專利名稱：電灼方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組織燒灼。更具體地，本發(fā)明涉及具有多種電極的電灼系統(tǒng)和用于電 極的自動(dòng)或用戶選擇操作或補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制。
背景技術(shù)：
多種生理狀況需要組織和器官切除。組織切除過程中的主要考慮是止血，即停止 出血。必需通過縫合或者燒灼來封閉為所要切除的器官或組織部分供血的全部血管，以阻 止在切除該組織時(shí)出血。例如，當(dāng)在子宮切除術(shù)中切除子宮時(shí)，必需在子宮頸內(nèi)阻止出血， 其中子宮必需是沿著為子宮供血的那些血管進(jìn)行切除。類似地，當(dāng)因?yàn)榍谐[瘤或其它目 的而切除一部分肝臟時(shí)，必需單獨(dú)地封閉肝臟內(nèi)的血管。實(shí)現(xiàn)止血在開放外科手術(shù)過程中 以及最小侵入外科手術(shù)過程中是必需的。在最小侵入外科手術(shù)過程中，封閉血管可能是特 別耗費(fèi)時(shí)間和難以解決的，因?yàn)榻?jīng)由插管和其它小型通道的接觸途徑有限。實(shí)現(xiàn)止血在接觸途徑受限的過程中尤其重要，其中必需在切除之前切碎器官或其 它組織。大部分器官太大，以致難以通過插管或其它接觸途徑受限通道完整切除，因而需要 在切除之前切碎組織，例如切割、磨碎或者粉碎成更小的塊。除了上述例子之外，還存在各種其它電外科儀器以封閉和分離活體組織片，例如 動(dòng)脈、靜脈、淋巴、神經(jīng)、脂肪、韌帶和其它軟體組織結(jié)構(gòu)。多種已知的系統(tǒng)施加射頻(RF)能 量以使身體組織壞死。確實(shí)，其中一些具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)前被廣泛地使用。盡管如此， 本發(fā)明人嘗試識(shí)別出并糾正先前方法的缺點(diǎn)，研究可能的改進(jìn)，即使已知的方法是尚可的。在這一方面，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到的一個(gè)問題涉及當(dāng)今電極結(jié)構(gòu)的小型化。具體而言， 許多電外科儀器制造商限制電極的總長(zhǎng)度和表面積，以改善由組織完全覆蓋電極的可能 性。這種小型電極策略導(dǎo)致外科醫(yī)生不得不多次封閉和分離，以便充分地封閉和分離狹長(zhǎng) 組織片。這種耗費(fèi)時(shí)間的過程對(duì)病患也是有害的，其增加了麻醉時(shí)間，并潛在地增加損傷周 圍結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)椴粩嗟刂貜?fù)遞送能量和分離組織。部分電極覆蓋的后果可能是明顯的。這種狀況可能導(dǎo)致電弧放電、組織碳化、和不 充分的組織封閉。在組織封閉之后將立即執(zhí)行組織的機(jī)械(例如刀)或者電外科手術(shù)分離， 分離未被充分封閉的組織可能給病患帶來風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槲捶忾]的血管可能出血。電弧放電存 在其自身的很多問題。如果電灼電極在它們之間生成電弧，而不是使射頻能量穿過目標(biāo)組 織，則組織未能受到預(yù)期的電灼。此外，依據(jù)電弧路徑，這可能會(huì)損壞非目標(biāo)組織。另一問 題在于多電極系統(tǒng)內(nèi)的相鄰電極可能產(chǎn)生電串?dāng)_或者在順序放電的兩個(gè)相鄰電極之間的 過渡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生過熱效應(yīng)。先前的設(shè)計(jì)通過為電極所固定到的夾頭設(shè)置機(jī)械間隔來防止此現(xiàn) 象。然而，這種間隔妨礙極細(xì)小組織接觸相對(duì)的電極，阻止在這些區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳電封閉。 這些間隔如果過淺，也可能導(dǎo)致在電極之間的電弧放電。在300kHz至IOMHz范圍內(nèi)的典型射頻能量(RF)頻率上，組織阻抗是很大的。在 組織干燥之前，初始阻抗可以根據(jù)組織類型和位置、血管分布等而變化很大。因而，僅僅根 據(jù)本地阻抗確定組織電極覆蓋的足夠狀態(tài)是不精確和不實(shí)用的。用于確定組織的電極覆蓋
權(quán)利要求
一種電灼裝置，包括形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極；至少一個(gè)第二電極；具有與第一電極和所述至少一個(gè)第二電極電耦合的輸出的電源；用于選擇性地將來自電源的電壓施加在第一電極陣列中的任意電極與所述至少一個(gè)第二電極之中的兩個(gè)或多個(gè)電極之間的裝置；和用于確定所述第一電極中的任意電極與所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)的組織覆蓋面積的裝置。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)第二電極包括至少一個(gè)返回電極。
3.權(quán)利要求1的裝置，所述第一電極和所述第二電極中之中的至少一個(gè)具有圓形邊 緣，用于將在電極之間和在任何過渡表面處出現(xiàn)的邊緣效應(yīng)最小化。
4.權(quán)利要求1的裝置，所述第一電極和所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)還包括涂有電介質(zhì)或非導(dǎo)電材料的電極表面，其允許通過電容耦合在所述電極之間傳輸射頻能量°
5.權(quán)利要求4的裝置，所述第一電極和所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一部分具有 定義小于0. 5mm的絕緣間隙的間隔關(guān)系。
6.權(quán)利要求4的裝置，所述電極表面涂層包括聚合物。
7.權(quán)利要求6的裝置，所述聚合物包括下述任意一個(gè) 特富龍 ，鈦、鎢和鉭中任一個(gè)的金屬氧化物，或者陶瓷材料。
8.權(quán)利要求4的裝置，所述表面涂層包括 至少一個(gè)涂層。
9.權(quán)利要求1的裝置，所述用于選擇性地施加來自電源的電壓的裝置還包括 用于以防止相鄰電極同時(shí)或順序放電的選定放電順序啟動(dòng)所述電極的裝置。
10.權(quán)利要求4的裝置，所述用于確定組織覆蓋面積的裝置包括 用于測(cè)量射頻電壓和電流的相位角度的裝置；其中所述電介質(zhì)涂層形成與組織的電容耦合；和 其中對(duì)于給定的電介質(zhì)涂層厚度，電容是覆蓋面積的函數(shù)。
11.權(quán)利要求1的裝置，所述電源包括射頻生成器，其選擇性地可由所述用于選擇性地施加來自電源的電壓的裝置操作，以 電感的形式插入共軛阻抗，從而消除與全覆蓋電極的容抗，并允許測(cè)量射頻電壓和電流的 相位角度；其中當(dāng)電極僅被部分覆蓋時(shí)，電容改變；和 其中作為結(jié)果，電抗和射頻電壓和電流的相位角度改變。
12.權(quán)利要求11的裝置，所述用于選擇性地施加來自電源的電壓的裝置還包括射頻生成器控制算法，其用于在檢測(cè)到較小電極表面積時(shí)改變射頻生成器頻率以維持 最大功率傳送，同時(shí)最小化電弧放電和非最佳的和/或過度的能量傳送。
13.權(quán)利要求12的裝置，所述用于選擇性地施加來自電源的電壓的裝置還包括 用于通過確定相位和/或阻抗的快速改變來檢測(cè)電弧放電和防止非最佳的和/或過度的能量傳送的裝置。
14.權(quán)利要求13的裝置，用于檢測(cè)電弧放電和防止非最佳的和/或過度的能量傳送的 裝置還包括用于使用僅由組織部分覆蓋的電極向所述射頻生成器算法發(fā)送信號(hào)以便縮短或改變 處理參數(shù)的裝置。
15.權(quán)利要求11的裝置，所述用于選擇性地施加來自電源的電壓的裝置還包括 用于維持在所述射頻生成器和組織之間的阻抗匹配的裝置；其中當(dāng)相位角度大約為零時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
16.權(quán)利要求15的裝置，所述用于維持所述射頻生成器和組織之間的阻抗匹配的裝置 還包括補(bǔ)償增加的容抗的一個(gè)或多個(gè)電抗元件。
17.權(quán)利要求16的裝置，所述用于維持所述射頻生成器和組織之間的阻抗匹配的裝置 還包括下述任意一個(gè)用于插入具有有限范圍和接近無限解析度的連續(xù)可變電感器的裝置，其中所述電感器 可調(diào)整至接近零相位；用于插入分立元件以發(fā)現(xiàn)最低相位的裝置；和用于改變所述射頻生成器的頻率的裝置，其中所述射頻生成器通過電氣改變頻率來補(bǔ) 償相位差。
18.一種電灼方法，包括如下步驟提供形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極； 提供至少一個(gè)第二電極；提供具有與第一電極和所述至少一個(gè)第二電極電耦合的輸出的電源； 選擇性地將來自電源的電壓施加在第一電極陣列中的任意電極與所述至少一個(gè)第二 電極之中的兩個(gè)或多個(gè)電極之間；和確定所述第一電極中的任意電極和所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)的組織覆 蓋面積。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述至少一個(gè)第二電極包括至少一個(gè)返回電極。
20.權(quán)利要求18的方法，所述提供形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極和提供至 少一個(gè)第二電極的步驟還包括以下步驟提供涂有電介質(zhì)或非導(dǎo)電材料的至少一個(gè)電極表面，其允許通過電容耦合在所述電極 之間傳輸射頻能量。
21.權(quán)利要求19的方法，還包括以下步驟以防止相鄰電極同時(shí)或順序放電的選定放電順序啟動(dòng)所述電極。
22.權(quán)利要求19的方法，還包括以下步驟 測(cè)量射頻電壓和電流的相位角度；其中所述電介質(zhì)涂層形成與組織的電容耦合；和 其中對(duì)于給定電介質(zhì)涂層厚度，電容是覆蓋面積的函數(shù)。
23.權(quán)利要求19的方法，還包括步驟提供射頻生成器，其選擇性地可操作用于以電感的形式插入共軛阻抗，以消除與全覆蓋電極的容抗，并允許測(cè)量射頻電壓和電流的相位角度； 其中當(dāng)電極僅被部分覆蓋時(shí)，電容改變；和 其中作為結(jié)果，電抗和射頻電壓和電流的相位角度改變。
24.權(quán)利要求22的方法，還包括步驟提供射頻生成器控制算法，用于在檢測(cè)到較小電極表面積時(shí)改變射頻生成器頻率以維 持最大功率傳送，同時(shí)最小化電弧放電和非最佳的和/或過度的能量傳送。
25.權(quán)利要求19的方法，還包括步驟通過確定相位和/或阻抗的快速改變來檢測(cè)電弧放電和非最佳的和/或過度的能量傳送。
26.權(quán)利要求19的方法，還包括以下步驟使用僅部分由組織覆蓋的電極向所述射頻生成器算法發(fā)送信號(hào)，以縮短或改變處理參數(shù)。
27.權(quán)利要求19的方法，還包括以下步驟 維持在所述射頻生成器和組織之間的阻抗匹配； 其中當(dāng)相位角度大約為零時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
28.權(quán)利要求19的方法，還包括以下步驟 提供一個(gè)或多個(gè)電抗元件，其補(bǔ)償增加的容抗。
29.權(quán)利要求28的方法，還包括下述任一步驟插入具有有限范圍和接近無限解析度的連續(xù)可變電感器，其中所述電感器可調(diào)整至接 近零相位；插入分立元件以發(fā)現(xiàn)最低相位；和改變所述射頻生成器的頻率，其中所述射頻生成器通過電氣改變頻率來補(bǔ)償相位差。
30.一種電灼裝置，包括形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極； 至少一個(gè)第二電極；具有與第一電極和所述至少一個(gè)第二電極電耦合的輸出的電源； 用于選擇性地將來自電源的電壓施加在第一電極陣列中的任意電極與所述至少一個(gè) 第二電極之中的兩個(gè)或多個(gè)電極之間的裝置；和用于確定所述第一電極中的任意電極與所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)的組 織覆蓋面積的裝置；所述第一電極和所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)還包括 涂有電介質(zhì)或非導(dǎo)電材料的電極表面，其允許通過電容耦合在所述電極之間傳輸射頻 能量°
31.一種電灼方法，包括步驟提供形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極； 提供至少一個(gè)第二電極；提供具有與第一電極和所述至少一個(gè)第二電極電耦合的輸出的電源； 選擇性地將來自電源的電壓施加在第一電極陣列中的任意電極和所述至少一個(gè)第二 電極之中的兩個(gè)或多個(gè)電極之間；和確定所述第一電極中的任意電極與所述至少一個(gè)第二電極之中的至少一個(gè)的組織覆 蓋面積；所述提供形成第一電極陣列的多個(gè)相鄰的第一電極以及提供至少一個(gè)第二電極的步 驟還包括以下步驟提供涂有電介質(zhì)或非導(dǎo)電材料的至少一個(gè)電極表面，其允許通過電容耦合在所述電極 之間傳輸射頻能量。
全文摘要
公開了一種用于電極的自動(dòng)或用戶選擇操作或補(bǔ)償?shù)碾姌O結(jié)構(gòu)和機(jī)制，例如確定組織覆蓋和/或防止在電灼過程中在底部電極之間的電弧放電。
文檔編號(hào)A61B18/18GK101998843SQ200880005613
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者卡姆蘭·內(nèi)扎特, 彼得·塞恩·埃德爾斯坦, 本杰明·西奧多·諾代爾, 約瑟夫·查爾斯·埃德, 馬克·凱恩 申請(qǐng)人:阿拉貢外科手術(shù)公司