[发明专利]改善焦痂、封堵血管和组织的电外科手术导电气体切割系统和方法

说明书

发明人：杰罗姆·卡纳迪医学博士、埃德森·维埃拉、尼古拉斯·维埃拉和金柏莉·威利医学博士

相关申请交叉引用

本申请涉及2010年11月2日由本发明人提交的序列号为61/409,138的美国临时专利申请，以及2011年10月24日由本发明人提交的序列号为61/550，905的美国临时专利申请的优先权。

上述临时专利申请通过引用将其全部并入本文。

关于联邦资助研究或开发的声明

无。

技术领域

本发明涉及电外科手术系统和方法，尤其是，在切割操作模式过程中，使用氩气等离子体的电外科手术系统和方法。

背景技术

用于控制创伤和手术失血的标准方法是电外科手术发生器和激光分别导引高频电流或光能以将热定位在出血的血管，从而使表层的血和血管壁凝聚。在手术和内镜治疗过程中去除异常组织时，止血和组织破坏是至关重要的。对于单极电外科手术，电能来自电外科手术发生器，并通过通常具有小横截面表面积的激活电极被施加到目标组织，以将电能集中在手术部位。相对于激活电极较大的去活化返回电极或回路板在远离手术部位的位置接触患者，以实现电路穿过组织。对于双极电外科手术，使用成对激活电极，且电能直接流过两个激活电极之间的组织。

麦格里维的第4429694号美国专利中公开了各种不同的电外科手术效果，该效果的实现主要取决于由电外科手术发生器提供的电能特性。电外科手术效果包括纯切割效果、切割和止血合并的效果、电灼效果和脱水效果。电灼和脱水，有时被统称为凝结。

如图IB所示，常规的脱水过程通常通过使激活电极保持与组织接触来实现。来自电极的射频（RF）电流直接进入组织，以通过电阻的热产生组织的热。热效果破坏组织细胞，并产生从电极与组织之间的接触点径向扩散的坏死区域。坏死区域通常为深色。

如图1A所示，常规电灼过程可以通过改变由电外科手术发生器施加的电压和功率来获得。常规的电灼手术通常使用具有高峰值电压但低占空比的波形来实现。如果激活电极接近组织但不接触组织，且峰值电压足以产生RF弧，则在弧接触组织的点将发生电灼。由于低占空比，每单位时间施加到组织的功率足够低，从而使切割效果最小化。

如图1C所示，常规的切割手术可以通过将每单位时间足够的功率提供给组织以使细胞中的水份汽化来获得。如果所施加的功率足够高，则产生足够量的蒸汽，以在激活电极和组织之间形成蒸汽层。当蒸汽层形成时，在电极与组织之间形成高度离子化空气和水分子组成的等离子体。然后，RF弧在等离子体中产生。在弧接触组织的位置，功率密度变得极高，瞬时破坏组织结构。由此产生新的蒸汽以维持蒸汽层。如果功率密度足够，足够多的细胞被破坏以引起切割动作发生。重复电压波形（如正弦波）提供连续的弧序列，且产生少量坏死和少量止血的切割。

通过改变施加于组织的电波形，还可以产生组合的效果。具体而言，可以通过周期性地中断通常用于执行常规的切割手术的连续正弦电压，产生常规的切割和脱水组合。如果中断是充分的，在电极与组织之间的等离子体中的离子化的粒子塌陷，导致电极瞬间与组织接触。这样的接触使组织脱水，从而封堵在电极附近的血管。

常规的电外科手术发生器通常具有“切除”或切割和“凝结”或凝固的操作模式。如前面所述，切割模式通常具有高占空比（例如，100％）的低压波形形式。电外科手术发生器的凝结模式通常产生幅值较大、但“尖峰”持续时间短的波形，以完成止血（凝结）。例如，在凝结模式，电外科手术发生器可以使用6％占空比的高压波形。当波形达到尖峰时，周围组织被加热，然后，在尖峰之间冷却下来，从而使细胞凝结。在电外科手术发生器的凝结模式下，将手术“激活电极”尖端持于组织的上方（但不接触）来实现电灼。在电外科手术发生器切割模式或凝结模式下实现电外科手术脱水。脱水和电灼之间的区别是，为了实现脱水，“激活电极”的尖端必须与组织接触，如图IB所示。通常情况下，通过与组织直接接触实现组织的脱水的更期望的模式是切割模式。通过利用不同程度的“混合”的波形，可以实现不同程度的止血（凝结），例如，50％开/50％关、40％开/60％关,或25％开/75％关。