專利名稱：用于執(zhí)行電外科手術(shù)療程的方法、系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電外科手術(shù)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及使用磨快的電外科手術(shù) 電極與定制功率曲線的組合來增強(qiáng)電極的切割效率、降低不期望的組織損傷、并便于改進(jìn) 術(shù)后痊愈。2.
背景技術(shù)：
在電外科手術(shù)領(lǐng)域中，通過利用射頻(RF)電能來執(zhí)行切割組織和/或燒灼滲漏血 管的療程。由電波發(fā)生器產(chǎn)生該RF能量并通過由外科醫(yī)生操作的手持式電極傳送至患者 的組織。該手持式電極將放電遞送至與電極相鄰的患者身體的細(xì)胞物質(zhì)。此放電使得細(xì)胞 物質(zhì)變熱以便于切割組織和/或燒灼血管。電外科手術(shù)中所涉及的高溫能引起與電極相鄰的組織的熱壞死。組織暴露于與電 外科手術(shù)關(guān)聯(lián)的高溫越長(zhǎng)，該組織將遭受熱壞死的可能性越大。組織的熱壞死可降低切割 組織的速度，增加術(shù)后并發(fā)癥、焦痂生成、以及治愈時(shí)間，并且增加對(duì)不處于切割點(diǎn)的組織 的熱損傷的發(fā)生率。如上所述，由電波發(fā)生器生成RF能量并在電外科手術(shù)期間傳送至與電極相鄰的 患者身體處。RF能量放電的密集度影響電極能夠切割組織的效率和不在切割點(diǎn)處的組織損 傷的可能性兩者。在標(biāo)準(zhǔn)電極幾何結(jié)構(gòu)的情況下，RF能量?jī)A向于均勻地分布在與期望切割 點(diǎn)相鄰的相對(duì)較大區(qū)域上。RF能量釋放的一般均勻分布增加了額外電荷損耗進(jìn)入周圍組織 的可能性，這增加了周圍組織中不期望的組織損傷的可能性。另外，典型的電外科手術(shù)電波發(fā)生器需要外科醫(yī)生或手術(shù)室工作人員調(diào)節(jié)該電波 發(fā)生器的各個(gè)輸出參數(shù)，諸如要遞送至患者組織的放電的功率電平和/或頻率。恰當(dāng)?shù)卣{(diào) 節(jié)各個(gè)設(shè)置需要來自外科醫(yī)生或其它人員的良好學(xué)識(shí)、技術(shù)和專注度。一旦外科醫(yī)生作出 了對(duì)發(fā)生器上各個(gè)設(shè)置的合需調(diào)節(jié)，發(fā)生器就在電外科手術(shù)期間保持那些輸出參數(shù)。例如， 如果外科醫(yī)生要將發(fā)生器的輸出功率電平設(shè)置成50W、然后將電極輕觸患者來進(jìn)行電外科 手術(shù)，則該發(fā)生器的功率電平將迅速升至并保持在50W。盡管將功率電平設(shè)置成諸如50W的 特定設(shè)置將使得外科醫(yī)生能切入患者的組織，但保持這種高功率電平增加了患者組織熱壞 死的可能性。因此，具有能提供足以有效進(jìn)行電外科手術(shù)的功率的電波發(fā)生器和增加RF能量 釋放的密集度的電極，同時(shí)限制不期望的組織損傷、減少術(shù)后并發(fā)癥、并便于更快痊愈是有 利的。然而，在此要求保護(hù)的主題不限于解決任何缺點(diǎn)或僅在諸如上述環(huán)境中操作的各個(gè) 實(shí)施例。相反地，提供該背景僅用以示出在其中可實(shí)踐在此描述的部分實(shí)施例的一個(gè)示例 性技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有磨制工作刃和相對(duì)有限質(zhì)量或厚度的電外科手術(shù)電極、與由電波 發(fā)生器產(chǎn)生的定制功率曲線的組合，將電波發(fā)生器具體制造成與磨制電外科手術(shù)刀刃一起 工作。更具體地，本發(fā)明涉及具有磨制工作刃、有限質(zhì)量或厚度的電外科手術(shù)電極與由電外 科手術(shù)電波發(fā)生器所產(chǎn)生的定制功率曲線的組合。發(fā)生器適于基本上實(shí)時(shí)地感測(cè)患者的組 織阻抗并響應(yīng)于組織的阻抗級(jí)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)生器的輸出功率電平。響應(yīng)于組織阻抗改變的輸 出功率電平自動(dòng)調(diào)節(jié)改善了電外科手術(shù)療程的結(jié)果。改善的結(jié)果包括降低療程進(jìn)行的難 度、使通常與電外科手術(shù)相關(guān)聯(lián)的熱壞死和術(shù)后并發(fā)癥最小化、改進(jìn)術(shù)后痊愈的質(zhì)量和速 度、以及提供既改善有源電極的性能又有助于減少熱壞死的自動(dòng)調(diào)節(jié)特征。本發(fā)明的示例 性實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)與諸如電外科手術(shù)電極端的表面(在本文中也成為電極刃或刀刃)的至少 一部分的表面相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行，該表面可用來在包括使用電外科手術(shù)電波發(fā)生器的電外科手 術(shù)期間切割組織和/或燒灼患者的血管，電波發(fā)生器基于電路的阻抗級(jí)將發(fā)生器的輸出功 率電平自動(dòng)調(diào)適成預(yù)定電平。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供具有經(jīng)整形或磨制的工作面的電外科手術(shù)電極。對(duì) 要用來實(shí)施電外科手術(shù)切割的幾何表面進(jìn)行整形達(dá)成了電外科手術(shù)能量的重要集聚，從而 允許更快速更有效地切割組織。此外，由于實(shí)現(xiàn)切割作為電外科手術(shù)能量集聚的結(jié)果而非 普通機(jī)械手術(shù)刀鋒利的結(jié)果，因此根據(jù)本發(fā)明的電極在操作上比手術(shù)刀更安全，這是因?yàn)?電極端的工作面不需要與手術(shù)刀一樣鋒利，從而降低了醫(yī)生或其它手術(shù)室工作人員在操作 電極時(shí)遭機(jī)械切割的風(fēng)險(xiǎn)。因電極端的磨制工作刃引起的電場(chǎng)的集聚和能量傳遞(如下所 述)在電荷集聚和組織解離方面提供了顯著的改善，并導(dǎo)致熱壞死減少、切割更快速、以及 焦痂產(chǎn)生減少。本發(fā)明的示例性實(shí)施例還提供具有有限總厚度和/或質(zhì)量的電外科手術(shù)電極端。 限制電極端的厚度和/或質(zhì)量限制了電極端能保留的潛熱的量?？墒乖谕饪剖中g(shù)期間在電 極端上積聚的潛熱傳遞至電極端周圍的組織。此熱能的傳遞會(huì)在切割點(diǎn)周圍且不在切割點(diǎn) 處的組織中引起不期望的壞死損傷。因而，減小電極端的厚度和/或質(zhì)量還減少了電極端 能傳遞至周圍組織的潛熱的量，從而減少切割點(diǎn)周圍不期望的組織損傷的量。本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供經(jīng)磨制和涂敷的電外科手術(shù)電極端。該電外科手術(shù)電 極端涂層可包括非粘性涂層，諸如聚四氟乙烯(“PTFE”)或TEFLON ,或可包括有機(jī)材料 和無機(jī)材料的至少之一的組合的混合材料，以向電極提供各種合需特性，諸如高溫穩(wěn)定性、 柔性和低溫應(yīng)用。此外，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供可結(jié)合經(jīng)磨制和有限質(zhì)量的電外科手 術(shù)電極端使用以使組織損傷最小化的電外科手術(shù)電波發(fā)生器。該電外科手術(shù)電波發(fā)生器可 包括用于產(chǎn)生可用來實(shí)施電外科手術(shù)的電波的組件。電外科手術(shù)電波發(fā)生器還可包括用 于檢測(cè)電外科手術(shù)電路的各種參數(shù)的傳感器，舉例而言，這些參數(shù)諸如電壓、流過電路的電 流、以及患者組織的阻抗。此外，電外科手術(shù)電波發(fā)生器可配備有處理器，可對(duì)該處理器進(jìn) 行編程使之基于所檢測(cè)到的電路參數(shù)而以相對(duì)較高的速度/采樣率自動(dòng)改變電波發(fā)生器 的各個(gè)輸出參數(shù)。例如，可對(duì)電波發(fā)生器進(jìn)行編程，只要電波發(fā)生器所檢測(cè)到的組織阻抗保 留在預(yù)定范圍內(nèi)就保持特定輸出功率電平。如果組織阻抗落在預(yù)定范圍之外，則電波發(fā)生 器可自動(dòng)降低輸出功率電平以防止不期望的組織損傷。一旦組織阻抗返回到預(yù)定范圍內(nèi)，電波發(fā)生器就能自動(dòng)增大輸出功率電平以使電極端能繼續(xù)切割組織。根據(jù)本發(fā)明的磨制的小質(zhì)量的電極端與定制的功率曲線的組合產(chǎn)生了自限制和 自動(dòng)調(diào)節(jié)的電外科手術(shù)系統(tǒng)。例如，電外科手術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例基于電極端與接觸該電 極端的組織之間的阻抗來調(diào)節(jié)提供給電極端的功率的量。由此，隨著阻抗改變(不管因組 織溫度的變化引起的還是因電極端與組織之間接觸面積大小的改變引起的)，自動(dòng)調(diào)節(jié)提 供給電極端的功率以解決這些改變。類似地，電外科手術(shù)系統(tǒng)可基于因改變外科手術(shù)技術(shù) (諸如切割速度)而導(dǎo)致的改變來調(diào)節(jié)輸出功率。盡管先前已在本領(lǐng)域內(nèi)使用本發(fā)明的各方面，諸如使用磨制和/或涂敷電極以及 各種發(fā)生器功率曲線和分布圖，但已發(fā)現(xiàn)i)在此所揭示的刀刃幾何結(jié)構(gòu)，ii)在此所揭示 的發(fā)生器功率分布圖，以及iii)由發(fā)生器電路系統(tǒng)對(duì)發(fā)生器的輸出參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化高速 監(jiān)控的組合產(chǎn)生了在切割效率方面的顯著改進(jìn)性能、不期望的組織損傷的明顯減少、以及 術(shù)后恢復(fù)的改善，由此使得本發(fā)明優(yōu)于機(jī)械手術(shù)刀的性能。提供本概述以便以簡(jiǎn)化形式介紹將在以下的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。 該概述不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，也不旨在用于幫助確定所要 求保護(hù)的主題的范圍。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中敘述，且其部分根據(jù)本描述將是顯而易 見的，或可通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐領(lǐng)會(huì)?？赏ㄟ^在所附權(quán)利要求書中特別指出的工具和組合 來實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的這些和其他特征將通過以下描述和所附權(quán)利 要求書變得更加完全明顯，或可通過對(duì)下文中所述的本發(fā)明的實(shí)踐來領(lǐng)會(huì)。附圖簡(jiǎn)述為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的以上和其他優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)，將參考附圖中例示的其具體實(shí) 施例來呈現(xiàn)本發(fā)明的更具體描述?？衫斫膺@些附圖只描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此將不 認(rèn)為限制其范圍。將通過使用附圖來額外確切、詳細(xì)地描述和解釋本發(fā)明，在這些附圖中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性電外科手術(shù)系統(tǒng)；圖2示出與圖1的電外科手術(shù)系統(tǒng)一起使用以在一般外科手術(shù)中切割組織并燒灼 血管的示例性電外科手術(shù)電極端。圖3是體現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的原理的電外科手術(shù)電極端的立體圖；圖3A是示出磨制工作面的、圖3的電外科手術(shù)電極端的端部截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的手術(shù)刀型電外科手術(shù)電極端的立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的L鉤型電外科手術(shù)電極端的立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的J鉤型電外科手術(shù)電極端的立體圖；圖7是體現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的原理的另一電外科手術(shù)電極端的立體圖；圖8示出在圖1的適當(dāng)手術(shù)系統(tǒng)中使用以在切割組織并在特別致密區(qū)中燒灼血管 的示例性針型電外科手術(shù)電極端；圖9示出在圖1的適當(dāng)手術(shù)系統(tǒng)中使用以去除大截面組織的示例性電外科手術(shù)電 極端；圖10示出在圖1的適當(dāng)手術(shù)系統(tǒng)中使用以燒灼滲漏血管并敞開結(jié)構(gòu)封口的示例 性電外科手術(shù)電極端。圖11示出在圖1的適當(dāng)手術(shù)系統(tǒng)中使用以隔離組織并單獨(dú)切割或燒灼的示例性電外科手術(shù)電極端。圖12是存在于圓形面工具與工作反回電極之間的典型電場(chǎng)的示意圖；圖13是與具有磨制刃的工具相關(guān)聯(lián)的修正電場(chǎng)密集度的示意圖；圖14是從圖3A的磨制刃投影的電場(chǎng)的典型密集度的簡(jiǎn)化示意圖；圖15示出切入患者組織的磨制電極端和受電極端影響的區(qū)域；圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性電外科手術(shù)電路的組件的示意圖；圖17是由電外科手術(shù)電波發(fā)生器所產(chǎn)生的各種功率曲線的圖示；圖18是根據(jù)本發(fā)明的示例性定制功率曲線的圖示；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的電波發(fā)生器為產(chǎn)生功率曲線所遵循的過程步驟的流程 圖；圖20示出以速度Vwa切入患者組織的簡(jiǎn)化電極端。詳細(xì)描述本發(fā)明涉及將磨制電外科手術(shù)電極端與定制功率曲線一起使用。更具體地，本發(fā) 明涉及使用具有磨制工作面和有限質(zhì)量/厚度的電外科手術(shù)電極端，并將由電波發(fā)生器所 產(chǎn)生的定制功率曲線應(yīng)用于電外科手術(shù)電極端以便引入和/或增強(qiáng)工作面上的特性、特征 和/或?qū)傩?。將以下的公開內(nèi)容分成四個(gè)副標(biāo)題，即“示例性手術(shù)系統(tǒng)”、“電極端幾何結(jié)構(gòu)”、 “定制功率曲線”和“臨床試驗(yàn)示例”。使用副標(biāo)題僅僅是為了方便讀者，決不解釋為是限制 性的。示例性手術(shù)系統(tǒng)圖1和對(duì)應(yīng)的討論旨在提供其中可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)要 一般描述。盡管并非必需，將在向電外科手術(shù)電極及其工作面提供特定屬性、特性和/或特 征、并向電外科手術(shù)電極端應(yīng)用定制功率曲線，以便改進(jìn)電外科手術(shù)的質(zhì)量并限制因電外 科手術(shù)而導(dǎo)致的對(duì)患者組織的損傷的一般上下文中描述本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 理解，本發(fā)明各實(shí)施例可與各種不同表面和功率曲線相關(guān)聯(lián)地實(shí)踐，從而在電外科手術(shù)期 間提供合乎需要的屬性、特性和/或特征。參照?qǐng)D1，示出可包括本發(fā)明特征的示例性系統(tǒng)。在圖1中示出了電外科手術(shù)系 統(tǒng)100，其包括電波發(fā)生器110、手持式電極120、以及電極端130。在一優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)生 器110是RF電波發(fā)生器。外科醫(yī)生在外科手術(shù)期間可使用電外科手術(shù)系統(tǒng)100對(duì)患者身 體進(jìn)行切割組織和/或燒灼血管。在電外科手術(shù)中，由諸如電波發(fā)生器110的電波發(fā)生器產(chǎn)生射頻(RF)電能，并通 過諸如電極120的手持式電極引入患者體內(nèi)，該電極120與電波發(fā)生器110電耦合且包括 電極端130。電波發(fā)生器110可包括高頻振蕩器和放大器以產(chǎn)生可用來在電外科手術(shù)期間 切割組織和/或燒灼血管的RF電能波。該RF電能波向電極120供電并經(jīng)由電線140從電 波發(fā)生器110傳送至電極120。放電從電極端130傳遞至患者以使極為靠近地接觸電極端 130的患者的細(xì)胞物質(zhì)變熱。在適當(dāng)高的溫度處發(fā)生加熱以使電極120能用來進(jìn)行電外科 手術(shù)。接地電極(未示出)為耗散至患者身體組織周圍的任何過剩電荷提供至電波發(fā)生器 110的返回電路徑。在電外科手術(shù)期間，電極120可用來單獨(dú)或并發(fā)地切割和燒灼。由電波發(fā)生器110
7提供并傳送至電極120的恒定正弦波使電極端130能切入患者身體組織?；蛘撸呻姴òl(fā) 生器110提供并傳送至電極120的減幅波使電極端130能燒灼滲漏血管。電波發(fā)生器110 可向電極120提供恒定正弦波與減幅波的組合，以使電極端130能并發(fā)切割和燒灼，由此在 外科手術(shù)期間使組織損傷和失血最小化。電極端幾何結(jié)構(gòu)圖2-11示出可互換電極端的各個(gè)示例性品種，包括標(biāo)準(zhǔn)電極端、具有磨制工作面 的磨制電極端、手術(shù)刀型電極端、針形電極端、變形球電極、以及各種腹腔鏡檢查用電極，它 們與諸如圖1中所見的手持式電極120的常規(guī)電外科手術(shù)固定器一起使用以便于進(jìn)行切割 組織和/或燒灼血管的動(dòng)作?？苫Q電極端的每一個(gè)具有可耦合至手持式電極120的連接 端以使由電波發(fā)生器110所產(chǎn)生的RF電能能通過手持式電極120傳送至電極端。各個(gè)電 極端的連接端的長(zhǎng)度可取決于電極端的具體類型和/或使用電極端的手術(shù)類型而變化。例 如，連接端的長(zhǎng)度可在約6. 35cm到約48cm的范圍內(nèi)變化。在一些實(shí)施例中，連接端的長(zhǎng)度 為約6. 35cm、6. 9cm、10. 16cm、15. 24cm、33cm、45cm和48cm。可以理解，連接端的長(zhǎng)度可以是 任何適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。所示電極端的每一個(gè)還包括向患者身體施加放電的工作端。套筒或涂層可包圍電 極端的至少一部分以用作絕緣體、提供保護(hù)、并便于通過手持式電極120夾持電極端。例 如，絕緣材料可施加于電極端的工作端的一部分以便于在工作端的一部分和患者組織之間 提供絕緣阻擋層。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣材料被施加于電極端的工作端周圍，從而僅使電極 端的一小部分暴露以供在電外科手術(shù)期間使用。例如，除電極端端部上的約0. 3cm外，絕緣 材料可覆蓋整個(gè)工作端。所暴露的部分然后可用來在余下工作端與患者組織之間沒有放 電的情況下進(jìn)行電外科手術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，涂層可包括聚對(duì)二甲苯(PARYLENE)材料。 PARYLENE材料是化學(xué)氣相沉積的聚(對(duì)-亞二甲苯基)聚合體，其提供防潮層和電絕緣特 性兩者。例如，PARYLENE材料可施加于電極端的工作端的一部分以便于在工作端的一部分 和患者組織之間提供絕緣阻擋層?？蓪⑺倦姌O的工作端配置成在各種不同外科手術(shù)中提供切割和/或燒灼組織 和/或血管的極大多數(shù)功能性。此外，可將電極端配置成產(chǎn)生在切割效率方面的顯著改進(jìn) 性能、不期望組織損傷的明顯減少和術(shù)后痊愈的改善。例如，圖2-11所示的電極端的每一 個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)經(jīng)整形或磨制的工作刃或可形成有這些工作刃。如以下更詳細(xì)地描述 的，經(jīng)整形的工作刃集聚從電極端傳遞至患者組織的電能。所集聚的電能減少流失至周圍 組織的過剩電荷的量，從而減少切割點(diǎn)周圍組織中壞死損傷的量。類似地，所示電極端的每 一個(gè)具有和/或可形成為有限厚度和/或質(zhì)量，以限制可在電極端中積聚的潛熱或熱能的 量。如下所述，減少電極端內(nèi)潛熱的量減少了從電極端傳遞至組織的潛熱的量，這減少了在 切割點(diǎn)周圍組織中引起的組織損傷的量。回到圖2-11，現(xiàn)在將描述各個(gè)所示電極端的各個(gè)方面。如上所述并如以下結(jié)合圖 2-11所示實(shí)施例所標(biāo)識(shí)，電極端的每一個(gè)可包括一個(gè)或多個(gè)整形或磨制面。盡管結(jié)合圖 2-11的討論來標(biāo)識(shí)這些整形/磨制面，但在各個(gè)電極端實(shí)施例的討論之后將進(jìn)行適用于這 些整形/磨制面的每一個(gè)的特征和參數(shù)的更詳細(xì)討論，不管具體電極端的中配置。另外，將 在適用于這些整形/磨制面的特征和參數(shù)的討論之后進(jìn)行適用于所示電極端的每一個(gè)的 質(zhì)量/厚度方面的更詳細(xì)討論。
圖2示出電極端210，其可在一般外科手術(shù)中用來切割組織和/或燒灼血管。電極 端210包括用于耦合電極端210與手持式電極120的連接端212。放電從處于標(biāo)準(zhǔn)電極類 似刀刃配置的工作端214傳遞至患者身體。在此例示配置中，工作端214具有兩個(gè)平行側(cè) 面，這兩個(gè)側(cè)面是扁平的以使工作端214以與傳統(tǒng)手術(shù)刀相似的方式起作用；然而，工作端 214能具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種其它配置，包括但不限于磨制側(cè)面或部分磨制側(cè)面 (舉例而言如參照?qǐng)D3-7所述)。在所示配置中，放電使工作端214能在使組織過熱至適當(dāng) 溫度時(shí)滑入組織以進(jìn)行電外科手術(shù)。電極端210還包括包圍端210的至少一部分的涂層或 套筒216。圖3示出與圖1和2所示相似的電極端。由此，在圖3中可見具有連接端222、裝 有定位于電極桿周圍以提供保護(hù)并便于通過圖1中可見的常規(guī)電外科手術(shù)固定器夾持電 極的套筒式管套224的電外科手術(shù)電極220。該電極還包括形成有經(jīng)整形或磨制幾何結(jié)構(gòu) 的工作端226。圖3所示實(shí)施例以包括如圖3A所示的經(jīng)磨制的兩個(gè)相對(duì)刀刃228A和228B 的截面幾何結(jié)構(gòu)為特征。另外，工作端226還可包括具有與刃228A和228B相似的截面形 狀的刃228C。刃228A、228B和228C可用于在電外科手術(shù)期間切割組織和/或燒灼血管。 圖3A是沿圖3的截面線3A-3A取得的電極端220的工作端226的截面圖?？煽吹綄?dǎo)電主 體230，其可以是諸如優(yōu)選外科手術(shù)級(jí)不銹鋼的任何適當(dāng)材料。將主體230的兩個(gè)相對(duì)表面 磨制成刃228A和228B，每一個(gè)刃如以下結(jié)合圖12-14更詳細(xì)所述地積聚或集中當(dāng)電位施加 至電極端時(shí)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，由此增加所傳遞電能的積聚、相應(yīng)地改進(jìn)工具實(shí)現(xiàn)例如切斷組 織的切割動(dòng)作的效率、并且減少不緊鄰尖端或磨制刃的組織中額外電荷損失的量。此外，還 如以下所更詳細(xì)地討論，磨制電極端的工作刃的至少之一還減小了電極端的質(zhì)量。減小了 的質(zhì)量限制了傳遞至周圍組織的潛熱的量，從而減小了與電外科手術(shù)過程相關(guān)聯(lián)的壞死的 組織深度。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，可看到也可在一般外科手術(shù)中用來切割組織和/或燒灼血管的電 極端240。電極端240包括連接端242和工作端244。工作端244為類似手術(shù)刀的刀刃配 置，其外形類似機(jī)械手術(shù)刀且在以下進(jìn)一步描述。電極端240還包括用以提供保護(hù)并便于 通過手持式電極120夾持電極端240的絕緣套筒或涂層246。與圖3和圖3A中所示的電極端220相似，電極端240包括多個(gè)經(jīng)整形或磨制的 工作刃248A、248B、248C和248D。工作刃248A、248B、248C和248D具有與以上所述的刀刃 228A、228B和228C相似的橫截面形狀。更具體地，將工作刃248A、248B、248C和248D整形 或磨制以集聚或集中在向電極端220施加電勢(shì)時(shí)創(chuàng)建的電場(chǎng)。注意，將在以下參照?qǐng)D12-14 更詳細(xì)地討論對(duì)工作刃進(jìn)行整形或磨制的細(xì)節(jié)。由于用工作刃228A、228B、228C、248A、248B、248C和248D切割是作為電外科手術(shù) 能量集聚、而非普通機(jī)械手術(shù)刀鋒利的結(jié)果而實(shí)現(xiàn)的，因此根據(jù)本發(fā)明的電極在操作上比 手術(shù)刀更安全，這是因?yàn)殡姌O端的工作刃不需要與手術(shù)刀一樣鋒利，從而降低了醫(yī)生或其 它手術(shù)室工作人員在操作電極時(shí)遭機(jī)械切割的風(fēng)險(xiǎn)。如在圖4中可見地，形成工作刃248A、248B、248C和248D為具有不同長(zhǎng)度，并且可 相對(duì)彼此成一定角度。所示實(shí)施例中工作刃248A、248B、248C和248D的不同長(zhǎng)度和取向給 予工作端244與機(jī)械手術(shù)刀相似的外形。類似手術(shù)刀的外形允許在使用電極端240時(shí)有極 大的多功能性。工作刃的不同長(zhǎng)度和取向可使外科醫(yī)生能用單個(gè)電極端作出許多不同類型的切割并燒灼或大或小的區(qū)域。例如，單個(gè)電極的較短工作刃和較長(zhǎng)工作刃的切割允許外 科醫(yī)生使用同一電極在單個(gè)手術(shù)期間創(chuàng)建不同類型的切割而不必更換電極。相反，外科醫(yī) 生可簡(jiǎn)單地旋轉(zhuǎn)電極來利用合需的工作刃。作為非限制示例，可將工作刃248A的大小制成在患者皮膚上作相對(duì)較淺和/或較 輕柔的切割。工作刃248A的長(zhǎng)度還可有助于防止外科醫(yī)生在不當(dāng)心時(shí)切得過深。一旦作 了淺切割，外科醫(yī)生就可180°地旋轉(zhuǎn)電極端240并使用工作刃248D來在皮下層作更深切 割。在一個(gè)實(shí)施例中，工作刃248A約為3mm長(zhǎng)而工作刃248D約為8mm長(zhǎng)。在另一實(shí)施例 中，工作刃248A約為4mm長(zhǎng)而工作刃248D約為Ilmm長(zhǎng)。對(duì)于不同的工作刃還可使用其它 長(zhǎng)度和組合。另外，可將工作刃248C的大小制成允許外科醫(yī)生在不必用例如針形電極替換 電極端240的情況下切割和/或燒灼極小區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，工作刃248C約為0. 5mm 長(zhǎng)。可以理解，可形成電極端240為有或多或少的工作刃248。因而，工作刃248C的形狀和 大小可提供進(jìn)行近乎針尖大小的切割和/或凝固的能力。圖5示出電極端250，其是可通過能隔離各個(gè)組織或血管并單獨(dú)切割和/或燒灼來 便于外科醫(yī)生減少額外組織損傷的電極端。電極端250包括連接端252和工作端254。工 作端254具有L鉤形配置。工作端254具有三個(gè)工作刃256A、256B和256C，對(duì)其每一個(gè)如 本文所述地進(jìn)行整形或磨制。可以理解，電極端250可形成有或多或少的工作刃256。與其 它電極端一樣，電極端250包括涂層或套筒258，其包圍電極端250的至少一部分以用作絕 緣體、提供保護(hù)、并便于夾持電極端250。圖6示出與電極端250相似的電極端260。電極端260包括連接端262和工作端 264。工作端264具有J鉤形配置，并具有兩個(gè)工作刃266A和266B，對(duì)其每一個(gè)如本文所述 地進(jìn)行整形或磨制。電極端260可形成有或多或少的工作刃266，并且還包括包圍電極端 260的至少一部分的涂層或套筒268。圖7示出包括連接端272和工作端274的電極端270。工作端274具有三個(gè)工作 刃276A、276B和276C，對(duì)其每一個(gè)如本文所述地進(jìn)行整形或磨制。電極端270可形成有或 多或少的工作刃276。與其它電極端一樣，電極端270包括包圍電極端270的至少一部分以 用作絕緣體的涂層278。圖8示出電極端280，其是可在患者身體的特別致密區(qū)(諸如在腦科手術(shù)中所遇到 的)切割組織和/或燒灼滲漏血管的電極端。電極端280包括連接端282和工作端284。 工作端284具有針形配置，其變尖為一個(gè)點(diǎn)而允許在患者身體的致密區(qū)內(nèi)進(jìn)行極為準(zhǔn)確的 外科手術(shù)。對(duì)工作端284的尖端和/或側(cè)面可如本文所述地進(jìn)行整形或磨制。此外，電極 端280還包括包圍尖端280的至少一部分的涂層或套筒286。通過使用電極端280，可準(zhǔn)確 地去除脆弱的腦部組織，而對(duì)任何周圍細(xì)胞膜沒有實(shí)質(zhì)損傷并且因手術(shù)導(dǎo)致的出血和/或 腫脹最少。圖9-11示出可結(jié)合電外科手術(shù)系統(tǒng)100使用的附加電極端。盡管沒有示出圖9-11 的電極端具有磨制工作刃，但可以理解，可形成圖9-11中所示的電極端的每一個(gè)使之有如 本文所述的一個(gè)或多個(gè)磨制工作刃。圖9示出電極端290，其是如在舉例而言前列腺和腫 瘤切除術(shù)中可用于去除大截面組織的電極端。連接端292被耦合至手持式電極，而工作端 294被用來將電能傳遞至患者身體。工作端294具有環(huán)形配置。涂層套筒296可包圍電極 端290的至少一部分。
圖10示出電極端300，其是可用來特別地?zé)茲B漏血管并將敞開結(jié)構(gòu)封口的電極 端。電極端300包括連接端302和球形工作端304。涂層或套筒306可包圍電極端300的 至少一部分。圖11示出電極端310，其是可通過能隔離各個(gè)組織或血管并單獨(dú)切割和/或燒灼 來便于外科醫(yī)生減少額外組織損傷的電極端。電極端310包括連接端312和鉤形工作端 314。涂層或套筒316可包圍電極端310的至少一部分。注意，所述電極端每一個(gè)包括或可形成有一個(gè)或多個(gè)經(jīng)整形或磨制工作刃。還要 注意，這些經(jīng)整形的工作刃集聚來自電極端的放電，由此減少不緊鄰尖端或磨制刃的組織 中額外電荷損失的量。可參照?qǐng)D12-14理解前述顯著改進(jìn)之下的物理原理。圖12是示出 存在于具有圓形或彎曲外表面322的導(dǎo)體或電極端320與對(duì)電極324之間的電場(chǎng)的電場(chǎng)線 圖案的示圖。盡管在圖12中所示的電極320是中空的，但所示電場(chǎng)圖案在電極實(shí)心的情況 下實(shí)質(zhì)上是相同的?？煽吹?，橢圓326內(nèi)電場(chǎng)線的密度幾乎是均勻的，由此電場(chǎng)在該區(qū)域內(nèi) 基本上不變化。然而，在圖13中，注意，如果制造電極330的幾何結(jié)構(gòu)使之包括如尖端或刃 332所表示的尖形區(qū)域，則相應(yīng)電場(chǎng)變成密集得多，如由電極330與對(duì)電極336之間的電場(chǎng) 線(橢圓334內(nèi))的大得多的線密度來表示。由此，在不規(guī)則形狀的導(dǎo)體上，電荷傾向于積 聚在表面曲率最大的位置處，即尖頭或刀刃處。通過磨制刀刃，電荷沿小得多的表面面積或 區(qū)域積聚，由此將電場(chǎng)線集中成更緊密的排列，這減少在不緊鄰尖端或磨制刃的組織中的 額外電荷損失。電極的切割刃不需要是尖頭的，它只需要整形(磨制)成將能量傳遞集聚 成最優(yōu)切割所需的程度。作為例示，常規(guī)的未經(jīng)磨制的電極的刃厚為約0. 33mm，且在典型切割模式時(shí)可利 用接近50瓦的功率設(shè)置。當(dāng)磨制成刃厚為約0. 00735mm- “銳度”低于機(jī)械手術(shù)刀刃所需 時(shí)，圖3-11的電極可在低于20瓦-即比典型未經(jīng)磨制電極所需低50%的功率設(shè)置下，快速 切入組織。此外，這樣的刃更快地切割，且具有更少阻力、產(chǎn)生更少焦痂和更少熱壞死、并改 進(jìn)手術(shù)控制。在圖14中示出以上原理。如上所述，圖14是示出從圖3和3A中所示的電極220 的磨制刃228B投影的電場(chǎng)的典型密集度的簡(jiǎn)化視圖。為便于清晰且簡(jiǎn)單地演示，僅示出表 示經(jīng)磨制尖端或刃228B方向上電場(chǎng)的線338?？捎^察到，圖14的電極是早先在圖3A中示出的電極。由此，示出了具有磨制刃 或尖端228和228B的導(dǎo)電主體230。當(dāng)在存在需要切割的組織的情況下將電外科手術(shù)電 勢(shì)施加至主體230時(shí)，在頂點(diǎn)228B處集聚了能量傳遞的密度，如由線束338內(nèi)的較長(zhǎng)線表 示。因而，在所示示例中，能量沿從刃228B延伸的主體230的主軸集聚?？梢岳斫猓姌O端 320作為示例使用，且本討論適于上述電極端的每一個(gè)的經(jīng)磨制工作刃。還應(yīng)當(dāng)理解，盡管 電極端的優(yōu)選幾何結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)全磨制的刃(或尖端)，但當(dāng)工作刃寬度(即舉例而言 圖3A中工作刃228A的寬度232) —般在0. 0254mm與0. 1270mm之間、較優(yōu)選在0. 076mm與 0. 1270mm之間、最優(yōu)選為0. 1016mm時(shí)，開始能顯著地觀察到源自本發(fā)明的有效特征。除了以上電極端的工作面的尺寸外，以下進(jìn)一步討論經(jīng)整形或磨制的電極端如何 減少切割點(diǎn)周圍不期望的組織損傷的量。如在本文中所述，經(jīng)整形或磨制的電極端將電場(chǎng) 集聚在電極端的經(jīng)整形或磨制的刃上，由此產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)電極端所呈現(xiàn)的電場(chǎng)更強(qiáng)的電場(chǎng)。 該更強(qiáng)電場(chǎng)在電極端表面上引起溫度的快速上升。快速升高電極端表面的溫度引起極靠近電極端的組織中溫度的快速上升。臨近電極端的組織中溫度的快速上升使得較小深度的組 織快速達(dá)到凝固。如本文中其它地方所討論地，一旦靠近電極端的組織達(dá)到凝固，電外科手 術(shù)系統(tǒng)100就能快速且自動(dòng)地減小流過電極端的電外科手術(shù)電流?？焖贉p小電外科手術(shù)電 流防止切割點(diǎn)周圍組織的溫度上升至足以引起壞死?，F(xiàn)在參看圖15，其示出了用來切割組織342的簡(jiǎn)化電極端340。電極端340包括 經(jīng)整形/磨制的工作刃344，其如本文中所述在電外科手術(shù)期間集聚或集中電極端340與 組織342之間的放電。在進(jìn)行電外科手術(shù)期間，在電極端340與組織342之間產(chǎn)生阻抗R。 阻抗R可由以下方程定義
Λ/ =^~方程1
A其中ρ。是組織342的體電阻率，λ是燒灼深度或受電外科手術(shù)影響的組織的深 度，而A是進(jìn)行電外科手術(shù)的面積。面積A等于L χ ds，其中L是與組織342接觸的電極端 340的長(zhǎng)度，ds是圍繞與組織342接觸的工作刃344的距離。磨制電極端340減小了 ds的 值，這與使用標(biāo)準(zhǔn)電極端相比，又依次減小了接觸面積A。眾所周知，組織的體電阻率P。是組織相關(guān)的。根據(jù)體電阻率P。，組織可粗分成以 下四組中之一極高電阻率、高電阻率、中等電阻率和低電阻率。分別屬于這些類別的組織 的示例包括疤痕組織(極高電阻率)、脂肪組織(高電阻率)、腹部組織(中等電阻率)、 以及肌肉組織(低電阻率)。此外，組織的體電阻率P。也是溫度相關(guān)的。隨著組織溫度Tt 的上升，組織的體電阻率P。降低，直至達(dá)到臨界的脫水溫度Td。當(dāng)組織溫度上升到脫水溫 度Td之上時(shí)，組織的體電阻率P。開始迅速上升。組織體電阻率P。的快速上升因此可用 作電外科手術(shù)完成的指示。可由以下方程定義組織體電阻率P。的溫度相關(guān)性Pc= Pc0+f(T)方程 2其中ρ c0是初始組織電阻率且f (T)是溫度的函數(shù)。根據(jù)方程1和2，可看出由于阻抗R對(duì)溫度相關(guān)的組織體電阻率P。的相關(guān)性，阻 抗R是溫度相關(guān)的。因此，可定義因?yàn)闇囟雀淖円鸬淖杩筊改變的速率為巡=Ai方程3 ST A ST 此關(guān)系揭示了 使用經(jīng)整形或磨制的工作刃344，對(duì)于同樣的溫度變化θΤ而言，較 小的接觸面積A會(huì)增加組織阻抗的變化。在相同溫度變化上阻抗的變化越大，允許電外科 手術(shù)發(fā)生器更快地檢測(cè)到組織何時(shí)達(dá)到脫水溫度Td。對(duì)電外科手術(shù)發(fā)生器的更快和更強(qiáng)反 饋導(dǎo)致組織開始脫水時(shí)功率的更快減小，由此導(dǎo)致組織脫水時(shí)施加于組織的總功率的更快 減小。以下將更詳細(xì)地討論本發(fā)明的功率減小特征。不管怎樣，根據(jù)此討論應(yīng)當(dāng)理解反饋 機(jī)制越強(qiáng)，功率能減小得越快，這有利地使切割點(diǎn)周圍組織的損傷的深度λ最小化。經(jīng)磨制的電極端與由電外科手術(shù)發(fā)生器(在下面詳細(xì)討論)提供的輸出功率的快 速減小的組合提供一種快速反饋機(jī)制，該快速反饋機(jī)制自動(dòng)校正/調(diào)節(jié)電外科手術(shù)技術(shù)并 顯著減小壞死組織損傷的深度。在電極端的質(zhì)量受到限制時(shí)，經(jīng)磨制的電極端與可調(diào)功率 輸出組合的效果得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。如上所述，電極端可保留的潛熱的量與電極端的質(zhì)量 直接相關(guān)。較大質(zhì)量的電極端能比較小質(zhì)量的電極端保留更多潛熱。由此，限制電極端的 質(zhì)量就限制了電極端能保留的潛熱的量。
可將在外科手術(shù)期間能在電極端上積聚的潛熱傳遞至電極端周圍的組織。此熱能 的傳遞會(huì)在切割點(diǎn)周圍且不在切割點(diǎn)處的組織中引起不期望的壞死損傷。因此，減小電極 端的質(zhì)量還減少了電極端能傳遞至周圍組織的潛熱的量，從而減少切割點(diǎn)周圍不期望的組 織損傷的量。盡管小質(zhì)量電極端仍然將潛熱能傳遞給周圍組織，但小質(zhì)量電極端傳遞至周 圍組織的潛熱能的量與電外科手術(shù)期間用來燒灼組織的放電相比相對(duì)較小。因而，為了進(jìn) 一步增強(qiáng)經(jīng)磨制電極端和可調(diào)功率輸出組合的效果，可限制電極端的質(zhì)量以進(jìn)一步減少切 割點(diǎn)周圍過多和不期望的組織損傷的量。為了確定不銹鋼電極端需要多薄才能限制過多潛熱的積聚所引起的組織損傷，開 始時(shí)，使不銹鋼電極端在溫度Tb下的熱能與組織區(qū)域在溫度Tt下的熱能相等。如下確定電 極端的最大合需厚度確保來自電極端的潛熱將只會(huì)使組織溫度Tt上升至足以在靠近電極 端的組織區(qū)域中促成自身體內(nèi)平衡。換言之，根據(jù)以下計(jì)算限制電極端的厚度將限制潛熱 在電極端內(nèi)的積聚，否則潛熱在電極端內(nèi)的積聚將在切割點(diǎn)周圍組織的更深處引起不期望 的壞死損傷。使電極端的熱能與組織的熱能相等提供AdT,p,C, = dTePeCBWb方程 4在方程4中，CB、Ρ0Π Wb分別是鋼制電極端的熱容量、密度和厚度，而Ct、Pt和λ 分別是組織的熱容量、密度和燒灼深度。通過重新排列方程4可得到；157； =^方程 5
P, C1已知鋼的熱容量Cb和密度P 別約為0.42^^和7850^·。同樣已知組織的熱容
kgC m3
量Ct和密度P t分別約為和7850 _。使用這些值，方程5縮減為
kgCW3XdTt = 0.ndTBWb 方程 6通過代入組織和電極端中在電外科手術(shù)期間所經(jīng)歷的典型溫度變化值，可重新排 列方程6以得出作為組織燒灼深度λ的函數(shù)的鋼電極端厚度WB。在電外科手術(shù)期間，組織 溫度通常上升約50-100°C，而電極端溫度通常上升約250-350°C。因而，電極端的厚度應(yīng)當(dāng) 為方程7如在本文中討論，使切割點(diǎn)周圍所經(jīng)歷的組織損傷的深度最小化是合乎需要的。 因此，優(yōu)選使燒灼深度λ最小化同時(shí)仍然有效地在切割點(diǎn)促成自身體內(nèi)平衡?？山邮艿臒?灼深度為約0. 5mm。因此，為了防止因電極端中積聚的潛熱引起的過多組織損傷，方程7和 0. 5mm的可接受燒灼深度可用來確定電極端的厚度應(yīng)當(dāng)為約0. 17mm或更小。根據(jù)本文中的 討論，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易顯而易見的是具有薄于0. 17mm的尺寸的電極端將進(jìn)一步 減小由電極端的潛熱所引起的組織損傷的量。如上所述，當(dāng)電極端的尺寸一般在0. 0254mm 與0. 1270mm之間，較優(yōu)選地在0. 076mm與0. 1270mm之間，最優(yōu)選地為0. 1016mm時(shí)，可明顯 地觀察到源自本發(fā)明的有效特征。為了限制電極端的厚度/質(zhì)量并磨制端214、226、244、254、264、274、284、294、304和314的工作面，可涂敷端214、226、244、254、264、274、284、294、304和314的至少一部分 以在工作面上提供一個(gè)或多個(gè)合乎需要的屬性和/或特性。這些合乎需要的特性和/或?qū)?性可包括耐受電外科手術(shù)的溫度的高溫穩(wěn)定性和增加電極端的耐用性的柔性。另外，非粘 性涂層可用來消除或減少燒焦組織對(duì)刃的粘附，從而減少不期望的組織損傷的發(fā)生率。適 于用作端214、226、244、254、264、274、284、294、304和314上涂層的非粘性材料可以是但不 限于PTFE或混合材料，該混合材料可包括有機(jī)材料和無機(jī)材料的至少之一的組合，并且提 供具有合需特性(諸如高溫穩(wěn)定性、柔性和低溫施加條件)的涂敷表面從而可通過噴涂或 浸漬工藝施加涂層。在題為“在電外科手術(shù)工具的表面涂敷中利用混合材料” (Utilization of a Hybrid Material in aSurface Coating of an Electrosurgical Instrument)的、 在2005年10月4日授權(quán)給Gre印的美國(guó)專利No. 6，951，559中提供混合涂層的一個(gè)示例， 該專利通過引用全部結(jié)合于此。定制功率曲線電外科手術(shù)端部發(fā)生器是本領(lǐng)域公知的。電波發(fā)生器通常包括產(chǎn)生可通過電極端 傳遞至患者組織的RF電能的高頻振蕩器和放大器。典型的電外科手術(shù)電波發(fā)生器產(chǎn)生RF電能的各種工作頻率和輸出功率電平。電 波發(fā)生器的具體工作頻率和功率輸出基于在電外科手術(shù)期間所使用的特定電外科手術(shù)發(fā) 生器和醫(yī)生的需要而變化。必須由醫(yī)生或其它手術(shù)室工作人員在電波發(fā)生器上手動(dòng)調(diào)節(jié)具 體的工作頻率和功率輸出電平。一般而言，用于電外科手術(shù)的電波發(fā)生器適于產(chǎn)生在切割 模式中具有范圍為1-300W的輸出功率、在凝固模式中具有范圍為1-120W的輸出功率、且頻 率在300-600kHz的范圍內(nèi)的RF電波。典型的電波發(fā)生器適于在電外科手術(shù)期間保持所選 的設(shè)置。圖16是圖1的電外科手術(shù)系統(tǒng)100的示意圖。電外科手術(shù)系統(tǒng)100由提供120V 或240V的AC電源402供電。將AC電源402所提供的電壓送往AC/DC轉(zhuǎn)換器404，其將 120V或240V的交流電轉(zhuǎn)換成360V的直流電。然后將360V的直流電送往降壓轉(zhuǎn)換器406。 降壓轉(zhuǎn)換器406是降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器。在一實(shí)施例中，降壓轉(zhuǎn)換器406適于將傳入的360V 降壓至在0-150V范圍內(nèi)的合需電平。外科手術(shù)系統(tǒng)100還包括處理器408?？蓪?duì)處理器408編程以調(diào)節(jié)外科手術(shù)系統(tǒng) 100的各個(gè)方面、功能和參數(shù)。例如，處理器408能確定電極端130上的合需輸出功率電平， 并指示降壓轉(zhuǎn)換器406將電壓降至指定電平從而提供合需輸出功率。連接在處理器408與降壓轉(zhuǎn)換器406之間的是數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)410。DAC 410適 于將處理器408所創(chuàng)建的數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成控制由降壓轉(zhuǎn)換器406執(zhí)行的降壓的模擬信號(hào)(電 流、電壓、或電荷)。一旦降壓轉(zhuǎn)換器406將360V降至處理器408所已確定的將提供合需 輸出功率電平的電平，就將降壓后的電壓送往電極端130以實(shí)行患者組織的電外科手術(shù)切 割。電壓傳感器412和電流傳感器414適于檢測(cè)存在于電外科手術(shù)電路中的電壓和電流， 并將檢測(cè)到的參數(shù)傳達(dá)至處理器408以使處理器408能確定是否要調(diào)節(jié)輸出功率電平。如 上所述，典型的電波發(fā)生器適于在電外科手術(shù)的整個(gè)過程中保持所選設(shè)置。例如，圖17示 出表示本領(lǐng)域已知的電波發(fā)生器所生成的典型功率分布圖的功率曲線A和B。在功率曲線 A的情形中，將輸出功率電平手動(dòng)設(shè)置成50W，而將功率曲線B的輸出功率電平手動(dòng)設(shè)置成 100W。功率曲線A和B的每一個(gè)在其相應(yīng)輸出功率電平設(shè)置上具有延展平頂區(qū)。這些延展
14平頂區(qū)圖形地例示典型的電波發(fā)生器如何在電極端被激活時(shí)保持手動(dòng)選擇的輸出功率電 平。在功率曲線A和B的情況下功率設(shè)置在1-300W的范圍內(nèi)時(shí)，電波發(fā)生器必須將功率保 持于固定電平以便于在電極端產(chǎn)生足夠熱量來切割組織。然而，如上所述，保持這種功率電 平會(huì)引起對(duì)組織的不期望損傷，諸如組織壞死和/或燒焦。相反，本發(fā)明的電波發(fā)生器110的示例性實(shí)施例適于創(chuàng)建諸如圖17所示的功率曲 線C的功率曲線。與功率曲線A和B不同，不由醫(yī)生或其它人員手動(dòng)設(shè)置功率曲線C的各 個(gè)參數(shù)(諸如頻率和功率電平)，而是如本文中所述，編程到電波發(fā)生器110中，由電波發(fā)生 器110基于通過電極感測(cè)到并反饋給電波發(fā)生器110的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，功率曲 線C并非必需在電極端被激活的全部時(shí)間內(nèi)都保持特定輸出設(shè)置。相反，處理器408與電 壓和電流傳感器412和414檢測(cè)電外科手術(shù)電路的各個(gè)參數(shù)，諸如患者組織的阻抗，并如本 文中所述，基于所感測(cè)到的電路參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)輸出參數(shù)。電外科手術(shù)電路中使用的用 于檢測(cè)/測(cè)量諸如電壓和電流的電路參數(shù)的傳感器是本領(lǐng)域中公知的。此外，可關(guān)聯(lián)于電 波發(fā)生器110使用能夠執(zhí)行本文中所述功能的任何處理器。在一示例性實(shí)施例中，對(duì)電波發(fā)生器110進(jìn)行編程使之具有特定輸出功率曲線， 一般示為如圖17中所示的功率曲線C。為了產(chǎn)生經(jīng)編程功率曲線，電波發(fā)生器的電壓和電 流傳感器412和414檢測(cè)電外科手術(shù)電路的電壓和電流，并將測(cè)量值轉(zhuǎn)發(fā)給處理器408，該 處理器408計(jì)算電流/組織阻抗?；陔娐?組織阻抗，處理器408將輸出功率調(diào)節(jié)至與 所檢測(cè)/計(jì)算電路/組織阻抗相關(guān)聯(lián)的經(jīng)編程輸出功率曲線上的那個(gè)電平。通過電壓和電 流傳感器412和414適配處理器408使之約每20毫秒對(duì)電外科手術(shù)電路的電壓和電流進(jìn) 行采樣、計(jì)算電路/組織阻抗、并調(diào)節(jié)輸出功率電平。約每20毫秒對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行采樣并 調(diào)節(jié)輸出功率使電波發(fā)生器110能對(duì)電路/組織阻抗中的快速變化作出響應(yīng)，以便于防止 此處所述的不期望的組織損失。此外，如上所述，電極端的經(jīng)整形或磨制的工作刃促成阻抗 中的更大、可更快檢測(cè)的變化，而沒有相應(yīng)的大的溫度升高。如圖17中的功率曲線C所示，當(dāng)電外科手術(shù)開始時(shí)，組織阻抗處于或約為0Ω。隨 著RF信號(hào)從電波發(fā)生器110通過電極端130傳送至患者組織，組織阻抗開始增大。組織阻 抗從0Ω至預(yù)定阻抗級(jí)的增大與輸出功率電平的快速增加相關(guān)聯(lián)。增大了的功率電平使電 極端切入組織并與新鮮組織相接觸。該新鮮組織具有比先前切割組織低的阻抗級(jí)，由此使 得功率電平保持為高，從而便于切割新鮮組織。如圖17所示，電波發(fā)生器110的顯著高于 本領(lǐng)域已知的典型電波發(fā)生器的最大輸出功率電平。隨著組織阻抗級(jí)增大，組織損傷的可能性也增加。因此，如果組織阻抗超過預(yù)定阻抗級(jí)，則輸出功率電平快速減小至低于預(yù)定功率 電平以防止不期望的組織損傷。如以下更詳細(xì)地討論，在預(yù)定阻抗級(jí)以上，電波發(fā)生器110 以反比減小輸出功率以進(jìn)一步將組織阻抗增大到預(yù)定阻抗級(jí)之上。輸出功率電平保持低于 預(yù)定功率電平，直至組織阻抗減小至低于預(yù)定阻抗級(jí)。一旦組織阻抗降至低于預(yù)定阻抗級(jí)， 則輸出功率電平再次開始增大，如上所述。換言之，對(duì)電波發(fā)生器110進(jìn)行編程使之創(chuàng)建一功率曲線，該功率曲線將輸出功 率從OW快速增大至顯著高于典型電波發(fā)生器所產(chǎn)生的功率電平。電波發(fā)生器110還保持該 較高功率電平直至組織阻抗達(dá)到預(yù)定最大值，在該預(yù)定最大值處，電波發(fā)生器110快速減 小輸出功率從而不會(huì)引起不期望的組織損傷。一旦組織阻抗降至低于預(yù)定最大值，電波發(fā)生器110就快速增大輸出功率電平以允許切割組織。只要激活電極端且與患者組織接觸， 該循環(huán)就繼續(xù)。可以理解，圖17所示的針對(duì)功率曲線C的輸出功率電平和阻抗的值僅用于例示目 的。例如，特定電波發(fā)生器產(chǎn)生的或特定手術(shù)的輸出功率電平可比圖17所示的更高或更 低。為例示起見，圖18示出在本發(fā)明范圍內(nèi)構(gòu)想的多條示例性功率曲線，其中與特定阻抗 值相關(guān)聯(lián)的輸出功率電平比圖17中相關(guān)于功率曲線C的那些更高或更低。一般而言，圖18 示出目前優(yōu)選的輸出功率曲線的近似上限和下限。如圖18中用圖形示出，仍然用比圖17 所示的目前優(yōu)選功率曲線C更高或更低的輸出功率電平獲得本文中所述的合需結(jié)果。類似 地，還可以理解，基于所使用的電波發(fā)生器或具體手術(shù)，與特定輸出功率電平相關(guān)聯(lián)的阻抗 值還可以是不同的。最后，可以理解，本發(fā)明的功率曲線可具有與圖17和18所示或根本未 在這些附圖中示出的輸出功率電平不同的輸出功率電平相關(guān)聯(lián)的阻抗級(jí)。以下是對(duì)本發(fā)明的定制功率曲線如何減少切割點(diǎn)周圍的不期望組織損傷的量的 進(jìn)一步討論。在此定制功率曲線的討論中，將參照?qǐng)D19，其示出在速度V切割和輸出功率P 處在組織504內(nèi)產(chǎn)生切割502的電極端500。如上所述，組織溫度的變化37；促成電外科手術(shù)效果，而λ表示電外科手術(shù)效果在 組織內(nèi)實(shí)現(xiàn)得多深。組織脫水深度λ與在深度上的平均上升溫度δ Tt的乘積與電極端長(zhǎng) 度L、組織密度P t和組織熱容量Ct的關(guān)系如下
^t RLP這'、_似。方程8可轉(zhuǎn)換方程8來求解作為阻抗R的函數(shù)的功率P，從而得到尸=方程9 R其中尺。=2廠切割ΑΟ^Θ方程10 L根據(jù)方程9可看出功率P與阻抗R成反比，而與量;直接成正比。如從本文 中公開內(nèi)容可以理解，量；I2壞與電外科手術(shù)點(diǎn)附近的累計(jì)組織損傷或可能壞死的量相關(guān)。 當(dāng)使用諸如用來生成圖17的功率曲線A和B的功率發(fā)生器的固定功率發(fā)生器時(shí)，組織損 傷的量(即量;1^7；)將因?yàn)榻佑|面積A和組織體電阻率P。的變化而與阻抗R成反比地變 化(參見方程1)。換言之，在阻抗R增大時(shí)將功率P維持在固定電平的唯一方法是增大量 λ2δΤ,(即所引起的對(duì)組織的損傷的量)。通過允許或迫使電外科手術(shù)發(fā)生器根據(jù)電外科手術(shù)阻抗R的倒數(shù)來減小輸出功 率P，不管接觸面積A和組織體電阻率P。如何變化，組織損傷的量(即;均可保持恒 定。例如，隨著因組織溫度的變化或電極端與組織之間接觸面積大小的改變所引起的阻抗 改變，自動(dòng)調(diào)節(jié)提供給電極端的功率以解決這些改變。作為示例，當(dāng)電極端更深地刺入組織 時(shí)，電極端與組織之間的接觸面積A增大。接觸面積A的增大減小了電極端與組織之間的 阻抗R(參見方程1)。減小了的阻抗R又使發(fā)生器提供的功率P增大(參見方程9)，從而 增強(qiáng)切割效果并使得外科醫(yī)生更易于作更深切割。類似地，系統(tǒng)對(duì)變化的外科手術(shù)技術(shù)(諸如切割速度)作補(bǔ)償。根據(jù)方程9和10，可看到輸出功率P與切割速度Vww直接相關(guān)。隨著外科醫(yī)生將電極端穿過組織，電極端與 新鮮組織相接觸，如上所述。該新鮮組織與已切割組織相比具有較低阻抗R。因此，當(dāng)電極 端以較快速率穿過組織時(shí)，由于持續(xù)接觸新鮮組織而阻抗保持相對(duì)固定。相對(duì)固定的阻抗 有助于保持較高的功率電平，從而導(dǎo)致切割效率和速度增強(qiáng)。相反，如果電極端緩慢地穿過 組織，則組織溫度以及因此阻抗開始上升。上升的阻抗引起輸出功率和切割效率的下降。因 而，如上所述基于阻抗R的變化值監(jiān)視阻抗R并調(diào)節(jié)輸出功率P提供自限制和自動(dòng)調(diào)節(jié)的 反饋機(jī)制，其針對(duì)組織內(nèi)容和外科手術(shù)技術(shù)的變化自動(dòng)補(bǔ)償。繼續(xù)參照?qǐng)D16-18，現(xiàn)在注意圖20，其示出用于近似圖17所示的功率曲線C或圖 18所示的任一功率曲線的方法。根據(jù)該方法，處理器408在步驟510確定是否已激活了電 極端130。該處理器將繼續(xù)監(jiān)視電極端130的激活狀態(tài)直至檢測(cè)到激活。一旦已激活了電 極端130，電壓和電流傳感器412和414就在步驟512測(cè)量各個(gè)電路參數(shù)，諸如電壓和電流。 將這些測(cè)量值轉(zhuǎn)發(fā)至處理器408，該處理器408依次計(jì)算電路/組織阻抗。例如，可通過比 較電波發(fā)生器110所提供電壓與流過電路的電流來計(jì)算電路/組織阻抗。一旦處理器408確定了電路/組織阻抗，處理器480就在步驟514將該電路/組 織阻抗與各個(gè)預(yù)定阻抗范圍作比較，并將該電路/組織阻抗歸入至那些范圍之一內(nèi)。例如， 如圖20所示，所算得的阻抗值與五個(gè)阻抗范圍作比較并歸入至這五個(gè)阻抗范圍之一，即大 致低于100 Ω的阻抗、100-199 Ω之間的阻抗、200-700 Ω之間的阻抗、701-1930 Ω之間的阻 抗、以及1930 Ω以上的阻抗。隨著所算得的阻抗歸入至正確范圍內(nèi)，處理器408在步驟5516計(jì)算要通過電極端 130提供的適當(dāng)輸出功率。例如，如果所算得的阻抗小于100 Ω，則處理器408通過將所算得 的阻抗乘以約1.5來計(jì)算適當(dāng)?shù)妮敵龉β孰娖?。如果所算得的阻抗大于等?00Ω且小于 200 Ω，則處理器408將輸出功率電平設(shè)置成約150瓦。如果所算得的阻抗大于等于200 Ω 且小于等于700 Ω，則處理器408通過將所算得的阻抗乘以約0. 192并將該值從約188減 去來計(jì)算適當(dāng)?shù)妮敵龉β孰娖?。類似地，?duì)于大于700Ω且小于等于1930Ω的阻抗，處理 器408通過將所算得的阻抗乘以約0. 034并將該值從約85. 7減去來計(jì)算適當(dāng)?shù)妮敵龉β?電平。最終，對(duì)于大于1930Ω的所算得阻抗，將輸出功率大致設(shè)置為20W。可以理解，圖20所示及以上所述的各個(gè)計(jì)算阻抗范圍僅僅是示例性的。類似地， 圖20所示及以上所述的用來確定針對(duì)各個(gè)阻抗范圍的適當(dāng)輸出功率電平的計(jì)算也僅僅是 示例性的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。另外，如上所述，即使在輸出功率曲線在以上所 陳述的示例性值上下變化時(shí)，也可獲得本文中所述的合需結(jié)果。如上所述，輸出功率的具體 值與電極端所檢測(cè)到的組織阻抗成反比。一旦處理器408已經(jīng)針對(duì)電路的算得阻抗計(jì)算了適當(dāng)?shù)妮敵龉β孰娖?，處理?408就在步驟518指示降壓轉(zhuǎn)換器406調(diào)節(jié)輸出功率電平以匹配所計(jì)算得到的合需輸出功 率電平。處理器408然后返回至檢測(cè)電極端130是否仍然被激活的初始步驟。如果處理器 408確定電極端130不再被激活，則切斷對(duì)電極端130的供電，且處理器408繼續(xù)監(jiān)視電極 端130的激活狀態(tài)。如果處理器408確定電極端130仍然被激活或者已被重新激活，則電 波發(fā)生器110再次確定電路/組織阻抗并如上所述地調(diào)節(jié)輸出功率電平。由此可適配電波發(fā)生器110以感測(cè)電路參數(shù)、計(jì)算組織阻抗、并響應(yīng)于變化的組織阻抗調(diào)節(jié)輸出功率P。此外，發(fā)生器Iio可基本上實(shí)時(shí)地(即20ms—個(gè)循環(huán))執(zhí)行此自 限制過程。這是重要的，因?yàn)槿缟纤鼋M織損傷的可能性隨著組織阻抗增大而增加。因此， 相對(duì)于組織阻抗的變化基本上實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)輸出功率電平使得電波發(fā)生器110能降低或消 除不期望組織損傷的發(fā)生率。臨床試驗(yàn)示例進(jìn)行臨床試驗(yàn)是為了比較不同設(shè)備所產(chǎn)生切割的痊愈的速度和質(zhì)量。在這些試驗(yàn) 中，使用不同設(shè)備來在豬的皮膚上作6個(gè)切口。具體地，每?jī)蓚€(gè)切口分別用以下設(shè)備作出 i)外科手術(shù)刀； )在50W使用經(jīng)涂敷的非磨制刃(MegaDyne目錄No. 0012，0. 13mm)的標(biāo) 準(zhǔn)電外科手術(shù)系統(tǒng)，在本文中稱為標(biāo)準(zhǔn)燒灼系統(tǒng)；以及iii)根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的 電外科手術(shù)系統(tǒng)，即如本文中所述的使用具有磨制刃的電極和編程有定制功率曲線的電波 發(fā)生器的系統(tǒng)，在本文中稱為原型燒灼系統(tǒng)?？p合這些切口并監(jiān)視30天。兩周后拆線，并 且在30天后采集并分析切割點(diǎn)。每個(gè)切割被分成三段以供分析。如照片A-D所示，前兩個(gè)切割用標(biāo)準(zhǔn)外科手術(shù)刀作出。如以下照片A和B所示，對(duì) 第一手術(shù)刀切割的分析揭示了以下內(nèi)容·皮膚切片1 此皮膚切片沒有任何顯微變化?！てつw切片2 所對(duì)焦的是在此皮膚切片的皮下組織內(nèi)的被少量到適量的異物炎 癥和纖維癥所包圍和浸潤(rùn)的一段縫合材料。在對(duì)焦于縫合材料之上的表皮至深層真皮的情 況下，皮膚組織中纖維性結(jié)締組織略有增加，且少量的成纖維細(xì)胞與真皮膠原纖維相混合。 覆蓋皮膚切片的表皮是正常的?！てつw切片3 此皮膚切片在皮下組織內(nèi)具有動(dòng)脈，該動(dòng)脈部分地被附連于血管內(nèi) 膜的機(jī)化組織阻塞。此機(jī)化組織可以是內(nèi)膜增生或機(jī)化血栓。
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皮下組織 內(nèi)的異物 炎癥
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lis··圖片 A
18
÷ 圖片D如照片E-H所示，下兩個(gè)切割用標(biāo)準(zhǔn)燒灼系統(tǒng)作出。如以下照片E和F所示，對(duì)第 一標(biāo)準(zhǔn)燒灼切割的三個(gè)切片的分析揭示了以下內(nèi)容·皮膚切片1 所聚焦的是真皮內(nèi)適量的成熟纖維性結(jié)締組織，其包含若干小血管 與一些多核巨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。覆蓋此真皮區(qū)域的表皮由于角蛋白的輕微增加而被最小 限度地增生。該真皮的纖維性結(jié)締組織從深層真皮經(jīng)皮下組織延伸至皮下組織之下的肌 肉層。在整個(gè)皮下組織的結(jié)締組織與肌肉層上混合有單個(gè)到小簇的多核巨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞 (某些包含黑色素)、以及淋巴細(xì)胞(異物炎癥)?！てつw切片2 所聚焦的是真皮內(nèi)適量的成熟纖維性結(jié)締組織，其包含若干小血管 和一些多核巨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。覆蓋此真皮區(qū)域的表皮由于角蛋白的輕微增加而被最小限 度地增生。真皮纖維化區(qū)域內(nèi)的皮膚表面略微凸出。真皮結(jié)締組織從深層真皮延伸至表面 皮下組織。伴隨皮下組織內(nèi)結(jié)締組織的是輕微的異物炎癥?！てつw切片3 所聚焦的是真皮內(nèi)適量的成熟纖維性結(jié)締組織，其包含若干小血管 和一些多核巨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。覆蓋此真皮區(qū)域的表皮由于角蛋白的輕微增加而被最小限 度地增生。真皮纖維化區(qū)域內(nèi)的皮膚表面略微凸出。在皮下組織內(nèi)，就在真皮纖維化的區(qū) 域之下是由與異物炎癥混合的成熟纖維性結(jié)締組織所包圍的大片干凈的縫合材料。圍繞縫 合材料的組織反應(yīng)延伸至皮下組織之下的肌肉層。 圖片F(xiàn)類似地，如以下照片G和H所示，對(duì)第二標(biāo)準(zhǔn)燒灼切割的三個(gè)切片的分析揭示了以 下內(nèi)容 皮膚切片1 所對(duì)焦的是包含若干小血管的少量成熟纖維性結(jié)締組織。覆蓋此真 皮區(qū)域的表皮由于角蛋白的輕微增加而被最小限度地增生。在皮下組織內(nèi)，就在真皮纖維 化的區(qū)域之下是由與異物炎癥混合的成熟纖維性結(jié)締組織所包圍的大片干凈的縫合材料。 皮膚切片2 所對(duì)焦的是包含若干小血管的少量成熟纖維性結(jié)締組織。覆蓋此真 皮區(qū)域的表皮具有輕微增加的角蛋白。真皮結(jié)締組織輕微浸潤(rùn)下側(cè)皮下組織，并且在混合 有結(jié)締組織的皮下組織內(nèi)存在少量的與結(jié)締組織相鄰的多核巨細(xì)胞。皮下組織纖維化之下 的肌肉層包含異物炎癥的小病灶。在組織切片的邊緣上有少量出血，這是該組織的組織學(xué) 處理繼發(fā)的。 皮膚片段3 所對(duì)焦的是包含若干小血管的少量成熟纖維性結(jié)締組織。覆蓋此真 皮區(qū)域的表皮由于角蛋白的輕微增加而被最小限度地增生。真皮的纖維化集中延伸至深層 皮下組織。在皮下組織結(jié)締組織內(nèi)的是伴隨有極少的巨噬細(xì)胞和偶見的多核巨細(xì)胞的若干 小血管。在組織切片的邊緣上有少量出血，這是該組織的組織學(xué)處理繼發(fā)的。 圖片c
圖片 H最后，圖片I-L所示的兩個(gè)切割是以使用根據(jù)本發(fā)明的一示例實(shí)施例的經(jīng)磨制電 極結(jié)合定制功率曲線的原型燒灼系統(tǒng)作出的。如以下照片I和J所示，對(duì)第一原型燒灼切 割的三個(gè)切片的分析揭示了以下內(nèi)容·皮膚切片1 所對(duì)焦的是真皮內(nèi)混合有膠原纖維的成纖維細(xì)胞有最小增加。覆 蓋該真皮區(qū)域的表皮被最小限度地增生。真皮纖維化最小限度地延伸至皮下組織中。在皮 下組織的結(jié)締組織內(nèi)存在一些多核巨細(xì)胞(異物炎癥)。肌肉層內(nèi)有纖維化小病灶。在表 面至深層真皮至表面皮下組織內(nèi)存在三個(gè)區(qū)域的異物炎癥。表面真皮內(nèi)的炎癥浸潤(rùn)相鄰表 皮，并且存在小面積的表皮退化。 皮膚切片2 所對(duì)焦的是真皮內(nèi)混合有膠原纖維的成纖維細(xì)胞有最小增加。覆蓋 該真皮區(qū)域的表皮被最小限度地角化過度。真皮纖維化延伸至下側(cè)皮下組織。皮下結(jié)締組 織圍繞著大片的干凈縫合材料。還存在混合有皮下結(jié)締組織的異物炎癥。在皮下組織纖維 化和炎癥之下肌肉層內(nèi)有適度纖維化病灶。 皮膚切片3 所對(duì)焦的是真皮內(nèi)混合有膠原纖維的成纖維細(xì)胞有最小增加。覆蓋 該真皮區(qū)域的表皮正常。在真皮纖維化之處附近的肌肉層內(nèi)有適度纖維化病灶。 圖片J類似地，如以下照片K和L所示，對(duì)第 下內(nèi)容·皮膚切片1 所對(duì)焦的是真皮內(nèi)成纖維細(xì)胞的少量增加，比周圍真皮有更多膠原 纖維組織。表皮是正常的。在上述真皮區(qū)域正下方的表面皮下組織內(nèi)，有混合了一些巨噬 細(xì)胞和多核巨細(xì)胞的兩小片干凈的縫合材料。在深層皮下組織和下側(cè)肌肉層中存在纖維化 大病灶?！てつw切片2 在此組織切片內(nèi)沒有顯微變化?！てつw切片3 所對(duì)焦的是真皮內(nèi)成纖維細(xì)胞的少量增加且比周圍真皮有更多膠 原纖維組織。表皮是正常的。在上述真皮區(qū)域正下方的皮下組織內(nèi)，存在被成熟纖維性結(jié) 締組織和異物炎癥包圍和浸潤(rùn)的大片干凈縫合材料。在皮下縫合材料下側(cè)的肌肉組織內(nèi)有 適度纖維化病灶。
圍的不期望組織損傷。組織損傷的減少降低了術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，并提高了術(shù)后康復(fù)和 痊愈的質(zhì)量和速度。盡管本發(fā)明的方法和過程已被證明在電外科手術(shù)領(lǐng)域中是特別有用的，但本領(lǐng)域 技術(shù)人員能理解，能在各種不同種類的表面上和各種用于執(zhí)行特定任務(wù)的不同應(yīng)用領(lǐng)域中 使用本發(fā)明的方法和過程。本發(fā)明可具體化為其他具體形式而不背離其精神或本質(zhì)特征。所述實(shí)施例在所有 方面都應(yīng)被認(rèn)為僅是說明性而非限制性的。從而，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而非前 述描述指示。落入權(quán)利要求書的等效方式的含義和范圍內(nèi)的所有改變應(yīng)被權(quán)利要求書的范
圍涵蓋。
權(quán)利要求
一種電外科手術(shù)系統(tǒng)，包括適于在電外科手術(shù)期間將電能傳送至患者組織的電外科手術(shù)電極，所述電極的工作面被磨制以在電外科手術(shù)期間集聚從所述電極傳送至所述患者組織的電能；以及電耦合至所述電極的電外科手術(shù)電波發(fā)生器，所述電波發(fā)生器適于感測(cè)所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，并基于存儲(chǔ)在所述電波發(fā)生器中的定制功率曲線自動(dòng)調(diào)節(jié)從所述電極發(fā)送至所述患者組織的電能的能級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電極的經(jīng)磨制工作面的厚 度在約0. 0254mm與約0. 127mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電極具有經(jīng)減小質(zhì)量以使 所述電極保留并傳遞至周圍組織的潛熱的量最小化。
4.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于感測(cè)所述 電外科手術(shù)系統(tǒng)的電壓和電流。
5.如權(quán)利要求4所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于根據(jù)所感 測(cè)的電壓和電流計(jì)算所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的阻抗。
6.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述定制功率曲線的電能能級(jí) 與所述組織的阻抗成反比。
7.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器包括一處理器， 其適于根據(jù)所感測(cè)的所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的阻抗；使用所算得的所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的阻抗來計(jì)算與所算得阻抗級(jí)相關(guān)聯(lián)的定制功率 曲線上的電能能級(jí)；以及將通過所述電極傳送的電能的能級(jí)調(diào)節(jié)成與所算得阻抗相關(guān)聯(lián)的定制功率曲線上的 級(jí)別。
8.如權(quán)利要求1所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于感測(cè)所述 電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，并且每約20毫秒就自動(dòng)調(diào)節(jié)從所述電極傳送至所述患者組 織的電能的能級(jí)。
9.一種電外科手術(shù)系統(tǒng)，包括能在電外科手術(shù)期間將電能傳送至患者組織的電極， 所述電極具有便于在所述電極與所述患者組織集聚電能的經(jīng)磨制工作刃；以及電波發(fā)生器，適于產(chǎn)生要通過所述電極傳送至患者組織的電能，所述電波發(fā)生器包括適于檢測(cè)所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)的傳感器；以及編程有定制功率曲線的處理器，所述處理器適于基于所檢測(cè)到的所述電外科手術(shù)系統(tǒng) 的參數(shù)和所述定制功率曲線來自動(dòng)調(diào)節(jié)傳送至所述患者組織的電能。
10.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電極的經(jīng)磨制工作面的厚 度為約0. 1mm。
11.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器與所述電極電連同。
12.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電極的經(jīng)磨制工作刃涂敷 有非粘性涂層。
13.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于感測(cè)所述 電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，并且實(shí)時(shí)地自動(dòng)調(diào)節(jié)傳送至所述患者組織的電能。
14.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于產(chǎn)生在約 0瓦至約150瓦范圍內(nèi)的電能。
15.如權(quán)利要求9所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于基于所感 測(cè)的所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的阻抗。
16.一種電外科手術(shù)系統(tǒng)，包括能將電能傳送至患者組織的電外科手術(shù)電極，所述電極的工作面的厚度約為0. 2mm或 以下以便于在所述電極與所述患者組織之間集聚電能；電外科手術(shù)電波發(fā)生器，適于產(chǎn)生電能以供通過所述電極傳送至患者組織，所述電波 發(fā)生器適于感測(cè)所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，并且基于所感測(cè)的電外科手術(shù)系統(tǒng)參 數(shù)，使通過所述電極傳送的電能的能級(jí)自動(dòng)順應(yīng)經(jīng)預(yù)編程的功率曲線上的對(duì)應(yīng)電能能級(jí)，其中所述電能的能級(jí)與所述組織的阻抗成反比。
17.如權(quán)利要求16所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于基于所 感測(cè)的所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算所述組織的阻抗。
18.如權(quán)利要求17所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器所產(chǎn)生的電 能能級(jí)與所述電極穿入所述組織的速度直接成正比。
19.如權(quán)利要求16所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于感測(cè)所 述電外科手術(shù)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，并且至少每20毫秒就使所述電能能級(jí)自動(dòng)順應(yīng)經(jīng)預(yù)編程 的功率曲線上的對(duì)應(yīng)電能能級(jí)。
20.如權(quán)利要求16所述的電外科手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電波發(fā)生器適于產(chǎn)生在 約0瓦至約150瓦范圍內(nèi)的電能以供通過所述電極傳送至患者組織。
全文摘要
揭示了一種電外科手術(shù)系統(tǒng)，其包括可具有涂敷表面的經(jīng)磨制的電外科手術(shù)電極，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)的電外科手術(shù)電波發(fā)生器。該自動(dòng)調(diào)節(jié)的電波發(fā)生器和經(jīng)磨制的電極端提供或增強(qiáng)所述電外科手術(shù)系統(tǒng)的特性、屬性和/或特征，并防止組織損傷且降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，從而加快了痊愈過程。該電波發(fā)生器檢測(cè)各個(gè)電路參數(shù)并基于諸如組織阻抗的各個(gè)電路參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)諸如輸出功率電平的輸出設(shè)置，以防止不期望的組織損傷。
文檔編號(hào)A61B18/14GK101883534SQ200980101255
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者T·F·阿拉馬約 申請(qǐng)人:瑪格戴恩醫(yī)療產(chǎn)品公司