ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
ELECTROSURGICAL DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к электрохирургическим щипцам для захвата биологической ткани и для подачи микроволновой энергии в захваченную ткань для коагуляции или прижигания, или герметизации ткани. В частности, указанные щипцы могут использовать для подачи давления, чтобы закрыть один или более кровеносных сосудов перед подачей электромагнитного излучения (предпочтительно микроволновой энергии) для герметизации кровеносных сосудов. Кроме того, щипцы могут быть выполнены с возможностью разреза ткани после коагуляции или герметизации, например, с помощью радиочастотной (РЧ) энергии или механического режущего элемента, такого как лезвие. Изобретение может быть применено к щипцам, которые могут вводиться в инструментальный канал эндоскопа, гастроскопа или бронхоскопа, или могут применяться при лапароскопических хирургических операциях или открытых хирургических операциях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Электрохирургические инструменты представляют собой инструменты, которые используются для подачи радиочастотной энергии и/или энергии микроволновой частоты в биологические ткани, например, для разрезания биологической ткани или свертывания крови. Радиочастотная энергия и/или энергия микроволновой частоты подается на электрохирургический инструмент с помощью линии передачи, такой как коаксиальный кабель, волновод, микрополосковая линия или тому подобное.
В некоторых случаях электрохирургический инструмент может содержать щипцы, способные подавать тепловую энергию на захваченную биологическую ткань, находящуюся между браншами щипцов. Например, радиочастотная (РЧ) энергия может подаваться с компоновки биполярного электрода через бранши щипцов. РЧ энергию могут использовать для герметизации сосудов путем термической денатурации белков внеклеточного матрикса (например, коллагена) внутри стенок сосуда. Тепловая энергия может также прижигать захваченную ткань и способствовать коагуляции. В качестве альтернативного варианта, бранши могут содержать одну или более конструкций микроволнового излучателя, которые выполнены с возможностью излучения микроволновой ЭМ энергии в захваченную браншами биологическую ткань для герметизации ткани.
Такие устройства обычно применяются на конце минимально инвазивных хирургических лапароскопических инструментов, но могут в равной степени применяться и в других клинических процедурных областях, таких как гинекология, эндоурология, гастроинтестинальная хирургия, процедуры ЛОР и т. д. В зависимости от контекста использования эти устройства могут иметь разные физические конструкции, размер, масштаб и сложность.
Современные примеры минимально инвазивных устройств, способных рассекать ткань тела одновременно с достижением гемостаза, включают технологию герметизации сосудов LigaSure, изготовленную Covidien, и платформу Thunderbeat от Olympus. Система LigaSure представляет собой устройство биполярных щипцов, в котором ток подается на герметизируемую ткань при приложении давления. Платформа Thunderbeat одновременно подает тепловую энергию, генерируемую ультразвуковым источником, и биполярную электрическую энергию.
В заявке US 6,585,735 описаны эндоскопические биполярные щипцы, в которых бранши щипцов расположены так, чтобы проводить биполярную энергию через ткань, удерживаемую между ними.
В EP 2 233 098 описаны микроволновые щипцы для герметизации ткани, в которых герметизирующие поверхности браншей содержат одну или более микроволновых антенн для излучения микроволновой энергии в ткань, захваченную браншами щипцов.
В WO 2015/097472 описаны электрохирургические щипцы, в которых одна или более пар нерезонансной ассиметричной конструкции линии передачи с потерями расположены на внутренней поверхности пары браншей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В наиболее общем смысле данное изобретение обеспечивает различные усовершенствования для управления электрохирургическим устройством и, в частности, инструментом электрохирургических щипцов. В одном аспекте данное изобретение обеспечивает электрохирургические щипцы, в которых сочетается надежный механизм открывания браншей с механизмом подачи микроволновой энергии. В другом аспекте данное изобретение обеспечивает ручной блок, в котором сочетается механизм управления вращением электрохирургического инструмента с подачей энергии и приведением в действие оконечного устройства (например, закрытие браншей, убирание лезвия или тому подобное).
В соответствии с первым аспектом изобретения предложен инструмент электрохирургических щипцов, содержащий: гибкий стержень, определяющий просвет; коаксиальный кабель для передачи микроволновой энергии, расположенный внутри просвета гибкого стержня; кронштейн с ребром жесткости, установленный на дистальном конце гибкого стержня; пару браншей, установленных с возможностью поворота на кронштейне с ребром жесткости, причем пара браншей может перемещаться относительно друг друга, чтобы открывать и закрывать зазор между их противоположными внутренними поверхностями; и исполнительный элемент, расположенный внутри просвета гибкого стержня и проходящий от него через кронштейн с ребром жесткости для функционального зацепления пары браншей, при этом пара браншей содержит первую браншу, содержащую конструкцию подачи энергии, прикрепленную к ее внутренней поверхности, причем конструкция подачи энергии содержит гибкую диэлектрическую подложку, содержащую первый электрод и образованный на ней второй электрод, при этом конструкция подачи энергии соединена для приема микроволновой энергии от коаксиального кабеля, и при этом первый электрод и второй электрод выполнены с возможностью излучения микроволновой энергии, полученной конструкцией подачи энергии в зазор между парой браншей. Эта конструкция может обеспечить надежный механизм открывания браншей, причем пара браншей надежно закреплена относительно дистальной части стержня таким образом, что это уменьшает или исключает риск их отклонения, например, на одну сторону во время использования. Сами бранши могут быть выполнены в виде жестких когтеобразных конструкций, например, из биосовместимого металла, такого как нержавеющая сталь. Бранши могут быть предназначены для защиты конструкции подачи энергии и, таким образом, дают возможность этой конструкции быть гибкой, что позволяет ей деформироваться, когда бранши перемещаются относительно друг друга, не влияя на передачу микроволновой мощности.
При использовании пара браншей может быть расположена для захвата биологической ткани, например кровеносного сосуда, и подачи микроволновой энергии через зазор между внутренней поверхностью браншей для коагуляции ткани, содержащейся в сосуде, то есть коллагена, эластина, жира или крови или комбинации в биологической ткани и, следовательно, герметизации захваченного сосуда. После герметизации сосуд можно разрезать, например, с помощью лезвия или РЧ энергии, подаваемой с тех же электродов, с которых подается микроволновая энергия. В бранши может быть встроено подвижное лезвие.
Хотя электроды могут быть предусмотрены только на одной из браншей, желательно, чтобы они были предусмотрены на обеих браншах для равномерного воздействия коагулирующего эффекта микроволновой энергии, что должно создавать лучшую герметизацию. Таким образом, пара браншей может содержать вторую браншу, расположенную напротив первой бранши, причем вторая бранша содержит конструкцию, идентичную конструкции первой бранши. Таким образом, пара браншей может содержать вторую браншу, содержащую конструкцию подачи энергии, прикрепленную к внутренней поверхности, поэтому конструкция подачи энергии содержит гибкую диэлектрическую подложку, на которой образован первый электрод и второй электрод, причем конструкция подачи энергии соединена для приема микроволновой энергии от коаксиального кабеля, и при этом первый электрод и второй электрод выполнены с возможностью излучать микроволновую энергию, принимаемую конструкцию подачи энергии, в зазор между парой браншей. В других примерах обе бранши могут содержать гибкую диэлектрическую подложку, причем каждая из них содержит один электрод. Затем микроволновую энергию может передавать конструкция линии передачи, образованная из электродов на обеих браншах.
Кронштейн с ребром жесткости может представлять собой установленную зубчатую или U-образную конструкцию, например, прикрепленную к дистальному концу гибкого стержня. Ось или поворотная ось может быть установлена между зубцами или ножками U-образной конструкции. Пара браншей может быть установлена с возможностью поворота вокруг этой же оси, то есть они могут поворачиваться вокруг общей оси.
Пара браншей может перемещаться симметрично относительно оси. В одном примере пара браншей может включать первую браншу и вторую браншу, и исполнительный элемент может содержать первый трос управления, соединенный с первой браншей, и второй трос управления, соединенный со второй браншей. Первый трос управления и второй трос управления могут перемещаться в продольном направлении относительно кронштейна для обеспечения открытия и закрытия пары браншей. Каждый трос управления может быть прикреплен, например, присоединен или прицеплен к проксимальной части его соответствующей бранши. Тросы управления могут быть жесткими, чтобы обеспечить передачу как толкающей силы, так и тяговой силы на пару браншей.
Исполнительный элемент может содержать основной трос управления, который проходит через просвет гибкого стержня. Основной трос управления может разветвляться на своем дистальном конце с образованием первого троса управления и второго троса управления.
Удерживающая рама может быть установлена в пределах проксимальной части просвета, чтобы удерживать коаксиальный кабель и исполнительный элемент в фиксированной ориентации относительно друг друга. Удерживающая рама может иметь первый монтажный участок, выполненный с возможностью приема и удержания коаксиального кабеля, и второй монтажный участок, выполненный с возможностью приема и удержания исполнительного элемента. Вокруг удерживающей рамы, коаксиального кабеля и исполнительного элемента в просвете гибкого стержня может быть образована гильза. Такая компоновка может снизить трение при манипулировании гибким стержнем и может помочь при относительном скольжении между исполнительным элементом и коаксиальным кабелем.
Удерживающая рама может иметь дистальный конец, отстоящий в продольном направлении от кронштейна с ребром жесткости. В такой компоновке дистальная часть гибкого стержня, смежная с кронштейном с ребром жесткости, имеет более пустой просвет и поэтому может обладать большей гибкостью. Это может облегчить расположение инструмента в неудобных положениях.
Первый и второй электроды могут быть удлиненными проводящими элементами, образованными на гибкой диэлектрической подложке в пределах бранши. Они могут быть параллельными линиями передачи и могут образовывать планарную линейную конструкцию на внутренней поверхности. Расстояние разделения между планарными линиями или параллельными линиями передачи может быть выбрано для обеспечения функциональности РЧ резания, то есть для того, чтобы электрическое поле, создаваемое при подаче РЧ энергии, было достаточно высоким для осуществления резания или рассечения/резекции ткани. Электроды параллельной передачи могут быть расположены так, что электроды, которые расположены напротив друг друга через зазор между браншами, имеют противоположную полярность, то есть положительный заряд одной линии обращен к отрицательному заряду противоположной линии. Действие по резанию ткани может быть усилено противоположными электрическими полями на двух противоположных поверхностях, когда бранши находятся в непосредственной близости друг от друга, например, на расстоянии, равном или меньше 1 мм, предпочтительно равном или меньше 0,5 мм. Расстояние между первым и вторым электродами на бранше может быть равно или меньше 0,5 мм.
Гибкая диэлектрическая подложка может содержать проксимальную часть, проходящую между дистальным концом коаксиального кабеля и проксимальным концом внутренней поверхности, при этом проксимальная часть деформируется при открытии и закрытии пары браншей. Проксимальная часть может проходить через кронштейн с ребром жесткости. Таким образом, коаксиальный кабель может заканчиваться в просвете гибкого стержня.
На гибкой диэлектрической подложке образована пара проводящих дорожек для передачи микроволновой энергии от коаксиального кабеля на первый электрод и второй электрод. Пара проводящих дорожек может быть образована на противоположных сторонах гибкой диэлектрической подложки. Например, пара проводящих дорожек может включать первую проводящую дорожку, электрически соединенную с внутренним проводником коаксиального кабеля, и вторую проводящую дорожку, электрически соединенную с внешним проводником коаксиального кабеля.
Первая проводящая дорожка может быть электрически соединена с первым электродом, а вторая проводящая дорожка электрически соединена со вторым электродом. Эти соединения могут находиться в месте стыка на внутренней поверхности бранши.
Гибкая диэлектрическая подложка может представлять собой ленту из изоляционного материала, на которой изготовлен электропроводящий материал для обеспечения первого электрода и второго электрода. Ширина ленты может превышать ширину пары проводящих дорожек. На внутреннем элементе бранши может быть установлен дополнительный элемент диэлектрика (например, из керамики или ПТФЭ, или наполненного керамикой ПТФЭ). Чтобы свести к минимуму потери мощности в гибкой диэлектрической подложке и гарантировать, что материал может выдерживать напряжения, связанные с РЧ резанием, то есть максимальные напряжения вплоть до 400 В или более, материал предпочтительно имеет низкий коэффициент затухания или тангенс дельта, то есть 0,001 или ниже, и имеет высокую диэлектрическую прочность или напряжение пробоя, т. е. вплоть до 100 кВ/мм или более. Может быть использован полиимид или аналогичные материалы.
Первая бранша (или обе бранши или пара браншей) может иметь продольную прорезь, образованную в ней для обеспечения возможности прохождения режущего лезвия. Режущее лезвие может быть установлено с возможностью скольжения на первой бранше. Лезвие может работать с помощью троса управления лезвием, который расположен внутри и проходит от просвета для функционального зацепления с лезвием. Первая бранша содержит часть крышки, например, на своем дистальном конце. Часть крышки может иметь такой размер, чтобы удерживать лезвие в убранном положении. Лезвие может быть смещено в убранное положение. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, трос управления лезвием может быть функционально связан с исполнительным элементом таким образом, что перемещение лезвия с убранного положения подталкивает пару браншей в закрытое положение. Эти функции могут использоваться отдельно или в комбинации, чтобы предотвратить случайное воздействие на лезвие.
Размер пары браншей может быть рассчитан таким образом, чтобы соответствовать инструментальному каналу хирургического устройства для осмотра, например эндоскопа, гастроскопа, бронхоскопа или тому подобного.
В другом аспекте изобретение может обеспечить ручной блок для управления электрохирургическим инструментом, причем ручной блок содержит: корпус; гибкий стержень, проходящий от проксимального конца корпуса; коаксиальный кабель, проходящий через просвет, определенный гибким стержнем, причем коаксиальный кабель предназначен для соединения с электрохирургическим инструментом, расположенным на дистальном конце гибкого стержня; управляющий шток, проходящий через просвет, причем управляющий шток предназначен для соединения с электрохирургическим инструментом, расположенным на дистальном конце гибкого стержня; исполнительный элемент, установленный с возможностью скольжения на корпусе; и поворотное устройство, установленное с возможностью вращения на корпусе, при этом коаксиальный кабель и гибкий стержень установлены с возможностью скольжения относительно корпуса с исполнительным элементом и вращения относительно корпуса с поворотным устройством, и при этом управляющий шток имеет проксимальную часть, которая установлена в продольно фиксированном положении относительно корпуса. При использовании ручной блок может подавать питание на электрохирургический инструмент на дистальном конце гибкого стержня в сочетании как с продольной (осевой) силой (через управляющий шток), так и с силой вращения (через гибкий стержень). Продольная сила может использоваться для управления оконечным устройством на инструменте, например парой браншей в инструменте щипцов, описанном выше, или скользящим лезвием или иглой. Сила вращения может использоваться для управления ориентацией инструмента.
Соединение между компонентами в ручном блоке выполнено таким образом, что гибкий стержень и коаксиальный кабель скользят относительно управляющего штока. Другими словами, положение управляющего штока может изменяться относительно гибкого стержня, что, таким образом, может обеспечить физическое перемещение на его дистальном конце для управления инструментом.
Корпус может представлять собой корпус цилиндрического типа, который расположен на оси, которая совмещена с гибким стержнем, когда он проходит от корпуса. Ось поворота поворотного устройства может быть совмещена или соосна с осью корпуса. Поворотное устройство может представлять собой муфту или кольцо, установленное на внешней поверхности корпуса. Поворотное устройство может удерживаться на корпусе в продольном (осевом) направлении. Например, корпус может иметь кольцеобразное углубление, в котором установлено поворотное устройство.
Управляющий шток может вращаться относительно корпуса. Это означает, что все следующие элементы: гибкий стержень, управляющий шток и коаксиальный кабель вращаются относительно корпуса при вращении поворотного устройства. Благодаря этому может предотвращаться скручивание компонентов внутри гибкого стержня. В одном примере проксимальная часть управляющего штока может быть установлена на поворотном устройстве. Если поворотное устройство зафиксировано в осевом направлении относительно корпуса, такое крепление означает, что управляющий шток будет вращаться с поворотным устройством, но не будет скользить относительно корпуса. Проксимальная часть может содержать радиальное удлинение, которое проходит через гибкий стержень для соединения с поворотным устройством.
Ручной блок может содержать внутренний стержень, который содержит проксимальную часть гибкого стержня. Внутренний стержень может быть соединен с поворотным устройством, чтобы вращаться вместе с ним. Внутренний стержень может быть выполнен с возможностью скольжения в осевом направлении вдоль дорожки, образованной внутри поворотного устройства.
Исполнительный элемент может содержать стержень, установленный для скольжения в продольном направлении (то есть в осевом направлении, упомянутом выше) внутри корпуса. Исполнительный элемент и корпус могут содержать элементы для захвата, например, кольца для пальцев или тому подобное, с помощью которых пользователь может держать устройство во время работы с ним.
Ручной блок может содержать входной порт питания на исполнительном элементе. Входной порт питания может представлять собой соединитель QMA или тому подобное. Входной порт питания может быть подключен для передачи принимаемой им мощности на коаксиальный кабель. Таким образом, проксимальный конец коаксиального кабеля может быть подключен к исполнительному элементу для приема мощности от входного порта питания. Проксимальный конец коаксиального кабеля может быть соединен с исполнительным элементом посредством вращающегося соединения для обеспечения относительного вращения между ними.
Входной порт питания может подключаться к внешнему коаксиальному кабелю, например, от электрохирургического генератора. Направление соединения с входным портом питания может проходить перпендикулярно направлению, в котором исполнительный элемент скользит относительно корпуса. Например, входной порт питания может находиться на нижней стороне исполнительного элемента.
В другом аспекте изобретения фильтр для блокирования нежелательных частот энергии может быть встроен в ручной блок. Фильтр может быть расположен в исполнительном элементе, так что он перемещается с коаксиальным кабелем. В одном примере фильтр представляет собой схему блокировки РЧ, установленную в исполнительном элементе между входным портом питания и коаксиальным кабелем. Если электрохирургический генератор способен передавать как РЧ, так и микроволновую энергию, но электрохирургический инструмент предназначен только для использования микроволновой энергии, схема блокировки РЧ обеспечивает механизм безопасности для предотвращения ненадлежащего использования. Этот аспект изобретения может иметь любой один или более признаков, описанных выше.
Рассмотренный выше ручной блок можно использовать в электрохирургическом устройстве, содержащем электрохирургический генератор, для подачи микроволновой энергии и хирургическое устройство для осмотра, содержащее присоединительный шнур для введения в тело пациента, причем через присоединительный шнур проходит инструментальный канал. Ручной блок может быть соединен для приема микроволновой энергии от электрохирургического генератора. Гибкий стержень ручного блока может проходить через инструментальный канал хирургического устройства для осмотра. Инструмент электрохирургических щипцов, например, описанный в данном документе, может быть присоединен на дистальном конце гибкого стержня ручного блока. Исполнительный элемент ручного блока (который также является исполнительным элементом инструмента) соединен для управления открытием и закрытием инструмента электрохирургических щипцов. Поворотное устройство управляет вращением инструмента электрохирургических щипцов относительно инструментального канала.
Термин «хирургическое устройство для осмотра» может использоваться в данном документе для обозначения любого хирургического устройства, снабженного вводимой трубкой, которая представляет собой жесткий или гибкий (например, управляемый) канал, который вводится в тело пациента во время инвазивной процедуры. Вводимая трубка может содержать инструментальный канал и оптический канал (например, для передачи света для освещения и/или получения изображений обрабатываемого участка на дистальном конце вводимой трубки). Инструментальный канал может иметь диаметр, подходящий для приема инвазивных хирургических инструментов. Диаметр инструментального канала может составлять 5 мм или менее.
В данном документе термин «внутренний» означает находящийся в радиальном направлении ближе к центру (например, оси) инструментального канала и/или коаксиального кабеля. Термин «внешний» означает находящийся в радиальном направлении дальше от центра (оси) инструментального канала и/или коаксиального кабеля.
Термин «проводящий» используется в данном документе для обозначения электропроводящего элемента, если контекст не требует иного.
В данном документе термины «проксимальный» и «дистальный» относятся к концам удлиненного зонда. При использовании проксимальный конец находится ближе к генератору для обеспечения РЧ и/или микроволновой энергии, тогда как дистальный конец находится дальше от генератора.
В данном описании термин «микроволновый» может использоваться в широком смысле для указания диапазона частот от 400 МГц до 100 ГГц, но предпочтительно диапазона от 1 ГГц до 60 ГГц. Конкретные частоты, которые были рассмотрены, составляют: 915 МГц, 2,45 ГГц, 3,3 ГГц, 5,8 ГГц, 10 ГГц, 14,5 ГГц и 24 ГГц. И напротив, термины «радиочастотный» или «РЧ» используются в данном описании для указания диапазона частот, который по меньшей мере на три порядка ниже, например составляет вплоть до 300 МГц, предпочтительно от 10 кГц до 1 МГц и наиболее предпочтительно 400 кГц.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Варианты реализации данного изобретения будут далее рассмотрены только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых:
на фиг. 1 проиллюстрировано схематическое изображение электрохирургической системы, которая является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 2a, 2b и 2c проиллюстрированы виды в перспективе наконечника инструмента от инструмента электрохирургических щипцов, который является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 3a, 3b проиллюстрированы виды в перспективе наконечника инструмента от инструмента электрохирургических щипцов, который является другим вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 3с проиллюстрирован вид в перспективе бранши наконечника инструмента, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3b;
на фиг. 4a-4c представлены схематические изображения, иллюстрирующие защитный механизм, который можно использовать для приведения в действие скользящего лезвия наконечника инструмента, проиллюстрированного на фиг. 3а и 3b;
на фиг. 5 проиллюстрирован вид в перспективе наконечника инструмента от инструмента электрохирургических щипцов, который является еще одним вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 6а проиллюстрирован вид в перспективе ручного блока электрохирургического устройства, которое является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 6b проиллюстрирован вид с частичным разрезом ручного блока, проиллюстрированной на фиг. 6а, на котором показаны части внутренней конструкции ручного блока;
на фиг. 7а проиллюстрирован вид сверху монтажной платы, которая может быть установлена внутри ручного блока электрохирургического устройства, которое является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 7b и 7c проиллюстрированы виды в перспективе монтажной платы, проиллюстрированной на фиг. 7a;
на фиг. 8a проиллюстрирован схематический вид сбоку конструкции подачи энергии, которая может использоваться в инструменте электрохирургических щипцов, являющемся вариантом реализации данного изобретения и содержащем вставку, в котором показан увеличенный вид в поперечном сечении через электродную полоску конструкции подачи энергии;
на фиг. 8b проиллюстрирован график, показывающий обратные потери для конструкции подачи энергии, проиллюстрированной на фиг. 8а, когда она расположена в ткани и погружена в физиологический раствор;
на фиг. 9a и 9b проиллюстрированы виды сверху и снизу приведенной в качестве примера электродной полоски, подходящей для использования в конструкции подачи энергии, проиллюстрированной на фиг. 8a; и
на фиг. 9c проиллюстрирован увеличенный вид в поперечном сечении через линию передачи полоскового типа, используемую в электродной полоске, проиллюстрированной на фиг. 9a и 9b.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ; ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ
На фиг. 1 проиллюстрировано схематическое изображение электрохирургической системы 100 в комплекте, которая является вариантом реализации данного изобретения. Система предназначена для обработки биологической ткани (например, опухоли, очага поражения или фибромы) с помощью энергии микроволновой частоты, исходящей от наконечника инструмента. Система 100 содержит генератор 102 для управляемой подачи микроволновой ЭМ энергии. В некоторых случаях генератор 102 также может быть способен подавать РЧ электромагнитную (ЭМ) энергию. Подходящий для этой цели генератор описан в заявке WO 2012/076844, которая включена в данный документе посредством ссылки. Генератор 102 соединен с ручным блоком 106 соединительным кабелем 104. Ручной блок 106 также может быть соединен для приема подачи 107 жидкости из устройства 108 для подачи жидкости, такого как шприц, хотя это не обязательно. При необходимости в ручном блоке 106 может быть расположен исполнительный механизм инструмента, который управляется приводом 109, например ползунком или поршнем, управляемым большим пальцем. Например, исполнительный механизм инструмента может использоваться для управления браншами инструмента щипцов, описанного в данном документе. В ручной блок также могут входить и другие механизмы. Например, может быть предусмотрен механизм перемещения лезвия и/или иглы (управляемый подходящим спусковым механизмом на ручном блоке) для перемещения режущего лезвия или размещения иглы в инструменте. Функция ручного блока 106 состоит в том, чтобы объединять входные отверстия от генератора 102, устройства 108 подачи жидкости и исполнительного механизма инструмента вместе с любыми другими входными отверстиями, которые могут быть необходимы, в один гибкий стержень 112, который проходит от дистального конца ручного блока 106.
Гибкий стержень 112 могут вводить по всей длине инструментального (рабочего) канала хирургического устройства 114 для осмотра. Гибкий стержень 112 содержит наконечник 118 инструмента, форма которого позволяет ему проходить через инструментальный канал хирургического устройства 114 для осмотра и выступать (например, внутри пациента) на дистальном конце трубки эндоскопа. Наконечник 118 инструмента содержит пару браншей для захвата биологической ткани и конструкцию подачи энергии, выполненную с возможностью излучения микроволновой ЭМ энергии, которая поступает от генератора 102. Необязательно, наконечник 118 инструмента также может содержать подвижное лезвие для резания биологической ткани и/или отводимую иглу для подкожных инъекций для подачи жидкости, перемещаемой из устройства 108 подачи жидкости. Как более подробно описано ниже, ручной блок 106 содержит исполнительный механизм для открывания и закрывания браншей наконечника 118 инструмента. Наконечник 106 также содержит механизм вращения для вращения наконечника 118 инструмента относительно инструментального канала хирургического устройства 114 для осмотра.
Конструкция наконечника 118 инструмента может быть выполнена таким образом, чтобы иметь максимальный внешний диаметр, подходящий для прохождения через рабочий канал. Как правило, диаметр рабочего канала в хирургическом устройстве для осмотра, таком как эндоскоп, составляет менее 4,0 мм, например, любое из следующих значений: 2,8 мм, 3,2 мм, 3,7 мм, 3,8 мм. Длина гибкого стержня 112 может быть равна или больше 1,2 м, например 2 м или более. В других примерах наконечник 118 инструмента может быть установлен на дистальном конце гибкого стержня 112 после того, как стержень вводят через рабочий канал (и до того, как в тело пациента вводят присоединительный шнур). В качестве альтернативного варианта, гибкий стержень 112 может быть введен в рабочий канал с дистального конца перед выполнением его проксимальных соединений. В этих компоновках узел дистального конца 118 может иметь размеры, превышающие размеры рабочего канала хирургического устройства 114 для осмотра. Описанная выше система является одним из способов введения инструмента в тело пациента. Возможны и другие методы. Например, инструмент также может быть введен посредством катетера.
Конструкция наконечника инструмента
На фиг. 2а проиллюстрировано схематическое изображение, показывающее вид в перспективе наконечника 200 инструмента от инструмента электрохирургических щипцов, который является вариантом реализации данного изобретения. Наконечник 200 инструмента содержит первую браншу 202 и вторую браншу 204, каждая из которых установлена с возможностью поворота на оси 206 таким образом, что они подвижны относительно друг друга, чтобы открывать и закрывать между ними зазор. Бранши могут быть изготовлены из металла, например из нержавеющей стали или другого биосовместимого материала. Ось 206 расположена на кронштейне 208 с ребром жесткости, который выступает из дистального конца стержня 210 инструмента. Кронштейн 208 содержит монтажную часть 212, которая имеет подходящую форму, чтобы проходить в дистальный конец стержня 210 инструмента и закрывать его. Кронштейн 208 может быть прикреплен к стержню 210 инструмента с помощью адгезива или другого подходящего средства (например, ультразвуковой сварки). Таким образом, любой крутящий момент, подаваемый на стержень 210 инструмента, может передаваться на наконечник 200 инструмента. Стержень 210 инструмента может содержать полую трубку, выполненную из любого подходящего материала, например ПТФЭ.
Первая бранша 202 содержит часть 214 для захвата, чтобы захватывать биологическую ткань, и приводную часть 216, чтобы поворачивать браншу 202 вокруг оси 206. Часть 214 для захвата и приводная часть 216 расположены на противоположных концах бранши 202 по обе стороны от оси 206. Часть 214 для захвата расположена на дистальном конце наконечника 200 инструмента, в то время как приводная часть 216 расположена ближе к стержню 210 инструмента. Аналогичным образом, вторая бранша 204 содержит часть 218 для захвата и приводную часть 220, расположенные по обе стороны от оси 206. Части 214 и 218 для захвата могут содержать зубчатые края для облегчения захвата биологической ткани. Бранши 202 и 204 установлены с возможностью поворота на оси 206 таким образом, что зазор между частями 214 и 218 для захвата браншей может изменяться (т. е. зазор может открываться и закрываться). При использовании это позволяет захватывать биологическую ткань между частями 214, 218 для захвата браншей 202, 204.
Первый трос 222 управления подсоединен к части 216 для приведения в действие первой бранши 202, а второй трос 224 управления подсоединен к приводной части 220 второй бранши 204. Первый и второй тросы 222, 224 управления проходят через кронштейн 208 в стержень 210 инструмента по всей длине стержня 210 инструмента. Первый и второй тросы 222, 224 управления соединены на проксимальном конце электрохирургического инструмента с ручным блоком (который более подробно обсуждается ниже), которую можно использовать для перемещения тросов управления вперед и назад вдоль стержня 210 инструмента. Стержни 222, 224 управления могут проходить через кронштейн 208 через отверстия в монтажной части 212 кронштейна 208. Чтобы предотвратить попадание жидкостей в стержень 210 инструмента через отверстия в монтажной части 212, трубки, выполненные из подходящего материала (например, полиимида), которые расположены так, чтобы образовывать водонепроницаемое уплотнение вокруг тросов управления, могут быть размещены внутри отверстий. Такие трубки также могут быть предназначены для предотвращения случайного попадания клея (например, используемого во время изготовления для приклеивания кронштейна 208 к стержню 210 инструмента) на тросы 222, 224 управления и их последующего слипания.
В показанном примере каждая из частей 216, 220 для захвата содержит отверстие для приема соответственно первого и второго тросов 222, 224 управления. Каждый из первого и второго тросов 222, 224 управления содержит крючок на своих дистальных концах для механического зацепления отверстий соответственно приводных частей 216 и 220. Также возможны другие способы крепления тросов 222, 224 управления к частям 216, 220 для захвата. Например, тросы управления могут быть приклеены, припаяны или приварены к частям для захвата.
Продольное перемещение первого и второго тросов 222, 224 управления вдоль стержня 210 инструмента заставляет бранши 202, 204 поворачиваться вокруг оси 206, изменяя зазор между частями 214, 218 для захвата браншей. Например, если первый и второй тросы 222, 224 управления проталкиваются вдоль стержня 210 инструмента (т. е. они проталкиваются к наконечнику 200 инструмента), бранши 202, 204 поворачиваются так, что их части 214, 218 для захвата отходят друг от друга, таким образом открывая зазор между частями 214, 218 для захвата. И наоборот, если первый и второй тросы 222, 224 управления натягиваются вдоль стержня 210 инструмента (то есть отводятся от наконечника 200 инструмента), бранши 202, 204 поворачиваются так, что их части 214, 218 для захвата перемещаются навстречу друг другу, таким образом закрывая разрыв между ними.
Первый и второй тросы 222, 224 управления могут совместно перемещаться вдоль стержня 210 инструмента или они могут перемещаться независимо друг от друга. Совместное перемещение тросов управления может привести к симметричному перемещению браншей относительно продольной оси стержня 210 инструмента. Это может облегчить захват биологической ткани между браншами. В других примерах одна из браншей может быть зафиксирована относительно кронштейна 208 (то есть она не поворачивается относительно оси), и только одна из браншей может быть установлена на оси с возможностью поворота. В таком примере может быть только один трос управления, который подсоединен к бранше, установленной с возможностью поворота.
На фиг. 2b проиллюстрировано схематическое изображение, показывающее другой вид в перспективе наконечника 200 инструмента. При описании выше признаков со ссылкой на фиг. 2а используются идентичные ссылочные позиции.
Коаксиальная линия 226 передачи проходит через стержень 210 инструмента. Коаксиальная линия 226 передачи служит для передачи радиочастотной (РЧ) электромагнитной (ЭМ) и/или микроволновой ЭМ энергии от генератора (например, генератора 102) к наконечнику 200 инструмента. Коаксиальная линия 226 передачи может представлять собой обычный гибкий коаксиальный кабель и содержит внутренний проводник, отделенный от внешнего проводника диэлектрическим материалом. Коаксиальная линия 226 передачи также может содержать защитный внешний диэлектрический слой. Коаксиальная линия 226 передачи заканчивается соединителем 228, расположенным (например, закрепленным или иным образом зафиксированным) внутри стержня 210 инструмента. Первый и второй тросы 222, 224 управления проходят вдоль коаксиальной линии 226 передачи внутри стержня 210 инструмента и проходят через отверстия в соединителе 228 таким образом, что они могут быть соединены с браншами 202, 204 способом, описанным выше.
Первая гибкая микроволновая подложка 230 и вторая гибкая микроволновая подложка 232 прикреплены к соединителю 228, например, с помощью адгезива. В показанном примере соединитель 228 содержит пару проходящих в продольном направлении выступов, к которым прикреплены гибкие микроволновые подложки. Гибкие микроволновые подложки 230, 232 (которые также могут называться электродными полосками) могут быть изготовлены из любого подходящего гибкого диэлектрического материала. Например, гибкие микроволновые подложки 230, 232 могут представлять собой микроволновую подложку RFlex от Rogers Corporation.
Первая гибкая микроволновая подложка 230 проходит от соединителя 228 через отверстие в монтажной части 212 кронштейна 208. Дистальная часть первой гибкой микроволновой подложки 230 прикреплена к внутренней поверхности 234 первой бранши 202. Точно так же вторая гибкая микроволновая подложка 232 проходит от соединителя 228 через отверстие в монтажной части 212 прокладки 208 и прикрепляется в дистальной части к внутренней поверхности 236 второй бранши 204. Следует отметить, что в целях иллюстрации первая и вторая гибкие микроволновые подложки 230, 232 не показаны прикрепленными к внутренним поверхностям браншей 202, 204; они показаны в состоянии до их прикрепления к внутренним поверхностям браншей 202, 204. Гибкие микроволновые подложки могут быть прикреплены к внутренним поверхностям браншей 202, 204 любым подходящим способом соединения или фиксации. Например, они могут быть прикреплены адгезивом. В качестве альтернативного варианта, гибкие микроволновые подложки могут быть прикреплены к их соответствующей внутренней поверхности с помощью припоя. На фиг. 2b проиллюстрирована вставка припоя 238, нанесенная на нижнюю сторону второй гибкой микроволновой подложки 232. Флюс для пайки (не показан) наносится на внутреннюю поверхность 236 бранши 204. Затем вторую гибкую микроволновую подложку 232 можно прикрепить к внутренней поверхности 236, прижимая вторую гибкую микроволновую подложку 232 к внутренней поверхности 236 и нагревая браншу 204 (например, наконечником паяльника), что приводит к протеканию и равномерному распределению припоя между второй гибкой микроволновой подложкой 232 и внутренней поверхностью 236. Следует отметить, что в целях иллюстрации гибкие микроволновые подложки 230, 232 не проиллюстрированы на фиг. 2а.
Конструкция микроволнового излучателя образована на дистальной части каждой из гибких микроволновых подложек 230, 232. На фиг. 2b проиллюстрирована, например, конструкция 240 микроволнового излучателя на дистальной части гибкой микроволновой подложки 230. Каждая конструкция микроволнового излучателя соединена для приема микроволновой ЭМ энергии от коаксиальной линии передачи через проводящие пути на гибких микроволновых подложках. Каждая конструкция микроволнового излучателя может быть выполнена с возможностью излучения микроволновой ЭМ энергии в биологическую ткань, зажатую между браншами 202, 204. Например, одна или обе конструкции микроволнового излучателя могут представлять собой расположенную в одной плоскости микрополосковую антенну, имеющую активную полоску и полоску заземления. В таком случае гибкая микроволновая подложка может содержать два проводящих пути: первый проводящий путь, соединяющий внутренний проводник коаксиальной линии 226 передачи с активной полоской, и второй проводящий путь, соединяющий внешний проводник коаксиальной линии 226 передачи с полоской заземления. Возможны и другие типы конструкции микроволнового излучателя.
В некоторых случаях наконечник 200 инструмента может содержать единственную конструкцию микроволнового излучателя, которая разделена между двумя браншами 202, 204. Например, активная полоска, которая соединена с внутренним проводником коаксиальной линии 226 передачи, может быть образована на дистальной части первой гибкой микроволновой подложки 230, в то время как полоска заземления, соединенная с внешним проводником коаксиальной линии 226 передачи, может быть образована на дистальной части второй гибкой микроволновой подложки 232. В других примерах наконечник 200 инструмента может содержать единственную конструкцию микроволнового излучателя, образованную на одной бранше. В таком случае может потребоваться только одна гибкая микроволновая подложка.
Конструкция микроволнового излучателя и проводящие дорожки на гибкой микроволновой подложке могут быть образованы из проводящего материала, который нанесен на гибкую микроволновую подложку. Например, конструкция излучателя и проводящие дорожки могут быть выполнены из металла, который пропечатан на гибкой микроволновой подложке. Следовательно, гибкие микроволновые подложки служат как для обеспечения поддержки конструкций микроволновых излучателей, так и для соединения конструкций микроволновых излучателей с коаксиальной линией 226 передачи.
Поскольку гибкие микроволновые подложки являются гибкими, они изгибаются, когда бранши 202, 204 открываются и закрываются, таким образом, обеспечивая перемещение браншей, в то же время поддерживая соединение между конструкциями микроволнового излучателя и коаксиальной линией 226 передачи. Изгибание гибких микроволновых подложек 230, 232 может происходить главным образом вблизи дистальных частей гибких микроволновых подложек, которые прикреплены к браншам 202, 204. Это позволяет избежать больших механических напряжений в соединениях между соединителем 228 и гибкими микроволновыми подложками 230, 232. Это гарантирует, что электрическое соединение между конструкциями микроволнового излучателя и коаксиальным кабелем передачи будет сохраняться даже после многократного открытия и закрытия браншей 202, 204. Кроме того, отверстия в монтажной части 212 кронштейна 208, через которые проходят гибкие микроволновые подложки 230, 232, могут быть расположены так, чтобы ограничивать перемещение гибких микроволновых подложек 230, 232 относительно стержня инструмента для уменьшения механических напряжений, испытываемых соединителем 228 из-за изгиба гибких микроволновых подложек 230, 232.
Таким образом, наконечник 200 инструмента можно использовать для герметизации биологической ткани (например, кровеносного сосуда), удерживаемой между браншами 202, 204, путем подачи микроволновой ЭМ энергии в биологическую ткань посредством конструкции микроволнового излучателя.
На фиг. 2с проиллюстрировано схематическое изображение, показывающее вид в перспективе наконечника 200 инструмента вместе с отрезком стержня 210 инструмента. При описании выше признаков со ссылкой на фиг. 2а и 2b используются идентичные ссылочные позиции.
Как проиллюстрировано на фиг. 2с, первый и второй тросы 222, 224 управления подсоединены к единственному основному тросу 242 управления по ходу стержня 210 инструмента. Первый и второй тросы 222, 224 управления могут быть, например, приклеены, приварены или припаяны к основному тросу 242 управления. Таким образом, продольное перемещение основного троса 242 управления вдоль стержня 210 инструмента может передаваться на первый и второй тросы 222, 224 управления, вызывая перемещение браншей 202, 204. Основной трос 242 управления проходит вдоль стержня 210 инструмента между первым и вторым тросами 222, 224 управления и ручным блоком (более подробно описанным ниже). Первый и второй тросы 222, 224 управления подсоединены к основному тросу 242 управления рядом с дистальным концом стержня 210 инструмента, так что только один трос управления (а именно основной трос 242 управления) проходит вдоль большей части длины стержня 210 инструмента. Это может упростить конструкцию электрохирургического инструмента.
По ходу стержня 210 инструмента коаксиальная линия 226 передачи и основной трос 242 управления входят в зажим 244 для троса, имеющий первый канал, в котором содержится часть коаксиальной линии 226 передачи, и второй канал, в котором содержится часть основного троса 242 управления. Зажим 244 для троса служит для фиксации поперечных положений коаксиальной линии 226 передачи и основного троса 242 управления относительно друг друга, в то же время позволяя основному тросу 242 управления перемещаться в продольном направлении вдоль стержня 210 инструмента. Следовательно, зажим 244 для троса предотвращает спутывание или перекручивание коаксиальной линии 226 передачи и основного троса 242 управления внутри стержня 210 инструмента, что может повлиять на точность, с которой можно управлять открытием и закрытием браншей. В тех случаях, когда используются другие тросы (например, трос управления лезвием) или каналы (например, канал для жидкости), зажим 244 для троса также может содержать дополнительные каналы для удержания дополнительных тросов и/или каналов. Зажим для троса может быть изготовлен из пластика, например он может быть изготовлен методом экструзии из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК).
Сам зажим 244 для троса может находиться внутри трубки 246 (например, трубки из ПЭЭК). Трубка 246 может иметь разделение 248 вдоль своей длины для облегчения ввода зажима для троса в трубку 246. Трубка 246 может действовать как прокладка между зажимом 244 для троса и внутренней поверхностью стержня 210 инструмента, чтобы предотвратить перемещение зажима 244 для троса внутри стержня 210 инструмента. Это может помочь избежать запаздывания при толкании или вытягивании основного троса 242 управления для перемещения браншей 202, 204.
Дистальные концы зажима 244 для троса и трубки 246 отстоят от наконечника 200 инструмента на заданное расстояние. Следовательно, стержень 210 инструмента содержит дистальную часть 250 между наконечником 200 инструмента и дистальными концами зажима для троса и трубки 246, где нет зажима 244 для троса или трубки 246. Зажим 244 для троса и трубка 246 могут проходить вдоль стержня 210 инструмента на большую часть длины или на всю длину между их дистальными концами и ручным блоком. Поэтому дистальная часть 250 стержня 210 инструмента может обладать повышенной гибкостью по сравнению с остальной частью стержня 210 инструмента. Это может улучшить маневренность стержня 210 инструмента, поскольку может обеспечить прохождение дистальной части 250 через сильно изгибающиеся каналы. Отсутствие зажима 244 для троса и трубки 246 в дистальной части 250 также служит для обеспечения пространства для соединения между первым и вторым тросами 222, 224 управления и основным тросом 242 управления. В некоторых вариантах реализации изобретения длина дистальной части 250 стержня 210 инструмента может составлять 150 мм.
На фиг. 3а и 3b проиллюстрированы виды в перспективе другого наконечника 300 инструмента электрохирургического инструмента в соответствии с изобретением. Наконечник 300 инструмента содержит первую браншу 302 и вторую браншу 304, установленную на оси 305 с возможностью поворота. Первая и вторая бранши 302, 304 содержат части 306, 308 для захвата, соответственно, для захвата биологической ткани между ними. Подобно наконечнику 200 инструмента, описанному выше, бранши 302, 304 также содержат приводные части, к которым прикреплены тросы управления (не показаны) для открывания и закрывания браншей.
Первая бранша 302 содержит лезвие 306, которое может перемещаться вдоль проходящей в продольном направлении прорези 308 в бранше 302. Лезвие может перемещаться назад и вперед вдоль прорези 308 с помощью троса управления (не показан), прикрепленного к лезвию 306 и проходящего через стержень инструмента к ручному блоку. Первая бранша 302 дополнительно содержит крышку 310 на своем дистальном конце, в которую лезвие 306 может быть убрано так, чтобы не быть открытым. Таким образом, когда лезвие 306 не используется, его можно отвести в крышку 310, чтобы избежать непреднамеренного резания любой ткани. Лезвие 306 может быть смещено в убранное положение, в котором оно скрыто крышкой 310.
Вторая бранша 304 содержит структуру 312 микроволнового излучателя, нанесенную на гибкую микроволновую подложку 314 способом, аналогичным описанному выше в отношении наконечника 200 инструмента. Структура 312 микроволнового излучателя может быть выполнена с возможностью излучения микроволновой ЭМ энергии в ткань, зажатую между браншами 302, 304. Вторая бранша 304 дополнительно содержит прорезь 316 для приема лезвия 306. Прорезь 316 проходит через часть структуры 312 микроволнового излучателя и гибкой микроволновой подложки 314, так что активный электрод 315 разделен на два штыря, как проиллюстрировано на фиг. 3с, на которой проиллюстрировано схематическое изображение второй бранши 304. Прорезь 316 на второй бранше 304 совмещена с прорезью 308 на первой бранше, так что при сведении браншей месте лезвие 306 может быть принято в прорези 316 второй бранши 304 и перемещено вперед и назад вдоль прорези 316. Обе прорези 308 и 316 ориентированы в продольном направлении (то есть вдоль оси стержня инструмента). Лезвие 306 содержит режущую кромку 318, которая обращена внутрь к оси 305. Таким образом, биологическая ткань, удерживаемая между браншами 302, 304, может быть разрезана путем вытягивания лезвия вдоль прорези 308 по направлению к оси 305. Максимальная длина резания, которой можно достичь с помощью наконечника 300 инструмента, определяется длиной браншей 302, 304 и прорезей 308 и 316, поскольку они определяют диапазон перемещения лезвия 306. Более длинные прорези 308, 316 могут обеспечить выполнение более длинных разрезов.
Далее будет описано приведенное в качестве примера использование наконечника 300 инструмента. Сначала лезвие 306 помещается в убранное (крайнее дистальное) положение, чтобы быть скрытым крышкой 310. Затем с помощью тросов управления открываются бранши 302, 304. Далее биологическая ткань, которая должна быть разрезана, размещается между браншами 302, 304, и бранши закрываются таким образом, что биологическая ткань захватывается между ними. Затем с помощью конструкции 312 микроволнового излучателя микроволновая ЭМ энергия подается на биологическую ткань, чтобы прижечь биологическую ткань. После этого лезвие 306 можно тянуть вдоль прорези 308 к оси 305, чтобы разрезать биологическую ткань, удерживаемую между браншами 302, 304. Поскольку биологическая ткань была прижжена до резания, можно избежать кровотечения.
На фиг. 4а, 4b и 4с представлены схематические изображения, иллюстрирующие защитный механизм 400, который можно использовать для перемещения лезвия 306 вдоль прорези 308 в наконечнике 300 инструмента. Благодаря механизму 400 на лезвие 306 всегда действует толкающая сила, так что оно смещается в убранное положение, в котором оно скрыто крышкой 310. Предохранительный механизм 400 может быть расположен внутри стержня инструмента рядом с дистальным концом стержня инструмента, где присоединен наконечник инструмента. В целях иллюстрации стержень инструмента не проиллюстрирован на фиг. 4а, 4b и 4с.
На фиг. 4а, 4b и 4с проиллюстрирована коаксиальная линия 402 передачи электрохирургического инструмента, предназначенная для передачи микроволновой ЭМ энергии на наконечник инструмента. Также проиллюстрированы первый и второй тросы 404 и 406 управления для открывания и закрывания браншей наконечника инструмента, описанных выше. Третий трос 408 управления проходит через стержень инструмента для перемещения лезвия 306 назад и вперед вдоль прорези 308. Перемещение третьего троса 408 управления в продольном направлении вдоль стержня инструмента заставляет лезвие 306 перемещаться вдоль прорези 308. Предохранительный механизм 400 содержит проксимальное кольцо 410 и дистальное кольцо 412, разделенные цилиндрической пружиной 414. Коаксиальная линия 402 передачи проходит через проксимальное и дистальное кольца 410, 412 и цилиндрическую пружину 414. Дистальное кольцо 412 расположено ближе к наконечнику инструмента, чем проксимальное кольцо 410. Как проксимальное, так и дистальное кольца 410, 412 имеют три канавки: одну для приема первого троса 404 управления, одну для приема второго троса 406 управления и одну для приема третьего троса 408 управления. На фиг. 4b и 4c проиллюстрированы увеличенные виды соответственно проксимального и дистального колец 410, 412.
Первый и второй тросы 404, 406 управления прикреплены к проксимальному кольцу 410 таким образом, что они зафиксированы относительно проксимального кольца 410 (то есть они не могут скользить в своих соответствующих канавках относительно проксимального кольца). Например, первый и второй тросы 404, 406 управления могут быть приклеены или припаяны к проксимальному кольцу 410. Однако первый и второй тросы 404, 406 управления не закреплены относительно дистального кольца 412, так что они могут скользить в своих канавках относительно дистального кольца 412. И наоборот, третий трос 408 управления не зафиксирован относительно проксимального кольца 410, так что он может скользить в своей канавке относительно проксимального кольца 410. Однако, третий трос 408 управления зафиксирован относительно дистального кольца 412, так что он не может скользить в своей канавке относительно дистального кольца. Проксимальное и дистальное кольца 410, 412 не зафиксированы относительно коаксиальной линии 402 передачи и могут скользить относительно коаксиальной линии 402 передачи.
Предохранительный механизм 400 может быть расположен таким образом, чтобы пружина 414 создавала поджимающее усилие, которое отталкивает проксимальное кольцо 410 и дистальное кольцо 412 друг от друга. Продольное перемещение проксимального кольца 410 в проксимальном направлении ограничено браншами. Когда бранши закрыты, проксимальное кольцо 410 не может перемещаться дальше назад вдоль стержня, потому что оно прикреплено к первому и второму тросам 404, 406 управления. Без приложения внешней силы к третьему тросу 408 управления разделение проксимального кольца 410 и дистального кольца 412, определяемое пружиной, может быть таким, что лезвие и дальше удерживается в крышке, когда проксимальное кольцо 410 находится в этом положении. Затем лезвие можно перемещать путем приложения силы к третьему тросу 408 управления, который сжимает пружину, чтобы дать возможность дистальному кольцу 412 переместиться ближе к проксимальному кольцу 410.
Аналогичным образом, продольное перемещение дистального кольца 412 в дистальном направлении может быть ограничено крышкой, которая представляет собой физический блок для дистального перемещения лезвия. Когда лезвие удерживается в крышке, дистальное кольцо 412 не может перемещаться дальше вперед вдоль стержня, поскольку оно зафиксировано на третьем тросе 408 управления. В этом случае бранши все еще могут быть открыты путем приложения силы к первому и второму тросам 404, 406 управления, которые сжимают пружину, чтобы дать возможность проксимальному кольцу 410 переместиться ближе к дистальному кольцу 412.
Следует отметить, что могут использоваться альтернативные предохранительные механизмы для смещения положения лезвия и/или браншей. Например, в случае предохранительного механизма, который смещает только положение лезвия 306, проксимальное кольцо 410 может быть зафиксировано относительно коаксиальной линии 402 передачи, а первый и второй тросы 404, 406 управления могут скользить относительно проксимального кольца 410. Дистальное кольцо 412 может быть выполнено так, как описано выше для предохранительного механизма 400. Затем сжатие пружины 414 действует, как описано выше, для смещения лезвия 306 в направлении убранного положения, но прилагает какую-либо силу на первый и второй тросы 404, 406 управления для смещения положения браншей 302, 304.
Наконечник инструмента электрохирургического инструмента в соответствии с изобретением может быть выполнен с возможностью осуществления функций в дополнение к герметизации сосуда. Например, наконечник инструмента может содержать вспомогательный радиочастотный (РЧ) диссекторный элемент, установленный на его дистальном наконечнике. На фиг. 5 проиллюстрирован пример наконечника 500 инструмента в соответствии с изобретением, содержащего пару браншей 502, 504 и РЧ диссекторный элемент 506, установленный на дистальном конце бранши 502. РЧ диссекторный элемент 506 представляет собой биполярную структуру, которая содержит активный электрод, установленный в керамической трубке 508, и обратный электрод, который может быть изготовлен на бранше 502 или выполнен как одно целое с ней в непосредственной близости от керамической трубки 508. На верхней поверхности бранши 502 предусмотрена канавка для приема керамической трубки 508. Диссекторный элемент 506 соединен с проводом 510 РЧ передачи, который проходит через стержень 512 инструмента и выполнен с возможностью передачи РЧ ЭМ энергии от генератора РЧ ЭМ энергии, расположенного на проксимальном конце электрохирургического инструмента. Например, провод 510 РЧ передачи может представлять собой медный провод, содержащийся в оболочке из ПТФЭ.
РЧ диссекторный элемент 506 могут использовать для тонкого бескровного резания и рассечения ткани. В компоновке, проиллюстрированной на фиг. 5, РЧ диссекторный элемент 506 представляет собой переднюю кромку, которая выступает за дистальный конец бранши 502. Это положение может позволить выполнять как боковое, так и торцевое рассечение. В ситуациях обработки в сухой области (то есть в отсутствие физиологического раствора или другой электропроводящей жидкости) желательно, чтобы обратный электрод находился в непосредственной близости от активного электрода, который расположен на РЧ диссекторном элементе 506. Соотношение площадей открытых электродов, контактирующих с тканью, также важно для обеспечения того, чтобы протекание тока происходило требуемым образом, который вызывает максимальную плотность тока на передней кромке РЧ диссекторного элемента 506.
Хотя на фиг. 5 РЧ диссекторный элемент 506 показан на дистальном конце бранши 502, он может быть установлен в различных ориентациях или местах на сборке дистального конца, например вертикально, горизонтально, под углом, с одной стороны и на любой бранши.
Конструкция ручного блока
На фиг. 6а проиллюстрирован ручной блок 600, который можно использовать в составе электрохирургического устройства, являющегося вариантом реализации данного изобретения. Ручной блок 600 содержит корпус 602 и приводную часть 604. Корпус 602 содержит полую цилиндрическую часть 606, в которой стержень 608 приводной части 604 находится в зацеплении с возможностью скольжения. Корпус 602 также содержит поворотное устройство 610, которое соединено с возможностью поворота с цилиндрической частью 606. Приводная часть 604 соединена с внутренним стержнем 628, который проходит через цилиндрическую часть 606 и поворотное устройство 610 и выступает из дистального конца поворотного устройства 610. Внутренний стержень 628 перемещается в продольном направлении со стержнем 608, но может вращаться относительно него. Стержень 612 инструмента выходит из ручного блока 600 с дистального конца внутреннего стержня 628. Например, стержень 612 инструмента может представлять собой описанный выше стержень 210 инструмента, который соединен с наконечником инструмента на его дистальном конце. Стержень 612 инструмента соединен с возможностью поворота с внутренним стержнем 628.
Приводная часть 604 выполнена с возможностью скольжения в продольном направлении относительно корпуса 602 вдоль его стержня 608 между двумя положениями: закрытым положением, в котором отрезок стержня 608 находится внутри цилиндра 606, и открытым положением, в котором отрезок стержня 608 находится за пределами цилиндрической части 606. На фиг. 6а проиллюстрирован ручной блок 600 с приводной частью 604 в открытом положении. Общий диапазон перемещения приводной части 604 относительно корпуса 602 может составлять около 35 мм. Продольное направление перемещения приводной части 604 относительно корпуса 602 совмещено с продольной осью стержня 612 инструмента, которая выходит из внутреннего стержня 628. Стержень 608 может содержать одну или более канавок 614, которые входят в зацепление с выступами (не показаны) внутри цилиндрической части 606, чтобы предотвратить вращение приводной части 604 относительно корпуса 602. Корпус 602 содержит пару колец 614, 616 для пальцев, и приводная часть 604 содержит кольцо 618 для большого пальца, которое можно использовать для облегчения захвата устройства пользователем при перемещении приводной части 604 относительно корпуса 602. Приводная часть дополнительно содержит входной соединитель 620 для подключения соединительного кабеля (например, соединительного кабеля 104), который соединяет ручной блок 600 с генератором (например, генератором 102). Входной соединитель 620 может, например, представлять собой соединитель QMA или любой другой подходящий соединитель для взаимодействия с генератором.
На фиг. 6b проиллюстрирован вид в разрезе ручного блока 600, на котором не показаны некоторые части, чтобы показать внутреннюю структуру ручного блока. При описании выше признаков со ссылкой на фиг. 6а используются идентичные ссылочные позиции.
Входной соединитель 620 электрически соединен с монтажной платой 622, расположенной в стержне 608 приводной части 604. Входной соединитель 620 образует, по существу, прямой угол с монтажной платой 622, так что он ориентирован вдоль направления, которое, по существу, перпендикулярно направлению относительного перемещения между приводной частью и корпусом 602. Таким образом, кабель, который подключен к входному соединителю 620, может не попадаться пользователю. Выходной соединитель 624 прикреплен к краю монтажной платы 622. Монтажная плата 622 содержит схему, которая выполнена с возможностью блокирования ввода РЧ ЭМ энергии во входной соединитель 620 и передачи любой микроволновой ЭМ энергии, вводимой в соединитель 620, в выходной соединитель 624. Выходной соединитель 624 электрически соединен с коаксиальной линией 626 передачи через сопрягаемый соединитель 627 на коаксиальной линии 626 передачи. Коаксиальная линия 626 передачи проходит через ручной блок 600 и входит в стержень 612 инструмента на дистальном конце ручного блока 600. Коаксиальная линия 626 передачи может, например, соответствовать описанной выше коаксиальной линии 226, которая предназначена для передачи микроволновой ЭМ энергии на наконечник инструмента. Таким образом, монтажная плата 622 обеспечивает предохранительный механизм, который предотвращает непреднамеренную передачу РЧ ЭМ энергии на коаксиальную линию 626 передачи. Монтажная плата 622 описана более подробно ниже.
Электрическое соединение между выходным соединителем 624 и коаксиальной линией 626 передачи может вращаться, то есть оно позволяет коаксиальной линии передачи вращаться вокруг своей оси относительно выходного соединителя 624. Подходящие соединители, которые обеспечивают возможность вращения электрических соединений, включают в себя соединители QMA, микрокоаксиальные (micro coaxial; MCX) соединители и микроминиатюрные коаксиальные (micro-miniature coaxial; MMCX) соединители.
Как показано на фиг. 6b, внутренний стержень 628 проходит как через цилиндрическую часть 606, так и через поворотное устройство 610 корпуса 602 и может скользить в продольном направлении относительно как цилиндрической части, так и поворотного устройства. Дистальный конец внутреннего стержня 628 выступает из поворотного устройства 610. Длина выступающей части зависит от положения стержня 608 приводной части 604. Внутренний стержень 628 соединен на проксимальном конце со стержнем 608 приводной части 604 посредством кольцеобразного углубления 630 вокруг внешней поверхности внутреннего стержня 628, который находится в зацеплении с радиальным выступом 632 на внутренней поверхности стержня 608. Соединение между стержнем 608 и внутренним стержнем 628 предотвращает перемещение внутреннего стержня 628 в продольном направлении относительно стержня 608, но позволяет внутреннему стержню 628 вращаться вокруг своей оси относительно стержня 608. Следовательно, внутренний стержень 628 можно перемещать в продольном направлении назад и вперед относительно корпуса 602, перемещая приводную часть 604 относительно корпуса 602.
Внутренний стержень 628 может содержать проксимальную часть 631, имеющую резонатор для удерживания соединителя 627 коаксиальной линии 626 передачи в положении, в котором он будет оставаться надежно соединенным с выходным соединителем 624 на монтажной плате 622. Кроме того, соединитель 627 на коаксиальной линии 626 передачи может содержать выступ 633, который выполнен с возможностью зацепления с прорезью в проксимальной части 630 внутреннего стержня 628, чтобы предотвратить перемещение соединителя 627 относительно внутреннего стержня 628. Например, выступ 633 может представлять собой гайку, которая является частью соединителя 627 или прикреплена (например, пайкой) к указанному соединителю. Кроме того, выступ 627 может быть выполнен с возможностью вращательной фиксации соединителя 627 на внутреннем стержне 628 таким образом, чтобы вращение внутреннего вала 628 вызывало вращение соединителя 627.
Коаксиальная линия 626 передачи проходит через внутренний стержень 628, причем на своем дистальном конце она входит в стержень 612 инструмента. Отрезок стержня 612 инструмента находится внутри дистальной части 634 внутреннего стержня 628, причем он прикреплен к внутреннему стержню 628. Таким образом, продольное и вращательное перемещение внутреннего стержня 628 может передаваться на стержень 612 инструмента. Например, стержень 612 инструмента может быть приклеен с помощью эпоксидного состава к дистальной части 634 внутреннего стержня 628. Адгезию между стержнем 612 инструмента и внутренним стержнем 628 можно улучшить за счет придания шероховатости поверхности стержня 612 инструмента перед нанесением эпоксидного состава. В некоторых случаях длина отрезка стержня 612 инструмента, находящегося в дистальной части 634, может составлять около 22 мм для обеспечения хорошей адгезии.
Поворотное устройство 610 соединено с цилиндрической частью 606 таким образом, что оно может вращаться относительно цилиндрической части вокруг продольной оси ручного блока 600. В показанном примере поворотное устройство 610 имеет проксимальную часть 642 с кольцеобразным утопленным каналом 644, который принимает проходящий в радиальном направлении внутрь выступ 646 на цилиндрической части 606.
Внутренний стержень 628 проходит через поворотное устройство 610 и входит в зацепление с поворотным устройством 610 таким образом, что он может скользить относительно поворотного устройства 610 по своей длине, но не может вращаться относительно поворотного устройства 610 (то есть поворотное устройство 610 и внутренний стержень 628 заблокированы в отношении возможности поворота относительно друг друга). Этого можно достичь любым видом взаимодействия, которое передает вращательное движение. Например, может быть один или более ориентированных в продольном направлении взаимодействующих элементов зацепления (например, канавок и зубьев), образованных на внешней поверхности внутреннего стержня 628 и внутренней поверхности поворотного устройства 610. Элементы зацепления могут, соответственно, зацепляться друг с другом, вызывая вращение внутреннего стержня 628 при поворачивании поворотного устройства 610 на цилиндрической части 606. Это, в свою очередь, вызывает вращение стержня 612 инструмента, который прикреплен к внутреннему стержню 628, таким образом, что наконечник инструмента, присоединенный на дистальным конце стержня 612 инструмента, также может вращаться. Однако, поскольку внутренний стержень 628 не соединен с возможностью вращения с приводной частью 604, приводная часть 604 не приводится во вращение при вращении поворотного устройства 610. Ось вращения поворотного устройства 610 относительно цилиндрической части 606 может быть совмещена с продольной осью внутреннего стержня 628 таким образом, что вращение поворотного устройства 610 вызывает вращение внутреннего стержня 628 вокруг его продольной оси.
Отрезок основного троса 636 управления находится во внутреннем стержне 628 и выходит из ручного блока через стержень 612 инструмента. Основной трос 636 управления может использоваться для открытия и закрытия браншей на наконечнике инструмента, присоединенном на дистальном конце стержня 612 инструмента. Например, основной трос 636 управления может соответствовать основному тросу 242 управления, описанному выше. Проксимальный конец основного троса 636 управления зафиксирован относительно корпуса 602 ручного блока 600. Следовательно, перемещение корпуса 602 относительно приводной части 604 может привести к перемещению основного троса 636 управления в продольном направлении вдоль стержня 612 инструмента. Это связано с тем, что продольное положение стержня 612 инструмента зафиксировано относительно приводной части 604 (посредством внутреннего стержня 628, который соединен одним концом с приводной частью 604, а другим концом - со стержнем 612 инструмента), тогда как основной трос 636 управления может перемещаться с корпусом 602 относительно приводной части 604 и, следовательно, стержня 612 инструмента.
Таким образом, пользователь может перемещать приводную часть 604 относительно корпуса 602, чтобы перемещать основной трос 636 управления назад и вперед относительно стержня 612 инструмента и управлять открытием и закрытием браншей на наконечнике инструмента, присоединенном на дистальном конце стержня 612 инструмента.
Существует несколько возможных способов закрепления проксимального конца основного троса 636 управления относительно корпуса 602 ручного блока 600. В показанном примере блок 638 прикреплен к проксимальному концу основного троса 636 управления. Блок 638 может, например, представлять собой кусок металла, который припаян или приварен к проксимальному концу основного троса 638 управления. Блок 638 может быть выполнен с возможностью пригонки внутрь держателя (не показан), который жестко соединен с поворотным устройством 610 таким образом, что продольное перемещение корпуса 602 относительно приводной части 604 передается на блок 638 (и, следовательно, основной трос 636 управления) через держатель. Держатель может быть соединен с поворотным устройством 610 через отверстие в боковой стенке внутреннего стержня 628.
Часть основного троса 636 управления во внутреннем стержне 628 может находиться в защитной трубке 640. Защитная трубка может быть изготовлена из любого подходящего материала (например, ПТФЭ) и может быть предназначена для предотвращения изгиба основного троса 636 управления в открытом положении ручного блока 600. В качестве альтернативного варианта, металлическая трубка может быть припаяна или приварена к основному тросу 636 управления для достижения того же эффекта.
Относительное линейное перемещение между приводной частью 604 и корпусом 602 непосредственно управляет линейным перемещением основного троса 636 управления относительно стержня 612 инструмента. Это может дать пользователю возможность точно регулировать открытие и закрытие браншей на наконечнике инструмента на дистальном конце стержня 612 инструмента. Кроме того, конфигурация ручного блока 600 позволяет пользователю удобно держать ручной блок 600 одной рукой и управлять открытием и закрытием браншей одной рукой (путем помещения пальцев одной руки в кольца 614, 616, 618 для пальцев). Пользователь также может одновременно вращать поворотное устройство 610 другой рукой, чтобы вращать наконечник инструмента. Ориентация входного соединителя 620 может гарантировать, что никакой кабель, подключенный к входному соединителю 620, не мешает работе пользователя с ручным блоком 600. Таким образом, пользователю не требуется держать ручной блок 600 в неудобном положении для размещения кабеля, что могло бы создать нагрузку на запястье пользователя.
Монтажная плата со схемой РЧ блокировки
На фиг. 7а проиллюстрирован схематический вид сверху верхней поверхности монтажной платы 700, которая может находиться в ручном блоке электрохирургического инструмента, являющегося вариантом реализации данного изобретения. Например, монтажная плата 700 может соответствовать монтажной плате 622, описанной выше в связи с ручным блоком 600. На фиг. 7b проиллюстрирован вид в перспективе нижней поверхности монтажной платы 700, а на фиг. 7с проиллюстрирован вид в перспективе верхней поверхности монтажной платы 700.
Монтажная плата 700 содержит входной соединитель 702, установленный на ее нижней поверхности, и выходной соединитель 704, установленный вблизи края монтажной платы 700. Монтажная плата 700 содержит схему РЧ блокировки на своей верхней поверхности, которая выполнена с возможностью передачи микроволновой ЭМ энергии от входного соединителя 702 на выходной соединитель 704 с одновременной блокировкой передачи любой РЧ ЭМ энергии от входного соединителя 702 на выходной соединитель 704.
Как проиллюстрировано на фиг. 7а, схема РЧ блокировки на монтажной плате 700 содержит основной полосковый волновод 706. Внутренний (активный) проводник входного соединителя 704 электрически соединен с основным полосковым волноводом 706 в точке 708 соединения. Может быть предусмотрено отверстие в монтажной плате 700, так что внутренний проводник входного соединителя 704 может быть электрически соединен с основным полосковым волноводом 706. Основной полосковый волновод 706 соединен на дистальном конце с внутренним проводником 710 выходного соединителя 704. В основном полосковом 706 волноводе имеется разрыв, разделяющий основной полосковый волновод 706 на первую часть 712 и вторую часть 714. Первая и вторая части 712, 714 основного полоскового волновода 706 соединены конденсатором 716 РЧ блокировки, который выполнен с возможностью блокировки передачи РЧ ЭМ энергии вдоль основного полоскового волновода 706 на выходной соединитель 704. Например, электрическая емкость конденсатора 716 РЧ блокировки может составлять 3,3 пФ.
Каждая из верхней и нижней поверхностей монтажной платы 700 содержит соответствующую плоскость 718 и 720 заземления. Плоскости 718 и 720 заземления могут, например, представлять собой слои металла, которые покрывают большую часть соответственно верхней и нижней поверхностей. Основной полосковый волновод 706 изолирован от плоскости 718 заземления изолирующим барьером 722, который окружает основной полосковый волновод 706. Плоскость 720 заземления на нижней поверхности электрически соединена с внешней оболочкой входного соединителя 702. Выходной соединитель 704 установлен на монтажной плате 700 таким образом, что внешняя оболочка выходного соединителя 704 электрически соединена с обеими плоскостями 718 и 720 заземления. Внешняя оболочка входного соединителя 702 может быть выполнена с возможностью подсоединения к заземлению генератора (например, генератора 102 через соединительный кабель 104). Таким образом, плоскости 718, 720 заземления и внешняя оболочка выходного соединителя 704 могут быть заземлены через генератор, подключенный к входному соединителю 702.
Схема РЧ блокировки на верхней поверхности может дополнительно содержать заглушку 724, которая ответвляется от основного полоскового волновода 706 перед конденсатором 716 РЧ блокировки. Микроволновый закорачивающий конденсатор 726 может быть расположен на заглушке 724 на расстоянии приблизительно в четверть длины волны (относительно длины волны используемой микроволновой ЭМ энергии) от основного полоскового волновода 706. Микроволновый закорачивающий конденсатор 726 подключен между заглушкой 724 и плоскостью 718 заземления и действует как замыкание на землю для микроволновой ЭМ энергии. Таким образом, заглушка выглядит как разомкнутая микроволновая цепь на основном полосковом волноводе 706. Микроволновый закорачивающий конденсатор 726 может иметь емкость, аналогичную емкости конденсатора 716 РЧ блокировки. За микроволновым закорачивающим конденсатором 726 между заглушкой 724 и плоскостью 718 заземления подключен нагрузочный резистор 728. Любая РЧ ЭМ энергия, подаваемая в РЧ блокирующую схему, должна проходить в нагрузочный резистор 728, где она может рассеиваться, поскольку блокируется прохождение РЧ ЭМ энергии вдоль основного полоскового волновода 706 с помощью конденсатора 716 РЧ блокировки. Сопротивление нагрузочного резистора 728 может быть выбрано таким образом, что оно заставляет генератор, подключенный к монтажной плате 700, генерировать сигнал ошибки, если РЧ ЭМ энергия случайно подается в схему РЧ блокировки. Сопротивление нагрузочного резистора 728 может, например, составлять около 9,1 Ом.
Значения емкости конденсатора 716 РЧ блокировки и микроволнового закорачивающего конденсатора 726 могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать достаточно низкое сопротивление на микроволновых частотах (например, 5,8 ГГц) и достаточно высокое сопротивление на РЧ частотах (например, 400 кГц). Другими словами, конденсаторы 716 и 726 должны располагаться близко к короткозамыкателю на микроволновых частотах и близко к разомкнутой цепи на РЧ частотах. Таким образом, схема РЧ блокировки может обеспечить надлежащее согласование микроволновой энергии с выходом 704. Монтажная плата 700 может быть изготовлена из любого подходящего материала монтажной платы. Например, монтажная плата может быть изготовлена из слоистого пластика RO3006 от Rogers Corporation. Диэлектрическая проницаемость этого материала составляет около 6, что позволяет миниатюризировать конструкцию монтажной платы 700.
Монтажная плата 700 может дополнительно содержать ряд сквозных соединений 730, расположенных вдоль основного полоскового волновода 706 и заглушки 724, чтобы уменьшать помехи, вызванные паразитным излучением. Сквозные соединения 730 могут быть сквозными отверстиями в монтажной плате. Чтобы дополнительно уменьшить паразитное излучение, над верхней поверхностью монтажной платы 700 может быть размещен защитный корпус (например, изготовленный из металла). Кроме того, монтажная плата 700 может быть полностью заключена в защитный корпус. В случае, когда в ручном блоке (например, ручном блоке 600) содержится монтажная плата 700, может быть возможно экранировать монтажную плату 700, нанеся металлическое покрытие на внутреннюю поверхность ручного блока, так что монтажная плата 700 частично или полностью окружена металлическим покрытием, когда она установлена в ручном блоке.
Монтажная плата 700 служит дополнительным предохранительным механизмом, благодаря чему РЧ ЭМ энергия не будет случайно подана в электрохирургический инструмент. Монтажная плата 700 также предотвращает передачу РЧ ЭМ энергии от генератора на наконечник инструмента, где нежелательная РЧ ЭМ энергия могла бы причинить вред пациенту. Поскольку монтажная плата прямо выполнена как одно целое с ручным блоком электрохирургического инструмента, она эффективна даже в ситуациях, когда пользователь неправильно использует электрохирургический инструмент (например, когда пользователь подключил к ручному блоку несоответствующий генератор). Следует отметить, что монтажная плата 700 показана только в качестве примера, и для достижения того же эффекта могут использоваться также монтажные платы, имеющие альтернативные конфигурации.
На фиг. 8a проиллюстрирован схематический вид сбоку одного примера конструкции 800 подачи энергии, которая может использоваться в инструменте электрохирургических щипцов описанного выше типа, причем обе бранши 802 расположены для подачи энергии в ткань, захваченную между ними. На каждую браншу поступает энергия от коаксиального кабеля 808 через соответствующую гибкую электродную полоску 804, которая может проходить через дистальный кронштейн (не показан) так, как описано выше.
В этом примере гибкая электродная полоска 804 передает энергию в продольном направлении с помощью конструкции линии передачи полоскового типа, поперечное сечение которой показано на вставке с увеличенным изображением на фиг. 8a. Полосковая линия передачи содержит гибкую планарную структуру, содержащую центральный проводящий слой 822, отделенный от пары слоев 818, 826 плоскости заземления противоположных сторон парой гибких диэлектрических слоев 820, 824. Слои плоскости заземления на их внешних поверхностях (т. е. поверхностях, обращенных в сторону от центрального проводящего слоя 822) покрыты соответствующими диэлектрическими (изолирующими) покрывающими слоями 816, 828.
Проксимальный конец каждой гибкой электродной полоски 804 соединен с дистальным концом коаксиального кабеля 808 в соединителе 806. Соединитель 806 может представлять собой гильзу или трубку, которая лежит над областью перекрытия между гибкими электродными полосками 804 и коаксиальным кабелем 808. Коаксиальный кабель 808 содержит внутренний проводник 810, отделенный от внешнего проводника 812 диэлектрическим материалом 811.
Внутренний проводник 810 и диэлектрический материал 811 выступают за дистальный конец внешнего проводника 812. Внутренний проводник 810 электрически соединен с блоком 814 проводящего контакта, который, в свою очередь, электрически соединен с открытой частью центрального проводника 822 в пределах каждой гибкой электродной полоски 804. Центральный проводник может быть открыт путем срезания, травления или иного удаления секции первого покрывающего слоя 816, нижнего слоя 818 плоскости заземления и первого гибкого диэлектрического слоя 820 в области контакта с блоком 814 проводящего контакта.
Между тем внешний проводник 812 электрически соединен с одним из слоев плоскости заземления, например, посредством открытия дистальной части верхнего слоя 826 заземления и приведения ее в электрический контакт с внешним проводником 812, например, через проводящий слой на внутренней поверхности соединителя 806. Слои 818, 826 плоскости заземления могут быть электрически соединены друг с другом одним или более сквозными соединениями (не показаны), заполненными проводящим материалом, который проходит через гибкие диэлектрические слои 820, 824 в боковых областях полосковой линии передачи, где отсутствует центральный проводник. Например, ширина слоя 822 центрального проводника может быть меньше ширины слоев 820, 824 плоскости заземления по длине полосковой линии передачи. Это означает, что слои 820, 824 плоскости заземления проходят по ширине за боковой край на слое центрального проводника на одной или обеих его сторонах. Сквозные соединения могут быть образованы между слоями 820, 824 плоскости заземления в этой боковой зоне.
На дистальном конце полосковой линии передачи слой 822 центрального проводника и один или оба слоя плоскости заземления могут быть открыты для образования описанных выше электродов.
Использование полосковой линии передачи в электродных полосках обеспечивает более изолированную конструкцию передачи энергии, чем описанная выше микрополосковая схема. С помощью полосковой линии передачи энергия почти полностью сосредоточена между двумя слоями 820, 824 плоскости заземления, так что никакие сигналы не подвергаются воздействию внешних поверхностей. Преимущество этой компоновки заключается в том, что наличие физиологического раствора или другой проводящей жидкости вокруг дистального наконечника инструмента не оказывает отрицательное воздействие на передачу энергии. Это преимущество демонстрируется графиком, показанным на фиг. 8b, где линия 830, указывающая возвратные потери при наличии физиологического раствора, очень похожа на линию 832, указывающую возвратные потери в ткани. Это дополнительно подтверждается разбивкой по поглощению энергии в каждом случае:
Модель
Энергия, поглощаемая тканью
Энергия, поглощаемая физиологическим раствором
Физиологический раствор не присутствует
66,0%
-
Физиологический раствор присутствует
61,8%
0,56%
Таблица 1. Поглощение энергии при наличии и при отсутствии физиологического раствора
На фиг. 9a и 9b проиллюстрированы виды сверху и снизу приведенной в качестве примера электродной полоски 900, подходящей для использования в конструкции подачи энергии, проиллюстрированной на фиг. 8a. Электродная полоска 900 содержит удлиненную плоскую полосовую линию 904 передачи, имеющую профильный дистальный и проксимальный концы, где она соединяется с соответствующей браншей и коаксиальным кабелем соответственно.
На фиг. 9c проиллюстрирован увеличенный вид в поперечном сечении по полосковой линии 904 передачи. Сама конструкция линии передачи образована из пары гибких слоистых диэлектрических подложек 915, 916. Каждая слоистая диэлектрическая подложка содержит гибкий диэлектрический (например, полиимидный) слой, содержащий проводящий материал, например медь, наслоенный на одной или обеих своих поверхностях. Слоистому проводящему материалу может быть придана требуемая форма на подложке травлением и т. п.
В этом примере верхняя слоистая подложка 915 содержит первый диэлектрический слой 918 и верхний слой 916 плоскости заземления. Нижняя слоистая подложка 919 содержит второй диэлектрический слой 922, слой 920 центрального проводника и нижний слой 924 плоскости заземления. Верхняя слоистая подложка 915 и нижняя слоистая структура скрепляются вместе, например, с помощью (непроводящего) адгезива 928 таким образом, чтобы слой 920 центрального проводника располагался между первым и вторым диэлектрическими слоями 918, 922. Слой 920 центрального проводника имеет меньшую ширину, чем верхний и нижний слои 916, 924 плоскости заземления полосковой линии передачи. Верхняя слоистая подложка 915 может представлять собой односторонний слоистый пластик или может быть образована из двустороннего слоистого пластика посредством полного стравливания одной из проводящих поверхностей.
Линия передачи расположена между парой внешних покровных слоев 914, 926, изготовленных из гибкого изоляционного материала, такого как полиимид. Покровный слой 914, 926 может быть приклеен к соседней поверхности полосковой линии передачи. Хотя это не показано на фиг. 9c, верхний и нижний слои 916, 924 плоскости заземления электрически соединены рядом переходных соединений 930, образованных на проксимальном и дистальном концах электродной полоски в области, разнесенной в направлении ширины от слоя 920 центрального проводника. Сквозные соединения проходят через первый и второй диэлектрические слои 918, 922 между верхним и нижним слоями 916, 924 плоскости заземления и несут проводящий материал для создания электрического соединения.
Проксимальный конец электродной полоски выполнен с возможностью подключения проводящих слоев к коаксиальному кабелю. На верхней поверхности электродной полоски 900 (показанной на фиг. 9a) верхний покровный слой 914 удален, чтобы обнажить часть 906 верхнего слоя 916 плоскости заземления, который, в свою очередь, электрически соединен с внешним проводником коаксиального кабеля, например, способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на фиг. 8a. На нижней поверхности электродной полоски 900 (показанной на фиг. 9b) нижний покровный слой 926, нижний слой 924 плоскости заземления и второй диэлектрический слой 922 удалены, чтобы обнажить часть 908 слоя 920 центрального проводника, который, в свою очередь, электрически соединен с внутренним проводником коаксиального кабеля, например, способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на фиг. 8a. На практике канал 910 удаляется из трех слоев, упомянутых выше, для приема отрезка внутреннего проводника, который выступает из дистального конца коаксиального кабеля. Слой 920 центрального проводника не проходит до проксимального конца электродной полоски 900, чтобы уменьшить или свести к минимуму потери энергии в этом соединении.
Дистальный конец электродной полоски 900 выполнен с возможностью обеспечения электрода подачи энергии в соответствующей бранше. На верхней поверхности электродной полоски 900 (показанной на фиг. 9a) верхний покровный слой 914 заканчивается перед дистальным концом, чтобы обнажить часть 902 верхнего слоя 916 плоскости заземления, который, в свою очередь, электрически соединен с его соответствующей браншей. На нижней поверхности электродной полоски 900 (показанной на фиг. 9b) нижний покровный слой 926, нижний слой 924 плоскости заземления и второй диэлектрический слой 922 заканчиваются перед дистальным концом, чтобы обнажить часть 912 слоя 920 центрального проводника, с которого подается энергия. Открытая часть отстоит от краев первого диэлектрического слоя 918 для управления формой излучаемого поля.