電外科器械的制作方法
【專利摘要】一種連同電外科發電機使用的雙極電外科器械。所述雙極電外科器械包含變壓器，變壓器具有與電外科發電機電連接的輸入側或端和與雙極電外科器械電連接的輸出側或端。廉價的雙極電外科器械可以與最傳統的雙極電外科發電機和為使用所述器械而專門設計的雙極電外科發電機一起使用。
【專利說明】電外科器械
【技術領域】
[0001]本發明涉及與電外科發電機一起使用的手持式電外科器械和利用公共的電外科發電機對電外科器械供電的方法。本發明涉及的電外科器械包括用于連接到電外科發電機的連接器、例如用于切割或燒灼的電極裝置和用于操控電極的手柄。
【背景技術】
[0002]電外科術是將高頻電流應用于生物組織作為切割、凝固、干燥或電灼組織的手段。電外科術由于結合切割和凝固過程而能夠進行有限出血量的精確切割。因此在醫院手術室中，在外科手術期間頻繁使用電外科設備以幫助止血。
[0003]電外科過程中，在組織中利用電流對組織加熱。由高頻發電機，具體地，與電外科器械相連的射頻發電機，產生電流。
[0004]電外科器械有不同形狀且用作不同目的。電外科器械示例為鉗、環路電極、剪刀、筆、手術刀等。
[0005]可以將電外科器械分為至少兩個不同組，即單極器械和雙極器械。單極器械通過從由手柄操控的電極向附著(通常為粘合附著)到患者身體的電極發送電流來進行工作。本申請的上下文中，術語“雙極電外科器械”應理解為一種電外科器械，其中兩個電極由手柄來操控，因此二者構成電外科器械手持部分的一部分。電力流動實質上局限于電外科器械的相對電極面(例如，雙極鉗或雙極環路電極)之間的空間，使得組織損傷實質上局限于位于所述電極之間的組織。由于在患者的遠處并不需要離散電極，所以相較于使用單極電外科器械(其中電流必須穿過身體以到達離散電極)時而言，獲得相同效果所需的電流更小。
[0006]本申請的上下文中，術語“雙極電外科發電機”與高頻發電機同義，具體地，與跟雙極電外科器械一起使用的射頻發電機同義。因此“雙極電外科發電機”也可以是具有單極和雙極功能二者的多用途電外科發電機。本申請的上下文中，可以使用雙極或單極電外科發電機以及雙極或單極電外科器械。
[0007]在進行外科手術之前，外科醫師必須選擇適于所用器械的功率輸出等級。取決于所用發電機，外科醫師可能不得不接受該電壓幅度等級，或外科醫師可能不得不調節該電壓幅度等級，作為調節過程的一部分。典型地可以基于供應商制定的向導以及諸如先前經驗和其他類型安全規定等其它指示來進行設置。在外科手術期間，具體地當對較厚或較大組織對象(例如，宮頸或子宮)進行手術時，外科醫師可以得益于增大的電壓電平以克服穿過真實組織的電阻。在其它情況下，外科醫師可能需要降低據推測過高的電壓電平。目前為止，獲得升高或降 低的電壓的解決方案是使用適當的電外科發電機和/或修改對發電機的設置。然而這種方法可能是不便的，尤其是在發電機隨后或主要將以其它設置來使用的情況下。最差的情況下，隨后將發電機和另一器械一起使用的醫師可能忘記恢復改變的設置。此外，通常對于外科醫師而言必須記著根據正在使用的器械來調節設置是令人煩惱的，并且在一個手術室中需要不同設置的不同器械的使用可能引起混亂和潛在錯誤。[0008]通常，需要開發節約成本的電外科技術和器械，消除與之相關的非期望效果和限制。
【發明內容】
[0009]本發明實施例的一個目的在于提供一種電外科器械作為對已知雙極電外科器械的備選和/或補充，尤其是在對較厚組織對象進行手術時。
[0010]另一目的在于提供一種雙極電外科器械,使外科醫師能夠在與相關電外科發電機所限定的電平不同的電壓電平下進行操作。
[0011]本發明的另一目的在于提供一種雙極電外科器械，用于將電壓輸出電平升高到超過雙極外科發電機的最大工廠設置。
[0012]本發明的另一目的在于提供一種廉價的雙極電外科器械。
[0013]本發明的另一目的在于提供一種比已知器械更加用戶友好的雙極電外科器械。
[0014]本發明的另一目的在于提供一種具有涂層電極的雙極電外科器械，比具有涂層電極(具體地，具有Teflon?涂層電極)的已知器械性能更好。
[0015]根據以上和其他目的，第一方面，本發明提供一種手持式電外科器械，所述手持式電外科器械合并了變壓器，所述變壓器具有電連接到連接器的輸入和電連接到電極裝置的輸出，所述變壓器適用于改變來自發電機的電信號的電壓，具體地，增加電壓使得由電極裝置接收到的信號的電壓高于從發電機發送的信號的電壓。
[0016]第二方面，本發明提供一種用于在器械電`極之間提供期望電壓的方法，所述方法包括:提供產生具有第一電壓的第一電信號的發電機；并將第一電信號轉換為具有第二電壓的第二電信號，所述第二電壓不同于第一電壓；以及向電極提供所述第二電信號。
[0017]第三方面，本發明提供一種向需要不同電壓幅度的不同手持式電外科器械供電的方法，所述方法包括:提供單個電外科發電機；提供至少兩個不同手持式電外科器械，其中每個手持式電外科器械具有用于切割或凝固的電極裝置并且需要來自電外科發電機的不同電壓，其中連接兩個電外科器械以從電外科發電機接收相同電信號，并且利用連接在電外科發電機與電外科器械之一的電極裝置之間的變壓器來改變手持式電外科器械中的至少一個的電信號。
[0018]因此，本發明允許將器械與發電機連接，其中發電機還用于需要不同電壓的其他用途，由于器械自身包括用于在從發電機接收信號之后修改所述信號的變壓器，外科醫師不必須改變對發電機的設置。
[0019]發電機可以針對不同類型的器械保持設置。事實上，發電機可以專門被定制用于完全不同類型的器械。例如，發電機可以被定制用于雙極剪刀/鉗型切割設備。這種設備通常穿透相對薄的組織層進行切割，且所需電壓電平相對低。根據本發明，用于切割組織的線環路型雙極器械可以包括變壓器，使得變壓器能夠連接到上述發電機。變壓器可以增大所發送電壓，使得環路能夠執行切割，而與更厚的組織厚度和增大的對環路型切割器的代表性電壓的需求無關。根據本發明，可以將傳統電外科發電機與根據本發明的器械一起使用。
[0020]電外科發電機可以配置為例如使用 申請人:自己的國際專利申請WO 2008/010150和歐洲專利申請EP I 089 664和EP I 150 616中公開的電外科器械在例如切割模式、混合模式和/或凝固模式下操作。
[0021 ] 變壓器可以可選地集成在電外科器械中，使得允許在外科手術期間將其接通或斷開。不同尺寸和容量的變壓器可以集成在電外科器械中；所以相較于沒有變壓器的傳統電外科器械，根據本發明的電外科器械被定制用于更廣泛且并更多樣的目的和用途。 [0022]變壓器可以是具有環形芯的環型變壓器。所述變壓器同樣可以具有任意圓周或多邊形狀，具有任意圓周或多邊形狀的芯。環型變壓器適于位于圓柱狀手柄中。芯也可以具有棒狀形式，例如，具有初級繞組和次級繞組的圓柱，其中初級繞組和次級繞組同軸纏繞但可以彼此相分離。芯可以是層壓芯、鐵芯、鐵氧體芯或可以由空氣構成的芯。有利地，變壓器可以與手柄具有相同形狀，因此直接用于在外科手術期間操控器械。
[0023]變壓器的輸入側或輸入端和輸出側或輸出端分別是變壓器的初級部分和次級部分。在雙繞組變壓器中，初級繞組是變壓器的輸入側或輸入端，而次級繞組是輸出側或輸出端。在自動變壓器中，一些繞組既用于初級側又用于次級側。自動變壓器的輸入側是連接到初級側的電線所在的一側或一端，而自動變壓器的輸出側是連接到次級側的電線所在的一側或一端。
[0024]例如，電器械的變壓器的輸入側或輸入端可以通過線或插頭(例如，具有歐式連接器的電力線)電連接到電外科發電機。
[0025]變壓器可以包括調節裝置，使用戶能夠調節來自發電機的電信號的電壓與去往電極裝置的電信號的電壓之間的比率。
[0026]變壓器可以是壓電變壓器、電開關模式變壓器或傳統變壓器，包括芯、具有第一數目繞組的初級線圈和具有第二數目繞組的次級線圈，其中第二數目高于第一數目。可以將電壓施加到初級線圈，且電流流過并驅動通過芯的磁通量。然后能量可以從初級線圈傳遞到次級線圈，從而在次級線圈中引起次級電壓，其中根據由第二和第一繞組數目之間的比率來放大該第二電壓。芯可以是層壓芯、鐵芯、鐵氧體芯或可以由空氣構成的芯。
[0027]如果第二繞組數目至少大于第一繞組數目，例如是第一繞組數目的1.1到1.9倍，例如1.2到1.6倍，例如1.3到1.5倍，更優選地是第一繞組數目的至少1.5倍，則可以設想適于電外科過程的電壓升高。第二繞組數目也可以是第一繞組數目的至少兩倍。
[0028]在射頻下特別有用的根據本發明的有利實施例中，芯可以是鐵磁體、(鐵氧體)，因此僅少量外部強加磁場就可以引起芯材料磁化。鐵磁體材料易于磁化；這種材料包括但不限于例如鐵、鈷、鎳和合金或包含這些元素的合成物等材料。
[0029]不同類型的電外科器械可能需要不同電壓電平以便在指定外科手術過程中對指定患者進行最優執行。代替針對每個和每種外科手術器械使用定制的昂貴電外科發電機，可以使用根據本發明的包含變壓器的新型修改后電外科器械。修改后的電外科器械操作簡單且快速，令傳統電外科發電機可以在高于所聲稱的電壓電平下操作，因此突然使所述傳統電外科發電機多功能且多樣。
[0030]在傳統電外科發電機僅允許應用過高電壓的情況下，可以預見電外科器械中合并的降壓變壓器也在本發明范圍內。
[0031]對根據本發明的電外科器械的非常方便的設計包括條型變壓器或環型變壓器形式的變壓器。這種伸長元件或圓形元件具有完美容納在電外科器械外殼或殼體的一部分中的形狀，且拿在手中時容易操作。如果將變壓器置于電外科器械的外殼或殼體的一部分中，例如，置于手柄內或手柄的一部分內，則可以方便地掩蓋和保護變壓器的芯和繞組不受周圍環境影響。
[0032]具有兩個單獨線圈的傳統變壓器提供了以下附加優點:在發電機和電極裝置之間提供流電隔離，即，在發電機和電極裝置之間沒有金屬導電路徑。電極裝置不必須依賴流電隔離，相反，變壓器可以適合于在發電機和電極裝置之間提供金屬導電路徑。
[0033]例如，變壓器可以是自動變壓器，以便最小化尺寸、重量和生產成本并還提供上述金屬導電路徑。自動變壓器可以是條型自動變壓器或環型自動變壓器，或可以具有任何其它形狀。
[0034]電外科器械可以具有改善用戶有好性的許多不同裝置，包括但不限于:用于監控變壓比的裝置，例如顯示器；用于對變壓器進行開/關切換的裝置；用于監控電壓電平的裝置；用于監控安培數的裝置；及用于顯示與外科手術過程之前、期間和之后電外科器械的能量應用和使用相關聯的參數的任何其它裝置。優選地，可以通過器械的外殼或殼體的一部分(例如，手柄)或在器械的外殼或殼體的一部分處訪問這些裝置。
[0035]在電外科器械中合并的變壓器的適合形狀和尺寸是條型變壓器。這種變壓器是實質上圓柱形的，可選擇地具有在0.5-4cm之間的外徑，優選地大約為Icm的外徑，且可選擇地具有在5到20cm之間的長度。變壓器也可以是實質上環型的，可選擇地具有小于4cm的外徑，優選地小于2cm的外徑，且可選擇地具有0.5cm到2cm之間的長度，優選地在0.75cm和Icm之間的長度。這些間隔定義了根據本發明的電外科器械中合并的變壓器的適當維度，而不增加或微小地增加電外科器械的提及或長度。因此，電外科器械很適合外科醫師的手，外科醫師可以容易地調動并操作該器械。電外科器械的至少一部分的外表面，例如，外殼或殼體的一部分，還可以具有觸覺裝置，以便進一步改善緊握特性。
[0036]為了節省空間，環型變壓器可以優選地位于手柄中，其中該環型變壓器的長度軸與手柄的長度軸共線。
`[0037]根據本發明的預期電外科器械包括但不限于配置為提供切割、凝固和切除功能中至少一個的電外科器械。具體地，電外科器械可以是雙極鉗、雙極環路電極、雙極剪刀、雙極筆、雙極手術刀或者合并并且組合了其一個或多個功能的雙極電外科器械。電外科器械也可以是單極筆或手術刀。可選擇地，雙極電外科器械的電極中的至少一個包括具有不粘涂層的區域。
[0038]電外科器械可以是具有雙極環路電極的類型。具體地，本發明使能由應向雙極鉗型器械供電的發電機對這種器械供電，在該雙極鉗型器械中電極之間的距離遠小于兩個環路形成電極之間的距離。因此，本發明使得能夠在使用鉗型器械和環路型器械之間進行方便的切換。
[0039]環路可以包括端接到絕緣握持部件中的第一線部分和第二線部分，其中絕緣握持部件可以以環路形狀將第一線部分和第二線部分握持在一起。備選地，第一線部分和第二線部分可以分別均具有用于固定在絕緣握持部件中的一個或多個腔內的結點。
[0040]第一線部分和第二線部分連接到來自變壓器的電線。可以將來自電外科發電機的電流驅動通過由第一線部分、要治療的組織和第二線部分建立的第一電路。
[0041]有利的是握持部件包括用于容納相應結點的兩個腔。每個腔具有入口通道和出口通道。入口通道的直徑可以等于或大于結點直徑，以便允許將結點容納在腔內。出口通道的直徑可以小于結點直徑，使得結點無法伸入出口通道。入口通道和出口通道可以是一個錐形道。結點可以由硬性材料構成，或者如上所述僅僅是系在第一和第二線部分的第一端上。腔可以構成入口通道。備選地，結點可以由柔性材料構成，在這種情況下，入口通道的直徑可以略小于結點的直徑，以便確保牢固固定。
[0042]在一個第一端具有結點的線部分可以以沒有結點的一端為先伸入并穿過入口通道，然后穿過出口通道。直到結點在入口通道和出口通道相交處碰到出口通道為止，該線部分無法進一步伸入。當線部分伸入至此時，沒有結點的一端將在出口通道的另一端從握持部件伸出。可以剛好在握持部件外部手動彎曲該線部分，這將固定該線部分的位置。這個過程也可以通過另一線部分穿過另一入口通道和出口通道來進行。
[0043]在入口通道與出口通道相交處，入口通道可以具有增加的直徑，如球型腔。球型腔的優點在于將阻止結點通過入口通道回落。
[0044]從握持部件伸出的線部分的端部可以焊接或以其他形式附著到來自變壓器的電導體。
[0045]在優選實施例中，變壓器可以合并在電外科器械的外殼或殼體的一部分內，優選地，在電外科器械的手柄或手柄的一部分內。
[0046]由于變壓器可以非常小以至于變壓器可以容易地合并在電外科器械內，所以變壓器的添加絕不會使電外科器械不易于拿握和不易于使用。
[0047]在有利實施例中，電外科器械可以具有控制電外科器械在測量模式和操作模式之間進行切換的電路。
[0048]電路可以包括用于在測量模式和操作模式之間切換電外科器械的開關。
[0049]在測量模式下，測量單元可以在電極上施加電壓，測量穿過電極之間的并與電極電接觸的組織的電流，并計算該`組織的阻抗。如果計算出的阻抗在特定預設值之上，則認為該電極并未與組織接觸，且定時器不發送將電外科器械切換到操作模式的信號。電極可以是雙極鉗，雙極環路電極、雙極剪刀、雙極筆、雙極手術刀或合并且組合了其一個或多個功能的雙極電外科器械。
[0050]在電極不接觸任何事物時將高電壓施加到電極的情況意味著存在以下危險:電極被意外觸摸，以及損壞本不應切割、凝固或移除的組織。由于根據本發明的電外科器械在阻抗過高時不切換到操作模式，消除了該危險。
[0051]當在測量模式下的測量單元登記電阻為零或接近零(在另一預設值以下)時，將停止定時器以將電外科器械切換到操作模式。這樣，將不會由于過熱毀掉電極，且過熱元件對周圍組織而言同樣是危險的。
[0052]在另一實施例中，測量模式下的電極可以與操作模式下的電極相同。
[0053]在優選實施例中，電路可以包括:定時器，周期性控制電外科器械在測量模式和操作模式之間切換，其中周期小于5秒，優選地小于I秒；更優選地小于300毫秒；更優選地小于100毫秒；更優選地，小于30毫秒；更優選地10毫秒；更優選地小于3毫秒；更優選地小于I毫秒；更優選地小于300微秒；更優選地小于100微秒；更優選地小于30微秒。
[0054]周期越短，在一個操作模式期間驅動穿過電極和組織的能量將越小。如果在操作模式期間發生了錯誤，則通過使用短周期，在電外科器械切換到測量模式之前將向組織發送極少能量，如果該錯誤是由于過低或過高電阻引起的，則可以檢測到該錯誤。利用較短的周期，電外科器械對組織引起任何不想要損傷的風險較小。
[0055]通過使用短周期，在測量單元測量到電阻在預設值以上或在另一預設值以下之后，驅動穿過電極和組織的能量將非常小。通過使用短周期，電外科器械將快速停留在測量模式。
[0056]在另一實施例中，電路可以包括由該電路控制的至少一個開關，其中在測量模式下，通過該至少一個開關將發電機與電極斷開。
[0057]當例如由測量單元將電壓施加到電極時，在測量穿過電極和穿過電極之間組織的電流期間，可以將發電機與測量單元和電極斷開。在這種情況下斷開發電機的優點在于測量單元不需要形成高電壓而僅需要形成低電壓，這令測量單元的構造更便宜。電極可以是雙極鉗、雙極環路電極、雙極剪刀、雙極筆、雙極手術刀或合并且組合了其一個或多個功能的雙極電外科器械。
[0058]本發明還涉及一種電外科裝置，包括以上定義的電外科器械和用于向該器械供電的電外科發電機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0059]圖1示出了耦接電外科發電機的雙極電外科環路器械的透視原理圖。
[0060]圖2a示出了圖1所示雙極電外科環路器械的變壓器的放大片斷圖，該變壓器是具有初級線圈和次級線圈的條型芯。
[0061]圖2a和2 c示出了圖1所示雙極電外科環路器械的變壓器的放大圖，該變壓器是有初級側和次級側的自動變壓器；
[0062]圖3a示出了控制開關的定時器/測量單元，所述開關是繼電器，并且所述開關被放置為使器械處于操作模式，使得向電極提供來自發電機的電力；
[0063]圖3b示出了控制開關的定時器/測量單元，所述開關是繼電器，并且所述開關被放置為使器械處于測量模式，使得定時器/測量單元與電極相連并且能夠測量電極之間的阻抗；
[0064]圖4a_d示出了控制開關的定時器/測量單元，其中電路由半導體構成；
[0065]圖5示出了具有備選環路電極的雙極電外科環路器械的示意圖；
[0066]圖6a和6b示出了握持部件以及握持部件如何連接環路電極的金屬線部分的端部；以及
[0067]圖7a_d進一步示出了備選環路電極。
【具體實施方式】
[0068]下文將參考附圖更詳細描述本發明，附圖中作為示例示出了合并在雙極電外科環路電極器械中的條型變壓器。
[0069]附圖中，作為非限制性示例，示出了雙極電外科發電機以及根據歐洲專利申請EP09151319的雙極電外科器械，其中該雙極電外科器械修改為具有根據本發明的變壓器并且還修改為如圖1所示。變壓器、雙極電外科器械和雙極電外科發電機之間的比例不是真實比例，所述比例用于更好地說明根據本發明的雙極電外科設備的組件。
[0070]圖1示出了與雙極電外科發電機2相連的雙極電外科器械I的總體透視圖。雙極電外科器械I包括具有近端4和遠端5的中空柄3。中空柄3至少由外管狀套6限定，在所述外管狀套6中，內管狀套7來回延伸。提供交流電的雙極電外科發電機2的輸出B通過具有電導體Bll和B12的電線BI連接到變壓器9的初級線圈8。圖1中，出于說明目的將電線BI示為被斷裂線Bla斷裂。
[0071]在電導體Bll和B12之一或二者中，啟動鈕10將雙極電外科發電機2與變壓器9的初級線圈8相連和斷開。變壓器9的次級線圈11具有構成電線B2的兩個電導體B21和B22形式的兩端。次級線圈11通過電導體B21連接到環路電極12，例如電導彈性環路式線部分。環路電極除了尖端12b之外具有電隔離層12a，其中環路電極是裸露的。在一個或多個隔離物插頭15中(圖1中僅能看到一個插頭)的凹槽中，四條電極線14a、14b(圖1中僅能看到兩條電極線)在內管狀套7和外管狀套6之間的圓周空間中縱向滑行延伸。每條電極線14a、14b具有遠端,配置為擴大表面積的平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d,以便與要切割的對象(未示出)建立良好接觸。電極線14a、14b與環路電極12隔離。電極線14a、14b具有連接到電導體B22的近端。雙極電外科發電機2通過變壓器9向環路電極12和四個平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d供給電力，以便能夠在環路電極12和四個平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d之間進行電外科切割或凝固。
[0072]如虛線所示，內管狀套7容納環路電極12。啟動鈕10位于內管狀套7近端處的第一手柄13上。啟動鈕10使外科醫師能夠根據啟用電外科切割或凝固的命令和根據僅通過簡單按壓啟動鈕10而做出的外科醫師選擇，接通或斷開穿過環路電極12、接著穿過對象(未示出)并最終穿過四個平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d的切割或凝固電流。合并了變壓器9的第一手柄13還用于使環路電極12來回移動。
[0073]外管狀套6在 其近端4處具有多個縱向滑槽17a、17b (圖1中僅能看到兩個)。縱向滑槽17a、17b的數目對應于電極線14a、14b的數目。電極線14a、14b的近端穿過對應滑槽17a、17b，并固定到第二手柄18，以根據情況需要使葉片電極16a、16b、16c、16d來回出入中空柄3的遠端5。
[0074]在示例性的雙極電外科器械I中，升壓變壓器9(圖2a的放大原理圖中所示)集成在第一手柄13中，并電插入電線BI和B2之間，以便確保外科醫師使用除了由雙極電外科發電機2向環路電極12實際傳遞的電壓之外的另一電壓。
[0075]如圖2a所示，變壓器9具有芯(例如，層壓芯、鐵芯、鐵氧體芯、或由空氣構成芯)19，呈現為具有初級線圈8的第一部分20 (輸入側或輸入端)以及具有次級線圈11的第二部分21 (輸出側或輸出端)。初級線圈8具有第一數目NP的初級繞組22，且次級線圈11具有第二數目NS的次級繞組23，其中第二數目NS大于第一數目NP。盡管示出了第二數目NS是第一數目NP兩倍的示例，然而更少和更多的數目是可能的且包括在本發明范圍內。
[0076]如果雙極電外科發電機2向雙極電外科器械I提供電流,則電流將通過電線BI流動穿過初級繞組22。穿過初級繞組22的電流將通過初級線圈8引起磁場。來自初級線圈的磁場被芯19增強，并傳遞至次級線圈11。穿過次級線圈的磁場將在次級繞組23中引起電流。優選地電流按以下順序流動:經由電導體B21穿過環路電極12到尖端12b到達對象(未不出)、四個平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d中的一個或多個、對應電極線14a、14b和電導體B22回到次級繞組23。
[0077]在理想變壓器中，在次級繞組23中引起的第二電壓Vs與初級繞組22中的初級電壓Vp成正比，且由繞組的第一數目NP和繞組的第二數目NS之間的比率給定。
[0078]如圖1所示，上述分別具有初級線圈8和次級線圈11的芯19配置為合并在管狀手柄13中或適于容納所述變壓器9的電外科器械I的任何其它縱向部分中，其中第一手柄13和其它適合部分適于外科醫師手掌。
[0079]當然應理解，根據本發明的變壓器可以具有任何類型和長度和數目的繞組，只要其提供符合多種國際標準和外科條件的雙極電外科器械。
[0080]在本發明中使用的典型雙極電外科發電機發送從350kHz到IMHz范圍的高頻(HF)能量。將變壓器插入雙極電外科發電機2和器械I之間以便增加電壓。
[0081]在示例實施例中，將次級線圈11處的次級繞組23是初級線圈8處的初級繞組22兩倍數目的升壓變壓器9連接到357kHz雙極電外科發電機2。兩倍電壓和四倍功率是有益結果。以上雙極電外科發電機和具有變壓器的雙極電外科器械的雙極電外科布置能夠傳遞200W持續20秒。 [0082]當對象(未示出)位于電極之間并電接觸電極時(意味著與分散的四個平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d電接觸，并也與環路電極12的尖端12b電接觸)，可以建立用于指示對象存在的電阻、電阻或電容值，以便通知外科醫師可以接通切割或凝固電流、或如果確定沒有接觸則斷開切割或凝固電流、或電壓需要放大。
[0083]圖2b和2c示出了變壓器9’ ；9”的第二和第三實施例，實質上對應于變壓器9，其中使用相同附圖標記表示相同部件。
[0084]變壓器9’和9”是自動變壓器，其中圖2b中的變壓器是環型變壓器9’，圖2c中的變壓器是條型變壓器9”。
[0085]環型變壓器9’和條型變壓器9”包括輸入側或輸入端20’ ；20”，和輸出側或輸出端 21， ；21”。
[0086]環型變壓器9’或條型變壓器9”具有圍繞在第一端子25’ ；25”和第二端子26’ ；26”之間的芯19’ ；19”(鐵氧體芯)的一個線圈24’ ；24”。第三端子27’ ；27”連接到第一端子25’ ；25”和第二端子26’ ；26”之間的線圈24’ ；24”。來自雙極電外科發電機2的電導體Β1 ;B11”和B12’ ;B12”分別連接到第三端子27’ ;27”和第一端子25’ ；25”，而電導體Β2 ;B21”和B22’ ;B22”分別連接到第二端子26’ ;26”和第一端子25’ ；25”。由于僅有一個線圈，初級側28’ ；28”和次級側29’ ；29”共同具有在第一端子25’ ；25”和第三端子27’ ；27”之間的線圈的第一部分30’;30”。由于變壓器用于放大電壓，變壓器的次級側還包括在第三端子27’ ；27”和第二端子26’ ；26”之間的線圈的第二部分31’ ；31”。線圈的第一部分30’ ；30”是初級線圈。作為整個線圈24’ ；24”的線圈的第一部分30’ ；30”和線圈的第二部分31’ ；31”是次級線圈。
[0087]由于在自動變壓器中一些線圈既用于初級側又用于次級側，相較于具有兩個單獨繞組的變壓器而言，自動變壓器可以制造的更輕、更小和更便宜。可以將環形自動變壓器制作成直徑足夠小，使得環型自動變壓器可以適于在雙極電外科環路器械I手柄13內。
[0088]圖3a和3b是電路34的示意圖，其中開關是繼電器。圖3a示出了當雙極電外科器械I處于操作模式下時的電路34，且圖3b示出了當雙極電外科器械處于測量模式下時的電路。圖3a和3b中，出于說明目的將變壓器9示為被斷裂線9a斷裂。
[0089]繼電器35位于在變壓器9與例如環路電極12的電極和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d之間的電線B2中。繼電器35控制變壓器和電極之間的開關36、37和開關38。該繼電器由定時器/測量單元39通過例如電磁體40控制。定時器/測量單元39可能具有電池41以便能夠進行操作，或由雙極電外科發電機2供給(例如，通過低電壓輸出(未示出)或輸出B)。所有三個開關36、37、38同時改變，以便從操作模式到測量模式，并在重復周期中再次返回。
[0090]該周期小于5秒，優選地小于I秒鐘，更優選地小于300毫秒，更優選地小于100毫秒，更優選地小于30毫秒，更優選地小于10毫秒，更優選地小于3毫秒，更優選地小于I毫秒，更優選地小于300微秒，更優選地小于100微秒，且最優選地小于30微秒。
[0091]當開關36、37閉合時，開關38斷開，且反之亦然。操作模式下，其中例如周期的9/10開關36、37是閉合的且開關38是斷開的。操作模式下，雙極電外科發電機將優選地按以下順序驅動電流:經由變壓器和開關36、37穿過環路電極12，對象(未示出)和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d。當消逝周期的9/10時,定時器/測量單元39通過斷開開關36,37并閉合開關38來將繼電器切換到測量模式。測量模式下，定時器/測量單元39通過電導體42、43和開關38以及電導體44，連接到例如環路電極12的電極和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d。通過向環路電極和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d施加電壓并測量穿過環路電極12、對象(未示出)和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d的電流，定時器/測量單元39有計算對象電阻的裝置。雙極電外科器械具有多個裝置，以便計算輕松有效切割該組織并凝固該組織所需的電流，并避免驅動過多電流穿過組織而令組織燒傷并產生大量煙。如果計算出的電阻是無限的，則可能不執行切換到操作模式。
[0092]繼電器也應置于雙極電外科發電機和變壓器之間。
[0093]傳統雙極電外科發電機通常無法發送能夠快速切割或凝固組織的足夠高電壓，由此不必要地延長外科手術治療。
[0094]鉗或鑷子形式的雙極`電外科器械具有相對極，即，在執行凝固期間夾住組織的電極。為了更好地運行，必須在外科手術期間時不時地清理電極，以便移除血塊或燒傷組織或最終位于電極表面的其它類型組織殘余物，和/或進行潤滑以便避免上述不需要成分的快速沉積。
[0095]一些雙極電極具有Teflon?鍍層，以便最小化組織殘余物沉積的不利趨勢。雙極電外科發電機向相對電極施加的低電壓甚至不足以克服薄Teflon?鍍層或其它類似熱阻鍍層的電阻。本發明提出了一種簡單裝置，以便當使用雙極電外科器械時(具體地，具有熱阻鍍層的雙極電外科器械)，放大由傳統雙極電外科發電機施加的電壓。
[0096]如在圖3a和3b中一樣，圖4a和4b公開了位于變壓器9與例如環路電極12的電極和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d之間的電路50。圖4a和4b中的電路50A具有圖3a和3b中的電路9的所有特性，且除了電路50中的繼電器是電子繼電器51、52、53之外，可以完全以與圖3a和3b中的電路9相同的方式進行描述。定時器/測量單元54控制電子繼電器。定時器/測量單元54可以由電池61、雙極電外科發電機2或任何其它電力供給來驅動。如圖4a所示的操作模式下的定時器/測量單元54控制電子繼電器51保持開關62斷開，并控制電子繼電器52和53保持開關63和64閉合，使得雙極電外科發電機2能夠優選地按以下順序驅動切割或凝固電流:穿過環路電極12、對象(未示出)和四個平坦導電板或葉片 16a、16b、16c、16d。[0097]如圖4b所示的測量模式下，定時器/測量單元54控制電子繼電器51、52、53保持開關62、63、64處于與操作模式下的位置相反的位置。在測量模式下，定時器/測量單元54通過電導體65a經由電子繼電器51連接到電導體66，并還連接到電導體B21和環路電極
12。定時器/測量單元54還通過電導體65b連接到電導體B22和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d。測量模式下，定時器/測量單元54具有多個裝置，以便向環路電極12和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d施加電壓，測量穿過環路電極12和平坦導電板或葉片16a、16b、16c、16d之間的對象(未示出)的電流,并計算該對象的電阻。
[0098]所有三個開關62、63、64同時改變，以便從操作模式到測量模式，并在循環周期中再次返回。
[0099]圖4c和4d中，公開了電子繼電器51、52、53的兩個不同實施例。圖4c中的電子繼電器包括脈沖變壓器67、MOSFET晶體管68和四個二極管69、70、71、72。在圖4d中，電子繼電器包括脈沖變壓器67、兩個MOSFET晶體管73、74和兩個二極管75、76。
[0100]由定時器/測量單元54通過電導體77、78向脈沖變壓器67施加脈沖形式的控制電壓。由脈沖變壓器傳送電導體77、78上的控制電壓，并將其施加到電導體79、80作為端電壓。變壓器67可以放大從定時器/測量單元54到電導體79、80的信號，而變壓器也可以是1:1變壓器。變壓器67的目的在于隔離控制電壓和端電壓，使得控制電壓和端電壓可以為不同電勢，而不妨礙或干擾定時器/測量單元54中的電子。將端電壓施加到圖4c中的MOSFET晶體管68的柵極G和源極S，以及圖4d中的兩個MOSFET晶體管73、74的柵極G和源極S (VGS)。端電壓超過一個或多個MOSFET晶體管的閾值電壓(VGS > VTH)，并對在一個或兩個MOSFET晶體管的漏極D和源極S之間流動的電流導通。
[0101]脈沖變壓器67設計為將柵極處的正電荷保持足夠長，以便保持一個或多個MOSFET晶體管73、74導通直到電路50從操作模式變為測量模式，且反之亦然。
[0102]為了關閉或阻止一個或多個MOS`FET晶體管并停止從漏極D到源極S流動的電流，由定時器/測量單元54向脈沖變壓器67發送具有負電勢的脈沖。由脈沖變壓器發送具有負電勢的脈沖，并將其施加到柵極G和源極S，以便VGS < VTH0
[0103]如果圖4c中的VGS > MOSFET晶體管68的VTH為真，則雙極電外科發電機2可以驅動電流在電導體81處進入電子繼電器，穿過二極管72，從漏極到源極穿過MOSFET晶體管68、穿過二級管70，并通過電導體82輸出，并再到對象。雙極電外科發電機2也可以驅動電流穿過電導體82、穿過二極管71，從漏極到源極穿過MOSFET晶體管68，穿過二極管69并通過回到雙極電外科發送器2的電導體81輸出。類似地，當電導體81連接到來自定時器/測量單元54的電導體65a時，圖4c中的電子繼電器用于允許或阻擋定時器/測量單元54按以下順序驅動電流:從電導體65a穿過電導體81、82，再經由電導體66，環路電極12、對象和通過平坦導電板或葉片16a、16b、16cl6d和電導體65b返回到定時器/測量單元54。
[0104]圖4d中，電導體83將連接到雙極電外科發電機2或來自定時器/測量單元54的電導體65a。當將端電壓施加到兩個MOSFET晶體管73、74的柵極G和源極S時，通過電導體83進入的電流將從漏極D到源極S經過MOSFET晶體管73并穿過晶體管76，且通過電導體84輸出，而通過電導體84進入的電流將從漏極D到源極S經過MOSFET晶體管74并穿過晶體管75，且通過電導體83輸出。
[0105]使用基于半導體的電路代替圖3a和3b所公開電路9的優點在于基于半導體的電路將能夠在操作模式和測量模式之間進行更快速轉換。利用基于半導體的電路，可以在毫秒內甚至微秒內在操作模式和測量模式之間進行轉換并再返回。
[0106]可以使用例如IGBT的其它FET晶體管來代替使用MOSFET晶體管。FET通道可以是摻雜以產生N型半導體或P型半導體。晶體管也可以是NPN晶體管或PNP晶體管，或電路可以由任何類型半導體構成。類似地，控制一個或多個晶體管的脈沖變壓器也可以是Optomos?、任何類型的光學繼電器或任何類型的柵極驅動電路。本領域技術人員將認識到如何設計對這種基于半導體的電路和這種光學繼電器或柵極驅動器電路的修改。本發明的范圍同樣旨在包括這種修改。
[0107]在圖5中，出于說明目的將第二雙極電外科器械91的草圖示為被斷裂線96斷裂。第二雙極電外科器械91具有上述雙極電外科器械I的所有特性。差別僅在于電極92是如何加工的。類似于雙極電外科器械1，第二雙極電外科器械91具有有近端94和遠端95的中空柄93。
[0108]第二雙極電外科器械91的電極包括兩個金屬線部分97、98，從遠端95中的第一開口 99突出。兩個金屬線部件97、98連接到來自變壓器9的兩個電導體B21和B22。為了避免兩個金屬線部件97、98相互碰到并引起短路，將兩個金屬線部件97、98的遠端鑄造到握持部件101中， 其中兩個金屬線部件97、98不相互接觸。握持部件101由絕緣材料構成。本實施例的優點在于兩個金屬線部件97、98絕不會相互接觸并引起短路。
[0109]兩個金屬線部件97、98都具有膝102，使得兩個金屬線部件97、98彼此遠離地彎曲，以避免相互接觸，并允許容易訪問兩個金屬線部件97、98之間要切割的組織。
[0110]為了令兩個金屬線部件97、98端處于握持部件101內，兩個金屬線部件97、98端在處于握持部件101內的兩個金屬線部件端處都具有結點103、104，如圖6a和6b所示。
[0111]圖6b示出了沿握持部件101沿圖6a中的線VIb-VIb的截面圖，以便示出所述握持部件的內部組件。具有第一和第二端的第一線部件105和第二線部件106以第二端為先伸入并穿過第一通道107、108，然后穿過第二通道109、110，其中第一端具有結點103、104。由于結點的直徑小于或等于第一通道107、108且大于第二通道109、110，該結點將卡在第二通道109、110的第二開口 111、112處。當第一和第二金屬線部件伸入到使得相對第二通道109、110的第二開口 111、112按壓結點時，第一和第二金屬線部件105、106恰在握持部件101外部手動彎曲。這樣，固定了第一金屬線部件和第二金屬線部件。第一通道可以在第一通道和第二通道相交的地方具有增加的直徑，如球型腔。球型腔的優點在于將阻止結點回落通過第一通道107、108。結點可以由柔性材料構成，且可以將第一通道構成為僅略小于結點的直徑，以便當拉動穿過第一通道時夾住結點。伸出握持部件的第一和第二金屬線部件105、106端可以焊接或以其他形式附著到兩個金屬線部分97、98或兩個電導體B21和B22。圖6a和6b中，出于說明目的將第一線部分105和第二線部分106示為被斷裂線100斷裂。
[0112]如圖7a_d所示，還可以彎曲兩個金屬線部分97、98。優點在于第一金屬線部件105和第二金屬線部件106不需要焊接或以任何其它形式附著到金屬線部件97、98。可以僅將金屬線部件鑄造或粘合到握持部件101中。
[0113]應理解，在本發明的范圍內，可以按需要和可行性將例如變壓器或多種電路的特征結合為附圖中未示出的實施例和修改后的器械。因此，不應將這里所述附圖示出的實施例理解為限制本發明的范圍:例如，如圖1所示，電外科器械I的實施例也可以包括如圖3a-3b和4a-4b所示電路中的任何電路。圖5、6a、6b和7a_7d所示電外科器械91的實施例中的任一實施例也可以包括變壓器9 ;9’ ；9”。
[0114]本發明提出了一種廉價的雙極電外科器械,與最傳統的雙極電外科發電機和為使用所述器械而專門設計的雙極`電外科發電機一起使用。
【權利要求】
1.一種手持式電外科器械(I ;91)，具有:連接器，用于將所述電外科器械和電外科發電機(2)相連；電極裝置；以及手柄(13)，用于操控所述電極裝置，其特征在于，所述電外科器械(I ;91)包括變壓器(9 ;9’ ；9”)，所述變壓器(9 ;9’ ；9”)具有電連接到連接器的輸入(20)和電連接到電極裝置的輸出(21)，所述變壓器是升壓變壓器，適用于增加從發電機到電極裝置的電信號的電壓。
2.根據權利要求1所述的電外科器械(I;91)，其中，所述變壓器(9 ;9’;9”)包括:調節裝置，用于調節來自發電機的電信號的電壓與去往電極裝置的電信號的電壓之間的比率。
3.根據權利要求1所述的電外科器械(I;91)，其中，所述變壓器(9 ;9’;9”)是降壓變壓器，適用于降低從發電機到電極裝置的電信號的電壓。
4.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述變壓器(9 ;9’;9”)包括芯(19)、具有第一數目(NP)繞組(22)的初級線圈(8)和具有第二數目(NS)繞組(23)的次級線圈(11)，其中第二數目大于第一數目。
5.根據權利要求4所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，第二數目(NS)繞組(23)至少是第一數目(NP)繞組(22)的1.3倍。
6.根據權利要求4或5所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述次級線圈連接到電極之一。
7.根據權利要求3-5中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述芯(19)是鐵磁體。
8.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述變壓器(9;9’ ；9”)是條型變壓器或環型變壓器或自動變壓器和/或其組合。
9.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述變壓器(9 ;9’ ；9”)為實質上 圓柱形的，可選地具有在0.5-4cm之間的外直徑，優選地大約為Icm的外直徑，且可選地具有在5到20cm之間的長度；或所述變壓器(9 ;9’;9”)為實質上環型的，可選地具有小于4cm的外直徑，優選地小于2cm的外直徑，且可選擇地具有0.5cm到2cm之間的長度,優選地在0.75cm和Icm之間的長度。
10.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述電外科器械(I ;91)配置為提供切割、凝固和切除功能中的至少一個，具體地，電外科器械是雙極鉗、雙極環路電極(12)、雙極剪刀、雙極筆、雙極手術刀或者合并且組合了其一個或功能的雙極電外科器械，或者電外科器械是單極筆或手術刀，可選地，所述電外科器械的電極中的至少一個包括具有不粘涂層的區域。
11.根據權利要求10所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述電極配置為雙極環路電極。
12.根據權利要求11所述的電外科器械(I;91)，其中，所述環路包括端接到絕緣握持部件(101)中的第一線部分(97)和第二線部分(98)，其中所述絕緣握持部件(101)以環路形狀將第一線部分和第二線部分(97，98)握持在一起。
13.根據權利要求11或12所述的電外科器械(I;91)，其中，所述第一線部分和第二線部分分別均具有用于固定在 絕緣握持部件(101)的一個或多個腔(113，114)內的結點(103，104)。
14.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(I;91)，其特征在于，所述變壓器(9 ;9，;9，，)合并在手柄(13)內。
15.根據前述權利要求中的任一權利要求所述的電外科器械(1;91)，其特征在于，所述電外科器械(1 ;91)具有控制電外科器械(1 ；91)在測量模式和操作模式之間切換的電路(34 ；50)。
16.根據權利要求15所述的電外科器械(1;91)，其特征在于，所述電路(34 ；50)包括定時器，所述定時器以小于5秒的周期周期性控制電外科器械(1 ；91)在測量模式和操作模式之間切換。
17.根據權利要求15-16中的任一權利要求所述的電外科器械(1;91)，其特征在于，所述電路(34;50)包括由所述電路控制的至少一個開關，其中在測量模式下通過所述至少一個開關將發電機與電極斷開。
18.一種用于在器械的電極之間提供期望的電壓的方法，所述方法包括:提供產生具有第一電壓的第一電信號的發電機；并將第一電信號轉換為具有第二電壓的第二電信號，所述第二電壓高于第一電壓；以及向電極提供所述第二電信號。
19.一種向需要不同電壓的不同手持式電外科器械(1 ；91)供電的方法，所述方法包括:提供單個電外科發電機(2);提供至少兩個不同手持式電外科器械，其中每個手持式電外科器械具有用于切割或凝固的電極裝置并且需要來自電外科發電機的不同電壓，其特征在于，連接兩個電外科器械以從電外科發電機接收相同電信號，并且利用連接在電外科發電機與電外科器械之一的電極裝置之間的變壓器，來改變手持式電外科器械中的至少一個的電信號。
【文檔編號】A61B18/14GK103764057SQ201280041788
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年6月28日 優先權日:2011年6月28日
【發明者】亨里克·比斯加德·浦爾生 申請人:俐娜醫療有限公司