Изобретение относится к устройству для обработки биологической ткани. Прежде всего, известными являются инструменты для коагуляции и абляции, которые воздействуют на ткань электрической энергией.
Например, WO 2012/099974 А2 раскрывает на эту тему инструмент, который для коагуляции использует электромагнитную энергию, например, в форме тока и напряжения высокой частоты, а также аргонную плазму. Кроме того, в документе указано на один или несколько датчиков, которые могут служить, например, для регистрации мощности поставляемой энергии, глубины воздействия, температуры ткани или других физических параметров, таких как, например цвета. Кроме того, указаны электромиографические датчики для регистрации электромиографии мышечного слоя слизистой оболочки, калориметрический датчик, датчик уровня серозной жидкости и датчик формирователя изображений.
В публикации US 2014/0309632 А1 описано устройство с инструментом для абляции ткани посредством энергии высокой частоты, причем для контроля над прогрессом абляции предусмотрена соответствующая измерительная и контрольная система. Эта система выполнена для регистрации состояния ткани, которая может быть произведена посредством электрического измерения в обрабатываемой ткани. Кроме того, в качестве возможных измерений указаны внутрисосудистое ультразвуковое измерение, оптическая когерентная томография, оптическая когерентная рефлектометрия или ангиография.
В публикации US 5321501 А описано получение оптического изображения биологической ткани при использовании интерференционного оптического датчика, с помощью которого обеспечена возможность исследования поверхности ткани. Зонд может быть представлен эндоскопом или ангиоскопом, и может быть использован для сканирования люмена. Для параллельного сканирования предоставлены несколько оптических путей. Для увеличения фокуса фокусная точка может быть перемещена.
Из WO 2010/104752 А2 известна оптическая многофункциональная система зондов для применений в медицине и ветеринарии. Эта система зондов использует в качестве метода измерения оптическую когерентную томографию, и имеет возможность ее применения для линейного, плоскостного или также ступенчатого по глубине ощупывания поверхности ткани. Такие ощупывания обозначают как сканирование А, сканирование В или сканирование С. Этот зонд может быть выполнен, по меньшей мере, в одном варианте осуществления также в виде абляционного зонда высокой частоты.
Кроме того, из US 2007/0213704 А1 известен медицинский инструмент для особо точной абляции биологической ткани, причем для абляции, по меньшей мере, в одном варианте осуществления используются нагружаемые электрическим образом электроды, которые удаляют ткань посредством искрообразования. Посредством производимого следующими друг за другом искрами светового эффекта может быть вынесено заключение относительно типа ткани, с которой взаимодействуют искры. Для обработки данных использована спектроскопическая система, к которой испущенный искрами свет подводят посредством оптического волокна. Аналитическая система обнаруживает спектры произведенного искрами света. Посредством сравнения полученных спектров со справочными данными может быть обнаружено воздействие на ткань, которая должна оставаться незатронутой, таким образом, что процесс абляции может быть в этом случае незамедлительно прекращен.
В публикации US 9060750 В2 описана система с инструментом, который воздействует на ткань посредством аргоноплазменной коагуляции. Заключение относительно наличия заданных химических веществ выносят посредством оптической эмиссионной спектроскопии, в рамках которой исследуют захваченный свет.
В публикации US 7720532 В2 описан комплексный инструмент, который подлежит применению в качестве универсального измерительного инструмента. Он содержит имеющий несколько ультразвуковых преобразователей ультразвуковой датчик, а также электрический датчик с центральным электродом и с кольцеобразным, размещенным на радиальном расстоянии вокруг него электродом, которые размещены совместно с ультразвуковыми преобразователями на дистальном торце инструмента.
Кроме того, из US 2012/0289954 А1 известен плазменный зонд, который может содержать один или несколько оптических датчиков, которые предусмотрены для контроля над процессом абляции. Для управления процессом абляции оптические датчики могут быть соединены со спектрометрами, которые анализируют захваченный свет и управляют посредством этого процессом абляции.
На основании изложенного, целью изобретения является предоставление устройства, которое делает возможным улучшение контроля над процессом.
Эта цель достигнута посредством в устройстве для коагуляции биологической ткани, содержащем зонд, имеющий корпус, и по меньшей мере один электрод, расположенный в корпусе зонда с возможностью подачи на него электрического напряжения, причем корпус зонда снабжен по меньшей мере одним светопроводным устройством, присоединяемым к оптическому измерительному устройству, которое выполнено в виде оптического интерферометрического устройства, предназначенного для измерения расстояния и обеспечивающего испускание и прием свет вблизи электрода. Корпус зонда имеет по меньшей мере один канал текучей среды, подсоединяемый к источнику газа, причем электрод расположен в канале текучей среды, а измерительное устройство выполнено с возможностью определения расстояния от зонда до ткани.
Принадлежащий к устройству корпус зонда имеет по меньшей мере один электрод, к которому подводят электрическое напряжение, предпочтительно высокочастотное модулированное или немодулированное напряжение Uhf. В этом случае, от электрода исходит электрический ток, который протекает через плазму и по обрабатываемой биологической ткани. Ткань подвергается изменению, прежде всего коагуляции и/или удалению.
Как указано выше, с корпусом зонда соотнесено, предпочтительно, по меньшей мере одно светопроводное устройство, которое соединено с измерительным устройством. Измерительное устройство выполнено в виде оптического устройства для измерения расстояния, в виде устройства для измерения температуры или в виде устройства для обнаружения типа ткани. Оно способно к выполнению двух или всех этих функций, а также, по потребности, также и других функций. Измерительное устройство выполнено в виде интерферометрического устройства для измерения расстояния, которое работает с полихроматическим светом и делает возможным определение абсолютного расстояния. В качестве света может быть использован свет с малой длиной когерентности, длина когерентности которого уступает должному расстоянию от зонда до ткани, прежде всего белый свет. В качестве света также может быть использован свет с большой длиной когерентности, длина когерентности которого превышает должное расстояние от зонда до ткани.
Светопроводное устройство имеет светоприемное окно, которое задает область наблюдения. Эта область наблюдения пересекается, по меньшей мере, частично с исходящим из корпуса зонда плазменным факелом или искрами.
Светоприемное окно может быть выполнено в линзе с градиентным показателем преломления или линзовой матрице, которая, предпочтительно, выполнена задающей несколько оптических осей и/или несколько фокусов. Оптические оси попарно охватывают собой острый угол, то есть угол максимально в 90°. Они могут быть также ориентированными параллельно друг другу. Предпочтительно, линза с градиентным показателем преломления или линзовая матрица является моноволоконным светопроводным устройством, которое, со своей стороны, присоединено к оптическому измерительному устройству.
Если оптическое измерительное устройство служит для измерения расстояния, свет может поставляться посредством световода ко (всем) оптическим осям и фокусам, а рассеянный ими обратно свет поставляется посредством светопроводного устройства к измерительному устройству. Последнее получает рассеянный обратно свет от различных точек падения света различных оптических осей, и приводит его к интерференции со светом от источника света. Полученная интерференционная картина обеспечивает возможность обнаружения расстояния от ткани до зонда на отдельных оптических осях. Даже когда обнаруженные расстояния отдельных фокусов или оптических осей не могут быть соотнесены индивидуальным образом, тем не менее, измерительное устройство может быть выполнено для обнаружения, по меньшей мере, наименьшего измеренного расстояния (минимального расстояния) или также другой требуемой величины, такой как, например среднее или наибольшее расстояние.
Устройство для измерения расстояния, предпочтительно, представлено интерферометрическим устройством для измерения расстояния. Она использует источник света с достаточной длиной когерентности, по меньшей мере один разделитель луча, один приемник света, световод и объектив. Объектив может быть представлен линзой с градиентным показателем преломления; разделитель луча может быть представлен волоконным ответвителем; световоды могут быть представлены световыми волокнами; приемник света может быть представлен фотодиодом или фотодиодной матрицей, например, в форме чип-камеры. Заданный световодами и по меньшей мере одним разделителем луча световой путь может содержать измерительный путь и опорный путь. В состав опорного пути и измерительного пути могут входить те же оптические элементы, прежде всего, предпочтительно, выполненный в виде линзы с градиентным показателем преломления объектив, а также ведущая от разделителя луча к объективу часть светового пути (например, световода). Обращенная к ткани торцовая поверхность объектива (например, линзы с градиентным показателем преломления) может служить в качестве опорного зеркала.
Устройство может быть рассчитано в этом отношении таким образом, что функционирование зонда, прежде всего активация электрода и, тем самым, выходящего из него плазменного факела, сделано зависимым от соблюдения заданных расстояний, прежде всего от невыхода за предел минимального расстояния. Поскольку различные оптические оси линзы с градиентным показателем преломления или линзового узла наталкиваются на обрабатываемую ткань в различных местах, тем самым, посредством наличия нескольких точек падения может быть обеспечено предотвращение чрезмерного приближения биологической ткани к зонду в каком-либо месте.
Зонд согласно изобретению может быть применен, прежде всего, в хирургическом роботе. Такое применение существенно облегчено устройством для измерения расстояния. Регулировка расстояния между зондом и тканью посредством измерения расстояния является гораздо более простой, чем посредством изображения от камеры. Тем самым является возможным дистанционное управление зондом или также частично автоматизированное или полностью автоматизированное управление зондом.
Зонд может иметь один или несколько электродов. В равной мере, зонд может быть объединен с другим построенным подобным образом или конструктивно идентичным зондом с образованием двойного зонда. Светопроводное устройство может быть предусмотрено в корпусе зонда, на корпусе зонда или также в держателе, который принимает, например, один или несколько корпусов зондов. Согласно этому принципу могут быть получены различные конфигурации зондов, которые приспособлены к различным способам применения или местам применения.
Если измерительное устройство является интерферометрическим устройством для измерения расстояния, светопроводное устройство выполнено как для освещения места измерений, так и для обратного отведения рассеянного обратно от места измерений света к измерительному устройству. При этом измерительное устройство, предпочтительно, выполнено таким образом, что его активируют во время пауз, в течение которых от электрода и, прежде всего, от исходящей из электрода искры или плазмы не исходит какого-либо света. Если к электроду подводят, например, пульсирующее напряжение высокой частоты UHF, интерферометрическое измерительное устройство, предпочтительно, является активным в паузах между импульсами напряжения высокой частоты UHF.
Измерительное устройство может быть применено также в качестве пирометрического устройства для измерения температуры. В этом случае оно выполнено для приема исходящего от обрабатываемой ткани, прежде всего инфракрасного, света и для обнаружения на основании этого спектрального состава температуры ткани. В этом случае измерительное устройство опять-таки, предпочтительно, выполнено для его активации в паузах между импульсами подводимого к электроду пульсирующего напряжения высокой частоты UHF.
Измерительное устройство может быть также представлено комбинированным измерительным устройством, которое осуществляет как интерферометрическое определение расстояния, так и пирометрическое измерение температуры.
Измерительное устройство может быть выполнено, дополнительно или исключительно, для обнаружения посредством оптической эмиссионной спектроскопии охваченных плазмой или искрами типов ткани. Для этого, измерительное устройство, предпочтительно, выполнено для приема и анализа света во время импульсов пульсирующего напряжения обработки (напряжения высокой частоты UHF). Анализ света, предпочтительно, является спектральным анализом, в рамках которого спектральному исследованию подвергают исходящий от искр или плазмы свет. Для различения ткани, измеренные спектры могут быть подвергнуты сравнению со стандартными спектрами заданных типов ткани. В качестве индикатора для слоев ткани также могут служить, прежде всего, спектральные линии типичных для заданных слоев ткани химических элементов, например спектральные линии магния или кальция. В рамках оптической эмиссионной спектроскопии (ES) интенсивность светового сигнала существенно зависит от расстояния. Учет этого обстоятельства при обработке данных светового сигнала делает возможным существенное улучшение при обработке данных эмиссионных спектров, прежде всего применительно к сравнению с заданными спектрами. Если оптическое измерительное устройство выполнено для учета измеренного с помощью светового сигнала расстояния для приведения его, например, к расстоянию, с которым был принят сравнительный спектр, устраняется вредное воздействие переменных расстояний при обработке. Тем самым является целесообразным, когда оптические измерительное устройство выполнено таким образом, что оно использует для обнаружения типа ткани как спектр, так и расстояние.
Кроме того, измерительное устройство может быть выполнено для его постоянной активации для обнаружения расстояния от зонда до ткани и/или температуры ткани в паузах между импульсами, и для обнаружения состава ткани во время импульсов.
В состав изобретения также входит способ абляции ткани, в рамках которого посредством оптического измерительного устройства обнаруживают прогресс процесса абляции и/или расстояние от корпуса зонда до поверхности биологической ткани, и/или тип ткани. Способ является особо подходящим для абляции слизистых оболочек. При плазменной абляции слизистой оболочки желудка пациентов, специфические для слоя эмиссионные спектры (ES) могут быть зарегистрированы, и соответственно, сообщены или иным образом предоставлены оператору в зависимости от обрабатываемого слоя ткани. Продвижение выполняющей абляцию плазмы в слой под слизистой оболочкой может быть зарегистрировано и сообщено посредством повышения уровня по сравнению со слоем слизистой оболочки по меньшей мере одного ES-сигнала от магния. Продвижение выполняющей абляцию плазмы в слой под слизистой оболочкой может быть также зарегистрировано и сообщено посредством повышения уровня по сравнению со слоем слизистой оболочки по меньшей мере ES-сигнала от кальция. Также в качестве индикатора для продвижения плазмы под слизистую оболочку может быть использовано сочетание повышения уровня сигнала от магния с повышением уровня сигнала от кальция или от другого маркера.
Прежде всего, продвижение выполняющей абляцию плазмы в мышечную оболочку (мышечный слой) может быть зарегистрировано и сообщено посредством повышения уровня относительно слоя слизистой оболочки посредством по меньшей мере одного ES-сигнала от магния.
Также, продвижение выполняющей абляцию плазмы в мышечную оболочку (мышечный слой) может быть зарегистрировано и сообщено посредством повышения уровня относительно слоя слизистой оболочки посредством по меньшей мере одного ES-сигнала от кальция или другого маркера.
Другие особенности вариантов осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения, а также чертежа и описания. Показано на:
Фиг. 1 - устройство согласно изобретению в схематическом обзорном представлении,
Фиг. 2-4 различные варианты осуществления зондов для абляции ткани, в перспективном фрагментарном представлении,
Фиг. 5 - схематическое представление дистального конца светопроводного устройства и взаимодействующую с ним посредством ее различных оптических осей линзу с градиентным показателем преломления,
Фиг. 6 линза с градиентным показателем преломления согласно фиг.5 и задаваемый ею пучок световых лучей,
Фиг. 7 - устройство интерферометра в схематическом представлении,
Фиг. 8 получаемый посредством интерферометра интерференционный спектр и получаемые по нему измеренные дистанции,
Фиг. 9 взаимодействие компонентов устройства согласно фиг.1 в отдельном, изолированном схематическом представлении, и
Фиг. 10 - диаграмма для иллюстрации принципа функционирования устройства согласно фиг.1 или же 9.
На фиг.1 проиллюстрировано устройство 10, которое может служить для коагуляции ткани, для абляции ткани или для иной обработки ткани. В состав устройства 10 входят зонд 11 и питающее зонд 11 устройство 12. Оно может быть образовано посредством одного или нескольких приборов, и оно представлено на фиг.1 упрощенным образом в виде блока. В последующем изложении понятие «прибор 12» охватывает собой также несколько оперативно объединенных приборов.
Зонд 11 может быть представлен применяемым эндоскопическим образом зондом или также инструментом для лапароскопического применения или для открытого хирургического применения. В последующем изложении разъясненные структурные и функциональные особенности являются действительными, если они не является принципиально исключенными для каждой из предложенных конструкций.
Зонд 11 соединен посредством одной или нескольких линий 13, а также посредством одного или нескольких штекерных разъемов 14 с прибором 12, который предоставляет рабочую мощность и среды для функционирования зонда 11. Зонд 11 имеет жесткий или гибкий корпус зонда 15, в котором или на котором удержан электрод 16. В настоящем варианте осуществления электрод 16 размещен в простирающемся продольно через корпус 15 зонда канале 17 текучей среды, который ведет к штекерному разъему 14, и через который простирается снабжающая электрической мощностью электрод 16 электрическая линия. Канал 17 текучей среды, предпочтительно, имеет выход на торце 18 дистального конца корпуса 15 зонда. Кроме того, корпус 15 зонда может быть снабжен светопроводным устройством 19, которое простирается от дистального конца корпуса 15 зонда до штекерного разъема 14. На дистальном конце светопроводного устройства 19 предусмотрено отверстие 20, через которое может входить и выходить свет, который таким образом может быть подан от светопроводного устройства 19 к месту обработки и может быть принят им обратно. Предпочтительно, канал 17 текучей среды и светопроводное устройство 19 простираются через корпус 15 зонда в одном направлении.
Как показано на фиг.3, также является возможным предусмотрение нескольких светопроводных устройств 19а, 19b, 19 с, которые простираются через корпус 15 зонда, и к которым ведут штекерные разъемы 14. Соответствующим образом, в этом случае в торцовой поверхности 18 также предусмотрены несколько окон 20а, 20b, 20с.
Фиг. 4 иллюстрирует другое видоизменение, в рамках которого два зонда 11а, 11b объединены в сдвоенный зонд. Оба зонда 11а, 11b могут быть построены как одинаковым, так и различным образом. Они могут быть выполнены как с оптическим светопроводным устройством, так и без него, а также как с входным или выходным световым окном, так и без него. В представленных на фиг.4 примерах светопроводное устройство 19 размещено на держателе 21, который соединяет друг с другом оба зонда 11а, 11b. Представленные на фиг.2-4 варианты осуществления зондов являются примерами, которые могут быть скомбинированы друг с другом. Например, зонды могут быть объединены согласно фиг.2 и 3 с помощью держателя согласно фиг.4 с образованием сдвоенного зонда. Также один из зондов согласно фиг.2 и 3 может быть объединен с одним из зондов 15а или 15b в держателе 21 согласно фиг.4 с образованием сдвоенного зонда. Для всех этих конфигураций общим является то обстоятельство, что они содержат по меньшей мере один электрод 16, по меньшей мере один световод 19 и по меньшей мере один канал 17 текучей среды. Соответственно, в приборе 12 предусмотрены по меньшей мере один электрический генератор 22, который соединен посредством штекерного разъема 14 и линии 13 с электродом 16, по меньшей мере один источник 23 газа, который соединен посредством штекерного разъема 14 и линии 13 с каналом 17 текучей среды, и по меньшей мере одно измерительное устройство 24, которое соединено посредством штекерного разъема 14 и линии 13 со светопроводным устройством 19.
Генератор 22, предпочтительно, является регулируемым высоковольтным генератором под управлением далее не представленной управляющей схемы. Он, предпочтительно, выполнен для подачи высокочастотного переменного напряжения UHF, предпочтительно с частотой существенно выше 100 кГц, например 350 кГц. Кроме того, он выполнен для модулирования высокочастотного переменного напряжения UHF, например, в форме прямоугольных импульсов таким образом, что обеспечивается пульсирующая подача напряжения с импульсами 25 и паузами 26, как это проиллюстрировано на фиг.10 для высокочастотного переменного напряжения UHF. Управляющее устройство или же генератор 22 могут быть выполнены для изменения отношения временных продолжительностей импульсов 25 и пауз 26 согласно предварительно назначенным настройкам, предварительно назначенным режимам или также согласно сигналам управления.
Источник 23 газа может быть также соединен с далее не проиллюстрированным управляющим устройством для целенаправленного высвобождения или блокирования газового потока и/или для регулировки интенсивности потока. Блокирование и высвобождение газового потока и/или регулировка интенсивности потока могут быть произведены согласно настройкам пользователя, согласно избранным режимам работы и/или при помощи сигналов управления.
Измерительное устройство 24 является оптическим измерительным устройством, которое может быть выполнено в виде оптического устройства для измерения расстояния и/или в виде пирометрического устройства для измерения температуры и/или в виде измерительного устройства для обнаружения типа ткани, предпочтительно, на основе оптической эмиссионной спектроскопии. Если оптическое измерительное устройство 24 обнаруживает в то же время несколько величин, например расстояние и температуру или расстояние и тип ткани, для температуры или типа ткани может быть достигнута более высокая точность измерения, чем без учета расстояния.
На дистальном конце светопроводного устройства 19 может быть размещен, как схематически иллюстрирует фиг.5, служащий в качестве объектива линзовый узел 27, которое содержит, например, линзу 28 с градиентным показателем преломления. Последняя может быть выполнена таким образом, что она разделяет или же расщепляет ход луча по нескольким оптическим осям 29, 30, 31. При этом средняя оптическая ось 31 может быть идентична с оптической осью 31 светопроводного устройства 19. На боковой поверхности конуса вокруг оптической оси 31 могут быть размещены другие оптические оси 29, 30 (например, числом 6). Оптические оси 29, 30, 31 могут попарно охватывать собой угол, предпочтительно, угол максимальной величиной в 90°, то есть острый угол.
Фиг. 6 иллюстрирует для линзового узла 27 согласно фиг.5 соответственно полученный пучок световых лучей, которые могут быть сфокусированы, и тем самым, задавать фокусы 32, 33, 34. Они, предпочтительно, размещены на общей поверхности 35, например на сфере, цилиндрической поверхности или плоскости. Кроме того, они, предпочтительно, находятся на дистанции от линзы 28 с градиентным показателем преломления, которая дистанция примерно совпадает с дистанцией, на которую линза 28 с градиентным показателем преломления отдалена от биологической ткани 36 при применении зонда 15, как это схематически показано на фиг.7.
Фиг.7 иллюстрирует схематическим образом и, преимущественно ограничиваясь оптическими компонентами, структуру измерительного устройства 24, которое выполнено в виде интерферометрического измерительного устройства для контроля над расстоянием или для измерения расстояния. В состав измерительного устройства входит источник света 37, например в форме источника белого света или настраиваемого лазера. Он присоединен к светопроводному устройству 19 посредством волоконного ответвителя 38, который служит в качестве разделителя луча. Кроме того, волоконный ответвитель 38 соединен с приемником 39 света, который принимает как часть испущенного от источника 37 света, так и часть отраженного от поверхности ткани 36 света. При необходимости, закрытый отражателем опорный световой путь может быть соединен с ходом луча посредством другого волоконного ответвителя 38'. Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления световой путь на участке светопроводного устройства 19 от ответвителя 38 луча к линзе с градиентным показателем преломления до ее торцовой поверхности выступает в качестве опорного светового пути. Торцовая поверхность линзы с градиентным показателем преломления (или иного объектива) отражает часть света, и тем самым, образует опорное зеркало. Отдельный опорный световой путь может быть исключен.
В зависимости от длины волны, на приемнике 39 света возникает конструктивная или деструктивная интерференция таким образом, что приемник 39 света принимает световой спектр S, как это представлено на фиг.8 слева.
Интерферометр может быть выполнен как для работы со светом с малой длиной когерентности (интерферометр белого света), так и со светом с большой длиной когерентности.
В настоящем варианте осуществления для измерения расстояния в измерительном устройстве 24 применен настраиваемый источник 37 света, который может испускать свет с переменной длиной волны. Прием отдельных спектральных линий светового спектра при перенастройке источника 37 света происходит поочередно. При применении, напротив, источника 37 света, который одновременно испускает несколько или все цвета, спектр, согласно фиг.8, может быть образован посредством спектрального разложения света, поставляемого от волоконного ответвителя 38 к приемнику 39 света, и зарегистрирован посредством соответствующих нескольких светоприемных элементов.
Представленный на фиг.8 слева спектр образован посредством интерференции света, испущенного источником 37 света, со светом от различных мест падения, в которых оптические оси 29, 30, 31 наталкиваются на поверхность биологической ткани 36. В данном случае, подразумевают суммарный спектр. По нему могут быть обнаружены отдельные значения расстояния d1, d2, d3 от сопряжений оптических осей 29, 30, 31 с поверхностью ткани 36 до линзы 28 с градиентным показателем преломления. Кроме того, измерению подвергаются другие, не проиллюстрированные расстояния, которые основаны на возникающих в более глубоких слоях ткани отражениях. Это является действительным, прежде всего, для работы со светопроницаемыми слоями ткани.
Измерительное устройство 24 может быть выполнено для обнаружения наименьшего значения расстояния d1, d2, d3 и предоставления его управляющему устройству прибора 12 для последующей обработки. Управляющее устройство имеет возможность управления генератором 22 на основании этого значения, например его включения и выключения, или воздействия на его мощность и/или на его скважность импульсов (соотношение импульсов и пауз). Также управление на основании этого наименьшего значения расстояния d1 обеспечивает возможность включения или выключения источника 23 газа, или вынуждения его к увеличению или уменьшению подачи газа.
Предпочтительно, описанное в этом отношении, функционирующее на основе интерференционной оптики измерительное устройство 24 является активным во время пауз 26 пульсирующего приложенного к электроду 16 напряжения высокой частоты UHF, как это проиллюстрировано на фиг.10 на самой верхней диаграмме для первого оптического измерения О1. Для этого, генератор 22, как это схематически представляет фиг.9, непосредственно или посредством управляющего устройства прибора 12, может быть сообщен с оптическим измерительным устройством 24 таким образом, что измерительное устройство 24 функционирует синхронно с генератором 22.
Также является возможным выполнение измерительного устройства 24 таким образом, что оно, дополнительно или альтернативно, предпринимает измерение температуры поверхности ткани, посредством того, что оно также регистрирует исходящее от поверхности ткани 36 во время пауз 26 излучение, прежде всего инфракрасное излучение, и на его основании выполняет пирометрическую регистрацию температуры.
Кроме того, альтернативно или дополнительно, является возможным применение оптического измерительного устройства 24 в качестве части устройства обнаружения типа ткани или устройства классификации, которое обнаруживает тип затронутой искрами или плазмой ткани посредством оптической эмиссионной спектроскопии. Это измерение проиллюстрировано на фиг.10 на нижней диаграмме О2. Как очевидно, измерительное устройство 24 является активированным для осуществления этого измерения, предпочтительно, во время импульсов 25. Источник 37 света является для этого неактивным или вовсе исключенным. В последнем случае, также может быть исключен волоконный ответвитель 38 (и, если имеется в наличии, также волоконный ответвитель 38'). Приемник 39 света принимает исходящий от искр или плазмы свет, и опять-таки, обнаруживает его спектр соответственно представлению на фиг.8 слева. Регистрируемый спектр может быть подвергнут сравнению со стандартным спектром для вынесения заключения по нему относительно типа ткани. Для обнаружения типа ткани, прежде всего для различения слизистой оболочки, подслизистой основы и мышечной оболочки (мышечного слоя) при абляции слизистой оболочки, например для уменьшения или устранения индуцирующих выделение гормона роста клеток, могут регистрироваться также типичные спектральные линии магния и/или кальция, наличие и величина которых обеспечивает обнаружение того, с каким из слоев реагирует плазма, то есть какой из слоев подвергается абляции.
В соответствии с этим, измерительное устройство 24 имеет возможность образования одного или нескольких управляющих сигналов, которые характеризуют наименьшее расстояние от зонда до ткани и/или температуру ткани и/или тип ткани. Управляющее устройство прибора 12 может быть выполнено для управления генератором 22 и/или источником 23 газа соответственно этому сигналу. Например, управляющее устройство имеет возможность остановки генератора 22, как только достигнуто минимальное расстояние от зонда до ткани. В то же время или вскоре после этого управляющее устройство имеет возможность деактивации источника 23 газа. Альтернативно, зонд может быть направлен полностью или, по меньшей мере, относительно его расстояния до ткани, автоматическим образом посредством того, что регулирующее расстояние устройство автоматически регулирует требуемое расстояние обработки между зондом и тканью посредством измерения расстояния. Также является возможным сообщение измеренного расстояния во время функционирования зонда оператору для того, чтобы он при направлении зонда не руководствовался только изображением от камеры. В комбинации с одним из вышеупомянутых вариантов осуществления или независимо от него, также является возможным такое приспособление подачи энергии, силы тока, напряжения, модуляции или иной характеристики поставляемой генератором электрической мощности в зависимости от расстояния, то есть соотнесение измеренному расстоянию таким образом, что в результате изменения расстояния воздействие на ткань изменяется в самой малой мере или вовсе не изменяется.
Дополнительно или альтернативно, управляющее устройство имеет возможность деактивации генератора 22 и/или источника 23 газа, как только измерительное устройство 24 посредством оптического эмиссионного спектра плазмы или искр обнаруживает воздействие на тип ткани, который воздействию не подлежит. Взаимодействие измерительного устройства 24, например, с генератором 22, схематически проиллюстрировано на фиг.9. Такое взаимодействие может выходить за пределы включения и выключения генератора 22 и/или источника 23 газа. Например, посредством сигнала управления могут быть заданы или отрегулированы коэффициент заполнения импульсами генератора 22 и/или величина подачи газа источником 23 газа. Например, коэффициент заполнения импульсами подаваемого генератором 24 высокой частоты напряжения высокой частоты UHF может быть уменьшен, когда измеренная измерительным устройством температура ткани превосходит предельное значение. В то же время, подача газа от источника 23 газа может быть увеличена или также уменьшена. Таким образом, обеспечена возможность достижения автоматического приспособления функционирования генератора 22 и/или источника 23 газа к соответствующим временным рабочим состояниям зонда 11.
Во всех вариантах осуществления устройства 10 согласно изобретению, которое является применимым для коагуляции ткани или абляции ткани, в корпусе зонда, который может входить в состав медицинского инструмента, может быть предусмотрен электрод 16 высокого напряжения и светопроводное устройство 19, которое присоединено к измерительному устройству 24. Последнее может быть выполнено в виде оптического устройства для измерения расстояния и/или в виде устройства для измерения температуры, а также, по меньшей мере, факультативно в виде устройства для обнаружения типа обрабатываемой ткани посредством оптической эмиссионной спектроскопии. Если оптическое измерительное устройство служит в качестве устройства для измерения расстояния, его выполняют, прежде всего, предпочтительно, в виде интерференционного оптического измерительного устройства, которое выполнено для одновременного обнаружения расстояние от зонда или светопроводного устройства до нескольких точек обрабатываемой ткани. Тем самым являются возможными регистрация на одной из отдельных измерительных точек оптического измерительного устройства в соответствующей области ткани, на которой они распределены, минимального расстояния до зонда, и управление функционированием зонда в зависимости от полученного результата. Это может повлечь за собой изменение пикового напряжения, мощности, коэффициента заполнения импульсами или иных электрических параметров применяемого, приложенного к электроду напряжения высокой частоты UHF, а также подачи газа или также попросту выключение генератора высокой частоты и подачи газа.
Устройство 10 согласно изобретению может быть применено для коагуляции ткани и/или для абляции ткани. Оно содержит по меньшей мере один электрод 16, который служит для создания искр или плазменного факела, и который присоединен для этого к электрическому источнику 20. С зондом 11 соотнесено измерительное устройство 24, которое вблизи от электрода 16 испускает и/или принимает свет, и которое обнаруживает расстояние от зонда 11 до ткани 36 и/или температуру ткани и/или состав подвергаемой воздействию ткани 36. Предпочтительно, измерительное устройство 24 функционирует синхронно с импульсами или паузами модулированного в форме импульсов и пауз напряжения высокой частоты UHF электрода 16, что обеспечивает возможность осуществления требуемых измерений одновременно с функционированием инструмента 11, а также регулировки функционирования инструмента 11 посредством полученных результатов измерений.
Ссылочные обозначения:
10 устройство для абляции или коагуляции ткани
11 зонд 11а, 11b
12 питающее устройство/прибор
13 линия
14 штекерный разъем
15 корпус 15а, 15b зонда
16 электрод
17 канал текучей среды
18 торцовая сторона
19 светопроводное устройство 19а, 19b, 19с
20 окно 20а, 20b, 20с
21 держатель
22 генератор
23 источник газа
24 оптическое измерительное устройство
25 импульс
26 пауза
27 линзовый узел
28 линза с градиентным показателем преломления
29-31 оптические оси
32-34 фокусы
35 поверхность
36 биологическая ткань
37 источник света
38 волоконный ответвитель
39 приемник света
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для обработки биологической ткани, в частности к инструментам для коагуляции и абляции, которые воздействуют на ткань электрической энергией. Устройство для коагуляции биологической ткани содержит зонд, имеющий корпус, и по меньшей мере один электрод, расположенный в корпусе зонда с возможностью подачи на него электрического напряжения. Корпус зонда снабжен по меньшей мере одним светопроводным устройством, присоединяемым к оптическому измерительному устройству, которое выполнено в виде оптического интерферометрического устройства, предназначенного для измерения расстояния и обеспечивающего испускание и прием света вблизи электрода. Корпус зонда имеет по меньшей мере один канал текучей среды, подсоединяемый к источнику газа. Электрод расположен в канале текучей среды, а измерительное устройство выполнено с возможностью определения расстояния от зонда до ткани. Изобретение делает возможным улучшение контроля над процессом. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Устройство (10) для коагуляции биологической ткани, содержащее зонд (11), имеющий корпус (15), и по меньшей мере один электрод (16), расположенный в корпусе (15) зонда с возможностью подачи на него электрического напряжения (UHF), причем корпус (15) зонда снабжен по меньшей мере одним светопроводным устройством (19), присоединяемым к оптическому измерительному устройству (24), которое выполнено в виде оптического интерферометрического устройства, предназначенного для измерения расстояния и обеспечивающего испускание и прием света вблизи электрода (16), отличающееся тем, что корпус (15) зонда имеет по меньшей мере один канал (17) текучей среды, подсоединяемый к источнику (23) газа, причем электрод (16) расположен в канале (17) текучей среды, а измерительное устройство (24) выполнено с возможностью определения расстояния от зонда (11) до ткани (36).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на дистальном конце светопроводного устройства (19) размещена линза (28) с градиентным показателем преломления или линзовая матрица, которая задает несколько фокусов (32, 33, 34).
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что линза (28) выполнена задающей по меньшей мере одну оптическую ось.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что линза (28) выполнена задающей несколько оптических осей (29, 30, 31), из которых по меньшей мере одна расположена параллельно или под острым углом к электроду (16).
5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фокусы (32, 33, 34) размещены на одной заданной поверхности.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что фокусы (32, 33, 34) размещены на одной плоскости (35).
7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что измерительное устройство (24) выполнено предоставляющим наименьшее из обнаруживаемых на различных оптических осях (29, 30, 31) расстояний (d1, d2, d3).
8. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что зонд (15) имеет по меньшей мере два электрода (16).
9. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что для интерферометрического измерения расстояния предусмотрен источник (37) света, который выполнен для одновременного или в различные моменты времени испускания света с различными длинами (λ) волн.
10. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что измерительное устройство (24) является комбинацией в составе по меньшей мере одного фотодиода и по меньшей мере одного оптического фильтра.
11. Устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что корпус (15) зонда, по меньшей мере один электрод (16) и по меньшей мере одно светопроводное устройство (19) выполнены как часть инструмента для обработки ткани, а измерительное устройство (24) как часть питающего инструмент прибора (12).
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что прибор (12) содержит генератор (22) для создания высокочастотного пульсирующего напряжения (UHF) с импульсами (25) и паузами (26) между импульсами, к которому является подсоединяемым электрод (16) инструмента, а также оптическое измерительное устройство (24), к которому является присоединяемым светопроводное устройство (19) инструмента, причем оптическое измерительное устройство (24), по меньшей мере, во время пауз (26) между импульсами является активным.
