CN102764152B - 用于组织融合或凝固的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于组织融合或凝固的方法和设备。在适合于组织融合或凝固的方法中，在组织治疗开始之后，即完成阶段I之后，阶段II开始，在所述阶段II期间用适度的能量输入对生物组织治疗长达某指定的过程时间。对组织电阻R_a与供应源的输出电压u_a之间的函数关系的指定使得在阶段II中该过程能够不下降到最小治疗时间以下并且因此避免了组织的过早干透。达到了潮湿环境下参与蛋白质的充分且可靠的接合。

Description

用于组织融合或凝固的方法和设备

发明领域

本发明涉及一种用于借助于将电流引入到待治疗的组织中的至少一个电极的组织融合或凝固的方法。

背景技术

例如从EP 1862137 A1中知道通过将电流局部地引入到组织和/或组织液中的电极的组织融合或凝固。

在将电流引入到组织中的过程中，在电极的附近产生导致组织阻抗改变的效应。在该效应开始时，组织具有在电流开始流动后不久下降到较低值的初始阻抗，被指明为“阶段I”。在一时间之后，组织阻抗再次上升，被指明为“阶段II”。在此阶段II中组织阻抗通常达到显著高于初始阻抗的值。阻抗的上升然后变平并且可以达到稳定的端值，被称为“阶段III”。

阶段I和阶段II的时间的长度与阻抗下降和阻抗上升的斜率确定了所获得的手术结果的质量。

根据EP 1862137 A1的系统因此尝试使组织阻抗随着时间的改变与目标曲线一致。为此目的，该系统持续地将以适合方式测量的实际组织阻抗值与适用于特定时间点的目标值相比较。如果发现偏差，则实施对抗措施，例如引入到组织中的能量的增加或减少。如果发生控制偏差，则形成此的基础的控制技术方法不管怎样可能达到其局限。例如通过蛋白质变性，这些可能已经导致组织结构的不可逆改变，如是生物组织的治疗的特性。

因此寻求用于实行组织融合或凝固，特别是脉管吻合的鲁棒且可靠的方法。同样地寻求使得能够实现该方法的设备。

发明内容

此目的使用权利要求1的方法和根据权利要求9的设备来达到。

依照本发明的方法基于借助于电极把电流引入到生物组织中以及借助于反电极释放电流。这两个电极之间的生物组织显现出电气组织电阻。在电流的引入时期看出了在组织电阻的时间进程中的不同阶段I和II以及III。

根据该过程来控制用来供应所述电极的电源。在各阶段中的至少一个中，优选在阶段II中，把在该电极与反电极之间记录的组织电阻用作参考变量。至少在阶段II中所测量的电阻的幅度优选地用来调节该源的电压。通过对该源的相应的电压控制，例如基于指定的特性，能够在电路技术方面实现该源的电压的改变。在阶段II期间优选地实行所述源的电阻依赖的电压控制。因此能够将在阶段II期间组织阻抗随着时间的改变设定为期望行为。特别地，可以防止组织太快速地干透，并且因此防止由于太高的能量输入而引起的阶段II的持续时间的不可接受的降低。换句话说，能够在指定的过程时间内执行阶段II。这有助于过程可靠性并且确保良好的组织融合。

能够确保的是，使用定时器对阶段II的实行的顺序控制产生期望的一致质量的手术结果。特别地，在阶段II期间对作为所测量的组织电阻的函数的该源电压的调节，避免了作为太多能量过早引入到组织中的结果而获得的效果，其不能够通过后续能量输入降低来逆转。所建议的闭环或开环控制策略因此特别有利于该部分不可逆的并且因此很大程度上阶段II中的非线性过程的调节。

用于执行依照本发明的方法的设备通常包括提供电功率的至少一个单元，此单元具有电源。所述设备进一步包括连接到该单元的具有至少一个电极的器具。该电极被用来将电流引入到组织中。控制模块记录该组织的电阻并且相应地控制该源的电压。从阶段I能够使用依赖于组织电阻的电压。然而也可以使用固定的电压或该源的依赖于时间的电压。

这样的设备此外优选地包含器具识别装置。该器具识别装置使得能够实现对各个参数的指定，在阶段II中该方法使用所述各个参数来工作。这样的参数例如是开路电压u₀、参考电流i₀和/或特性指数N。可以根据下列关系来指定该特性，以该特性为基础把该源递送的电压u_a指定为组织电阻R_a的函数：

对于器具识别而言，能够提供诸如在该器具或任何其它适合装置上提供的存储装置之类的码片（code plug）或其它存储装置，使得能够为该器具选择上面参数中的至少一个。这样，对于不同的器具而言，针对阶段II能够达到相同的过程时间T2。由于外科医生变得习惯于该器具对组织的标准效应时间并且适应于它，所以这使得能够达到高质量的组织融合、组织凝固和脉管吻合，并且还增加了治疗的可靠性。

前面提及的器具可以为单极器具，但是优选为双极器具，诸如脉管夹，其的两个夹臂能够被形成为电极和反电极。这样的脉管夹被用于长期的脉管闭合。此类型的设备夹持脉管并且通过接合到相互压靠的相对组织壁的彼此而使脉管闭合。此外，这样的器具能够包含用来切开闭合的脉管的刀。

在本发明的范围内使用的单极器具例如能够具有板形或球形形状、环形状或其它形状的电极。这里反电极对手术效果没有参与。它例如作为中性电极附着于患者。

附图说明

根据从属权利要求、附图或说明书，得出本发明的有利实施例的另外属性。

图1示出了用于脉管吻合的设备的示意表示，

图2示出了用来图示该功能的根据图1的设备的框图，

图3示出了用来图示使用根据图1和2的设备的电压控制的起作用的方法的曲线图，

图4是用来图示组织电阻随着时间的变化的曲线图，以及

图5是在脉管闭合期间通过脉管的纵向截面的各部分的示意表示。

具体实施方式

图1示出了设备10，其在这里表示适合于组织凝固的不同设备的示例。该设备10包括用于供应和操作手术器具12的单元11。器具12经由线路13连接到该单元11。经由线路13向器具12提供来自单元11的电压。单元11具有不同的操作元件11a和/或一个或多个显示元件11b，例如显示器。

本实施例中的器具12是具有把手14和工具15的双极脉管夹。后者包括电极16和反电极17，所述电极16和反电极17中的至少一个（在此实施例中为两个）被安装成使得能够实现移动。通过对手柄18的激励它们能够朝着彼此移动和远离彼此移动。能够提供另外的元件，例如切割脉管的刀、开关等等。

指出的是，器具12不必必须为如这里所示出的双极器具。还能够使用只具有一个电极的单极器具。反电极于是例如为要在可能的大的区域上固定到患者的中性电极。

在图2中把设备10的基本电气结构示出为框图。电阻R_a在这里代表阻抗，在最简单的情况下，代表电极16 、17之间抓握的组织19的欧姆电阻。这样的组织19例如能够是血管，如图5中部分地且示意性地指示的。在图2中电极16、17仅仅被示出为简化到它们的电气功能的线路。它们经由线路13和插头连接器20连接到单元11。

器具12由作为DC或AC电压源的源21供应电功率，优选由HF发生器22供应电功率。这提供了例如在几百千赫并且如果需要几百伏特的范围内的高频AC电压，以及还提供了超过一千伏特的高频AC电压以用于切割、非接触凝固或者消融应用。HF发生器22将HF功率递送到电极16和17。

阻抗传感器23可以布置在相应的线路中的一条中，例如在通向反电极17的线路中，并且生成依赖于实施例表征复阻抗、阻抗的值、阻抗的盲分量或者抓握在电极16与反电极17之间的生物组织19的欧姆组织电阻R_a的信号。

为了记录组织阻抗，可以把阻抗传感器23连接到电流传感器24，例如，其表征在阻抗传感器处流过组织电阻R_a的电流。由于变化的输出电压u_a，所以阻抗传感器不能够直接确定组织电阻R_a。在本实施例中，阻抗传感器23接收表征电压u_a的另一信号。此信号能够直接从通向电极16和反电极17的线路来选择。相应的信号路径25图2中由虚线示出。

可替换地，如果源21具有足够低的内电阻，则与输出电压u_a相对应的信号su_a能够经由替代信号路径26发送到阻抗传感器23。信号路径26连接到信号路径27，所述信号路径27将作为控制信号的信号su_a递送到源21的输入端28，在此实施例HF发生器22的输入端28。在输入端28处的信号su_a确定在HF发生器22的输出端22a处的输出电压u_a的幅度。

单元11包含具有输入端30和输出端31的特征框，信号路径27源自所述输出端31。特性框29将经由信号路径32从阻抗传感器23接收的阻抗信号SR_a转换成输出电压信号su_a。特征框29实现下列等式：

由于该源21的可以忽略的内电阻，所以输出电压u_a对应于输出电压信号su_a。此外，组织阻抗R_a对应于组织阻抗信号SR_a。因此：

由特性框所指定的特性在图3中示出。它们依赖于特性指数N的幅度，以及依赖于参考电流i₀和开路电压u₀。这些变量由框33来递送，所述框33将对于特定操作而言是恒定的变量u₀、i₀和N传送到特性框29。

在简单的实施例中，框33能够以固定的方式来指定这三个变量u₀、i₀和N。然而，对于这些变量而言还可以制成至少对于非常有经验的人员来说是可访问的，以使得他们能够调整它们。在优选实施例中，框33包含未以任何另外细节示出的器具识别模块。这例如能够与提供在器具12上的存储设备(例如EPROM等等)进行通信。线路连接（未示出）或者现有的线路13能够被用于此目的。而且可以提供RFID识别等等。可替换地，插头20能够以表征该设计、类型、尺寸或者该器具12被用于的目的码片的形式。框33能够被设置成对此进行识别。框33能够在这个程度上实行各种所识别的器具或者器具类型到适当的开路电压u₀，适当的参考电流i₀和/或适当的特性指数N的指派。

阻抗传感器23、特性框29以及框33能够通过特定的电路或者通过软件来实现。特别地，他们能够是一个或多个微控制器的程序或程序的各部分。

到目前为止所描述的设备10如下起作用。

假定的是，外科医生希望使用器具12来闭合脉管19。他因此把脉管19抓握在电极16与反电极17之间并且激励手柄18，以抵靠彼此地挤压血管19的壁的相对的部分35、36，如图5中所示出的。适合的措施于是激活通过单元11对功率的递送，所述适合的措施例如对手柄18的激励或者对例如可以提供在把手14上的另一开关的激励。

只要没有电流流到血管19，它就具有例如20欧姆或类似的值的初始阻抗。这在图4中在左边的时间间隔T1中示出。组织阻抗R_a在纵坐标上以对数示出。一旦电流正流过血管19，组织阻抗R_a就相对快速地下降，例如各个细胞打开并且形成了用电解质填充的电流路径。在此第一阶段I中，可以根据例如具有恒定电压u_a、具有恒定功率、具有恒定电流的适当的固定模式来工作或者根据其它标准来工作。这可以提前固定。对于单元11而言还可以被配置成使得用于阶段I的各个模式例如通过操作元件是可选择的或是可调整的。还可以提供例如与提供在该器具12中的存储装置一起工作的器具识别装置，并且其相应地设定HF发生器22/源21的操作模式。

在阶段I期间监视该过程的进展，使得能够识别阶段II的开始。监视例如能够通过监视流动的电流或者通过监视诸如特别是电气变量的相位角之类的其它物理变量、电流、电极16与反电极17之间的电压、或者组织阻抗R_a来执行。图4中的针对此的时间曲线示出了可以使用在组织电阻R_a已经经历了最小值之后它的第一次重新开始上升作为阶段II的开始的迹象。这在图4中由垂直虚线37来指示。然而还可以设定其它极限值或者阈值。例如，还能够把阶段II的开始定义为在其处首次再达到了组织电阻R_a并且其显著高于在阶段I开始时所测量的组织电阻R_a0的该时间点。这在图4中由第二垂直虚线38来指示。

不管如何定义阶段II的起始点，在阶段II开始时，单元11切换到阶段II操作模式，所述阶段II操作模式不同于，或者能够不同于先前的操作模式。在阶段II中，作为所测量的组织电阻R_a的函数，单元11的输出电压u_a对应于由特性框29所指定的特性。在图3中，从许多可能的特性中，标记了典型的特性39。可能的是，例如用适合于此特性的器具11，相应地要把输出电压u_a指定到所测量的组织电阻R_a。如能够看出的，从器具12看到的单元11具有（对于N≠0而言）非线性负内电阻。

HF发生器22本身实际上可以具有低的正内电阻或几乎为零的内电阻。然而，输出电压u_a跟踪所测量的组织电阻R_a使得供应源21的优选非线性负内电阻产生。如此形成的负内电阻的和优选地低于组织电阻R_a。

作为所指定的特性的结果，流过该组织的减小的电流i_a导致减小的发生器电压，且反之亦然。这样，组织电阻R_a上升得越快，电压u_a并且因此能量到组织中的输入上升得越慢。这在阶段II中导致指定的过程时间T2，见图4。对于更大或更小的脉管而言该过程时间T2能够因此很大程度上保持恒定，并且与各个患者之间的生理差异无关，因此产生高的治疗可靠性和治疗质量。

一旦已经经过了指定的过程时间T2，就到达了阶段II的结尾。然后可以在阶段III中继续凝固过程或根据适合的要求停止凝固过程。

在适合于组织融合或凝固的方法中，在组织治疗开始之后，即在阶段I结束之后，阶段II开始，在阶段II期间用适度的能量输入对生物组织治疗长达某指定的过程时间。通过对组织电阻R_a与供应源21的输出电压u_a之间的函数关系的指定，能够确保在阶段II中该过程不下降到最小治疗时期以下，因此避免了该组织的过早干透。获得了潮湿环境下的参与蛋白质的充分且可靠的接合。

附图标记列表

10             设备

11            单元

11a           操作元件

11b           显示元件

12             器具

13             线路

14             把手

15             工具

16             电极

17             反电极

18             手柄

19             脉管

20             插头连接器

21             源

22             HF发生器

22a            22的输出端

23             阻抗传感器

24             电流传感器

25 -27         信号路径

28, 30       输入端

29             特性框

31             输出端

32             信号路径

33             框

35, 36       壁部分

37, 38       虚线-阶段II的开始

39             典型的特性

N              特性指数

u_a              输出电压

u₀              开路电压

i₀               参考电流

su_a             输出电压信号

SR_a           阻抗信号

R_a             组织电阻

R_a0            初始组织电阻

Claims (5)

1.用于通过高频交变电流的组织融合或凝固的设备，

具有电源(21)，其具有输出端(22a)，所述电源(21)至少临时地通过负内电阻将高频AC电压递送到所述输出端(22 a)，

具有至少一个电极(16)，其连接至所述输出端(22a)并且要使得其与生物组织(19)相互作用以产生手术效果，

具有至少一个反电极(17)，其连接至所述输出端(22a)并且要使得其与所述生物组织(19)电气连接，

其中该设备具有用于持续确定在所述电极(16)与所述反电极(17)之间显现的组织电阻(R_a)的阻抗传感器(23)，其中所述阻抗传感器(23)生成表征所述电阻的阻抗信号(SR_a)，以及

该设备具有连接至所述源(21)的控制输入端(28)并且基于由所述阻抗传感器(23)提供的所述阻抗信号(SR_a)向所述控制输入端(28)提供输出电压信号(su_a)的特性框(29)，所述输出电压信号(su_a)在所述源(21)的所述控制输入端(28)处是可得到的并且确定由所述电源(21)递送的所述电压(u_a)的幅度，

其中，所述特性框(29)体现了所述输出电压信号(su_a)与所述阻抗信号(SR_a)之间的函数关系，其中所述函数关系包含参数，其中所述参数是开路电压(u₀)和/或参考电流(i₀)和/或特性指数(N)，其中所述函数关系由以下关系给出：

其中，所述特性指数是不为零的正数或负数。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述参数中的至少一个由用于器具识别的设备来指定。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源(21)是高频AC电压源(22)。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述阻抗传感器(23)在其持续确定过程中连续地测量所述电阻(R_a)。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述阻抗传感器(23)在其持续确定过程中以离散的时间间隔来测量所述电阻(R_a)。