Устройство, препятствующее карбонизации
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к инструментам для осуществления плазменной коагуляции ткани. Инструмент включает устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы, устройство предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции. Устройство предотвращения карбонизации выполнено с возможностью приготовления смеси газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства, при этом предусмотрено двухкомпонентное распылительное устройство для подачи окислительного средства, являющееся самовсасывающим двухкомпонентным распылительным устройством. Использование изобретения позволяет повысить однородность обработки ткани. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение касается устройства, препятствующего карбонизации, для предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Высокочастотная хирургия, к которой также можно отнести аргонно-плазменную коагуляцию как отдельную область, уже много лет применяется как в человеческой, так и в ветеринарной медицине для коагуляции и/или разрезания биологической ткани. При этом с помощью соответствующих электрохирургических инструментов высокочастотный ток направляется через подлежащую обработке ткань, так что она изменяется вследствие коагуляции белка и дегидратации. Таким образом, с помощью коагуляционного процесса возможно закрытие сосудов и остановка кровотечений. Следующий за коагуляционным процессом процесс разрезания позволяет затем осуществлять полное разделение уже коагулированной ткани.
Аргонно-плазменная коагуляция позволяет осуществлять бесконтактную коагуляцию ткани и служит для эффективной остановки кровотечения и девитализации ткани. При этом виде коагуляции инертный газ, например, аргон, посредством устройств подачи газа из инструмента аргонно-плазменной коагуляции направляется на подлежащую обработке ткань. С помощью рабочего газа может затем создаваться «плазменная струя» между электродом на дистальном конце устройства подачи газа, например, зондом, и тканью. Высокочастотный ток может затем прикладываться к подлежащей обработке ткани, без вступления электрохирургического инструмента в контакт с тканью. Склеивание ткани с инструментами, таким образом, предотвращается.
Нежелательным побочным эффектом плазменной коагуляции, в частности, аргонно-плазменной коагуляции, является возникающая карбонизация ткани, которая наступает практически во всех случаях применения электрохирургии. С плазменной коагуляцией связано химически неполное сжигание биологической ткани, которое в значительной мере приводит к карбонизации ткани и к выделению сажи и дымового газа. Эти недостатки проявляются при аргонно-плазменной коагуляции по сравнению с лазерно-хирургическими способами хотя и в меньшей степени, но все же происходит карбонизация, которой сопутствует усиленное воспаление ткани и дополнительные послеоперационные проблемы. В частности, при применении более высоких мощностей и продолжительном времени воздействия аргонно-плазменная хирургия приводит к значительной карбонизации и вместе с тем к вредному для здоровья выделению сажи и дымового газа, а также к появлению сильного неприятного запаха. Из-за этого необходимы дорогие и сложные отсасывающие устройства и уборки операционной. Другим недостатком плазменной коагуляции является то, что после ее применения остаются относительно неоднородные повреждения ткани, которые обусловливаются концентрированным образованием путей прохождения тока плазмы инертного газа. При этом на поверхности ткани возникают углубления, которые при более высоких мощностях и продолжительном времени воздействии карбонизируются сильнее, чем остальная поверхность ткани.
Поэтому в основу изобретения положена задача, создать устройство, препятствующее карбонизации, которое предотвратит карбонизацию ткани во время плазменной коагуляции и которое, кроме того, обеспечит более однородную обработку ткани.
Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства, препятствующего карбонизации, с признаками п.1 формулы изобретения. Устройство, препятствующее карбонизации, служит для предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции, при этом плазменная коагуляция осуществляется посредством соответствующего хирургического инструмента. Этот хирургический инструмент включает в себя устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы. Кроме того, предусмотрено, что с помощью устройства, препятствующего карбонизации, приготавливается смесь газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства. Таким образом, смесь газа и окислительного средства может воспламеняться посредством высокочастотного переменного электрического поля между электродом и подлежащей обработке тканью, так что создается плазма, которая содержит, с одной стороны, вводимый газ, а с другой стороны, окислительное средство. При подводе окислительного средства к газу осуществляется охлаждение поверхности ткани, благодаря чему карбонизация ткани предпочтительным образом сокращается. Кроме того, окислительное средство окисляет возникающий при плазменной коагуляции углерод и тем самым способствует также уменьшению выделения сажи и дымового газа. В принципе, поэтому в качестве окислительных средств могут применяться все вещества, которые могут окислять углерод. Особенно предпочтительно также, чтобы плазменная энергия при введении окислительного средства более равномерно распределялась по всей поверхности коагуляции. Кроме того, с помощью предлагаемого здесь устройства, препятствующего карбонизации, существенно предотвращается высыхание (десикация) поверхности ткани. Поэтому с увеличением времени воздействия происходит значительно меньшее падение электрического сопротивления биологической ткани, благодаря чему возможны более долгие периоды собственно медицинской обработки, чем при традиционной плазменной коагуляции.
Особенно предпочтительным является один из вариантов осуществления устройства, препятствующего карбонизации, при котором окислительное средство является жидким или газообразным. Предпочтительно в качестве окислительного средства применяется вода, а в качестве газа инертный газ, в частности, аргон. Окислительное средство может также находиться в виде аэрозоля, то есть так, чтобы оно было распылено на тонкие капельки окислительного средства, образующие туман окислительного средства. Благодаря туману окислительного средства удельная поверхность и вместе с тем поверхность теплообмена между окислительным средством и газом-носителем увеличивается более чем в сто раз, так что точка испарения жидких капелек окислительного средства значительно снижается, то есть окислительное средство испаряется быстрее. Благодаря этому значительная доля окислительного средства находится также в виде пара окислительного средства. Таким образом, часть окислительного средства, а именно, часть, находящаяся в газообразном состоянии, может ионизироваться с получением плазмы пара окислительного средства. При этом образуется реактивная плазма, которая в случае применения в качестве окислительного средства воды содержит такие структуры, как H2O+, H, OH и O-радикалы. При увеличении удельной поверхности возможно также значительное охлаждение поверхности ткани, благодаря чему карбонизация сокращается. Возможен также перевод окислительного средства в газообразное состояние до приготовления смеси газа и окислительного средства посредством испарителя. Кроме того, к окислительному средству могут подмешиваться наночастицы с определенными свойствами, которые, например, могут усиливать или ускорять терапевтическое действие или же сокращать побочные эффекты. Возможно, например, подмешивание наночастиц, которые положительно влияют на процесс заживления ран.
Кроме того, предпочтительным является один из вариантов осуществления устройства, препятствующего карбонизации, в котором хирургический инструмент снабжен испарителем для получения аэрозоля. Кроме того, вместо испарителя может быть предусмотрено ультразвуковое генерирующее устройство, используемое для получения аэрозоля. Однако альтернативно этому может быть также предусмотрена отражательная поверхность, о которую ударяется окислительное средство, так что оно распыляется при ударе об эту поверхность. Таким образом с помощью устройства, препятствующего карбонизации, может особенно просто приготавливаться смесь газа и окислительного средства.
Также предпочтительным является один из вариантов осуществления устройства, препятствующего карбонизации, который отличается тем, что предусмотрено по меньшей мере одно двухкомпонентное распылительное устройство или, соответственно, двухкомпонентная форсунка. Эта форсунка может быть выполнена с внутренним смешением или внешним смешением. С помощью двухкомпонентного распылительного устройства возможно приготовление смеси газа и окислительного средства, предназначенной для получения плазмы газа и окислительного средства, простым способом.
Наконец, предпочтительным является один из вариантов осуществления устройства, препятствующего карбонизации, который отличается тем, что хирургический инструмент снабжен шлангом, в котором в области электрода имеется по меньшей мере одно отверстие для предотвращения газовой эмболии. При этом по меньшей мере существенно уменьшается вероятность газовой эмболии или образование эмфизем при контакте с тканью.
Кроме того, может быть еще предусмотрено наличие самовсасывающего двухкомпонентного распылительного устройства, которое предпочтительно образуется из предусмотренного канала подачи газа и канала подачи окислительного средства, и благодаря которому отпадает необходимость в дополнительном насосе для подачи окислительного средства.
Задача настоящего изобретения решается также с помощью способа предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции с признаками п.14 формулы изобретения. Хирургический инструмент включает в себя предпочтительно устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы. Способ отличается следующим этапом: приготовление смеси газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства. С помощью упомянутого здесь предпочтительного способа может существенно предотвращаться карбонизация ткани, так как образующийся углерод окисляется окислительным средством. Кроме того, одновременно происходит охлаждение поверхности ткани с помощью окислительного средства. Особенно предпочтительным является при этом окислительное средство, которое находится в жидком или газообразном состоянии. Однако может быть также предусмотрено, чтобы окислительное средство находилось в виде аэрозоля. В этом случае хирургический инструмент предпочтительно снабжен соответствующим устройством для получения аэрозоля. Окислительное средство должно быть пригодно для окисления углерода, что, например, относится к воде. В качестве газа применяется предпочтительно инертный газ, особенно предпочтительно аргон.
Задача изобретения решается, наконец, путем применения устройства, препятствующего карбонизации, в соответствии с признаками п.19 формулы изобретения. Благодаря применению устройства, препятствующего карбонизации, которое приготавливает смесь газа и окислительного средства, предназначенную для получения плазмы газа и окислительного средства, предпочтительным образом сокращается карбонизация ткани.
Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью чертежа. Показано:
фиг.1: схематичное изображение сечения первого варианта осуществления устройства, препятствующего карбонизации;
фиг.2: схематичное изображение сечения второго варианта осуществления устройства, препятствующего карбонизации;
фиг.3: схематичное изображение сечения третьего варианта осуществления устройства, препятствующего карбонизации;
фиг.4: изображение в перспективе четвертого варианта осуществления устройства, препятствующего карбонизации;
фиг.5: изображение в перспективе пятого варианта осуществления устройства, препятствующего карбонизации;
фиг.6: изображение в перспективе хирургического инструмента, снабженного электродом и двухкомпонентной форсункой;
фиг.7: вид сверху выходной области хирургического инструмента, и
фиг.8: схематичное изображение сечения одного из вариантов осуществления хирургического инструмента, снабженного соплом Вентури.
На фиг.1 показано схематичное изображение сечения одного из вариантов осуществления устройства 1, препятствующего карбонизации, предлагаемого изобретением. Оно служит для того, чтобы сокращать, предпочтительно совсем предотвращать карбонизацию ткани при плазменной коагуляции, при этом плазменная коагуляция осуществляется посредством соответствующего хирургического инструмента 3.
Хирургический инструмент 3 включает в себя устройство 5 подачи газа, ниже называемое каналом 5 подачи газа, а также устройство 7 подачи окислительного средства, ниже называемое каналом 7 подачи окислительного средства. Кроме того, предусмотрен электрод или, соответственно, острие 9 электрода, подключенное к непоказанному здесь высокочастотному источнику напряжения, который подает на острие 9 электрода высокочастотный ток. Острие 9 электрода, кроме того, выполнено полым и образует, таким образом, как бы продолжение канала 7 подачи окислительного средства.
Канал 5 подачи газа, канал 7 подачи окислительного средства и электрод 9, в соответствии с фиг.1, расположены в качестве примера внутри шланга 11, который предпочтительно состоит из ПТФЭ (полиэтилентерефталата) и который соединен с непоказанным здесь высокочастотным хирургическим прибором.
Фиг.1 поясняет также, что предусмотрена защитная изоляция 13, которая коаксиально охватывает острие 9 электрода по меньшей мере в отдельных областях. Также внутри шланга 11 предусмотрена фиксирующая втулка 15, которая закреплена на внутренних стенках 17 шланга посредством надлежащих стопорных выступов 19 и которая охватывает острие 9 электрода в дистальной области 21.
Окружающий острие 9 электрода дистальный конец 23 шланга 11 снабжен также латеральными отверстиями 25, через которые может улетучиваться смесь газа и окислительного средства, благодаря чему должны предотвращаться газовая эмболия и образование эмфизем, когда дистальный конец 23 шланга 11 вступает в контакт с тканью.
Канал 7 подачи окислительного средства выполнен в трубке 27, которая предпочтительно состоит из нержавеющей стали, в частности, из стали V2A. Трубка 27 на непоказанном проксимальном конце соединена с высокочастотным источником напряжения и служит, таким образом, одновременно электрическим проводником, который снабжает острие 9 электрода высокочастотным током. Для этого дистальный конец 29 трубки 27 соединен с острием 9 электрода.
Кроме того, трубка 27 соединена с непоказанным здесь источником окислительного средства, так что окислительное средство может попадать через трубку 27 и через острие 9 электрода к дистальному концу 31 острия 9 электрода.
Фиг.1 поясняет также, что между фиксирующей втулкой 15 и трубкой 27 предусмотрено кольцевое пространство 33, в которое направляется газ из канала 5 подачи газа. Кроме того, трубка 27 в области кольцевого пространства 33 снабжена по меньшей мере одним, здесь несколькими отверстиями 35, через которые газ может течь из кольцевого пространства 33 в канал 7 подачи окислительного средства. В кольцевом пространстве 33 может быть также расположен диффузор 37, который на фиг.1 изображен штриховой линией.
При этом канал 5 подачи газа и канал 7 подачи окислительного средства хирургического инструмента 3 вместе образуют двухкомпонентную форсунку, которая выполнена с внутренним смешением, то есть так, что газ и окислительное средство подаются в смесительную камеру отдельно, при этом смесительная камера в настоящем варианте осуществления образуется каналом 7 подачи окислительного средства. Только после смешивания смесь газа и окислительного средства через форсунку направляется наружу, причем эта форсунка в настоящем случае образована дистальным концом 31 острия 9 электрода. Дистальный конец 31 может для этого иметь определенный внутренний диаметр D и надлежащую форму для получения желаемой ширины струи выталкиваемой смеси газа и окислительного средства.
Таким образом, смесь газа и окислительного средства при выходе из канала 7 подачи окислительного средства распыляется, так что окислительное средство или, соответственно, смесь газа и окислительного средства находится в виде аэрозоля. Для осуществления плазменной коагуляции острие 9 электрода приближается к подлежащей обработке ткани, и выходящая распыленная смесь газа и окислительного средства посредством острия 9 электрода или, соответственно, подаваемого на него высокочастотного тока воспламеняется, так что между поверхностью ткани и острием 9 электрода возникает электропроводящая плазма газа и окислительного средства, благодаря которой высокочастотный ток может течь от острия 9 электрода к ткани, чтобы осуществлять там коагуляцию ткани.
Описанное выше устройство 1, препятствующее карбонизации, особенно предпочтительно применяется, в частности, при аргонно-плазменной коагуляции. То есть в качестве газа применяется предпочтительно аргон, который подается в окислительное средство через канал 5 подачи газа, кольцевое пространство 33 и отверстия 35. В качестве окислительного средства может использоваться любое вещество, которое способно окислять углерод. Однако предпочтительно в качестве окислительного средства применяется вода, которая окисляет образующийся при плазменной коагуляции углерод в соответствии со следующей формулой:
Окислительное средство может направляться в канал 7 подачи окислительного средства в жидком или газообразном состоянии. В случае если окислительное средство направляется в канал 7 подачи окислительного средства в жидком состоянии, предпочтительно предусмотрено, что окислительное средство с помощью надлежащих средств превращается в аэрозоль. Ввод окислительного средства может также осуществляться в виде соответствующей газообразной субстанции, причем это газообразное окислительное средство получается предварительно, например, посредством испарителя.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, например, предусмотрено, что окислительное средство направляется в канал 7 подачи окислительного средства в жидком состоянии, и разбавляется газом из канала 5 подачи газа. Смесь газа и окислительного средства затем подается к форсунке в дистальном конце 31 острия 9 электрода. Таким образом смесь газа и окислительного средства распыляется, так что после выхода из электрода она находится в виде аэрозоля, который воспламеняется высокочастотным током с получением плазмы. Таким образом, получается плазма газа и окислительного средства.
Исследования в этой связи показали также, что присутствие тонкого тумана осветительного устройства, в частности водяного тумана, приводит к лучшему воспламенению смеси газа и окислительного средства.
Окислительное средство для получения плазмы газа и окислительного средства, как описано выше, предпочтительно распыляется на тонкие капельки, благодаря чему удельная поверхность окислительного средства существенно увеличивается. Одновременно результатом этого является существенное понижение точки испарения окислительного средства, так что часть окислительного средства в плазме быстрее переходит в газообразное состояние. Газообразная часть может затем ионизироваться посредством имеющейся газовой плазмы с получением плазмы пара окислительного средства и способствует, таким образом, направлению тока от электрода к поверхности ткани. Воспламенению газообразного окислительного средства при этом способствует уже имеющаяся плазма, в частности, аргонная плазма. При распылении окислительного средства или, соответственно, смеси газа и окислительного средства часть окислительного средства служит, таким образом, плазменной средой.
Плазма газа и окислительного средства включает в себя, таким образом, ионизированный газ, распыленное окислительное средство, т.е. мелкие капельки окислительного средства, а также ионизированное окислительное средство. В случае если в качестве газа-носителя применяется аргон, а в качестве окислительного средства вода, из описанного выше получается плазма, которая содержит положительно заряженные катионы аргона, положительно заряженные катионы радикалов водяного пара, а также структуры радикалов, такие как H, OH и O.
В целом при приготовлении смеси газа и окислительного средства обеспечиваются следующие преимущества.
Распыленная смесь газа и окислительного средства обладает увеличенной удельной поверхностью, так что капельки окислительного средства охлаждают поверхность ткани во время плазменной коагуляции. Благодаря этому происходит сокращение карбонизации ткани.
Кроме того, увеличение удельной поверхности приводит к понижению точки испарения окислительного средства, так что по меньшей мере часть окислительного средства испаряется, то есть переходит в газообразное состояние. Газообразная часть может затем ионизироваться переменным электрическим полем и образует электропроводящую плазму пара окислительного средства. Высокочастотный переменный ток, который направляется через электропроводящую плазму, отвечает за возникновение Джоулевой тепловой энергии в ходе подлежащей выполнению работы входа в биологическую ткань, что, в свою очередь, как побочный эффект приводит к нагреву биологической ткани с соответственно желательным терапевтическим действием. Поэтому окислительное средство в его ионизированном состоянии способствует терапевтическому действию.
Наконец, окислительное средство, в частности, жидкие капельки окислительного средства в плазме, окисляют возникающий во время карбонизации углерод, благодаря чему сокращаются карбонизация и выброс сажи и дыма.
В целом следует, таким образом, констатировать, что смесь газа и окислительного средства предпочтительно находится в виде аэрозоля, то есть при этом газ перемешан с распыленным окислительным средством. Таким образом, окислительное средство служит одновременно охлаждающим средством для поверхности ткани, окислительным средством для углерода и плазменной средой для прохождения высокочастотного тока от острия 9 электрода к ткани.
Кроме того, благодаря этому устройству 1, препятствующему карбонизации, достигается более равномерное распределение плазменной энергии по поверхности коагуляции, так что предотвращаются концентрированные пути прохождения тока.
На фиг.2 показано схематичное изображение сечения второго варианта осуществления устройства 1, препятствующего карбонизации, предлагаемого изобретением. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к фиг.1 во избежание повторов.
Хирургический инструмент 3, показанный на фиг.2, снова снабжен каналом 5 подачи газа и каналом 7 подачи окислительного средства, которые расположены в шланге 11. Соответственно варианту осуществления, показанному на фиг.1, кроме того, предусмотрена фиксирующая втулка 15, которая расположена в шланге 11 коаксиально и прикреплена с помощью соответствующих стопорных выступов 19 к внутренним стенкам 17 шланга 11. В шланге 11 снова предусмотрены боковые отверстия 25 для предотвращения газовой эмболии.
Кроме того, острие 9 электрода установлено по существу центрированно в фиксирующей втулке 15 и соединено с трубкой 27, которая служит каналом 7 подачи окислительного средства. Острие 9 электрода снова выполнено полым и служит как бы продолжением канала 7 подачи окислительного средства. Дистальный конец острия 9 электрода в варианте осуществления, показанном на фиг.2, также выполнен в виде форсунки надлежащего диаметра и надлежащей формы, так что окислительное средство, направляемое по каналу 7 подачи окислительного средства, при выходе из этого канала распыляется.
В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг.1, на фиг.2 предусмотрено, что двухкомпонентная форсунка, которая образуется каналом 5 подачи газа и каналом 7 подачи окислительного средства, выполнена с внешним смешением. То есть газ и окислительное средство не подаются в одну общую смесительную камеру и затем распыляются, а газ и окислительное средство по двум отдельным каналам направляются наружу и только после выхода из своих соответствующих каналов 5 и 7 подачи образуют смесь газа и окислительного средства.
Для этого в фиксирующей втулке 15 предусмотрено по меньшей мере одно осевое сквозное отверстие 39, которое соединяет канал 5 подачи газа с выходной областью 41, в которую вдается острие 9 электрода из фиксирующей втулки 15. На фиг.2 видны изображенные в сечении два сквозных отверстия 39. Однако можно также предусмотреть кольцевое пространство или, соответственно, выполнить фиксирующую втулку 15 из двух частей, так чтобы газ попадал через кольцевое пространство в выходную область 41.
При этом смесь газа и окислительного средства приготавливается только в выходной области 41, а не уже в канале 7 подачи окислительного средства, как показано на фиг.1. Может быть также предусмотрено, чтобы газ и окислительное средство в выходной области 41 на дистальном конце 31 острия 9 электрода взаимодействовали так, чтобы при столкновении газа и окислительного средства происходило распыление окислительного средства. Тогда можно обойтись без распылительной форсунки.
В варианте осуществления, показанном на фиг.2, окислительное средство также может быть жидким или газообразным. Например, можно направлять окислительное средство уже в газообразном состоянии через канал 7 подачи окислительного средства. Однако предпочтительно окислительное средство в выходной области 41 находится в виде аэрозоля. Чтобы получить аэрозоль, хирургический инструмент 3 предпочтительно снабжен испарителем или нагревателем. Кроме того, возможно получение аэрозоля с помощью ультразвукового генерирующего устройства. Однако возможно также использование отражательной поверхности, о которую окислительное средство ударяется и распыляется.
На фиг.3 показано схематичное изображение сечения третьего варианта осуществления устройства 1, препятствующего карбонизации, предлагаемого изобретением. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
Показанное на фиг.3 устройство 1, препятствующее карбонизации, включает в себя хирургический инструмент 3, служащий для осуществления плазменной коагуляции, который снабжен каналом 5 подачи газа и каналом 7 подачи окислительного средства, образующими двухкомпонентную форсунку. Кроме того, в шланге 11 предусмотрено острие 9 электрода.
Кроме того, предусмотрен третий канал 43 подачи, через который опционально к смеси газа и окислительного средства направляются наночастицы. Наночастицы могут откладываться на поверхности 53 ткани и таким образом способствовать желательному терапевтическому действию.
Канал 5 подачи газа, как и в двух вариантах осуществления, показанных на фиг. 1 и 2, по существу образуется шлангом 11, который подключен к соответствующему источнику 45 газа. В шланге 11 установлено острие 9 электрода, которое соединено с высокочастотным источником 47, и которое омывается газом.
Канал 7 подачи окислительного средства через боковое отверстие 49 подсоединен к шлангу 11, так что окислительное средство через отверстие 49 может попадать в выходную область 41, где оно сталкивается с газом из канала 5 подачи газа, так что в выходной области 41 приготавливается смесь газа и окислительного средства. То же самое относится также к третьему каналу 43 подачи. При этом наночастицы также попадают через соответствующее отверстие 51 в выходную область 41, где они образуют смесь вместе с окислительным средством и газом.
Предпочтительно отверстие 49 выполнено так, что жидкое окислительное средство при выходе из канала 7 подачи окислительного средства распыляется, так что в выходной области 41 находится аэрозоль, состоящий из капелек окислительного средства и газа. Однако возможно также испарение окислительного средства уже перед вводом в канал 7 подачи окислительного средства посредством испарителя и подача в выходную область 41 пара окислительного средства. Но возможно также испарение окислительного средства только в выходной области 41.
Кроме того, распыление жидкого окислительного средства может осуществляться только в выходной области 41, например, посредством отражательной пластины или посредством ультразвука.
На фиг.4 показано изображение в перспективе четвертого варианта осуществления устройства 1, препятствующего карбонизации, предлагаемого изобретением. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.4 предусмотрено центрированно расположенное острие 9 электрода, которое выступает из хирургического инструмента 3. Вокруг острия 9 электрода предусмотрены три непоказанные подробно двухкомпонентные форсунки, у которых имеются три отверстия 55, 55' и 55''. Например, хирургический инструмент 3 может быть выполнен, как изображено на фиг.1 или фиг.2, при этом вместо одной двухкомпонентной форсунки предусмотрены всего три двухкомпонентные форсунки внутреннего смешения или внешнего смешения. Тогда из выходных отверстий 55, 55' и 55'' вытекает смесь газа и окислительного средства или окислительное средство. Выходные отверстия 55, 55' и 55'' предпочтительно выполнены так, что смесь газа и окислительного средства распыляется, так что она находится в выходной области 41 в виде аэрозоля.
На фиг.5 показано изображение в перспективе пятого варианта осуществления устройства 1, препятствующего карбонизации. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.5 острие 9 электрода расположено внецетренно относительно хирургического инструмента 3 и вдается в выходную область 41. Выходное отверстие 55 не изображенной здесь подробно двухкомпонентной форсунки, напротив, расположено центрированно относительно хирургического инструмента 3. В этом варианте осуществления двухкомпонентная форсунка может быть также выполнена с внутренним или внешним смешением.
Фиг.5 поясняет также, что острие 9 электрода выполнено таким образом, что оно выступает из своего внецетренного выходного положения в область продольной оси L выходного отверстия 55. Кроме того, основная часть 57 хирургического инструмента 3 предпочтительно выполнена электрически изолированной.
На фиг.6 показано схематичное изображение хирургического инструмента 3, снабженного электродом и двухкомпонентной форсункой. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.6 предусмотрена двухкомпонентная форсунка, которая выполнена с внешним смешением. Кроме того, острие 9 электрода выполнено в виде металлической пластинки с электрическим питающим проводом 57, при этом газ протекает по металлической пластинке.
Канал 7 подачи окислительного средства закреплен на острие 9 электрода, то есть на металлической пластинке, и создает ламинарную струю, поскольку окислительное средство представляет собой жидкость. Затем в выходной области 41 приготавливается смесь газа и окислительного средства, предназначенная для получения плазмы газа и окислительного средства.
На фиг.7 показан вид сверху выходной области 41 хирургического инструмента 3. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.7 показана система двухкомпонентных форсунок с внешним смешением, при этом острие 9 электрода расположено центрированно и окружено каналом 5 подачи газа. Коаксиально каналу 5 подачи газа расположены четыре почкообразных канала 7 подачи окислительного средства.
На фиг.8 показан другой вариант осуществления изобретения, в котором смесь газа и окислительного средства или, соответственно, плазма аэрозоля или смеси газа и окислительного средства получается по принципу (газового) струйного насоса, т.е. по принципу Вентури, при этом пониженное давление создается путем сужения канала подачи. Такого рода струйные насосы, в принципе, известны. Основной принцип такого рода насосов заключается в том, что из форсунки с высокой скоростью выходит жидкая или газообразная струя, которая захватывает и ускоряет жидкость, газ или твердое вещество из окружающего ее пространства.
Соответственно согласно настоящему изобретению может быть предусмотрен имеющий стенки 59 канал 5 подачи для газа, в частности, аргона. Газ течет предпочтительно через расположенную на дистальном конце канала 5 подачи газа заслонку 61 и, в частности, через центрированное выходное отверстие 63 в заслонке 61 в цилиндрическую смесительную область 65 насадки 67, причем эта насадка 67 расположена на дистальном конце канала 5 подачи газа. Насадка 67 может быть выполнена цельно с каналом 5 подачи газа или, соответственно, с его стенками 59. Но можно также выполнить насадку 67 в виде отдельной части и надлежащим образом, в частности, посредством склеивания, пайки или тому подобного, соединить с каналом 5 подачи газа. К цилиндрической смесительной области 65 примыкает имеющая форму усеченного конуса распылительная область 69, которая также выполнена центрированно в насадке 67.
Фиг.8 поясняет, что канал 5 подачи газа, отверстие 63, смесительная область 65, а также распылительная область 69 распространяются вдоль центральной оси M и расположены последовательно по существу симметрично относительно этой оси. Поперек центральной оси M распространяется вдоль радиальной оси R трубка 71 подачи окислительного средства, в которой предусмотрен канал 7 подачи окислительного средства. Трубка 71 подачи окислительного средства соединена с непоказанным источником окислительного средства. Трубка 71 подачи окислительного средства вставлена в соответствующее распространяющееся радиально вдоль оси R отверстие в насадке 67 или выполнена цельно с ним и впадает своим открытым концевым участком 73 в дистальную цилиндрическую смесительную область 65.
Принцип действия варианта осуществления, показанного на фиг.8, следующий: в узком месте в цилиндрической смесительной области 65 позади отверстия 63 статическое давление газа в целях получения энергии должно быть меньше, чем в не суженных местах устройства. Поэтому посредством потока газа в канале 5 подачи газа или, соответственно, в смесительной области 65 предназначенное для распыления окислительное средство, в частности, вода, из канала 7 подачи окислительного средства за счет пониженного давления в смесительной области 65 всасывается и захватывается потоком газа. Таким образом, речь идет о самовсасывающей двухкомпонентной форсунке (с внешним смешением) или, соответственно, о сопле Вентури, которое обладает тем преимуществом, что можно обойтись без отдельного насоса для подачи окислительного средства. Более того, окислительное средство потоком газа автоматически всасывается в смесительную область 65. Следовательно, канал 5 подачи газа и канал 7 подачи окислительного средства в этом варианте осуществления изобретения предпочтительным образом выполнены в виде самовсасывающего двухкомпонентного распылительного устройства или в виде сопла Вентури (с внешним смешением).
Начиная от смесительной области 65, затем в распылительной области 69 может находиться желаемая смесь газа и окислительного средства, в частности, в виде аэрозоля, и плазма газа и окислительного средства может воспламеняться посредством надлежащего электрода.
В целом оказывается, что настоящее изобретение создает устройство 1, препятствующее карбонизации, которое предпочтительным образом приготавливает смесь газа и окислительного средства, предназначенную для получения плазмы газа и окислительного средства, посредством хирургического инструмента 3.
Смесь газа и окислительного средства включает в себя по меньшей мере два компонента, причем один компонент представляет собой газ, в частности, инертный газ, такой как, например, аргон или гелий, а другой компонент представляет собой окислительное средство для углерода. Окислительное средство может при этом состоять из твердых или жидких взвешенных частиц, например, мелких капелек воды, которые находятся в виде водяного тумана. При этом жидкое окислительное средство распылятся очень тонко, так что его поверхность сильно увеличивается. Таким образом точка испарения значительно понижается, так что наряду с капельками жидкого окислительного средства имеется значительная доля пара окислительного средства. С помощью высокочастотного переменного тока возможна также ионизация молекул окислительного средства, в частности, молекул воды в газовой фазе с получением смеси плазмы водяного пара.
Приведенные выше рассуждения поясняют, что смесь газа и окислительного средства предпочтительно представляет собой аэрозоль, который, таким образом, содержит газообразные частицы и тонко распыленные капельки окислительного средства. С помощью плазмы аэрозоля должна в значительной степени предотвращаться карбонизация ткани, при этом туман окислительного средства, в частности, водяной туман, т.е. капельки H2O, одновременно действует в качестве окислительного средства для углерода, в качестве охлаждающего средства для поверхности ткани и в качестве плазменной среды.
Кроме того, значительное сокращение карбонизации связано непосредственно с количеством выброса сажи и дымовых газов, таких как CO2, CO, NO, NOx, SOx, органических и биохимических молекул, так что предлагаемое устройство и соответствующий способ приводят к значительному сокращению вышеназванных выбросов и вместе с тем снижает риски их воздействия на пациента и операционный персонал.
Кроме того, с помощью предлагаемого устройства, препятствующего карбонизации, достигается однородная и сберегающая ткань коагуляция и девитализация, которая нацелена на бережное применение способа предпочтительно в области онкохирургии, но также других медицинских дисциплинах, например, для абляции опухолей, в частности, при тонкостенных и нервно-чувствительных структурах, в нейрохирургии, урологии и в качестве сокращающего адгезию хирургического метода в гинекологии и висцеральной хирургии, как для открытой хирургии, так и для эндоскопии (жесткой или гибкой).
Кроме того, может быть предусмотрена по меньшей мере одна двухкомпонентная форсунка, которая может быть выполнена с внутренним смешением или внешним смешением. Кроме того, хирургический инструмент 3 может включать в себя надлежащие средства для получения аэрозоля окислительного средства или, соответственно, аэрозоля газа и окислительного средства, например, испаритель, ультразвуковой генератор или отражательную пластину. При этом окислительное средство может распыляться либо до, либо после соединения с газом. Решающим для достижения описанных выше преимуществ является только то, чтобы в газе имелись капельки жидкого окислительного средства.
Таким образом, настоящее изобретение эффективно сокращает карбонизацию и выделение сажи и дымового газа. Кроме того, достигается более равномерное распределение плазменной энергии на поверхности ткани.
Вышеназванные преимущества достигаются также с помощью предлагаемого изобретением способа, в котором приготавливается смесь газа и окислительного средства для осуществления плазменной коагуляции. То же самое относится также к применению устройства 1, препятствующего карбонизации, с целью предотвращения карбонизации ткани.
Спецификация позиций
1 Устройство, препятствующее карбонизации
2 Хирургический инструмент
5 Канал подачи газа
7 Канал подачи окислительного средства
9 Острие электрода
11 Шланг
13 Защитная изоляция
15 Фиксирующая втулка
17 Внутренние стенки
19 Стопорный выступ
21 Дистальная область
23 Дистальный конец (шланг)
25 Отверстие (шланг)
27 Трубка
29 Дистальный конец (трубка)
31 Дистальный конец (острие электрода)
33 Кольцевое пространство
35 Отверстие (канал подачи)
37 Диффузор
39 Сквозное отверстие
41 Выходная область
43 Третий канал подачи
45 Источник газа
47 Высокочастотный источник
49 Отверстие (окислительное средство)
51 Отверстие (наночастицы)
53 Поверхность ткани
55 Выходное отверстие
55' Выходное отверстие
55'' Выходное отверстие
57 Электрический питающий провод
59 Стенки
61 Заслонка
63 Выходное отверстие
65 Смесительная область
67 Насадка
69 Распылительная область
71 Трубка подачи окислительного средства
73 Концевой участок
D Внутренний диаметр
L Продольная ось
M Центральная ось
R Радиальная ось
1. Хирургический инструмент (3) для осуществления плазменной коагуляции ткани, включающий в себя устройство (7) подачи окислительного средства, устройство (5) подачи газа и электрод (9) для получения плазмы, а также устройство (1), препятствующее карбонизации, для предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции, при этом устройство (1), препятствующее карбонизации, выполнено с возможностью приготовления смеси газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства, при этом предусмотрено двухкомпонентное распылительное устройство для подачи окислительного средства, отличающийся тем, что двухкомпонентное распылительное устройство является самовсасывающим двухкомпонентным распылительным устройством.
2. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что окислительное средство является жидким или газообразным.
3. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что окислительное средство находится в виде аэрозоля.
4. Хирургический инструмент (3) по п.3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля хирургический инструмент (3) имеет испаритель.
5. Хирургический инструмент (3) по п.3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля хирургический инструмент (3) имеет ультразвуковое генерирующее устройство.
6. Хирургический инструмент (3) по п.3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля хирургический инструмент (3) имеет отражательную пластину.
7. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что окислительное средство является водой.
8. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что газ является инертным газом, предпочтительно аргоном.
9. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно двухкомпонентное распылительное устройство.
10. Хирургический инструмент (3) по п.9, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно двухкомпонентное распылительное устройство выполнено с внутренним смешением.
11. Хирургический инструмент (3) по п.9, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно двухкомпонентное распылительное устройство выполнено с внешним смешением.
12. Хирургический инструмент (3) по п.1, отличающийся тем, что хирургический инструмент (3) снабжен шлангом (11), который в области электрода (9) имеет по меньшей мере одно отверстие (25) для предотвращения газовой эмболии.
