专利名称：电灼方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及组织烧灼。更具体地，本发明涉及具有多种电极的电灼系统和用于电 极的自动或用户选择操作或补偿的机制。
背景技术：
多种生理状况需要组织和器官切除。组织切除过程中的主要考虑是止血，即停止 出血。必需通过缝合或者烧灼来封闭为所要切除的器官或组织部分供血的全部血管，以阻 止在切除该组织时出血。例如，当在子宫切除术中切除子宫时，必需在子宫颈内阻止出血， 其中子宫必需是沿着为子宫供血的那些血管进行切除。类似地，当因为切除肿瘤或其它目 的而切除一部分肝脏时，必需单独地封闭肝脏内的血管。实现止血在开放外科手术过程中 以及最小侵入外科手术过程中是必需的。在最小侵入外科手术过程中，封闭血管可能是特 别耗费时间和难以解决的，因为经由插管和其它小型通道的接触途径有限。实现止血在接触途径受限的过程中尤其重要，其中必需在切除之前切碎器官或其 它组织。大部分器官太大，以致难以通过插管或其它接触途径受限通道完整切除，因而需要 在切除之前切碎组织，例如切割、磨碎或者粉碎成更小的块。除了上述例子之外，还存在各种其它电外科仪器以封闭和分离活体组织片，例如 动脉、静脉、淋巴、神经、脂肪、韧带和其它软体组织结构。多种已知的系统施加射频(RF)能 量以使身体组织坏死。确实，其中一些具有明显的优点，并且当前被广泛地使用。尽管如此， 本发明人尝试识别出并纠正先前方法的缺点，研究可能的改进，即使已知的方法是尚可的。在这一方面，本发明人认识到的一个问题涉及当今电极结构的小型化。具体而言， 许多电外科仪器制造商限制电极的总长度和表面积，以改善由组织完全覆盖电极的可能 性。这种小型电极策略导致外科医生不得不多次封闭和分离，以便充分地封闭和分离狭长 组织片。这种耗费时间的过程对病患也是有害的，其增加了麻醉时间，并潜在地增加损伤周 围结构的风险，因为不断地重复递送能量和分离组织。部分电极覆盖的后果可能是明显的。这种状况可能导致电弧放电、组织碳化、和不 充分的组织封闭。在组织封闭之后将立即执行组织的机械(例如刀)或者电外科手术分离， 分离未被充分封闭的组织可能给病患带来风险，因为未封闭的血管可能出血。电弧放电存 在其自身的很多问题。如果电灼电极在它们之间生成电弧，而不是使射频能量穿过目标组 织，则组织未能受到预期的电灼。此外，依据电弧路径，这可能会损坏非目标组织。另一问 题在于多电极系统内的相邻电极可能产生电串扰或者在顺序放电的两个相邻电极之间的 过渡区内产生过热效应。先前的设计通过为电极所固定到的夹头设置机械间隔来防止此现 象。然而，这种间隔妨碍极细小组织接触相对的电极，阻止在这些区域内实现最佳电封闭。 这些间隔如果过浅，也可能导致在电极之间的电弧放电。在300kHz至IOMHz范围内的典型射频能量(RF)频率上，组织阻抗是很大的。在 组织干燥之前，初始阻抗可以根据组织类型和位置、血管分布等而变化很大。因而，仅仅根 据本地阻抗确定组织电极覆盖的足够状态是不精确和不实用的。用于确定组织的电极覆盖
权利要求
一种电灼装置，包括形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极；至少一个第二电极；具有与第一电极和所述至少一个第二电极电耦合的输出的电源；用于选择性地将来自电源的电压施加在第一电极阵列中的任意电极与所述至少一个第二电极之中的两个或多个电极之间的装置；和用于确定所述第一电极中的任意电极与所述至少一个第二电极之中的至少一个的组织覆盖面积的装置。
2.权利要求1的装置，其中所述至少一个第二电极包括至少一个返回电极。
3.权利要求1的装置，所述第一电极和所述第二电极中之中的至少一个具有圆形边 缘，用于将在电极之间和在任何过渡表面处出现的边缘效应最小化。
4.权利要求1的装置，所述第一电极和所述至少一个第二电极之中的至少一个还包括涂有电介质或非导电材料的电极表面，其允许通过电容耦合在所述电极之间传输射频能量°
5.权利要求4的装置，所述第一电极和所述至少一个第二电极之中的至少一部分具有 定义小于0. 5mm的绝缘间隙的间隔关系。
6.权利要求4的装置，所述电极表面涂层包括聚合物。
7.权利要求6的装置，所述聚合物包括下述任意一个 特富龙 ，钛、钨和钽中任一个的金属氧化物，或者陶瓷材料。
8.权利要求4的装置，所述表面涂层包括 至少一个涂层。
9.权利要求1的装置，所述用于选择性地施加来自电源的电压的装置还包括 用于以防止相邻电极同时或顺序放电的选定放电顺序启动所述电极的装置。
10.权利要求4的装置，所述用于确定组织覆盖面积的装置包括 用于测量射频电压和电流的相位角度的装置；其中所述电介质涂层形成与组织的电容耦合；和 其中对于给定的电介质涂层厚度，电容是覆盖面积的函数。
11.权利要求1的装置，所述电源包括射频生成器，其选择性地可由所述用于选择性地施加来自电源的电压的装置操作，以 电感的形式插入共轭阻抗，从而消除与全覆盖电极的容抗，并允许测量射频电压和电流的 相位角度；其中当电极仅被部分覆盖时，电容改变；和 其中作为结果，电抗和射频电压和电流的相位角度改变。
12.权利要求11的装置，所述用于选择性地施加来自电源的电压的装置还包括射频生成器控制算法，其用于在检测到较小电极表面积时改变射频生成器频率以维持 最大功率传送，同时最小化电弧放电和非最佳的和/或过度的能量传送。
13.权利要求12的装置，所述用于选择性地施加来自电源的电压的装置还包括 用于通过确定相位和/或阻抗的快速改变来检测电弧放电和防止非最佳的和/或过度的能量传送的装置。
14.权利要求13的装置，用于检测电弧放电和防止非最佳的和/或过度的能量传送的 装置还包括用于使用仅由组织部分覆盖的电极向所述射频生成器算法发送信号以便缩短或改变 处理参数的装置。
15.权利要求11的装置，所述用于选择性地施加来自电源的电压的装置还包括 用于维持在所述射频生成器和组织之间的阻抗匹配的装置；其中当相位角度大约为零时实现阻抗匹配。
16.权利要求15的装置，所述用于维持所述射频生成器和组织之间的阻抗匹配的装置 还包括补偿增加的容抗的一个或多个电抗元件。
17.权利要求16的装置，所述用于维持所述射频生成器和组织之间的阻抗匹配的装置 还包括下述任意一个用于插入具有有限范围和接近无限解析度的连续可变电感器的装置，其中所述电感器 可调整至接近零相位；用于插入分立元件以发现最低相位的装置；和用于改变所述射频生成器的频率的装置，其中所述射频生成器通过电气改变频率来补 偿相位差。
18.一种电灼方法，包括如下步骤提供形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极； 提供至少一个第二电极；提供具有与第一电极和所述至少一个第二电极电耦合的输出的电源； 选择性地将来自电源的电压施加在第一电极阵列中的任意电极与所述至少一个第二 电极之中的两个或多个电极之间；和确定所述第一电极中的任意电极和所述至少一个第二电极之中的至少一个的组织覆 盖面积。
19.权利要求18的方法，其中所述至少一个第二电极包括至少一个返回电极。
20.权利要求18的方法，所述提供形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极和提供至 少一个第二电极的步骤还包括以下步骤提供涂有电介质或非导电材料的至少一个电极表面，其允许通过电容耦合在所述电极 之间传输射频能量。
21.权利要求19的方法，还包括以下步骤以防止相邻电极同时或顺序放电的选定放电顺序启动所述电极。
22.权利要求19的方法，还包括以下步骤 测量射频电压和电流的相位角度；其中所述电介质涂层形成与组织的电容耦合；和 其中对于给定电介质涂层厚度，电容是覆盖面积的函数。
23.权利要求19的方法，还包括步骤提供射频生成器，其选择性地可操作用于以电感的形式插入共轭阻抗，以消除与全覆盖电极的容抗，并允许测量射频电压和电流的相位角度； 其中当电极仅被部分覆盖时，电容改变；和 其中作为结果，电抗和射频电压和电流的相位角度改变。
24.权利要求22的方法，还包括步骤提供射频生成器控制算法，用于在检测到较小电极表面积时改变射频生成器频率以维 持最大功率传送，同时最小化电弧放电和非最佳的和/或过度的能量传送。
25.权利要求19的方法，还包括步骤通过确定相位和/或阻抗的快速改变来检测电弧放电和非最佳的和/或过度的能量传送。
26.权利要求19的方法，还包括以下步骤使用仅部分由组织覆盖的电极向所述射频生成器算法发送信号，以缩短或改变处理参数。
27.权利要求19的方法，还包括以下步骤 维持在所述射频生成器和组织之间的阻抗匹配； 其中当相位角度大约为零时实现阻抗匹配。
28.权利要求19的方法，还包括以下步骤 提供一个或多个电抗元件，其补偿增加的容抗。
29.权利要求28的方法，还包括下述任一步骤插入具有有限范围和接近无限解析度的连续可变电感器，其中所述电感器可调整至接 近零相位；插入分立元件以发现最低相位；和改变所述射频生成器的频率，其中所述射频生成器通过电气改变频率来补偿相位差。
30.一种电灼装置，包括形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极； 至少一个第二电极；具有与第一电极和所述至少一个第二电极电耦合的输出的电源； 用于选择性地将来自电源的电压施加在第一电极阵列中的任意电极与所述至少一个 第二电极之中的两个或多个电极之间的装置；和用于确定所述第一电极中的任意电极与所述至少一个第二电极之中的至少一个的组 织覆盖面积的装置；所述第一电极和所述至少一个第二电极之中的至少一个还包括 涂有电介质或非导电材料的电极表面，其允许通过电容耦合在所述电极之间传输射频 能量°
31.一种电灼方法，包括步骤提供形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极； 提供至少一个第二电极；提供具有与第一电极和所述至少一个第二电极电耦合的输出的电源； 选择性地将来自电源的电压施加在第一电极阵列中的任意电极和所述至少一个第二 电极之中的两个或多个电极之间；和确定所述第一电极中的任意电极与所述至少一个第二电极之中的至少一个的组织覆 盖面积；所述提供形成第一电极阵列的多个相邻的第一电极以及提供至少一个第二电极的步 骤还包括以下步骤提供涂有电介质或非导电材料的至少一个电极表面，其允许通过电容耦合在所述电极 之间传输射频能量。
全文摘要
公开了一种用于电极的自动或用户选择操作或补偿的电极结构和机制，例如确定组织覆盖和/或防止在电灼过程中在底部电极之间的电弧放电。
文档编号A61B18/18GK101998843SQ200880005613
公开日2011年3月30日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年2月6日
发明者卡姆兰·内扎特, 彼得·塞恩·埃德尔斯坦, 本杰明·西奥多·诺代尔, 约瑟夫·查尔斯·埃德, 马克·凯恩 申请人:阿拉贡外科手术公司