用於生物組織的優化凝固的方法和設備的製作方法

2023-05-19 19:17:56

專利名稱：用於生物組織的優化凝固的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於通過向生物組織中引入電流來凝固所述組織的方法和系統。
背景技術：
在外科實踐中已發現電組織凝固被證明是減小不期望的組織體積的手段。高頻電流被用於凝固。存在用於其確定的不同方法。
EP I 886 636 Al公開了此類方法。其基於首先向組織施加恆定的電信號、例如恆定電壓以查明其初始電阻。例如，此階段可以持續2至3秒，並且在實際電外科處理之前。規定了諸如恆定功率、恆定電流或能量的其它恆定參數而不是恆定電壓以便測量初始組織電阻。在開始處理之後，記錄並分析初始組織電阻、隨後發生的阻抗下降、阻抗最小值和首次阻抗上升。這些變量的值提供關於電極處的條件和關於組織類型以及其溼度水平的信息。相應地例如在處理的持續時間或要施加的能量方面指定處理參數。參考表被用於此目的並存儲在存儲器中。微控制器使用從參考表獲得的處理值並將這些用作後續處理的基礎。外科過程常常是時間關鍵的。因此期望在保證高質量和可再生性的同時在可能的最短時間內結束凝固過程。

發明內容
基於此，本發明的目的是提供改善的凝固方法和改善的凝固設備。由根據權利要求I所述的方法來達到此目的。此外，用根據權利要求15所述的設備來達到該目的。依照本發明的方法在沒有先前的測量階段的情況下開始於向生物組織施加凝固引發HF電壓以便發起凝固。在最簡單的情況下，指定的HF電壓可以是恆定電壓。還可以使用可以例如包括至少一個電壓上升和/或至少一個電壓下降的隨時間的指定電壓變化作為特定HF電壓，例如該特定HF電壓能夠遵循預定義電壓曲線。如上所述，可以使用預定義恆定HF電壓作為初始施加的特定電壓。這具有優選為200V的最大峰值，其避免了等離子體的發展和火花的產生，並從而避免了組織的快速幹化。在特定HF電壓的施加期間監視電組織電阻的變化。根據本實施例，用於下述所有變體的組織電阻是組織的歐姆電阻、組織的複數表觀電阻、複數表觀電阻(apparentresistance)的值、組織阻抗的實部或組織電阻的虛部。組織電阻的監視可以正在進行中，即連續的，或者例如每隔一段時間進行，例如不斷地重複。可以將該時間間隔選擇為恆定的或根據要求變化。其可以例如是幾毫秒。如果確立了組織電阻的上升趨勢，則調節HF電壓，使得電組織電阻滿足某些標準。這些指定標準可以例如是期望的時間過程、恆定值的保持或僅僅是組織電阻不超過某個最大值或其在指定範圍內的標準。這些措施使得能夠在組織沒有過早地變幹的情況下在短時間內實現高定義能量輸入。實現了高質量的快速凝固。
輸入到組織中的某個大的能量的規範保證獲得對應地大的凝固體積，其中，能夠可靠地排除組織到外科器械的電極的粘附或組織的幹化。使組織電阻限制到不過高的值、即防止組織電阻的上升提供了針對組織幹化及其到電極的粘附的可靠保護。本發明因此使得能夠以高質量且用短的處理時間實現可再生的凝固結果。可以通過正在進行中的電阻的確定以及與極限值、基準值、容限帶等的比較來執行電組織電阻的變化的監視。該比較值可以是固定的指定值或先前測量的值或例如由最後測量的值連續形成的平均值。如果例如組織電阻的當前值超過比較值，則能夠確立組織電阻的上升趨勢。與用於組織電阻的硬性極限的規範相對比，這種方法允許對單獨組織特性的適配。所使用的期望組織電阻還可以是在電阻變化過程中確立的組織電阻的最小值或以與之固定的比指定的值。例如，例如20%的固定百分數的增加可以被加到測量的最小組織電阻，並且可以將因此獲得的電阻值用作組織電阻的設定點或極限值，其被用作用於設置組織電阻的設定點。還可以將固定時間過程用於組織電阻而不是指定設定點。
可以基於組織電阻的調節來繼續凝固過程直至處於凝固極限的生理平衡。這使得非常大的組織體積能夠被凝固。然而，還可以測量被引入到組織中的能量並使其限於最大量的能量。由於利用依照本發明的方法，凝固的體積以非常良好的近似與能量輸入成比例，所以凝固的體積可受到後者的影響。例如，外科醫生能夠以這種方式指定要凝固的體積作為醫療設備上的輸入參數並隨後在某種程度上盲目地工作。這在必須使較大的體積和較大的組織深度凝固的情況下是特別有利的。由於其固有的性質，只能由外科醫生費力地識別所到達的凝固深度。所引入的能量的限制在這裡對他有所幫助。在施加固定量的能量之後，能夠將在電極處施加的電壓減小至不導致凝固的最小值。該電壓可以是HF電壓、LF電壓、具有任何期望波形的AC電壓或DC電壓。能夠通過監視電流來識別器械與組織之間的重新接觸並發起新的處理。


本發明的有利實施例的更多細節是從屬權利要求、附圖或說明的主題。在所述附圖中示出
圖I在生物組織的凝固中的電外科單元和對應器械的示意性表示，
圖2象徵性地示出的凝固期間的生物組織，
圖3圖形式的可能的時間相關組織電阻變化，
圖4在依照本發明的方法的情況下的組織電阻和施加的HF電壓的圖，
圖5用以實現依照本發明的方法的單元的控制系統的一部分的方框圖，以及
圖6用以舉例說明在時間離散操作期間的組織電阻的監視的圖。
具體實施例方式圖I示出了用於人或動物患者的電外科處理的設備10，包括外科器械11和用於向所述器械11供應高頻電流的單元12。兩者被線路13互連。器械11被用於生物組織14的逐區凝固，生物組織14經由中性電極15和對應的中性線16被連接到單元12。生物組織14在圖I中用於象徵患者的一部分。
單元12包括用於產生足夠幅度的HF電壓(例如達到幾百伏)的HF發生器28和用於HF發生器28的控制設備。在圖I中未詳細地示出能夠在單元12上提供以調節和控制設備10的操作的操作元件和顯示元件。器械11包括電隔離把手17和用於在組織14上產生直接效應的導電電極18。圖2舉例說明組織14和與組織14相交互的電極18，其在這裡僅出於舉例說明的目的被以示例的方式示為球電極。然而，還可以使用任何其它適當的電極形狀，特別是板狀、刀狀、環狀
坐寸ο生物組織14形成能夠在電極18與中性電極15之間傳導電流的路徑，所述路徑的阻抗被指定為組織電阻XR。此組織電阻XR顯示出通常佔主導的以歐姆電阻R為形式的歐姆分量。另外，組織電阻XR可以包括電抗分量，其在圖2中由電容C以及由虛線電容器符號舉例說明。此組織電阻XR/組織阻抗另外也可以包括電感部分，必須將其理解為與歐姆
電阻R串聯。以下說明通常涉及組織電阻XR。本說明涉及其中組織電阻XR被理解為包括由歐姆電阻R和電容C形成的複數電阻的實施例以及涉及其中組織電阻XR僅包括歐姆電阻R、電容C或被測量、評估或經受開環或閉環控制影響等的由兩者形成的變量的實施例。圖3舉例說明作為其間HF功率被引入到生物組織14的時間的函數的組織電阻XR的值。如曲線I所示，組織電阻初始相對快速地下降並達到在曲線II範圍內的低值。繼續的能量輸入導致組織的變性和變幹，導致如曲線III所示的組織電阻的上升。如虛線曲線IV和V舉例說明的，此電阻增加還可以在較早的時間點發生，例如，當作為施加較高HF電壓的結果，更多的功率被引入到組織14中時。圖4舉例說明當應用依照本發明的方法時組織電阻XR的時間變化和與中性電極15相對的電極18處的HF電壓的峰值的關聯變化
生物組織14的區域或體積22 (圖2)的凝固過程在時間t0開始。這時，電極18與組織14接觸，並且在電極18以及因此組織電阻XR處施加特定HF電壓。在這裡的示例中，此HF電壓是具有在200V以下的峰值的正弦電壓。然而，可以使用其它電壓波形。例如，可以使正弦波電壓脈動，這導致大於二的平方根的波峰因數(峰值因數)。除示出的恆定值之外，HF電壓還可以是以另一方式預定的，並且能夠在接通時間t0之後例如上升至恆定值，如虛線曲線Kl所示。還可以使用其它電壓變化。在指定HF電壓U的施加期間監視組織電阻XT，所述指定HF電壓U是恆定的或隨時間可變的。由此確立組織電阻XR初始以曲線I下降，然後達到對應於低值的曲線II。作為引入的HF電壓的高功率的結果的高能量輸入導致組織電阻XR立即再次上升的趨勢，如圖4中通過虛線曲線III所示。在其確定這一點的時間是時間tl。單元12的控制系統在時間tl確立組織電阻XR的曲線II在點19處併入曲線III中。單元12的HF發生器現在從具有預指定電壓的操作變成其中維持HF電壓U從而使得組織電阻XR不上升、或基本上不上升、而是改為保持至少非常接近恆定的操作模式。操作模式的切換在時間tl發生，其可從點20處的電壓的值識別。調節單元12的功率輸出，使得組織電阻XR不上升到其初始值IxrciI之上。這防止組織的過早變幹及其到電極is的粘附。如已指示的，對於組織電阻XR的調節而言，許多變體是可能的。可以將最低測量組織電阻指定為設定點。單元12的控制系統然後設置此組織電阻。還可以將最低測量組織電阻乘以給定或可選因數指定為設定點。還可以將最低測量組織電阻加上給定或可選被加數指定為設定點。替換地，可以將初始組織電阻XRtl乘以給定或可選因數(優選地低於I)指定為設定點。作為另一替換，可以將初始組織電阻XRtl減去給定或可選減數指定為設定點。根據若干測量組織電阻值或根據以任意方式指定的值計算的值也可以充當設定點。在進一步的過程中，電壓可能在控制過程的框架內依照外科醫生的工作而變，如在圖4中的電壓曲線上的點21處象徵性指示的。然而，控制器儘可能地保持組織電阻XR恆定，但是就一切情況而論在極限值以下。由上述方法中的一個確定的設定點可以充當此極限值。可以繼續該過程直至生理/熱平衡，直到外科醫生已使期望的最大可能組織體積凝固。這允許使以任意方式選擇的組織體積或任何期望的組織體積凝固。然而，還可能限制凝固體積。圖2舉例說明組織14中的將被凝固的體積 22。可以通過控制並限制單元12的功率輸出來實現此體積22的限制。為了這樣做，例如，將在時間t0與tl之間的階段期間遞送的HF功率以及在其後遞送的HF功率加和(求積分)。如果這樣遞送和查明的能量的值達到極限值，則單元12可以在時間t2中斷或終止HF電壓的遞送或將其減小至生理上無效的低值23，如圖4所示。由此終止該凝固過程。然而，在電極18處存在低或高頻的小的直流或交流電壓以允許檢測電極18是否和何時再次接觸生物組織14。此類信號可以用來再次開啟單元12的發生器，例如以根據上述模型引起進一步的凝固過程。在圖5中示出了用於執行上述方法的至少一個變體的單元12的示例性控制系統的一部分
該控制系統包含用於記錄組織電阻XR的模塊24。原則上可以以任何適當的方式來設計此模塊24。模塊24可以包括用於記錄電極18處的HF電壓的第一塊25和用於記錄流到電極18的電流的塊26。模塊25、26例如被對應地連接到通向器械11的線路13。替換地，可以將模塊26連接到線路16。在其輸出端處，模塊25、26供應表徵電壓或電流的值、有效值或現時值的信號。另一塊27從由塊25、26供應的信號形成商並因此根據塊25、26的配置在其輸出端處遞送表徵複數組織電阻XR或組織電阻的歐姆分量R的信號。單元12還包括對線路13進行供應的HF發生器28。HF發生器28此外具有控制輸入端。在那裡接收到的控制信號確定在HF發生器28的輸出端處被遞送到線路13的電壓的量值。趨勢識別模塊29被連接到模塊24。這包括例如用於區分模塊24的輸出信號的塊30。塊30在組織電阻XR上升的情況下遞送正輸出信號，並在組織電阻XR下降的情況下遞送負輸出信號(或無輸出信號)。比較器31將此信號變換成切換信號。該切換信號被用來藉助於開關31來切換HF發生器28的操作，開關31將HF發生器28的控制輸入端連接到由塊32供應的設定點電壓信號或減法器33的輸出信號。後者從由塊34供應的信號中減去由模塊24供應的電阻信號，所述塊34供應的信號表徵組織電阻的設定點值XRset。實際組織電阻XR與由塊34指定的設定點值XRset之間的偏差因此是用於包含HF發生器28的控制環路的基準變量。在最簡單的情況下，由塊34供應的設定點值XRset是固定且指定的值，其優選地在初始組織電阻XRq以下。然而，值XRset還可以由塊34來確定並例如通過計算來指定。可以使用不同的方法來這樣做。例如，設定點值XRset可以等於先前測量的最低組織電阻XR值。替換地，值XRset可以是高於先前測量的最低組織電阻XR的固定和或是先前測量的最低組織電阻XR的某一因數的倍數。替換地，可以由組織電阻XR的先前測量值來查明設定點值，例如通過組織電阻的若干先前值的相互比較。例如，平均值可以由其形成，其中，此平均值再次地低於初始組織電阻XR。。塊34還可以指定用於XR的期望時間圖，例如以隨時間推移恆定的值或隨時間推移變化的值的形式。還可以基於初始組織電阻XRtl根據上文給出的方法中的一個來指定XRset。可以通過程序或程序段、例如在微型計算機上運行的程序在硬體和軟體技術兩方面實現上述模塊、塊、開關、減法器等。因此，可以如上所述連續地或以掃描過程的方式以重複的間隔進行地在模塊24中執行組織電阻的記錄，如圖6所示。那裡的組織電阻XR在時間過程內呈不同的值，其在每種情況下由點來表徵。例如，可以將模塊24配置為使得其將每種情況下的當前電阻值Ri與至少一個或若干先前值等相比較。還可能由先前值Ri-^Ri^2形成進行中的平均值。如果Ri大於當前平均值，則可識別上升趨勢，並且開關31進而被從具有恆定或預定義電壓的操作(塊32)切換至具有恆定組織電阻的操作(塊34)。再次指出的是在前述說明的上下文中，考慮單元和方法二者，其中在時間t0與tl之間使用固定的指定恆定HF電壓和指定HF電壓曲線。另外，對於前述實施例而言，考慮單元和方法二者，其中在時間tl之後，複數表觀電阻XR、表觀電阻XR的值、組織電阻R的歐姆分量R或組織14的另一表徵性質被保持恆定。此外，指出的是對於上述所有實施例，能夠提供能量限制，在此能量限制處，被引入到組織14中的所有能量被記錄並受到限制以便指定要凝固的體積22。替換地，僅記錄並限制從時間tl開始被引入到組織中的能量的那個量。利用依照本發明的方法，初始在預先指定且優選地恆定的最大凝固電壓(〈200Vp)下將最大HF電流引入到組織14中。在此初始狀態下，組織的表現依照歐姆定理並能夠每單位時間吸取最大能量。在組織已從初始狀態變成其中組織阻抗或組織電阻XR為電壓依賴的狀態之後，選擇HF參數，使得針對新的組織狀態，每單位時間的最大可能能量輸入被設定。為了這樣做，優選地保持組織電阻在初始阻抗的值以下。控制器因此使組織電阻限於小於初始阻抗的值或小於所獲得的最低組織阻抗的值。當獲得指定的能量輸入時，能夠可選地提供激活的自動終止。這可以具有例如在10和500焦耳之間的值。在適當的情況下還可以省去能量輸入的限制。附圖標記列表
權利要求
1.一種用於通過藉助於外科器械(11)向生物組織(14)中引入電流來凝固所述組織的方法，包括以下步驟 向組織(14)施加特定HF電壓以發起凝固，以及 監視電組織電阻(XR)的趨勢， 在已確立組織電阻(XR)的上升趨勢的範圍內，調節HF電壓以將電組織電阻(XR)限制或設置為設定點值(XRset)。
2.根據權利要求I所述的方法，其中使用預定義恆定HF電壓作為特定HF電壓。
3.根據權利要求I所述的方法，其中特定HF電壓具有200V的最大峰值。
4.根據權利要求I所述的方法，其中通過進行組織電阻(XR)的當前值的確定並將其與比較值相比較來執行電組織電阻(XR)的趨勢的監視。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述比較值是固定的指定值(XRset)、先前測量的值或根據多個先前測量的值(Rh、Rh. · ·)確定的平均值。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中如果當前值超過比較值，則確立組織電阻(XR)的上升趨勢。
7.根據權利要求I所述的方法，其中使用組織電阻(XR)的先前測量值或根據先前測量值查明的設定點值作為組織電阻(XR)的設定點值。
8.根據權利要求7所述的方法，其中使用組織電阻(XR)的最小值作為組織電阻(XR)的期望值。
9.根據權利要求I所述的方法，其中使用固定設定點值或該值的固定時間曲線作為組織電阻(XR)的期望值。
10.根據權利要求I所述的方法，其中記錄被引入到組織(14)中的能量並且如果達到指定能量值，則將HF電壓減小至最小值，以限制能量輸入。
11.根據權利要求10所述的方法，其中HF電壓的調節一開始，就開始能量的記錄。
12.根據權利要求10所述的方法，其中能夠指定所述能量值。
13.根據權利要求10所述的方法，其中HF電壓的最小值是不導致凝固的低值。
14.根據權利要求13所述的方法，其中在最小HF電壓下，監視電流以檢測器械(11)與組織之間的接觸。
15.一種包括電外科器械(11)和用以為所述器械供應HF電壓以便藉由根據權利要求I所述的方法通過向生物組織中引入電流來凝固所述組織的單元(12)的設備。
全文摘要
本發明涉及用於生物組織的優化凝固的方法和設備。利用依照本發明的方法，初始在預先指定且優選地恆定的最大凝固電壓(<200Vp)下將最大HF電流引入到組織14中。在此初始狀態下，組織的表現依照歐姆定理並能夠每單位時間吸取最大能量。在組織已從初始狀態變成其中組織阻抗或組織電阻XR為電壓依賴的狀態之後，選擇HF參數，使得針對新的組織狀態，每單位時間的最大可能能量輸入被設定。為了這樣做，優選地保持組織電阻在初始阻抗的值以下。控制器因此使組織電阻限於小於初始阻抗的值或小於所獲得的最低組織阻抗的值。當獲得指定的能量輸入時，能夠可選地提供激活的自動終止。這可以具有例如在10和500焦耳之間的值。在適當的情況下還可以省去能量輸入的限制。
文檔編號A61B18/12GK102846366SQ20121022040
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優先權日2011年6月30日
發明者E.維爾納 申請人:厄比電子醫學有限責任公司