Elektrochirurgisches Instrument mit reduzierter ElektrodenflächeElectrosurgical instrument with reduced electrode area
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Instrument und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to an electrosurgical instrument and a method for its production.
Ein elektrochirurgisches Instrument in Form einer hochfrequenzchirurgi- sehen, monopolar angeschlossenen Schlingenelektrode, ist aus der deutschen Auslegeschrift 21 32 808 bekannt und findet häufig als Zusatzeinrichtung für Endoskope Verwendung, um Wucherungen, beispielsweise Magen- und Darmpolypen, abzutragen. Dies geschieht, indem die Wucherungen durch Einziehen der über die Elektrodenzuleitung an eine Strom- quelle angeschlossenen Schlingenelektrode durch Elektrotomie abgetrennt werden.An electrosurgical instrument in the form of a high-frequency surgical, monopolar-connected loop electrode is known from German patent specification 21 32 808 and is often used as an additional device for endoscopes in order to remove growths, for example gastric and intestinal polyps. This is done by separating the growths by pulling in the loop electrode connected to a power source via the electrode lead by means of electrotomy.
Der bekannte Schlingenelektroden-Typ weist zwei Schlingenabschnitte auf, die an der Elektrodenspitze integral ineinander übergehen. Am Bereich der Elektrodenspitze ist eine halbkreisförmige Biegung vorgesehen, die das Aufspreizen der Schlingenabschnitte beim Ausschieben aus dem Tubus sowie das Einziehen in den Tubus gewährleistet.The known loop electrode type has two loop sections which merge integrally into one another at the electrode tip. A semicircular bend is provided at the area of the electrode tip, which ensures that the loop sections are spread open when they are pushed out of the tube and that they are drawn into the tube.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 08 546 ist ein mit Hochfre- quenzenergie betriebenes elektrochirurgisches Instrument bekannt, das zum Schneiden von Strukturen in menschlichen Körperhohlräumen verwendet wird. Dieses Instrument umfasst ein Metallkabel, das aus einem bogenförmigen Betätigungsdraht und einem sich gerade erstreckenden Schneiddraht besteht. An dem Betätigungsdraht ist eine Isolierummantelung vorgesehen, die beim Schneidevorgang verhindert, dass benachbartes Gewebe verletzt oder aus Versehen geschnitten wird.
Im Falle etwa einer Schlingenelektrode reicht zum Erhitzen des Gewebes die von der Energiequelle zur Verfügung gestellte Stromstärke häufig nicht aus, um einen sauberen, blutungsfreien Koagulationsschnitt mit der Schlingenelektrode durchzuführen. Der Abtrennungsvorgang wird vielmehr da- durch abgeschlossen, dass die abzutrennende Wucherung durch das Einziehen der Schlingenelektrode in den Tubus und folglich durch die mit der Verringerung der von der Schlingenelektrode aufgespannten Fläche einhergehende Kneifwirkung der Schlingenabschnitte abgerupft wird. Bei der Verwendung stärkerer Energiequellen sind insofern Grenzen gesetzt, als die erhöhte elektrische Energie unter Umständen bei dem zu behandelnden Patienten zu Unannehmlichkeiten bis hin zu gesundheitlichen Schäden führen kann. Ferner stehen einer Verwendung stärkerer Energiequellen wirtschaftliche Aspekte hinsichtlich der Herstellung des elektrochirurgi- schen Instruments entgegen.From German published patent application 28 08 546, an electrosurgical instrument operated with high-frequency energy is known, which is used for cutting structures in human body cavities. This instrument comprises a metal cable consisting of an arcuate actuation wire and a straight cutting wire. An insulating sheathing is provided on the actuating wire, which prevents adjacent tissue from being injured or accidentally cut during the cutting process. In the case of, for example, a loop electrode, the current strength provided by the energy source is often not sufficient to heat the tissue in order to carry out a clean, bleeding-free coagulation cut with the loop electrode. Rather, the separation process is completed by the growth that is to be separated being plucked off by pulling the loop electrode into the tube and consequently by the pinching effect of the loop sections associated with the reduction in the area spanned by the loop electrode. There are limits to the use of stronger energy sources insofar as the increased electrical energy can possibly lead to inconvenience or even health damage for the patient to be treated. Furthermore, the use of stronger energy sources stands in the way of economic aspects with regard to the manufacture of the electrosurgical instrument.
Schiingenelektroden, die zur Minderung der effektiv wirksamen Elektrodenfläche in Teilbereichen mit einem Isoliermantel versehen sind, sind aus den US-Patenten 5 31 8 564 und 5 078 71 6 bekannt. Schiingenelektroden dieser Art begrenzen die Elektrodenfläche, so dass einerseits mit verringer- ter Stromstärke oder Spannung gearbeitet werden kann und andererseits die Gefahr, dass Gewebe unbeabsichtigt verletzt wird, vermindert wird.Loop electrodes, which are provided with an insulating jacket to reduce the effective electrode area in some areas, are known from US Pat. Nos. 5,318,564 and 5,078,716. Loop electrodes of this type limit the electrode area, so that on the one hand it is possible to work with a reduced current or voltage and on the other hand the risk of tissue being inadvertently injured is reduced.
Aus dem deutschem Gebrauchsmuster DE 94 90 477 U 1 (W096/1 9739) ist eine stabförmige elektrochirurgische Elektrode bekannt, die bis auf ihre Elektrodenspitze mit einem sowohl elektrisch als auch thermisch isolierenden Material, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik, ummantelt ist. Die elektrische Isolierung mindert die Gefahr unbeabsichtigter Verletzungen, und auf Grund der thermischen Isolationseigenschaften mindert sich die Verkrustungsneigung der Elektrode bei der elektrochirurgischen Koagu- lation des Gewebes. Die Ummantelung ist im Bereich der Spitze zusätzlich mit Öffnungen versehen, die die leitende Oberfläche der Elektrode freilegen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektrochirurgisches Instrument anzugeben, das sowohl hinsichtlich seiner Koagulationseigenschaften als auch hinsichtlich seiner Gewebeschneideigenschaften mit verringerter elektrischer Energie auskommt.A rod-shaped electrosurgical electrode is known from German utility model DE 94 90 477 U 1 (W096 / 1 9739), which, apart from its electrode tip, is coated with a material that is both electrically and thermally insulating, for example made of plastic or ceramic. Electrical insulation reduces the risk of unintentional injuries, and the thermal insulation properties reduce the tendency of the electrode to crust when the tissue is electrosurgically coagulated. The sheath is additionally provided with openings in the area of the tip, which expose the conductive surface of the electrode. It is an object of the invention to provide an electrosurgical instrument which manages with reduced electrical energy both in terms of its coagulation properties and in terms of its tissue cutting properties.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem elektrochirurgi- schen Instrument aus, welches eine mit einem patientennahen Ende einer Elektrodenzuleitung verbundenen Elektrode mit einem elektrisch leitenden Elektrodenkern aus Metall sowie eine Isolierummantelung umfasst, die die elektrochirurgisch nutzbare Oberfläche des Elektrodenkerns partiell abdeckt und aus einem Material besteht, dessen elektrische Leitfähigkeit ein Vielfaches geringer ist als die elektrische Leitfähigkeit des Elektrodenkernes.To achieve this object, the invention is based on an electrosurgical instrument which comprises an electrode connected to an end of an electrode lead near the patient with an electrically conductive electrode core made of metal and an insulating jacket which partially covers the surface of the electrode core that can be used electrosurgery and is made of a material exists, the electrical conductivity of which is many times lower than the electrical conductivity of the electrode core.
Die erfindungsgemäße Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierummantelung zumindest in einem Teilbereich der elektrochirurgisch nutzbaren Oberfläche des Elektrodenkerns eine Vielzahl die Isolierummantelung vollständig durchdringende MikroÖffnungen enthält.The improvement according to the invention is characterized in that the insulating sheath contains at least in a partial area of the surface of the electrode core that can be used electrosurgically, a multiplicity of micro-openings completely penetrating the insulating sheath.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass für die Koagulation des Gewebes einerseits und das Schneiden des Gewebes andererseits unterschiedliche Hochfrequenzspannungen bzw. Ströme an dem die Elektrode des Instruments speisenden Hochfrequenzgenerator eingestellt werden. Für die Koagulation ist in aller Regel eine niedrigere elektrische Leistung erforderlich, da die Koagulationswirkung auf Grund der Gewebeerwärmung zustande kommt. Zum Schneiden des Gewebes wird die Hochfrequenzleistung so weit erhöht, dass die Elektrode einen Plasmalichtbogen zum Gewebe hin erzeugt. Bei den zur Koagulation erforderlichen niedrigen Hochfrequenzströmen genügt im Einzelfall auch die kapazitive Kopplung der Elektrode zum Gewebe, um einen hinreichend großen hochfrequenten Koagulationsstrom aufrechtzuerhalten, selbst wenn die Leitfähigkeit der Isolierummantelung sehr gering sein sollte. Andererseits sorgen die Mikro- öffnungen für nicht isolierte Bereiche in der Isolierummantelung, die beim
hochfrequenten Plasmaschneiden des Gewebes Plasmakanäle bilden, in welchen ein Lichtbogen brennen kann. Da es sich um MikroÖffnungen handelt, ist die effektiv wirksame Elektrodenfläche relativ gering und die elektrische Hochfrequenzleistung wird auf die Gesamtquerschnittfläche der MikroÖffnungen konzentriert. Das Gewebe kann deshalb mit vergleichsweise geringer Hochfrequenzleistung geschnitten werden. Es versteht sich, dass die Mikroperforation der Isolierummantelung auch die Koagulationswirkung der Elektrode verbessert, wobei zweckmäßigerweise zumindest der die MikroÖffnungen enthaltende Teil der Isolierummantelung zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit seines als elektrischer Isolator wirkenden, beispielsweise aus Kunststoff oder Keramik bestehenden Basismaterials elektrisch leitende Partikel, zum Beispiel Kohlenstoffpartikel (Ruß) oder Metallpartikel (Metallpulver) enthalten kann. Eine solche Elektrode sorgt sowohl bei Koagulationsbetrieb als auch bei Schneidbetrieb für einen hinrei- chenden Hochfrequenzstromfluss.The invention is based on the consideration that different high-frequency voltages or currents are set on the high-frequency generator feeding the electrode of the instrument for the coagulation of the tissue on the one hand and the cutting of the tissue on the other hand. A lower electrical power is generally required for the coagulation, since the coagulation effect occurs due to the heating of the tissue. To cut the tissue, the high-frequency power is increased to such an extent that the electrode generates a plasma arc towards the tissue. With the low high-frequency currents required for coagulation, the capacitive coupling of the electrode to the tissue is sufficient in individual cases to maintain a sufficiently high high-frequency coagulation current, even if the conductivity of the insulating jacket should be very low. On the other hand, the micro-openings provide non-insulated areas in the insulating jacket that are used in the high-frequency plasma cutting of the tissue form plasma channels in which an arc can burn. Since these are micro-openings, the effective electrode area is relatively small and the high-frequency electrical power is concentrated on the total cross-sectional area of the micro-openings. The tissue can therefore be cut with comparatively low radio frequency power. It goes without saying that the microperforation of the insulating jacket also improves the coagulation effect of the electrode, expediently at least the part of the insulating jacket containing the micro-openings in order to increase the electrical conductivity of its base material acting as an electrical insulator, for example made of plastic or ceramic, electrically conductive particles, for example Can contain carbon particles (soot) or metal particles (metal powder). Such an electrode ensures a sufficient high-frequency current flow both in coagulation mode and in cutting mode.
Bevorzugt ist .in dem die MikroÖffnungen aufweisenden Bereich der Elektrode die Elektrodenoberfläche durch die Isolierummantelung um ca. 50 % bis ca. 99 %, bevorzugt um ca. 70 % bis 99 % reduziert. Die Weite der Öffnungen, entsprechend dem mittleren Durchmesser, wenn die Öffnungen etwa gleich breit wie lang sind bzw. die Breite langgestreckter spaltförmi- ger Öffnungen, kann 0,005 bis 1 mm, vorzugsweise 0,01 bis 0,5 mm betragen, oder das 0,01 bis 50fache, bevorzugt das 1 , 1 bis 10fache, besonders bevorzugt das 0,5 bis 2fache der mittleren Dicke der Isolier- ummantelung. Die Schichtdicke der Isolierummantelung beträgt bevorzugt 0,02 bis 0,3 mm, besonders bevorzugt 0,05 bis 0, 1 2 mm.In the region of the electrode having the micro-openings, the electrode surface is preferably reduced by approximately 50% to approximately 99%, preferably by approximately 70% to 99%, by the insulating jacket. The width of the openings, corresponding to the average diameter, if the openings are approximately the same width as long or the width of elongated gap-shaped openings, can be 0.005 to 1 mm, preferably 0.01 to 0.5 mm, or the 0, 01 to 50 times, preferably 1, 1 to 10 times, particularly preferably 0.5 to 2 times the average thickness of the insulating jacket. The layer thickness of the insulating jacket is preferably 0.02 to 0.3 mm, particularly preferably 0.05 to 0.1 2 mm.
Die MikroÖffnungen in der Isolierummantelung können auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. So kann man etwa die Isoliermaterialschicht zunächst geschlossenflächig auftragen und die Öffnungen in präzise vorbestimmter Form nachträglich einbringen, insbesondere mechanisch oder durch Strahleneinwirkung, etwa mittels eines Lasers. Auch fotolithogra-
fische Techniken kommen in Betracht. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Öffnungen besteht darin, dass auf den Elektrodenkern hintereinander Ringe aus Isoliermaterial aufgesetzt werden, so dass zwischen den Ringen Spalte verbleiben, welche dann die die wirksame Elektroden- fläche freilassenden Öffnungen bilden. Um einen guten Festsitz dieser Ringe auf dem Elektrodenkern zu gewährleisten, können die Ringe aus wärmeschrumpffähigen Material gebildet sein, die nach dem Aufsetzen auf den Elektrodenkern geschrumpft sind.The micro-openings in the insulating jacket can be made in different ways. For example, the insulating material layer can first be applied to the closed surface and the openings subsequently made in a precisely predetermined form, in particular mechanically or by exposure to radiation, for example by means of a laser. Also photolithographic Fish techniques come into consideration. A further possibility for producing the openings is that rings of insulating material are placed one behind the other on the electrode core, so that gaps remain between the rings, which then form the openings which leave the effective electrode surface open. In order to ensure a tight fit of these rings on the electrode core, the rings can be formed from heat-shrinkable material, which have shrunk after being placed on the electrode core.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Elektrodenkern zunächst geschlossenflächig mit aushärtendem oder härtbarem Isoliermaterial zu beschichten und dann die Elektroden so zu verformen, dass die Isolierummantelung zur Bildung der MikroÖffnungen Risse bekommt. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich.It is also possible to first coat the electrode core with hardening or hardenable insulating material on the closed surface and then to deform the electrodes in such a way that the insulating sheath cracks to form the micro-openings. This process is particularly economical.
Die Isolierummantelung kann auf den Elektrodenkern gespritzt, gesputtert, lackiert, extrudiert oder durch Tauchen aufgetragen sein. Es besteht auch die Möglichkeit, die MikroÖffnungen durch Aufsprühen oder Aufsputtern von Tröpfchen eine nicht geschlossene Isoliermaterialschicht zu bilden, was den Arbeitsaufwand bei der Herstellung sehr gering hält.The insulating jacket can be sprayed, sputtered, painted, extruded or applied by dipping on the electrode core. There is also the possibility of forming the micro-openings by spraying or sputtering on droplets of a non-closed layer of insulating material, which keeps the manufacturing effort very low.
Die Isolierummantelung kann aus Lacken, Polyamiden, Polyimiden oder einem Fluorkunststoff gebildet sein, insbesondere aus FEP, ETFE, ETCFE, PCTFE, PEEK, PTFE, bevorzugt MFA, PFA, FEP oder einem Gemisch aus zumindest zwei dieser Materialien. Zweckmäßigerweise können auch elektrisch leitende Partikel, wie zum Beispiel Ruß oder Metallpulver, zur Erhöhung der Leitfähigkeit beigemischt sein.The insulating jacket can be formed from lacquers, polyamides, polyimides or a fluoroplastic, in particular from FEP, ETFE, ETCFE, PCTFE, PEEK, PTFE, preferably MFA, PFA, FEP or a mixture of at least two of these materials. Expediently, electrically conductive particles, such as carbon black or metal powder, can also be mixed in to increase the conductivity.
Die erfindungsgemäße Elektrodenkonfiguration ist für eine Vielzahl von Elektrodenformen geeignet, einschließlich der oben genannten Schiingenelektroden, wobei aber auch massive Elektrodenkörper möglich sind, insbesondere Kugeln mit einem Durchmesser von zum Beispiel 1 bis 5 mm
oder messerartige Körper mit bevorzugt einer Länge von 1 bis 1 5 mm (skalpellähnliche Instrumente), oder langgestreckte, etwa stabförmige Körper, oder auch abgeflachte, etwa am Umfang abgerundete Körper.The electrode configuration according to the invention is suitable for a large number of electrode shapes, including the loop electrodes mentioned above, but solid electrode bodies are also possible, in particular balls with a diameter of, for example, 1 to 5 mm or knife-like bodies, preferably with a length of 1 to 15 mm (scalpel-like instruments), or elongated, approximately rod-shaped bodies, or also flattened bodies, approximately rounded at the periphery.
Die Elektrode kann auch in ein zangenartig aufeinander zu bewegbares Elektrodenpaar aufgeteilt sein.The electrode can also be divided into a pair of electrodes that can be moved towards one another in the manner of pliers.
Das Instrument kann zu äußerlichen Anwendung dienen, wobei dann die Elektrode über einen isolierend ummantelten langgestreckten Hals mit einem isolierenden Griffteil verbunden sein kann, oder auch zur endoskopi- schen Anwendung, wobei der ummantelte Hals als starrer oder biegsamer Stab ausgeführt sein kann. Die bevorzugte Anwendung liegt bei monopolar zu betreibenden Elektroden, bei denen die Elektrode den einen Pol bildet und der Körper des Patienten den anderen. Der Elektrodenkern kann auch zum bipolaren Betrieb in zwei oder mehrere unterschiedlich gepolte Abschnitte unterteilt sein.The instrument can be used for external use, in which case the electrode can be connected to an insulating grip part via an insulating, elongated neck, or for endoscopic use, in which case the covered neck can be designed as a rigid or flexible rod. The preferred application is in monopolar electrodes, in which the electrode forms one pole and the patient's body the other. The electrode core can also be divided into two or more differently polarized sections for bipolar operation.
Allgemein gilt, dass die Koagulationseigenschaften, insbesondere aber die Schneideigenschaften sich um so mehr verbessern lassen, je größer die von der Isolierummantelung bedeckte Fläche ist, d.h. je größer das elektrochir- urgische Instrument ist.In general, the coagulation properties, but especially the cutting properties, can be improved the greater the area covered by the insulating jacket, i.e. the larger the electro-surgical instrument is.
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung sind der Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen entnehmbar, in denen zeigen:Further advantages, features and properties of the invention can be found in the description of preferred embodiments according to the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine Querschnittsansicht, dieden Schlingenelektroden-seitigenFigure 1 is a cross-sectional view of the loop electrode side
Bereich eines erfindungsgemäßeή elektrochirurgischen Instruments schematisch darstellt, mit im Wesentlichen kreisförmi- gen Öffnungen in der Isolierung;Schematically represents the area of an electrosurgical instrument according to the invention, with essentially circular openings in the insulation;
Figur 2 eine Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie li-ll nach Figur 1 ;Figure 2 is a cross-sectional view according to section line II-II of Figure 1;
Figur 3 schematisch eine Bauvariante des Instruments von Figur 1 ;
Figur 4 eine Ansicht ähnlich Figur 1 , bei der jedoch die Isolierungsöffnungen durch Risse gebildet sind;Figure 3 shows schematically a variant of the instrument of Figure 1; Figure 4 is a view similar to Figure 1, but in which the insulation openings are formed by cracks;
Figur 5 ein Instrument ähnlich Figur 1 , jedoch mit ringspaltförmigenFigure 5 shows an instrument similar to Figure 1, but with annular gap
Öffnungen in der Isolierung; Figur 6 eine Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie Vl-Vl in Figur 5;Openings in the insulation; Figure 6 is a cross-sectional view according to section line VI-VI in Figure 5;
Figur 7 eine Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie Vll-Vll in Figur 5;FIG. 7 shows a cross-sectional view along section line VII-VII in FIG. 5;
Figur 8 eine Ansicht eines kugelförmigen Elektrodenkopfs eines elektrochirurgischen Instrument nach einer weiteren Ausführung;FIG. 8 shows a view of a spherical electrode head of an electrosurgical instrument according to a further embodiment;
Figur 9 eine Ansicht eines messerartigen Elektrodenkopfs eines elek- trochirurgischen Instruments nach einer noch weiteren Ausführung;FIG. 9 shows a view of a knife-like electrode head of an electrosurgical instrument according to yet another embodiment;
Figur 10a eine Seitenansicht eines zangenartigen Elektrodenkopfs eines elektrochirurgischen Instruments nach einer noch weiteren Ausführung und Figur 1 0b eine Ansicht gemäß Pfeil X in Figur 1 0a.10a shows a side view of a forceps-like electrode head of an electrosurgical instrument according to yet another embodiment, and FIG. 10b shows a view according to arrow X in FIG. 10a.
Der in Fig. 1 gezeigte Teil eines elektrochirurgischen Instruments 1 umfasst einen flexiblen und außen isolierenden Tubus 3, der aus Poly-Tetra-Fluor- Äthylen hergestellt ist. Der Tubus 3 kann auch aus einem starren Isolierma- terial gefertigt sein. In dem flexiblen Tubus 3 ist eine flexible Elektrodenzuleitung 5 verschiebbar geführt, die an ihrem patientenfernen Ende mit einer Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) gekoppelt sowie an eine Energiequelle (nicht dargestellt) elektrisch angeschlossen ist. Die Elektrodenzuleitung 5 kann ebenfalls starr ausgeführt sein.The part of an electrosurgical instrument 1 shown in FIG. 1 comprises a flexible and externally insulating tube 3, which is made of poly-tetra-fluoro-ethylene. The tube 3 can also be made from a rigid insulating material. In the flexible tube 3, a flexible electrode lead 5 is slidably guided, which is coupled at its end remote from the patient to an actuating device (not shown) and is electrically connected to an energy source (not shown). The electrode lead 5 can also be rigid.
Das patientennahe Ende 6 der Elektrodenzuleitung 5 trägt eine zur Tubusachse symmetrische Schlingenelektrode 7 mit zwei sich zwischen dem patientenfernen Ende 6 der Schlingenelektrode 7 und einer der Elektrodenzuleitung 5 fernen Elektrodenspitze erstreckenden Schlingenabschnitten 9 und 1 1 . Über die nicht dargestellte Betätigungseinrichtung und der mit letzterer gekoppelten Elektrodenzuleitung 5 ist die Schlingenelektrode 7 derart relativ zum Tubus 3 verschiebbar, dass sich deren Schlingenab-
schnitte 9, 1 1 zum Umgreifen der zu entfernenden Wucherung des zu behandelnden Patienten (nicht dargestellt) federnd aufspreizen, sobald sie aus dem Tubus 3 ausgeschoben sind, und sie zur Vornahme des Koagulationsvorganges vollständig in den Tubus 3 einziehbar sind.The end 6 of the electrode lead 5 near the patient carries a loop electrode 7 symmetrical to the tube axis, with two loop sections 9 and 11 extending between the end 6 of the loop electrode 7 remote from the patient and an electrode tip remote from the electrode lead 5. The loop electrode 7 can be displaced relative to the tube 3 by means of the actuating device (not shown) and the electrode feed line 5 coupled to the latter so that its loop line sections 9, 1 1 to grasp the growth to be removed of the patient to be treated (not shown) resiliently spread as soon as they are pushed out of the tube 3, and they are completely retractable into the tube 3 to carry out the coagulation process.
Im ausgeschobenen Zustand kann die Schlingenelektrode 7 neben der in Figur 1 gezeigten Form andere Schlingenformen annehmen. Insbesondere sind eine hexagonale Schlingenform (nicht dargestellt) oder eine zur Längsachse des patientennahen Teils der Elektrodenzuleitung 5 abgewinkelte Schlingenform (nicht dargestellt) zu nennen, die im Schneiden von schwer zugänglichen Wucherungen ihre vorteilhafte Verwendung findet.In the extended state, the loop electrode 7 can assume other loop shapes in addition to the shape shown in FIG. In particular, a hexagonal loop shape (not shown) or a loop shape (not shown) angled to the longitudinal axis of the part of the electrode lead 5 near the patient, which is used advantageously in the cutting of difficult-to-reach growths.
Die Schlingenabschnitte 9, 1 1 spannen eine plane Schiingenebene auf, wobei die Längsachse des patientennahen Teils der Elektrodenzuleitung 5 in der Schiingenebene liegt. Die Lage der Schiingenebene ändert sich gegenüber dem patientennahen Teil der Elektrodenzuleitung 5 beim Einziehen der Schlingenabschnitte 9, 1 1 im Wesentlichen nicht.The loop sections 9, 11 span a flat loop plane, the longitudinal axis of the part of the electrode lead 5 near the patient lying in the loop plane. The position of the loop plane does not essentially change with respect to the part of the electrode lead 5 near the patient when the loop sections 9, 11 are drawn in.
Die Schlingenabschnitte 9, 1 1 sind am patientenfernen Ende 6 der Elek- trodenzuleitung 5 mittels einer Metallmuffe 13 an letztere befestigt und elektrisch gekoppelt. Bei der Ausführungsform der Schlingenelektrode 7 gemäß Fig. 1 gehen die patientennahen Enden der Schlingenabschnitten 9, 1 1 integral ineinander über.The loop sections 9, 11 are attached to the end 6 of the electrode lead 5 remote from the patient by means of a metal sleeve 13 and electrically coupled to the latter. In the embodiment of the loop electrode 7 according to FIG. 1, the patient-oriented ends of the loop sections 9, 11 merge integrally into one another.
Der Aufbau der Schlingenabschnitte 9, 1 1 wird anhand der Figuren 2 und 3 deutlich. Die Schlingenelektrode 7 ist durch ein den elektrischen Strom führendes Drahtseil 1 5 gebildet, das einen ( 1 x4)-Litzenaufbau besitzt. Andere Litzenaufbauten (1 x7, 3x7, 1 x9) können ebenfalls herangezogen werden. Das Drahtseil 1 5 ist bis auf eine wirksame Elektrodenfläche 1 7 vollständig von einer Isolierummantelung 1 9 (siehe Fig. 2) umgeben.
Bei der Schlingenelektrode 7 gemäß Figur 1 ist die wirksame Elektrodenfläche, das sind die nach außen freiliegenden Flächenabschnitte 1 7 des Drahtseils 1 5, durch eine Vielzahl über die Schlinge 7 verteilter durchgehender MikroÖffnungen 23 in der Isolierummantelung 19 begrenzt. Die Öff- nungen 23 sind hier, zumindest im Mittelwert, etwa genauso breit wie lang. Die Verteilungsdichte der Öffnungen 23 kann über die gesamte Schlinge 7 gleichmäßig sein oder kann am eigentlichen Schneidbereich der Schlinge, nämlich der Spitze 21 , dichter sein als an den verbleibenden Schlingenabschnitten 9 und 1 1 . Die Öffnungen können auch nur im Bereich der Spitze 21 und/oder vorwiegend an der Schlingeninnenseite vorgesehen sein, während an den restlichen Schiingenbereichen die Isolierung vollständig geschlossen bleibt. In den die Öffnungen 23 enthaltenden Schiingenbereich ist die nach außen weisende Oberfläche des Drahts 1 5 durch die Isolierummantelung zwischen den Öffnungen 23 um ca. 50 %, bevor- zugt 70 bis 80 %, reduziert.The structure of the loop sections 9, 1 1 is clear from Figures 2 and 3. The loop electrode 7 is formed by a wire cable 1 5 carrying the electrical current, which has a (1 × 4) strand structure. Other strand structures (1 x7, 3x7, 1 x9) can also be used. The wire rope 1 5 is completely surrounded by an insulating jacket 1 9 (see FIG. 2) except for an effective electrode surface 1 7. In the loop electrode 7 according to FIG. 1, the effective electrode area, that is to say the surface sections 1 7 of the wire rope 1 5 exposed to the outside, is limited by a plurality of continuous micro-openings 23 in the insulating sheath 19 distributed over the loop 7. The openings 23 are here, at least on average, approximately as wide as they are long. The distribution density of the openings 23 can be uniform over the entire loop 7 or can be denser at the actual cutting area of the loop, namely the tip 21, than at the remaining loop sections 9 and 11. The openings can also be provided only in the area of the tip 21 and / or predominantly on the inside of the loop, while the insulation remains completely closed on the remaining loop areas. In the loop area containing the openings 23, the outward-facing surface of the wire 15 is reduced by approximately 50%, preferably 70 to 80%, by the insulating sheath between the openings 23.
Ein Vorteil bei der Verwendung von einem Drahtseil 1 5 mit einem Litzenaufbau zeigt sich hinsichtlich der Verankerung der Isolierummantelung 1 9, insbesondere neben den Öffnungen 23 in der Isolierummantelung 1 9. Die zwischen zwei benachbarten Litzen 25, 27 liegende Rille 29 wird beim Aufbringen des Isoliermaterials auf das Drahtseil 1 5 ausgefüllt. Das Isoliermaterial nimmt die Kontur der Rille 29 und demnach die Form eines spitz zulaufenden Doms an, der mit der Rille 29 des Drahtseils 1 5 verankernd zusammenwirkt. Ein derartiges Verankerungsmittel verhindert, dass die Isolierummantelung 1 9, 23 von der Schlingenelektrode 7 vor allem bei deren Einsatz abrutscht und dadurch diejenige Elektrodenfläche frei gelegt wird, die unter Umständen gesundes Gewebe eines Patienten beeinträchtigen könnten.An advantage when using a wire rope 15 with a strand structure is shown with regard to the anchoring of the insulating sheath 19, in particular next to the openings 23 in the insulating sheath 19. The groove 29 lying between two adjacent strands 25, 27 becomes clear when the insulating material is applied filled in on the wire rope 1 5. The insulating material takes on the contour of the groove 29 and accordingly the shape of a tapered dome, which cooperates with the groove 29 of the wire rope 15 to anchor it. Such an anchoring means prevents the insulating sheath 19, 23 from slipping off the loop electrode 7, especially when it is being used, and thereby exposing the electrode surface which could possibly impair healthy patient tissue.
Die Öffnungen können in Draufsicht, zumindest im Mittelwert, im Wesentlichen genauso lang wie breit sein, zum Beispiel etwa kreisförmig oder polygonal, oder sie können auch langgestreckt sein, mit einem mittleren
Öffnungsdurchmesser bzw. mittleren Spaltbreite von 0,005 bis 0,5 mm. Die Schichtdicke der Isolierummantelung auf den Drähten 1 5 außerhalb der Rille 29 beträgt ca. 0,02 bis 0,3 mm. Die Isolierummantelung kann aus Kunststoff aufgespritzt sein, gegebenenfalls anschließend wärmebehandelt (gesintert) bei einer Temperatur von 300 bis 400 °C, insbesondere im Falle von PTFE, oder auch durch Tauchbehandlung. Bei nicht flächendeckendem Spritzen bilden die verbleibenden Lücken die Öffnungen 23. Bei flächendeckendem Auftrag der Isolierummantelung sind die Öffnungen nachträglich mechanisch oder mittels eines Lasers eingearbeitet. Bevorzugtes Isoliermaterial sind Fluorkunststoffe, wie FEP, PFA (welches besonders gut spritzfähig und hochklebrig ist), oder PEEK, Polyimide und andere.In plan view, at least on average, the openings can be substantially as long as they are wide, for example approximately circular or polygonal, or they can also be elongated, with a middle one Opening diameter or average gap width from 0.005 to 0.5 mm. The layer thickness of the insulating sheath on the wires 1 5 outside the groove 29 is approximately 0.02 to 0.3 mm. The insulating jacket can be sprayed on from plastic, optionally subsequently heat-treated (sintered) at a temperature of 300 to 400 ° C., in particular in the case of PTFE, or also by immersion treatment. In the case of non-area-wide spraying, the remaining gaps form the openings 23. When the insulation sheathing is applied area-wide, the openings are subsequently machined in mechanically or by means of a laser. Preferred insulating materials are fluoroplastics, such as FEP, PFA (which is particularly easy to spray and highly sticky), or PEEK, polyimides and others.
Die Isolierummantelung kann aus einem elektrisch im Wesentlichen vollständig isolierenden Material hergestellt sein, so dass bei niedrigen Hoch- frequenzströmen der kapazitive Anteil des durch die Elektrode gebildeten Belastungswiderstands eine bemerkenswerte Größe erreicht, wenn auch, je nach der Größe der MikroÖffnungen der über die in den MikroÖffnungen freiliegende Elektrodenfläche fließende Hochfrequenzstrom zur Koagulationswirkung beiträgt. Beim Plasmaschneiden des Gewebes sorgt die auf die Gesamtfläche der MikroÖffnungen verringerte, effektiv wirksame Elektrodenfläche dafür, dass auch bei vergleichsweise niedriger Hochfrequenzleistung des Generators sich in den MikroÖffnungen Plasmalichtbögen ausbilden können. Die Elektrode eignet sich damit gleichermaßen für die Koagulation als auch für das Plasmaschneiden von Gewebe.The insulating sheath can be made of an electrically essentially completely insulating material, so that at low high-frequency currents the capacitive portion of the load resistance formed by the electrode reaches a remarkable size, albeit depending on the size of the micro-openings or that in the micro-openings exposed electrode surface flowing high frequency current contributes to the coagulation effect. When plasma cutting the tissue, the effective electrode area reduced to the total area of the micro-openings ensures that even with a comparatively low high-frequency power of the generator, plasma arcs can form in the micro-openings. The electrode is therefore equally suitable for coagulation as well as for plasma cutting of tissue.
Um die elektrische Leitfähigkeit der Isolierummantelung zu erhöhen, kann dem normalerweise elektrisch isolierenden Basismaterial der Isolierummantelung elektrisch leitendes Partikel- bzw. Pulvermaterial, beispielsweise Rußpulver oder Metallpulver, zugesetzt sein. Die elektrische Leitfähigkeit der Isolierummantelung ist jedoch in jedem Fall deutlich, zum Beispiel um ein Vielfaches geringer als die elektrische Leitfähigkeit der aus Metall bestehenden Elektrodenkomponenten.
Figur 3 zeigt eine Bauvariante nach Art eines Papillotoms, bei der ein Elektrodendraht 7a zwischen dem freien Ende eines an einem Tubus oder freiem Griff 3a gehaltenen Bogens 31 gespannt ist.In order to increase the electrical conductivity of the insulating jacket, electrically conductive particle or powder material, for example carbon black powder or metal powder, can be added to the normally electrically insulating base material of the insulating jacket. However, the electrical conductivity of the insulating jacket is clear in every case, for example many times lower than the electrical conductivity of the electrode components made of metal. FIG. 3 shows a construction variant in the manner of a papillotome, in which an electrode wire 7a is stretched between the free end of an arc 31 held on a tube or free handle 3a.
Figur 4 zeigt die Spitze 25 einer Schlingenelektrode ähnlich der Figur 1 , jedoch in einer Variante, bei der der Draht 1 5 vor seiner Verformung mit einem härtbaren Kunststoff oder Lack flächig dicht isolierend beschichtet ist. Nach dem Aushärten der Isolierummantelung wird der Draht 1 5 verformt, etwa gebogen und gestreckt, wobei in der relativ harten Isolierum- mantelung MikroÖffnungen in Form von Sprüngen 23' entstehen, welche dann die wirksame Elektrodenfläche definieren. Die Biege- bzw. Verformungsrichtung zur Herstellung der Sprünge 23' kann mit der Verformungsrichtung zum Erhalt der betriebsfertigen Elektrodenschlinge übereinstimmen, kann aber auch anders sein, wodurch sich die Richtung und Orientie- rung der Sprünge 23' - zur Schlingeninnenseite bzw. -außenseite hin - steuern zu können, etwa so, dass die Sprünge zumindest überwiegend an der Schlingeninnenseite zu liegen kommen.FIG. 4 shows the tip 25 of a loop electrode similar to that of FIG. 1, but in a variant in which the wire 15 is coated with a hardenable plastic or lacquer in a densely insulating manner before it is deformed. After the insulating sheath has hardened, the wire 15 is deformed, for example bent and stretched, micro-openings in the form of jumps 23 'being formed in the relatively hard insulating sheath, which then define the effective electrode area. The direction of bending or deformation for producing the jumps 23 'can coincide with the direction of deformation for obtaining the ready-to-use electrode loop, but can also be different, as a result of which the direction and orientation of the jumps 23' - towards the inside or outside of the loop - to be able to control, such that the jumps are at least predominantly on the inside of the loop.
Figur 5 zeigt ein ähnliches Instrument wie Figur 1 , wobei jedoch die Isolie- rummantelung 1 9 aus einer Vielzahl hintereinander auf das Drahtseil gesteckter und anschließend wärmegeschrumpfter Schrumpfschlauchabschnitte 1 9" gebildet ist. Zwischen den Enden einander benachbarter Schrumpfschlauchabschnitte 1 9", 1 9" verbleiben MikroÖffnungen in Form von Spalten 23", in denen der Draht 1 5 freiliegt, so dass die Spalte 23" die wirksamen Elektrodenflächen definieren (vgl. Figur 7). Die Spaltdichte kann über die Schlingenlänge konstant sein oder kann auch veränderlich sein, insbesondere im Bereich der Spitze 21 dichter als an den restlichen Schlingenabschnitten 9, 1 1 . Im übrigen entspricht der Aufbau dieser Elektrode der Elektrode von Figur 1 , so dass insofern auf die zugehörige Beschrei- bung verwiesen wird.
Figur 8 zeigt ein starres elektrochirurgisches Instrument mit einer kugelförmigen Elektrode 41 , die am freien Ende eines isolierten stabförmigen Halses 43 befestigt ist. Der Hals 43 ist an einem Handgriff 45 befestigt. Die Elektrodenzuleitung 5 führt vom Hinterende des Griffs weg. Die Elektrode 41 hat einen Durchmesser von etwa 1 bis 5 mm und dient etwa zum Blutstillen, veröden von Gewebe, Entfernen von Warzen etc. Die Isolierummantelung der Kugel und die MikroÖffnungen 23 darin entsprechen der Ausführung von Figur 1 . Auf die zugehörige Beschreibung wird verwiesen.FIG. 5 shows an instrument similar to FIG. 1, but the insulating sheath 19 is formed from a large number of heat-shrinkable tube sections 19 ", one behind the other and then heat-shrunk, between the ends of one another Micro-openings in the form of columns 23 "in which the wire 15 is exposed, so that the column 23" defines the effective electrode areas (cf. FIG. 7). The gap density can be constant over the loop length or can also be variable, in particular in the area the tip 21 is denser than on the remaining loop sections 9, 11. The structure of this electrode also corresponds to the electrode of FIG. 1, so that reference is made to the associated description. FIG. 8 shows a rigid electrosurgical instrument with a spherical electrode 41 which is attached to the free end of an insulated rod-shaped neck 43. The neck 43 is attached to a handle 45. The electrode lead 5 leads away from the rear end of the handle. The electrode 41 has a diameter of approximately 1 to 5 mm and is used for hemostasis, desolation of tissue, removal of warts etc. The insulating sheath of the ball and the micro-openings 23 therein correspond to the embodiment in FIG. 1. Reference is made to the associated description.
Figur 9 zeigt ein ähnliches Instrument wie Figur 8, jedoch mit einer messer- oder skalpellartigen Elektrode 41 ' einer Länge von 1 bis 1 5 mm. Der Hals 43, der Griff 45 und die Elektrodenzuleitung 5 entsprechen Figur 8.FIG. 9 shows an instrument similar to FIG. 8, but with a knife-like or scalpel-like electrode 41 'with a length of 1 to 15 mm. The neck 43, the handle 45 and the electrode lead 5 correspond to FIG. 8.
Je nach Anwendungsfall kommen noch andere Elektrodenformen in Frage. etwa löffeiförmige, stangenförmige oder starre ringförmige Elektroden.Depending on the application, other electrode shapes are also possible. such as spoon-shaped, rod-shaped or rigid ring-shaped electrodes.
Die Figuren 10a und 10b zeigen ein zangenartiges elektrochirurgisches Instrument, dessen Elektrode 51 in zwei federnd voneinander weg gespannte, endseitig flächig vergrößerte Elektrodenzangen 53, 55 aufgeteilt ist. Hierbei können beide Zangen 53, 55 zum monopolaren Betrieb elektrisch miteinander verbunden sein, oder zum bipolaren Betrieb elektrisch getrennt. Der Griff und die Elektrodenzuführung entsprechen Figur 8.
FIGS. 10a and 10b show a forceps-like electrosurgical instrument, the electrode 51 of which is divided into two electrode tongs 53, 55 which are resiliently tensioned away from one another and enlarged at the end. In this case, the two pliers 53, 55 can be electrically connected to one another for monopolar operation, or electrically separated for bipolar operation. The handle and the electrode feed correspond to Figure 8.