ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ-РЕЗЕКТОР
ELECTROSURGICAL RESECTOR INSTRUMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к электрохирургическому инструменту-резектору, предназначенному для разрезания, коагуляции и абляции биологической ткани. В частности, изобретение относится к электрохирургическому инструменту-резектору, выполненному с возможностью передачи радиочастотной (РЧ) энергии и/или энергии микроволновой частоты для резания биологических тканей, гемостаза (то есть заделывания разорванных кровеносных сосудов путем стимуляции свертывания крови) и абляции ткани.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Хирургическая резекция представляет собой способ удаления участков органов внутри тела человека или животного. Такие органы могут быть сильно пронизаны сосудами. При разрезании ткани (то есть ее разделении или рассечении) небольшие кровеносные сосуды могут быть повреждены или разорваны. После первоначального кровотечения запускается система свертывания крови, при которой создается сгусток крови в попытке перекрыть кровотечение. Желательно, чтобы во время операции пациент терял как можно меньше крови, поэтому были разработаны различные устройства в стремлении обеспечить рассечение без кровотечения. В случае эндоскопических процедур также желательно не допускать возникновение кровотечения и устранять его практически целесообразным способом, поскольку кровоток может препятствовать обзору оперирующего хирурга. Известно, что для разреза биологической ткани вместо острого лезвия используется РЧ энергия. Принцип применения способа разрезания с использованием РЧ энергии состоит в том, что при прохождении электрического тока через матрицу ткани (при помощи ионного содержимого клеток) полное сопротивление потоку электронов через ткань генерирует тепло. При подаче синусоидального сигнала на матрицу ткани внутри клеток выделяется достаточно тепла для испарения содержащейся в ткани воды. Таким образом, происходит огромное повышение внутреннего давления в клетке, которое не может регулироваться клеточной мембраной, что приводит к разрыву клетки. Когда это происходит на большом участке, можно увидеть, что ткань рассекается.
Вышеуказанная процедура идеально срабатывает на мышечной ткани, но она менее эффективна в случае жировой ткани, поскольку в ней меньше ионных компонентов, способствующих прохождению электронов. Это означает, что энергия, необходимая для испарения содержимого клеток, намного больше, поскольку скрытая теплота испарения жира намного больше, чем скрытая теплота испарения воды. РЧ коагуляция функционирует за счет подачи на ткань менее действенной формы сигнала, в результате чего вместо испарения содержимое клетки нагревается примерно до 65 °C, высушивая ткань путем высушивания и денатурирования белков в стенках сосудов. Такое денатурирование действует как стимул для запуска системы свертывания крови, поэтому свертывание усиливается. В то же время коллаген в стенке денатурируется, превращаясь из палочковидной молекулы в спиралевидную молекулу, в результате чего сосуд сжимается и уменьшается в размерах, давая сгустку крови опорную точку и меньшую площадь для закупоривания.
Тем не менее, РЧ коагуляция менее эффективна, когда присутствует жировая ткань, потому что снижается электрический эффект. Таким образом, может быть очень трудно герметизировать кровоточащие участки в жировых тканях. Вместо чистых белых краев ткань имеет почерневший обожженный вид.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В наиболее общем смысле данное изобретение обеспечивает электрохирургический инструмент-резектор, содержащий конструкцию передачи энергии, которая обеспечивает множество методов операционного вмешательства, облегчающих разрезание и герметизацию биологических тканей с использованием радиочастотной (РЧ) электромагнитной энергии и/или микроволновой ЭМ энергии. В частности, изобретение относится к комбинированным исполнительным механизмам и механизмам подачи энергии, которые достаточно компактны, чтобы обеспечить возможность ввода инструмента через инструментальный канал хирургического устройства для осмотра, такого как эндоскоп, гастроскоп или бронхоскоп. Устройство также могут применять для выполнения лапароскопической или открытой операции, то есть бескровной резекции доли печени с открытой брюшной полостью.
В одном примере электрохирургический инструмент-резектор может содержать пару лезвий, обеспечивающих ножничный механизм, который может обеспечивать следующих три дополнительных метода: (i) скользящий радиочастотный разрез, когда элементы лезвия закрыты, (ii) разрез ножничного типа, выполненный на ткани, захваченной между элементами лезвия, с использованием комбинации РЧ энергии и приложенного давления, и (iii) операция с коагуляцией или герметизацией сосудов, выполняемая на ткани, захваченной между элементами лезвия, с использованием комбинации микроволновой энергии и приложенного давления. Кроме того, РЧ и/или микроволновая энергия может подаваться при любом из этих методов на уровне мощности, достаточном для осуществления абляции ткани. Посредством подходящей конфигурации пары электродов на элементах лезвия подаваемая РЧ или микроволновая энергия в каждом из этих методов операционного вмешательства может быть сфокусирована в требуемой области. Пара электродов может располагаться на одном и том же элементе лезвия или на каждом элементе лезвия может быть электрод.
В соответствии с данным изобретением обеспечен электрохирургический инструмент-резектор, содержащий: стержень, определяющий просвет; конструкцию передачи энергии для передачи радиочастотной (РЧ) электромагнитной (ЭМ) энергии и микроволновой ЭМ энергии через просвет стержня, причем конструкция передачи энергии содержит коаксиальную линию передачи, проходящую в продольном направлении через просвет, причем коаксиальная линия передачи содержит внутренний проводник, отделенный от внешнего проводника диэлектрическим материалом; наконечник инструмента, установленный на дистальном конце стержня, причем наконечник инструмента содержит: неподвижную часть, содержащую первый элемент лезвия, причем первый элемент лезвия; и подвижную часть, содержащую второй элемент лезвия, причем подвижная часть является подвижной относительно неподвижной части между закрытым положением, в котором первый элемент лезвия и второй элемент лезвия находятся рядом друг с другом в открытом положении, в котором второй элемент лезвия разнесен от первого элемента лезвия на расстояние зазора для приема биологической ткани, причем первый элемент лезвия или второй элемент лезвия содержит проходящий в продольном направлении плоский диэлектрический корпус, содержащий первый электрод на его первой обращенной в боковом направлении поверхности; второй электрод, разнесенный от первого электрода и электрически изолированный от него по меньшей мере плоским диэлектрическим корпусом; и исполнительный механизм для управления относительным перемещением между подвижной частью и неподвижной частью, причем длина второго элемента лезвия соизмерима с первым элементом лезвия, в результате чего в закрытом положении он находится рядом со второй обращенной в боковом направлении поверхностью проходящего в продольном направлении плоского диэлектрического корпуса, противоположного его первой обращенной в боковом направлении поверхности, причем внутренний проводник соединен с одним из первого электрода и второго электрода, а внешний проводник соединен с другим из первого электрода и второго электрода, в результате чего функционируют первый электрод и второй электрод: в качестве активного и обратного электродов для подачи РЧ энергии, передаваемой из конструкции передачи энергии; и конструкцию генерирования микроволнового поля для подачи микроволновой энергии, передаваемой из конструкции передачи энергии.
В этой конструкции первый и второй элементы лезвия могут напоминать закрывающий механизм ножничного типа. Таким образом, второй элемент лезвия может быть выполнен с возможностью скольжения за первый элемент лезвия при перемещении между открытым положением и закрытым положением, например, для осуществления механического резания посредством приложения усилия сдвига. Подвижная часть может быть подвижной относительно неподвижной части в плоскости, параллельной плоскости, определяемой плоским диэлектрическим корпусом. В данном документе термин «неподвижная» может означать, что часть зафиксирована по отношению к дистальному концу стержня при использовании (то есть когда второй элемент лезвия перемещается между открытым положением и закрытым положением).
Стержень может быть гибким, например подходящим для изгиба или иного управления для достижения подвергаемого воздействию места. Гибкий стержень может обеспечить возможность использования указанного устройства в хирургическом устройстве для осмотра, таком как эндоскоп. В других примерах стержень может быть жестким, например для использования в открытой хирургической операции, или с лапароскопом.
Первый электрод и второй электрод могут быть расположены на контактной поверхности резания. В одном примере оба электрода находятся на одном и том же элементе лезвия, который может располагаться либо на подвижной части, либо на неподвижной части. Например, второй электрод может быть расположен на второй обращенной в боковом направлении поверхности проходящего в продольном направлении плоского диэлектрического корпуса. Это может содействовать обеспечению равномерной подачи энергии на контактной поверхности резания. Когда оба электрода находятся на одном элементе лезвия, другой элемент лезвия может быть электрически неактивным, например, может быть изготовлен из пластика или другого изоляционного материала.
В другом примере первый электрод может находиться на одном элементе лезвия, а второй электрод - на другом элементе лезвия. Например, проходящий в продольном направлении плоский диэлектрический корпус может находиться на первом элементе лезвия, а второй электрод может проходить вдоль стороны второго элемента лезвия.
Таким образом, первый и второй электроды могут располагаться вдоль каждой стороны контактной поверхности резания, причем между ними может быть расположен плоский диэлектрический корпус. В этой конфигурации РЧ ЭМ энергия, подаваемая на электроды, протекает преимущественно между первым и вторым элементами лезвия через контактную поверхность резания. Подобным образом, при подаче микроволновой ЭМ энергии, в то время как элементы лезвия открыты, микроволновое поле, излучаемое электродами, имеет гораздо большую напряженность поля в пределах зазора между элементами лезвия, чем где-либо еще.
Находясь в закрытом положении, второй электрод отделен от первого электрода вдоль большей части его длины плоским диэлектрическим корпусом. Если РЧ ЭМ энергия подается в этом положении, РЧ ЭМ энергия преимущественно протекает вокруг дистального наконечника и бокового края закрытых элементов лезвия, что содействует скользящему, только РЧ разрезу, выполняемому путем скольжения наконечника инструмента через ткань.
Подвижная часть и, следовательно, второй элемент лезвия могут быть выполнены из проводящего материала с изоляционным покрытием. Например, подвижная часть может представлять собой отлитую деталь из нержавеющей стали, имеющую покрытие из керамики (например, оксида алюминия), синтетического пластика (например, бакелита) или алмазоподобного углерода (diamond-like carbon; DLC). Второй электрод может быть образован на боковой части второго элемента лезвия там, где удалено изоляционное покрытие. Второй электрод может представлять собой открытый проводящий материал подвижной части или может содержать дополнительный проводящий слой (например, из золота или тому подобного), нанесенный на открытый проводящий материал или иным образом прикрепленный к открытому проводящему материалу.
Второй элемент лезвия может содержать выступающий в боковом направлении фланец вдоль своей боковой части. Таким образом, фланец выступает в направлении первого элемента лезвия в закрытом положении. Второй электрод может быть образован на обращенном в сторону краю выступающего в боковом направлении фланца.
Неподвижная часть может содержать опорный рычаг, на котором установлена подвижная часть. Опорный рычаг может образовывать часть электрического соединения между конструкцией передачи энергии и вторым электродом. Например, опорный рычаг может быть выполнен из проводящего материала с изоляционным покрытием и может содержать проксимальный контактный участок, на котором удаляется изоляционное покрытие и который электрически соединен с внутренним проводником или внешним проводником коаксиальной линии передачи. Опорный рычаг может иметь проксимальное углубление для прикрепления к дистальному концу коаксиальной линии передачи. Также могут использоваться другие типы электрического соединения. Например, гибкий проводник может быть присоединен между конструкцией передачи энергии (например, внутренним проводником или внешним проводником коаксиальной линии передачи) и первым электродом или вторым электродом. Предпочтительно, длина любого гибкого проводника равна или меньше одной восьмой длины волны микроволновой энергии для предотвращения ее воздействия на генерируемое поле.
Коаксиальная линия передачи может быть приспособлена для передачи как РЧ ЭМ энергии, так и микроволновой ЭМ энергии. В качестве альтернативного варианта, конструкция передачи энергии может иметь разные пути передачи РЧ ЭМ энергии и микроволновой ЭМ энергии. Например, микроволновая ЭМ энергия может подаваться через коаксиальную линию передачи, тогда как РЧ ЭМ энергия может подаваться по витой паре и т. п. Когда предусмотрен отдельный путь передачи энергии, первый и второй электроды могут содержать отдельные части РЧ электродов и части микроволновых электродов, чтобы обеспечить возможность передачи РЧ энергии и микроволновой энергии через разные участки наконечника инструмента. Например, микроволновая энергия может подаваться через один из элементов лезвия, тогда как РЧ энергия может подаваться между элементами лезвия.
Подвижная часть может быть установлена на опорном рычаге посредством шарнирного соединения. Например, опорный рычаг может иметь конструкцию типа скобы, которая поддерживает цапфу, на которой установлена подвижная часть. Электрическое соединение между конструкцией передачи энергии и вторым электродом может проходить через шарнирное соединение. Например, цапфа может быть выполнена из проводящего материала, и изоляционное покрытие подвижной части и опорного рычага может быть удалено там, где они соответственно контактируют с цапфой.
Диэлектрический материал и внутренний проводник коаксиальной линии передачи могут проходить за дистальный конец внешнего проводника. Внутренний проводник может содержать открытую дистальную часть, которая электрически соединена с первым электродом, например, путем непосредственного перекрытия и контакта с проксимальной частью первого электрода.
Перемещение между подвижной частью и неподвижной частью может быть вращательным или поступательным, или их комбинацией. В одном примере подвижная часть может поворачиваться относительно неподвижной части, посредством чего второй элемент лезвия расположен под углом относительно первого элемента лезвия в открытом положении. Этот пример может напоминать обычное закрывание ножничного типа. Второй элемент лезвия может перемещаться в диапазоне тупого угла между открытым положением и закрытым положением. Это может быть целесообразно для достижения захвата ткани, которую нужно захватить, особенно ткани с низким профилем поверхности.
В другом примере может быть предпочтительно, чтобы зазор между электродами был равномерным после захвата ткани между ними, например, для обеспечения того, чтобы энергия подавалась равномерно по длине элементов лезвия. В этом примере подвижная часть может занимать положение, в котором второй элемент лезвия расположен параллельно первому элементу лезвия, но разнесен от него, чтобы образовывать зазор между ними. Подвижная часть может скользить из этого положения в закрытое положение, например, при работе исполнительного механизма. Затем первый элемент лезвия и второй элемент лезвия могут располагаться параллельно в продольном направлении при скольжении мимо друг друга. Разнесенное параллельное положение может быть промежуточным положением, например, положением, из которого подвижная часть может поворачиваться на некоторый угол относительно неподвижной части.
Исполнительный механизм может содержать управляющий шток, установленный с возможностью скольжения в гибком стержне. Управляющий шток может содержать элемент крепления, зацепленный с подвижной частью, в результате чего продольное перемещение управляющего штока в стержне вызывает перемещение подвижной части относительно неподвижной части. Элементом крепления может быть крюк или любое подходящее зацепление для передачи толкающих и тянущих сил на подвижную часть.
В одном примере подвижная часть содержит криволинейную поверхность, против которой действует управляющий шток, чтобы приводить в движение второй элемент лезвия, перемещающийся мимо первого элемента лезвия. Криволинейная поверхность может быть зацеплена только на заключительном этапе операции по закрытию, например, для обеспечения дополнительного повышения силы для завершения закрытия. В одном примере криволинейная поверхность может быть снабжена прорезью в подвижной части. Элемент крепления содержит участок зацепления для размещения в прорези. Воздействие криволинейной поверхности может быть обеспечено участком зацепления, скользящим вдоль прорези.
Неподвижная часть может содержать опорный рычаг, который обеспечивает основание для установки (например, основание шарнира) для подвижной части. Плоский диэлектрический корпус может представлять собой отдельный кусок материала, установленный на опорном рычаге, например приклеенный или иным образом прикрепленный к опорному рычагу. Плоский диэлектрический корпус может быть выполнен из керамики (например, оксида алюминия). В данном документе упоминание «плоского» материала может подразумевать плоский кусок материала, толщина которого существенно меньше его ширины и длины. Плоский диэлектрический корпус может иметь размер по длине, выровненный в продольном направлении, размер по толщине, выровненный в поперечном направлении, и размер по ширине, взаимно перпендикулярный как размеру по длине, так и размеру по толщине. Плоскость плоского диэлектрического корпуса представляет собой плоскость, в которой лежат размеры по длине и ширине, то есть плоскость, перпендикулярную размеру по ширине.
Первый электрод может быть проводящим материалом (например, золотом), нанесенным или иным образом установленным на первой обращенной в сторону поверхности плоского диэлектрического корпуса. Вторая обращенная в сторону поверхность плоского диэлектрического корпуса, которая обращена в направлении, противоположном первой обращенной в сторону поверхности, может быть открыта на контактной поверхности резания.
Наконечник инструмента может содержать защитный экран, установленный вокруг неподвижной части. Защитный экран может содержать изоляционное покрытие, установленное вокруг неподвижной части. Например, изолирующий защитный экран может покрывать опорный рычаг неподвижной части. Изолирующий защитный экран также можно использовать для частичного покрытия первого электрода, например, для обеспечения того, чтобы открытая часть первого электрода имела требуемую форму для управления подачей РЧ или микроволновой энергии. Изоляционное покрытие может иметь одну или более экранирующих поле проводящих областей, например участки металлизации на его внешней поверхности. Эти проводящие области могут обеспечивать экранирование электрических полей, например, для предотвращения утечки энергии из инструмента в нежелательных местах. Защитный экран может быть сформован на наконечнике инструмента после сборки. В качестве альтернативного варианта, защитный экран может быть образован из трубки из изоляционного материала, который можно обрезать (например, обрезать лазером) до требуемой формы, а затем установить поверх элементов лезвия. Защитный экран может быть изготовлен из подходящего изоляционного пластика, например ПЭЭК или тому подобного. Материал для защитного экрана предпочтительно может быть устойчивым к высоким температурам.
Первый элемент лезвия может быть выполнен в виде проходящего в продольном направлении штыря, имеющего выступающий наконечник на самом дистальном конце. Второй элемент лезвия может иметь соответствующую форму, например, в виде удлиненного штыря, содержащего выступающий вниз наконечник на самом дистальном конце. Самые дистальные наконечники могут помочь удерживать ткань в промежутке между браншами, когда они закрыты.
Выступающая в продольном направлении вставка может быть установлена в просвете гибкого стержня, чтобы предотвратить относительное перемещение исполнительного механизма или коаксиального кабеля со стержнем, что привело бы к потере или прерывистому перемещению наконечника инструмента. Вставка может содержать пустотелый корпус, имеющий множество образованных в нем продольных расположенных ниже просветов, причем каждый из
множества продольных расположенных ниже просветов изламывает внешнюю поверхность пустотелого корпуса. Пустотелый корпус имеет такие размеры, чтобы плотно прилегать к просвету внутри, так что его изломанная периферийная поверхность определяет множество лап, которые упираются во внутреннюю поверхность стержня, чтобы противостоять относительному перемещению между ними.
Коаксиальная линия передачи может содержать коаксиальный кабель, проложенный в первом расположенном ниже просвете пустотелого корпуса. Исполнительный механизм может содержать управляющий шток, установленный с возможностью скольжения во втором расположенном ниже просвете пустотелого корпуса. Управляющий шток может иметь покрытие с низким коэффициентом трения (например, из ПТФЭ или тому подобного) для облегчения продольного скольжения относительно вставки. В качестве альтернативного варианта, второй расположенный ниже просвет может содержать установленную в нем трубку с низким коэффициентом трения, причем управляющий шток может быть установлен с возможностью скольжения в трубке с низким коэффициентом трения.
Размер наконечника инструмента может быть рассчитан таким образом, чтобы вписываться в инструментальный канал хирургического устройства для осмотра. Соответственно, в другом аспекте изобретение обеспечивает электрохирургическое устройство, содержащее: электрохирургический генератор для подачи радиочастотной (РЧ) электромагнитной (ЭM) энергии и микроволновой ЭM энергии; хирургическое устройство для осмотра, содержащее присоединительный шнур для введения в тело пациента, причем присоединительный шнур имеет проходящий через него инструментальный канал; и описанный выше электрохирургический инструмент-резектор, вводимый через инструментальный канал хирургического устройства для осмотра.
Устройство может содержать ручной блок для управления электрохирургическим инструментом-резектором. Ручной блок может быть установлен на проксимальном конце гибкого стержня, например снаружи хирургического устройства для осмотра. Ручной блок может содержать: корпус; исполнительный элемент, установленный с возможностью скольжения на корпусе; и вращающее устройство, установленное на корпусе с возможностью вращения. Коаксиальная линия передачи и гибкий стержень электрохирургического инструмента-резектора могут быть установлены таким образом, чтобы скользить относительно корпуса с помощью исполнительного элемента и вращаться относительно корпуса с помощью вращающего устройства. Исполнительный механизм электрохирургического инструмента-резектора может содержать управляющий шток, проходящий через просвет гибкого стержня, причем управляющий шток имеет проксимальную часть, которая установлена в фиксированном в продольном направлении положении относительно корпуса. При такой компоновке исполнительный элемент выполнен с возможностью управления перемещением подвижной части относительно неподвижной части, а вращающее устройство выполнено с возможностью управления вращением электрохирургического инструмента-резектора относительно инструментального канала.
При использовании ручной блок может подавать питание на электрохирургический инструмент-резектор 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, подвижной частью, описанной 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.
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 изобретения рассматриваются ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых:
на фиг. 1 проиллюстрировано схематическое изображение электрохирургической системы, которая является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 2А и 2В проиллюстрированы виды в перспективе наконечника инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является вариантом реализации данного изобретения соответственно в открытой конфигурации и закрытой конфигурации;
на фиг. 3А, 3В, 3С и 3D показаны виды в перспективе наконечника инструмента электрохирургического инструмента-резектора, иллюстрирующие различные этапы операции по закрытию;
на фиг. 4 проиллюстрирован схематический вид сбоку с частичным вырезом электрохирургического инструмента-резектора, который является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 5 проиллюстрирован вид в перспективе с частичным вырезом электрохирургического инструмента-резектора, который является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 6А проиллюстрирован вид в перспективе ручного блока электрохирургического устройства, которое является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 6В проиллюстрирован вид с частичным вырезом ручного блока, проиллюстрированного на фиг. 6А, на котором показаны части внутренней конструкции ручного блока;
на фиг. 7А проиллюстрирован вид в перспективе содержимого стержня инструмента, который можно использовать с электрохирургическим инструментом-резектором, который является вариантом реализации данного изобретения;
на фиг. 7В проиллюстрирован вид в поперечном сечении стержня инструмента, проиллюстрированного на фиг. 7А;
на фиг. 8А, 8В и 8С проиллюстрированы виды в перспективе наконечника инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является другим вариантом реализации данного изобретения; и
на фиг. 9А и 9В проиллюстрированы виды в перспективе наконечника инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является еще одним вариантом реализации данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 проиллюстрировано схематическое изображение электрохирургической системы 100 в комплекте, которая является вариантом реализации данного изобретения. Система предназначена для обработки (например, резания или герметизации) биологической ткани с помощью радиочастотной (РЧ) или микроволновой электромагнитной (ЭМ) энергии, подаваемой через наконечник инструмента. Система 100 содержит генератор 102 для управляемой подачи РЧ и микроволновой ЭМ энергии. Подходящий генератор для этой цели описан в заявке WO 2012/076844, которая включена в данный документ 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 исполнительным механизмом 109, например ползунком или поршнем, управляемым большим пальцем. Например, исполнительный механизм инструмента может использоваться для управления поворотным элементом лезвия инструмента-резектора, рассмотренного в данном документе. В ручной блок также могут входить и другие механизмы. Например, может быть обеспечен механизм перемещения иглы (управляемый подходящим спусковым механизмом на ручном блоке) для 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 вводной трубки эндоскопа. Наконечник 118 инструмента содержит пару элементов лезвия для захвата биологической ткани и конструкцию подачи энергии, выполненную с возможностью подачи РЧ или микроволновой ЭМ энергии, передаваемой от генератора 102. Необязательно, наконечник 118 инструмента также может содержать выдвижную иглу для подкожных инъекций для подачи жидкости, передаваемой из устройства 108 подачи жидкости. Как более подробно описано ниже, ручной блок 106 содержит исполнительный механизм для открывания и закрывания элементов лезвия 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. Обычно диаметр рабочего канала в хирургическом устройстве для осмотра, таком как эндоскоп, составляет менее 4,0 мм, имея, например любое из следующих значений: 2,8 мм, 3,2 мм, 3,7 мм, 3,8 мм. Максимальный диаметр гибкого стержня 112 может быть меньше этих значений, например 2,65 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.
Хотя приведенные в данном документе примеры представлены в контексте хирургического устройства для осмотра, следует понимать, что электрохирургический инструмент-резектор может представлять собой вариант реализации в устройстве, подходящем для открытой хирургической операции или применения с лапароскопом.
На фиг. 2А проиллюстрирован вид в перспективе наконечника 200 инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является вариантом реализации данного изобретения. Наконечник 200 инструмента установлен на дистальном конце гибкого стержня 204, который может соответствовать гибкому стержню 112, описанному выше. В этом варианте реализации изобретения наконечник 200 инструмента содержит неподвижную часть 202, содержащую первый электрод 206, и подвижную часть 212, содержащую второй электрод 214. Однако изобретение не обязательно должно быть ограничено данной конфигурацией. В других примерах оба электрода могут быть предусмотрены либо на неподвижной части 202, либо на подвижной части 212.
Неподвижная часть 202 имеет проксимальную область, которая прикреплена к дистальному концу гибкого стержня 204. Неподвижная часть 202 проходит в продольном направлении в сторону от дистального конца гибкого стержня 204. На своем дистальном конце неподвижная часть 202 определяет первый элемент 205 лезвия, который представляет собой проходящий в продольном направлении штырь, содержащий выступающий наконечник 210 на его самом дистальном конце. Первый электрод 206 проходит вдоль верхней поверхности первого элемента 205 лезвия.
Подвижная часть 212 установлена с возможностью поворота на неподвижной части 202. В этом варианте реализации изобретения подвижная часть 212 содержит второй элемент 207 лезвия, который представляет собой удлиненный штырь, длина которого соразмерна с первым элементом 205 лезвия. Второй элемент 207 лезвия содержит проходящий вниз наконечник 216 на своем самом дистальном конце.
Подвижная часть может поворачиваться вокруг оси поворота, расположенной на проксимальном конце первого элемента 205 лезвия, благодаря чему второй элемент 207 лезвия может отклоняться между открытым положением (показано на фиг. 2А), в котором он наклонен в сторону от первого элемента 205 лезвия, и закрытым положением (показано на фиг. 2B), в котором он расположен рядом (то есть смежно в боковом направлении) с первым элементом 205 лезвия. Диапазон перемещения подвижной части может быть таким, чтобы позволить второму элементу 207 лезвия располагаться под тупым углом к первому элементу 205 лезвия. Это может быть особенно полезно для захвата ткани, которая имеет низкий профиль поверхности.
Таким образом, первый элемент 205 лезвия и второй элемент 207 лезвия могут определять механизм закрытия ножничного типа, в котором ткань, расположенная в зазоре между элементами 205, 207 лезвия, в открытом положении может иметь давление, приложенное к ней, когда второй элемент 207 лезвия перемещается в закрытое положение. Выступающий вверх наконечник 210 на первом элементе 205 лезвия и проходящий вниз наконечник 216 на втором элементе 207 лезвия действуют таким образом, чтобы удерживать ткань в промежутке, когда второй элемент 207 лезвия перемещается в закрытое положение.
Первый элемент 205 лезвия содержит плоский диэлектрический корпус 208, например, выполненный из керамики или другого подходящего электроизоляционного материала. Плоский диэлектрический корпус 208 определяет плоскость, параллельную плоскости, через которую поворачивается второй элемент 207 лезвия. Плоский диэлектрический корпус 208 обеспечивает изолирующий барьер между первым электродом 206 и вторым элементом 207 лезвия. Например, второй элемент 207 лезвия выполнен с возможностью скольжения мимо первой поверхности плоского диэлектрического корпуса 208, а первый электрод 206 образован на второй поверхности плоского диэлектрического корпуса 208, причем вторая поверхность находится на противоположной стороне плоского диэлектрического корпуса 208 по отношению к первой поверхности. Первый электрод 206 может быть изготовлен из проводника, обладающего высокой проводимостью, например золота или тому подобного.
Второй электрод 214 проходит вдоль боковой поверхности второго элемента 207 лезвия, которая скользит мимо смежной боковой поверхности первого элемента 205 лезвия (т. е. первой поверхности плоского диэлектрического корпуса 208, упомянутого выше), когда второй элемент 207 лезвия перемещается в закрытое положение. В этом примере второй элемент 207 лезвия содержит выступающий в боковом направлении фланец вдоль его нижнего края. Второй электрод 214 проходит вдоль обращенной в сторону поверхности фланца. Второй элемент лезвия может быть выполнен из электропроводящего материала, который покрыт изолирующим материалом. Например, он может быть изготовлен из нержавеющей стали с керамическим или алмазоподобным углеродным (DLC) покрытием. Изоляционное покрытие может быть удалено, например, вытравлено, с областей, в которых оно не требуется. Например, второй электрод 214 может быть образован путем вытравления покрытия с бокового края бокового фланца. Слой золота может быть нанесен на протравленную поверхность, чтобы образовать электрод. Другие части покрытия могут быть удалены, чтобы обеспечить возможность электрического соединения с внешним проводником коаксиального кабеля, как объяснено ниже.
Гибкий стержень 204 определяет просвет, через который проходит коаксиальный кабель (не показан) для передачи РЧ и микроволновой ЭМ энергии, и скользящий в продольном направлении управляющий шток (показанный на фиг. 3А-3D) для управления перемещением подвижной части 212.
Как более подробно описано со ссылкой на фиг. 4, первый электрод 206 электрически соединен с внутренним проводником коаксиального кабеля, а второй электрод 214 электрически соединен с внешним проводником коаксиального кабеля. Таким образом, наконечник инструмента обеспечивает конструкцию подачи энергии, которая выполнена с возможностью передачи РЧ энергии по пути тока (например, через ткань) между первым электродом и вторым электродом или микроволновой энергии через микроволновое поле, генерируемое первым электродом и вторым электродом.
Наконечник 200 инструмента может обеспечивать три метода работы. В соответствии с первым методом инструмент можно использовать с элементами 205, 207 лезвия в закрытом положении, чтобы подавать РЧ ЭМ энергию для разрезания биологических тканей. При выполнении первого метода РЧ ЭМ энергия проходит преимущественно между первым электродом 206 и вторым электродом 214 в дистальной зоне 230 резания, смежной с верхним наконечником 210 на первом элементе 205 лезвия, и проходящим вниз наконечником 216 на втором элементе 207 лезвия. Таким образом, инструмент можно использовать для того, чтобы перемещаться или скользить по ткани или сквозь ткань для произведения разреза.
В соответствии со вторым методом элементы 205, 207 лезвия могут использоваться для выполнения разреза с захватом, то есть прорезания ткани, захваченной между элементами лезвия. При выполнении этого метода разрезание выполняется путем сочетания физического давления, прикладываемого посредством закрытия элементов 205, 207 лезвия, и РЧ ЭМ энергии, прикладываемой во время процесса закрытия.
В соответствии с третьим методом элементы 205, 207 лезвия могут применяться для захвата и герметизации ткани, такой как кровеносный сосуд или тому подобное. При выполнении такого метода микроволновая ЭМ энергия подается на электроды, создающие микроволновое поле, которое предназначено для коагуляции ткани, удерживаемой в пределах элементов лезвия.
Подвижная часть 202 может содержать диэлектрический защитный экран, установленный на ее внешней поверхности. В этом примере диэлектрический защитный экран представляет собой термопластичный полимер, например простой полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) или тому подобное. Диэлектрический защитный экран может быть сформован на устройстве или может представлять собой крышку (например, сформированную посредством лазерной резки трубки подходящего размера), которая может скользить по наконечнику инструмента, когда элементы лезвия находятся в закрытом положении. Диэлектрический защитный экран можно применять для регулирования формы первого электрода 206, например, чтобы обеспечить значительную открытость первого электрода 206 только на верхней поверхности первого элемента 205 лезвия. В свою очередь это может обеспечить фокусирование РЧ и микроволновой энергии, подаваемой через электроды, в требуемой области.
На фиг. 3А, 3В, 3С и 3D проиллюстрированы виды в перспективе наконечника 200 инструмента, которые иллюстрируют операцию по закрытию. На фиг. 3A-3D проиллюстрирована противоположная сторона наконечника 200 инструмента, проиллюстрированного на фиг. 2А и 2В. Диэлектрический защитный экран опущен на фиг. 3А-3D для ясности.
На фиг. 3А проиллюстрирован наконечник 200 инструмента в открытом положении, причем подвижная часть 212 расположена таким образом, что второй элемент 207 лезвия расположен под тупым углом к первому элементу 205 лезвия. Как проиллюстрировано на фиг. 3А, неподвижная часть 202 содержит проходящий в продольном направлении рычаг 218, который обеспечивает поворотное основание, к которому прикреплена подвижная часть 212. Рычаг 218 содержит цапфу 226, установленную в нем с возможностью вращения. Цапфа 226 определяет проходящую в поперечном направлении ось поворота (то есть ось поворота перпендикулярна продольному направлению, определенному гибким стержнем 204).
Скользящий управляющий шток 220 выступает из гибкого стержня 204. Неподвижная часть 202 имеет образованный в ней направляющий канал 221, через который проходит управляющий шток 220. Управляющий шток 220 содержит дистальный элемент 223 крепления, который входит в зацепление с подвижной частью 212. В этом примере дистальный элемент 223 крепления представляет собой крючок, который зацепляется с прорезью 224, образованной в крепежной пластине 222 подвижной части 212. Могут применяться и другие виды зацепления. Продольное скользящее движение управляющего штока 220 преобразуется в поворотное движение крепежной пластины 222. Крепежная пластина 222 может быть выполнена как одно целое со вторым элементом 207 лезвия или может быть функционально связана с ним.
На фиг. 3В проиллюстрирован наконечник 200 инструмента в частично закрытой конфигурации, в которой управляющий шток 220 частично втянут в гибкую гильзу 204 и в которой образован острый угол между первым и вторым элементами лезвия.
На фиг. 3С проиллюстрирован наконечник 200 инструмента в другой частично закрытой конфигурации, в которой управляющий шток 220 дополнительно втянут в гибкую гильзу и в которой проходящий вниз наконечник 216 на втором элементе 207 лезвия собирается скользить мимо выступающего наконечника 210 на первом элементе 205 лезвия. При достижении этого положения можно увидеть, что дистальный элемент 223 крепления управляющего штока 220 остался на первом конце прорези 224. Прорезь 224 обеспечивает криволинейную поверхность, по которой управляющий шток скользит для выполнения заключительной части операции по закрытию, когда первый и второй элементы лезвия скользят мимо друг друга. На фиг. 3D проиллюстрировано окончательное закрытое положение, в котором дистальный элемент 223 крепления управляющего штока 220 перемещен ко второму концу прорези 224. Прорезь предпочтительно обеспечивает криволинейную поверхность, против которой в этой заключительной части операции перемещения действует дистальный элемент 223 крепления, например для увеличения усилия закрытия, чтобы преодолеть сопротивление, которое может возникать на последних этапах разреза.
На фиг. 4 проиллюстрирован схематический вид сбоку с частичным вырезом наконечника 300 инструмента для электрохирургического инструмента-резектора, который является вариантом реализации данного изобретения. Наконечник 300 инструмента расположен на дистальном конце гибкой гильзы 302, через которую подводится коаксиальный кабель 304 и проходит управляющий шток 312. Управляющий шток 312 предназначена для управления поворотным движением подвижной части 322 относительно неподвижной части 318 таким же образом, как описано выше. Неподвижная часть 318 содержит плоский диэлектрический корпус 314, прикрепленный к нему, например, с помощью подходящего адгезива, причем плоский диэлектрический корпус 314 проходит в продольном направлении в сторону от неподвижной части 318 с образованием первого элемента лезвия. Первый электрод 316 образован на одной стороне плоского диэлектрического корпуса 314.
Подвижная часть 322 установлена с возможностью поворота на неподвижной части 318 посредством цапфы (не видна на фиг. 4) на противоположной стороне плоского диэлектрического корпуса 314 по отношению к первому электроду 316. Подвижная часть 322 содержит второй элемент лезвия, который выполнен с возможностью скольжения мимо первого элемента лезвия аналогично первому и второму элементам 205, 207 лезвия, рассмотренным выше. Подвижная часть 322 содержит на себе второй электрод 324, который расположен рядом с противоположной стороной плоского диэлектрического корпуса 314, когда элементы лезвия находятся в закрытом положении.
Коаксиальный кабель 304 содержит внутренний проводник 306, который отделен от внешнего проводника 310 диэлектрическим материалом 308. Диэлектрический материал 308 и внутренний проводник 306 проходят за дистальный конец внешнего проводника 310. Дистальный конец диэлектрического материала 308 упирается в проксимальный конец плоского диэлектрического корпуса 314. Внутренний проводник 306 проходит дистально от этого соединения, чтобы перекрываться и электрически контактировать с проксимальной частью первого электрода 316. Изобретение не обязательно должно ограничиваться этой компоновкой. В других примерах внутренний проводник может быть электрически соединен, например, с электродом на подвижной части.
Неподвижный корпус 318 содержит опорный рычаг, на котором установлена подвижная часть. Плоский диэлектрический корпус 314 также может быть установлен на опорном рычаге, например, с помощью адгезива или т. п. Опорный рычаг выполнен из электропроводящего материала (например, из нержавеющей стали) с электроизоляционным покрытием. Покрытие удаляется на проксимальной контактной части 320, которая электрически соединена с внешним проводником 310 коаксиального кабеля 304. Подвижная часть 322 выполнена из электропроводящего материала (например, из нержавеющей стали) с электроизоляционным покрытием. Подвижная часть 322 находится в физическом зацеплении с неподвижной частью 318 на шарнирном соединении. Электрическое соединение между вторым электродом 324 и внешним проводником 310 коаксиального кабеля 304 проходит через шарнирное соединение. Например, сама цапфа может быть выполнена из электропроводящего материала (например, из нержавеющей стали). Изоляционное покрытие неподвижной части 318 может быть удалено в области скользящего зацепления (например, отверстия или углубления для приема цапфы) между неподвижной частью 318 и подвижной частью 322. Точно так же в этой области может быть удалено изоляционное покрытие подвижной части 322. Поскольку второй электрод 324 может быть или может быть электрически соединен с электропроводящим материалом подвижной части 322, может быть образовано полное электрическое соединение с внешним проводником.
На фиг. 5 проиллюстрирован вид в перспективе с частичным вырезом электрохирургического инструмента-резектора, который показывает, как схематические элементы, проиллюстрированные на фиг. 4, могут отображаться на устройстве, аналогичном устройству, проиллюстрированному на фиг. 2А и 2В. Общие элементы, показанные на фиг. 4, обозначены одинаковыми ссылочными позициями и не описываются повторно.
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 гибкий стержень 204, который соединен с наконечником 200 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 цилиндрической части 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, а приводная часть 604 содержит кольцо 618 для большого пальца, которое можно использовать для облегчения захвата пользователем при толкании и вытягивании цилиндрической части 606 относительно приводной части 604. Приводная часть 604 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. 6В проиллюстрирован вид с вырезом 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. 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 РЧ и микроволновой ЭМ энергии на наконечник инструмента.
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) и микроминиатюрные коаксиальные (micro-miniature coaxial; MMCX) соединители.
В других вариантах реализации изобретения монтажная плата 622 может быть опущена и заменена одним прямоугольным соединителем QMA-MCX.
Как показано на фиг. 6В, 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 управляющего штока 636 находится в пределах внутреннего стержня 628 и выходит из ручного блока через стержень 612 инструмента. Основной управляющий шток 636 может использоваться для приведения в движение подвижной части (например, поворотного элемента лезвия) на наконечнике инструмента, соединенном с дистальным концом стержня 612 инструмента. Например, основной управляющий шток 636 может соответствовать основному управляющему штоку 242, описанному выше. Проксимальный конец основного управляющего штока 636 зафиксирован относительно корпуса 602 ручного блока 600. Следовательно, перемещение корпуса 602 относительно приводной части 604 может привести к перемещению основного управляющего штока 636 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 управляющий шток 636 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 управляющий шток 636 назад и вперед относительно стержня 612 инструмента и управлять открытием и закрытием подвижной части (например, поворотного элемента лезвия) на наконечнике инструмента, присоединенном на дистальном конце стержня 612 инструмента.
Существует несколько возможных способов закрепления проксимального конца основного управляющего штока 636 относительно корпуса 602 ручного блока 600. В показанном примере блок 638 прикреплен к проксимальному концу основного управляющего штока 636. Блок 638 может, например, представлять собой кусок металла, который припаян или приварен к проксимальному концу основного управляющего штока 638. 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 управляющий шток 636) через держатель. Держатель может быть соединен с поворотным устройством 610 через отверстие в боковой стенке внутреннего стержня 628.
Часть основного управляющего штока 636 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 управляющего штока 636 в открытом положении ручного блока 600. В качестве альтернативного варианта, металлическая трубка может быть припаяна или приварена к основному управляющему штоку 636 для достижения того же эффекта.
Относительное линейное перемещение между приводной частью 604 и корпусом 602 непосредственно управляет линейным перемещением основного управляющего штока 636 относительно стержня 612 инструмента. Это может дать пользователю возможность точно регулировать открытие и закрытие поворотного элемента лезвия 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 элемента лезвия 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.
В одном примере термоусадочный или другой придающий жесткость материал может быть нанесен вокруг проксимальной части стержня 612 инструмента. Длина этой придающей жесткость части выбирается таким образом, чтобы занимать часть стержня, которая всегда будет находиться за пределами вводной трубки эндоскопа даже при полном введении стержня. Придающая жесткость часть может помочь в передаче крутящего момента из этой части стержня в часть, которая находится внутри вводной трубки устройства для осмотра. Это также может предотвратить колебание стержня инструмента при его срабатывании, а также при вращении. Кроме того, это может предоставить врачу (то есть оператору устройства для осмотра) большее в диаметре устройство, чтобы его можно было удерживать как для поворота, так и для толкания/вытягивания без необходимости взаимодействия с ассистентом.
То, что ручной блок 600 содержит свободно движущееся вращающееся соединение, позволяет врачу вращать его без помощи ассистента, который будет держать ручной блок, а также позволяет ассистенту при необходимости создавать вращение через ручной блок.
На фиг. 7А проиллюстрирован вид в перспективе с вырезом стержня 612 инструмента, в то время как он движется к наконечнику инструмента. Стержень 612 инструмента содержит внешнюю гильзу 648, которая определяет просвет для подвода коаксиального кабеля 626 и управляющего штока 636. В этом примере коаксиальный кабель 626 и управляющий шток 636 удерживаются в проходящей в продольном направлении вставке 650. Вставка 650 представляет собой экструдированную деталь, например, образованную из деформируемого полимера, такого как ПЭЭК, или другого пластика с аналогичными механическими свойствами. Как более четко показано на фиг. 7В, вставка 650 представляет собой цилиндрический элемент, имеющий ряд расположенных ниже просветов 664, вырезанных вокруг его внешней поверхности. Расположенные ниже просветы 664 прорываются через внешнюю поверхность вставки 650, определяя множество отдельных лап 662 по ее окружности. Размеры расположенных ниже просветов 664 могут быть такими, чтобы подводить такие компоненты, как коаксиальный кабель 626 или управляющий шток 636, или могут быть предназначены для обеспечения потока жидкости вдоль просвета гильзы 648.
Может быть целесообразно, чтобы вставка не содержала какие-либо закрытые расположенные ниже просветы. Полностью закрытые расположенные ниже просветы могут быть склонны к сохранению деформаций при хранении в согнутом состоянии. При использовании такие деформации могут приводить к движению толчками.
Вставка 650 может содержать расположенный ниже просвет для приема коаксиального кабеля 626. В этом примере коаксиальный кабель 626 содержит внутренний проводник 658, отделенный от внешнего проводника 654 диэлектрическим материалом 656. Внешний проводник 654, в свою очередь, может содержать защитную крышку или оболочку 652, например, образованную из ПТФЭ или другого подходящего материала с низким коэффициентом трения для обеспечения относительного продольного перемещения между вставкой и коаксиальным кабелем в качестве стержня с изгибом стержня.
Другой расположенный ниже просвет может быть выполнен с возможностью приема стандартной трубки 660 из ПТФЭ, через которую проходит управляющий шток 636. В альтернативном варианте реализации изобретения управляющий шток 636 может быть снабжен покрытием с низким коэффициентом трения (например, ПТФЭ) перед использованием, так что не требуется отдельная трубка из ПТФЭ.
Вставка предназначена для заполнения, т. е. плотного вписывания внутри, просвета гильзы 648, когда она установлена с коаксиальным кабелем 626 и управляющим штоком 636. Это означает, что вставка предназначена для ограничения относительного перемещения между коаксиальным кабелем, управляющим штоком и гильзой во время изгиба и вращения стержня 612. Кроме того, заполняя гильзу 648, вставка помогает предотвратить разрушение и потерю вращения гильзы при чрезмерном вращении. Вставка предпочтительно выполнена из материала, который обладает жесткостью, чтобы противостоять такому перемещению.
Кроме того, наличие вставки может предотвратить «потерянный» ход управляющего штока, вызванный деформацией стержня 612 инструмента. Такой потерянный ход может возникнуть при отсутствии вставки по двум причинам.
Во-первых, управляющий шток 636 может перемещаться из стороны в сторону в гильзе 648, так что, когда гильза следует по изогнутой траектории, она может обходить внешнюю часть изгибов, что является более длинным путем, чем длина осевой линии, которая является также длиной гильзы по прямой. Например, если внутренний диаметр гильзы составляет 2,15 мм, а диаметр управляющего стержня составляет 0,4 мм, то осевая линия управляющего штока может находиться на расстоянии 0,875 мм от осевой линии гильзы. При каждом изгибе на 180 градусов, если управляющий шток проходит до внешнего предела своего возможного перемещения внутри гильзы, путь перемещения управляющего штока будет на 2,75 мм длиннее, чем длина по осевой линии гильзы. Таким образом, пять изгибов на 180 градусов каждый могут дать 13,75 мм «потерянного» хода.
Во-вторых, управляющий шток 636 может следовать извилистой траекторией внутри гильзы 648 (даже если гильза прямая), которая больше длины гильзы. Таким образом, в любом месте, в котором управляющий шток не поддерживается, он может изгибаться в стороны. Изогнутая форма была бы похожа на синусоидальную волну. Если штоку не было бы разрешено отклоняться очень далеко в сторону, он мог бы иметь множество изгибов по своей длине. Внутри гильзы управляющий шток не может изгибаться в сторону, но должен оборачиваться вокруг внутренней части гильзы, причем его центр находится в радиусе 0,875 мм от центра гильзы. Каждый виток вокруг трубки равен 5,5 мм изгиба. Увеличение длины синусоидального пути по прямому пути вычисляется с помощью эллиптического интеграла. В случае небольших соотношений изгиба () к длине по прямой () двух изгибов изменение длины близко к изменению для дуги круга, и для этого соотношение длин равно , а разница (потерянный ход) составляет около  . Например, если приводной шток имеет 6 петель (по 3 в каждом направлении) на длину 2,3 м, и каждая из них дважды обернулась вокруг осевой линии, то=2300/3=766,666 мм и=11 мм, а потерянный ход составляет 0,22% или 5 мм.
Описанная выше экструдированная вставка имеет кулачковые лапки, которые поджимаются на внутренней части гильзы и препятствуют наматыванию управляющего штока вокруг оси гильзы. Это уменьшает длину потерянного хода, описанного выше.
На фиг. 8А, 8В и 8С проиллюстрированы виды в перспективе наконечника 700 инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является другим вариантом реализации данного изобретения. При такой компоновке наконечник инструмента модифицирован для обеспечения параллельного действия по закрытию между элементами лезвия в противоположность описанному выше поворотному действию ножничного типа.
Аналогично наконечнику 200 инструмента, описанному выше, наконечник 700 инструмента содержит неподвижную часть 706, которая содержит первый электрод 708, и подвижную часть 710, которая содержит второй электрод 712. Наконечник 700 инструмента установлен на дистальном конце гибкого стержня 702. Экранирующий защитный элемент 704 установлен поверх соединения между коаксиальным кабелем, подводимым через стержень 702, и проксимальным концом первого электрода 706.
Неподвижная часть 706 имеет проксимальную область, которая прикреплена к дистальному концу гибкого стержня 702. Неподвижная часть 706 проходит в продольном направлении в сторону от дистального конца гибкого стержня 702 и определяет первый элемент лезвия в дистальной области. Первый элемент лезвия представляет собой проходящий в продольном направлении штырь, имеющий выступающий наконечник на самом дистальном конце. Первый электрод 708 проходит вдоль верхней и боковых поверхностей первого элемента лезвия.
Подвижная часть 710 установлена с возможностью поворота на неподвижной части 706. В этом варианте реализации изобретения подвижная часть 710 содержит второй элемент лезвия, который представляет собой удлиненный штырь, длина которого соразмерна с первым элементом лезвия. Второй элемент лезвия содержит проходящий вниз наконечник на своем самом дистальном конце.
В этом примере подвижная часть 710 может поворачиваться вокруг оси 711 поворота, которая сама по себе является подвижной относительно неподвижной части 706. Подобно конструкции, описанной выше, наконечник 700 инструмента содержит управляющий шток 714, который установлен с возможностью скольжения в валу 702 и который входит в зацепление с прорезью 716 на проксимальной части подвижной части 710. Подвижная часть 710 соединена с неподвижной частью 706 соединительным штоком 718. Первый конец соединительного штока 718 соединен с возможностью поворота с подвижной частью 710 на оси 711 поворота, а второй конец соединительного штока 718 установлен с возможностью скольжения на неподвижной части 706 в образованном в ней канале (не показан).
На фиг. 8А проиллюстрирован наконечник 700 инструмента в открытой конфигурации, в которой управляющий шток 714 выдвинут из стержня 702, чтобы подталкивать соединительный шток 718 в развернутое положение, в котором ось 711 поворота перемещается в сторону от неподвижной части, а подвижная часть поворачивается вокруг оси 711 поворота таким образом, что второй элемент лезвия располагается под углом к первому элементу лезвия.
На фиг. 8В проиллюстрирован наконечник 700 инструмента в промежуточной конфигурации, в которой управляющий шток 714 частично втянут, так что соединительный шток 718 остается в развернутом положении, в котором ось 711 поворота разнесена с неподвижной частью 706, но в котором подвижная часть повернута вокруг оси поворота таким образом, что второй элемент лезвия параллелен первому элементу лезвия.
На фиг. 8С проиллюстрирован наконечник 700 инструмента в закрытой конфигурации, в которой управляющий шток 714 полностью втянут, чтобы заставить соединительный шток 718 перемещаться в выдвинутое положение, в котором ось 711 поворота втягивается в неподвижную часть 706 таким образом, что второй элемент лезвия проходит вдоль первого элемента лезвия, оставаясь при этом параллельным ему.
На фиг. 9А и 9В проиллюстрированы виды в перспективе наконечника 800 инструмента электрохирургического инструмента-резектора, который является еще одним вариантом реализации данного изобретения. В такой компоновке наконечник инструмента модифицируется, чтобы обеспечить более широкую основу для создания лучших возможностей герметизации тканей путем ограничения или концентрации микроволнового поля, установленного между электродами.
Аналогично наконечнику 200 инструмента, описанному выше, наконечник 800 инструмента содержит неподвижную часть 804, которая содержит плоский диэлектрический корпус 806, на котором находится первый электрод 810, и подвижную часть 808, содержащую второй электрод 812. Наконечник 800 инструмента установлен на дистальном конце гибкого стержня 802. Экранирующий защитный элемент 803 установлен поверх соединения между коаксиальным кабелем, подводимым через стержень 802, и проксимальным концом первого электрода 810.
Неподвижная часть 804 имеет проксимальную область, которая прикреплена к дистальному концу гибкого стержня 802. Плоский диэлектрический корпус 806 проходит в продольном направлении в сторону от дистального конца гибкого стержня 802 и определяет первый элемент лезвия в дистальной области. Первый элемент лезвия представляет собой проходящий в продольном направлении штырь, имеющий выступающий наконечник на самом дистальном конце. Первый электрод 810 проходит вдоль верхней и боковых поверхностей первого элемента лезвия.
Подвижная часть 808 установлена с возможностью поворота на неподвижной части 804. В этом варианте реализации изобретения подвижная часть 808 содержит второй элемент лезвия, который представляет собой удлиненный штырь, длина которого соразмерна с первым элементом лезвия. Второй элемент лезвия содержит проходящий вниз наконечник на своем самом дистальном конце. Второй электрод 812 проходит вдоль бокового края второго элемента лезвия.
В этом примере неподвижная часть 804 содержит третий электрод 814. Третий электрод 814 образован из проводящего материала и принимает форму третьего элемента лезвия, имеющего такую же форму, что и первый элемент лезвия, но разнесенного от него в поперечном направлении на противоположной стороне плоского диэлектрического корпуса 806 до первого электрода 810. Третий электрод 814 разнесен с первым элементом лезвия, размер которого подходит для приема второго элемента лезвия при повороте из открытого положения в закрытое положение таким же образом, как описано выше со ссылкой на фиг. 2А и 2В.
На фиг. 9B проиллюстрирована противоположная сторона наконечника 800 инструмента. Неподвижная часть 804 содержит продольный рычаг 816, который поддерживает ось 818 поворота, на которой установлена подвижная часть 808. Канал 822 вырезан или иным образом образован в неподвижной части 804 для приема подвижной части 808, когда она перемещается в закрытое положение.
Поворотом подвижной части управляет выдвижной в продольном направлении управляющий шток (не показан на фиг. 9В), который проходит от стержня 802 через направляющий канал 824 для зацепления с прорезью 820, образованной в подвижной части 808, способом, аналогичным способу, описанному выше со ссылкой на фиг. 3А-3D.
Третий электрод 814 может быть электрически соединен с первым электродом 810 посредством проходящей в поперечном направлении проводящей части, например штифта или штока (не показана), которая проходит через зазор между третьим электродом 814 и первым элементом лезвия ниже второго элемента лезвия.
При наличии конструкции, проиллюстрированной на фиг. 9А и 9В, наконечник инструмента может поддерживать более широкий участок ткани, который должен быть захвачен между элементами лезвия. Кроме того, микроволновое поле, создаваемое между вторым электродом 812, а также первым и третьим электродами 810, 814, может оказывать более последовательное воздействие на захваченную ткань с обеих сторон второго элемента лезвия. В этом примере может быть желательно, чтобы внутренний проводник коаксиальной линии передачи был соединен со вторым электродом, а внешний проводник - с первым и третьим электродами, при этом первый и третий электроды выполняют функцию экранирования поля, в то время как второй элемент лезвия перемещается в закрытое положение.