aufweisen, wobei einzelne Elektroden unabhängig durch die Kontrolleinheit kontrolliert werden.
In einer weiteren Ausführungsform verwendet die Vorrichtung einen expandierbaren Käfig anstelle einer dehnbaren Blase. Der expandierbare Käfig kann leitfähig sein und als eine oder mehrere Elektroden der Elektrodenanordnung wirken.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt, teilweise im Querschnitt, ein System dar, das dazu dient, die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, das eine Kontrolleinheit und einen Behandlungskatheter mit einer dehnbaren Blase umfasst, wobei die dehnbare Blase in den Uterus einer Patientin eingeführt und darin aufgeblasen wird.
2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung.
3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung.
4 ist eine Seitenansicht einer Elektrodenanordnung.
5 ist eine Seitenansicht einer Elektrodenanordnung.
6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung.
7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einer leitfähigen inneren Oberfläche.
8 ist eine Ansicht von oben, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einer Vielzahl von Elektroden auf ihrer inneren Oberfläche.
9a ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer erhitzten Blasenvorrichtung mit einem expandierbaren Käfig in einer kollabierten Abgabekonfiguration entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9b ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von 9a, die den expandierbaren Käfig in seiner entfalteten, expandierten Konfiguration zeigt.
9c ist eine Seitenansicht der Vorrichtung der 9a und 9b mit einer Elektrodenanordnung und einem Katheter, der innerhalb des expandierbaren Käfigs bewegt ist.
10 ist eine Seitenansicht, im teilweisen Querschnitt, einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
11 ist eine Seitenansicht, im Querschnitt, einer Pumpenelektrode gemäß einer Ausführungsform der Elektrode.
12 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, einer Elektrode und einer Düse entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden bildet die in den 1–8 gezeigte und beschriebene Vorrichtung keinen Teil der vorliegenden Erfindung, sondern dient dazu, ein Verständnis der Erfindung zu vermitteln.
Die vorliegende Erfindung ist zur Anwendung in Körperkavitäten gezeigt, einschließlich der Verwendung beim Ablattieren der Endometrialauskleidung eines Patientenuterus. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung im Uterus beschränkt und kann auf Techniken für die thermische Behandlung einer Vielzahl von Geweben angewandt werden, einschließlich der Behandlung von Gewebe im Inneren einer Vielzahl von Körperkavitäten, wie beispielsweise der Blase, der Gallenblase, Abschnitten des Gastrointestinaltraktes, des Herzens und anderer Körperkavitäten. Die Erfindung kann bei einer Vielzahl von Eingriffen verwendet werden, einschließlich thermischer Behandlung von Hämorrhoiden, Darmwänden, der Auskleidung des Rektums, der Auskleidung der Blase etc. Darüber hinaus kann die Erfindung auch für das Aufheizen einer Flüssigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wo eine kontrollierte Anwendung von Hitze erwünscht ist, und nicht nur für die Behandlung von Gewebe.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein System 10 einen Katheter 12 und eine Kontrolleinheit 14. Der Katheter 12 umfasst einen im Allgemeinen verlängerten Schaft 16 mit einer expandierbaren Blase 18 und einer Elektrodenanordnung 20 an seinem distalen Ende. Die Elektrodenanordnung 20 ist innerhalb der expandierbaren Blase 18 positioniert und von dieser umgeben. Die Elektrodenanordnung 20 umfasst eine aktive Elektrode 24 und eine Rückelektrode 26. Alternativ kann die Elektrodenanordnung 20 der vorliegenden Erfindung einen größeren Abstand zwischen aktiver Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 aufweisen, wodurch die minimale Entfernung für den Strom erhöht wird, die dieser zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 passieren muss. Somit kann die thermische Verteilung verbessert werden.
In 1 sind die aktive Elektrode 24 und die Rückelektrode 26 in elektrischem Kontakt mit elektrischen Konnektoren 28, 30, die wiederum in elektrischem Kontakt mit der Kontrolleinheit 14 sind. In 1 sind die elektrischen Konnektoren 28, 30 am proximalen Ende 32 des Katheterschafts 16 angeordnet und sind lösbar mit der Kontrolleinheit 14 vermittels der Kabel 34 verbunden. Das proximale Ende 32 des Katheterschafts weist einen Handgriff 36 auf, durch den ein Anwender die Vorrichtung ergreifen kann.
1 zeigt das distale Ende 22 des Instrumentenschafts 16 in einer Körperkavität platziert, die ein menschlicher Uterus 40 ist. Die Blase 18 wird mit einer leitfähigen Flüssigkeit 42, wie beispielsweise einer Salinelösung, auf einen Druck aufgeblasen, der ausreichend ist, um einen engen Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht 44 auf der Innenseite der uterinen Oberfläche 46 zu gewährleisten.
Elektrischer Strom wird zu der Elektrodenanordnung 20 geführt, um zu veranlassen, dass ein Strom zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 und durch die leitfähige Flüssigkeit 42 fließt, wodurch die leitfähige Flüssigkeit 42 erhitzt wird. Das Verfahren gewährleistet ein Erhitzen der leitfähigen Flüssigkeit 42 innerhalb der aufblasbaren Blase 18 auf eine erwünschte Temperatur und Aufrechterhalten der Temperatur und des Druckes innerhalb der dehnbaren Blase 18 für ein erwünschtes Zeitintervall. Danach wird die dehnbare Blase 18 entleert und der Katheterschaft 16, einschließlich der dehnbaren Blase 18 und der Elektrodenanordnung 20, wird aus dem Uterus 40 der Patientin entfernt.
Die Blase 18 muss in der Lage sein, hohen Temperaturen ohne Zerreißen zu widerstehen, und weist bevorzugterweise gute Hitzeübertragungseigenschaften auf, um eine wirksame Heizwirkung bereitzustellen. Man hat gefunden, dass eine dehnbare Blase aus einem hitzeaushärtenden Gummi, wie beispielsweise einem Latexgummi, bei ähnlichen Anwendungen zufriedenstellend ist. Die Blase kann aus elastischen oder unelastischen Materialien hergestellt sein.
Das Aufblasen der Blase 18 kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. In 1 wird die leitfähige Flüssigkeit 42 in die Blase 18 unter Verwendung einer Flüssigkeitsquelle eingeführt, wie beispielsweise einer Spritze 48, die mit der Blase vermittels einer Flüssigkeitsleitung 50 und einer Flüssigkeitseinfüllöffnung 52 in Flüssigverbindung steht, die zu der Blase 18 führt. Ein Betätigen der Spritze 48, indem der Kolben 54 gedrückt wird, verursacht, dass leitfähige Flüssigkeit in die dehnbare Blase 18 eingeführt wird, was die expandierbare Blase 18 zwingt, in Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht 44 des Uterus 40 zu expandieren. Die leitfähige Flüssigkeit 42 wird auch entlang des flexiblen Schlauches 56 zu der Kontrolleinheit 14 geführt, wo der Druck durch einen Messfühler, wie beispielsweise einen Druckwandler 58, gemessen wird. Alle Teile des Flüssigkeitsweges, einschließlich der Blase 18, der Flüssigkeitsleitung 50 und des flexiblen Schlauches 56 stehen in Flüssigverbindung und gewährleisten somit einen konstanten Flüssigkeitsdruck innerhalb des gesamten Flüssigkeitssystems und erlauben das Messen des Blasendruckes, indem der Druck innerhalb des flexiblen Schlauches 56 gemessen wird. Die Kontrolleinheit 40 überwacht den Flüssigkeitsdruck und zeigt den Druck auf einem Druckanzeigemonitor 60 an.
Bei vielen Verfahren ist es erwünscht, den Flüssigkeitsdruck zu überwachen und innerhalb eines bestimmten Bereiches aufrechtzuerhalten, wobei der erwünschte Druckbereich von der speziellen Anwendung abhängt. Der auf der Kontrolleinheit 14 befindliche Druckanzeigemonitor 60 zeigt dem Anwender den Druck. Wenn der Druck innerhalb der expandierbaren Blase 18 jenseits eines erwünschten Bereiches ist, warnt ein Warnsignal und/oder der Alarm 62 den Anwender, dass der Druck entweder zu niedrig oder zu hoch ist. Um den Druck anzupassen, kann der Anwender den Kolben 54 des Spritzenelementes 48 manuell betätigen. Alternativ kann die Kontrolleinheit 14 eine Pumpe oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht gezeigt) umfassen, die mit der Blase 18 in Flüssigverbindung steht, die automatisch die leitfähige Flüssigkeit 42 aus der Blase 18 zuführt oder von dieser entfernt, um den Druck zu regulieren und um den Druck innerhalb eines ausgewählten Bereiches aufrechtzuerhalten.
Die Kontrolleinheit 14 stellt an der Elektrodenanordnung 20 Strom vermittels der elektrischen Anschlüsse 64 zur Verfügung, an denen die verbindenden Kabel 34 befestigt sind, die die Konnektoren 28, 30 der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 verbinden. Der bereitgestellte Strom kann von verschiedenen Arten sein und verschiedene Leistungsniveaus aufweisen. Es kann Wechselstrom und/oder Gleichstrom verwendet werden, abhängig von der speziellen Anwendung und den Umständen. Radiofrequenz (RF)-Strom weist eine besondere Anwendung bei der Erfindung auf, ebenso wie Pulsweitenmodulation.
Der Stromfluss zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 heizt die leitfähige Flüssigkeit 42 auf. Die Temperatur der Flüssigkeit 42 wird durch die Kontrolleinheit 14 überwacht, entweder durch einen Temperaturmessfühler 66, der in der Blase 18 positioniert ist, oder einer Impedanz-gegen-Temperatur-Berechnung oder andere Mittel. Die Temperatur wird bevorzugterweise auf einer Temperaturanzeige 68 auf der Kontrolleinheit angezeigt. Die Kontrolleinheit 14 vergleicht die überwachte Temperatur mit der erwünschten Temperatur und stellt automatisch die Leistung ein, um die Temperaturänderungen zu kompensieren. Wenn die überwachte Temperatur oberhalb eines erwünschten Bereiches ist, wird die Leistung verringert, um zu erlauben, dass die Flüssigkeit abkühlt. Wenn die überwachte Temperatur unterhalb eines erwünschten Bereiches ist, wird die Leistung erhöht, um die Flüssigkeit zu erhitzen. Wenn die Temperatur jenseits eines ausgewählten Bereiches ist, kann die Kontrolleinheit den Alarm 62 aktivieren.
Bevorzugterweise umfasst die Kontrolleinheit 14 einen Generator mit einem Radiofrequenz (RF)-Leistungsoszillator mit einer elektrischen Verbindung, wie beispielsweise einem Paar Auslassanschlüsse 64, um vermittels eines oder mehrerer der Kabel 34 an den Katheter 12 und die Elektrodenanordnung 20 zu kuppeln. Wenn die RF-Leistung an der Elektrodenanordnung 20 angelegt wird, erhitzt sich die leitfähige Flüssigkeit 42. Wenn die leitfähige Flüssigkeit 42 eine Salinelösung wie beispielsweise 0,9% Gew./Vol. ist, ist der Temperaturkoeffizient der Flüssigkeit 42 positiv, so dass der korrespondierende Impedanzkoeffizient negativ ist. Wenn Leistung angelegt wird, fällt die Impedanz zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 anfangs und fällt mit zunehmender Leistungsdissipation weiter.
Wenn genügend Leistung angelegt wird, kann sich eine Dampfblase von oberhalb der aktiven Elektrode 24 bilden. Sobald die im unmittelbaren Kontakt mit der aktiven Elektrode 24 befindliche Saline ihren Siedepunkt erreicht, können sich Dampfbläschen auf der Oberfläche der aktiven Elektrode 24 bilden, was notwendigerweise dazu führt, dass sich die Impedanz über die Elektroden 24, 26 erhöht. Wenn die Leistung weiter erhöht wird, wird sich die Impedanz weiter erhöhen, während sich die Dampfbläschen vergrößern, um eine Dampftasche über der aktiven Elektrode 24 zu bilden.
Während sich die Dampfblase über der aktiven Elektrode 24 zu formen beginnt, erhöht sich die Leistungsdichte an dem verbleibenden Elektroden/Saline-Übergang. Anfänglich gibt es einen exponierten Bereich der aktiven Elektrode, der nicht von den Dampfbläschen bedeckt ist. Dieser exponierte Bereich wird der bevorzugte elektrische Weg, der den Übergang weiter belastet, indem er Dampfbläschen und so eine höhere Leistungsdichte produziert. Die Bildung der Dampftasche wird schnell zu einem instabilen Zustand, der nur ein Gleichgewicht erreicht, wenn die aktive Elektrode vollständig in der Dampftasche eingehüllt ist.
Wenn die Dampftasche einmal die aktive Elektrode 24 vollständig einhüllt, erhöht sich die Impedanz schnell auf etwa 1000 Ohm, wobei der tatsächliche Impedanzwert von Systemvariablen abhängt. Leistung fließt von der aktiven Elektrode 24 zu der leitfähigen Flüssigkeit 42 vermittels elektrischer Entladungen über die Dampftasche. Die hauptsächliche Leistungsdissipation erfolgt innerhalb dieser Tasche mit einhergehendem Erhitzen der aktiven Elektrode 24. Die Menge an dissipierter Energie und die Größe der Dampftasche hängt von der Abgabespannung ab. Das Aufrechterhalten der Dampftasche ohne die aktive Elektrode zu zerstören, erfordert eine delikate Balance der Abgabespannung. Wenn sie zu niedrig ist, wird die Tasche nicht aufrechterhalten werden. Wenn sie zu hoch ist, kann die Elektrodenanordnung 20 zerstört werden. Entsprechend muss, nachdem die Impedanz einen bestimmten Punkt erreicht hat, der die Bildung der Dampftasche anzeigt, die Leistung auf ein bestimmtes ausgewähltes Niveau verringert werden.
Es ist allgemein wichtig, die Bildung der Dampftasche über der aktiven Elektrode zu kontrollieren und möglicherweise zu verhindern, um die Wirksamkeit des Erhitzers der leitfähigen Flüssigkeit zu maximieren. Indem die Entfernung zwischen der aktiven Elektrode und der Rückelektrode 26 erhöht wird, kann die thermische Verteilung verbessert werden, wodurch der obere Wert der Leistungsabgabe erhöht wird, bevor die Verdampfung beginnt. Wenn z. B. eine ausreichende Leistung angelegt wird, könnte die Dampftasche ausreichende Mengen an Dampf in der Blase erzeugen, was unerwünschte Wirkungen haben kann, wie beispielsweise die Erzeugung eines großen Dampfaufbaus an der Spitze der Blase, die die Hitzeübergangswirksamkeit wesentlich verringern kann. Die siedende Dampftasche kann auch unerwünschte Geräusche verursachen. Um die Bildung der Dampftasche und die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit zu kontrollieren, überwacht die Kontrolleinheit 14, die RF-Spitzenspannung, die über den Abgabeverbindungsanschlüssen 64 der Kontrolleinheit 14 auftreten, die der Spannung über der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 entspricht, und schnell die abgegebene Abgabeleistung verringert, wann immer eine ausgewählte Spitzenspannungsschwelle erreicht wird. Entsprechend kann die Kontrolleinheit 14 die Impedanz überwachen und die Abgabeleistung kontrollieren, um die Bildung von Dampfblasen zu verhindern. Das kann erreicht werden, indem eine Erhöhung der Impedanz, die die anfängliche Bildung von Dampfbläschen anzeigt, nachgewiesen wird und die Leistung schnell verringert wird, um die Bildung einer Dampftasche zu verhindern. Alternativ kann die Kontrolleinheit 14 die Impedanz überwachen und die Abgabeleistung kontrollieren, um eine Dampftasche zu bilden und aufrechtzuerhalten.
In 2 ist die Elektrodenanordnung 20 eine bipolare Elektrode mit einer aktiven Elektrode 24 und einer Rückelektrode 26. Das System würde jedoch noch funktionieren, wenn die Polarität umgekehrt wäre, d. h. wenn die aktive Elektrode 24 als Rückelektrode dienen würde, wobei die Rückelektrode als aktive Elektrode dienen würde. Zusätzlich verlieren dort, wo Wechselstrom zusammen mit dem System verwendet wird, die Begriff „aktive Elektrode" und „Rückelektrode" ihre herkömmlichen „negativ/positiv"-Bedeutungsinhalt. Bei Wechselstromanwendungen werden die Begriffe „aktiv" und „Rück-" verwendet, um Elektroden zu bezeichnen mit entgegengesetzten Polaritäten. Wo die Elektroden bei Wechselstromanwendungen unterschiedliche Größen aufweisen, wird der Begriff „aktive Elektrode" im Allgemeinen verwendet, um die kleinere Elektrode zu bezeichnen, und der Begriff „Rückelektrode" wird im Allgemeinen verwendet, um die größere Elektrode zu bezeichnen.
Die aktive Elektrode 24 von 2 ist an der äußersten distalen Spitze des Katheterschafts 16 positioniert. Die Rückelektrode 26 ist proximal und koaxial zu der aktiven Elektrode 24. Wie in 2 gezeigt, ist die wirksame Fläche der Rückelektrode 26 wesentlich größer als die wirksame Fläche der aktiven Elektrode 24. Die wirksamen Flächen der Elektroden 24, 26 können jedoch signifikant variieren in Abhängigkeit von der speziellen Elektrodenanordnung. Zum Beispiel können die aktive Elektrode und die Rückelektrode im Wesentlichen gleiche Flächen aufweisen, oder die aktive Elektrode kann wesentlich größer sein als die Rückelektrode.
In 2 sind die aktive Elektrode 24 und die Rückelektrode 26 durch einen Isolator 70 getrennt, wie beispielsweise ein keramisches Material. Wie grob in 2 gezeigt, fließt Strom von der aktiven Elektrode 24 durch die leitfähige Flüssigkeit 42 und in die Rückelektrode 26, wenn Strom an den Elektrodenaufbau 20 angelegt wird. Die Wechselwirkung des Stromes mit der leitfähigen Flüssigkeit 42 erhitzt die Flüssigkeit 42.
Zusätzlich zum Erhitzen der Flüssigkeit 42 kann die Wechselwirkung des Stroms mit der leitfähigen Flüssigkeit 42 auch einen magnetohydrodynamischen Effekt erzeugen, der ein Durchmischen der Flüssigkeit innerhalb der Blase 18 verursacht. Dieses Flüssigkeitsrühren kann vergleichsweise intensiv sein, abhängig von der speziellen Elektrodenkonfiguration und der Art und dem Umfang der bereitgestellten elektrischen Leistung. Das Flüssigkeitsdurchmischen wird besonders intensiv, wenn RF-Leistung oder Pulsweitenmodulation verwendet wird. Das magnetohydrodynamische Durchmischen kann vorteilhaft sein, indem es hilft, die vergleichsweise konstanten Flüssigkeitstemperaturen innerhalb der Blase 18 aufrechtzuerhalten.
Ein zusätzlicher Vorteil besteht in der Fähigkeit, die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit 42 unter Verwendung von Impedanz/spezifischen Widerstandes zu bestimmen. Viele leitfähige Flüssigkeiten weisen spezifische Widerstände/Impedanzen auf, die temperaturabhängig sind, so dass die Temperatur aus dem spezifischen Widerstand/Impedanz berechnet werden kann. Zum Beispiel ist Salinelösung ein Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (d. h. sie weist einen positiven thermischen Koeffizienten für Leitfähigkeit auf, der ein negativer thermischer Koeffizient für Impedanz ist), so dass eine geringere Änderung der Temperatur eine große dazu korrespondierende Veränderung der Impedanz/des spezifischen Widerstandes der Salinelösung verursacht. Da die Impedanz/der spezifische Widerstand temperaturabhängig ist, kann die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit 42 in der Blase 18 genau bestimmt werden durch Überwachen der Impedanz/des spezifischen Widerstandes zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26.
Ein Vorteil der Verwendung von Impedanz/spezifischem Widerstand zwischen den Elektroden 24, 26 besteht darin, dass sich die ergebende Temperatur auf dem Weg des elektrischen Stromes basiert, der durch die ganze leitfähige Flüssigkeit 42 innerhalb der expandierbaren Blase 18 fließt. Der Strom zwischen den zwei Elektroden 24, 26 passiert, in unterschiedlichem Umfang, durch den gesamten Körper aus leitfähiger Flüssigkeit 42 in der Blase 18. Entsprechend ergibt eine impedanzbasierte Temperaturbestimmung eine genauere Messung der gesamten Flüssigkeitstemperaturen in der Blase 18 und nicht eine Temperaturmessung von gerade einer isolierten Position in der Flüssigkeit, wie es bei einem herkömmlichen Temperaturmessfühler der Fall wäre.
Wie in 2 gezeigt, kann der Katheter einen oder mehrere Temperaturmessfühler 66 zum Überwachen der Temperatur innerhalb der leitfähigen Flüssigkeit 42 umfassen. Diese Temperaturmessfühler 66 können anstelle von oder zusätzlich zu den impedanzbasierten Temperaturmessungen vorhanden sein. Die Temperaturmessfühler können eine Vielzahl von Messfühlertypen und Techniken verwenden, einschließlich Thermoelementen, Thermistoren, RTD (Widerstandstemperaturvorrichtung), Curie-Punktverfahren, Photofluoreszenzabklingung etc. Die besondere Auswahl von Temperaturmessfühlern kann von der speziellen Anwendung abhängen. Zum Beispiel können Thermoelemente für RF-Hintergrundrauschen empfindlich sein, eine weitere Art von Temperaturmessfühler kann für Anwendungen erwünscht sein, wo die Kontrolleinheit RF-Energie für den Elektrodenaufbau erzeugt.
Die Kontrolleinheit 14 kann die impedanzbasierte Temperaturmessung verwenden, die Messung von den Temperaturmessfühlern 66, oder eine Kombination davon, um die an den Elektrodenaufbau abgegebene Leistung und/oder die auf der Temperaturanzeige 68 gezeigte Temperatur zu regulieren. Wenn die Flüssigkeitstemperatur zu hoch ist, kann die Leistung verringert werden. Wenn die Flüssigkeitstemperatur zu gering ist, kann die Leistung erhöht werden.
Der Katheter 12 kann einen Schild 72 umfassen, der im Allgemeinen den Elektrodenaufbau 20 umgibt. Der Schild verhindert, dass der Elektrodenaufbau 20 und insbesondere die aktive Elektrode 20 die Blasenwand 74 kontaktiert und/oder beschädigt. In 2 weist der Schild 72 eine Vielzahl von Öffnungen 76 auf, die erlauben, dass leitfähige Flüssigkeit 42 ebenso wie elektrischer Strom frei dadurch hindurch strömt. In alternativen Ausführungsformen kann der Schild 72 einen Käfig oder eine Drahtanordnung umfassen.
In 2 umgibt der Schild 72 sowohl die aktive Elektrode 24 als auch die Rückelektrode 26. In Abhängigkeit von der speziellen Anwendung und der beteiligten Leistung kann jedoch der Schild 72 entweder die aktive Elektrode 24 oder die Rückelektrode 26 umgeben, aber nicht notwendigerweise beide. Infolge des Größenunterschiedes zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Rückelektrode 26 ist die aktive Elektrode 24 im Allgemeinen viel heißer als die Rückelektrode 26. Somit kann der Kontakt zwischen der Blasenwand 74 und der Rückelektrode 26 zu keiner Beschädigung der Blasenwand 74 führen, wohingegen der Kontakt zwischen der aktiven Elektrode 24 und der Blasenwand 74 bei der gleichen Leistungszufuhr die Blasenwand 74 schwer beschädigen könnte. Entsprechend ist der Schutz der Blasenwand 74 gegenüber Kontakt mit der Rückelektrode 24 nicht immer erforderlich, selbst in Situationen, wo die Blasenwand 74 vor dem Kontakt mit der aktiven Elektrode 24 geschützt werden muss.
Der Schild 72 kann als die Rückelektrode 26 dienen, wie in 3 gezeigt. Die innere Oberfläche 78 des Schildes 72 ist leitfähig und fungiert als Rückelektrode 26, während die äußere Oberfläche des Schildes 80 nicht leitfähig ist. Das System würde jedoch auch funktionieren, wenn die äußere Oberfläche 80 des Schildes leitfähig wäre. Da die Rückelektrode 26 eine so viel größere wirksame Fläche aufweist als die aktiven Elektroden 24a–c, wird die Leistung weitestgehend über die Rückelektrode 26 dissipiert, d. h. über den Schild 72. Entsprechend ist der Hitze- und Energieaufbau viel geringer als in der aktiven Elektrode 24a–c und, abhängig von der speziellen Elektrodenkonfiguration, der Blase und der beteiligten Leistung, es kann die Rückelektrode 26/der Schild 72 in Lage sein, die Blasenwand 74 während eines Eingriffes zu kontaktieren, ohne die Wand 74 zu beschädigen.
Es ist zu beachten, dass es keine Beschränkung in dem Sinne gibt, dass der Schild eine Rückelektrode ist. Z. B. könnte in dem Beispiel von 3 der Schild 72 als aktive Elektrode dienen, wobei die (früheren aktiven) Elektroden 24a–c als Rückelektroden dienen. Zusätzlich gibt es keine Beschränkung auf eine einzelne aktive Elektrode oder eine einzelne Rückelektrode. Fast eine jegliche Anzahl von aktiven Elektroden und Rückelektroden kann verwendet werden. Zusätzlich muss die Anzahl von aktiven Elektroden nicht gleich der Anzahl von Rückelektroden sein. Z. B. in der Ausführungsform von 3 gibt es drei aktive Elektroden 24a, 24b, 24c, aber nur eine Rückelektrode 26. Die aktiven Elektroden 24a, 24b, 24c können einzeln kontrolliert werden, so dass die Leistung auf eine einzelne, oder eine Gruppe von aktiven Elektroden angelegt wird, wie erwünscht.
4 zeigt einen weiteren Katheter 12 mit einer Vielzahl von aktiven Elektroden 24a–c, aber auch mit einer Vielzahl von Rückelektroden 26a–c. Drei aktive Elektroden 24a–c sind auf einer ersten Seite 82 des Katheterschafts 16 angeordnet und drei Rückelektroden 26a–c sind auf einer zweiten Seite 84 angeordnet. Die Elektroden 24a–c, 26a–c sind durch ein Isoliermaterial 70 getrennt. Alle Elektroden 24a–c, 26a–c können gleichzeitig aktiviert werden. Alternativ können die Elektroden 24a–c, 26a–c in Sätzen aktiviert werden. Wenn z. B. das System erfordern würde, dass die Flüssigkeit in dem distalen Abschnitt der Blase eine größere Hitze aufweisen müsste, würden gerade die distalste aktive Elektrode 24a und die distalste Rückelektrode 26a aktiviert werden.
5 zeigt einen weiteren Katheter 12 mit einer Vielzahl von aktiven Elektroden 24a–c und Rückelektroden 26a–c, wobei die Elektroden 24a–c, 26a–c koaxial in alternierender Reihenfolge auf dem Katheterschaft 16 angeordnet und durch ein Isoliermaterial 70 getrennt sind. Wie bei 4 sind die Elektroden 24a–c, 26a–c bevorzugterweise in der Lage, unabhängig aktiviert zu werden, so dass das Anlegen von Energie mit größerer Genauigkeit kontrolliert werden kann.
Die einzeln kontrollierten Elektroden 24a–c, 26a–c können in Kombination mit einer Kontrolleinheit verwendet werden, die einen Multiplexer aufweist, der verwendet wird, um die Leistungsabgabe zu zerhacken, um den konvektiven Rühreffekt zu verstärken, der durch die Temperaturgradienten innerhalb des leitfähigen Fluides induziert wird. Die Kontrolleinheit kann die Abgabeleistung auf einzelne Elektroden 24a–c, 26a–c kontrollieren, um einen ausgewählten Flüssigkeitsstrom innerhalb der Blase 18 zu induzieren. Zum Beispiel kann durch unabhängige und sequentielle Aktivierung von gepaarten oder nichtgepaarten Elektrodenpaaren ein ausgewählter Strom in der Blase induziert werden. 6 zeigt eine sequentielle Aktivierung der distalsten aktiven Elektrode 24a und der distalsten Rückelektrode 26a, dann der mittleren aktiven Elektrode 24b und der mittleren Rückelektrode 26b und dann der proximalsten aktiven Elektrode 24c und der proximalsten Rückelektrode 26c, wodurch ein im Allgemeinen zirkulierender Strom induziert werden kann, der dazu führt, dass die leitfähige Flüssigkeit 42 entlang dem Katheterschaft 16 in proximaler Richtung strömt, dann entlang der Blasenwand 74 in einer distalen Richtung strömt, um das in 6 gezeigte Fließmuster zu vervollständigen.
Ein Vorteil des Kontrollierens des Flüssigkeitsstromes besteht darin, dass Hochtemperaturflüssigkeit in ausgewählten Bereichen des Blase 18 konzentriert werden kann. Z. B. nimmt in dem in 6 gezeigten Beispiel die Flüssigkeit, die proximal entlang dem Katheterschaft 16 strömt, die größte Hitze infolge seiner Nähe zu den Elektroden 24a–c, 26a–c auf. Im Gegensatz dazu trennt sich die Flüssigkeit ab, wenn sie distal entlang der Blasenwand 74 strömt. Ein derartiger Strom weist die erwünschte Wirkung auf, dass sich nämlich die heißeste Flüssigkeit an dem proximalen Ende 86 der Blase und kühlere Flüssigkeit an dem distalen Ende 88 der Blase konzentriert. Beim endometrialen Ablationseingriff wird im Allgemeinen eine größere Hitze benötigt, um dickere Abschnitte der Endometriumsschicht 44 zu behandeln. Wie in 6 gezeigt, sind die dicksten Stellen der endometrialen Schicht dem Cervix 90 am nächsten, d. h. sie sind benachbart dem proximalen Ende 86 der dehnbaren Blase 18, wohin die heißeste leitfähige Flüssigkeit geleitet wird. Im Gegensatz dazu befinden sich die dünnsten Abschnitte der endometrialen Schicht an der Rückseite des Uterus 92, die dem distalen Abschnitt 88 der Blase 18 mit der kühlsten leitfähigen Flüssigkeit benachbart ist.
In 7 funktioniert die innere Oberfläche 94 der dehnbaren Blase 18 als die Rückelektrode und die aktive Elektrode 24 ist an dem Ende des Katheterschafts 16 angebracht. Die Blase 18 selbst kann aus einem leitfähigen Material hergestellt sein. Alternativ kann die Blase im Allgemeinen nicht-leitfähig sein, kann aber eine leitfähige innere Oberfläche 94 aufweisen. Zum Beispiel kann ein leitfähiges Material auf der Innenseite der Blase 18 angeordnet sein, um eine leitfähige innere Oberfläche 94 zu bilden. Ein Beispiel wäre eine Sputter-Ablagerung von einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Gold oder Silber.
Wenn Strom an der Vorrichtung angelegt wird, strömt elektrischer Strom zwischen der aktiven Elektrode 24 und der leitfähigen inneren Oberfläche 94 vermittels der leitfähigen Flüssigkeit 42. Die leitfähige Flüssigkeit wird bei dem Vorgang erhitzt.
Wenn die leitfähige innere Oberfläche 94 der Blase 18 ein Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ist (d. h. einem negativen thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten aufweist), wie beispielsweise Gold oder Silber, erhöht sich der spezifische Widerstand/die Impedanz der inneren Oberfläche 94, während sich die Temperatur erhöht. Strom wird somit notwendigerweise leichter zu einem kühleren Bereich 96 der Blasenwand 74 gezogen werden. Ein derartiges Verhalten ist besonders vorteilhaft beim Abladieren von Gewebe, wie beispielsweise der endometrialen Auskleidung 44 des Uterus 40. Wenn Gewebe abladiert wird, verliert es viel von seiner Fähigkeit, Hitze von der benachbarten Blasenwand 74 zu absorbieren. Entsprechend wird ein Blasenwandabschnitt 96, der über nicht-abladiertem Gewebe 98 liegt, im Allgemeinen kühler sein als ein Blasenwandabschnitt 100, der abladiertem Gewebe 102 unmittelbar aufliegt. Da kühlere Abschnitte der Blasenwand leitfähiger sind, werden größere Mengen an elektrischer Leistung zu einem kühleren Blasenwandabschnitt 96 geleitet werden, was notwendigerweise dazu führt, dass die Hitze, die zu der leitfähigen Flüssigkeit abgegeben werden soll, sich benachbart der Wand erhöht, d. h. zu dem nicht-abladierten Gewebe 98, so dass die Ablation von nicht-abladiertem Gewebe 98 erleichtert wird. Umgekehrt erhitzt sich der aufliegende Abschnitt der Blasenwand 100 für abladiertes Gewebe 102, wodurch ein höherer spezifischer Widerstand/Impedanz erworben wird und weniger elektrische Leistung zu der leitfähigen Flüssigkeit benachbart der Stelle geleitet werden wird. Somit wird eine jegliche Chance, Gewebe zu versengen, verringert werden, während Gewebeablation sogar gefördert wird.
Die obige Wirkung wird weiter verstärkt, wenn eine leitfähige Flüssigkeit mit einem negativen Temperaturkoeffizienten verwendet wird, wie beispielsweise Salinelösung. Während sich der Fluss von elektrischem Strom zu dem kühleren Blasenwandabschnitt 96 erhöht, wird sich die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit 104 benachbart dem kühleren Blasenwandabschnitt 96 erhöhen, was notwendigerweise die Leitfähigkeit der heißeren leitfähigen Flüssigkeit 104 erhöht. Somit wird ein relativ kalter Wandabschnitt 96 mehr elektrische Energie erhalten als ein wärmerer Wandabschnitt 100 mit benachbarter Flüssigkeit 104, die heißer ist als die durchschnittliche Flüssigkeitstemperatur.
Da die Blasenwand 74 mit dem Endometriumgewebe 44 in Kontakt ist, wird sie schneller abkühlen als die leitfähige Flüssigkeit, die gerade innerhalb der Wand ist, insbesondere wenn das darüber liegende Gewebe nicht abladiert wird. Die Hitze wird leicht von der erhitzten Flüssigkeit durch die Blasenwand und in das nicht-abladierte Gewebe strömen. Während jedoch das Gewebe abladiert, wird sich der Hitzeübergang in das Gewebe verringern und die Hitze wird sich in der Blasenwand aufzubauen beginnen. Wenn dies erfolgt, wird sich der Stromfluss zur leitfähigen inneren Wand der Blasenwand verringern und sich auch die Flüssigkeitstemperatur benachbart diesem Bereich verringern. Entsprechend wird die Vorrichtung die Effizienz von Gewebeablation maximieren, indem größere thermische Energie an nicht-abladiertes Gewebe abgegeben wird.
8 zeigt eine Blase 18, die eine Vielzahl von Einzelelektroden 106 auf ihrer inneren Oberfläche 108 aufweist. Die einzelnen Elektroden 106 sind Rückelektroden und eine oder mehrere Elektroden 24 sind innerhalb der Blase 18 angeordnet. Eine jede der Rückelektroden 106 wird einzeln kontrolliert. Z. B. kann eine spezielle Elektrode aktiviert werden auf der Grundlage der Temperatur dieser speziellen Elektrode und/oder der Blasenwand unmittelbar unterhalb der Elektrode. Nachdem eine bestimmte Temperatur durch einen Abschnitt der Blasewand erreicht worden ist, würde die Elektrode daraufhin abgeschaltet werden, so dass keine weitere Energie an die Stelle abgegeben werden würde. Die Vorrichtung kann somit verwendet werden, um eine größere Energie zu kühleren Abschnitten der Blasenwand 74 zu leiten, ohne von der Wechselwirkung des Stroms mit dem Temperaturkoeffizienten und einer leitfähigen Blasenwand abzuhängen, um die Energie, wie in 7, zu steuern. Der Anwender könnte auch die Aktivierung der einzelnen Elektroden direkt kontrollieren, um mehr oder weniger Energie ausgewählten Gewebebereichen zuzuführen, so dass bestimmte Gewebebereiche mit einer größeren Tiefe abladiert werden könnten, einige Gewebebereiche nur leicht abladiert werden könnten und einige Gewebebereiche vollständige nicht abladiert werden könnten.
In 8 ist die Blase 18 im Allgemeinen V-förmig, um sich einer intrauterinen Kavität anzupassen. Es kann jedoch eine Vielzahl von Blasenformen bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, abhängig von der speziellen Anwendung. Darüber hinaus können die Arten von Blasen und die darin verwendeten Materialien im großen Umfang variieren. Blasen können aus expandierbaren Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise hitzegehärtetem Gummi oder allgemein nicht-streckbaren Materialien.
In einer in 9a bis 9c gezeigten Ausführungsform wird die Blase ersetzt durch einen expandierbaren Käfig 110. Der Käfig 110 kann aus einer Vielzahl von Materialien und Konfigurationen bestehen, wie beispielsweise einem einfachen Stahl „molly bolt" oder etwas Ähnlichem. Der Käfig 110 umgibt den Elektrodenaufbau 20, der in der Ausführungsform von 9a eine aktive Elektrode 24 und eine Rückelektrode 26 umfasst. Bei der Anwendung wird der expandierbare Käfig 110 in seiner kollabierten Abgabekonfiguration gehalten, wenn der Katheterschaft 16 in eine Körperkavität eingeführt wird, wie beispielsweise eine Uteruskavität 112, wie in 9a gezeigt. Einmal in der uterinen Kavität 112 eingeführt, wird der expandierbare Käfig 110 zu seiner expandierten Konfiguration expandiert, wie in 9b gezeigt. Der expandierbare Käfig 110 dient dazu, die uterine Kavität 112 offen zu halten und die expandierte Kavität ist wenigstens teilweise mit der leitfähigen Flüssigkeit 42 gefüllt. Da die leitfähige Flüssigkeit 42 nicht dazu dient, die uterine Kavität offen zu halten, ist der Flüssigkeitsdruck niedrig genug, so dass nicht viel Flüssigkeit durch die uterine Wand 114 gedrückt wird, um vom Patienten absorbiert zu werden.
Wenn der Elektrodenaufbau 20 aktiviert wird, erhöht sich die Temperatur der leitfähigen Flüssigkeit 42 und die uterinen Gewebewände 114 werde abladiert. Wenn die leitfähige Flüssigkeit 42 einen hohen Druck aufweisen würde, wie er beispielsweise erforderlich wäre, um die uterine Kavität 112 mit dem Fluid alleine zu expandieren, könnte die erhitzte leitfähige Flüssigkeit 42 leicht durch die uterine Wand 114 gezwungen werden, was unerwünschte thermische Schäden verursachen könnte. Da jedoch der expandierbare Käfig 110 dazu dient, die uterine Kavität 112 offen zu halten, kann die leitfähige Flüssigkeit 42 einen vergleichsweise geringen Druck aufweisen, so dass nur vergleichsweise geringe Mengen an leitfähiger Flüssigkeit 42 in die uterine Gewebewand 114 gezwungen werden.
Der Elektrodenaufbau 20 in 9a bis 9c ist eine bipolare Elektrode mit einer aktiven Elektrode 24 und einer Rückelektrode 26. Ein derartiger Elektrodenaufbau könnte nicht nur verwendet werden, um leitfähige Flüssigkeit 42 zu erhitzen, sondern auch, um gezielte Eingriffe innerhalb des Uterus oder einer anderen Körperkavität durchzuführen, wie beispielsweise Entfernen von Fibroiden und Tumoren.
Gemäß der Erfindung zeigt der Katheterschaft 16 einen bestimmten Bewegungsbereich innerhalb des expandierbaren Käfigs 110, wie in 9c gezeigt, oder kann sogar in der Lage sein, aus dem Käfig 110 entfernt zu werden und darin wieder eingeführt zu werden. Der expandierbare Käfig 110 kann große Öffnungen 116 zwischen den Käfigstäben 116 aufweisen, um einem Anwender Zugang zur uterinen Gewebeoberfläche 114 mit dem Elektrodenaufbau 20 zu erlauben, so wie es erforderlich sein kann, um selektiv bestimmte Bereiche der uterinen Oberfläche zu behandeln. Der expandierbare Käfig 110 von 9c erlaubt somit dem Anwender, die uterine Kavität 112 mit dem expandierbaren Käfig 110 zu expandieren, zielgerichtete Verfahren mit einem bipolaren Elektrodenaufbau 20 auf der uterinen Wand 114 durchzuführen (wie beispielsweise Entfernen von Fibroiden und Tumoren), und dann denselben Elektrodenaufbau 20 zu verwenden, um die leitfähige Flüssigkeit aufzuheizen, um endometriales Gewebe 44 zu abladieren.
Die Verwendung eines Katheters, der innerhalb eines expandierbaren Elementes beweglich ist, ist besonders nützlich in Kombination mit einem Endoskop oder einer ähnlichen Vorrichtung zum Sehen innerhalb der Körperkavität. Zum Beispiel kann ein Anwender eine Betrachtungsvorrichtung verwenden, um zu bestimmen, ob alle Bereiche der Gewebewand ordentlich abladiert sind. Nach dem Nachweisen von Bereichen, die nicht vollständig abladiert sind, kann der Anwender den Katheter bewegen, um den Elektrodenaufbau an oder nahe dem nicht-abladierten Gewebe zu positionieren, und dadurch das Erhitzen des nicht-abladierten Gewebes zu maximieren.
Der bewegliche Katheterschaft kann verwendet werden, um selektiv Gewebe zu targetieren, wenn er zusammen mit dem expandierbaren Käfig von 9a bis 9c verwendet wird, was erlaubt, dass Gewebe während des Eingriffes betrachtet werden kann. Der bewegbare Katheterschaft kann aber auch mit einer dehnbaren Blase verwendet werden, insbesondere einer dehnbaren Blase, die im Wesentlichen transparent ist, so dass ein Anwender das darunter liegende Gewebe durch die Blasenwand betrachten kann. Wenn der Anwender feststellt, dass bestimmte Gewebebereiche nicht abladiert sind, kann der Anwender den Elektrodenaufbau so bewegen, dass er benachbart dem Bereich der Blasenwand ist, der unmittelbar dem nicht-abladierten Gewebe aufliegt und somit die an das nicht-abladierte Gewebe abgegebene Hitze erhöhen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 9c, wo ein besonderer Bereich des uterinen Wandgewebes für die gezielte Behandlung durch einen Käfigbalken 118 blockiert ist, könnte der Anwender den gesamten Käfig 110 erneut positionieren, um Zugang zu dem Gewebeabschnitt zu erhalten. Alternativ könnte der expandierbare Käfig 110 so konstruiert sein, dass man die Käfigstäbe 118 einzeln bewegen könnte, ohne eine Relokalisierung des gesamten Käfigs 110 erforderlich zu machen. Somit könnte ein besonderes hinderlicher Käfigstab bewegt werden, um Zugang zu einem erwünschten Gewebeabschnitt zu erhalten.
In der Ausführungsform von 10 ist die aktive Elektrode 24 an der distalen Spitze des Katheterschafts 14 angeordnet, der expandierbare Käfig 110 selbst dient jedoch als die Rückelektrode. Eine derartige Ausführungsform funktioniert in ähnlicher Weise wie an der Blase mit der leitfähigen inneren Oberfläche, wie in 7 gezeigt. Da Abschnitte von Gewebe abladiert werden, erhöht sich die Temperatur der benachbarten Abschnitte des Käfigs, die als leitfähige Rückelektroden wirken, wodurch sich der Impedanz/der spezifische Widerstand erhöht. Entsprechend wird weniger Energie an Abschnitte des Käfigs benachbart dem abladierten Gewebe und mehr Energie an Abschnitte des Käfigs benachbart nicht-abladiertem Gewebe abgegeben.
Wie bei 8 könnte der expandierbare Käfig 110 einzelne Elektroden aufweisen, die einzeln kontrolliert werden würden, so dass einzelne Elektroden selektiv auf der Grundlage von Temperatur, Anwenderauswahl oder anderen Faktoren abgeschaltet werden könnte. Zum Beispiel könnten einzelne Käfigstäbe 118 jeweils eine einzeln kontrollierte Elektrode sein. In ähnlicher Weise könnten einzelne Abschnitte 120 der Käfigstäbe 118 eine einzeln kontrollierte Elektrode sein.
11 zeigt eine Ausführungsform einer Pumpelektrodenkonstruktion mit einem Elektrodenaufbau 20, der eine aktive Elektrode 24 und eine Rückelektrode 26 aufweist, die durch einen Isolator 70 getrennt sind. Bei dem speziellen gezeigten Beispiel ist die Rückelektrode 26 koaxial zu der aktiven Elektrode 24 und umgibt diese teilweise. Die aktive Elektrode 24 ist in einem Isolator 70 eingekapselt, wobei nur die Spitze 122 der aktiven Elektrode 24 exponiert ist. Der Isolator 70 erzeugt eine Teilhülle 124 um die exponierte Spitze 122 der aktiven Elektrode 24.
Wenn ausreichend Leistung an dem Elektrodenaufbau 20 angelegt wird, bildet sich eine Dampftasche 126 in der Teilhülle 124 über der exponierten Spitze 122 der aktiven Elektrode 24. Indem die an dem Elektrodenaufbau abgegebene Leistung kontrolliert wird, kann man verursachen, dass die Dampftasche 126 pulsiert oder oszilliert. Die Oszillationen der Dampftasche 126, die notwendigerweise die Dampftasche 126 veranlassen, in der Richtung der Längsachse 128 des Elektrodenaufbaus 20 zu expandieren und zu kontrahieren, können extrem stark sein. Unter bestimmten Betriebsbedingungen bildet sich die Dampftasche 126 über der aktiven Elektrodenspitze 122, expandiert dann in Längsrichtung, um die Teilhülle 124 auszufüllen. Wenn sich die Front 130 der Dampftasche aus der Teilhülle 124 expandiert, strömt leitfähige Flüssigkeit hinter die Dampffront 130 ein, wodurch die Dampftasche 126 teilweise kollabiert. Der Zyklus wird dann wiederholt, wobei sich die Dampftasche 126 alternierend expandiert und kollabiert.
Die Oszillationen der Dampftasche 126, kombiniert mit der Teilhülle 126, erzeugen eine physikalische Pumpwirkung, wodurch eine Strömung weg von der aktiven Elektrode in Richtung der Längsachse 128 induziert wird. Die Pumpelektrodenausführungsform kann besonders nützlich sein in Kombination mit dem in 9c gezeigten beweglichen Katheter. Ein Anwender könnte somit einen Pumpelektrodenaufbau benachbart zu einem ausgewählten Gewebe manövrieren und einen Strom aus heißer Flüssigkeit auf dieses ausgewählte Gewebe konzentrieren.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Elektrodenaufbaus 20, einschließlich einer Düse 132, die die Pumpwirkung des elektrischen Ausbaus 120 erhöht. Die Düse 132 wird in der Verwendung zusammen mit einem Elektrodenaufbau 20 gezeigt, der die Hitze des Elektrodenaufbaus 20 verwendet, um den Flüssigkeitsstrom zu steuern. Die Düse 132 kann auch mit einer Pumpelektrode verwendet werden, wie beispielsweise in 11 gezeigt, oder mit einer Elektrode, die die Flüssigkeit unter Verwendung eines magnethydrodynamischen Effektes bewegt.
Die Düse 132 kann verschiedenen strahlähnliche Antriebstechniken verwenden, wie beispielsweise die Strahlrohrtheorie. Die Düse 132 kann eine Venturi-Düse oder eine ähnliche Vorrichtung sein, die dazu dient, den Strom von Flüssigkeit, der durch den Elektrodenaufbau 120 induziert worden ist, zu konzentrieren und zu steuern. Bei der in 12 gezeigten Ausführungsform ist die Düse 12 eine Venturi-Düse mit einem engen Hals 134 und der Elektrodenaufbau 20 wird innerhalb des Halses 134 der Düse angeordnet. Ein Diffusor 136 kann unterhalb des Halses 134 positioniert sein. Wenn Strom in einer ausgewählten Art und Weise an den Elektrodenaufbau 20 angelegt wird, erhitzt sich die Flüssigkeit in dem Ansatz, was einen Flüssigkeitsstrom im Allgemeinen entlang der Längsachse des Elektrodenaufbaus 20 in einer Richtung auf den Diffusor 136 hin induziert.
Die Düse kann besonders nützlich sein in Kombination mit dem in 9c gezeigten beweglichen Katheter. Ein Anwender könnte die Düse und den Elektrodenaufbau 20 benachbart zu einem ausgewählten Gewebe manövrieren und einen Strom aus heißer Flüssigkeit an das ausgewählte Gewebe konzentrieren.
Es ist zu beachten, dass die hierin gezeigte und beschriebene Erfindung auch funktionieren würde, wenn die Polaritäten umgekehrt wären, so dass die aktiven Elektroden Rückelektroden würden und die (früheren) Rückelektroden aktive Elektroden würden.

Claims

Vorrichtung zum Behandeln von Gewebe an einer ausgewählten Operationsstelle, wobei die Vorrichtung eine dehnbare Einrichtung (18; 110), die aus einer Zuführungskonfiguration in eine gedehnte Konfiguration dehnbar ist, einen Stiel (16) mit einem in der dehnbaren Einrichtung angeordneten distalen Ende und einen Elektrodenaufbau (20) mit einer ersten Elektrode (24) an dem distalen Ende des Stieles umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenaufbau wenigstens eine zweite Elektrode (94; 106; 118) auf der dehnbaren Einrichtung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dehnbare Einrichtung ein dehnbarer Käfig (110) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dehnbare Einrichtung eine dehnbare Blase (18) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die erste Elektrode eine aktive Elektrode (24) und die zweite Elektrode eine Rückelektrode (108) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Vielzahl von Rückelektroden (108) auf der dehnbaren Einrichtung angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Rückelektroden unabhängig durch eine Kontrolleinheit der Vorrichtung kontrolliert sind.