RU2845033C2 - Электрохирургический инструмент для плазменной коагуляции биологической ткани - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к электрохирургическому инструменту для плазменной коагуляции биологической ткани. Устройство имеет внутренний канал, подключаемый к источнику газа, и электрод, расположенный во внутреннем канале с возможностью его омывания потоком подаваемого по внутреннему каналу газа. Электрод имеет дистально ориентированный 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) и имеет основу с теплопроводным покрытием. При этом покрытие состоит из промежуточного слоя, находящегося в непосредственном контакте с основой электрода, и поверхностного слоя, расположенного на промежуточном слое. 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. Теплопроводное покрытие выполнено с возможностью плавления и перераспределения в сторону от дистального кончика электрода. Достигается уменьшение уноса материала электрохирургического инструмента, в частности инструмента для плазменной хирургии, во время его применения. 12 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к электрохирургическому инструменту для плазменной коагуляции биологической ткани.

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.

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.

Однако эффективное охлаждение пластинки электрода газовым потоком требует высокого расхода обтекающего ее газа, что не всегда желательно.

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.

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.

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.

Эта задача решается в электрохирургическом инструменте по пункту 1 формулы изобретения:

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.

Теплопроводное покрытие состоит из промежуточного слоя, находящегося в непосредственном контакте с основой электрода, и поверхностного слоя, расположенного на промежуточном слое.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

В качестве материала для промежуточного слоя подходят, в частности, золото, никель или их сплавы.

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.

Примеры осуществления изобретения рассматриваются ниже со ссылкой на чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - сильно схематизированное, исполненное частично в перспективе изображение предлагаемого в изобретении инструмента, соответствующего аппарата для его питания и нейтрального электрода,

на фиг. 2 - схематизированное перспективное изображение в продольном разрезе дистального конца инструмента, показанного на фиг. 1,

на фиг. 3 - вид сбоку электрода инструмента, показанного на фиг. 2,

на фиг. 4, 5 и 6 - различные поперечные сечения электрода, показанного на фиг. 3,

на фиг. 7 - перспективное изображение в разрезе представленного на фиг. 2-6 инструмента во время работы,

на фиг. 8 - модифицированный вариант выполнения электрода для изображенного на фиг. 2 инструмента,

на фиг. 9 и 10 - еще один вариант выполнения электрода для изображенного на фиг. 2 инструмента.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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°.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ссылочные обозначения:

10 инструмент

11 аппарат

12 источник газа

13 генератор

14 линия (для подачи тока)

15 линия (для подачи газа)

16 нейтральный электрод

17 дистальный конец инструмента 10

18 шланг

19 внутренний канал

20 электрод

21 проволока

22 кончик

q поперечный размер электрода 20

d толщина электрода 20

23, 24 широкие стороны электрода 20

25, 26 узкие стороны электрода 20

Q поперечное сечение электрода 20

α угол между сходящимися участками узких сторон 25, 26

D дистальное направление

Р проксимальное направление

λ теплопроводность

λ_Ü теплопроводность покрытия 29, 29', 30

λ_Z теплопроводность промежуточного слоя 37

λ_G теплопроводность основы 27

λ_O теплопроводность поверхностного слоя 38

27 основа электрода

28 средство теплоотвода

29, 29', 30 покрытия

31 газовый поток

32 плазма

33 точка основания разряда

34 проволочный участок электрода

35 сердцевина

36 крепежный участок электрода

37 промежуточный слой

38 поверхностный слой

Т_Ü температура плавления покрытия 29, 29', 30

Т_G температура плавления материала основы 27 электрода

Т_O температура плавления поверхностного слоя 38

T_Z температура плавления промежуточного слоя 37

Claims (17)

1. Электрохирургический инструмент (10) для плазменной коагуляции биологической ткани, имеющий внутренний канал (19), подключаемый к источнику газа, и электрод (20, 20'), расположенный во внутреннем канале (19) с возможностью его омывания потоком подаваемого по внутреннему каналу (19) газа, причем:

- электрод (20, 20') имеет дистально ориентированный кончик (22), начиная от которого поперечное сечение (Q) электрода увеличивается в проксимальном направлении (P) непрерывно или по меньшей мере одной ступенью,

- электрод (20, 20') состоит из комбинации материалов, имеющей теплопроводность (λ), превышающую 20 Вт/(м⋅К), и

- электрод (20, 20') состоит из основы (27) с теплопроводным покрытием (29, 29', 30),

отличающийся тем, что покрытие (29, 29', 30) состоит из промежуточного слоя (37), находящегося в непосредственном контакте с основой (27) электрода, и поверхностного слоя (38), расположенного на промежуточном слое (37), причем промежуточный слой (37) представляет собой адгезионный слой, а поверхностный слой (38) состоит из металла или металлического сплава, температура плавления которого ниже температуры плавления промежуточного слоя (37), которая, в свою очередь, ниже температуры плавления материала основы (27) электрода, при этом теплопроводное покрытие (29, 29', 30) выполнено с возможностью плавления и перераспределения в сторону от дистального кончика (22) электрода.

2. Электрохирургический инструмент по п. 1, отличающийся тем, что электрод (20, 20') имеет максимальный поперечный размер (q) и на кончике (22) выполнен с закруглением, радиус (R) которого меньше одной десятой доли максимального поперечного размера (q).

3. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что электрод (20, 20') выполнен в виде проволоки или в виде пластинки, имеющей две широкие стороны (23, 24), соединенные друг с другом узкими сторонами (25, 26).

4. Электрохирургический инструмент по п. 3, отличающийся тем, что теплопроводное покрытие (29, 29', 30) образовано слоем, занимающим всю широкую сторону (23, 24) электрода (20, 20').

5. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что покрытие (29, 29', 30) выполнено из теплопроводного материала, в частности металла или металлического сплава, и имеет тепловодность и/или электропроводность, превышающую соответственно тепловодность и/или электропроводность основы (27, 27').

6. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что покрытие (29, 29', 30) выполнено и расположено простирающимся вплоть до области (33), предусмотренной для непосредственного контакта с исходящим от электрода (20, 20') искровым разрядом.

7. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что поверхностный слой (38) состоит из металла или металлического сплава, теплопроводность которого выше теплопроводности промежуточного слоя (37), которая, в свою очередь, выше теплопроводности материала основы электрода.

8. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение площади поперечного сечения покрытия к площади поперечного сечения основы электрода превышает 0,12.

9. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что 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.

10. Электрохирургический инструмент по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение площади поверхности покрытия к объему электрода превышает 2,24 мм^-1.

11. Электрохирургический инструмент (10) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внутренний канал (19) образован трубкой или шлангом (18) и открыт на дистальном конце (17) трубки или шланга (18).

12. Электрохирургический инструмент (10) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подаваемым по внутреннему каналу (19) газом является аргон, причем электрод во взаимодействии с омывающим его газом обеспечивает возможность генерирования плазмы (32), истекающей из внутреннего канала (19) на биологическую ткань.

13. Электрохирургический инструмент (10) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что основа (27) электрода выполнена из высококачественной стали, поверхностный слой (38) выполнен из серебра или серебряного сплава, а промежуточный слой (37) содержит золото, никель или их сплавы.