Многофункциональный элемент и способ предотвращения карбонизации ткани посредством многофункционального элемента
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средству для высокочастотной хирургии/терапии. Многофункциональный элемент для осуществления хирургических/терапевтических вмешательств включает устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы. Причем устройство подачи окислительного средства содержит трубку, снабженную каналом подачи окислительного средства и по меньшей мере одним отверстием, сообщающимся с каналом подачи газа в устройстве подачи газа. Электрод содержит отверстие для выпуска только окислительного средства, проходящего через канал подачи окислительного средства, или только газа, проходящего через канал подачи газа и по меньшей мере одно отверстие, или смеси окислительного средства и газа, созданной в канале подачи окислительного средства. Использование изобретения позволяет повысить удобство обращения и оптимальность лечения пациента. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение касается многофункционального элемента, который пригоден для осуществления по меньшей мере двух хирургических/терапевтических вмешательств, способа предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции, а также применения многофункционального элемента согласно ограничительной части п.20 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.
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.
Кроме того, при резекции ткани, в частности, ткани опухоли в желудочно-кишечном тракте, который ограничен слизистой оболочкой, должна обеспечиваться возможность эктомии по возможности за один сеанс и по возможности полностью. Чтобы также иметь возможность эктомировать опухоли большой поверхности с диаметром более восьми сантиметров за один сеанс и по возможности полностью, например, в документе WO 2006/108480 A1 предлагается, при эндоскопической резекции слизистой оболочки перед резекцией сначала впрыскивать под слизистую оболочку жидкость с помощью гибкой иглы. Игла при этом располагается в подслизистом слое. При проникновении жидкости в слизистую оболочку она отделяется от собственно мышечного слоя, при этом под слизистой оболочкой образуется жидкостная подушка. Благодаря этому обеспечивается безопасное расстояние до собственно мышечного слоя, а также термическая защита. Например, с помощью гибкого игольчатого ножа, но, в частности, с помощью описанного выше высокочастотного хирургического инструмента затем осуществляется резекция слизистой оболочки.
У водоструйного хирургического инструмента по уровню техники сконцентрированная водяная струя выходит на дистальном конце инструмента под высоким давлением и проникает через мягкую слизистую оболочку. В подслизистом слое (в эластичном волокнистом смещающемся слое) проникающая жидкость собирается таким образом, что образуется жидкостная подушка.
При описанных выше видах обработки могут, кроме того, возникать кровотечения, которые затрудняют видимость для хирурга, так что необходимо промывать оперируемое место. Для этого обычно предусмотрен соответствующий промывной зонд.
Недостатком описанного выше способа является то, что для каждого случая требуется отдельный инструмент, с чем связана трудоемкая смена соответствующего инструмента при каждом новом вмешательстве. Кроме того, сберегающая ткань плазменная коагуляция возможна только с низкими мощностями и/или с коротким временем воздействия, так как при высоких мощностях невозможно надежно предотвращать карбонизацию коагулированной ткани. При карбонизации может возникать воспаление ткани и дополнительные послеоперационные проблемы. Также невозможно надежно избежать возникающего при карбонизации выделения дыма и дымовых газов, которые, кроме того, сопровождаются появлением неприятного запаха. Выделение дыма приводит, кроме того, к затруднению видимости для хирурга и поэтому должно обязательно предотвращаться. Другим недостатком является образование концентрированных путей прохождения тока плазмы во время плазменной коагуляции, которые приводят к неоднородному повреждению ткани. Наконец, локализация возникающих во время вмешательства слабых капиллярных кровотечений возможна только с трудом.
Поэтому в основу изобретения положена задача создать многофункциональный элемент и способ предотвращения карбонизации ткани посредством многофункционального элемента, с помощью которого возможно осуществление по меньшей мере двух хирургических/терапевтических вмешательств, при этом многофункциональный элемент обеспечивает возможность оптимального лечения пациента и более удобного обращения.
Задача настоящего изобретения решается с помощью многофункционального элемента с признаками п.1 формулы изобретения. Многофункциональный элемент пригоден для осуществления по меньшей мере двух хирургических/терапевтических вмешательств, например, для впрыскивания под ткань и для разрезания ткани. Предпочтительно он может также коагулировать ткань. Он включает в себя устройство, препятствующее карбонизации, служащее для предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции посредством соответствующего хирургического инструмента. Этот хирургический инструмент включает в себя устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы, при этом с помощью устройства, препятствующего карбонизации, приготавливается смесь газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства. Таким образом, многофункциональный элемент позволяет осуществлять по меньшей мере два хирургических/терапевтических вмешательства, в частности, плазменную коагуляцию и применение воды, в частности, впрыскивание под ткань, при этом обычно для каждого вмешательства требуется отдельный инструмент, и поэтому необходима смена соответствующих инструментов. Благодаря применению устройства, препятствующего карбонизации, можно, кроме того, обеспечить оптимальное сберегающее ткань лечение пациента, так как предотвращается карбонизация ткани и связанные с ней недостатки. Кроме того, устройство, препятствующее карбонизации, способствует уменьшению количества дыма или, соответственно, выделения дымовых газов, благодаря чему существенно улучшается видимость для хирурга и можно обойтись без вентиляции операционной. Многофункциональный элемент может, кроме того, использовать жидкую среду в целях промывки, например, воду, физиологический раствор поваренной соли или тому подобное. При этом возможно лучшее распознавание слабых капиллярных кровотечений и непосредственная остановка их с помощью плазменной хирургии или электрохирургии.
В целом с помощью предлагаемого здесь многофункционального элемента возможна сберегающая ткань остановка кровотечений и сберегающая ткань девитализация ткани опухоли. Кроме того, особенно предпочтительно также, что возможна обработка без затруднений даже тонкостенных и нервно-чувствительных структур. Кроме того, многофункциональный элемент может особенно предпочтительным образом применяться для коагуляции с низкой адгезией в открытой хирургии, для лапароскопии и для гибкой эндоскопии. Благодаря устройству, препятствующему карбонизации, многофункционального элемента, кроме того, сокращается карбонизация ткани во время плазменной коагуляции, так что создаются лучшие предпосылки для заживления ран. Благодаря устройству, препятствующему карбонизации, возможна коагуляция с меньшим запахом, а также коагуляция ткани с низким выделением дыма и дымовых газов. Благодаря тому, что с помощью многофункционального элемента возможны не только вмешательства посредством высокочастотной хирургии, но также и применение воды, такое как, например, бесконтактное впрыскивание жидкости для получения жидкостной подушки (безыгольная инъекция) в подслизистый слой слизистой оболочки с целью создания термозащитной подушки, поверхность ткани может обрабатываться посредством стандартной плазменной коагуляции, без разрушения более глубоких слоев ткани. Одновременно с помощью многофункционального элемента возможно промывание оперируемого места с целью улучшения видимости при возникновении кровотечений, без необходимости для этого отдельного инструмента.
Применение многофункционального элемента может особенно предпочтительно осуществляться в гибкой эндоскопии, но возможно также применение многофункционального элемента для открытой хирургии и лапароскопии. В частности, при эндоскопическом применении устройство, препятствующее карбонизации, многофункционального элемента является особенно предпочтительным, так как необходима только редкая смена инструмента и практически отсутствует неизбежное затруднение видимости вследствие выделения дымового газа во время плазменной обработки.
Особенно предпочтительным является один из вариантов осуществления многофункционального элемента, при котором применяемое для устройства, препятствующего карбонизации, 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 многофункционального элемента, 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 многофункционального элемента, 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.
Кроме того, предпочтительным является один из вариантов осуществления многофункционального элемента, который отличается тем, что хирургический инструмент снабжен оболочкой, в которой 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 оболочки с тканью.
Наконец, предпочтительным является один из вариантов осуществления многофункционального элемента, который включает в себя аппликатор текучей среды, служащий для впрыскивания жидкости под ткань. Благодаря этому с помощью многофункционального элемента может осуществляться как водоструйная обработка, так и процесс разрезания или плазменная коагуляция, без необходимости смены хирургического инструмента. Аппликатор текучей среды может, кроме того, служить для очистки оперируемого места. Предпочтительно в аппликатор текучей среды подается окислительное средство устройства, препятствующего карбонизации, для впрыскивания под ткань. Тогда окислительное средство находится предпочтительно в жидком состоянии, в частности, в этом случае окислительное средство является водой.
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 посредством многофункционального элемента с признаками п.15 формулы изобретения, при этом многофункциональный элемент включает в себя устройство, препятствующее карбонизации, служащее для предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции посредством надлежащего хирургического инструмента. Кроме того, хирургический инструмент включает в себя устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод, служащий для получения плазмы. Способ отличается следующим шагом: приготовление смеси газа и окислительного средства, предназначенной 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 многофункционального элемента в соответствии с признаками п.20 формулы изобретения. Благодаря применению многофункционального элемента с устройством, препятствующим карбонизации, приготавливается смесь газа и окислительного средства, предназначенная для получения плазмы газа и окислительного средства, благодаря чему эффективно сокращается карбонизация ткани.
Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью чертежей. Показано:
фиг.1: схематичное изображение в перспективе первого хирургического инструмента;
фиг.2: схематичное изображение в перспективе второго хирургического инструмента;
фиг.3: схематичное изображение в перспективе третьего хирургического инструмента;
фиг.4: схематичное изображение в перспективе четвертого хирургического инструмента;
фиг.5: схематичное изображение сечения первого варианта осуществления многофункционального элемента;
фиг.6: схематичное изображение сечения второго варианта осуществления многофункционального элемента;
фиг.7: схематичное изображение сечения третьего варианта осуществления многофункционального элемента;
фиг.8: схематичное изображение сечения четвертого варианта осуществления многофункционального элемента;
фиг.9: схематичное изображение электрода и двухкомпонентной форсунки;
фиг.10: вид сверху выходной области хирургического инструмента, и
фиг.11: схематичное изображение сечения одного из вариантов осуществления хирургического инструмента, снабженного соплом Вентури.
На фиг.1 показано схематичное изображение в перспективе первого хирургического инструмента 1a. Он снабжен оболочкой 2a, которая окружает электрод 3a, подключенный к высокочастотному генератору, снабжающему электрод 3a высокочастотным током. Электрод 3a служит одновременно каналом подачи жидкостного компонента, который в области центрально расположенного выходного отверстия 4a выходит из электрода 3a.
Хирургический инструмент 3a, показанный на фиг.1, позволяет, например, для эндоскопической подслизистой диссекции (ЭПД) осуществлять впрыскивание под ткань посредством выходящей из электрода 3a водяной струи и отделять таким образом слизистую оболочку от мышечного слоя. Затем может осуществляться инцизия или соответственно диссекция ткани, под которую осуществлялось впрыскивание.
На фиг.1 поясняется, что жидкостный компонент в виде расширенной, в частности, конусообразной турбулентной водяной струи 5 выходит из электрода 3. Эта струя может также применяться не только для впрыскивания под мышечный слой, но и для промывания оперируемого места, чтобы обеспечивать для хирурга свободную видимость поля операции.
На фиг.2 показано схематичное изображение в перспективе второго хирургического инструмента 1b, снабженного оболочкой 2b и расположенным в ней электродом 3b. В нем снова имеется канал подачи жидкостного компонента, причем этот канал подачи снабжен центрально расположенным выходным отверстием 4b, из которого выходит жидкостный компонент в виде ламинарной струи 7, которая предпочтительно служит для безыгольной инъекции жидкости, в частности воды, в подслизистый слой в качестве защитной подушки при диссекции слизистой оболочки.
Становится ясно, что этот хирургический инструмент 3b отличается от хирургического инструмента 3a, изображенного на фиг.1, только формой выходящей жидкостной струи. Эта форма может изменяться за счет формы выходной области 4a или соответственно 4b и соответственно адаптироваться в каждом случае к свойствам подлежащей обработке ткани.
На фиг.3 показано схематичное изображение в перспективе третьего хирургического инструмента 1c, снабженного оболочкой 2c и расположенным в ней электродом 3c, который внутри и/или снаружи омывается инертным газом, в частности, аргоном. Такого рода хирургический инструмент 1c применяется при плазменной коагуляции, в частности, при аргонно-плазменной коагуляции. Электрод 3c снова подключен к высокочастотному генератору, который снабжает электрод высокочастотным током.
На фиг.3 поясняется, что инертный газ в области выходного отверстия 4с электрода 3с воспламеняется высокочастотным переменным электрическим полем, так что между электродом 3с хирургического инструмента 1с и не изображенным здесь слоем ткани образуется плазма 9 инертного газа.
На фиг.4 показано схематичное изображение в перспективе четвертого хирургического инструмента 1d, снабженного оболочкой 2d и расположенным в ней электродом 3d, который соединен с высокочастотным генератором и снабжен каналом подачи с выходным отверстием 4d. По каналу подачи протекает смесь газа и окислительного средства, которая выходит в области выходного отверстия 4d в форме конусообразной струи и воспламеняется высокочастотным переменным электрическим полем с получением плазмы газа и окислительного средства.
Таким образом, хирургический инструмент 1d включает в себя устройство, препятствующее карбонизации, которое приготавливает смесь газа и окислительного средства, предназначенную для получения плазмы газа и окислительного средства, преимущества которого более подробно поясняются ниже. Посредством устройства, препятствующего карбонизации, предпочтительным образом предотвращается карбонизация подлежащей обработке ткани и связанное с ней выделение дыма и дымового газа.
На фиг.5 показано схематичное изображение сечения многофункционального элемента 13, предлагаемого изобретением. Многофункциональный элемент 13 включает в себя устройство 15, препятствующее карбонизации, которое сокращает карбонизацию коагулированной ткани, при этом плазменная коагуляция осуществляется посредством надлежащего хирургического инструмента 17.
Как поясняется ниже более подробно, многофункциональный элемент 13 предпочтительным образом объединяет функции показанных на фиг.1-4 хирургических инструментов 1a-1d. Таким образом, с помощью описанного здесь многофункционального элемента 13 можно осуществлять маркировку и элевацию подлежащей обработке ткани путем впрыскивания под нее, затем выполнять инцизию/диссекцию ткани и, наконец, осуществлять коагуляцию с низкой карбонизацией, в то время как дополнительно оперируемое место может очищаться посредством многофункционального элемента 13.
На фиг.5 поясняется, что хирургический инструмент 17 включает в себя устройство 19 подачи газа, ниже называемое каналом 19 подачи газа, а также устройство 21 подачи окислительного средства, ниже называемое каналом 21 подачи окислительного средства. Кроме того, предусмотрен электрод 23, на который подается высокочастотный ток от непоказанного здесь высокочастотного источника напряжения. Электрод 23, кроме того, выполнен полым и снабжен выходным отверстием 24. Таким образом, он служит как бы продолжением канала 21 подачи окислительного средства.
Канал 19 подачи газа, канал 21 подачи окислительного средства и электрод 23, в соответствии с фиг.5, окружены оболочкой 25, которая предпочтительно состоит из ПТФЭ (полиэтилентерефталата) и которая соединена с непоказанным здесь высокочастотным хирургическим прибором.
Также предусмотрена защитная изоляция 27, которая коаксиально охватывает электрод 23 по меньшей мере в отдельных областях. Также внутри оболочки 25 предусмотрена фиксирующая втулка 29, которая закреплена на внутренних стенках 31 оболочки 25 посредством надлежащих стопорных выступов 33 и которая охватывает электрод 23 своей дистальной областью 35.
Окружающий электрод 23 дистальный конец 36 оболочки 25 снабжен также латеральными отверстиями 37, через которые может улетучиваться смесь газа и окислительного средства, благодаря чему должны предотвращаться газовая эмболия и образование эмфизем, когда оболочка 25 своей торцевой стороной 38 должна соприкасаться с подлежащей обработке тканью.
Канал 21 подачи окислительного средства выполнен в трубке 39, которая предпочтительно состоит из нержавеющей стали, в частности из стали V2A. Трубка 39 на непоказанном проксимальном конце соединена с высокочастотным источником напряжения и служит, таким образом, одновременно электрическим проводником, который снабжает электрод 23 высокочастотным током. Для этого дистальный конец 41 трубки 39 соединен с электродом 23.
Кроме того, трубка 39 соединена с непоказанным здесь источником окислительного средства, так что окислительное средство может попадать через трубку 39 или соответственно через канал 21 подачи окислительного средства и дальше через электрод 23 к выходному отверстию 24 электрода 23.
Между фиксирующей втулкой 29 и трубкой 39 предусмотрено кольцевое пространство 43, в которое направляется газ из канала 19 подачи газа. Кроме того, трубка 39 в области кольцевого пространства 43 снабжена по меньшей мере одним, здесь несколькими отверстиями 45, через которые газ может течь из кольцевого пространства 43 в канал 21 подачи окислительного средства. В кольцевом пространстве 43 может быть также расположен диффузор 47, который на фиг.5 изображен штриховой линией.
При этом канал 19 подачи газа и канал 21 подачи окислительного средства хирургического инструмента 17 вместе образуют двухкомпонентную форсунку, которая в настоящем случае 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 многофункционального элемента 13 образуется каналом 21 подачи окислительного средства. Только после смешивания смесь газа и окислительного средства через выходное отверстие 24 направляется наружу, в выходную область A, причем выходное отверстие 24 образует в электроде 23 подобие форсунки. Выходное отверстие 24 может для этого иметь определенный внутренний диаметр D и надлежащую форму для получения желаемой ширины струи выталкиваемой смеси газа и окислительного средства. На фиг.5 выходное отверстие 24 выполнено таким образом, что струя имеет конусообразную форму.
Смесь газа и окислительного средства при выходе из канала 21 подачи окислительного средства предпочтительно распыляется, так что окислительное средство или соответственно смесь газа и окислительного средства находится в выходной области A в виде аэрозоля. Для осуществления плазменной коагуляции электрод 23 или соответственно многофункциональный элемент 13 приближается к подлежащей обработке ткани, и выходящая распыленная смесь газа и окислительного средства посредством электрода 23 или соответственно подаваемого не него высокочастотного тока воспламеняется, так что между поверхностью ткани и электродом возникает электропроводящая плазма газа и окислительного средства, благодаря которой высокочастотный ток может течь от электрода 23 к ткани, чтобы осуществлять там коагуляцию.
Описанный выше многофункциональный элемент 13 может, таким образом, применяться, в частности, предпочтительным образом для плазменной коагуляции, в частности, для аргонно-плазменной коагуляции. Многофункциональный элемент 13 включает в себя устройство 15, препятствующее карбонизации, которое практически полностью предотвращает карбонизацию ткани во время плазменной коагуляции. В качестве газа применяется предпочтительно аргон, который подается в окислительное средство через канал 19 подачи газа, кольцевое пространство 43 и отверстия 45. 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.
Окислительное средство может также направляться в канал 21 подачи окислительного средства в жидком или газообразном состоянии. Возможно также, чтобы окислительное средство представляло собой твердое вещество. В случае если окислительное средство направляется в канал 21 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.5, например, предусмотрено, что окислительное средство направляется в канал 21 подачи окислительного средства в жидком состоянии, и разбавляется газом из канала 19 подачи газа. Смесь газа и окислительного средства затем подается к выходному отверстию 24 электрода 23. Таким образом смесь газа и окислительного средства распыляется, так что после выхода из электрода 23 она находится в виде аэрозоля, который воспламеняется высокочастотным током с получением плазмы. Таким образом, получается плазма газа и окислительного средства.
На фиг.5 поясняется, что через канал 21 подачи окислительного средства не только может направляться смесь газа и окислительного средства, но он может также служить для подачи инъекционной жидкости для впрыскивания под ткань. При этом может быть предусмотрено, что окислительное средство служит инъекционной жидкостью.
Благодаря каналу 21 подачи окислительного средства многофункциональный элемент 13 в результате снабжен водным аппликатором, который может осуществлять впрыскивание под ткань с целью создания жидкостной подушки под подлежащим абляции участком ткани. Водный аппликатор может, однако, одновременно служить для очистки оперируемого места при возникающих кровотечениях, чтобы таким образом обеспечивать свободное поле видимости для хирурга.
Показанный на фиг.5 многофункциональный элемент 13 может, таким образом, по существу выполнять три различных хирургических/терапевтических вмешательства. С одной стороны, возможно создание жидкостной подушки в подслизистом слое слизистой оболочки с целью создания термозащитной подушки. В этом случае подача газа через канал 19 подачи газа предпочтительно отключается, так что по каналу 21 подачи окислительного средства направляется только окислительное средство, в частности, вода. Кроме того, возможно применение многофункционального элемента 13 для разрезания ткани посредством электрода 23 и осуществление плазменной коагуляции. Для этого через канал 19 подачи газа предпочтительно направляется инертный газ, в частности, аргон, в выходную область A электрода 23, при этом подаваемый на электрод 23 высокочастотный ток воспламеняет плазму между электродом и тканью.
Наконец, многофункциональный элемент 13 посредством устройства 15, препятствующего карбонизации, может предпочтительным образом создавать плазму аэрозоля. Благодаря этому многофункциональный элемент 13 сокращает карбонизацию ткани во время плазменной коагуляции и связанное с ней выделение дыма и дымового газа. При этом устраняются послеоперационные проблемы пациента, а с другой стороны, предотвращается ухудшение условий видимости во время операции, так что устройство 15, препятствующее карбонизации, многофункционального элемента 13 обеспечивает существенные преимущества, как для пациента, так и для хирурга.
Наконец, может быть также предусмотрено, чтобы канал 21 подачи окислительного средства дополнительно служил каналом подачи промывочного средства, которое служит для очистки оперируемого места.
В целом, таким образом, оказывается, что многофункциональный элемент 13 описанного здесь рода по существу обеспечивает возможность трех хирургических/терапевтических вмешательств, для которых обычно был бы необходим в каждом случае отдельный инструмент. Различные функции многофункционального элемента 13 могут, кроме того, активироваться предпочтительно посредством оптимизированных регулировочных параметров, по возможности независимо друг от друга, например, с помощью ножного выключателя или ручек инструмента.
На фиг.6 схематично показано изображение сечения второго варианта осуществления многофункционального элемента 13, снабженного двухкомпонентной форсункой с применением предпочтительно спиралеобразно выполненной фиксирующей втулки 29 для двухкомпонентного распыления жидкости. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылка делается на описание к фиг.1 во избежание повторов.
Хирургический инструмент 17, показанный на фиг.6, в свою очередь включает в себя канал 19 подачи газа, который окружен каналом 21 подачи окислительного средства, при этом оба канала подачи выполнены в оболочке 25. Разумеется, что расположение канала подачи окислительного средства и канала подачи газа приведено чисто в качестве примера. Возможно также, чтобы канал подачи газа был окружен каналом подачи окислительного средства.
Соответственно варианту осуществления, показанному на фиг.5, кроме того, предусмотрена фиксирующая втулка 29, которая расположена в оболочке 25 коаксиально и прикреплена с помощью соответствующих стопорных выступов 33 к внутренним стенкам 31 оболочки 25. В оболочке 25 снова предусмотрены боковые отверстия 37 для предотвращения газовой эмболии.
Кроме того, электрод 23 установлен по существу центрированно в фиксирующей втулке 29 и соединен с трубкой 39, которая служит каналом 21 подачи окислительного средства. Электрод 23 снова выполнен полым и служит как бы продолжением канала 21 подачи окислительного средства. Дистальный конец электрода 23 в варианте осуществления, показанном на фиг.6, также выполнен в виде форсунки надлежащего диаметра и надлежащей формы, так что окислительное средство, направляемое по каналу 21 подачи окислительного средства, при выходе из этого канала распыляется.
В отличие от варианта осуществления многофункционального элемента 13, показанного на фиг.5, на фиг.6 предусмотрено, что двухкомпонентная форсунка, которая образуется каналом 19 подачи газа и каналом 21 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 19 и 21 подачи образуют смесь газа и окислительного средства в выходной области A.
Для этого в фиксирующей втулке 29 предусмотрено по меньшей мере одно осевое сквозное отверстие 49, которое соединяет канал 19 подачи газа с выходной областью A, в которую вдается электрод 23.
На фиг.6 видны изображенные в сечении чисто в качестве примера два сквозных отверстия 49. Разумеется, что может быть предусмотрено более двух отверстий. Однако можно также предусмотреть кольцевое пространство или тому подобное или соответственно выполнить фиксирующую втулку 29 из двух частей, так чтобы газ попадал через кольцевое пространство в выходную область A.
При этом смесь газа и окислительного средства приготавливается только в выходной области A, а не уже в канале 21 подачи окислительного средства, как показано на фиг.5. Может быть также предусмотрено, чтобы газ и окислительное средство в выходной области A на дистальном конце электрода 23 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.6, окислительное средство также может быть жидким или газообразным. Например, можно направлять окислительное средство уже в газообразном состоянии через канал 21 подачи окислительного средства. Однако предпочтительно окислительное средство в выходной области A находится в виде аэрозоля. Чтобы получить аэрозоль, хирургический инструмент 17 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.7 показан третий вариант осуществления многофункционального элемента 13, при этом хирургический инструмент 17 снабжен центрально расположенным стержневым электродом 23, который выступает из хирургического инструмента 17.
Вокруг электрода 23 предусмотрены три непоказанные подробно двухкомпонентные форсунки, у которых имеются три отверстия 51, 51' и 51''. Например, хирургический инструмент 17 может быть выполнен, как изображено на фиг.5 или фиг.6, при этом вместо одной двухкомпонентной форсунки предусмотрены всего три двухкомпонентные форсунки внутреннего смешения или внешнего смешения. Тогда из выходных отверстий 51, 51' и 51'' вытекает смесь газа и окислительного средства или окислительное средство. Выходные отверстия 51, 51' и 51'' предпочтительно выполнены так, что смесь газа и окислительного средства распыляется, так что она находится в выходной области A в виде аэрозоля. Основная часть 53 хирургического инструмента 17 также выполнена предпочтительно электрически изолированно.
На фиг.8 показано изображение в перспективе четвертого варианта осуществления многофункционального элемента 13. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.5 электрод 23 расположен внецетренно относительно хирургического инструмента 17 и вдается в выходную область A. Выходное отверстие 51 не изображенной здесь подробно двухкомпонентной форсунки, напротив, расположено центрированно относительно хирургического инструмента 17. В этом варианте осуществления двухкомпонентная форсунка может быть также выполнена с внутренним или внешним смешением. Например, возможно, чтобы у двухкомпонентной форсунки внутреннего смешения по варианту осуществления, показанному на фиг.5, смесь газа и окислительного средства вытекала из выходного отверстия 51, в то время как у двухкомпонентной форсунки внешнего смешения из выходного отверстия вытекал, например, газ, а из выходного отверстия 51 - окислительное средство, так чтобы смесь газа и окислительного средства приготавливалась только в выходной области A.
Фиг.8 поясняет также, что электрод 23 согнут под углом или изогнут таким образом, что он выступает из своего внецетренного выходного положения в область продольной оси L многофункционального элемента 13 или соответственно выходного отверстия 51. Кроме того, основная часть 53 хирургического инструмента 17 предпочтительно выполнена электрически изолированно.
На фиг.9 показано схематичное изображение одного из вариантов осуществления двухкомпонентной форсунки многофункционального элемента 13, снабженного электродом 23. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылка делается на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
Двухкомпонентная форсунка, показанная на фиг.9, выполнена с внешним смешением. Кроме того, электрод 23 выполнен в виде металлической пластинки с электрическим питающим проводом 55, которая соединена с непоказанным высокочастотным источником напряжения, снабжающим электрод 23 высокочастотным током. Металлическая пластинка окружена каналом 19 подачи газа, так что газ протекает по металлической пластинке.
Канал 21 подачи окислительного средства по существу параллельно закреплен на электроде 23, то есть на металлической пластинке, и создает ламинарную струю, поскольку окислительное средство представляет собой жидкость. Затем в выходной области A приготавливается смесь газа и окислительного средства, предназначенная для получения плазмы газа и окислительного средства.
На фиг.10 показан вид сверху многофункционального элемента 13. Одинаковые части снабжены одинаковыми номерами позиций, так что в этом отношении ссылаемся на описание к предыдущим фигурам во избежание повторов.
На фиг.10 показана система двухкомпонентных форсунок с внешним смешением, при этом электрод 23 расположен центрированно и окружен каналом 19 подачи газа. Коаксиально и симметрично каналу 19 подачи газа расположены четыре почкообразных канала подачи окислительного средства, которые, например, могут быть расположены в оболочке 25 или в фиксирующей втулке. Коаксиально электроду 1, кроме того, предусмотрен канал 19 подачи газа.
На фиг.11 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 56 канал 19 подачи для газа, в частности, аргона. Газ течет предпочтительно через расположенную на дистальном конце канала 19 подачи газа заслонку 57 и, в частности, через центрированное выходное отверстие 59 в заслонке 57 в цилиндрическую смесительную область 61 насадки 63, причем эта насадка 63 расположена на дистальном конце канала 19 подачи газа. Насадка 63 может быть выполнена цельно с каналом 19 подачи газа или соответственно с его стенками 56. Но можно также выполнить насадку 63 в виде отдельной части и надлежащим образом, в частности, посредством склеивания, пайки или тому подобного, соединить с каналом 19 подачи газа. К цилиндрической смесительной области 61 примыкает имеющая форму усеченного конуса распылительная область 65, которая также выполнена центрированно в насадке 63.
Фиг.11 поясняет, что канал 19 подачи газа, отверстие 59, смесительная область 61, а также распылительная область 65 распространяются вдоль центральной оси M и расположены последовательно по существу симметрично относительно этой оси. Поперек центральной оси M распространяется вдоль радиальной оси R трубка 67 подачи окислительного средства, в которой предусмотрен канал 21 подачи окислительного средства. Трубка 67 подачи окислительного средства соединена с непоказанным источником окислительного средства. Трубка 67 подачи окислительного средства вставлена в соответствующее распространяющееся радиально вдоль оси R отверстие в насадке 63 или выполнена цельно с ним и впадает своим открытым концевым участком 69 в дистальную цилиндрическую смесительную область 61.
Принцип действия варианта осуществления, показанного на фиг.11, следующий: в узком месте в цилиндрической смесительной области 61 позади отверстия 59 статическое давление газа в целях получения энергии должно быть меньше, чем в не суженных местах устройства. Поэтому посредством потока газа в канале 21 подачи газа или соответственно в смесительной области 61 предназначенное для распыления окислительное средство, в частности, вода, из канала 21 подачи окислительного средства за счет пониженного давления в смесительной области 61 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 61. Следовательно, канал 19 подачи газа и канал 21 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 61, затем в распылительной области 65 может находиться желаемая смесь газа и окислительного средства, в частности, в виде аэрозоля, и плазма газа и окислительного средства может воспламеняться посредством надлежащего электрода.
Смесь газа и окислительного средства описанного здесь рода 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 испарение значительно ускоряется, 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 17 может включать в себя надлежащие средства для получения аэрозоля окислительного средства или соответственно аэрозоля газа и окислительного средства, например, испаритель, ультразвуковой генератор или отражательная пластина. 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, устройство 15, препятствующее карбонизации, многофункционального элемента 13 эффективно сокращает карбонизацию и выделение сажи и дымового газа. Кроме того, достигается более равномерное распределение плазменной энергии на поверхности ткани.
В целом оказалось, что настоящее изобретение создает многофункциональный элемент 13, снабженный устройством 15, препятствующим карбонизации, с помощью которого предпочтительным образом возможно осуществление нескольких вмешательств без необходимости смены инструмента. Кроме того, устройство 15, препятствующее карбонизации, многофункционального элемента 13 служит для приготовления смеси газа и окислительного средства, предназначенной для получения плазмы газа и окислительного средства. Таким образом обеспечивается возможность сокращения карбонизации при плазменной коагуляции.
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 15, препятствующего карбонизации, с целью для предотвращения карбонизации ткани.
Спецификация позиций
1a-d Хирургический инструмент
2a-d Оболочка
3a-d Электрод
4a-d Выходное отверстие
5 Жидкостный туман
7 Ламинарная водяная струя
9 Плазма инертного газа
11 Смесь газа и окислительного средства
13 Многофункциональный элемент
15 Устройство, препятствующее карбонизации
17 Хирургический инструмент
19 Канал подачи газа
21 Канал подачи окислительного средства
23 Электрод
24 Выходное отверстие
25 Оболочка
27 Защитная изоляция
29 Фиксирующая втулка
31 Внутренние стенки
33 Стопорные выступы
35 Дистальная область (фиксирующая втулка)
36 Дистальный конец (оболочка)
37 Латеральное отверстие
38 Торцевая сторона
39 Трубка
41 Дистальный конец (трубка)
43 Кольцевое пространство
45 Отверстие
47 Диффузор
49 Сквозное отверстие
51 Выходное отверстие
51' Выходное отверстие
51'' Выходное отверстие
53 Основная часть
55 Электрический питающий провод
56 Стенки
57 Заслонка
59 Выходное отверстие
61 Смесительная область
63 Насадка
65 Распылительная область
67 Трубка подачи окислительного средства
69 Концевой участок
A Выходная область
D Внутренний диаметр
L Продольная ось
M Центральная ось
R Радиальная ось
1. Многофункциональный элемент (13) для осуществления хирургических/терапевтических вмешательств, включающий в себя
- устройство подачи окислительного средства,
- устройство подачи газа и
- электрод (23) для получения плазмы,
причем устройство подачи окислительного средства содержит трубку (39), снабженную каналом (21) подачи окислительного средства и по меньшей мере одним отверстием (45), сообщающимся с каналом (19) подачи газа, выполненным в устройстве подачи газа,
при этом электрод (23) содержит отверстие (24), служащее для выпуска только окислительного средства, проходящего через канал (21) подачи окислительного средства, или только газа, проходящего через канал (19) подачи газа и указанное по меньшей мере одно отверстие (45), или смеси окислительного средства и газа, созданной в канале (21) подачи окислительного средства.
2. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что окислительное средство является жидким или газообразным.
3. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что окислительное средство находится в виде аэрозоля.
4. Многофункциональный элемент по п. 3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля многофункциональный элемент (13) имеет испаритель.
5. Многофункциональный элемент по п. 3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля многофункциональный элемент (13) имеет ультразвуковое генерирующее устройство.
6. Многофункциональный элемент по п. 3, отличающийся тем, что для получения аэрозоля многофункциональный элемент (13) имеет отражательную пластину.
7. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что окислительное средство является водой.
8. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что газ является инертным газом, предпочтительно аргоном.
9. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что устройство (21) подачи окислительного средства и устройство (19) подачи газа образуют двухкомпонентное распылительное устройство.
10. Многофункциональный элемент по п. 1, отличающийся тем, что многофункциональный элемент (13) имеет оболочку (25), которая в области электрода (23) имеет по меньшей мере одно отверстие (37) для предотвращения газовой эмболии.
