電外科系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】電外科系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 內(nèi)科醫(yī)生使用電外科（electrosurgical)系統(tǒng)W在手術(shù)過(guò)程期間執(zhí)行具體功能。 在運(yùn)些過(guò)程內(nèi)，可能有必要處理不止一類的組織或產(chǎn)生不止一種方式的組織效應(yīng)?，F(xiàn)有電 外科系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)具有有限的功能，并且不總是對(duì)于處理不同的組織類型特別有效。如 果過(guò)程需要處理多種類型的組織，則單個(gè)設(shè)備的使用可W在過(guò)程的某些方面中產(chǎn)生不良的 結(jié)果并且需要用戶具有可用的若干手術(shù)器械或在若干手術(shù)器械之間切換W獲得期望的手 術(shù)效果。例如，在膝蓋或肩膀中的特定電外科手術(shù)過(guò)程可能需要操作的若干不同的模式W 有效地處理不同類型的組織。每個(gè)模式可W利用不同量的能量，并且在相關(guān)領(lǐng)域中每個(gè)模 式可W設(shè)及不同的電外科棒（wand)W及不同的電外科控制器的使用。在某些情況中，當(dāng)可 W使用多個(gè)外科棒實(shí)現(xiàn)更好的臨床結(jié)果時(shí)，外科醫(yī)生可能放棄正確的棒和/或電外科控制 器的使用W減少過(guò)程的費(fèi)用。
[0002] 使得處理對(duì)于外科醫(yī)生而言更容易W及實(shí)現(xiàn)更好的結(jié)果的任何進(jìn)展將提供競(jìng)爭(zhēng) 優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0003] 為了示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，現(xiàn)在將做出對(duì)附圖的參考，其中： 圖1示出了根據(jù)至少某些實(shí)施例的電外科系統(tǒng)； 圖2示出了根據(jù)至少某些實(shí)施例的電外科棒的正視圖； 圖3示出了根據(jù)至少某些實(shí)施例的電外科棒的橫截面正視圖； 圖4示出了根據(jù)至少某些實(shí)施例的屏蔽電極（screenelectrode)的正視圖W及包括 屏蔽電極的電外科棒的遠(yuǎn)端的透視圖兩者； 圖5示出了根據(jù)至少某些實(shí)施例的控制器的電框圖；W及 圖6示出了設(shè)及根據(jù)至少某些實(shí)施例的輸出RF能量W及各種模式的吸引 (aspiration)流量的示例圖。
[0004] 符號(hào)和術(shù)語(yǔ) 貫穿W下說(shuō)明和權(quán)利要求書使用某些術(shù)語(yǔ)來(lái)指代特定的系統(tǒng)部件。如本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)理解的那樣，設(shè)計(jì)和制造電外科系統(tǒng)的公司可W通過(guò)不同的名稱指代部件。本文檔不 意圖在名稱但非功能不同的部件之間進(jìn)行區(qū)分。
[0005] 在W下討論中化及在權(quán)利要求書中，W開(kāi)放式的形式使用術(shù)語(yǔ)"包括"和"包含"， 并且因此應(yīng)該將其解釋為意味著"包括但不限于……"。并且，術(shù)語(yǔ)"禪合"意圖意味著間接 或直接的連接。因此，如果第一設(shè)備禪合到第二設(shè)備，則該連接可W通過(guò)直接連接或者通過(guò) 經(jīng)由其他設(shè)備和連接的間接連接。
[0006] 對(duì)單數(shù)項(xiàng)目的引用包括存在復(fù)數(shù)個(gè)所呈現(xiàn)的相同項(xiàng)目。更具體地，如在本文中W及在所附權(quán)利要求書中使用的那樣，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"、"所述"和"該"包括復(fù)數(shù)個(gè)引 用除非上下文另有清楚地規(guī)定。進(jìn)一步注意到可W撰寫權(quán)利要求書W排除任何可選元素。 同樣地，該陳述用作針對(duì)連同權(quán)利要求元素的記載的如"單獨(dú)"、"僅"等運(yùn)樣的排他術(shù)語(yǔ)的 使用或者"否定"限制的使用的引用基礎(chǔ)。最后，應(yīng)理解除非另有限定，否則在本文中使用 的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與由本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員中的一個(gè)通常理 解的相同的含義。
[0007] "消融（油Iation)"將意味著基于與等離子體的組織相互作用的組織的移除。
[0008] "消融的模式"將指消融的一個(gè)或多個(gè)特性。將不認(rèn)為消融的缺乏(即，等離子體的 缺乏）為"消融模式"。將不認(rèn)為執(zhí)行凝結(jié)的模式為"消融模式"。
[0009] "活躍電極"將意味著電外科棒的電極，在使其接觸或緊密接近作為目標(biāo)的組織用 于處理時(shí)，其產(chǎn)生電感應(yīng)的組織變更效應(yīng)。
[0010] "返回電極（returnelectrode)"將意味著用來(lái)關(guān)于活躍電極提供電荷的電流路 徑的電外科棒的電極，和/或本身不在用于處理的作為目標(biāo)的組織上產(chǎn)生電感應(yīng)的組織變 更效應(yīng)的電外科棒的電極。
[0011] "電動(dòng)機(jī)"將包括交變電流(AC)電動(dòng)機(jī)、直流（DC)電動(dòng)機(jī)化及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
[0012] "控制流體的流量"將意味著控制體積流率。將不認(rèn)為施加壓力W維持獨(dú)立于由施 加的壓力引起的流體的體積流率的設(shè)定點(diǎn)（setpoint)壓力（吸入壓力）的控制為"控制流 體的流量"。然而，將認(rèn)為不同的施加壓力W維持流體的設(shè)定點(diǎn)體積流率為"控制流體的流 量"。
[0013] "基本上"，關(guān)于電極的暴露表面積，將意味著在兩個(gè)電極之間的暴露表面積相同， 或相差不超過(guò)百分之二十五（25)。
[0014] 所述在伸長(zhǎng)桿"內(nèi)"的流體導(dǎo)管將不僅包括物理地存在于伸長(zhǎng)桿的所有內(nèi)部體積 的或內(nèi)部體積的一部分內(nèi)的單獨(dú)的流體導(dǎo)管，而且包括如下情況：其中伸長(zhǎng)桿的內(nèi)部體積 本身是流體導(dǎo)體或者其中單獨(dú)的流體導(dǎo)體被沿著伸長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度連接或被連接到伸長(zhǎng)桿的 一部分。
[0015] 在提供值的范圍的情況中，應(yīng)理解將在該范圍的上和下限之間的每個(gè)中間的值W 及在該陳述的范圍中的任何其他陳述或中間的值包括在本發(fā)明內(nèi)。而且，設(shè)想描述的發(fā)明 性變型的任何可選特征可W被獨(dú)立地記載或要求保護(hù)或者與在本文中描述的特征中的任 何一個(gè)或多個(gè)組合。
[0016] 在本文中通過(guò)引用其全部將在本文中提及的所有現(xiàn)有主題(例如，出版物、專利、 專利申請(qǐng)和硬件）合并，除了在可能與本發(fā)明的主題沖突的主題范圍內(nèi)（在所述情況下在本 文中呈現(xiàn)的將占優(yōu)勢(shì))。僅為在本申請(qǐng)的申請(qǐng)日期之前的引用項(xiàng)目的公開(kāi)而提供它們。在 本文中沒(méi)什么被解釋為對(duì)本發(fā)明由于在先發(fā)明而不被賦予權(quán)利而先于此類材料的承認(rèn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 在詳細(xì)描述各種實(shí)施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明不限于在本文中記載的特定變型，因 為可W做出各種改變或修改并且可W代替等同物而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。如在閱讀 本公開(kāi)時(shí)將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的那樣，在本文中描述和圖示的單獨(dú)實(shí)施例中的每個(gè) 具有分立部件和特征，其可W容易地與其他若干實(shí)施例中的任何實(shí)施例的特征分離開(kāi)或者 組合而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。另外，可W做出許多修改W適應(yīng)特殊的情況、材料、物 質(zhì)成分、過(guò)程、對(duì)(一個(gè)或多個(gè)）目標(biāo)的(一個(gè)或多個(gè))過(guò)程動(dòng)作或(一個(gè)或多個(gè)）步驟、本發(fā)明 的精神或范圍。所有運(yùn)樣的修改意圖在本文中構(gòu)造的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0018] 各種實(shí)施例設(shè)及電外科方法W及相關(guān)的電外科系統(tǒng)。特別地，各種實(shí)施例設(shè)及具 有多個(gè)操作的模式的電外科系統(tǒng)，多個(gè)操作的模式被配置用于期望的具體的作為目標(biāo)的組 織類型的處理或電外科手術(shù)效果并且由單個(gè)電外科棒和單個(gè)電外科控制器實(shí)現(xiàn)。在示例實(shí) 施例中，由在電外科棒上的單個(gè)活躍電極實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作的模式。說(shuō)明書首先轉(zhuǎn)到說(shuō)明性系 統(tǒng)W面向讀者。
[001引圖1圖示了根據(jù)至少某些實(shí)施例的電外科系統(tǒng)100。特別地，電外科系統(tǒng)100包括 禪合到電外科控制器104 (在下文中"控制器104")的電外科棒102 (在下文中"棒102")。 棒102包括限定遠(yuǎn)端108的伸長(zhǎng)桿106。伸長(zhǎng)桿106進(jìn)一步限定手柄或近端110,其為內(nèi)科 醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程期間握持棒102。棒102進(jìn)一步包括覆蓋一個(gè)或多個(gè)電引線(未在圖1中具 體示出）的柔性多導(dǎo)體電纜112,并且柔性多導(dǎo)體電纜112終止在棒連接器114中。如在圖 1中示出的那樣，棒102諸如通過(guò)在外殼12的外表面廟圖1的說(shuō)明性情況下，前表面）上 的控制器連接器120禪合到控制器104。
[0020] 雖然在圖1的視圖中不可見(jiàn)，但是在某些實(shí)施例中，棒102具有禪合到外部可訪問(wèn) 的管狀構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部流體導(dǎo)管。如圖示的那樣，棒102具有柔性管狀構(gòu)件116,用 于在棒的遠(yuǎn)端108處提供吸引。根據(jù)各種實(shí)施例，管狀構(gòu)件116禪合到蠕動(dòng)累118,該蠕動(dòng) 累118被說(shuō)明性地圖示為與控制器104的整體部件（即，至少部分地存在于控制器104的外 殼122內(nèi)）。在其他實(shí)施例中，用于蠕動(dòng)累118的外殼可W與用于控制器104的外殼122分 離巧日在圖中由虛線示出的那樣)，但無(wú)論如何將蠕動(dòng)累操作地禪合到控制器104。
[002。 蠕動(dòng)累118包括轉(zhuǎn)子部分124姐下文中僅"轉(zhuǎn)子124")W及定子部分126姐下 文中僅"定子126")。柔性管狀構(gòu)件116在蠕動(dòng)累118內(nèi)禪合在轉(zhuǎn)子124和定子126之間， 并且轉(zhuǎn)子124逆柔性管狀構(gòu)件116的運(yùn)動(dòng)引起朝向排出口（discharge)128的流體運(yùn)動(dòng)。雖 然說(shuō)明性的蠕動(dòng)累118被示出具有兩頭轉(zhuǎn)子124,但是可W使用不同類型的蠕動(dòng)累118 (例 如，五頭蠕動(dòng)累)。在各種實(shí)施例的上下文中，，蠕動(dòng)累118如被控制器114命令的那樣、利用 基于轉(zhuǎn)子124的速度的控制在棒102的遠(yuǎn)端108處創(chuàng)建來(lái)自手術(shù)區(qū)域的體積受控的吸引。
[0022] 仍參考圖1，顯示設(shè)備或接口設(shè)備130通過(guò)控制器104的外殼122可見(jiàn)，并且在某 些實(shí)施例中用戶可W通過(guò)接口設(shè)備130和/或相關(guān)的按鈕132選擇控制器104的可操作模 式。例如，使用按鈕132中的一個(gè)或多個(gè)，外科醫(yī)生可W在消融模式之間選擇，所述消融模 式諸如：可W用于軟骨的部分的移除的低模式；可W用于半月板的移除的中模式；用于組 織的積極（aggressive)移除的高模式；W及用于移除自由漂浮和/或受困組織的真空模 式。在下面更徹底地討論操作的各種模式。
[0023] 在某些實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)100還包括腳踏板配件134。腳踏板配件134可W 包括一個(gè)或多個(gè)踏板設(shè)備136和138、柔性多導(dǎo)體電纜140W及踏板連接器142。雖然僅示 出了兩個(gè)踏板設(shè)備136和138,但是可W實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)踏板設(shè)備?？刂破?04的外殼122 可W包括禪合到踏板連接器142的相應(yīng)的連接器144。內(nèi)科醫(yī)生可W使用腳踏板配件134 來(lái)控制控制器104的各種方面，諸如消融的模式。例如，可W將踏板設(shè)備136用于對(duì)到棒 102的射頻（RF)能量的應(yīng)用的開(kāi)關(guān)控制，并更具體地用于在消融模式中的能量的控制。進(jìn) 一步地，可W將踏板設(shè)備138用于控制和/或設(shè)置電外科系統(tǒng)的消融的模式。例如，踏板設(shè) 備138的致動(dòng)可W在由控制器104產(chǎn)生的能量級(jí)別與由蠕動(dòng)累118產(chǎn)生的吸引體積之間切 換。在某些實(shí)施例中，可W通過(guò)選擇性按壓位于棒102的手柄110上的手指按鈕來(lái)致動(dòng)控 制器104的各種操作或性能方面的控制。
[0024] 各種實(shí)施例的電外科系統(tǒng)100可W具有采用Coblation?技術(shù)的操作的各種模式。 特別地，本公開(kāi)的受讓人是Coblation?技術(shù)的所有者。Coblation?技術(shù)設(shè)及在棒102的一 個(gè)或多個(gè)活躍電極和一個(gè)或多個(gè)返回電極之間的射頻（RF)信號(hào)的應(yīng)用W在目標(biāo)組織附近 發(fā)展高電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度可W足W在一個(gè)或多個(gè)活躍電極和目標(biāo)組織之間的區(qū)域中的一 個(gè)或多個(gè)活躍電極的至少一部分上使導(dǎo)電流體蒸發(fā)。導(dǎo)電流體可W固有地存在于身體內(nèi)， 諸如血液或在某些情況中的胞外或胞內(nèi)液。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電流體可W是液體或氣體， 諸如等滲鹽水。在某些實(shí)施例中，諸如設(shè)及膝蓋或肩膀的手術(shù)過(guò)程，通過(guò)與系統(tǒng)100分離并 且隔開(kāi)的傳遞系統(tǒng)在活躍電極的附近和/或向目標(biāo)位置傳遞導(dǎo)電流體。
[0025] 當(dāng)使導(dǎo)電流體被通電到流體的原子比原子再濃縮快地蒸發(fā)的點(diǎn)時(shí)，形成氣體。當(dāng) 將足夠的能量施加到氣體時(shí)，在過(guò)程中原子相互碰撞引起電子的釋放，并且形成電離氣體 或等離子體(所謂的"物質(zhì)的第四狀態(tài)")。另外規(guī)定，可W通過(guò)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電流穿過(guò)氣體或者 經(jīng)由引導(dǎo)電磁波進(jìn)入氣體而加熱氣體和使氣體電離來(lái)形成等離子體。等離子體形成的方法 直接向在等離子體內(nèi)的自由電子賦予能量，電子原子碰撞解放更多電子，并且過(guò)程級(jí)聯(lián)直 到實(shí)現(xiàn)期望的電離的程度?？蒞在Princeton大學(xué)的等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的R.J.Goldston 和P.H.Rutherford的PlasmaPhysics(1995)中發(fā)現(xiàn)對(duì)等離子體的更完整的描述，通過(guò)引 用將其完整的公開(kāi)并入到本文中。
[0026] 當(dāng)?shù)入x子體的密度變得足夠低（即，針對(duì)水溶液小于大約1020原子/cm3)時(shí)，電子 平均自由路徑增加，使得隨后注入的電子在等離子體內(nèi)引起碰撞電離。當(dāng)在等離子體層中 的離子粒子具有足夠的能量(例如，3. 5電子伏特（eV)到5