DE3930451A1 - Vorrichtung fuer die hochfrequenzkoagulation von biologischem gewebe - Google Patents
Vorrichtung fuer die hochfrequenzkoagulation von biologischem gewebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Hochfrequenz
koagulation von biologischem Gewebe mit zumindest einer vorde
ren und einer hinteren Elektrode, die jeweils zumindest teil
weise zylinderförmig und in Richtung einer gemeinsamen Längs
achse hintereinander angeordnet sind sowie freiliegende Außen
flächen aufweisen, die unterschiedliche Abmessungen in Richtung
der Längsachse haben.
Solche Vorrichtungen sind aus der US-PS 39 20 021 und der EP
00 40 138 bekannt.
Das in der US-PS 39 20 021 beschriebene, bipolare Koagulationsin
strument weist zwei koaxiale zylinderförmige Elektroden auf,
wobei jedoch die hintere Elektrode eine geringere Abmessung in
Richtung der gemeinsamen Längsachse des Instrumentes hat als
die vordere Elektrode.
Die vorliegende Erfindung setzt sich das Ziel, eine Vorrichtung
für die Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe zu
schaffen, die insbesondere für die operative Heilung von Herz
rhythmusstörungen geeignet ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dann sehr gute
Koagulationsergebnisse erzielt werden können, wenn bei einer
Vorrichtung der eingangs genannten Art die Abmessung der vor
deren Elektrode kleiner ist als die der hinteren Elektrode.
Vielfältige Untersuchungen an lebendem Gewebe haben gezeigt,
daß bei einer symmetrischen Anordnung bipolarer Elektroden
flächen (also Elektroden, deren Außenflächen im obigen Sinn
gleiche Abmessungen aufweisen) das Koagulat sich vorzugsweise
zwischen den gleichgroßen Elektrodenflächen aufbaut. Variatio
nen in der Gewebestruktur oder der Gewebedurchblutung führen
bei einer solchen symmetrischen Anordnung der Elektroden kaum
zu einer Verlagerung des Ortes des Koagulates aus dem Bereich
zwischen den Elektrodenflächen.
Bei extrem asymmetrisch gestalteten Eltrodenflächen (also einem
extremen Unterschied der Abmessungen der Elektrodenflächen)
wächst das Koagulat ähnlich wie bei einer sogenannten monopola
ren Elektrode kugelförmig um die kleinere vordere Elektrode.
Liegt dabei die vordere Elektrodenfläche in einer Gewebezone
mit inhomogener Leitfähigkeit, breitet sich das Hochfrequenz
feld in nicht exakt steuerbarer Weise aus. Eine Anordnung ex
trem asymmetrischer Elektroden ist insofern ähnlich einer rei
nen monopolaren Anordnung, bei der eine verhältnismäßig große
zweite Elektrode durch eine "Neutralelektrode" gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Erkenntnis, daß es auf die Abmessungen der
Elektroden und insbesondere das Verhältnis dieser Abmessungen
ankommt, ermöglicht es, genau gesteuerte Koagulationen in Gewe
bestrukturen mit stark inhomogenen Eigenschaften zu erzielen,
d. h. die Bildung des Koagulats läßt sich wunschgemäß steuern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor
richtung ist vorgesehen, daß das Verhältnis der Abmessungen der
vorderen und der hinteren Elektrode 5 : 6 bis 1 : 5 beträgt.
Die vordere Elektrode ist 5 bis 50%, bevorzugt 10 bis 30%,
kürzer als die hintere Elektrode. Der Begriff der "Abmessung"
ist bei gekrümmter Ausgestaltung der Elektroden, insbesondere
der vorderen Elektrode, so zu verstehen, daß die Projektion der
Außenfläche der Elektroden auf eine zur Längsachse der langge
streckten Koagulationsvorrichtung parallele Gerade gemeint ist.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei einer erfin
dungsmäßen Ausgestaltung der Abmessungen der Elektroden ein
Verlauf der HF-Feldlinien erreicht wird, der auch bei inhomo
genen Verhältnissen in der Umgebung der Elektroden zu einer
gleichmäßigen und gut steuerbaren Koagulation führt. Die Läsion
ist sehr gut steuer- und eingrenzbar. Dies gilt insbesondere
für Anwendungen am lebenden pulsierenden Herzen, wobei das
Instrument im Blut liegt und die vordere Elektrode gegen das
Herzgewebe drückt. Bei einem Koagulationsversuch mit einer sym
metrischen Elektrodenanordnung (d. h. gleichen Abmessungen der
Elektroden) ist im Herzgewebe kaum eine Läsion feststellbar. Es
bilden sich statt dessen gefährliche Blutgerinsel an der im
Blut liegenden Elektrodenfläche. Ist hingegen die Elektrodenan
ordnung zu stark asymmetrisch, so wird der Koagulationsherd
durch die stark ungleiche Leitfähigkeit von Blut und Gewebe un
kontrollierbar verschleppt.
Nur bei einer erfindungsgemäßen, also wenig asymmetrischen
Anordnung der Elektroden bleibt der Koagulationsherd dicht bei
den Elektroden. Dabei wird die Koagulation in an sich bekannter
Weise temperaturgesteuert. Hierzu wird gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung in der vorderen Elektrode ein Ther
mosensor eingebettet.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungs
gemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß mehr als zwei Elektro
denflächen im vorderen Bereich des Instrumentes angeordnet
sind. Die Koagulation kann dann wahlweise zwischen ausgewählten
Elektrodenflächen durchgeführt werden.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß auf die
einzelnen Elektrodenflächen gleichzeitig oder nacheinander un
terschiedliche Hochfrequenzenergien abgegeben werden. Damit ist
es möglich, eine gezielt berechenbare Verteilung der Hochfre
quenzenergie im Gewebe zu erreichen.
Gemäß einer anderen Variante sieht die Erfindung vor, die Elek
trodenflächen nicht nur für die Koagulation sondern auch als
Meßsensoren zum Bestimmen der Impedanz des umliegenden Gewebes
zu benutzen.
Gemäß einer anderen Abwandlung sieht die Erfindung vor, die un
terschiedlichen Elektrodenflächen außer für die Koagulation
auch als Meßsensoren zum Bestimmen der räumliche Verteilung der
Hochfrequenzenergie und zum Steuern der Koagulationsausbreitung
zu verwenden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung, die auch unabhängig von den
übrigen Merkmalen der Erfindung verwendbar ist, ist vorgesehen,
daß in der Spitze des Koagulationsgerätes ein als solches be
kannter Drucksensor angeordnet ist, um unterschiedliche Gewebe
strukturen feststellen zu können. Auch ist es möglich, mit
einem solchen Drucksensor Drücke, insbesondere Flüssigkeits
drücke, vor, während und nach der Koagulation zu messen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Ausführungsbei
spieles der Erfindung ist der Drucksensor richtungsabhängig in
der Spitze des Koagulationsinstrumentes angeordnet, so daß er
zur Lagebestimmung der Elektroden verwendbar ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung für die Hochfrequenzkoagulation in
schematischer Darstellung und
Fig. 2 das Detail A der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrö
ßertem Maßstab.
Bei der in den Figuren gezeigten Vorrichtung handelt es sich um
einen Herzkatheter, der aus einer hoch elastischen, mit extrem
elastischem Kunststoff ummantelten Stahlfeder besteht.
Eine Metallhülse (1) enthält mikroelektronische Einrichtungen
zum digitalen Kodieren des verwendeten Instrumententyps und zur
Speicherung der physikalischen Eigenschaften des Instrumentes.
Mittels eines Steckverbinders (2) wird die Vorrichtung an einen
als solches bekannten Hochfrequenzgenerator angeschlossen. Die
Grundsätze der Hochfrequenzkoagulation und deren Steuerung wer
den hier als bekannt vorausgesetzt.
Fig. 2 zeigt das Detail A von Fig. 1 und die erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Spitze der Koagulationsvorrichtung.
Eine Spiralfeder (3) aus Federstahl stützt und führt die Elek
troden. Die Spiralfeder (3) ist außenseitig von Isolationsma
terial (3′) ummantelt, so daß die Zuführung (5′) für eine hin
tere Elektrode (5) elektrisch von der Spiralfeder (3) getrennt
ist. Außenseitig der Zuführung (5′) ist ein Isolationsmantel
(4) aus isolierendem Kunststoff gemäß Fig. 2 angeordnet.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind alle dargestellten Bauteile
der Koagulationsvorrichtung rotationssymmetrisch in bezug auf
eine Längsachse (9). In Richtung auf das patientenseitige Ende
der Vorrichtung schließt sich an die hintere Elektrode (5) ein
Ring (6) aus elektrisch isolierendem Material (Kunststoff) an.
Am patientenseitigen Ende der Vorrichtung schließt sich an den
Ring (6) eine vordere Elektrode (8) an. Die Außenflächen der
hinteren Elektrode (5), des isolierenden Ringes (6) und der
vorderen Elektrode (8) schließen bündig stufenlos aneinander
an. Die freiliegenden, also mit dem Gewebe etc. in Kontakt kom
menden Außenflächen (10, 11) der vorderen bzw. hinteren Elek
trode (8) bzw. (5) sind zylinderförmig, koaxial und weisen
außerhalb eines gebogenen Abschnittes (10′) der vorderen Elek
trode (8) gleichen Durchmesser auf.
In Fig. 2 sind die Abmessungen (d1) der vorderen Elektrode (8),
(d3) des isolierenden Ringes (6) und (d2) der hinteren Elek
trode (5) einschließlich beispielhafter Angaben in Millimeter
dargestellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die
Abmessung (d1) der vorderen Elektrode (8) in Richtung der
Längsachse (9) 3 mm, während die entsprechende Abmessung (d2)
der hinteren Elektrode (5) 4 mm beträgt. Das Verhältnis der
Abmessung ist also 3 : 4. Die Abmessung (d3) des isolierenden
Ringes (6) in Richtung der Längsachse (9) entspricht der Ab
messung (d1) der vorderen Elektrode (8).
Die Abmessung (d3) des isolierenden Ringes entspricht bevorzugt
der Abmessung (d1) der vorderen Elektrode (8) mit einer Abwei
chung von ±25%.
Genau in der Mitte der vorderen Elektrode (8) ist ein NiCr-Ni-
Thermoelement (7) angeordnet, das mittels eines sehr gut ther
misch leitenden Klebers befestigt ist. Das Thermoelement (7)
dient der Temperatursteuerung der Koagulation.
Claims (9)
1. Vorrichtung für eine Hochfrequenzkoagulation von biologi
schem Gewebe mit zumindest einer vorderen (8) und einer hinte
ren Elektrode (5), die jeweils zumindest teilweise zylinder
förmig und in Richtung einer gemeinsamen Längsachse (9) hinter
einander angeordnet sind sowie freiliegende Außenflächen (10,
11) aufweisen, die unterschiedliche Abmessungen (d1, d2) in
Richtung der Längsachse (9) haben,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessung (d1) der vorderen Elektrode (8) kleiner ist
als die Abmessung (d2) der hinteren Elektrode (5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Abmessungen der vorderen und der hin
teren Elektrode 5 : 6 bis 1 : 5 beträgt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der vorderen Elektrode zwischen deren Außenflächen (10)
ein Thermosensor (7) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehr als zwei Elektroden im vorderen Bereich der Vorrich
tung angeordnet sind und wahlweise eine Koagulation zwischen
verschiedenen Elektrodenflächen vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf die einzelnen Elektrodenflächen gleichzeitig oder nach
einander unterschiedliche Hochfrequenzenergien übertragbar
sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenflächen (10, 11) als Meßsensoren zum Bestimmen
der Gewebeimpedanz vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenflächen (10, 11) als Meßsensoren zum Bestimmen
einer Hochfrequenzverteilung und zur Überwachung der Koagula
tionsausbreitung verwendet werden.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im vorderen Bereich der Vorrichtung ein Drucksensor ange
ordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein richtungsabhängiger Drucksensor in der Spitze der Vor
richtung angeordnet ist.
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ID=6389266
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DE19893930451 Expired - Fee Related DE3930451C2 (de) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Vorrichtung für die Hochfrequenzkoagulation von biologischem Gewebe |
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