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Die Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Instrument zum Einführen in ein Körperlumen und/oder interstitiell in Körpergewebe in einer Einführrichtung zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrochirurgischen Instrumentes.
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Elektrochirurgische Instrumente sind im Stand der Technik bekannt und können auch als Applikatoren oder Sonden bezeichnet werden und werden meist entlang einer Einführrichtung in ein Körperlumen und/oder interstitiell in Körpergewebe eingeführt. Als Einführrichtung wird dabei eine Richtung verstanden, entlang derer ein elektrochirurgisches Instrument in ein Körperlumen oder in ein Körpergewebe eingeführt wird. Aufgrund anatomischer Gegebenheiten und da ein elektrochirurgisches Instrument biegeweich ausgestaltet sein kann, ist die Einführrichtung nicht notwendigerweise eine ideale Gerade. Als Einführrichtung wird daher die Vorschubrichtung, in der ein elektrochirurgisches Instrument im Wesentlichen vorangeschoben wird, betrachtet. Die Einführrichtung entspricht daher auch im Wesentlichen einer Längsachse des elektrochirurgischen Instruments.
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Elektrochirurgische Instrumente dienen dazu, hochfrequenten elektrischen Strom an umgebendes Gewebe abzugeben und werden auch als Koagulations- bzw. Ablationsinstrumente bezeichnet. Monopolare elektrochirurgische Instrumente benötigen nur eine Elektrode. Bei der Anwendung wirkt diese eine Elektrode mit einer großflächigen Rückleit- oder Neutralelektrode zusammen, die ebenfalls mit dem Körper eines Patienten in Verbindung steht. Für eine bipolare Applikation sind elektrochirurgische Instrumente mit mindestens zwei Elektroden, vorzugsweise einer distalen und einer proximalen Elektrode, vorgesehen. Solche bipolaren Koagulations- beziehungsweise Ablationsinstrumente können mit einer Hochfrequenz-(HF)-Spannung unterschiedlichen Potenzials (bipolar) beaufschlagt werden, wodurch das die Elektroden umgebende Gewebe soweit erwärmt wird, dass körpereigene Eiweiße denaturieren.
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Andere elektrochirurgische Instrumente weisen anstelle einer oder mehrerer Elektroden eine oder mehrere Antennen auf, über welche elektromagnetische Strahlung, z.B. Mikrowellenstrahlung, an das Körpergewebe angegeben werden kann.
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Elektroden und Antennen werden hier unter dem Begriff Energieabgabeelement zusammengefasst.
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Ein Problem beim Einsatz elektrochirurgischer Instrumente ist jedoch, dass mit zunehmender Erwärmung das Gewebe austrocknet und damit dessen Impedanz ansteigt. Dies kann zu ungewollten Gewebeschädigungen und zu einer Abnahme der Behandlungsqualität führen. Zur Adressierung dieses Problems ist bisher vorgeschlagen worden, beispielsweise das elektrochirurgische Instrument, insbesondere die Elektroden, zu kühlen und/oder den Energieeintrag so zu steuern, dass eine Austrocknung möglichst, beziehungsweise möglichst lange, vermieden werden soll. Eine weitere bekannte Lösung ist, ein leitfähiges Medium aus dem elektrochirurgischen Instrument abzugeben. Auch diese Lösung ist jedoch nachteilig, da die Bereitstellung und Abgabe des leitfähigen Mediums, insbesondere in einer adäquaten Menge und zum adäquaten Zeitpunkt, schwierig ist und eine unangemessene Abgabe von leitfähigem Medium, insbesondere wenn sich dieses stark erwärmt, ebenfalls zu ungewollten Gewebeschädigungen führen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrochirurgisches Instrument und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Instruments anzugeben, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind und/oder einen oder mehrere der genannten Nachteile verringern oder beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrochirurgisches Instrument und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen anzugeben, welche die Abgabe eines leitfähigen Mediums aus einem elektrochirurgischem Instrument verbessern und/oder erleichtern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektrochirurgisches Instrument zum Einführen in ein Körperlumen in einer Einführrichtung zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe, umfassend einen Instrumentenschaft, mindestens ein Energieabgabeelement und mindestens ein Reservoir mit mindestens einer Austrittsöffnung, wobei in dem Reservoir ein leitfähiges Medium und ein expansionsfähiges Medium derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei einer Expansion des expansionsfähigen Mediums das leitfähige Medium durch die mindestens eine Austrittsöffnung aus dem Reservoir austritt.
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Das elektrochirurgische Instrument umfasst einen Instrumentenschaft, der vorzugsweise länglich ausgebildet ist und beispielsweise einen im Wesentlichen zylinderförmigen Außenumfang mit einer Längsachse aufweist. Ferner weist das elektrochirurgische Instrument mindestens ein Energieabgabeelement, beispielsweise eine Elektrode, auf. Vorzugsweise weist ein bipolares elektrochirurgisches Instrument zwei Energieabgabeelemente, beispielsweise zwei Elektroden, auf, die voneinander elektrisch isoliert sind.
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Zur Abgabe eines leitfähigen Mediums weist das elektrochirurgische Instrument ein Reservoir mit mindestens einer Austrittsöffnung auf. Vorzugsweise kann das Reservoir zwei, drei oder mehrere Austrittsöffnungen aufweisen. Wenn im Folgenden Eigenschaften und/oder Vorteile einer Austrittsöffnung beschrieben werden, gelten diese vorzugsweise ebenso für zwei, drei oder mehrere Austrittsöffnungen. Vorzugsweise sind mehrere Austrittsöffnungen gleichmäßig verteilt über den Umfang des Instrumentenschafts angeordnet.
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In diesem Reservoir sind das durch die Austrittsöffnung abzugebende leitfähige Medium angeordnet und ferner ein expansionsfähiges Medium. Unter einem expansionsfähigen Medium wird ein Medium verstanden, welches im Wesentlichen zumindest zwei Zustände aufweist, einen nicht expandierten Zustand und einen expandierten Zustand. In einem Auslieferungszustand und einem Initialbetriebszustand befindet sich das expansionsfähige Medium vorzugsweise im nicht expandierten Zustand. Als Expansion kommt beispielsweise ein Übergang in eine gasförmige Phase in Betracht und/oder ein Aufquellen.
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Der Wechsel vom nicht expandiertem zum expandierten Zustand erfolgt vorzugsweise durch Eintritt einer Expansionsbedingung. Diese kann beispielsweise das Erreichen einer vorbestimmten Temperatur sein. Nach Eintritt der Expansionsbedingung wechselt das expansionsfähige Medium durch Expansion in den expandierten Zustand und bewirkt dadurch den Austritt des leitfähigen Mediums aus der Austrittsöffnung des Reservoirs. Hierzu sind vorzugsweise die in dem Reservoir angeordneten Mengen und Eigenschaften des leitfähigen Mediums und des expansionsfähigen Mediums sowie das Aufnahmevolumen des Reservoirs derart aufeinander abgestimmt, dass die Expansion des expansionsfähigen Mediums dazu führt, dass das leitfähige Medium aus dem Reservoir verdrängt wird und das Reservoir durch die mindestens eine Austrittsöffnung verlassen muss. Die Expansionsbedingung ist vorzugsweise so gewählt, dass sie vor einem kritischen Austrocknungszustand des Gewebes eintritt, sodass das leitfähige Medium aus der Austrittsöffnung austreten und einen befeuchtenden und/oder kühlenden Effekt ausüben kann, bevor eine Austrocknung des Gewebes und ein entsprechender Anstieg der Impedanz eintritt.
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Vorzugsweise sind das leitfähige und das expansionsfähige Medium in dem Reservoir derart angeordnet, dass das leitfähige Medium zwischen dem expansionsfähigen Medium und der Austrittsöffnung angeordnet ist, sodass bei einer Expansion des expansionsfähigen Mediums zunächst im Wesentlichen die gesamte Menge des leitfähigen Mediums durch die Austrittsöffnung aus dem Reservoir ausgetrieben wird, bevor expansionsfähiges Medium aus dem Reservoir austritt.
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Der Vorteil eines solchen elektrochirurgischen Instruments ist, dass keine externe Steuerung der Abgabe von leitfähigem Medium erfolgen muss, sondern bei Eintritt der Expansionsbedingung automatisch leitfähiges Medium abgegeben wird, gleichzeitig jedoch bei Nichteintreten der Expansionsbedingung auch kein leitfähiges Medium abgegeben wird.
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Besonders bevorzugt ist die Ausbildung des elektrochirurgischen Instruments als Einweginstrument, insbesondere als steriles Einweginstrument.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Reservoir ein erstes Teilreservoir zur Aufnahme des leitfähigen Mediums aufweist und ein zweites Teilreservoir zur Aufnahme des expansionsfähigen Mediums.
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In dieser Ausführungsform ist das Reservoir unterteilt in zwei Teilreservoirs, die jeweils eines der beiden Medien aufnehmen. Die Teilreservoirs können dabei durch eine vorzugsweise flexible Membran voneinander getrennt sein. In einer möglichen Ausführung sind das erste und das zweite Teilreservoir über eine Durchtrittsöffnung miteinander verbunden, über die vorzugsweise das expansionsfähige Medium von dem zweiten Teilreservoir in das erste Teilreservoir austritt, wenn es expandiert und auf diese Weise das leitfähige Medium aus dem ersten Teilreservoir durch die Austrittsöffnung austreibt.
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Das erste und das zweite Teilreservoir sind vorzugsweise derart angeordnet, dass die mindestens eine Austrittsöffnung an dem ersten Teilreservoir angeordnet ist.
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Ferner ist bevorzugt, dass das expansionsfähige Medium bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur expandiert, vorzugsweise bei einer Temperatur von ca. 40°C–120°C, besonders bevorzugt von 60°C–100°C, und noch weiter bevorzugt von 80°C–90°C.
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Die Expansionsbedingung des expansionsfähigen Mediums ist vorzugsweise eine vorbestimmte Temperatur, die vorzugsweise auf den Anwendungsbereich derart abgestimmt ist, dass eine kritische Austrocknung des Gewebes verhindert wird, indem rechtzeitig vorher durch Expansion des expansionsfähigen Mediums leitfähiges Medium aus der Austrittsöffnung des Reservoirs ausgetrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Expansion mittels eines durch das expansionsfähige Medium geleiteten Stromflusses ausgelöst werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung und/oder die Durchtrittsöffnung von einem porösen Material gebildet wird bzw. werden. Als poröses Material kommt hier z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE), Keramik, z.B. Zirconiumoxid (ZrO), oder Kapillarröhren, bspw. aus Platin (Pt), in Frage.
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Die Austrittsöffnung und/oder die Durchtrittsöffnung können aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, dass die Austrittsöffnung aus einem Material ausgebildet ist, das den Durchtritt von leitfähigem Medium erlaubt, den Durchtritt von expansionsfähigem Medium jedoch im Wesentlichen sperrt. Ferner kann es bevorzugt sein, dass die Durchtrittsöffnung aus einem Material ausgebildet ist, welches den Durchtritt von expandiertem expansionsfähigem Medium erlaubt, den Durchtritt von nicht expandiertem expansionsfähigen Medium und/oder leitfähigem Medium jedoch im Wesentlichen sperrt.
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Ferner kann es bevorzugt sein, dass die Austrittsöffnung und/oder die Durchtrittsöffnung als Einwegventile ausgebildet sind, bei denen das Medium die Öffnung nur in eine Richtung, nämlich vom Reservoir durch die Austrittsöffnung aus dem elektrochirurgischen Instrument hinaus und/oder vom zweiten Teilreservoir durch die Durchtrittsöffnung in das erste Teilreservoir, passieren kann, nicht jedoch in die jeweils andere Richtung.
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Ferner kann es bevorzugt sein, dass Austrittsöffnung und/oder die Durchtrittsöffnung einen keramischen Docht aufweist bzw. aufweisen. Die Ausbildung als keramischer Docht hat insbesondere den Vorteil, dass hierüber eine Mengensteuerung des austretenden leitfähigen Mediums erfolgen kann. Ferner kann vorzugsweise auch über die Ausbildung der Austritts- und/oder Durchtrittsöffnungen aus einem porösen Material und/oder einem anderen Material, welches die Durchflussgeschwindigkeit vom Medium durch die jeweilige Öffnung begrenzt, eine Steuerung der Austrittsmenge pro Zeit in vorteilhafter Weise erreicht werden. Unter einem keramischen Docht wird hierbei insbesondere ein durchgängig poröser Körper aus Keramik verstanden, in welchem ein flüssiges Medium vornehmlich durch Kapillarwirkung gefördert wird. Dazu ist es bevorzugt, wenn der Körper ein großes Verhältnis seiner Porenoberfläche zu seinem Porenvolumen hat.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Reservoir an einem distalen Ende des Instrumentenschafts angeordnet ist. Ferner ist bevorzugt, dass das Reservoir proximal zu dem mindestens einen Energieabgabeelement angeordnet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines bipolaren elektrochirurgischen Instruments ist vorgesehen, dass das elektrochirurgische Instrument wenigstens zwei Energieabgabeelemente aufweist und das Reservoir zwischen den beiden Energieabgabeelementen, beispielsweise zwischen zwei Elektroden, angeordnet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das elektrochirurgische Instrument zwei Reservoirs aufweist, wobei vorzugsweise ein Reservoir proximal zu dem mindestens einen Energieabgabeelement und ein Reservoir distal zu dem mindestens einen Energieabgabeelement angeordnet ist.
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Das Vorsehen von mehreren Reservoirs und/oder das Anordnen des Reservoirs in der Nähe eines Energieabgabeelements und/oder in der Nähe des distalen Endes des Instrumentenschafts hat den Vorteil, dass das leitfähige Medium in einem Bereich austritt, der zu besonderer Wärmeentwicklung neigt und daher dort besonders gut seine Wirkung entfalten kann.
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Das leitfähige Medium ist vorzugsweise ein salzhaltiges Medium, insbesondere ein salzhaltiges Gel, oder weist ein salzhaltiges Gel auf.
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Das expansionsfähige Medium ist vorzugsweise Wasser oder ein Alkohol oder weist vorzugsweise Wasser und/oder einen Alkohol auf. Dazu kommen z.B. Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol in Frage. Das expansionsfähige Medium kann ferner eine Mischung verschiedener Alkohole und/oder anderer Flüssigkeiten, z.B. Wasser, sein. Das expansionsfähige Medium kann weiterhin gelöste Gase, z.B. CO2, beinhalten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein elektrochirurgisches System, umfassend einen Hochfrequenz-Generator und ein zuvor beschriebenes elektrochirurgisches Instrument.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrochirurgischen Instruments, umfassend: Bereitstellen eines zuvor beschriebenen elektrochirurgischen Instruments; Austreiben des leitfähigen Mediums durch die Austrittsöffnung aus dem Reservoir durch Expansion des expansionsfähigen Mediums.
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Das System und das Verfahren und ihre jeweiligen Fortbildungen weisen vorzugweise Merkmale beziehungsweise Verfahrensschritte auf, die sie insbesondere dafür geeignet machen, mit einem erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Instrument und seinen Fortbildungen verwendet zu werden.
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Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des elektrochirurgischen Systems und seiner Fortbildungen sowie des Verfahrens und seiner Fortbildungen wird auf die vorangegangene Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen des elektrochirurgischen Instruments verwiesen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines distalen Endabschnitts einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrochirurgischen Instruments gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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2 eine schematische beispielhafte Darstellung eines distalen Endabschnitts einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrochirurgischen Instruments.
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In 1 und 2 sind jeweils schematisch und beispielhaft die distalen Endabschnitte von elektrochirurgischen Instrumenten 1, 100 zum Einführen in ein Körperlumen in einer Einführrichtung zur Behandlung von menschlichem oder tierischem Gewebe dargestellt. Die elektrochirurgischen Instrumente 1, 100 weisen jeweils einen länglichen Instrumentenschaft 50, 150 auf sowie ein Energieabgabeelement in Form einer ringförmigen Elektrode 10, 110.
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Die in 1 dargestellte Variante eines elektrochirurgischen Instruments 1 weist am distalen Ende des Instrumentenschafts 50 ein Reservoir 20 auf mit zwei radialen Austrittsöffnungen 21. In dem Reservoir 20 ist ein leitfähiges Medium 30 und ein expansionsfähiges Medium 40 angeordnet.
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In 1 ist das expansionsfähigen Medium 40 in nicht expandiertem Zustand dargestellt. Wenn das Expansionsereignis eintritt, insbesondere eine vorbestimmte Temperatur erreicht wird, expandiert das expansionsfähige Medium 40 und treibt damit das leitfähige Medium 30, hier ein salzhaltiges Gel, aus den Austrittsöffnungen 21 aus.
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Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen 21 derart ausgebildet, dass nur der Durchtritt von leitfähigem Medium 30 ermöglicht wird und der Durchtritt von expansionsfähigem (bzw. expandiertem) Medium 40 im Wesentlichen gesperrt wird.
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In der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform eines elektrochirurgischen Instruments 100 sind zwei Teilreservoirs 122 und 123 vorgesehen, welche durch eine flexible Membran 125 voneinander getrennt sind. Im ersten Teilreservoir 122 ist das leitfähige Medium 130 angeordnet, welches über die hier axial angeordnete Austrittsöffnung 121 austreten kann. Das zweite Teilreservoir 123 beinhaltet das expansionsfähige Medium 140, welches hier im nicht expandierten Zustand dargestellt ist. Bei Expansion des expansionsfähigen Mediums 140 drückt dieses die Membran 125 in Richtung des Mediums 130 oder tritt durch die optional vorgesehene Durchtrittsöffnung 124 vom zweiten Teilreservoir 123 in das erste Teilreservoir 122 über. Dadurch wird das leitfähige Medium 130 aus dem ersten Teilreservoir 122 nach und nach verdrängt und tritt somit 130 aus der Austrittsöffnung 121 aus.
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Durch entsprechende Ausgestaltung der Austrittsöffnungen 21, 121 mittels entsprechender Materialien und/oder durch das Vorsehen eines keramischen Dochts kann die Flussrate von leitfähigem Medium pro Zeit gesteuert werden, sodass eine zu große und/oder zu schnelle Abgabe von leitfähigem Medium verhindert werden kann. Insbesondere wenn als Expansionsbedingung eine auf die beim normalen Betrieb auftretenden Temperaturen abgestimmte Grenztemperatur gewählt ist und rechtzeitig vor einer Austrocknung des umgebenen Gewebes durch Expansion des expansionsfähigen Mediums der Austritt von leitfähigem Medium eingeleitet wird, kann auf vorteilhafte Weise, insbesondere leicht und effizient, ohne eine besondere Steuerung im Betrieb des elektrochirurgischen Instruments vorsehen zu müssen, eine Benetzung des Gewebes mit leitfähigem Medium ermöglicht werden.
