电外科系统和方法
【专利说明】电外科系统和方法
【背景技术】
[0001] 内科医生使用电外科（electrosurgical)系统W在手术过程期间执行具体功能。 在运些过程内，可能有必要处理不止一类的组织或产生不止一种方式的组织效应。现有电 外科系统通常被设计具有有限的功能，并且不总是对于处理不同的组织类型特别有效。如 果过程需要处理多种类型的组织，则单个设备的使用可W在过程的某些方面中产生不良的 结果并且需要用户具有可用的若干手术器械或在若干手术器械之间切换W获得期望的手 术效果。例如，在膝盖或肩膀中的特定电外科手术过程可能需要操作的若干不同的模式W 有效地处理不同类型的组织。每个模式可W利用不同量的能量，并且在相关领域中每个模 式可W设及不同的电外科棒（wand)W及不同的电外科控制器的使用。在某些情况中，当可 W使用多个外科棒实现更好的临床结果时，外科医生可能放弃正确的棒和/或电外科控制 器的使用W减少过程的费用。
[0002] 使得处理对于外科医生而言更容易W及实现更好的结果的任何进展将提供竞争 优势。
【附图说明】
[0003] 为了示例性实施例的详细描述，现在将做出对附图的参考，其中： 图1示出了根据至少某些实施例的电外科系统； 图2示出了根据至少某些实施例的电外科棒的正视图； 图3示出了根据至少某些实施例的电外科棒的横截面正视图； 图4示出了根据至少某些实施例的屏蔽电极（screenelectrode)的正视图W及包括 屏蔽电极的电外科棒的远端的透视图两者； 图5示出了根据至少某些实施例的控制器的电框图；W及 图6示出了设及根据至少某些实施例的输出RF能量W及各种模式的吸引 (aspiration)流量的示例图。
[0004] 符号和术语 贯穿W下说明和权利要求书使用某些术语来指代特定的系统部件。如本领域的技术人 员应理解的那样，设计和制造电外科系统的公司可W通过不同的名称指代部件。本文档不 意图在名称但非功能不同的部件之间进行区分。
[0005] 在W下讨论中化及在权利要求书中，W开放式的形式使用术语"包括"和"包含"， 并且因此应该将其解释为意味着"包括但不限于……"。并且，术语"禪合"意图意味着间接 或直接的连接。因此，如果第一设备禪合到第二设备，则该连接可W通过直接连接或者通过 经由其他设备和连接的间接连接。
[0006] 对单数项目的引用包括存在复数个所呈现的相同项目。更具体地，如在本文中W及在所附权利要求书中使用的那样，单数形式"一"、"一个"、"所述"和"该"包括复数个引 用除非上下文另有清楚地规定。进一步注意到可W撰写权利要求书W排除任何可选元素。 同样地，该陈述用作针对连同权利要求元素的记载的如"单独"、"仅"等运样的排他术语的 使用或者"否定"限制的使用的引用基础。最后，应理解除非另有限定，否则在本文中使用 的所有技术和科学术语具有与由本发明所属的技术领域的普通技术人员中的一个通常理 解的相同的含义。
[0007] "消融（油Iation)"将意味着基于与等离子体的组织相互作用的组织的移除。
[0008] "消融的模式"将指消融的一个或多个特性。将不认为消融的缺乏(即，等离子体的 缺乏）为"消融模式"。将不认为执行凝结的模式为"消融模式"。
[0009] "活跃电极"将意味着电外科棒的电极，在使其接触或紧密接近作为目标的组织用 于处理时，其产生电感应的组织变更效应。
[0010] "返回电极（returnelectrode)"将意味着用来关于活跃电极提供电荷的电流路 径的电外科棒的电极，和/或本身不在用于处理的作为目标的组织上产生电感应的组织变 更效应的电外科棒的电极。
[0011] "电动机"将包括交变电流(AC)电动机、直流（DC)电动机化及步进电动机。
[0012] "控制流体的流量"将意味着控制体积流率。将不认为施加压力W维持独立于由施 加的压力引起的流体的体积流率的设定点（setpoint)压力（吸入压力）的控制为"控制流 体的流量"。然而，将认为不同的施加压力W维持流体的设定点体积流率为"控制流体的流 量"。
[0013] "基本上"，关于电极的暴露表面积，将意味着在两个电极之间的暴露表面积相同， 或相差不超过百分之二十五（25)。
[0014] 所述在伸长杆"内"的流体导管将不仅包括物理地存在于伸长杆的所有内部体积 的或内部体积的一部分内的单独的流体导管，而且包括如下情况：其中伸长杆的内部体积 本身是流体导体或者其中单独的流体导体被沿着伸长杆的长度连接或被连接到伸长杆的 一部分。
[0015] 在提供值的范围的情况中，应理解将在该范围的上和下限之间的每个中间的值W 及在该陈述的范围中的任何其他陈述或中间的值包括在本发明内。而且，设想描述的发明 性变型的任何可选特征可W被独立地记载或要求保护或者与在本文中描述的特征中的任 何一个或多个组合。
[0016] 在本文中通过引用其全部将在本文中提及的所有现有主题(例如，出版物、专利、 专利申请和硬件）合并，除了在可能与本发明的主题冲突的主题范围内（在所述情况下在本 文中呈现的将占优势)。仅为在本申请的申请日期之前的引用项目的公开而提供它们。在 本文中没什么被解释为对本发明由于在先发明而不被赋予权利而先于此类材料的承认。
【具体实施方式】
[0017] 在详细描述各种实施例之前，应理解本发明不限于在本文中记载的特定变型，因 为可W做出各种改变或修改并且可W代替等同物而不脱离本发明的精神和范围。如在阅读 本公开时将对于本领域技术人员清楚的那样，在本文中描述和图示的单独实施例中的每个 具有分立部件和特征，其可W容易地与其他若干实施例中的任何实施例的特征分离开或者 组合而不脱离本发明的范围或精神。另外，可W做出许多修改W适应特殊的情况、材料、物 质成分、过程、对(一个或多个）目标的(一个或多个)过程动作或(一个或多个）步骤、本发明 的精神或范围。所有运样的修改意图在本文中构造的权利要求的范围内。
[0018] 各种实施例设及电外科方法W及相关的电外科系统。特别地，各种实施例设及具 有多个操作的模式的电外科系统，多个操作的模式被配置用于期望的具体的作为目标的组 织类型的处理或电外科手术效果并且由单个电外科棒和单个电外科控制器实现。在示例实 施例中，由在电外科棒上的单个活跃电极实现多个操作的模式。说明书首先转到说明性系 统W面向读者。
[001引图1图示了根据至少某些实施例的电外科系统100。特别地，电外科系统100包括 禪合到电外科控制器104 (在下文中"控制器104")的电外科棒102 (在下文中"棒102")。 棒102包括限定远端108的伸长杆106。伸长杆106进一步限定手柄或近端110,其为内科 医生在手术过程期间握持棒102。棒102进一步包括覆盖一个或多个电引线(未在图1中具 体示出）的柔性多导体电缆112,并且柔性多导体电缆112终止在棒连接器114中。如在图 1中示出的那样，棒102诸如通过在外壳12的外表面庙图1的说明性情况下，前表面）上 的控制器连接器120禪合到控制器104。
[0020] 虽然在图1的视图中不可见，但是在某些实施例中，棒102具有禪合到外部可访问 的管状构件的一个或多个内部流体导管。如图示的那样，棒102具有柔性管状构件116,用 于在棒的远端108处提供吸引。根据各种实施例，管状构件116禪合到蠕动累118,该蠕动 累118被说明性地图示为与控制器104的整体部件（即，至少部分地存在于控制器104的外 壳122内）。在其他实施例中，用于蠕动累118的外壳可W与用于控制器104的外壳122分 离巧日在图中由虚线示出的那样)，但无论如何将蠕动累操作地禪合到控制器104。
[002。 蠕动累118包括转子部分124姐下文中仅"转子124")W及定子部分126姐下 文中仅"定子126")。柔性管状构件116在蠕动累118内禪合在转子124和定子126之间， 并且转子124逆柔性管状构件116的运动引起朝向排出口（discharge)128的流体运动。虽 然说明性的蠕动累118被示出具有两头转子124,但是可W使用不同类型的蠕动累118 (例 如，五头蠕动累)。在各种实施例的上下文中，，蠕动累118如被控制器114命令的那样、利用 基于转子124的速度的控制在棒102的远端108处创建来自手术区域的体积受控的吸引。
[0022] 仍参考图1，显示设备或接口设备130通过控制器104的外壳122可见，并且在某 些实施例中用户可W通过接口设备130和/或相关的按钮132选择控制器104的可操作模 式。例如，使用按钮132中的一个或多个，外科医生可W在消融模式之间选择，所述消融模 式诸如：可W用于软骨的部分的移除的低模式；可W用于半月板的移除的中模式；用于组 织的积极（aggressive)移除的高模式；W及用于移除自由漂浮和/或受困组织的真空模 式。在下面更彻底地讨论操作的各种模式。
[0023] 在某些实施例中，电外科系统100还包括脚踏板配件134。脚踏板配件134可W 包括一个或多个踏板设备136和138、柔性多导体电缆140W及踏板连接器142。虽然仅示 出了两个踏板设备136和138,但是可W实现一个或多个踏板设备。控制器104的外壳122 可W包括禪合到踏板连接器142的相应的连接器144。内科医生可W使用脚踏板配件134 来控制控制器104的各种方面，诸如消融的模式。例如，可W将踏板设备136用于对到棒 102的射频（RF)能量的应用的开关控制，并更具体地用于在消融模式中的能量的控制。进 一步地，可W将踏板设备138用于控制和/或设置电外科系统的消融的模式。例如，踏板设 备138的致动可W在由控制器104产生的能量级别与由蠕动累118产生的吸引体积之间切 换。在某些实施例中，可W通过选择性按压位于棒102的手柄110上的手指按钮来致动控 制器104的各种操作或性能方面的控制。
[0024] 各种实施例的电外科系统100可W具有采用Coblation?技术的操作的各种模式。 特别地，本公开的受让人是Coblation?技术的所有者。Coblation?技术设及在棒102的一 个或多个活跃电极和一个或多个返回电极之间的射频（RF)信号的应用W在目标组织附近 发展高电场强度。电场强度可W足W在一个或多个活跃电极和目标组织之间的区域中的一 个或多个活跃电极的至少一部分上使导电流体蒸发。导电流体可W固有地存在于身体内， 诸如血液或在某些情况中的胞外或胞内液。在其他实施例中，导电流体可W是液体或气体， 诸如等渗盐水。在某些实施例中，诸如设及膝盖或肩膀的手术过程，通过与系统100分离并 且隔开的传递系统在活跃电极的附近和/或向目标位置传递导电流体。
[0025] 当使导电流体被通电到流体的原子比原子再浓缩快地蒸发的点时，形成气体。当 将足够的能量施加到气体时，在过程中原子相互碰撞引起电子的释放，并且形成电离气体 或等离子体(所谓的"物质的第四状态")。另外规定，可W通过经由驱动电流穿过气体或者 经由引导电磁波进入气体而加热气体和使气体电离来形成等离子体。等离子体形成的方法 直接向在等离子体内的自由电子赋予能量，电子原子碰撞解放更多电子，并且过程级联直 到实现期望的电离的程度。可W在Princeton大学的等离子体物理实验室的R.J.Goldston 和P.H.Rutherford的PlasmaPhysics(1995)中发现对等离子体的更完整的描述，通过引 用将其完整的公开并入到本文中。
[0026] 当等离子体的密度变得足够低（即，针对水溶液小于大约1020原子/cm3)时，电子 平均自由路径增加，使得随后注入的电子在等离子体内引起碰撞电离。当在等离子体层中 的离子粒子具有足够的能量(例如，3. 5电子伏特（eV)到5