RU2145818C1

RU2145818C1 - Electrosurgical device

Info

Publication number: RU2145818C1
Application number: RU99108844/14A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Альперович; А.Г. Борзилов; Д.А. Карпушев; А.А. Косович; А.А. Кострикин; Н.В. Мерзликин; В.Н. Сало; В.В. Силиванов; А.И. Шипунов
Original assignee: Косович Алексей Адамович; Кострикин Александр Александрович; Шипунов Александр Игоревич
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-02-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device belongs to electrosurgical instruments designed for coagulation of biological tissues. Electrosurgical device has series-connected generator consisting of oscillator unit and pulse-forming unit, amplifier unit, transformer unit, and unit of electrodes including active and passive electrodes. Device also contains control unit with built-in unit of manual power regulation. The first output of power regulation unit is connected to input of oscillator unit, and the second output is connected to power-supply unit. Output of power-supply unit is connected to the second input of amplifier. Active electrode consists of proximal part coated through the entire length with layer of insulation material of high dielectric strength (for example, vinyl siloxane rubber), and distal part through which exposure is effected. Distal part is made spherical or hemispherical. Device generates attenuated sinusoidal oscillations with amplitude of 2.5-5 kV at frequency of 440 kHz and at repetition frequency of 20-60 kHz, which ensures coagulation without direct contact of electrode with tissue. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к электрохирургическим устройствам для коагуляции биологических тканей. The invention relates to the field of medical equipment, namely to electrosurgical devices for coagulation of biological tissues.

Известен электрохирургический аппарат (1) для коагуляции биологических тканей, состоящий из последовательно соединенных генератора тока высокой частоты, усилителя тока высокой частоты, блока ручной регулировки мощности, усилителя мощности, блока электродов, блока высокочастотных фильтров, и блока автоматической регулировки мощности, а также блок управления, выходы которого соединены со вторыми входами генератора, блока ручной регулировки мощности и блока автоматической регулировки мощности. Known electrosurgical apparatus (1) for coagulation of biological tissues, consisting of a series-connected high-frequency current generator, high-frequency current amplifier, manual power control unit, power amplifier, electrode unit, high-pass filter unit, and automatic power control unit, as well as a control unit the outputs of which are connected to the second inputs of the generator, the manual power control unit and the automatic power control unit.

Однако данное электрохирургическое устройство имеет недостатки, а именно в режиме монополярной коагуляции колебания тока синусоидальной формы, поступающие от генератора к блоку электродов, позволяют осуществлять только контактную коагуляцию биологических тканей, в процессе которой происходит осаждение коагулированных частиц на поверхность рабочей части электрода. Для продолжения процесса коагуляции необходимо увеличивать подводимую мощность высокочастотного тока, что в свою очередь приводит к излишней травматизации более глубоких слоев тканей оперируемого органа, а также необходимо более длительное время воздействия. Отсутствие изоляции на активном электроде делает невозможным применение данного устройства при проведении лапароскопических операций. However, this electrosurgical device has drawbacks, namely, in the mode of monopolar coagulation, the sinusoidal current fluctuations coming from the generator to the electrode block allow only contact coagulation of biological tissues, during which coagulated particles are deposited on the surface of the working part of the electrode. To continue the coagulation process, it is necessary to increase the input power of the high-frequency current, which in turn leads to excessive trauma to the deeper layers of the tissues of the operated organ, as well as a longer exposure time. The lack of insulation on the active electrode makes it impossible to use this device during laparoscopic operations.

Новый технический результат - снижение травматизации биологических тканей и расширение функциональных возможностей инструмента - достигают применением нового электрохирургического устройства, содержащего блок питания и последовательно соединенные генератор, усилитель, блок, включающий активный и пассивный электроды, а также блок управления, выход которого соединен со вторым входом генератора, причем в генератор, выполненный в виде последовательно соединенных блоков осциллятора и блока формирователя импульса, дополнительно введен блок трансформатора, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход с блоком электродов, вход блока питания соединен с выходом блока управления, а его выход со вторым входом усилителя, причем проксимальная часть активного электрода на всем протяжении покрыта слоем изоляционного материала с высокой диэлектрической прочностью, а дистальная часть выполнена в виде сферы или полусферы. A new technical result - reducing trauma to biological tissues and expanding the functionality of the instrument - is achieved by using a new electrosurgical device containing a power supply and a serially connected generator, amplifier, a unit including active and passive electrodes, as well as a control unit whose output is connected to the second input of the generator moreover, in the generator, made in the form of series-connected blocks of the oscillator and the block of the pulse shaper, is additionally introduced a transformer lock, the input of which is connected to the amplifier output, and the output with the electrode block, the input of the power supply unit is connected to the output of the control unit, and its output with the second input of the amplifier, the proximal part of the active electrode being covered with a layer of insulating material with high dielectric strength, and the distal part is made in the form of a sphere or hemisphere.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого электрохирургического устройства. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed electrosurgical device.

Электрохирургическое устройство содержит последовательно соединенные генератор, состоящий из блока осциллятора 2 и блока формирования импульса 3, блок усилителя 4, блок трансформатора 5, и блок электродов 6, состоящий из активного 9 и пассивного 10 электродов, блок управления 7 со встроенным блоком ручной регулировки мощности 8, первый выход которого соединен со входом блока осциллятора 2, а второй выход соединен с блоком питания 1, выход которого соединен со вторым входом усилителя 4. Активный электрод 9, изображенный на фиг. 2, состоит из проксимальной части 1a, на всем протяжении покрытой слоем изоляционного материала 3а с высокой диэлектрической прочностью (например, венилсилоксановым каучуком), и дистальной части 2a, через которое осуществляется воздействие, выполненной сферической или полусферической. The electrosurgical device contains a series-connected generator consisting of an oscillator unit 2 and a pulse forming unit 3, an amplifier unit 4, a transformer unit 5, and an electrode unit 6 consisting of an active 9 and a passive 10 electrodes, a control unit 7 with an integrated manual power adjustment unit 8 the first output of which is connected to the input of the oscillator unit 2, and the second output is connected to the power supply 1, the output of which is connected to the second input of the amplifier 4. The active electrode 9 shown in FIG. 2 consists of a proximal part 1a, which is covered with a layer of insulating material 3a with a high dielectric strength (for example, venylsiloxane rubber), and a distal part 2a, through which the action is made spherical or hemispherical.

Устройство вырабатывает затухающие синусоидальные колебания с амплитудой 2.5-5 kV, частотой 440 кГц, с частотой повторения 20-60 кГц, что обеспечивает коагуляцию без непосредственного контакта электрода и ткани. The device generates damped sinusoidal oscillations with an amplitude of 2.5-5 kV, a frequency of 440 kHz, and a repetition rate of 20-60 kHz, which ensures coagulation without direct contact of the electrode and tissue.

Электрохирургическое устройство работает следующим образом. Блок управления 7, в зависимости от выбранного уровня воздействия, заданного блоком ручной регулировки мощности 8, формирует управляющие сигналы на блок питания 1 и блок осциллятора 2. Осциллятор 2 в зависимости от управляющего сигнала определяет частоту повторения синусоидальных вспышек, т.е. вырабатывает сигналы, которые поступают на блок формирования импульса 3. Блок формирования импульса 3 вырабатывает импульс (ti = 1.1 мкс), который через усилитель 4, где усиливается до напряжения источника питания, которое определяется блоком ручной регулировки мощности 8 блока управления в зависимости от выбранного уровня воздействия, поступает на вход блока трансформатора 5, в котором преобразуется в синусоидальную вспышку (f = 440 кГц), и поступает в блок электродов 6, пассивный электрод 10 которого соединен с пациентом. Electrosurgical device operates as follows. The control unit 7, depending on the selected level of exposure specified by the manual power control unit 8, generates control signals to the power supply unit 1 and the oscillator unit 2. The oscillator 2 determines the repetition rate of sinusoidal flashes, i.e. generates signals that are sent to the pulse forming unit 3. The pulse forming unit 3 generates a pulse (ti = 1.1 μs), which through the amplifier 4, where it is amplified to the voltage of the power source, which is determined by the manual power control unit 8 of the control unit depending on the selected level exposure, enters the input of the transformer unit 5, in which it is converted into a sinusoidal flash (f = 440 kHz), and enters the electrode unit 6, the passive electrode 10 of which is connected to the patient.

Благодаря тому, что электрохирургическое устройство содержит последовательно соединенный генератор, состоящий из блока осциллятора 2 и блока формирования импульса 3, блок усилителя 4, блок трансформатора 5, и блок электродов 6, состоящий из активного 9 и пассивного 10 электрода, стало возможным осуществить метод бесконтактной коагуляции, т.е. при поднесении электрода к ткани на расстояние 2-5 мм возникает электрический разряд, и происходит проникновение высокочастотного тока в клетки, и происходит коагуляция группы клеток, находящихся непосредственно в зоне коагуляции с диаметром 1-2 мм, не повреждая при этом более глубокие слои клеток и предупреждая осаждение коагулированных частиц на рабочей части электрода. Due to the fact that the electrosurgical device contains a series-connected generator consisting of an oscillator unit 2 and a pulse forming unit 3, an amplifier unit 4, a transformer unit 5, and an electrode unit 6 consisting of an active 9 and passive 10 electrode, it became possible to implement a contactless coagulation method , i.e. when the electrode is brought to the tissue at a distance of 2-5 mm, an electric discharge occurs, and the high-frequency current penetrates the cells, and coagulation of a group of cells located directly in the coagulation zone with a diameter of 1-2 mm occurs without damaging the deeper layers of the cells and preventing the deposition of coagulated particles on the working part of the electrode.

Покрытие проксимальной части активного электрода слоем изоляции с высокой диэлектрической прочностью позволило использовать предлагаемое электрохирургическое устройство для выполнения лапароскопических операций, что сделало безопасным введение активного электрода в полость через троакар, без термической травматизации окружающей биологической ткани. Выполнение дистальной части активного электрода в виде сферы или полусферы позволяет осуществлять визуальный контроль в области воздействия, снижая механическую травматизацию тканей органов. Coating the proximal part of the active electrode with an insulating layer with high dielectric strength made it possible to use the proposed electrosurgical device for laparoscopic operations, which made it safe to introduce the active electrode into the cavity through a trocar, without thermal trauma to the surrounding biological tissue. The implementation of the distal part of the active electrode in the form of a sphere or hemisphere allows visual control in the area of impact, reducing mechanical trauma to organ tissues.

При использовании методики бесконтактной коагуляции электрод не контактирует с тканями. Энергия концентрируется на кончике электрода и распределяется в виде пучка по поверхности обрабатываемой ткани, на электроде не происходит загрязнения рабочей поверхности электрода остатками карбонизации или распада клеток. Во время операции сам электрод не нагревается, а энергия, сконцентрированная в ткани, вызывает нагревание клеточных структур, происходит так называемое высушивание (десиккация), денатурация белка и образование тромбов в сосудах. При этом предупреждается излишняя термическая травматизация, толщина слоя коагуляционного некроза уменьшается в два раза по сравнению с литературными данными (2). When using the method of contactless coagulation, the electrode does not come into contact with tissues. The energy is concentrated on the tip of the electrode and distributed in the form of a beam on the surface of the treated tissue; the electrode does not become contaminated with the carbonization or cell decay residues on the electrode. During the operation, the electrode itself does not heat up, and the energy concentrated in the tissue causes the heating of the cellular structures, the so-called drying (desiccation), protein denaturation and the formation of blood clots in the vessels occur. In this case, excessive thermal traumatization is prevented, the thickness of the layer of coagulation necrosis is halved in comparison with published data (2).

Использование данного электрохирургического устройства при выполнении лапароскопических операций позволяет производить гемо- и холестаз из ложа желчного пузыря при операциях холецистэктомии, при обработке кист печени, в результате воздействия происходит склероз оставшихся структур, что ведет к прекращению выработки секрета стенками этого образования и быстрому заживлению. The use of this electrosurgical device when performing laparoscopic operations allows one to produce hemo- and cholestasis from the gallbladder bed during cholecystectomy operations, while treating liver cysts, as a result of exposure, sclerosis of the remaining structures occurs, which leads to the cessation of secretion production by the walls of this formation and quick healing.

Список литературных источников, использованных при составлении описания:
1. А.С. СССР N 656627 Б.И. N 14 от 16.04.79
2. С.И.Тартынский, В.А.Цветков, В.В.Архипов, А.В.Пекшев, А.Б.Вагапов, М. И. Дюмин "Экспериментальное использование газотоковой коагуляции и электрохирургического высокочастотного рассечения в хирургии органов брюшной полости" ("Клинический вестник" N 3 июль-сентябрь 1997 г.)юList of literary sources used in compiling the description:
1. A.S. USSR N 656627 B.I. N 14 from 04/16/79
2. S. I. Tartinsky, V. A. Tsvetkov, V. V. Arkhipov, A. V. Pekshev, A. B. Vagapov, M. I. Dyumin "Experimental use of gas current coagulation and high-frequency electrosurgical dissection in abdominal surgery cavity "(" Clinical Gazette "N 3 July-September 1997)

Claims

An electrosurgical device containing a power supply and a series-connected generator, amplifier, electrode block, including active and passive electrodes, as well as a control unit, the output of which is connected to the second input of the generator, characterized in that the generator is made in the form of series-connected oscillator blocks and pulse shaper unit, an additional transformer block is introduced, the input of which is connected to the output of the amplifier, and the output to the electrode block, the input of the power supply is connected to the output of the block board and its output to a second input of the amplifier, wherein the proximal portion of the active electrode all over covered by a layer of insulating material with a high dielectric strength, and the distal portion is in the form of a sphere or a hemisphere.