DE60307465T2

DE60307465T2 - Bipolares elektrochirurgisches laparoskopieinstrument

Info

Publication number: DE60307465T2
Application number: DE60307465T
Authority: DE
Inventors: P. Steven Longmont BUYSSE; R. Kate Superior LAWES; F. Dale Fort Collins SCHMALTZ; J. Michael Louisville LANDS; Wade S. Boulder LUKIANOW; D. Kristin Louisville JOHNSON; Gary M. Longmont COUTURE; P. Lap Longmont NGUYEN
Original assignee: Sherwood Service AG
Current assignee: Covidien AG
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: DE60325283D1; JP2005538818A; AU2003245381A1; AU2009201795B2; AU2003245381B2; WO2004052221A1; EP1665995A1; US20060173452A1; CA2488435A1; EP1683496A2; EP1513464A1; EP1683496A3; DE60307465D1; EP1513464B1; EP1683496B1; ES2270055T3; AU2009201795A1; JP4461022B2; ES2317360T3

Description

Hintergrund
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein elektrochirurgisches Instrument zum Durchführen von laparoskopischen chirurgischen Verfahren, und insbesondere ein laparoskopisches elektrochirurgisches Instrument, das in der Lage ist, Gefäße und vaskulares Gewebe mit ausreichender Kraft zwischen zwei bipolaren Backen zu ergreifen, um das Gefäß oder vaskulare Gewebe zu verschließen.
Stand der Technik
U.S. Patent Nr. 5,509,922 beschreibt ein endoskopisches chirurgisches Instrument. Das Instrument umfasst eine Griffanordnung, mit einem feststehenden Griff und einem schwenkbaren Griff, und einen Körperabschnitt mit einem äußeren rohrförmigen Element. Ein unteres Backenelement und ein oberes Backenelement sind an einem distalen Ende des Körperabschnitts befestigt. Durch ein Bedienen der Griffanordnung werden die Backenelemente um einen Drehpunkt geschwenkt, um ihr Öffnen und Schließen zu bewirken. Der feststehende Griff umfasst einen Verbindungsanschluss, um die Backenelemente, und damit die jeweiligen Werkzeugelemente, mit dem notwendigen Strom zu versorgen. Ein Paar von Anschlagelementen ist vorgesehen, um die Drehbewegung des schwenkbaren Griffs um den Drehpunkt zu begrenzen. Ein Feststellmechanismus kann verwendet werden, um die Griffe an verschiedenen Stellen während des Öffnungs- und Schließvorgangs zu positionieren, welche das Aufbringen von verschiedenen Schließkräften auf das Werkzeugelement an dem distalen Ende des Instruments zulassen.
U.S. Patent Nr. 4,492,231 betrifft ein nicht-haftendes Elektrobrenneisen-System und eine bipolare Elektrobrenneisen-Zange. Die Zange umfasst ein Paar elektrisch leitfähiger Arme, die in jeweiligen Backen enden, welche geeignet sind, auszubrennendes bzw. zu kauterisierendes Gewebe zu ergreifen.
Laparoskopisch chirurgische Instrumente werden verwendet, um einen chirurgischen Eingriff durchzuführen, ohne große Einschnitte in den Patienten zu machen. Die laparoskopischen Instrumente werden in den Patienten durch eine Kanüle, oder Öffnung, eingeführt, die mit einem Trokar gemacht wurde. Typische Größen für Kanülen liegen im Bereich von drei Millimeter bis zwölf Millimeter. Üblicherweise werden kleinere Kanülen bevorzugt, und dies stellt eine Designherausforderung an die Instrumentenhersteller dar, die Wege finden müssen, um chirurgische Instrumente herzustellen, die durch die Kanülen passen.
Bestimmte chirurgische Verfahren erfordern das Trennen von Blutgefäßen oder vaskularem Gewebe. Dies stellt manchmal ein Problem für die Chirurgen dar, weil es schwierig ist Blutgefäße unter Verwendung von laparoskopischen Werkzeugen zu vernähen. Sehr kleine Blutgefäße, in dem Bereich von unterhalb zwei Millimeter im Durchmesser, können häufig unter Verwendung von elektrochirurgischen Standardtechniken geschlossen werden. Falls ein größeres Gefäß durchtrennt ist, kann es notwendig sein, dass der Chirurg das laparoskopische Verfahren in ein offen-chirurgisches Verfahren umwandelt, und dadurch die Vorteile von Laparoskopie aufgibt.
Verschiedene Zeitschriftenartikel haben Verfahren zum Verschließen von kleinen Blutgefäßen unter Verwendung von Elektrochirurgie offenbart. Ein Artikel mit dem Titel „Studies on Coagulation and the Development of an Automatic Computerized Bipolar Coagulator", J. Neurosurg., Band 75, Jul. 1991, beschreibt eine bipolare Gerinnungsvorrichtung bzw. einen bipolaren Koagulator, die/der verwendet wird um kleine Blutgefäße zu verschließen. Der Artikel gibt an, dass es nicht möglich war, Arterien mit einem größeren Durchmesser als 2 bis 2,5 mm sicher gerinnen zu lassen. Ein zweiter Artikel hat den Titel „Automatically Controlled Bipolar Electrocoagulation-(„COA-COMP")", Neurosurg. Rev. (1984), S. 187-190. Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zum Begrenzen von elektrochirurgischer Leistung an das Gefäß, so dass ein Verkohlen der Gefäßwände vermieden werden kann.
Kürzlich wurde herausgefunden, dass elektrochirurgische Verfahren in der Lage sein können, größere Gefäße zu verschließen, unter Verwendung einer angemessenen elektrochirurgischen Leistungskurve, gekoppelt mit einem Instrument, das in der Lage ist eine große Schließkraft auf die Gefäßwände aufzubringen. Man denkt, dass der Prozess des Gerinnens von kleinen Gefäßen fundamental unterschiedlich als elektrochirurgisches Gefäßverschließen ist. Gerinnen ist als ein Prozess des Austrocknens von Gewebe definiert, wobei Gewebezellen getrennt und getrocknet werden. Gefäßverschließen (vessel sealing) ist als der Prozess des Verflüssigens des Kollagens in dem Gewebe definiert, so dass es sich vernetzt und sich in eine verschmolzene Masse umbildet. Somit ist ein Gerinnen von kleinen Gefäßen ausreichend, um sie permanent zu schließen. Größere Gefäße müssen verschlossen werden, um eine permanente Schließung sicherzustellen.
Es wäre wünschenswert ein chirurgisches Werkzeug zu haben, das in der Lage ist elektrochirurgische Energie aufzubringen, in der Lage ist eine große Schließkraft auf die Gefäßwände aufzubringen, und auch in der Lage ist durch eine Kanüle durchzupassen. Eine große Schließkraft zwischen den Backen erfordert typischerweise ein großes Moment um den Drehzapfen für jede Backe. Dies stellt eine Herausforderung dar, weil die ersten und zweiten Stifte einen kleinen Momentenarm bezüglich des Drehzapfens von jeder Backe aufweisen. Eine große Kraft, gekoppelt mit einem kleinen Momentenarm, ist nicht wünschenswert, weil die großen Kräfte die ersten und zweiten Stifte scheren können. Es ist auch nicht wünschenswert den Momentenarm der ersten und zweiten Stifte zu vergrößern, weil die physische Größe des Jochs bzw. Ansatzes(yoke) nicht durch eine Kanüle durchpassen könnte.
Verschiedene bipolare laparoskopische Instrumente sind bekannt. Zum Beispiel offenbart das U.S. Patent Nr. 3,938,527 ein bipolares laparoskopisches Instrument zur Tubenkauterisation. U.S. Patent Nr. 5,250,047 offenbart ein bipolares laparoskopisches Instrument mit einer austauschbaren Elektrodenspitzenanordnung. U.S. Patent Nr. 5,445,638 offenbart eine bipolare Gerinnungs- und Trennzange mit ersten und zweiten Leitern, die sich von dem distalen Ende erstrecken. U.S. Patent Nr. 5,391,166 offenbart ein bipolares endoskopisches Instrument mit einem abnehmbaren Arbeitsende. U.S. Patent Nr. 5,342,359 offenbart eine bipolare Gerinnungsvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem des Vorsehens einer großen Schließkraft zwischen den Backen eines laparoskopischen bipolaren elektrochirurgischen Instruments, bei Nutzung eines kompakten Designs, das durch eine Kanüle durchpasst, und ohne ein strukturell bedingtes Versagen des Instrumentenjochs zu riskieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung, die im untenstehenden Anspruch 1 definiert ist, betrifft ein laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument zum Verschließen bzw. Verschmelzen von Gewebe und umfasst einen Griff mit einem länglichen daran befestigten Rohr. Das Rohr umfasst erste und zweite Backenelemente, die an einem distalen Ende davon angebracht sind, und aus einer ersten Position zum Annähern von Gewebe an zumindest eine nachfolgende Position bewegbar sind, zum Ergreifen von Gewebe, das dazwischen ist. Jedes der Backenelemente umfasst eine elektrisch leitfähige Verschlussoberfläche. Der Griff umfasst einen unbeweglichen bzw. festen Griff und einen Griff, der relativ zu dem unbeweglichen Griff bewegbar ist, um eine Bewegung der Backenelemente aus der ersten Position in die zumindest eine nachfolgende Position zum Ergreifen von Gewebe zu bewirken. Die Backenelemente sind mit einer Quelle von elektrochirurgischer Energie verbunden, derart, dass die Backenelemente bipolare elektrochirurgische Energie durch das dazwischen gehaltene Gewebe leiten können. Ein Anschlag ist enthalten, zur Beibehaltung eines minimalen Trennabstands zwischen den gegenüberliegenden Verschlussoberflächen, und eine Ratsche ist enthalten, zur Beibehaltung einer Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 3 kg/cm² bis ungefähr 16 kg/cm² zwischen gegenüberliegenden Verschlussoberflächen. Man wird zu schätzen wissen, dass der Anschlag vorteilhafterweise eine minimale Trennung zwischen elektrisch leitfähigen gegenüberliegenden Verschlussoberflächen erzeugt, um einen effizienten, konsistenten und gleichmäßigen Gewebeverschluss zu bewirken.
Der Anschlag hält einen minimalen Trennabstand von zumindest 0,03 Millimeter zwischen gegenüberliegenden Verschlussoberflächen bei. Vorteilhafterweise hält der Anschlag einen minimalen Trennabstand von ungefähr 0,03 Millimeter bis ungefähr 0,16 Millimeter bei. Der Anschlag kann auf zumindest einer der elektrisch leitfähigen Verschlussoberflächen angeordnet sein, oder alternativ kann sich der Anschlag an eine der elektrisch leitfähigen Verschlussoberflächen angrenzend befinden. Obwohl es zu bevorzugen ist, den Anschlag auf einer oder beiden der elektrisch leitfähigen gegenüberliegenden Verschlussoberflächen anzuordnen, kann es unter manchen Umständen vorteilhaft sein, den Anschlag angrenzend an die gegenüberliegenden Verschlussoberflächen anzuordnen.
Bei einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erste Backenelement mit einer Quelle von elektrochirurgischer Energie durch eine Schubstange verbunden, und das zweite Backenelement ist mit der Quelle von elektrochirurgischer Energie durch ein leitfähiges Rohr verbunden. Man wird zu schätzen wissen, dass ein Isolieren der Backenelemente auf diese Art die Wahrscheinlichkeit verringert, dass ein Kurzschluss des Instruments während der Aktivierung auftritt.
Bei einer anderen Ausführungsform ist die Ratsche innerhalb des unbeweglichen Griffs angeordnet und zumindest eine komplementäre mechanische Verriegelungsschnittstelle ist an dem bewegbaren Griff angeordnet. Vorzugsweise sehen die Ratsche und die komplementäre mechanische Verriegelungsschnittstelle zumindest eine Verriegelungsposition zur Beibehaltung einer Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 7 kg/cm² bis ungefähr 13 kg/cm² zwischen gegenüberliegenden Verschlussoberflächen vor. Idealerweise liegt die Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 4 kg/cm² bis ungefähr 6,5 kg/cm². Wie man zu schätzen wissen wird, und wie hierin erwähnt, ist das Beibehalten der Schließkraft innerhalb der obigen Arbeitsbereiche ein Schlüsselfaktor bei der Erzeugung eines effektiven und konsistenten Verschlusses.
Das laparoskopische bipolare elektrochirurgische Instrument kann einen Griff mit einem länglichen daran befestigten Rohr umfassen, wobei erste und zweite Backenelemente an einem distalen Ende davon angebracht sind, von denen jedes elektrisch leitfähige Verschlussoberflächen umfasst. Die Backenelemente können aus einer ersten Position, zum Annähern von Gewebe an zumindest eine nachfolgende Position, zum Ergreifen von Gewebe dazwischen bewegbar sein. Der Griff kann einen unbeweglichen Griff und einen Griff umfassen, der relativ zu dem unbeweglichen Griff bewegbar ist, um eine Bewegung der Backenelemente aus der ersten Position in die zumindest eine nachfolgende Position zum Ergreifen von Gewebe zu bewirken. Vorteilhafterweise können die Verschlussoberflächen ein nicht-haftendes Material bzw. Antihaft-Material umfassen, zum Verringern der Gewebeadhäsion bzw. des Anhaftens von Gewebe während des Verschlussprozesses. Die ersten und zweiten Backenelemente können mit einer Quelle von bipolarer elektrochirurgischer Energie verbunden sein, und ein Anschlag kann an zumindest einer der elektrisch leitfähigen Verschlussoberflächen angeordnet sein, um einen minimalen Trennabstand zwischen den gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen während des Verschließens beizubehalten.
Eine Ratsche kann an dem unbeweglichen oder dem bewegbaren Griff angeordnet sein, und zumindest eine komplementäre mechanische Verriegelungsschnittstelle kann an dem anderen der unbeweglichen und bewegbaren Griffe angeordnet sein. Vorteilhafterweise umfassen die Ratsche und die komplementäre mechanische Verriegelungsschnittstelle zumindest eine Verriegelungsposition, die eine Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 7 kg/cm² bis ungefähr 13 kg/cm² zwischen gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen beibehält.
Das nicht-haftende Material kann eine Beschichtung sein, die auf den gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen abgesetzt ist. Man wird zu schätzen wissen, dass dies die Wahrscheinlichkeit des Aufbaus eines Blutgerinnsels und Anhaftens verringert. Die nicht-haftende Beschichtung kann aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt werden, die aus Nitriden und Nickel-/Chrom-Legierungen bestehen. Vorzugweise kann die nicht-haftende Beschichtung eine der folgenden umfassen: TiN; ZrN; TiAIN; CrN; Nickel-/Chrom-Legierungen mit einem Ni/Cr-Verhältnis von ungefähr 5:1; Inconel 600; Ni200; und Ni201.
Die gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen können aus einem nicht-haftenden Material hergestellt sein, das eine Nicke-/Chrom-Legierung ist. Zum Beispiel kann das nicht-haftende Material Nickel-/Chrom-Legierungen mit einem Ni/Cr-Verhältnis von ungefähr 5:1, Inconel 600, Ni200 und Ni201 umfassen. Man stellt sich vor, dass diese besonderen Materialien vorteilhaft darin sind, eine nicht-haftende Oberfläche vorzusehen, die den Aufbau eines Blutgerinnsels und das Anhaften während der Aktivierung verringert.
Vorzugsweise kann zumindest eines der Backenelemente, der Griffe und/oder das längliche Rohr ein isolierendes Material umfassen, das darauf angeordnet ist und das vorteilhafterweise eine isolierende Beschichtung oder eine isolierende Umhüllung sein kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines laparoskopischen bipolaren elektrochirurgischen Instruments gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Perspektivansicht des distalen Endes und der Backen des Instruments in 1;
3 ist eine Explosionsansicht des in 2 gezeigten distalen Endes;
4 ist eine Perspektivansicht des distalen Endes des Instruments, wobei die Backen entfernt sind.
5 ist eine andere Perspektive von 4;
6 ist eine Seitenansicht eines elektrischen Federkontakts; und
7 ist eine Vorderansicht des in 6 gezeigten elektrischen Kontakts.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ein laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument 10 wird in 1 gezeigt. Das Instrument 10 weist ein proximales Ende 11 mit einem Griff 14 zum Halten und zur Bedienung bzw. Handhabung des Instruments 10 auf. Ein distales Ende 12 an dem Instrument 10 wird zur chirurgischen Handhabung von Gewebe verwendet. Das Instrument 10 umfasst ein längliches Rohr 13, das eine derartige Größe aufweist, dass es durch eine Kanüle für laparoskopische Eingriffe durchpasst, und kann bei unterschiedlichen Ausführungsformen eine derartige Größe aufweisen, dass es durch eine fünf bis zehn Millimeter Kanüle durchpasst.
Ein Abschnitt des distalen Endes 12 des Instruments 10 wird in 2 gezeigt. Eine erste Backe 15 und eine zweite Backe 16 werden in einer offenen Position gezeigt. Ein Winkel α wird durch die Backen 15 und 16 begrenzt. Ein Schließen der Backen 15 und 16 ist als eine Verringerung des durch die Backen 15 und 16 begrenzten Winkels α definiert. Ähnlich ist ein Öffnen der Backen 15 und 16 als eine Vergrößerung des Winkels α definiert. Der Winkel α ist Null, wenn die Backen 15 und 16 zusammen geschlossen sind. Der Drehungsmittelpunkt für die erste Backe 15 ist an dem ersten Drehzapfen 41, und der Drehungsmittelpunkt für die zweite Backe 16 ist an dem zweiten Drehzapfen 42. Der erste Drehzapfen 41 befindet sich an einem äußeren Nasenstück 32 und passt in ein erstes Schwenk- bzw. Drehloch 43, das sich an dem ersten Flansch 18 befindet. Der zweite Drehzapfen 42 befindet sich an einem inneren Nasenstück 31 und passt in ein zweites Drehloch 44, das sich an dem zweiten Flansch 20 befindet.
Stücke, die das distale Ende 12 des Instruments 10 umfassen, werden in einer Explosionsansicht in 3 gezeigt. Die erste Backe 15 und die zweite Backe 16 werden von einem Joch 17 getrennt gezeigt. Die erste Backe 15 weist einen ersten Flansch 18 und einen ersten Schlitz 19 in ihm auf. Die zweite Backe 16 weist einen zweiten Flansch 20 und einen zweiten Schlitz 21 in ihm auf. Jede Backe 15 und 16 ist vorzugsweise aus einem einzelnen Stück rostfreiem Stahl oder anderem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 ist das Joch 17 an einer Schubstange 22 angebracht. Das Joch 17 ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, wie beispielsweise Kunststoff. Eine erste Seite 23 des Jochs 17 ist dem ersten Flansch 18 zugewandt. Eine zweite Seite 24 des Jochs 17 ist dem zweiten Flansch 20 zugewandt. Wenn das Joch 17 zwischen den Flanschen 18 und 20 positioniert ist, wirkt das Joch 17 auch so, dass es die erste Backe 15 von der zweiten Backe 16 elektrisch isoliert. Auf diese Art kann ein bipolarer elektrochirurgischer Strom durch Gewebe geleitet werden, das durch die Backen 15 und 16 ergriffen wird, ohne einen Kurzschluss zwischen den Flanschen 18 und 20.
Ein erster Stift 25 befindet sich an der ersten Seite 23, wobei er bewegbar mit dem ersten Schlitz 19 in Eingriff gelangt. Ähnlich befindet sich ein zweiter Stift 26 an der zweiten Seite 24, um bewegbar mit dem zweiten Schlitz 21 in Eingriff zu gelangen. Jede Stift- und Schlitzkombination arbeitet als eine mechanische Eingriffsgliedverbindung. Eine Bewegung der Schubstange 22 bewegt das Joch 17, was bewirkt, dass die Stifte 25 und 26 innerhalb ihrer jeweiligen Schlitze 19 und 21 gleiten. Die Schlitze 19 und 21 sind bezüglich der distalen Enden der Backen 15 und 16 derart abgewinkelt, dass sich die Backen 15 und 16 auf eine bogenförmige Art zueinander hin und voneinander weg bewegen. Stifte 25 und 26 unterscheiden sich von den Drehzapfen 41 und 42. Die Stifte 25 und 26 sehen eine Kraft gegen die Wände der Schlitze 19 und 21 vor, wobei sie ein Moment um die Drehzapfen 41 und 42 erzeugen.
Die Schlitze 19 und 21 sind derart angeordnet, dass die distale Bewegung der Schubstange 22 bewirkt, dass sich die Backen 15 und 16 zusammen bewegen. Die distale Bewegung der Schubstange 22 ist als eine Bewegung in die Richtung des distalen Endes 12 des Instruments 10 definiert. Sobald die Backen 15 und 16 zusammen geschlossen sind, hält das Instrument der vorliegenden Erfindung die Backen 15 und 16 mit einer Druckkraft auf die Schubstange 22 zusammen.
Einer der Vorteile dieser Erfindung ist, dass Scherkräfte auf die Stifte 25 und 26 abgeladen werden können, um ein mechanisches Versagen zu verhindern, wenn große Kräfte auf die Backen 15 und 16 übertragen werden. Jeder Schlitz 19, 21 weist eine Sackgasse 27 beziehungsweise 28 auf, wie in 3 gezeigt. Die erste Sackgasse 27 ist eine Vergrößerung des ersten Schlitzes 19 nahe seinem distalen Ende. Die zweite Sackgasse 28 ist eine Vergrößerung des zweiten Schlitzes 21 nahe seinem distalen Ende. Die Eingriffsglied-Bewegung der Stifte 25 und 26 in den Schlitzen 19 und 21 wird die Stifte 25 und 26 in ihre jeweiligen Sackgassen 27 und 28 bringen. Diese Position der Stifte 25 und 26 lässt einen sehr kleinen Momentenarm zwischen den Stiften 25 und 26 und den Drehzapfen 41 und 42. Das Joch 17 weist Schultern 29 und 30 auf, die ein relativ großes Moment um die Drehzapfen 41 und 42 vorsehen können, um eine hohe Schließkraft zwischen den Backen 15 und 16 zu bewirken, ohne eine große Scherkraft auf die Stifte 25 und 26, wie unten beschrieben.
Sobald die Stifte 25 und 26 in den Sackgassen 27 und 28 sind, wird die Kraft von dem Joch auf die Flansche 18 und 20 durch eine erste Schulter 29 und eine zweite Schulter 30 übertragen. Die Schultern 29 und 30 stoßen an das proximale Ende der Flansche 18 und 20 an, um zu bewirken, dass die Backen 15 und 16 zusammen schließen. Die Drehzapfen 41 und 42 sind vorzugsweise aus Metall hergestellt und können relativ hohen Scherkräften widerstehen. Im Gegensatz dazu sind die Stifte 25 und 26 vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, und werden unter relativ großen Scherkräften brechen. Somit sehen die Schultern 29 und 30 ein Moment um die Drehzapfen 41 und 42 vor, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, große Scherkräfte auf die Stifte 25 und 26 aufzubringen, wobei der Momentenarm von den Stiften 25 und 26 klein wäre. Es gibt einen Winkel α in dem die Stifte 25 und 26 in ihre jeweiligen Sackgassen 27 und 28 eintreten und die Schultern 29 und 30 an die Flansche 18 und 20 anstoßen. Der Winkel α bei dem das Vorangehende stattfindet, beträgt vorzugsweise um die drei Grad.
Das bipolare elektrochirurgische Instrument 10 weist erste und zweite Pole mit einem Wechselpotential auf, die entlang des Instruments 10 und durch Gewebe geleitet werden, das zwischen den Backen 15 und 16 ergriffen ist. Der erste Pol wird von dem proximalen Ende 11 zu dem distalen Ende 12 hin entlang der Schubstange 22 geleitet. Der zweite Pol wird von dem proximalen Ende 11 zu dem distalen Ende 12 hin entlang des Rohrs 13 geleitet. Die äußere Oberfläche des Rohrs 13 ist vorzugsweise mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet. Vorzugsweise gibt es auch eine elektrisch isolierende Grenze zwischen der Schubstange 22 und dem Rohr 13, um Kurzschlüsse in dem Instrument 10 zu verhindern.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst das distale Ende des Instruments 10 ein inneres Nasenstück 31 und ein äußeres Nasenstück 32, wie in 2 gezeigt. Das innere Nasenstück 31 ist mit der Schubstange 22 elektrisch verbunden, während das äußere Nasenstück mit dem Rohr 13 elektrisch verbunden ist. Das innere Nasenstück 31 und das äußere Nasenstück 32 fangen das Joch 17 ein, zusammen mit den ersten und zweiten Flanschen 18 und 20, wie in 2 gezeigt. Das Joch 17 bewegt sich axial, entlang einer durch das Rohr 13 definierten Achse, in einem Raum zwischen den inneren und äußeren Nasenstücken 31 und 32. Ein Abstandshalter(pfahl) 33 behält die Trennung der Nasenstücke 31 und 32 an ihren distalen Enden bei. Die Nasenstücke 31 und 32 sehen eine seitliche Stütze für die Flansche 18 und 20 vor, um dabei zu helfen sicherzustellen, dass die Stifte 25 und 26 innerhalb der Schlitze 19 beziehungsweise 21 bleiben.
Die bevorzugte Ausführungsform umfasst auch einen inneren Isolator 34 und einen äußeren Isolator 35, zum Beibehalten der elektrischen Isolierung zwischen den Polen. Der äußere Isolator 35 sitzt zwischen dem Rohr 13 und der inneren Nase 31, wie in den 2 und 4 gezeigt. Der innere Isolator 34 sitzt zwischen dem Rohr 13 und der Schubstange 22. Auf diese Art kann das äußere Nasenstück 32 eine elektrische Kontinuität zwischen dem Rohr 13 und der zweiten Backe 16 vorsehen, währen das innere Nasenstück 34 eine elektrische Kontinuität zwischen der Schubstange 22 und der ersten Backe 15 vorsehen kann. Da die Schubstange 22 gleitbar innerhalb des Rohrs 13 angebracht ist, weist die bevorzugte Ausführungsform einen Federkontakt 36 auf, wie in den 6 und 7 gezeigt, der an der Schubstange 22 montiert ist, um eine elektrische Verbindung mit dem inneren Nasenstück 34 während einer axialen Bewegung beizubehalten.
Die ersten und zweiten Backen 15 und 16 weisen Kämme bzw. Stege 37 und 38 an ihren distalen Enden auf, die vorzugsweise zusammen verschachtelt sind. Die Backen 15 und 16 weisen auch Verschlussoberflächen 39 und 40 auf, wie in 2 gezeigt. Die Breite der Verschlussoberflächen 39 und 40 ist ein Parameter, der die Qualität des chirurgischen Ergebnisses beeinflusst. Die Schließkraft zwischen den Backen 15 und 16 variiert entlang der Länge der Verschlussoberflächen 39 und 40, wobei die größte Kraft an der distalen Spitze ist und die kleinste Kraft an dem proximalen Ende der Dichtungsoberflächen 39 und 40. Es ist bekannt, dass der Betrag des auf das Gewebe ausgeübten Drucks von dem Oberflächenbereich des Gewebes abhängt, das mit den Verschlussoberflächen in Kontakt ist. Bei der einen Ausführungsform ist die Breite von jeder Verschlussoberfläche, z.B. 39, in dem Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 5 Millimeter, und vorzugsweise 4 Millimeter in Breite, während die Länge von jeder Verschlussoberfläche 39 und 40 vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 10 bis 30 Millimeter ist.
Man hat durch Experimentieren herausgefunden, dass gute Ergebnisse des Gefäßverschließens erhalten werden, wenn die Schließkraft in Gramm geteilt durch die Breite in Millimeter in dem Bereich von ungefähr 400 bis 650 Gramm pro Millimeter der Verschlussoberflächenbreite ist. Da die Schließkraft mit der Länge der Verschlussoberflächen 39 und 40 variiert, hat man herausgefunden, dass es vorteilhaft ist die Breite der Verschlussoberflächen 39 und 40 entlang ihrer Länge zu verjüngen, mit der breitesten Breite an dem proximalen Ende und der engsten Breite an dem distalen Ende. Falls zum Beispiel die Breite der Dichtungsoberfläche 39, 40 vier Millimeter beträgt, liegt die Schließkraft vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 1.600 Gramm bis ungefähr 2.600 Gramm. Dieses Design lässt zu, dass die Backen 15 und 16 eine relativ konstante Schließkraft pro Einheit Breite aufbringen, vorzugsweise 525 Gramm pro Millimeter Breite, was eine Schließkraft von 2.100 Gramm für eine vier Millimeter breite Verschlussoberfläche 39, 40 ergibt.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Griff 14 einen unbeweglichen Griff 50 mit einem darin definierten Kanal 51, der gleitend einen bewegbaren Griff 52 aufnimmt. Der bewegbare Griff 52 umfasst einen darin definierten Handgriff 53, der zulässt, dass ein Nutzer den bewegbaren Griff 52 relativ zu dem unbeweglichen Griff 50 bewegt. Der bewegbare Griff 52 umfasst auch einen Flansch 55 mit einer Reihe von darin definierten Nuten 62, die mit einer entsprechenden Ratsche 60, die innerhalb des Kanals 51 angeordnet ist, mechanisch ineinander greifen. Vorzugsweise sind die Ratsche 60 und Nut 62 so dimensioniert, dass aufeinanderfolgende Ratschenpositionen Drücke innerhalb eines vorbestimmten Arbeitsbereichs von ungefähr 7 kg/cm² bis ungefähr 13 kg/cm² ergeben werden. Bei einer Ausführungsform sind die aufeinanderfolgenden Ratschenpositionen zwei Millimeter entfernt.
Experimentelle Ergebnisse bei Gewebestudien deuten an, dass die Größenordnung des durch die Verschlussoberflächen 39 und 40 auf das Gewebe ausgeübten Drucks wichtig dafür ist, ein richtiges chirurgisches Ergebnis sicherzustellen. Es wurde gezeigt, dass Gewebedrücke innerhalb eines Arbeitsbereichs von ungefähr 3 kg/cm² bis ungefähr 16 kg/cm², und vorzugsweise innerhalb eines Arbeitsbereichs von 7 kg/cm² bis ungefähr 13 kg/cm², effektiv für das Verschließen von Arterien und Gefäßbündeln ist.
Ein Verfahren der Herstellung eines laparoskopischen bipolaren elektrochirurgischen Instruments 10 wird hierin auch beschrieben. Das Verfahren umfasst den Schritt des Ausbildens einer ersten Backe 15, die einen ersten Flansch 18 mit einem ersten Schlitz 19 aufweist, und einer zweiten Backe 16, die einen zweiten Flansch 20 mit einem zweiten Schlitz 21 aufweist. Die Backen 15 und 16 werden vorzugsweise in einem Gussverfahren ausgebildet, obwohl es auch möglich ist die Backen 15 und 16 aus einem Rohmaterial maschinell herzustellen. Das Gießverfahren kann das Einspritzen von Pulvermetall unter Druck in eine Form umfassen, und dann das Aufbringen von Wärme.
Andere Schritte bei dem Verfahren umfassen das Anbringen eines Jochs 17 an einer Schubstange 22, und das elektrische Isolieren des ersten Flansches 18 von dem zweiten Flansch 20 mit dem Joch 17. Das Joch 17 ist vorzugsweise ein Spritzguss-Kunststoffteil mit Merkmalen, die eine erste Schulter 29 und eine zweite Schulter 30 umfassen.
Während des Zusammenbaus des distalen Abschnitts des Instruments 10 umfassen Schritte bei dem Verfahren das in Eingriff bringen eines ersten Stifts 25 mit dem ersten Schlitz 19, und das in Eingriff bringen eines zweiten Stifts 26 mit dem zweiten Schlitz 21. Die Schlitze 19 und 21 sind derart geformt, dass ein zwischen den ersten und zweiten Backen 15 und 16 begrenzter Winkel α mit der distalen Bewegung der Schubstange 22 abnimmt. Die Schlitze 19 und 20 sind mit Sackgassen 27 und 28 ausgebildet, die so positioniert sind, dass sie Scherbeanspruchungen auf die ersten und zweiten Stifte 25 und 26 an dem begrenzten Winkel α verringern, ungefähr wo die ersten und zweiten Schultern 29 und 30 mit den ersten und zweiten Flanschen 18 und 20 in Eingriff gelangen.
Weitere Schritte bei dem Verfahren umfassen: Umgeben zumindest eines Abschnitts der Schubstange 22 mit einem elektrisch leitfähigen Rohr 13; elektrisches Isolieren des Rohrs 13 von der Schubstange 22; elektrisches Verbinden eines inneren Nasenstücks 31 mit der Schubstange 22, und elektrisches Verbinden eines äußeren Nasenstücks 32 mit dem Rohr 13, wobei das innere Nasenstück 31 und das äußere Nasenstück 32 das Joch 17 zusammen mit den ersten und zweiten Flanschen 18 und 20 einfangen bzw. einschließen, um bipolaren elektrochirurgischen Strom an die ersten und zweiten Backen 15 und 16 zu leiten. Bei der bevorzugten Ausführungsform gibt es einen Schritt des elektrischen Verbindens der Schubstange 22 und des inneren Nasenstücks 31 mit einem Federkontakt 36.
Das Verfahren der Herstellung des Instruments 10 umfasst bei einigen Ausführungsformen die Schritte des Verjüngens der Breite der Verschlussoberflächen 39 und 40 entlang der Länge von sowohl der ersten Backe 15 als auch der zweiten Backe 16.
Eine elektrische isolierende Beschichtung 70 kann enthalten sein, um das längliche Rohr 13 im Wesentlichen zu bedecken, um den Chirurg gegen elektrische (Licht)Bögen zu schützen. Andere Teile des Instruments können auch durch die isolierende Beschichtung 70 geschützt werden. Eine isolierende Umhüllung kann auch verwendet werden, um das Rohr 13 oder andere Komponenten des Instruments 10 zu bedecken, z.B. das proximale Ende 11, Griffe 50, 52 und die äußeren Oberflächen (nicht gegenüberliegende Oberflächen) der Backenelemente 15, 16.
In anderen Aspekten, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, kann die äußere Oberfläche der Backenelemente 15, 16 ein Nickel-basiertes Material umfassen, Beschichten, Prägen bzw. Pressen, Metall-Spritzießen, das geeignet ist, ein Anhaften zwischen den Backenelementen (oder Komponenten von ihnen) mit dem umgebenden Gewebe während der Aktivierung und dem Verschließen zu verringern. Des Weiteren können auch andere Komponenten als das Rohr 13 und Griff 50, 52 mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen „nicht-haftenden" Material beschichtet sein. Vorzugsweise sind die nicht-haftenden Materialien aus einer Klasse von Materialien, die eine glatte Oberfläche vorsehen, um mechanische Zahnadhäsionen zu verhindern.
Die Gewebeverschlussoberflächen 39 und 40 der Backenelemente 15 beziehungsweise 16 können aus einem (oder einer Kombination von einem oder mehreren) der folgenden „nicht-haftenden" Materialien hergestellt werden: Nickel-Chrom, Chromnitrid, MedCoat 2000, durch „The Electrolizing Corporation of OHIO" hergestellt, Inconel 600 und Zinn-Nickel. Zum Beispiel können hohe Nickel-Chrom-Legierungen und Ni200, Ni201 (~100% Ni) als Elektroden oder Verschlussoberflächen durch Metallspritzgießen, Pressen, maschinelles Bearbeiten oder jedem derartigen Verfahren, hergestellt werden.
Außerdem umfassen diese Materialien vorzugsweise eine optimale Oberflächenenergie zur Beseitigung des Haftens, teilweise wegen der Oberflächentextur und der Anfälligkeit für einen Oberflächenzusammenbruch aufgrund elektrischer Effekte und der Korrosion in der Gegenwart von biologischen Geweben. Diese Materialien können nicht-haftende Qualitäten aufweisen, die rostfreiem Stahl überlegen sind, und sollten an dem Instrument in Bereichen genutzt werden, wo das Ausgesetztwerden mit Druck und RF-Energie lokalisiert „heiße Flecken" erzeugen kann, die anfälliger für ein Gewebeanhaften sind. Man wird zu schätzen wissen, dass ein verringern der Menge, die das Gewebe während des Verschließens „haftet", die Gesamtwirksamkeit des Instruments verbessert.
Die Gewebeverschlussoberflächen 39 und 40 können auch mit einem oder mehreren der obigen Materialien „beschichtet" werden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, d.h. eine „nicht-haftende Oberfläche". Zum Beispiel können Nitrid-Beschichtungen (oder eine oder mehrere der anderen oben identifizierten Materialien) als eine Beschichtung auf einem anderen Basismaterial (Metall oder Nichtmetall), unter Verwendung einer Herstellungstechnik der Beschichtung aus dem gas- oder dampfförmigen Zustand, abgelagert werden.
Eine besondere Klasse von hierin offenbarten Materialien hat überlegene nicht-haftende Eigenschaften gezeigt, und in einigen Fällen eine überlegene Verschlussqualität. Zum Beispiel Nitrid-Beschichtungen, die umfassen, aber nicht beschränkt sind auf: TiN, ZrN, TiAIN und CrN sind bevorzugte Materialien, die für nicht-haftende Zwecke verwendet werden. Es wurde herausgefunden, dass CrN besonders nützlich für nicht-haftende Zwecke ist, aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften und Funktion insgesamt. Es wurde auch herausgefunden, dass andere Klassen von Materialien das Haften insgesamt verringern. Zum Beispiel wurde herausgefunden, dass hohe Nickel-/Chrom-Legierungen mit einem Ni/Cr-Verhältnis von ungefähr 5:1 erheblich das Haften bei bipolarer instrumenteller Ausrüstung verringert. Ein besonders nützliches nicht-haftendes Material in dieser Klasse ist Inconel 600. Bipolare instrumentelle Ausrüstungen mit Elektroden, die aus Ni200, Ni201 (~100% Ni) hergestellt oder damit beschichtet sind, zeigten auch eine verbesserte nicht-haftende Funktion gegenüber typischen bipolaren Elektroden aus rostfreiem Stahl.
Man hat experimentell herausgefunden, dass lokale Stromkonzentrationen zu einem ungleichmäßigen Gewebeeffekt führen können, und um die Möglichkeit dieses Ergebnisses zu verringern, kann jede Verschlussoberfläche 39 und 40 eine gerundete Kante 80, 81 umfassen. Wie oben erwähnt, zeigte sich eine sich verjüngende Verschlussoberfläche 39 und 40 als vorteilhaft bei bestimmten Ausführungsformen, weil die Verjüngung einen relativ konstanten Druck auf das Gewebe entlang der Länge der Verschlussoberflächen 39 und 40 zulässt. Die Breite der Verschlussoberflächen 39 und 40 kann angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Schließkraft geteilt durch die Breite ungefähr konstant entlang der Länge ist.
Bei einer Ausführungsform befindet sich ein Anschlag 90, der aus einem isolierenden Material hergestellt ist, in dem Instrument, um eine minimale Trennung von zumindest ungefähr 0,03 Millimeter zwischen den Verschlussoberflächen 39 und 40 beizubehalten, wie in 3 gezeigt. Vorzugsweise hält der Anschlag einen minimalen Trennabstand in dem Bereich von ungefähr 0,03 Millimeter bis ungefähr 0,16 Millimeter bei. Der Anschlag 90 verringert die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Verschlussoberflächen 39 und 40. Man stellt sich vor, dass der Anschlag 90 nahe den Drehzapfen 41 und 42 positioniert werden kann, nahe dem Abstandshalter 33 oder an die gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen 39 und 40 angrenzend.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Instrument 10 einen zweiten oder alternativen Anschlag 95, der geeignet ist eine minimale Trennung von zumindest 0,03 Millimeter zwischen den Verschlussoberflächen 39 und 40 beizubehalten, wie in 2 gezeigt. Vorzugsweise hält der Anschlag 90 und/oder der Anschlag 95 einen Trennabstand innerhalb des Bereichs von ungefähr 0,03 Millimeter bis ungefähr 0,16 Millimeter bei. Eine Vielzahl von Anschlägen 90 und/oder 95 (oder verschiedene Muster von Anschlägen 90, 95) können verwendet werden, um diesen Zweck zu erfüllen.

Claims

Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument (10) zum Verschließen von Gewebe, mit: einem Griff (14) mit einem länglichen daran befestigten Rohr (13), wobei das Rohr erste und zweite Backenelemente (15, 16) umfasst, die an einem distalen Ende davon angebracht sind, wobei die ersten und zweiten Backenelemente aus einer ersten Position, in der die ersten und zweiten Backenelemente relativ zueinander beabstandet angeordnet sind, in zumindest eine nachfolgende Position, zum Ergreifen und Verschließen von dazwischen gehaltenem Gewebe, bewegbar sind, wobei jedes der ersten und zweiten Backenelemente einen Flansch (18, 20) und eine elektrisch leitfähige Verschlussoberfläche (39, 40) umfasst, mit einer Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 3 kg/cm² bis ungefähr 16 kg/cm², die zwischen den gegenüberliegenden Verschlussoberflächen der ersten und zweiten Backenelemente beibehalten wird, wobei der Griff einen unbeweglichen Griff (50) und einen bewegbaren Griff (52) umfasst, der bewegbare Griff relativ zu dem unbeweglichen Griff bewegbar ist, um eine Bewegung der ersten und zweiten Backenelemente aus der ersten Position in die zumindest eine nachfolgende Position, zum Ergreifen und Verschließen von dazwischen gehaltenem Gewebe, zu bewirken; wobei die ersten und zweiten Backenelemente geeignet sind mit einer Quelle von elektrochirurgischer Energie verbunden zu werden, derart, dass die gegenüberlegbaren Verschlussoberflächen elektrochirurgische Energie durch dazwischen gehaltenes Gewebe leiten können; einem Anschlag (90, 95), der geeignet ist einen minimalen Trennabstand von zumindest 0,03 Millimeter zwischen den gegenüberliegenden Verschlussoberflächen beizubehalten; und einem Joch (17) mit Stiften (25, 26) zum Annähern der Backen und Schultern (29, 30), wobei die Schultern auf die jeweiligen Backenflansche drücken können, um die jeweilige Schließkraft zwischen den Verschlussoberflächen zu bewirken, ohne den Stiften große Scherkräfte aufzuerlegen.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach Anspruch 1, ferner mit: einer Schubstange (22) zum Verbinden des ersten Backenelements mit einer Quelle von elektrochirurgischer Energie; und einem leitfähigen Rohr zum Verbinden des zweiten Backenelements mit der Quelle von elektrochirurgischer Energie.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schließkraft mittels einer Ratsche (60), die innerhalb des unbeweglichen Griffs angeordnet ist, und zumindest einer komplementären mechanischen Verriegelungsschnittstelle (62) beibehalten wird, die an dem bewegbaren Griff angeordnet ist, wobei die Ratsche und die komplementäre mechanische Verriegelungsschnittstelle zumindest eine Verriegelungsposition zur Beibehaltung der Schließkraft vorsehen.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 7 kg/cm² bis ungefähr 13 kg/cm² liegt.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schließkraft in dem Bereich von ungefähr 4 kg/cm² bis ungefähr 6,5 kg/cm² liegt.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlag auf zumindest einer der Verschlussoberflächen angeordnet ist.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlag an zumindest eine der Verschlussoberflächen angrenzend angeordnet ist.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlag einen minimalen Trennabstand zwischen Verschlussoberflächen in dem Bereich von ungefähr 0,03 Millimeter bis ungefähr 0,16 Millimeter beibehält.
Laparoskopisches bipolares elektrochirurgisches Instrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Joch aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Backenelement positioniert ist.