電外科系統和方法

電外科系統和方法
【專利說明】電外科系統和方法
【背景技術】
[0001] 內科醫生使用電外科（electrosurgical)系統W在手術過程期間執行具體功能。 在運些過程內，可能有必要處理不止一類的組織或產生不止一種方式的組織效應。現有電 外科系統通常被設計具有有限的功能，并且不總是對于處理不同的組織類型特別有效。如 果過程需要處理多種類型的組織，則單個設備的使用可W在過程的某些方面中產生不良的 結果并且需要用戶具有可用的若干手術器械或在若干手術器械之間切換W獲得期望的手 術效果。例如，在膝蓋或肩膀中的特定電外科手術過程可能需要操作的若干不同的模式W 有效地處理不同類型的組織。每個模式可W利用不同量的能量，并且在相關領域中每個模 式可W設及不同的電外科棒（wand)W及不同的電外科控制器的使用。在某些情況中，當可 W使用多個外科棒實現更好的臨床結果時，外科醫生可能放棄正確的棒和/或電外科控制 器的使用W減少過程的費用。
[0002] 使得處理對于外科醫生而言更容易W及實現更好的結果的任何進展將提供競爭 優勢。
【附圖說明】
[0003] 為了示例性實施例的詳細描述，現在將做出對附圖的參考，其中： 圖1示出了根據至少某些實施例的電外科系統； 圖2示出了根據至少某些實施例的電外科棒的正視圖； 圖3示出了根據至少某些實施例的電外科棒的橫截面正視圖； 圖4示出了根據至少某些實施例的屏蔽電極（screenelectrode)的正視圖W及包括 屏蔽電極的電外科棒的遠端的透視圖兩者； 圖5示出了根據至少某些實施例的控制器的電框圖；W及 圖6示出了設及根據至少某些實施例的輸出RF能量W及各種模式的吸引 (aspiration)流量的示例圖。
[0004] 符號和術語 貫穿W下說明和權利要求書使用某些術語來指代特定的系統部件。如本領域的技術人 員應理解的那樣，設計和制造電外科系統的公司可W通過不同的名稱指代部件。本文檔不 意圖在名稱但非功能不同的部件之間進行區分。
[0005] 在W下討論中化及在權利要求書中，W開放式的形式使用術語"包括"和"包含"， 并且因此應該將其解釋為意味著"包括但不限于……"。并且，術語"禪合"意圖意味著間接 或直接的連接。因此，如果第一設備禪合到第二設備，則該連接可W通過直接連接或者通過 經由其他設備和連接的間接連接。
[0006] 對單數項目的引用包括存在復數個所呈現的相同項目。更具體地，如在本文中W及在所附權利要求書中使用的那樣，單數形式"一"、"一個"、"所述"和"該"包括復數個引 用除非上下文另有清楚地規定。進一步注意到可W撰寫權利要求書W排除任何可選元素。 同樣地，該陳述用作針對連同權利要求元素的記載的如"單獨"、"僅"等運樣的排他術語的 使用或者"否定"限制的使用的引用基礎。最后，應理解除非另有限定，否則在本文中使用 的所有技術和科學術語具有與由本發明所屬的技術領域的普通技術人員中的一個通常理 解的相同的含義。
[0007] "消融（油Iation)"將意味著基于與等離子體的組織相互作用的組織的移除。
[0008] "消融的模式"將指消融的一個或多個特性。將不認為消融的缺乏(即，等離子體的 缺乏）為"消融模式"。將不認為執行凝結的模式為"消融模式"。
[0009] "活躍電極"將意味著電外科棒的電極，在使其接觸或緊密接近作為目標的組織用 于處理時，其產生電感應的組織變更效應。
[0010] "返回電極（returnelectrode)"將意味著用來關于活躍電極提供電荷的電流路 徑的電外科棒的電極，和/或本身不在用于處理的作為目標的組織上產生電感應的組織變 更效應的電外科棒的電極。
[0011] "電動機"將包括交變電流(AC)電動機、直流（DC)電動機化及步進電動機。
[0012] "控制流體的流量"將意味著控制體積流率。將不認為施加壓力W維持獨立于由施 加的壓力引起的流體的體積流率的設定點（setpoint)壓力（吸入壓力）的控制為"控制流 體的流量"。然而，將認為不同的施加壓力W維持流體的設定點體積流率為"控制流體的流 量"。
[0013] "基本上"，關于電極的暴露表面積，將意味著在兩個電極之間的暴露表面積相同， 或相差不超過百分之二十五（25)。
[0014] 所述在伸長桿"內"的流體導管將不僅包括物理地存在于伸長桿的所有內部體積 的或內部體積的一部分內的單獨的流體導管，而且包括如下情況：其中伸長桿的內部體積 本身是流體導體或者其中單獨的流體導體被沿著伸長桿的長度連接或被連接到伸長桿的 一部分。
[0015] 在提供值的范圍的情況中，應理解將在該范圍的上和下限之間的每個中間的值W 及在該陳述的范圍中的任何其他陳述或中間的值包括在本發明內。而且，設想描述的發明 性變型的任何可選特征可W被獨立地記載或要求保護或者與在本文中描述的特征中的任 何一個或多個組合。
[0016] 在本文中通過引用其全部將在本文中提及的所有現有主題(例如，出版物、專利、 專利申請和硬件）合并，除了在可能與本發明的主題沖突的主題范圍內（在所述情況下在本 文中呈現的將占優勢)。僅為在本申請的申請日期之前的引用項目的公開而提供它們。在 本文中沒什么被解釋為對本發明由于在先發明而不被賦予權利而先于此類材料的承認。
【具體實施方式】
[0017] 在詳細描述各種實施例之前，應理解本發明不限于在本文中記載的特定變型，因 為可W做出各種改變或修改并且可W代替等同物而不脫離本發明的精神和范圍。如在閱讀 本公開時將對于本領域技術人員清楚的那樣，在本文中描述和圖示的單獨實施例中的每個 具有分立部件和特征，其可W容易地與其他若干實施例中的任何實施例的特征分離開或者 組合而不脫離本發明的范圍或精神。另外，可W做出許多修改W適應特殊的情況、材料、物 質成分、過程、對(一個或多個）目標的(一個或多個)過程動作或(一個或多個）步驟、本發明 的精神或范圍。所有運樣的修改意圖在本文中構造的權利要求的范圍內。
[0018] 各種實施例設及電外科方法W及相關的電外科系統。特別地，各種實施例設及具 有多個操作的模式的電外科系統，多個操作的模式被配置用于期望的具體的作為目標的組 織類型的處理或電外科手術效果并且由單個電外科棒和單個電外科控制器實現。在示例實 施例中，由在電外科棒上的單個活躍電極實現多個操作的模式。說明書首先轉到說明性系 統W面向讀者。
[001引圖1圖示了根據至少某些實施例的電外科系統100。特別地，電外科系統100包括 禪合到電外科控制器104 (在下文中"控制器104")的電外科棒102 (在下文中"棒102")。 棒102包括限定遠端108的伸長桿106。伸長桿106進一步限定手柄或近端110,其為內科 醫生在手術過程期間握持棒102。棒102進一步包括覆蓋一個或多個電引線(未在圖1中具 體示出）的柔性多導體電纜112,并且柔性多導體電纜112終止在棒連接器114中。如在圖 1中示出的那樣，棒102諸如通過在外殼12的外表面廟圖1的說明性情況下，前表面）上 的控制器連接器120禪合到控制器104。
[0020] 雖然在圖1的視圖中不可見，但是在某些實施例中，棒102具有禪合到外部可訪問 的管狀構件的一個或多個內部流體導管。如圖示的那樣，棒102具有柔性管狀構件116,用 于在棒的遠端108處提供吸引。根據各種實施例，管狀構件116禪合到蠕動累118,該蠕動 累118被說明性地圖示為與控制器104的整體部件（即，至少部分地存在于控制器104的外 殼122內）。在其他實施例中，用于蠕動累118的外殼可W與用于控制器104的外殼122分 離巧日在圖中由虛線示出的那樣)，但無論如何將蠕動累操作地禪合到控制器104。
[002。 蠕動累118包括轉子部分124姐下文中僅"轉子124")W及定子部分126姐下 文中僅"定子126")。柔性管狀構件116在蠕動累118內禪合在轉子124和定子126之間， 并且轉子124逆柔性管狀構件116的運動引起朝向排出口（discharge)128的流體運動。雖 然說明性的蠕動累118被示出具有兩頭轉子124,但是可W使用不同類型的蠕動累118 (例 如，五頭蠕動累)。在各種實施例的上下文中，，蠕動累118如被控制器114命令的那樣、利用 基于轉子124的速度的控制在棒102的遠端108處創建來自手術區域的體積受控的吸引。
[0022] 仍參考圖1，顯示設備或接口設備130通過控制器104的外殼122可見，并且在某 些實施例中用戶可W通過接口設備130和/或相關的按鈕132選擇控制器104的可操作模 式。例如，使用按鈕132中的一個或多個，外科醫生可W在消融模式之間選擇，所述消融模 式諸如：可W用于軟骨的部分的移除的低模式；可W用于半月板的移除的中模式；用于組 織的積極（aggressive)移除的高模式；W及用于移除自由漂浮和/或受困組織的真空模 式。在下面更徹底地討論操作的各種模式。
[0023] 在某些實施例中，電外科系統100還包括腳踏板配件134。腳踏板配件134可W 包括一個或多個踏板設備136和138、柔性多導體電纜140W及踏板連接器142。雖然僅示 出了兩個踏板設備136和138,但是可W實現一個或多個踏板設備。控制器104的外殼122 可W包括禪合到踏板連接器142的相應的連接器144。內科醫生可W使用腳踏板配件134 來控制控制器104的各種方面，諸如消融的模式。例如，可W將踏板設備136用于對到棒 102的射頻（RF)能量的應用的開關控制，并更具體地用于在消融模式中的能量的控制。進 一步地，可W將踏板設備138用于控制和/或設置電外科系統的消融的模式。例如，踏板設 備138的致動可W在由控制器104產生的能量級別與由蠕動累118產生的吸引體積之間切 換。在某些實施例中，可W通過選擇性按壓位于棒102的手柄110上的手指按鈕來致動控 制器104的各種操作或性能方面的控制。
[0024] 各種實施例的電外科系統100可W具有采用Coblation?技術的操作的各種模式。 特別地，本公開的受讓人是Coblation?技術的所有者。Coblation?技術設及在棒102的一 個或多個活躍電極和一個或多個返回電極之間的射頻（RF)信號的應用W在目標組織附近 發展高電場強度。電場強度可W足W在一個或多個活躍電極和目標組織之間的區域中的一 個或多個活躍電極的至少一部分上使導電流體蒸發。導電流體可W固有地存在于身體內， 諸如血液或在某些情況中的胞外或胞內液。在其他實施例中，導電流體可W是液體或氣體， 諸如等滲鹽水。在某些實施例中，諸如設及膝蓋或肩膀的手術過程，通過與系統100分離并 且隔開的傳遞系統在活躍電極的附近和/或向目標位置傳遞導電流體。
[0025] 當使導電流體被通電到流體的原子比原子再濃縮快地蒸發的點時，形成氣體。當 將足夠的能量施加到氣體時，在過程中原子相互碰撞引起電子的釋放，并且形成電離氣體 或等離子體(所謂的"物質的第四狀態")。另外規定，可W通過經由驅動電流穿過氣體或者 經由引導電磁波進入氣體而加熱氣體和使氣體電離來形成等離子體。等離子體形成的方法 直接向在等離子體內的自由電子賦予能量，電子原子碰撞解放更多電子，并且過程級聯直 到實現期望的電離的程度。可W在Princeton大學的等離子體物理實驗室的R.J.Goldston 和P.H.Rutherford的PlasmaPhysics(1995)中發現對等離子體的更完整的描述，通過引 用將其完整的公開并入到本文中。
[0026] 當等離子體的密度變得足夠低（即，針對水溶液小于大約1020原子/cm3)時，電子 平均自由路徑增加，使得隨后注入的電子在等離子體內引起碰撞電離。當在等離子體層中 的離子粒子具有足夠的能量(例如，3. 5電子伏特（eV)到5