中性電極裝置,包括相應中性電極裝置的電外科設備,接觸介質,和用於冷卻電極的潛熱...的製作方法

2023-06-04 21:27:46

專利名稱：中性電極裝置,包括相應中性電極裝置的電外科設備,接觸介質,和用於冷卻電極的潛熱 ...的製作方法
技術領域：
本申請涉及一種包括潛熱蓄能器的中性電極裝置，具有相應電極裝置的電外科儀器，具有潛熱蓄能器的接觸介質以及用於冷卻電極的潛熱蓄能器的應用。
背景技術：
在高頻外科手術(HF surgery)中，交流電以高頻穿過人體以便針對性地破壞或者切除組織。相對採用手術刀的傳統切除技術，其主要優勢在於通過關閉相關的血管，對切口可以同時產生抑制出血的效果。單電極技術經常被使用。在該技術中，HF電壓源的一極以最大可能的面積連接到患者。該電極被認為是中性電極。另一極(有源電極)設置在外科手術設備上。電流從有源電極流至中間電極。電流密度在有源電極的鄰近區域最高，並且這裡是組織凝固或者分離發生之處。在採用中性電極的情況下，必須保證在皮膚和接觸電極之間的接觸電阻不能過高。這將導致生理組織的劇烈受熱並且有時會導致燒傷。最近，這個問題日漸顯現，因為越來越多的方法被開發出來，通過這些方法會更長時間地施加相對較大的HF電流。因而增加了在中性電極處的燒傷風險。還需要注意的是，由於物理條件，最大加熱發生在中性電極的邊緣區域。燒傷的風險因而在這些邊緣區域特別的高。為了避免對組織不希望的損傷，相應地採用大面積中性電極，這有助於降低在中性電極鄰近區域上的電流密度。還存在監控裝置，其具有識別中性電極的局部分離並且相應對這一現象做出反應的目的。目前適用的標準指定了一種測試，該測試把在預定時間長度內施加特定電流時中性電極處的溫度上升限定到一最大值。由於常規選擇的解決方案，其又產生了另一個問題，即中性電極的區域不能沒有限制的增加，因為否則該應用將不再可行。增加的尺寸的中性電極的適當放置變得更加困難。而且，在兒科手術中，窄小的接觸面限制了電極的尺寸。公知和目前使用的監控裝置只能間接地判斷風險程度，因為它通常只是其所測量的中性電極和患者之間的接觸電阻，並且這對應用區域只有模糊的校正。如上文所述，當前在中性電極處的密度沒有被均勻分配。例如，導致燒傷的劇烈加熱可能發生在邊緣。監控這些局部的效果是尤其困難的。

發明內容
基於現有技術，本發明的目的是提供一種改進的中性電極裝置。具體地，將避免在中性電極區域由於HF電流造成的組織損傷。進一步地，還涉及相應改進的電外科儀器和接觸介質。 通過權利要求1所述的電極裝置，權利要求6所述的電外科設備，權利要求7所述的接觸介質以及權利要求9所述的潛熱蓄能器的特定應用可以達成所述目的。其它優選的實施方式包含於從屬權利要求當中。具體的，所述目的通過用於施加HF電流到生理組織的中性電極裝置加以實現，其中所述裝置包括至少一個用於吸熱的潛熱蓄能器。因此本發明的核心在於燒傷被有效地抵銷，因為在臨界區域的溫度上升被通過冷卻效應充分地防止。根據本發明的中性電極裝置包括用於此目的的潛熱蓄能器，其吸收發生在治療期間的熱量峰值並且在長時間內積累它們。因此可能吸收短暫的溫度上升。積累的熱量峰值能量可以在手術期間或者隨著該手術被釋放。因此，熱量安全儲備即使是在相對長的啟動周期使用大電流的情況下，也有效地防止了劇烈的溫度上升，可以作為中性電極電路的組成部分。所述中性電極裝置可以包括至少一個電極，特別是由鋁製成的電極，其中所述潛熱蓄能器被扁平地設置在所述電極上。如果所述潛熱蓄能器被分布於整個電極表面將有利於吸收熱量。所述熱量因而總是能夠在其產生之處被吸收。所述潛熱蓄能器被分布為與熱量在其產生之處的分布相一致也是易於想到的。例如，大容量的潛熱蓄能器可以設置於電極的邊緣。在應用中，所述潛熱蓄能器可以設置在電極背向生理組織的一側。所述潛熱蓄能器因而不影響HF電流的施加。具體地，它不作為可能導致中性電極裝置的溫度不希望地上升的電阻器。在潛熱蓄能器和生理組織之間的直接接觸也被避免。可能的與應用中採用的水凝膠的兼容問題也能夠被避免。通過與電極的直接接觸可靠的熱能攝取也能被達到。所述中性電極裝置可以包括至少一個支撐纖維層，所述支撐纖維層具有相變材料 (PCMs)。通常將所述中性電極裝置的電極置於一韌性織布(flexible woven fabric)或者支持無紡布(non-woven fabric)，以便與患者的個體解剖結構實現最佳接觸。相變材料可以補充或者代替所述支持無紡布。例如，PCM纖維可以被縫入所述支撐無紡布。或者，所述支撐無紡布可以用PCM纖維代替。可選地或附加地，所述中性電極裝置可以包括帶有冷卻襯墊的潛熱蓄能器。所述冷卻襯墊可以被應用於，例如，所述中性電極裝置。以這種方式可以生成所述潛熱蓄能器的大量材料。一個合適的冷卻襯墊也可以被重複使用。對所述冷卻襯墊的處理非常簡單。所述襯墊可以在手術中被更換。當在手術中發生電極過熱以至於所述潛熱蓄能器的容量被用盡時，可以加以更換而沒有任何實際困難。所述目的還通過一種用於外科手術和/或切除組織的電外科設備加以實現，其中所述設備包括如上面所述的一中性電極裝置。籍此取得相同的優點。所述目的還通過一種用於改善電極和生理組織之間的電接觸的接觸介質加以實現，其中所述接觸介質包括至少一個用於吸收熱量的潛熱蓄能器，以及導電物質。因此有可能提供一種用於中性電極的接觸介質，所述介質改善了電極和生理組織之間的接觸，其中所述接觸介質還包括適於吸收產生的熱量的潛熱蓄能器。所述接觸介質的特別優點在於所述潛熱蓄能器可以吸收電極和電化組織的熱量。不必再對中性電極進行調整。所述導電物質可以來自流體的粘彈性組。具體地，所述導電物質可以是水凝膠 (hydrogel) 0水凝膠特別適用於改善電極和生理組織之間的電接觸。水凝膠還能夠易於塗敷。相變物質也可以混入到水凝膠中，例如，以粉末形式。還可以考慮雙層凝膠體，其中與生理組織接觸的下層是導體物質或者水凝膠，上層是凝膠體形式的相變物質。所述目的還可以通過使用用於冷卻中性電極的潛熱蓄能器加以實現，特別是用於 HF外科手術應用。這同樣具有與上面所述的方案相似的優點。上面描述的潛熱蓄能器可以是相變材料，特別是取自石蠟群材料(paraffin group of materials)。為了處理方便，所述相變材料可以被壓縮到矽酸鹽或合成纖維。所述潛熱蓄能器可以具有低於最高溫度的熔點，在該最高溫度將會發生熱量對生理組織的損傷。所述潛熱蓄能器因而只在當生理組織或者中性電極裝置達到劇烈溫度時發揮作用。以這種方式，所述潛熱蓄能器的資源可以是最優化利用的。所述最高溫度可以低於70°C，特別是低於60°C，特別是低於50°C，特別是低於 400C，特別是低於35°C，特別是低於30°C。相適應地，所用物質的熔點可以被選擇以便其高於生理組織的表面溫度。特別地， 所述熔點應高於最低溫度，特別是高於20°C，特別是高於25°C。


在此結合一些示例性實施例描述本發明，基於附圖更詳細地描述所述實施例，其中圖1示出了用於凝結和/或切除組織的單電極電外科設備；圖2示出了包括水凝膠的中性電極，其中PCM加入到水凝膠中；圖3示出了具有附加PCM層的中性電極；圖4示出了具有用PCM纖維製成的支撐無紡布的中性電極；以及圖5示出了具有PCM襯墊的中性電極。在下面的介紹中，相同的附圖標記用作相同和類似作用的部件。
具體實施例方式圖1示出了電外科裝置。所述電外科裝置包括HF生成器10，單電極設備20和中性電極結構30。在施加HF電流時，在所述單電極設備20和中性電極30之間施加電壓。所述HF治療電流流過正在被治療的人體，在本例中是軀幹1。在所述單電極設備20的鄰近區域，電流密度高，以致使相接觸的組織被凝結或分離。為了避免在中性電極30處的燒傷，根據本發明，可以提供一潛熱蓄能器。如圖2-5 所示，中性電極結構30通常包括三層。與生理組織相鄰的是電極層，包括若干相互電性分離的電極34，34』。其後是PET支撐33，其被膠合到一支撐無紡布32。為了改善生理組織和電極34，34』之間的電接觸，採用水凝膠36。在根據本發明的第一示例性實施例(參見圖幻，所述潛熱蓄能器被包含於水凝膠 36。圖2示出了具有PCM成分的水凝膠36』。所述PCM是粉末形式並且被混入到水凝膠36 中。在第二示例性的實施例中，如圖3所示，所述中性電極結構30具有附加的PCM層37，所述PCM層37設置於支撐無紡布32和PET支撐33之間。也可以想到使用低熔點的金屬合金。可以通過PET支撐33形成連接到電極34，34』的熱導體。在電極34，34』處產生的熱量因而能夠被PCM層37吸收。可選地，PET支撐可以被取消或者被PCM代替。在第三示例性實施例(參見圖4)，所述中性電極結構30具有一合適的支撐無紡布 32。這是具有PCM纖維的支撐無紡布32』。這些纖維在紡織工業中是公知的並且易於被處理到紡織纖維結構中。通過使用具有PCM纖維的所述支撐無紡布32』，生理組織與PCM的直接接觸被避免。因而基於所用PCM的耐受性可以達到低需求。在第四示例性實施例(參見圖5)中，所述中性電極結構30被PCM襯墊40所輔助。所述襯墊可以在所述中性電極結構30被置於生理組織之後，被敷在所述中性電極結構 30的大面積區域，並且作為潛熱蓄能器。所述襯墊非常易於使用並且其中可以設置大量的相變材料。所述PCM襯墊40因而具有較大存儲容量。這裡已經描述了關於將PCM與中性電極結構30結合使用的某些具體示例性實施例。然而，可以理解可將個別示例性實施例彼此貫通。例如，所述具有PCM成分的水凝膠
36』可以與PCM襯墊40相結合的加以使用。
附圖標記
1軀幹
10 HF發生器
20單電極設備
30中性電極結構
32支撐無紡布
32』具有PCM纖維的支撐無紡布
33 PET支撐
34，34，電極
36水凝膠
36』具有PCM成分的水凝膠
37 PCM層
40 PCM襯墊
權利要求
1.一種用於將HF電流施加到生理組織的中性電極裝置，包括至少一個用於吸收熱量的潛熱蓄能器。
2.根據權利要求1所述的中性電極裝置，其特徵在於，至少一個電極(34，34』)，特別是由鋁製成的電極，其中所述潛熱蓄能器被扁平地設置在所述電極(34，34』 )上。
3.根據權利要求1或2所述的中性電極裝置，其特徵在於，在應用中，所述潛熱蓄能器被設置在所述電極背向生理組織的一側。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的中性電極裝置，其特徵在於，至少一個支撐纖維層具有相變材料。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的中性電極裝置，其特徵在於，具有一冷卻襯墊 (40)，包括所述潛熱蓄能器。
6.一種用於凝結和/或切除組織的電外科設備，包括根據權利要求1至5中任一項所述的中性電極裝置(30)。
7.一種用於改善電極和生理組織之間電接觸的接觸介質，包括至少一個用於吸收熱量的潛熱蓄能器；一導體物質。
8.根據權利要求7所述的接觸介質，其特徵在於，所述導體物質是來自流體的粘彈性組，特別是水凝膠。
9.用於冷卻中性電極的潛熱蓄能器的應用，特別是用於HF外科手術應用。
10.根據權利要求1至5中任一項的中性電極裝置和/或根據權利要求7或8的接觸介質和/或根據權利要求9的應用，其特徵在於，所述潛熱蓄能器包括相變材料，特別是取自石蠟群材料。
11.根據權利要求10所述的中性電極裝置和接觸介質和/或應用，其特徵在於，所述相變材料被壓縮到矽酸鹽或合成纖維。
12.根據權利要求1至5，10，11中任一項的中性電極裝置和/或根據權利要求7，8，10， 11中任一項的接觸介質和/或根據權利要求9至11中任一項的應用，其特徵在於，所述潛熱蓄能器具有低於最高溫度的熔點，在該最高溫度將會發生熱量對生理組織的損傷。
13.根據權利要求12所述的中性電極裝置和接觸介質和/或應用，其特徵在於，所述最高溫度低於70°C，特別是低於60°C，特別是低於50°C，特別是低於40°C，特別是低於35°C， 特別是低於30°C。
14.根據權利要求12或者13所述的中性電極裝置和接觸介質和/或應用，其特徵在於，所述熔點應高於最低溫度，特別是高於20°C，特別是高於25°C。
全文摘要
在使用單電極RF的外科手術中，存在患者遭受在中性電極處的燒傷的持續風險。所述問題產生於如下事實若干種方法已經被設計出來，通過這些方法相對高的RF電流被長時間地施加。本發明通過設計一種用於施加RF電流到生理組織的中性電極裝置來解決上述問題。所述改進的中性電極裝置包括至少一個用於吸收熱量的潛熱蓄能器。因此允許熱量峰值至少能夠被暫時積累直至所積累的熱能被安全的釋放。
文檔編號A61B18/00GK102164558SQ200980135324
公開日2011年8月24日 申請日期2009年8月26日 優先權日2008年9月9日
發明者彼得·塞利格, 馬丁·海格 申請人:愛爾博電子醫療儀器股份有限公司