RU2845033C2

RU2845033C2 - Electrosurgical instrument for plasma coagulation of biological tissue

Info

Publication number: RU2845033C2
Application number: RU2022104015A
Authority: RU
Inventors: Тьярк БРАНДТ; Уве ШНИЦЛЕР; Йоханнес ХАЙМ; Мартин ВАЛЬЦ
Original assignee: Эрбе Электромедицин Гмбх
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2025-08-13

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medicine, particularly to an electrosurgical instrument for plasma coagulation of biological tissue. Device has inner channel connected to gas source and electrode arranged in inner channel to be washed by gas flow fed via inner channel. Electrode has a distally oriented tip starting from which the electrode cross-section increases in the proximal direction continuously or at least in one step. Electrode consists of a combination of materials having thermal conductivity higher than 20 W/(m⋅J) and has a base with a heat-conducting coating. Coating consists of an intermediate layer which is in direct contact with the base of the electrode and a surface layer on the intermediate layer. Intermediate layer is an adhesive layer and the surface layer consists of a metal or metal alloy whose melting point is lower than that of the intermediate layer, which in turn is lower than that of the electrode base material. Heat-conducting coating melts and redistributes away from the distal tip of the electrode.

EFFECT: achieving reduced loss of material of the electrosurgical instrument, in particular an instrument for plasma surgery, during its use.

13 cl, 10 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электрохирургическому инструменту для плазменной коагуляции биологической ткани.The invention relates to an electrosurgical instrument for plasma coagulation of biological tissue.

Инструменты для коагуляции ткани известны из различных публикаций, а также из практики. В этой связи можно сослаться на публикацию DE 102011116678 А1, а также на публикацию DE 69928370 Т2. В обеих публикациях раскрыты инструменты с электродами, которые выполнены, например, кольцеобразной формы и могут состоять из подходящего материала, в том числе из вольфрама, который отличается своей жаростойкостью.Instruments for tissue coagulation are known from various publications and also from practice. In this connection, reference may be made to publication DE 102011116678 A1, as well as to publication DE 69928370 T2. Both publications disclose instruments with electrodes, which are designed, for example, in a ring-shaped form and may consist of a suitable material, including tungsten, which is distinguished by its heat resistance.

Далее, из публикации DE 10030111 А1 известен инструмент для плазменной коагуляции, имеющий корпус, выполненный по типу шланга, во внутреннем канале (просвете) которого расположен шестиугольный электрод, состоящий из металла. Электрод соединен с подводящей электрической линией для обеспечения возможности снабжения электрода, расположенного на дистальном конце шланга, высокочастотным напряжением. От кончика (острия), выполненного на дистальном конце пластинчатого электрода, исходит электрический разряд, что позволяет генерировать поток плазмы, в частности поток плазмы благородного газа. Газовый поток, омывающий электрод, одновременно служит для отвода теплоты от электрода, чем предотвращается его перегрев. Отводом теплоты также достигается минимизация выгорания электрода на его разрядном участке, что позволяет увеличить срок службы инструмента.Further, from the publication DE 10030111 A1, a plasma coagulation instrument is known, which has a housing made as a hose, in the internal channel (lumen) of which a hexagonal electrode consisting of metal is located. The electrode is connected to a supply electric line to ensure the possibility of supplying the electrode located at the distal end of the hose with high-frequency voltage. An electric discharge emanates from the tip (point) made at the distal end of the plate electrode, which makes it possible to generate a plasma flow, in particular a noble gas plasma flow. The gas flow washing the electrode simultaneously serves to remove heat from the electrode, thereby preventing its overheating. Heat removal also minimizes the burnout of the electrode in its discharge section, which makes it possible to increase the service life of the instrument.

Однако эффективное охлаждение пластинки электрода газовым потоком требует высокого расхода обтекающего ее газа, что не всегда желательно.However, effective cooling of the electrode plate by a gas flow requires a high flow rate of gas flowing around it, which is not always desirable.

Кроме того, из публикации WO 2005/046495 А1 известно применение поджигающего электрода из вольфрамовой проволоки, конец которого расположен на дистальном конце корпуса инструмента, который в остальном выполнен в виде шланга или трубки. Вольфрамовая проволока, расположенная во внутреннем канале этого корпуса, удерживается на определенном расстоянии от дистального конца корпуса пластинкой, на которой проволока закреплена и которая служит для ее охлаждения. Однако отвод теплоты от вольфрамовой проволоки затрудняется наличием места перехода между пластинкой и вольфрамовой проволокой.In addition, the publication WO 2005/046495 A1 discloses the use of an ignition electrode made of tungsten wire, the end of which is located at the distal end of the instrument body, which is otherwise designed as a hose or tube. The tungsten wire, located in the internal channel of this body, is held at a certain distance from the distal end of the body by a plate on which the wire is fixed and which serves to cool it. However, the removal of heat from the tungsten wire is hampered by the presence of a transition point between the plate and the tungsten wire.

Из-за оплавления электродов в искровой разряд и/или в поток плазмы, а в конечном итоге и в живую ткань, могут попадать частицы, в частности частицы металла, что считается все более неприемлемым.Due to melting of the electrodes, particles, particularly metal particles, may enter the spark discharge and/or plasma flow and ultimately the living tissue, which is considered increasingly unacceptable.

Поэтому задача изобретения заключается в том, чтобы предложить решение по уменьшению уноса материала электрохирургического инструмента, в частности инструмента для плазменной хирургии, во время его применения.Therefore, the object of the invention is to propose a solution for reducing the carryover of material from an electrosurgical instrument, in particular a plasma surgery instrument, during its use.

Эта задача решается в электрохирургическом инструменте по пункту 1 формулы изобретения:This problem is solved in an electrosurgical instrument according to claim 1 of the invention formula:

Предлагаемый в изобретении электрохирургический инструмент предназначен для плазменной коагуляции биологической ткани и имеет внутренний канал, подключаемый к источнику газа, и электрод, расположенный во внутреннем канале с возможностью его омывания потоком подаваемого по внутреннему каналу газа. При этом электрод имеет дистально ориентированный, т.е. обращенный в дистальном направлении, кончик, начиная от которого поперечное сечение электрода увеличивается в проксимальном направлении непрерывно или по меньшей мере одной ступенью. Электрод состоит из комбинации материалов, имеющей теплопроводность, превышающую 20 Вт/(м⋅К), что позволяет сильно уменьшить выгорание электрода. Электрод снабжен теплопроводным покрытием, что увеличивает срок службы электрода, а также срок службы инструмента, оснащенного таким электродом. Независимо от теплопроводности электрода его теплопроводное покрытие обеспечивает увеличение срока службы электрода по сравнению с таким же электродом, но без покрытия. Это покрытие простирается в дистальном направлении, предпочтительно оканчиваясь вблизи дистального конца электрода, или покрывает дистальный конец электрода.The electrosurgical instrument proposed in the invention is intended for plasma coagulation of biological tissue and has an internal channel connected to a gas source, and an electrode located in the internal channel with the possibility of washing it with a flow of gas supplied through the internal channel. In this case, the electrode has a distally oriented, i.e. facing in the distal direction, tip, starting from which the cross-section of the electrode increases in the proximal direction continuously or in at least one step. The electrode consists of a combination of materials having a thermal conductivity exceeding 20 W/(m⋅K), which makes it possible to significantly reduce electrode burnout. The electrode is provided with a heat-conducting coating, which increases the service life of the electrode, as well as the service life of the instrument equipped with such an electrode. Regardless of the thermal conductivity of the electrode, its heat-conducting coating ensures an increase in the service life of the electrode compared to the same electrode, but without a coating. This coating extends in the distal direction, preferably ending near the distal end of the electrode, or covers the distal end of the electrode.

Теплопроводное покрытие состоит из промежуточного слоя, находящегося в непосредственном контакте с основой электрода, и поверхностного слоя, расположенного на промежуточном слое.The heat-conducting coating consists of an intermediate layer, which is in direct contact with the base of the electrode, and a surface layer located on the intermediate layer.

Поперечное сечение электрода может увеличиваться, начиная от дистального кончика (острия) электрода, до тех пор, пока электрод не войдет в соприкосновение со стенкой внутреннего канала, в котором он расположен. Если увеличение поперечного сечения от кончика к проксимальной части электрода является ступенчатым, оно может быть реализовано одной или несколькими ступенями, т.е. скачкообразными приростами. Кончик электрода (и примыкающая к кончику область боковой поверхности электрода) - это то место, откуда, обычно исходит искровой разряд или поток плазмы. Таким образом, кончик и непосредственно примыкающая к нему часть электрода образуют тот участок, в котором находится точка основания электрического разряда. В этой точке основания разряда происходит сосредоточение тока, одновременно являющегося источником тепла. В точке основания разряда электрод может быть оголен, т.е. может не иметь покрытия, или такое покрытие может быть удалено в процессе эксплуатации. Благодаря обоим мероприятиям, а именно увеличению поперечного сечения электрода в проксимальном направлении и использованию для электрода комбинации материалов, теплопроводность которой предпочтительно превышает 20 Вт/(м⋅К), теплота, выделяющаяся в точке основания разряда, рассеивается гораздо эффективнее, чем это было до сих пор при использовании электродов той же конструкции из нержавеющей или хромоникелевой стали. Таким образом, предлагаемый в изобретении электрод отличается, в частности, тем, что его теплопроводность, измеряемая от кончика в проксимальном направлении и/или измеряемая поперек проксимального направления, превышает теплопроводность высококачественной стали.The cross-section of the electrode may increase starting from the distal tip (point) of the electrode until the electrode comes into contact with the wall of the internal channel in which it is located. If the increase in the cross-section from the tip to the proximal part of the electrode is stepped, it may be realized in one or several steps, i.e., in abrupt increments. The tip of the electrode (and the area of the lateral surface of the electrode adjacent to the tip) is the place from which the spark discharge or plasma flow usually originates. Thus, the tip and the part of the electrode immediately adjacent to it form the area in which the base point of the electric discharge is located. At this base point of the discharge, the current is concentrated, which is simultaneously a source of heat. At the base point of the discharge, the electrode may be bare, i.e. it may not have a coating, or such a coating may be removed during operation. By both measures, namely increasing the cross-section of the electrode in the proximal direction and using a combination of materials for the electrode whose thermal conductivity preferably exceeds 20 W/(m⋅K), the heat released at the discharge base point is dissipated much more effectively than has been the case so far when using electrodes of the same design made of stainless steel or chromium-nickel steel. The electrode according to the invention is thus distinguished in particular by the fact that its thermal conductivity, measured from the tip in the proximal direction and/or measured across the proximal direction, exceeds the thermal conductivity of high-quality steel.

Электрод предпочтительно имеет участок, который простирается от кончика электрода, по меньшей мере, на 2,5 мм в проксимальном направлении и теплоемкость которого составляет менее 4,17 мДж/К. Это способствует быстрому локальному нагреванию кончика электрода в малом объеме (например, с поперечным сечением, ограниченным несколькими квадратными миллиметрами) и фиксации точки основания разряда в этой области. Таким образом, покрытие может плавиться на отдельных участках, например, на малых участках, близких к дистальному кончику.The electrode preferably has a region that extends from the electrode tip by at least 2.5 mm in the proximal direction and the heat capacity of which is less than 4.17 mJ/K. This facilitates rapid local heating of the electrode tip in a small volume (e.g. with a cross-section limited to several square millimeters) and fixation of the discharge base point in this region. In this way, the coating can melt in individual regions, for example in small regions close to the distal tip.

Комбинация геометрии электрода, при которой поперечное сечение электрода увеличивается от кончика в проксимальном направлении, причем электрод выполнен из комбинации материалов с высокой теплопроводностью, позволяет использовать кончик с особенно малым радиусом закругления, который, в частности, может быть меньше 1/10 максимального поперечного размера электрода. Благодаря этому на кончике электрода достигается высокая напряженность поля, которая может приводить к образованию искрового разряда и плазмы даже при низких высокочастотных напряжениях и токах. В этом случае электрод обладает особой готовностью к зажиганию разряда.The combination of the electrode geometry, in which the cross-section of the electrode increases from the tip in the proximal direction, and the electrode is made of a combination of materials with high thermal conductivity, allows the use of a tip with a particularly small radius of curvature, which, in particular, can be less than 1/10 of the maximum transverse size of the electrode. Due to this, a high field strength is achieved at the tip of the electrode, which can lead to the formation of a spark discharge and plasma even at low high-frequency voltages and currents. In this case, the electrode has a special readiness for ignition of the discharge.

Электрод предпочтительно выполнен пластинчатой формы, причем увеличение поперечного сечения электрода достигается увеличением поперечного размера электрода вдоль его оси от кончика в проксимальном направлении. Этот поперечный размер может увеличиваться непрерывно, чем достигается особенно хороший теплоотвод. Непрерывное увеличение поперечного сечения и поперечного размера может обеспечиваться тем, что к кончику электрода примыкают кромки последнего, выполненные бесступенчато, т.е. без уступов/изломов.The electrode is preferably made in a plate shape, wherein the increase in the cross-section of the electrode is achieved by increasing the transverse size of the electrode along its axis from the tip in the proximal direction. This transverse size can be increased continuously, which achieves particularly good heat dissipation. The continuous increase in the cross-section and transverse size can be ensured by the fact that the edges of the latter, made steplessly, i.e. without ledges/breaks, adjoin the tip of the electrode.

Электрод может быть выполнен в виде пластинки, имеющей две широкие стороны, соединенные друг с другом узкими сторонами. На кончике, образующем дистальный конец электрода, могут встречаться две сходящиеся кромки. Между узкими сторонами и широкими сторонами могут быть образованы ребра. Такой электрод может изготавливаться, например, из листовой заготовки.The electrode may be made in the form of a plate having two wide sides connected to each other by narrow sides. At the tip, forming the distal end of the electrode, two converging edges may meet. Ribs may be formed between the narrow sides and the wide sides. Such an electrode may be made, for example, from a sheet blank.

Электрод также может быть выполнен в виде проволочного электрода, т.е. в виде тонкого стержня, дистальный конец которого образует кончик (острие) электрода. Проволока (игла, тонкий стержень) может быть соединена с крепежной деталью, расположенной диаметрально во внутреннем канале зонда и являющейся частью электрода.The electrode can also be made in the form of a wire electrode, i.e. in the form of a thin rod, the distal end of which forms the tip (point) of the electrode. The wire (needle, thin rod) can be connected to a fastener located diametrically in the internal channel of the probe and is part of the electrode.

В одном варианте осуществления изобретения электрод состоит из комбинации материалов, образованной за счет того, что электрод состоит из основы, имеющей, по меньшей мере, одну поверхность, на которой расположено средство теплоотвода. При этом средство теплоотвода предпочтительно простирается в дистальном направлении к кончику электрода, по меньшей мере, до участка, занимаемого во время работы точкой основания разряда. Таким образом, выделяющаяся там теплота может передаваться непосредственно на средство теплоотвода без необходимости обеспечения теплопередачи от электрода к средству теплоотвода. Иначе говоря, средство теплоотвода находится в непосредственном контакте с источником тепла, которым в данном случае является точка основания разряда. В проксимальном направлении средство теплоотвода предпочтительно простирается, по меньшей мере, до участка электрода, на котором поперечный размер электрода максимален.In one embodiment of the invention, the electrode consists of a combination of materials formed by the electrode consisting of a base having at least one surface on which a heat sink is arranged. In this case, the heat sink preferably extends in the distal direction toward the tip of the electrode, at least to the area occupied by the discharge base point during operation. In this way, the heat released there can be transferred directly to the heat sink without the need to ensure heat transfer from the electrode to the heat sink. In other words, the heat sink is in direct contact with the heat source, which in this case is the discharge base point. In the proximal direction, the heat sink preferably extends at least to the area of the electrode on which the transverse dimension of the electrode is maximum.

В простейшем случае электрод в таком варианте состоит из материала основы, на которую в качестве средства теплоотвода нанесено теплопроводное покрытие, например, в виде теплопроводного слоя. Этот слой предпочтительно простирается до кончика электрода по значительной части поверхности широких сторон или по всей поверхности широких сторон электрода. Покрытие также может простираться по узким сторонам электрода. Если электрод выполнен, например, из высококачественной стали или другого материала с невысокой теплопроводностью, средство теплоотвода выполнено из материала с особенно высокой теплопроводностью, такого, например, как серебро, алмазоподобный углерод (АПУ) и т.п. В предпочтительном случае средство теплоотвода выполнено из металлического материала, который также обладает электропроводностью, благодаря чему средство теплоотвода, выполненное, например, в виде теплоотводящего слоя, также обеспечивает протекание тока и может находиться в непосредственном контакте с точкой основания разряда. Средство теплоотвода также может состоять из керамического материала с хорошей теплопроводностью, например из AlN (нитрида алюминия). Керамический материал может быть выполнен электропроводным или электроизоляционным. Средство теплоотвода, выполненное, например, в виде теплопроводного покрытия, предпочтительно также обладает особенно хорошей электропроводностью. Целесообразно, в частности, чтобы электропроводность покрытия была выше электропроводности материала основы. Вышеупомянутый слой предпочтительно выполнен, по меньшей мере, частично из серебра. При этом речь идет о многослойной структуре, в которой, по меньшей мере, один слой, предпочтительно слой, находящийся на наружной поверхности, состоит из серебра или серебряного сплава.In the simplest case, the electrode in such a variant consists of a base material onto which a heat-conducting coating is applied as a heat-dissipating means, for example in the form of a heat-conducting layer. This layer preferably extends to the tip of the electrode over a significant part of the surface of the wide sides or over the entire surface of the wide sides of the electrode. The coating can also extend over the narrow sides of the electrode. If the electrode is made, for example, of high-quality steel or another material with low thermal conductivity, the heat-dissipating means is made of a material with particularly high thermal conductivity, such as, for example, silver, diamond-like carbon (DLC), etc. In the preferred case, the heat-dissipating means is made of a metallic material that also has electrical conductivity, due to which the heat-dissipating means, for example in the form of a heat-dissipating layer, also ensures the flow of current and can be in direct contact with the discharge base point. The heat-dissipating means can also consist of a ceramic material with good thermal conductivity, for example AlN (aluminum nitride). The ceramic material can be electrically conductive or electrically insulating. The heat dissipation means, for example in the form of a thermally conductive coating, also preferably has particularly good electrical conductivity. It is particularly expedient for the electrical conductivity of the coating to be higher than the electrical conductivity of the base material. The above-mentioned layer is preferably formed at least partially from silver. This is a multilayer structure in which at least one layer, preferably the layer located on the outer surface, consists of silver or a silver alloy.

Кроме того, предлагаемый в изобретении электрохирургический инструмент отличается тем, что теплопроводное покрытие состоит из промежуточного слоя, находящегося в непосредственном контакте с основой электрода, и поверхностного слоя, расположенного на промежуточном слое, причем промежуточный слой представляет собой адгезионный слой, а поверхностный слой состоит из металла или металлического сплава, температура плавления которого ниже температуры плавления промежуточного слоя, которая, в свою очередь, ниже температуры плавления материала основы электрода, при этом теплопроводное покрытие выполнено с возможностью плавления и перераспределения в сторону от дистального кончика электрода. Таким образом, многослойная структура покрытия включает в себя влияющий на адгезию слой, а именно промежуточный слой, расположенный между поверхностным слоем и материалом основы и оказывающий влияние на сцепление поверхностного слоя с материалом основы. В частности, промежуточным слоем может быть адгезионный слой, способствующий нанесению материала покрытия (серебра) на материал основы (нержавеющую сталь). Адгезионный слой может способствовать во время работы перераспределению материала покрытия в сторону от дистального кончика.In addition, the electrosurgical instrument proposed in the invention is characterized in that the heat-conducting coating consists of an intermediate layer in direct contact with the electrode base and a surface layer located on the intermediate layer, wherein the intermediate layer is an adhesive layer, and the surface layer consists of a metal or metal alloy, the melting temperature of which is lower than the melting temperature of the intermediate layer, which, in turn, is lower than the melting temperature of the electrode base material, wherein the heat-conducting coating is designed with the possibility of melting and redistribution away from the distal tip of the electrode. Thus, the multilayer structure of the coating includes a layer affecting adhesion, namely an intermediate layer located between the surface layer and the base material and affecting the adhesion of the surface layer to the base material. In particular, the intermediate layer can be an adhesive layer that facilitates the application of the coating material (silver) to the base material (stainless steel). The adhesive layer can facilitate the redistribution of the coating material away from the distal tip during operation.

Как указано выше, температура плавления материала поверхностного слоя является более низкой, чем температура плавления материала основы электрода, а температура плавления промежуточного слоя ниже температуры плавления материала основы и выше температуры плавления материала поверхностного слоя.As stated above, the melting point of the surface layer material is lower than the melting point of the electrode base material, and the melting point of the intermediate layer is lower than the melting point of the base material and higher than the melting point of the surface layer material.

Также предпочтительно, чтобы теплопроводность материала поверхностного слоя была выше теплопроводности материала основы. Если имеется промежуточный слой, предпочтительно, чтобы теплопроводность материала промежуточного слоя была выше теплопроводности материала основы электрода и ниже, выше или равна теплопроводности материала поверхностного слоя.It is also preferable that the thermal conductivity of the surface layer material is higher than the thermal conductivity of the base material. If there is an intermediate layer, it is preferable that the thermal conductivity of the intermediate layer material is higher than the thermal conductivity of the electrode base material and lower, higher or equal to the thermal conductivity of the surface layer material.

Таким образом, в особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения средство теплоотвода имеет электропроводность, а в частности и теплопроводность, превышающие соответственно электропроводность и теплопроводность материала основы электрода.Thus, in a particularly preferred embodiment of the invention, the heat-dissipating means has an electrical conductivity, and in particular a thermal conductivity, that exceeds, respectively, the electrical conductivity and thermal conductivity of the base material of the electrode.

В качестве материала основы подходят, в частности, сплавы, содержащие железо, и/или хром, и/или никель. Кроме того, в качестве дополнительных компонентов в состав такого сплава могут входить углерод, и/или марганец, и/или фосфор, и/или сера, и/или кремний, и/или никель, и/или азот, и/или молибден. Высококачественная сталь, используемая в качестве материала основы, предпочтительно имеет следующий состав:Suitable base material are, in particular, alloys containing iron and/or chromium and/or nickel. In addition, such an alloy may contain carbon and/or manganese and/or phosphorus and/or sulfur and/or silicon and/or nickel and/or nitrogen and/or molybdenum as additional components. The high-quality steel used as base material preferably has the following composition:

В качестве материала для промежуточного слоя подходят, в частности, золото, никель или их сплавы.Suitable materials for the intermediate layer include, in particular, gold, nickel or their alloys.

Объектом изобретения является также электрохирургический инструмент для плазменной коагуляции биологической ткани, содержащий электрод, описанный выше и подробнее рассматриваемый ниже. Такой инструмент может иметь трубку или шланг, окружающую (-ий) внутренний канал, открытый на дистальном конце трубки или шланга и подключаемый к источнику газа, в частности к источнику аргона, причем электрод полностью или частично расположен во внутреннем канале и является соединяемым с генератором.The subject of the invention is also an electrosurgical instrument for plasma coagulation of biological tissue, comprising an electrode described above and discussed in more detail below. Such an instrument may have a tube or hose surrounding an internal channel, open at the distal end of the tube or hose and connected to a gas source, in particular to an argon source, wherein the electrode is fully or partially located in the internal channel and is connectable to a generator.

Примеры осуществления изобретения рассматриваются ниже со ссылкой на чертежи, на которых показано:Examples of the invention are discussed below with reference to the drawings, which show:

на фиг. 1 - сильно схематизированное, исполненное частично в перспективе изображение предлагаемого в изобретении инструмента, соответствующего аппарата для его питания и нейтрального электрода,Fig. 1 is a highly schematic, partially perspective view of the instrument proposed in the invention, the corresponding apparatus for powering it, and the neutral electrode,

на фиг. 2 - схематизированное перспективное изображение в продольном разрезе дистального конца инструмента, показанного на фиг. 1,Fig. 2 is a schematic perspective view in longitudinal section of the distal end of the instrument shown in Fig. 1,

на фиг. 3 - вид сбоку электрода инструмента, показанного на фиг. 2,Fig. 3 is a side view of the electrode of the tool shown in Fig. 2,

на фиг. 4, 5 и 6 - различные поперечные сечения электрода, показанного на фиг. 3,Fig. 4, 5 and 6 show various cross-sections of the electrode shown in Fig. 3,

на фиг. 7 - перспективное изображение в разрезе представленного на фиг. 2-6 инструмента во время работы,Fig. 7 is a perspective view in section of the tool shown in Fig. 2-6 during operation,

на фиг. 8 - модифицированный вариант выполнения электрода для изображенного на фиг. 2 инструмента,Fig. 8 shows a modified version of the electrode for the tool shown in Fig. 2,

на фиг. 9 и 10 - еще один вариант выполнения электрода для изображенного на фиг. 2 инструмента.Fig. 9 and 10 show another embodiment of the electrode for the instrument shown in Fig. 2.

На фиг. 1 изображен инструмент 10, который служит для плазменного воздействия на ткань. Воздействие на ткань может включать в себя абляцию, коагуляцию, резание или другие виды воздействия.Fig. 1 shows a tool 10 that serves for plasma action on tissue. The action on tissue may include ablation, coagulation, cutting or other types of action.

Инструмент 10 подключен к аппарату 11, содержащему источник 12 газа, например источник аргона, а также генератор 13 для электропитания инструмента 10. Генератор соединен при помощи соответствующих средств подключения с ведущей к инструменту 10 линией 14, встроенной в линию 15, посредством которой инструмент 10 снабжается газом. Кроме того, при помощи соответствующих соединительных средств генератор 13 соединен с нейтральным электродом 16, устанавливаемым на пациенте перед использованием инструмента 10. Вместе с тем, нижеследующее описание также относится к инструментам с другой конфигурацией нейтрального электрода.The instrument 10 is connected to an apparatus 11 containing a gas source 12, for example an argon source, as well as a generator 13 for power supply of the instrument 10. The generator is connected by means of appropriate connection means to a line 14 leading to the instrument 10, integrated into the line 15, by means of which the instrument 10 is supplied with gas. In addition, by means of appropriate connecting means, the generator 13 is connected to a neutral electrode 16, installed on the patient before using the instrument 10. At the same time, the following description also applies to instruments with a different configuration of the neutral electrode.

Инструмент 10 имеет дистальный конец 17, отдельно показанный на фиг. 2. Как показано на чертеже, в состав инструмента 10 входит трубка или шланг 18, окружающая (-ий) внутренний канал (просвет) 19, открытый на дистальном конце 17 шланга 18. В области дистального конца 17 шланг 18 может быть снабжен внутренним или наружным подкрепляющим элементом, выполненным, например, в виде керамической втулки и на фиг. 2 не показанным. Таким образом, шланг 18 может иметь однослойную или многослойную структуру. Примеры инструментов со вставленной в открытый конец шланга 18 керамической втулкой содержатся в публикации WO 2005/046495 А1.The instrument 10 has a distal end 17, separately shown in Fig. 2. As shown in the drawing, the instrument 10 includes a tube or hose 18 surrounding an internal channel (lumen) 19, open at the distal end 17 of the hose 18. In the region of the distal end 17, the hose 18 can be provided with an internal or external reinforcing element, made, for example, in the form of a ceramic sleeve and not shown in Fig. 2. Thus, the hose 18 can have a single-layer or multi-layer structure. Examples of instruments with a ceramic sleeve inserted into the open end of the hose 18 are contained in the publication WO 2005/046495 A1.

Во внутреннем канале 19 расположен электрод 20, электрически соединенный с проволокой 21, относящейся к линии 14 и проходящей через внутренний канал 19. Проволока 21 может быть соединена с электродом 20 сваркой или же механическим методом соединения, например обжимом.In the internal channel 19 there is an electrode 20, electrically connected to a wire 21, related to line 14 and passing through the internal channel 19. The wire 21 can be connected to the electrode 20 by welding or by a mechanical connection method, for example by crimping.

Электрод 20 предпочтительно имеет базовую форму, показанную на фиг. 3. На своем дистальном конце электрод 20 выполнен с острым или слегка закругленным кончиком (острием) 22, закругление которого имеет как можно меньший радиус R (фиг. 2), предпочтительно составляющий менее одной десятой доли поперечного размера q, измеряемого поперек осевого направления и практически совпадающего с внутренним диаметром внутреннего канала 19. Электрод 20 предпочтительно выполнен пластинчатой формы (в виде пластинки), т.е. его толщина существенно меньше его поперечного размера q. Это видно, например, на фиг. 4, где показано поперечное сечение электрода 20 в плоскости, обозначенной на фиг. 3 штрихпунктирной линией IV-IV. Толщина d составляет менее 1/5, предпочтительно менее 1/10, поперечного размера q.The electrode 20 preferably has the basic shape shown in Fig. 3. At its distal end, the electrode 20 is provided with a sharp or slightly rounded tip (point) 22, the rounding of which has as small a radius R as possible (Fig. 2), preferably constituting less than one tenth of the transverse dimension q, measured transversely to the axial direction and practically coinciding with the internal diameter of the internal channel 19. The electrode 20 is preferably made in the form of a plate, i.e. its thickness is substantially less than its transverse dimension q. This can be seen, for example, in Fig. 4, which shows a cross-section of the electrode 20 in the plane designated in Fig. 3 by the dashed-dotted line IV-IV. The thickness d is less than 1/5, preferably less than 1/10, of the transverse dimension q.

Кроме того, как показано на фиг. 4, электрод 20 имеет две широкие стороны 23, 24, соединенные друг с другом узкими сторонами 25, 26. Таким образом, электрод имеет в целом четырехугольное, предпочтительно прямоугольное, поперечное сечение Q, ограниченное широкими сторонами 23, 24 и узкими сторонами 25, 26. Такое четырехугольное поперечное сечение также может иметь один или несколько изгибов, например, может быть изогнуто S-образно.In addition, as shown in Fig. 4, the electrode 20 has two wide sides 23, 24, connected to each other by narrow sides 25, 26. Thus, the electrode has a generally quadrangular, preferably rectangular, cross-section Q, limited by wide sides 23, 24 and narrow sides 25, 26. Such a quadrangular cross-section can also have one or more bends, for example, it can be bent in an S-shape.

Электрод 20 имеет на своем дистальном конце сужающийся участок, на котором узкие стороны 25, 26, которые в остальной части электрода проходят параллельно друг другу, выполнены сходящимися к кончику 22. Сходящиеся участки узких сторон 25, 26, показанные на фиг. 3, могут быть выполнены прямыми, выпуклыми или же вогнутыми. Они образуют между собой угол а, предпочтительно составляющий от 20° до 100°.The electrode 20 has a tapering section at its distal end, on which the narrow sides 25, 26, which in the rest of the electrode extend parallel to each other, are made to converge toward the tip 22. The converging sections of the narrow sides 25, 26, shown in Fig. 3, can be made straight, convex or concave. They form an angle a between themselves, preferably amounting to from 20° to 100°.

Как показывают поперечные сечения V-V и VI-VI, отдельно представленные на фиг. 5 и 6, поперечное сечение электрода 20 уменьшается в дистальном направлении D по направлению к кончику 22, или иначе говоря, увеличивается в проксимальном направлении Р. При этом толщина d электрода 20 на сужающемся участке может оставаться до кончика 22 постоянной, как показано на фиг. 5 и 6. Вместе с тем, толщина d также может уменьшаться по направлению к кончику 22. Но в любом случае на сужающемся участке поперечный размер q уменьшается по направлению к кончику 22.As shown by the cross-sections V-V and VI-VI, separately shown in Fig. 5 and 6, the cross-section of the electrode 20 decreases in the distal direction D towards the tip 22, or in other words, increases in the proximal direction P. In this case, the thickness d of the electrode 20 in the tapering section can remain constant up to the tip 22, as shown in Fig. 5 and 6. At the same time, the thickness d can also decrease towards the tip 22. But in any case, in the tapering section, the transverse dimension q decreases towards the tip 22.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения электрод 20 имеет многослойную структуру, как это следует из фиг. 4, 5 и 6. В этой связи электрод 20 имеет основу 27, которая, по меньшей мере, на своих широких сторонах 23, 24, но возможно - и на своих узких сторонах 25, 26, соединена со средством 28 теплоотвода. В данном примере осуществления изобретения средство теплоотвода состоит из теплопроводных покрытий 29, 30, нанесенных на широкие стороны основы 27 электрода по всей их поверхности. В рассматриваемом примере осуществления изобретения основа 27 может состоять из высококачественной стали, а покрытия 29, 30 могут состоять из другого материала с лучшей теплопроводностью и/или лучшей электропроводностью. Материалом, особенно подходящим для теплопроводного покрытия, показало себя серебро. Другие возможные покрытия состоят из алюминия, и/или меди, и/или твердого сплава, и/или АПУ, и/или вольфрама, и/или слоя, например металлического слоя, с внедренным в него кубическим нитридом бора (КНБ), алмазным порошком или аналогичным материалом с хорошей теплопроводностью.In a preferred embodiment of the invention, the electrode 20 has a multilayer structure, as follows from Figs. 4, 5 and 6. In this connection, the electrode 20 has a base 27, which is connected to a heat-dissipating means 28 at least on its wide sides 23, 24, but possibly also on its narrow sides 25, 26. In this example of embodiment of the invention, the heat-dissipating means consists of heat-conducting coatings 29, 30 applied to the wide sides of the base 27 of the electrode over their entire surface. In the considered example of embodiment of the invention, the base 27 can consist of high-quality steel, and the coatings 29, 30 can consist of another material with better thermal conductivity and/or better electrical conductivity. Silver has proven to be a material particularly suitable for a heat-conducting coating. Other possible coatings consist of aluminum and/or copper and/or carbide and/or DPU and/or tungsten and/or a layer, such as a metal layer, with embedded cubic boron nitride (CBN), diamond powder or similar material with good thermal conductivity.

Описанный выше инструмент работает следующим образом: Как показано на фиг. 7, через внутренний канал 19 инструмента 10 во время его работы проходит газовый поток 31, создаваемый источником 12 газа. Этот газовый поток (предпочтительно поток аргона) омывает обе широкие стороны 23, 24 электрода 20. Одновременно по проволоке 21 на электрод 20 подается высокочастотный электрический ток. При этом рабочая частота генератора 13, а значит и частота этого тока, предпочтительно составляет свыше 100 кГц, прежде всего - свыше 300 кГц, преимущественно - свыше 500 кГц. На кончике 22 и примыкающем к нему участке ток покидает электрод 20 и порождает не показанный на чертеже искровой разряд, перескакивающий на биологическую ткань пациента, или истекающую на биологическую ткань плазму 32. При этом точка 33 основания искрового разряда или плазмы касается узких сторон 25, 26, а в частности, и широких сторон 23, 24 электрода 20, причем область, где находится эта точка 33 основания разряда, занимает, например, менее 1/10 осевой (измеряемой в проксимальном направлении) длины того участка электрода 20, на котором узкие стороны 25, 26 расходятся от кончика 22. Покрытия 29, 30 могут заходить в эту область и предпочтительно могут доходить до кончика 22. Тем самым электрическое питание искрового разряда или потока плазмы осуществляется непосредственно с покрытий 29, 30. Толщина покрытий 29, 30 может быть относительно небольшой. Было установлено, что применение покрытий толщиной уже от 10 до 20 мкм приводит к существенному повышению эксплуатационной долговечности электрода 20, существенному уменьшению уноса материала и сильному уменьшению излучения тепла электродом. Толщина покрытий, состоящих, например, из серебра, предпочтительно составляет 20 мкм, 30 мкм или 50 мкм. Покрытие предпочтительно имеет коэффициент теплопроводности свыше 400 Вт/(м⋅К). Толщина электрода может составлять, например, 0,1 мм. Коэффициент теплопроводности электрода в целом также предпочтительно превышает 400 Вт/(м⋅К). Благодаря этому электрод 20, состоящий из комбинации материалов "высококачественная сталь и серебро", имеет превосходную эксплуатационную долговечность.The above-described instrument operates as follows: As shown in Fig. 7, a gas flow 31, generated by a gas source 12, passes through the internal channel 19 of the instrument 10 during its operation. This gas flow (preferably an argon flow) washes both wide sides 23, 24 of the electrode 20. At the same time, a high-frequency electric current is supplied to the electrode 20 via the wire 21. In this case, the operating frequency of the generator 13, and therefore the frequency of this current, is preferably over 100 kHz, first of all - over 300 kHz, mainly - over 500 kHz. At the tip 22 and the section adjacent to it, the current leaves the electrode 20 and generates a spark discharge, not shown in the drawing, which jumps onto the patient's biological tissue, or plasma 32 flowing out onto the biological tissue. In this case, the point 33 of the base of the spark discharge or plasma touches the narrow sides 25, 26, and in particular, the wide sides 23, 24 of the electrode 20, and the area where this point 33 of the base of the discharge is located occupies, for example, less than 1/10 of the axial (measured in the proximal direction) length of that section of the electrode 20 on which the narrow sides 25, 26 diverge from the tip 22. The coatings 29, 30 can enter this area and can preferably reach the tip 22. Thus, the electrical supply of the spark discharge or plasma flow is carried out directly from the coatings 29, 30. The thickness of the coatings 29, 30 can be relatively small. It has been found that the use of coatings already with a thickness of 10 to 20 μm leads to a significant increase in the service life of the electrode 20, a significant reduction in the material carryover and a strong reduction in the heat radiation of the electrode. The thickness of the coatings, consisting of, for example, silver, is preferably 20 μm, 30 μm or 50 μm. The coating preferably has a thermal conductivity coefficient of over 400 W/(m⋅K). The electrode thickness can be, for example, 0.1 mm. The thermal conductivity coefficient of the electrode as a whole also preferably exceeds 400 W/(m⋅K). As a result, the electrode 20, consisting of the material combination "high-quality steel and silver", has an excellent service life.

В модифицированном варианте осуществления изобретения поперечное сечение электрода может увеличиваться в проксимальном направлении, в отличие от описанных выше вариантов осуществления изобретения, не непрерывно, а скачкообразно, или ступенчато, т.е. одной или несколькими ступенями. Такой вариант осуществления изобретения показан на фиг. 8. Однако и в этом варианте осуществления изобретения реализуется предлагаемое в изобретении техническое решение, что позволяет вместо описания этого электрода 20' сослаться на описание варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 1-7. Ссылочные обозначения, содержащиеся на фиг. 1-7, используются и на последующих чертежах, где для проведения различия между вариантами к этим обозначениям добавлен апостроф. Приведенное выше описание соответственно относится и к варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 8, за исключением рассматриваемых ниже особенностей.In a modified embodiment of the invention, the cross-section of the electrode may increase in the proximal direction, in contrast to the embodiments of the invention described above, not continuously, but in a stepwise or stepped manner, i.e. in one or more steps. Such an embodiment of the invention is shown in Fig. 8. However, in this embodiment of the invention, the technical solution proposed in the invention is also realized, which makes it possible to refer to the description of the embodiment of the invention shown in Figs. 1-7 instead of describing this electrode 20'. The reference designations contained in Figs. 1-7 are also used in the subsequent drawings, where an apostrophe is added to these designations to distinguish between the embodiments. The above description accordingly also applies to the embodiment of the invention shown in Fig. 8, with the exception of the features discussed below.

Электрод 20' имеет кончик 22', который в данном случае может быть образован острым или тупым концом прямого или волнообразного проволочного, т.е. выполненного в виде проволоки, участка электрода. Этот проволочный участок электрода 34 содержит сердцевину 35, которая образует основу 27' и, в свою очередь, может быть выполнена в виде тонкого цилиндрического стержня. Диаметр проволочного участка электрода предпочтительно является меньшим 0,5 мм и составляет, например, 0,3 мм. Сердцевина 35 снабжена покрытием 29', которое в данном случае, возможно - в сочетании с пластинчатым участком 36 электрода, образует средство 28' теплоотвода. Проволочный участок 34 электрода может быть соединен с пластинчатым участком 36 электрода сваркой, обжимом или иным образом. Ввиду обеспечения лучшей теплопередачи предпочтительно использовать неразъемное соединение с материальным замыканием, т.е. соединение, основанное на силах межмолекулярного или межатомного сцепления. Крепежный участок 36 электрода может состоять из высококачественной стали или другого материала, снабженной (-го) теплопроводным покрытием, таким как вольфрам, медь, алюминий, АПУ и т.п., или может быть выполнен из теплопроводного материала, такого как вольфрам, медь, алюминий, АПУ и т.п. В месте перехода от проволочного участка к пластинчатому участку 36 электрода поперечное сечение электрода скачкообразно увеличивается.The electrode 20' has a tip 22', which in this case can be formed by a sharp or blunt end of a straight or wavy wire, i.e. wire-shaped, section of the electrode. This wire section of the electrode 34 contains a core 35, which forms a base 27' and, in turn, can be made in the form of a thin cylindrical rod. The diameter of the wire section of the electrode is preferably less than 0.5 mm and is, for example, 0.3 mm. The core 35 is provided with a coating 29', which in this case, possibly in combination with the plate section 36 of the electrode, forms the heat-sinking means 28'. The wire section 34 of the electrode can be connected to the plate section 36 of the electrode by welding, crimping or in some other way. In view of ensuring better heat transfer, it is preferable to use a permanent connection with a material closure, i.e. a connection based on the forces of intermolecular or interatomic adhesion. The fastening section 36 of the electrode may consist of high-quality steel or other material provided with a heat-conducting coating, such as tungsten, copper, aluminum, DPU, etc., or may be made of a heat-conducting material, such as tungsten, copper, aluminum, DPU, etc. At the transition from the wire section to the plate section 36 of the electrode, the cross-section of the electrode increases abruptly.

Электрод 20 также может быть выполнен, как показано на фиг. 9 и 10, и может иметь разнесенные в осевом направлении круглые в поперечном сечении участки различных диаметров.The electrode 20 can also be made as shown in Fig. 9 and 10, and can have axially spaced circular cross-sectional sections of different diameters.

Для всех электродов 20, 20', независимо от их геометрической формы и независимо от того, увеличивается ли поперечное сечение электрода в проксимальном направлении непрерывно либо ступенчато или же оно остается постоянным или в отдельных местах уменьшается, применение покрытия 29, 29', 30 существенно увеличивает срок службы электрода 20, 20' и инструмента 10. При этом целесообразно, в частности, чтобы покрытие 29, 29', 30 простиралось от кончика 22 в проксимальном направлении примерно, по меньшей мере, на 5-10 мм или же примерно на 10-20 мм. Покрытие 29, 29', 30 предпочтительно состоит из металла, например серебра, температура плавления Т_Ü которого ниже температуры плавления T_G материала основы, например высококачественной стали. Кроме того, покрытие 29, 29', 30 предпочтительно имеет теплопроводность λ_Ü, превышающую теплопроводность λ_G материала основы.For all electrodes 20, 20', regardless of their geometric shape and regardless of whether the cross-section of the electrode in the proximal direction increases continuously or in steps or remains constant or decreases in individual places, the use of the coating 29, 29', 30 significantly increases the service life of the electrode 20, 20' and the tool 10. In this case, it is particularly expedient for the coating 29, 29', 30 to extend from the tip 22 in the proximal direction by approximately at least 5-10 mm or by approximately 10-20 mm. The coating 29, 29', 30 preferably consists of a metal, for example silver, whose melting point T _Ü is lower than the melting point T _G of the base material, for example stainless steel. Furthermore, the coating 29, 29', 30 preferably has a thermal conductivity λ _Ü that is higher than the thermal conductivity λ _G of the base material.

Далее, покрытие 29, 29', 30 может состоять из влияющего на адгезию промежуточного слоя 37, находящегося в непосредственном контакте с основой 27, и поверхностного слоя 38, расположенного на промежуточном слое 37. Поверхностный слой 38 предпочтительно состоит из металла, температура плавления Т_O которого ниже или примерно равна температуре плавления T_Z промежуточного слоя, которая, в свою очередь, ниже температуры плавления Т_O материала основы 27 электрода. Кроме того, поверхностный слой 38 предпочтительно состоит из материала, теплопроводность λ_O которого по меньшей мере равна, т.е. больше или равна, теплопроводности λ_Z промежуточного слоя 37. Теплопроводность λ_Z промежуточного слоя 37 предпочтительно превышает теплопроводность λ_G материала основы 27 электрода.Furthermore, the coating 29, 29', 30 can consist of an adhesion-influencing intermediate layer 37, which is in direct contact with the base 27, and a surface layer 38, which is located on the intermediate layer 37. The surface layer 38 preferably consists of a metal, the melting temperature T _O of which is lower than or approximately equal to the melting temperature T _Z of the intermediate layer, which, in turn, is lower than the melting temperature T _O of the material of the base 27 of the electrode. In addition, the surface layer 38 preferably consists of a material, the thermal conductivity λ _O of which is at least equal to, i.e. greater than or equal to, the thermal conductivity λ _Z of the intermediate layer 37. The thermal conductivity λ _Z of the intermediate layer 37 preferably exceeds the thermal conductivity λ _G of the material of the base 27 of the electrode.

Кроме того, для всех описанных выше электродов 20, 20', по меньшей мере, у кончика 22 (т.е. на расстоянии от кончика в проксимальном направлении, составляющем примерно до 2,5 мм), площадь поперечного сечения A_Ü покрытия 29, 29' 30 составляет, по меньшей мере, 10-12% площади поперечного сечения A_G основы электрода. Кроме того, электрод 20, 20' имеет участок, который простирается от кончика 22 электрода, по меньшей мере, на 2,5 мм в проксимальном направлении и теплоемкость которого составляет менее 4,17 мДж/К. Электрод 20, 20' имеет объем V_E, который предпочтительно соотносится определенным образом с площадью поверхности A_ÜO покрытия 29, 29', 30. В частности, отношение площади поверхности A_ÜO покрытия к объему V_E электрода превышает 2,24 мм^-1.In addition, for all of the above-described electrodes 20, 20', at least at the tip 22 (i.e. at a distance from the tip in the proximal direction of up to about 2.5 mm), the cross-sectional area A _Ü of the coating 29, 29' 30 is at least 10-12% of the cross-sectional area A _G of the electrode base. In addition, the electrode 20, 20' has a section that extends from the tip 22 of the electrode by at least 2.5 mm in the proximal direction and the heat capacity of which is less than 4.17 mJ/K. The electrode 20, 20' has a volume V _E , which is preferably related in a certain way to the surface area A _ÜO of the coating 29, 29', 30. In particular, the ratio of the surface area A _ÜO of the coating to the volume V _E of the electrode exceeds 2.24 mm ^-1 .

Во время работы инструмента 10 с электродом 20', показанным на фиг. 8,9 или 10, сначала от кончика 22 электрода, а затем, по меньшей мере, от одной части проволочного участка 34 электрода, исходит электрический разряд, а значит образующийся искровой или плазменный поток. Электропроводное и теплопроводное покрытие 29', предпочтительно представляющее собой серебряное покрытие, заметно снижает электрическое сопротивление электрода 20, 20'. Высокочастотный переменный ток генератора 13 концентрируется в наружных слоях электрода 20, 20' и таким образом протекает в основном через покрытие 29, 30, 29'. Это обеспечивает минимизацию омических потерь на электроде 20, 20', причем это уменьшенное количество теплоты существенно лучше отводится покрытием от основания разряда и распределяется так, что эта теплота может передаваться в газовый поток с большой поверхности. Поверхностный слой 38, а возможно и промежуточный слой 37, может/могут расплавляться и смещаться от кончика 22 назад в проксимальном направлении. Точка 33 основания разряда остается на кончике 22 (и на участке, непосредственно примыкающем к кончику в пределах около 2,5 мм) стационарно, т.е. никуда не смещаясь. Это уменьшает тепловую нагрузку как на электрод 20, 20', так и на инструмент 10.During operation of the tool 10 with the electrode 20' shown in Fig. 8, 9 or 10, first from the tip 22 of the electrode and then from at least one part of the wire section 34 of the electrode, an electrical discharge emanates, and thus a spark or plasma flow is formed. The electrically conductive and thermally conductive coating 29', preferably a silver coating, significantly reduces the electrical resistance of the electrode 20, 20'. The high-frequency alternating current of the generator 13 is concentrated in the outer layers of the electrode 20, 20' and thus flows mainly through the coating 29, 30, 29'. This ensures the minimization of ohmic losses on the electrode 20, 20', whereby this reduced amount of heat is significantly better removed by the coating from the base of the discharge and is distributed so that this heat can be transferred to the gas flow from a large surface. The surface layer 38, and possibly the intermediate layer 37, may/may melt and move from the tip 22 back in the proximal direction. The point 33 of the discharge base remains stationary on the tip 22 (and in the area immediately adjacent to the tip within about 2.5 mm), i.e., does not move anywhere. This reduces the thermal load on both the electrode 20, 20' and the tool 10.

В усовершенствованном инструменте 10 электрод 20, 20' снабжен средством 28, 28' теплоотвода в виде однослойного или многослойного покрытия 29, 29', 30. Это покрытие предпочтительно имеет более высокую электропроводность, а также более высокую теплопроводность по сравнению с материалом основы 27, 27' электрода. Кроме того, это покрытие предпочтительно имеет более низкую температуру плавления, чем материал основы 27 электрода. Температура плавления Т_Ü покрытия предпочтительно составляет менее 1100°С. Если покрытие 29, 29', 30 является многослойным, то температура плавления Т_O его наружного поверхностного слоя 38 предпочтительно также составляет менее 1100°С, еще предпочтительнее менее 1000°С.In the improved tool 10, the electrode 20, 20' is provided with a heat dissipation means 28, 28' in the form of a single-layer or multi-layer coating 29, 29', 30. This coating preferably has a higher electrical conductivity, as well as a higher thermal conductivity compared to the material of the base 27, 27' of the electrode. In addition, this coating preferably has a lower melting point than the material of the base 27 of the electrode. The melting point T _Ü of the coating is preferably less than 1100°C. If the coating 29, 29', 30 is multi-layered, then the melting point T _O of its outer surface layer 38 is also preferably less than 1100°C, even more preferably less than 1000°C.

Ссылочные обозначения:Reference designations:

10 инструмент10 tool

11 аппарат11 apparatus

12 источник газа12 gas source

13 генератор13 generator

14 линия (для подачи тока)14 line (for current supply)

15 линия (для подачи газа)15 line (for gas supply)

16 нейтральный электрод16 neutral electrode

17 дистальный конец инструмента 1017 distal end of instrument 10

18 шланг18 hose

19 внутренний канал19 internal channel

20 электрод20 electrode

21 проволока21 wires

22 кончик22 tip

q поперечный размер электрода 20q transverse size of the electrode 20

d толщина электрода 20d electrode thickness 20

23, 24 широкие стороны электрода 2023, 24 wide sides of the electrode 20

25, 26 узкие стороны электрода 2025, 26 narrow sides of the electrode 20

Q поперечное сечение электрода 20Q cross section of electrode 20

α угол между сходящимися участками узких сторон 25, 26α angle between converging sections of narrow sides 25, 26

D дистальное направлениеD distal direction

Р проксимальное направлениеP proximal direction

λ теплопроводностьλ thermal conductivity

λ_Ü теплопроводность покрытия 29, 29', 30λ _Ü thermal conductivity of the coating 29, 29', 30

λ_Z теплопроводность промежуточного слоя 37λ _Z thermal conductivity of the intermediate layer 37

λ_G теплопроводность основы 27λ _G thermal conductivity of the base 27

λ_O теплопроводность поверхностного слоя 38λ _O thermal conductivity of the surface layer 38

27 основа электрода27 electrode base

28 средство теплоотвода 28 heat dissipation means

29, 29', 30 покрытия29, 29', 30 coverage

31 газовый поток31 gas stream

32 плазма32 plasma

33 точка основания разряда33 point of the discharge base

34 проволочный участок электрода34 wire section of the electrode

35 сердцевина35 core

36 крепежный участок электрода36 electrode mounting section

37 промежуточный слой37 intermediate layer

38 поверхностный слой38 surface layer

Т_Ü температура плавления покрытия 29, 29', 30T _Ü coating melting temperature 29, 29', 30

Т_G температура плавления материала основы 27 электродаT _G melting point of the base material of the 27 electrode

Т_O температура плавления поверхностного слоя 38T _O melting point of the surface layer 38

T_Z температура плавления промежуточного слоя 37T _Z melting temperature of the intermediate layer 37

Claims

1. An electrosurgical instrument (10) for plasma coagulation of biological tissue, having an internal channel (19) connected to a gas source, and an electrode (20, 20') located in the internal channel (19) with the possibility of washing it with a flow of gas supplied through the internal channel (19), wherein:

- the electrode (20, 20') has a distally oriented tip (22), starting from which the cross-section (Q) of the electrode increases in the proximal direction (P) continuously or in at least one step,

- the electrode (20, 20') consists of a combination of materials having a thermal conductivity (λ) exceeding 20 W/(m⋅K), and

- the electrode (20, 20') consists of a base (27) with a heat-conducting coating (29, 29', 30),

characterized in that the coating (29, 29', 30) consists of an intermediate layer (37) in direct contact with the base (27) of the electrode, and a surface layer (38) located on the intermediate layer (37), wherein the intermediate layer (37) is an adhesive layer, and the surface layer (38) consists of a metal or metal alloy, the melting temperature of which is lower than the melting temperature of the intermediate layer (37), which, in turn, is lower than the melting temperature of the material of the base (27) of the electrode, wherein the heat-conducting coating (29, 29', 30) is designed with the possibility of melting and redistribution away from the distal tip (22) of the electrode.

2. An electrosurgical instrument according to claim 1, characterized in that the electrode (20, 20') has a maximum transverse dimension (q) and is made with a rounding at the tip (22), the radius (R) of which is less than one tenth of the maximum transverse dimension (q).

3. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the electrode (20, 20') is made in the form of a wire or in the form of a plate having two wide sides (23, 24) connected to each other by narrow sides (25, 26).

4. An electrosurgical instrument according to claim 3, characterized in that the heat-conducting coating (29, 29', 30) is formed by a layer occupying the entire wide side (23, 24) of the electrode (20, 20').

5. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the coating (29, 29', 30) is made of a heat-conducting material, in particular a metal or metal alloy, and has a thermal conductivity and/or electrical conductivity that exceeds, respectively, the thermal conductivity and/or electrical conductivity of the base (27, 27').

6. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the coating (29, 29', 30) is made and located to extend up to the region (33) provided for direct contact with the spark discharge emanating from the electrode (20, 20').

7. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the surface layer (38) consists of a metal or metal alloy, the thermal conductivity of which is higher than the thermal conductivity of the intermediate layer (37), which, in turn, is higher than the thermal conductivity of the electrode base material.

8. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the coating to the cross-sectional area of the electrode base exceeds 0.12.

9. An electrosurgical instrument according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode (20, 20') has a section that extends from the tip (22) of the electrode by at least 2.5 mm in the proximal direction and the heat capacity of which is less than 4.17 mJ/K.

10. An electrosurgical instrument according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the ratio of the surface area of the coating to the volume of the electrode exceeds 2.24 mm ^-1 .

11. An electrosurgical instrument (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal channel (19) is formed by a tube or hose (18) and is open at the distal end (17) of the tube or hose (18).

12. An electrosurgical instrument (10) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the gas supplied through the internal channel (19) is argon, and the electrode, in interaction with the gas washing it, provides the ability to generate plasma (32) flowing out of the internal channel (19) onto biological tissue.

13. An electrosurgical instrument (10) according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the base (27) of the electrode is made of high-quality steel, the surface layer (38) is made of silver or a silver alloy, and the intermediate layer (37) contains gold, nickel or their alloys.