(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022067066
(43)【公開日】2022-05-02
(54)【発明の名称】試験デバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 21/73 20060101AFI20220422BHJP
【FI】
G01N21/73
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021163608
(22)【出願日】2021-10-04
(31)【優先権主張番号】10 2020 127 424.6
(32)【優先日】2020-10-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】592245823
【氏名又は名称】エルベ エレクトロメディジン ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】Erbe Elektromedizin GmbH
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(72)【発明者】
【氏名】クラウス・フィッシャー
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー・ノイゲバウアー
【テーマコード(参考)】
2G043
【Fターム(参考)】
2G043AA01
2G043AA03
2G043CA02
2G043CA05
2G043EA08
2G043GA25
2G043JA01
2G043LA01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】RF手術器具によって作成された出現光を分析するための分析デバイスを有するシステムの改良された概念を提供する。
【解決手段】RF手術器具11によって作成される出現光の分析のための分析デバイスAEを試験、特に較正するための試験デバイスTEが提供される。試験デバイスTEは、試験対象物を含み、試験対象物は、プラズマ試験出現光を作成するように構成され、その光は、光受信ユニット14によって受信され得る。さらに、出現光を分析するための分析デバイスAEを試験、特に較正するための方法が、提供され、出現光は、RF手術器具11によって作成される。本発明の方法は、試験対象物と電極との間に試験出現光を作成することを含む。試験出現光の光は、光受信ユニット14によって受信される。方法は、好ましくは、手術チームのメンバー、特に手術医または手術助手によって実施され得る。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
RF手術器具(11)によって作成された出現光(13、44)を分析するための分析デバイス(AE)を試験、特に較正するための試験デバイス(TE)であって、
前記試験デバイス(TE)は、試験対象物(24)を備え、
前記試験対象物(24)は、プラズマ試験出現光(44)を作成するように構成され、
前記プラズマ試験出現光の光は、光受信ユニット(14)によって受信され得る、
試験デバイス(TE)。
【請求項2】
前記試験対象物(24)は、電極(10)、特に前記器具(11)の電極(10)と試験面(26)との間に前記試験出現光(44)を作成するための前記試験面(26)を含む、
請求項1に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項3】
前記試験対象物(24)を滅菌手術領域(29)に配置することができる、
請求項1または2に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項4】
前記分析デバイス(AE)が動作可能であるかどうかを評価するように、および/または信号または値をユーザに出力するように構成された評価ユニット(27)を備え、
前記信号または値に基づき、前記ユーザは、前記試験対象物(24)によって作成された試験出現光(44)の受信光の光特徴に基づいて、前記分析デバイス(AE)が動作可能であるかどうかを評価することができる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項5】
前記試験デバイス(TE)は、前記試験出現光(44)に基づいて、少なくとも1つの波長における分析デバイス(AE)の感度および/または少なくとも1つの波長における前記分析デバイス(AE)の透過率を決定するように構成される、
請求項1から4のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項6】
前記試験デバイス(TE)は、複数の波長またはスペクトル部分の強度から計算される前記試験出現光(44)の光の光特徴からシグネチャを決定するように構成され、
各シグネチャは、好ましくは、前記試験面(26)および/または電極(10)の材料の部分、および/またはプラズマ状態に移行する電極(10)と試験面(26)との間の雰囲気を特徴付ける選択されたスペクトル線の強度比から計算される、
請求項1から5のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項7】
前記試験対象物(24)は、前記試験対象物の発光スペクトルに基づいて選択された少なくとも1つの物質を含む、
請求項1から6のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項8】
前記試験対象物(24)は、少なくとも2つの異なる試験面(26)を含む、
請求項1から7のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項9】
前記試験対象物(24)は、光特徴を決定することができる試験出現光(44)を作成するために、検査または治療される組織(12)にも存在するか、または存在すると予想される特定の物質を含み、
前記光の特徴はまた、前記組織(12)に対する前記器具(11)の影響によって作成された出現光(13)から決定することもできる、
請求項1から8のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項10】
前記試験デバイス(TE)は、前記試験出現光(44)の特定の光特徴から前記分析デバイス(AE)の較正を決定するように構成される、
請求項1から9のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項11】
前記試験デバイス(TE)は、前記分析デバイス(AE)、前記試験デバイス、前記試験対象物(24)、前記RF手術器具(11)、RF手術デバイス、特にRF手術装置および/または前記RF外科的介入のための前記システム(S)の任意の他のデバイスの、少なくとも1つのパラメータ、例えば前記器具(11)による組織の治療のための制御および/または評価パラメータについて、前記試験デバイス(TE)を用いた前記試験により前記試験出現光(44)に基づいて値または値の範囲を規定するように構成される、
請求項1から10のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項12】
前記試験デバイス(TE)は、試験出現光(44)の作成のための前記試験面(26)へのアプローチ、または前記試験面近くの前記電極(10)の位置を自動的に決定するように構成され、前記位置に基づき、前記試験デバイス(TE)、前記分析デバイス(AE)、前記器具(11)、前記RF手術デバイス、特に前記RF手術装置(21)、および/または前記RF外科的介入のための任意の他のデバイスの1つまたは複数の調整および/または調整の可能性を選択または変更するように構成される、
請求項1から11のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項13】
前記試験対象物(24)は、前記電極(10)と前記試験対象物(24)の試験面(26)との間の最小距離(MA)を規定するように構成され、および/または前記試験デバイス(TE)は、電極(10)と試験対象物(24)の試験面(26)との間の雰囲気を規定するように構成される、
請求項1から12のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項14】
前記試験対象物(24)は、例えば、前記器具(11)および/または前記光受信ユニットの前記試験対象物(24)への挿入中、前記器具(11)および/または前記光受信ユニットが前記対電極(25)に対して規定された配向を有するような位置を前記器具(11)および/または前記光受信ユニットが自動的にとるように、前記器具(11)および/または前記光受信ユニットを案内するように前記試験対象物(24)が構成されるという点で、前記試験面(26)に対する、前記器具(11)、前記器具(11)のアダプタ、電極(10)、および/または光受信ユニットの配向を規定するように構成される、
請求項1から13のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)。
【請求項15】
請求項1から14のいずれか一項に記載の試験デバイス(TE)と、手術器具(11)の手術ユーザまたは手術助手によって、光分析用の分析デバイス(AE)の光受信ユニット(14)を器具(11)または前記器具(11)の構成要素(11a)に取り付けるためのデバイス(19)とを有する、
システム。
【請求項16】
分析デバイス(AE)を試験、特に較正するための方法(100)であって、
前記分析デバイスが、生体組織(12)に対するRF手術器具(11)の影響によって作成された出現光(13、44)を分析するように構成され、
前記方法(100)は、試験対象物(24)と電極(10)との間に試験出現光(44)を作成することを含み、
前記試験出現光の光は、光受信ユニット(14)によって受信され、
前記方法(100)は、好ましくは、手術チームのメンバー、特に手術医または手術助手によって実施される、
方法(100)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、組織への電気外科的介入によって作成された出現光の分析の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
非特許文献1では、組織サンプルと器具との間に出現光が作成され、その後評価されるという文脈の前臨床研究が説明されており、組織サンプルは、手術によって患者の臓器から抽出されている。
【0003】
出現光の作成下で生体組織に介入するための器具を有する手術デバイスが、特許文献1から知られている。このデバイスは、組織への電気的介入によって作成された光の光特徴を決定するための分析デバイスと、介入中に作成された光の光特徴を介入対象の生体組織の組織特徴に割り当てるための弁別器デバイスとを備える。特許文献1は、健康な組織および病気の組織、さまざまな組織タイプなどの参照スペクトルまたは特徴的な光特徴をデータベースに記憶することを提案している。データベースは静的であることができ、すなわち、手術を開始する前にそれぞれのデータを入力することができる。手術前または手術中にデータを取得するか、または後でデータを調整することも可能となり得る。例えば、手術医が特定の組織(例えば、健康な組織)の内部を確実に切断する限り、手術医が少なくとも1つの発生する光の特徴を所望のパラメータとして記憶することが、提供され得る。後の時点で認識されたこの所望のパラメータの決定された偏差は、信号を作成するために弁別器デバイスによって検出することができる。デバイスは、この信号をさらに処理し、伝送することができる。一般に、弁別器デバイスは、事前設定された、または患者の個々の得られた参照スペクトルまたはこれらのスペクトルの個々の光特徴を、測定されたスペクトルまたはその個々の光特徴と比較し、組織のタイプまたは特性の変化を示す偏差に基づいて信号を作成すると言うことができる。患者の個々の光特徴、例えば患者の個々の参照スペクトルは、手術の開始時に、または手術中に1回または複数回、記録および記憶することができる。
【0004】
特許文献2は、1つまたは複数の光ファイバを備えることができるロボットによって担持される手術器具を開示している。光ファイバは、光子を送受信するために使用することができ、励起光を供給するだけでなく、散乱光子を分析ユニット、例えば分光光度計に伝送するように構成することができる。光ファイバを使用して、特定の化学種を検出するために発光分光法を実施することができる。分析ユニットは、器具の分光機能の較正または診断の試験のためのパラメータを提供するために、コンピュータと組み合わせることができる。分光光度計の較正は、標準、例えば既知の溶液または組織の化学組成の標準信号を使用して実施することができる。
【0005】
生体組織への電気外科的介入のための器具が、特許文献3から知られている。この器具は、電極と、流体本体によって形成された光入口窓に接続された光導体とを備える。光導体は、電極においてRF手術中に作成された光を捕捉し、これを光分析デバイスに供給するために、光分析デバイスに接続される。
【0006】
例えば、光ファイバなどの光受信ユニットは、特に液体、ならびに煙霧、蒸気、および粒子の沈殿によって、動作中に汚染する可能性がある。さらに、光受信ユニットおよび分析ユニットを有する分析デバイス、ならびに特定の電極およびRF発生器を備えた器具からなるシステムが、実際には、特定の手術中に最初に使用される場合がある。
【0007】
RF発生器(RFスパークのエネルギー源)において、標準では、例えば、+/-20%のRF出力電力の標準偏差が可能である。生体組織の比電気抵抗は大きく異なり、対照的には、脂肪組織は、3.3x107オームmm2/m、筋肉組織は2.0x106オームmm2/m、血液だけでは1.6x106オームmm2/mである。例えば、スパークフィードバック制御中など、さまざまな切断モードまたは凝固モードの構成は、生体組織でのRFスパークの発光に影響を与える。特定の発光は、RF発生器または器具の調整に加えて、電極の形状に依存する。
【0008】
作成から分析ユニットまでのRF-OESシステムの光路の構成は、光の信号品質に大きな影響を与えるパラメータである。分析デバイスの外部および内部のプラグカップリングの光インターフェースは、伝送を大きく劣化させる可能性がある。例えば製造プロセス中の光ファイバの汚染が、伝送を劣化させ、または完全に妨げる可能性もある。光ファイバの誤った機械的取り付けが、伝送を大きく劣化させる可能性がある。分析デバイスと手術器具との接続中および/または相互の位置合わせ中にエラーが発生した結果、分析デバイスが使用可能な光信号を受信できなくなる可能性がある。また、RF-OESシステム(無線周波数発光分光システム)の臨床使用中に、RFスパークの信号品質が、例えば、血液による光ファイバの汚染によって大きく変化する可能性があり、組織の区別を歪め、または不可能にする可能性がある。
【0009】
エネルギー入力により、組織の区別にRFスパークを使用することによる発光分光法中に、強度の大きな変動、特に異なる強度のRFスパークが発生する可能性がある。スパーク放電の開始時の高温は、圧力の上昇につながり、この圧力上昇は、さらに、爆発のように放電チャネルの断面を拡大する。これにより、ピーク温度が低下する。スパーク励起中、プラズマ内の温度および圧力は、一定ではない。電極と組織との間のプラズマのインピーダンスは、変化する。RF-OES-Spectraを相互に比較できるようにするために、RF-OES-Spectraは、組織を価値のあるスペクトルと価値のないスペクトルに分類するために、個々に品質基準に準拠する必要がある。信号品質の絶対値ではなく、単一のスペクトル線の相対的な比のみが、決定される。RFスパークは、電極先端と組織との間に作成されるだけでなく、スパークは、また汚染によって光ファイバの表示ウィンドウの外側に横方向に作成される可能性があり、それにより、例えば、汚染のない状態と比較して、発光のわずかな部分だけがガラスファイバに結合される。
【0010】
システムの単一のコンポーネントの試験または較正は、電極、光導体、分析デバイス、RF発生器、調整パラメータなどの組み合わせの可能性の多様性により、場合によっては限定された意味だけのものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】欧州特許出願公開第2659846号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第2009/0088772号明細書
【特許文献3】欧州特許出願公開第2815713号明細書
【非特許文献】
【0012】
【非特許文献1】Spetherら著の専門誌BIOMEDICAL OPTICS EXPRESSに掲載された記事、「ガイド付き電気外科腫瘍切除のための発光分光法に基づくリアルタイム組織分化(Real-time tissue differentiation based on optical emission spectroscopy for guided electrosurgical tumor resection)」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の目的は、RF手術器具によって作成された出現光を分析するための分析デバイスを有するシステムの改良された概念を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この目的は、請求項1に記載の、RF手術器具によって作成される出現光を分析するための分析デバイスを試験、特に較正するための試験デバイスによって解決される。試験対象物は、試験デバイスの一部である。試験対象物は、プラズマ試験出現光を作成するように構成され、その光は、光受信ユニットによって受信され得る。試験デバイスは、分析デバイスの少なくとも一部または分析デバイス全体を試験、特に較正するように構成される。分析デバイスは、光受信ユニット、例えば光ファイバと、分析ユニットとを備えることができ、光受信ユニットは、分析ユニットに接続される。分析デバイスは、特に、例えば健康な組織と悪性組織との間の組織の区別(組織の分化)に役立つ。
【0015】
試験デバイスの試験対象物は、試験デバイスによる試験方法がヒトまたは動物で実施されないように、(生体の任意のヒトまたは動物の体、特に器具によって治療されるものとする患者の体に関して)外因性の試験面を提供する。
【0016】
試験対象物は、好ましくは非生体材料からなる。特に、試験対象物は、ヒトまたは動物の組織を含まないか、またはヒトまたは動物の組織は、試験対象物または試験対象物の一部として提供されない。しかし、これは、手術中の試験の間に試験対象物が組織残留物などで汚染されている可能性があることを排除するものではない。
【0017】
試験対象物によって作成されるプラズマ試験出現光(簡単に試験出現光)は、例えば、スパークまたは連続プラズマを意味する。出現光は、電磁スペクトルの赤外線、可視、および/または紫外線範囲の電磁波を含むことができる。試験デバイスは、試験出現光のスペクトルの赤外線、可視、および/または紫外線の成分を受信および分析するように構成することができる。プラズマ試験出現光を受信する光受信ユニットは、分析デバイスの分析ユニットに接続された試験光受信ユニットであることができ、または試験目的のために分析デバイスに接続することができる。しかし、好ましくは、光受信ユニットは、分析デバイスの光受信ユニットである。その理由は、器具、特に好ましくは、器具にRFエネルギーを供給するためのRF手術装置と組み合わせた分析デバイスは、分析デバイスが試験される、例えば較正される準備において、またはその試験中に、特定の手術でも使用される試験デバイスによって試験されるためである。
【0018】
手術チームの医学教育を受けたメンバー、例えば手術助手または手術医は、試験対象物を用いて試験出現光を作成し、光受信ユニットによって光を捕捉するという点で、好ましくは手術前または手術中に、試験デバイスを用いて分析デバイスの主要な操作性を確認することができる。試験デバイスは、好ましくは、動作試験の試験結果、例えば「試験合格」、すなわち分析デバイスが動作可能であること、または「試験不合格」、すなわち分析デバイスが動作不能であることを、それぞれの信号によって、または信号、特に光学的、音響的または触覚的に知覚可能な信号の不在によって手術担当者に出力するように構成される。そうすることで、例えば、分析ユニットの光ファイバが汚染または欠陥がある場合、または分析ユニットが正しく組み立てられていない場合を発見することができる。
【0019】
本発明の試験デバイス、本発明の方法および本発明のシステムのさらなる例示的な有利な特徴および実施形態は、以下の説明から導き出される。
【0020】
試験対象物は、電極、好ましくは器具の電極と試験面との間に試験出現光を作成するための試験面を含むことができる。試験面は、電極に対する対電極によって形成することができる。単極器具の場合、試験面は、RF手術装置および/または中性電極と導電的に接続することができる。
【0021】
試験デバイスは、好ましくは、臨床的用途に合わせて構成される。試験デバイスは、好ましくは、手術器具を用いた手術の術中段階中に使用するように構成される。試験対象物は、滅菌手術領域内にあることができ、または配置することができる。そうすることで、手術の直前または手術中の試験デバイスによる分析デバイスの試験、特に較正が、特に簡単な方法で可能である。
【0022】
好ましくは、試験デバイスは、試験対象物によって作成された試験出現光の捕捉された光の光特徴(1つの光特徴または複数の光特徴)に基づいて分析デバイスが動作可能であるかどうかを評価するように構成された評価ユニットを備える。評価ユニットは、例えば、分析デバイスの一部であることができる。
【0023】
分析ユニットが動作可能かどうかを評価するための光特徴は、例えば、スペクトル的に区別されないか、または捕捉されたすべての波長にわたって統合される発光パワー、区別できる単一の波長または複数の波長での発光パワー(距離は、試験デバイスの波長分解能より大きい)、個々のスペクトル線の強度、スペクトル線グループの強度、試験出現光の時間依存の進行、ならびに試験出現光、典型的なスペクトル、スペクトルのセクションの光の偏光、スペクトルから得られたシグネチャおよび/または試験出現光の光のスペクトル、スペクトルの一部および/またはスペクトル線から得られたシグネチャであることができる。シグネチャは、アルゴリズム、式、割り当てテーブル、またはその他の処理規則からオペランドとして取得することができる。特に、シグネチャは、選択されたスペクトル線の強度比、比、合計、および/または異なる項間の差であることができ、ここで、項は、順に、合計、差、積、スペクトル部分にわたる積分、および/または異なるスペクトル線もしくはスペクトル部分またはそこから導かれた光特徴もしくはシグネチャの強度の他の項であることができる。
【0024】
評価基準は、例えば、ある波長、波長のグループ、スペクトルのセクション、スペクトル全体における信号対雑音比または信号対バックグラウンド比、異なる波長および/または波長グループおよび/またはスペクトルのセクションにおける強度の比であることができる。簡単な場合、例えば、分析デバイスが動作可能であるように光受信ユニットを介して十分な光を取り込むことができるかどうかを、しきい値と比較することによって、試験デバイスによって決定された試験出現光の光の強度によって決定することができる。
【0025】
代替的または追加的に、試験出現光の光の選択されたスペクトル線の強度比のシグネチャを計算することができ、および/または例えば、ノイズやバックグラウンドによるシグネチャの計算の不確実性を判断することができる。例えば、各シグネチャは、試験面および/または電極の材料の部分および/またはプラズマ状態に移行する電極と試験面との間の雰囲気を特徴付ける選択されたスペクトル線の強度比から計算することができる。不確実性、例えばシグネチャ対不確実性の比がしきい値よりも大きい場合、例えば、分析デバイスの陽性試験を推定することができ、この場合、評価ユニットは、それぞれの評価信号を生成する。試験結果が陰性の場合、評価ユニットは、それぞれ異なる評価信号を作成することができ、または評価信号を作成しない場合があり、あるいは代替策として、評価信号出力は、試験結果が陽性の場合に出現しない場合がある。評価信号または他の評価信号に基づいて、特に音響的、光学的または触覚的に知覚可能な信号を手術器具および/または分析デバイスのユーザに出力することができ、および/または評価信号を分析デバイス試験システム、分析デバイス、RF手術器具および/またはRF手術装置の制御に使用することができる。評価信号に基づいて、試験デバイス、分析デバイス、RF手術器具および/またはRF手術装置のパラメータまたはパラメータ範囲を、例えばシステムによって自動的に定義することができる。これは、RF手術装置、RF手術器具、試験デバイス、分析デバイス、および/または適切な場合に追加のデバイスを備えるRF手術システムが、試験デバイスの試験に基づいて(ユーザによる自動調整の許容の有無にかかわらず)自動的に調整できることを意味し、その際、RF手術システムの少なくとも1つのデバイスの少なくとも1つの調整は、試験に基づいて選択または変更される。試験デバイスは、代替的または追加的に、RF手術システムの少なくとも1つのデバイスの少なくとも1つの調整に関する推奨をユーザに出力することができ、ユーザは、次いで、推奨に従ってRF手術システムを調整することを決定することができる。
【0026】
評価信号により、例えば、分析デバイスが信号を出力すること、および/または分析デバイスの分析の精度に関する指示を導き出し、例えば、ユーザに出力できることを回避することができる。したがって、評価結果はまた、例えば、分析デバイスが少しでも動作するかどうか、十分な精度および/または分析デバイスが動作 できる精度で動作するかどうかであることができる。
【0027】
試験デバイスは、好ましくは、スペクトル部分またはスペクトル全体における少なくとも1つの波長、波長のグループでの分析デバイスの感度、および/または少なくとも1つの波長、波長のグループ、スペクトル部分またはスペクトル全体における分析デバイスの透過率を決定し、好ましくは評価するように構成される。感度は、試験出現光の光の強度に関する、試験出現光の捕捉された光によって作成された分析デバイス内の電気信号の量である。透過率は、光受信ユニット(例えば、光ファイバ)の光出口での強度と、光受信ユニットの光入口での強度との比である。例えば、透過率は、入口の汚染によって、損傷、例えば包括的には光入口と光出口(光信号が電気信号に変換される場所)との間の断裂によって、および/または例えば光入口と光出口との間の結合部材によって影響を受け得る。比較感度および/または透過率は、試験デバイスの決定された感度および/または決定された透過率を比較することができるデータベースに記憶することができる。分析デバイスの光受信ユニットは、透過率の決定中の検査対象であるため、分析デバイスの分析ユニットを透過率の決定に使用するか、または別の分析ユニットを試験目的で光受信ユニットに接続することができる。
【0028】
好ましくは、試験対象物は、発光スペクトルに基づいて選択された少なくとも1つの物質または少なくとも2つの物質を含む。そうすることで、例として、物質が、治療されるべき組織で予想される種に類似した光の特徴を作成する場合、および/または光特徴および/またはそのシグネチャを、物質が寄与する試験出現光から決定することができる精度から、介入出現光の光特徴および/またはシグネチャ、および/または介入出現光に寄与する種に関する精度を推定できる場合、高い重要性の分析結果を作成することができる。
【0029】
試験対象物は、所定の組成を有することができる。好ましくは、試験対象物、特に試験面の組成および/または内容物は、外科的介入の臨床的兆候に基づいて、例えば(想定される)腫瘍および/または治療される組織の「想定される」疾患に基づいて選択することができる。
【0030】
試験対象物は、好ましくは、光特徴を決定することができる試験出現光を作成するために、検査されるおよび/または治療される組織にも現れるおよび/または予想される特定の物質を含み、光特徴はまた、RF外科的介入中、組織に対する器具の影響によって作成された出現光(介入出現光)に基づいて作成することもできる。
【0031】
好ましくは、試験出現光を作成するためにユーザが対電極の近くに配置する電極は、具外的には試験出現光を作成するためのその組成によって選択される。例えば、電極は、試験出現光および/または出現光に対する電極の物質または材料の予想される寄与に基づいて、および/または試験出現光および/または出現光の1つまたは複数の光の特徴に基づいて選択することができ、光特徴は、電極の組成に起因して存在する。電極は、外科的介入の臨床的兆候に応じて、電極の組成による試験出現光および/または出現光への予想される寄与に関して選択することができる。
【0032】
試験対象物は、少なくとも2つの異なる試験面を含むことができる。試験面は、それらの形態、組成、物理的状態(固体、液体)などに関して区別することができる。試験面の組成は、特に、種のタイプおよび/またはそれらの絶対量および/または相対量で特に区別することができる。そうすることで、電極および/または電極材料の影響を決定することができ、および/または試験出現光および/または介入出現光の分析結果から計算することによって排除することができる。試験面は、異なる材料で構成されているという点で区別することができる。例えば、試験面は、異なる金属、特に純粋な金属または合金、同じまたは異なる材料、例えば、スポンジまたはフリース素材中の異なる溶液を含むことができる。試験は、その後、少なくとも2つの異なる試験面に対して試験出現光が作成されることを含むことができる。
【0033】
試験デバイスは、好ましくは、試験出現光の特定の光特徴から分析デバイスの較正を決定するように構成される。例えば、分析デバイスの較正を決定するために、特定の光特徴をデータベースに記憶された光特徴と比較することができる。好ましくは、試験デバイス、分析デバイス、特に光受信ユニットおよび/または分析ユニット、RF手術器具および/またはRF手術装置の少なくとも1つのパラメータが、較正に基づいて選択または変更される。好ましくは、システムは、試験デバイス、分析デバイス、特に光受信ユニットおよび/または分析ユニット、RF手術器具および/またはRF手術装置、またはシステムの任意の他のデバイスまたは構成要素の少なくとも1つのパラメータを較正に基づいて選択または変更するように構成される。
【0034】
好ましくは、少なくとも1つのパラメータ、例えば試験デバイス、試験対象物、分析デバイス、および/またはRF手術デバイス、特にRF手術器具またはRF手術器具の供給のためのRF手術装置の制御パラメータおよび/または評価パラメータの少なくとも1つの値または値の範囲が、試験出現光に基づいて試験デバイスの試験によって規定される。特に、試験デバイスを用いた試験により、システムの示された装置のうちの少なくとも1つのパラメータの値または値の範囲は、組織の治療中、示されたデバイスからなるシステムの動作に影響を与える試験出現光に基づいて規定することができる。明らかに、これは、好ましくは、所望のRF手術治療結果を可能にするが、分析デバイスによる介入出現光の改善された分析を結果としてもたらすパラメータの値または値の範囲となる。
【0035】
試験対象物は、好ましくは、対電極の近くに試験出現光を作成するために試験デバイスのユーザによって配置される電極と、試験対象物の試験面との間の最小距離を規定するように構成され、これらの間に試験出現光が作成される。
【0036】
好ましくは、試験デバイスは、雰囲気、特に電極と試験面および/または対電極との間のその組成および/または圧力を規定するように構成される。例えば、電極と試験対象物との間にアルゴン雰囲気を作成することができる。
【0037】
試験対象物は、好ましくは、試験出現光を作成するために対電極の近くに配置される電極の配向、および/または試験面に対する光受信ユニットの配向を規定するように構成される。例えば、これは、器具および/または光受信ユニットの試験対象物への挿入中、器具および/または光受信ユニットが対電極に対して規定された配向を有するような位置を器具および/または光受信ユニットが自動的にとるように、器具および/または光受信ユニットを案内するように試験対象物が構成されるという点で起こり得る。
【0038】
試験デバイスは、好ましくは、試験出現光の光の捕捉中に、環境光からの光受信ユニットのシールドを提供する。
【0039】
上記で述べた対策は、特に有意義な試験結果を得るために、個別に、または任意の(副)組み合わせで試験の条件を作成するのに役立つ。
【0040】
試験デバイスは、好ましくは、器具を使用した手術の準備のため、または器具を使用した手術中に、器具のユーザ、例えば手術医、手術助手、または手術チームの別のメンバーによって組み合わせることができる器具および分析デバイス用に提供される。分析デバイスの器具および光受信ユニットは、好ましくは、器具に対する分析デバイスの光受信ユニットの位置を規定するために、手術前および/または手術中に器具のユーザによって互いに取り付けられ得る。特に、器具のユーザが互いに取り付けることができる器具および分析デバイスからなるそのような手術システムでは、非動作の分析デバイスが生じる可能性があり、および/または器具および分析デバイスの誤った取り扱い、損傷、汚染、取り付け不備のために、分析デバイスを動作可能にするためにRF手術デバイスおよび/または分析デバイスの特定の調整を必要とする分析デバイスが生じる可能性がある。このような場合を試験デバイスを用いた試験によって発見および補正することができる。
【0041】
したがって、本発明によれば、分析デバイスの光受信ユニットを器具または器具の構成要素に取り付けるためのデバイスを含むシステムが、提供される。デバイスは、好ましくは、手術器具の手術ユーザまたはその助手によって、特に好ましくは手術中に、光受信ユニットを器具と接続できるように構成される。
【0042】
例えば、デバイスは、光受信ユニットを形成する、光ファイバが内部に取り付けられるか、もしくはその上に取り付けられるか、または取り付けることができるアダプタであることができる。アダプタは、器具の電極に対する光受信ユニットの位置を規定するために、器具、例えば器具のハンドルに接続することができる。試験デバイスを用いて、このように器具と組み合わされた光受信ユニットが正しく動作するかどうかをチェックすることができる。
【0043】
本発明による方法は、生体組織への影響中にRF手術器具によって生成される出現光を分析するための分析デバイスを試験、特に較正するための方法である。方法は、電極と、人体または動物の体ではない試験対象物との間に試験出現光を作成することと、光受信ユニットによって試験出現光の光を捕捉することとを含む。したがって、方法は、特に人体または動物の体に対しては実施されない。方法は、本明細書に記載の試験デバイスならびに/または試験デバイスおよびRF手術デバイスを有する本明細書に記載のシステムを用いて実施することができる。特に、個々のまたは複数の任意の方法ステップは、本明細書に記載の試験デバイスおよび/または本明細書に記載のシステムによって、またはそれらを用いて実施することができる。分析デバイスのユーザは、対象物を誤用せずに、この目的のために提供された試験対象物を用いて試験を実施することができ、または特に分析デバイスの操作性を確認するか、またはこれを調整するために、患者に対しても試験を実施することができる。
【0044】
方法は、手術を準備するための手術の直前に、または手術中に、すなわち、器具のユーザ、例えば手術医または手術助手によって直接実施することができる。試験デバイス、特に試験対象物は、好ましくは、手術を準備するためにおよび/または手術中に、RF手術器具を用いて予定された(計画された)手術を実施することを意図する医者、または医者の助手によって使用するように構成される。
【0045】
方法の一実施形態では、少なくとも1つの試験出現光を作成し、1つの電極と少なくとも2つの異なる試験面それぞれとの間で評価することができる。
【0046】
試験には、好ましくは、RF手術器具、RF手術装置、および手術にも使用される分析デバイスを備えるシステムが、使用される。
【0047】
好ましくは、器具の同一の調整が試験のために行われ、または試験は、器具を用いた手術にも使用される同じ調整および/またはそこからの導かれた調整で実施される。
【0048】
さらに有利な特徴および実施形態は、従属請求項、ならびに例示として概略的に示す以下の説明および図から導き出される。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【
図1a】電極が組織に影響を与えている間の、電極または出現光に対して配置された光受信ユニットの配置の図である。
【
図1b】光ファイバの光受容コーン内の電極先端の概略図である。
【
図2a】光ファイバの形態の光受信ユニットを備えるアダプタに挿入されている、遠位に配置された電極を有するハンドルの形態の例示的な器具の図である。
【
図2b】異なる電極形状の
図2aのような器具とアダプタの組み合わせの断面図である。
【
図3】分析デバイスおよび試験デバイスを有するRF手術デバイスを有するシステムの典型的な一実施形態の図である。
【
図4】RF手術デバイス、分析デバイス、および試験デバイスを有するシステムのさらなる実施形態の図である。
【
図6a】試験対象物のさらなる実施形態の図である。
【
図6b1】別の例示的な対電極および電極の図である。
【
図6b2】さらに別の例示的な対電極および電極の図である。
【発明を実施するための形態】
【0050】
図1aは、例えば、手術器具11で使用できる電極10を示している。電極10は、患者の治療される組織12の近くに配置される。ハンドルなどの電極10を保持するための手段は、明確にするために、
図1aには示されていない。電極10は、シャンク10aおよびヘッドまたは先端10bを備えるが、例えば、チタンまたはタングステンからなることができる。絶縁材10cが、ヘッドまたは先端10bに隣接して電極10に適用され、これらの領域と組織12との間にプラズマ13、特にスパークまたは光アークを作成する電極10の領域をより正確に画定する。プラズマ介入出現光13の作成に使用される電極10は、好ましくは、無線周波数(RF)手術で使用されるような部分的に絶縁された切断電極である。電極10は、好ましくは、少なくともチタンまたはタングステンの焼失耐性に対応する、スパークに関する焼失耐性を含む。
【0051】
光ファイバ14が、電極10に対して鋭角Wでホース15または線15の内側に配置されている。光ファイバ14およびホース15は、電極10に対するそれらの位置に固定されている。光受信コーン16が示され、光受信コーンは、光ファイバ14が光の分析のために光を捕捉し、分析ユニット(
図1aおよび
図2には図示せず)に光を伝送することができるすべての方向を含む。図示するように、電極10の先端またはヘッド10bは、光受信コーン16内にある。これは、
図1bの光受信コーン16の概略断面図からも明らかである。したがって、アルゴンプラズマ凝固の場合のような連続プラズマ、光アーク、または(該当する場合)、続けざまに生じ区別されるスパークなどの、電極10と組織12との間に発生する出現光13が、光受信コーン16内に生成される。したがって、赤外線、可視光線、および/または紫外線電磁波を含むその光は、光ファイバ14によって部分的に捕捉され、分析ユニットに伝送される。
【0052】
ホース15は、流体、特にガス、例えばCO2をホース15の遠位端に導くのに役立ち、ここでガスは電極10に向かって退出する。流体の流れは、光ファイバ14の汚染を低減し、光ファイバ14を洗浄し、組織12への電気外科的影響によって形成される蒸気または粒子を吹き飛ばすのに役立つ。
【0053】
しかし、治療される組織12を変位させないために、その流量が好ましくは最大1リットル/分に制限されて出て行くCO2流にもかかわらず、粒子または蒸気が光ファイバ14上に沈着し、光ファイバ14の透過率を制限する可能性がある。この制限は、場合によっては、特定の波長、例えば電磁スペクトルの赤外線、可視光線、および/または紫外線範囲のみに対して発生する可能性がある。電極10の汚染により、光ファイバ14の光入口17が部分的に陰になり得る。電極10の汚染により、出現光13の形状を部分的に変更する可能性がある。これは、汚染により、先端またはヘッド10bの一部が電気的に絶縁され得るためである。汚染の発生は、蒸気または粒子が飛散するだけではない。手術医が意図せずに電極10で組織12に触れる可能性もある。その理由は、最大で確立されなければならない、電極10と組織12との間の出現光を点火するための点火距離が、例えば、出現光が、希ガス、例えばアルゴンが豊富な環境で点火される場合には、電極10の遠位端と組織12との間でわずか数ミリメートルになる可能性があり、またはCO2が豊富な環境で出現光が点火される場合には、10分の数ミリメートルしかない可能性もあるためである。汚染はまた、出現光のスペクトルの変化をもたらす可能性もある。
【0054】
光ファイバ14によって出現光13のうち、どれだけの光を捕捉できるかは、電極10に対するその位置に大きく依存する。例えば、これは、電極10の先端および/または出現光13から光入口17の距離A、電極10の周りの光入口17の配置、および光ファイバ14と電極10との間の角度Wなどに依存する。
【0055】
図2aは、ハンドル11aと好ましくは交換可能な電極10とを有するRFアプリケータの形態のRF手術器具11を示している。アプリケータ11は、アダプタ19に差し込まれている。別の方法として、アプリケータ11およびアダプタ19を例えば並べて互いに取り付けることができる。アダプタ19は、その中にまたはその上に配置された光ファイバ14を含み、CO
2ストリームの出力のためのチャネル20を提供することができる。アダプタ19は、光ファイバ14および器具11を互いに取り付けるのに役立つ。手術医または手術チームの別のメンバーは、例えば手術中、アダプタ19を器具11に接続することができる。
【0056】
アダプタ19は、電極10に対する光ファイバ14の位置を定めることを支援する。ただし、多くのバリエーションの可能性が依然としてある。例えば、電極10は、好ましくは交換可能である。電極10の先端またはヘッド10bの異なる形態が、可能である。例えば、針状およびへら状の電極10が、知られている。
図2bは、例えば、
図2aに示す電極10の代わりにフック形状の電極10を示している。また、電極10は、異なる位置を有することができ、したがって、アダプタ19から異なる長さで突出することができる。しかし、位置、すなわち、電極10に対する光入口17の距離および/または配向、したがって、光受信コーン16に対する出現光13の位置は、アダプタ19から突出する電極10の長手方向部分の形態および長さに依存する。
【0057】
RFアプリケータ11がアダプタ19に嵌合すれば、電極10に対する光ファイバ14の位置を定めることは、そのため特に信頼できる。しかし、アダプタ19が嵌合しないRFアプリケータ11が意図せずまたは意図的に使用されることも考えられる。その場合、電極10に対する光ファイバ14の正しい位置は、場合によってはもはや保証されない。
【0058】
また、光受信ユニット、例えば、光ファイバ14が損傷する可能性も言及しなければならない。また、光受信ユニット14と分析ユニットとの間の結合部品、または複数の部分からなる光受信ユニット14の場合、光受信ユニット14の部分間の結合部品が、欠陥があり、その結果、光の透過に影響を与える可能性がある。
【0059】
電極10または器具11には、RF(無線周波数)発生器(
図1aおよび2には示さず)によって電気エネルギーが供給される。規格では、RF発生器のRF出力電力の標準偏差を+/-20%としている。例えば切断、凝固、失活、熱融着などの所望のRF外科的介入に応じて、異なる電力、電極10に供給されるRF電圧の波形などが、必要とされる。電極10に供給されるRF電圧の特性は、モードまたは動作モードとして示されている。動作モードは、生体組織12上のRF出現光13、例えばRFスパークの発光に影響を与える。
【0060】
さらに、生体組織12の比電気抵抗はかなり変動する。例えば、脂肪組織は約3.3・107オームmm2/m、筋肉組織は2.0・106オームmm2/m、血液は1.6・106オームmm2/mである。また、電極10と組織12との間の媒体(エアロゾル、空気混合物)は、用途に大きく依存する可能性がある。介入が開腹手術の方法で、内視鏡的に、または腹腔鏡的に実施されるかどうかに応じて、電極10と組織12との間の湿度はかなり変動する可能性がある。プラズマ13の点火能力(イオン化)は、活性電極10上の湿度または液体によって非常に大きく影響される。電極10と組織12との間の雰囲気は、例えば、アルゴンガスまたはCO2ガスが電極10と組織12との間の領域に出力されるかどうかに応じて、RF手術デバイスによって部分的に決定することができる。絶縁破壊電圧は、ガスの種類に依存する。例えば、スパーク13がアルゴン雰囲気中で点火される場合、スパーク13が乾燥空気またはCO2雰囲気中で点火される場合と比べて異なる。
【0061】
まとめると、出現光13またはその光特徴のタイプ、特にその形状、強度、スペクトル組成などは、特定の外科的介入の個々の条件に非常に大きく依存し、介入の進行中に変化する可能性があると判断することができる。出現光13によって生成される光は、これも波長に依存するが、どれだけ光ファイバ14によって捕捉することができるか、および/または分析デバイス内の電気信号にどれだけ転送することができるかも、手術中の条件に大きく依存する。
【0062】
発光分光法の使用下での組織12のRF外科的治療(特に切断および/または凝固)のためのシステムSについて本発明による改善された概念が、例として
図3に概略的に示されている。システムS(RF手術システム)は、ここではハンドル11aとハンドル11aの遠位端に取り付けられた電極10とを有するアプリケータ11の形態のRF手術器具11を有するRF手術装置Eと、器具11への供給のためのRF発生器21とを備える。RF手術装置Eは、患者に取り付けられた中性電極22を介して電流回路が閉じられる単極RF手術のための装置である。代替または追加として、RF手術装置Eは、双極RF手術用に構成される。
【0063】
システムSは、スペクトルの赤外線、可視光線および/または紫外線範囲の発光分光法によって、患者の体の電極10と組織12との間の出現光、特に連続プラズマ、光アーク、スパークを分析するための分析デバイスAEをさらに備える。分析デバイスAEは、光受信ユニットとしての光ファイバ14と、光ファイバ14に接続された分析ユニット23とを備える。光ファイバ14は、
図1aと同様のアダプタ19を用いて器具11に取り付けることができる。光ファイバ14によって、介入が実行される場所から伝送された光信号は、システムSによって電気信号に変換される。
【0064】
分析デバイスAEを試験、特に較正するための試験デバイスTEは、試験面26を有する対電極25を提供する試験対象物24を備える。器具11を用いて、器具11と試験対象物24との間にスパークまたは連続的に維持されたプラズマの形態のプラズマ試験出現光を作成することができる。試験対象物24は、この限りにおいて、プラズマ試験出現光を作成するように構成されている。対電極25は、中性電極22と同じ電位を有することができる。対電極25は、例えば、中性電極22を介してRF発生器21に接続することができる。試験デバイスTEは、評価ユニット27をさらに備える。この評価ユニット27は、1つの装置になるように分析ユニット23と一緒に統合することができ、または分析ユニット23の一部であることができる。分析ユニット23および/または評価ユニット27は、異なる装置に統合することができる。分析ユニット23および/または評価ユニット27はまた、複数の装置に分散することができ、例えば、1つの装置または複数の装置で実行される1つまたは複数のソフトウェアモジュールによって形成することができる。試験デバイスTEは、システムSのユーザへのメッセージの視覚的および/または音響的および/または触覚的出力のための信号ユニット28をさらに備えることができる。信号ユニット28は、メッセージの出力に該当する場合に評価ユニット27によって開始されるように評価ユニット27に接続される。
【0065】
非滅菌領域から分離された手術室の滅菌領域29が、破線Lによって示されている。図示するように、試験デバイスTEは、部分的に滅菌領域29内に配置されている。特に、試験対象物24は、滅菌領域29内に配置されている。
【0066】
試験デバイスTEによって、
図3によれば、システムS、特に分析デバイスAEが動作可能であるかどうか、および/またはシステムS、特に分析デバイスAEがシステムSまたは分析デバイスAEと共に動作できるように調整できるかどうかをチェックすることができる。特に、好ましくは、組織12上の電極10の影響により生じる出現光の発光分光法による組織の区別が、分析デバイスAEによって実施できるかどうかをチェックすることができる。代替として、システムS、特に分析デバイスAEの調整は、所定の精度で動作できるように、試験によって試験デバイスTEによって決定することができる。
【0067】
図4は、発光分光法を使用したRF手術用のシステムSを示す。
図4による実施形態は、
図3によるシステムSの仕様、または本発明のシステムSの異なる実施形態であることができる。
図4は、媒体、電力、および信号(RF電流H、光Li、ステータス信号Sgおよびフラッシング媒体M(例:CO
2))の流れを示す。RF電極10には、線32を介してRF手術装置21に接続されているハンドル内の線31を介して電気RFエネルギーが供給される。RF電流は、RF電極10と患者の体12との間を流れる。これにより、出現光13が作成され、それにより、光は光ファイバ14によって捕捉され、分析ユニット23に供給される。フラッシング媒体、特にCO
2が、フラッシングシステム33によって電極10と組織との間の介入場所に出力される。フラッシングシステム33は、フットスイッチ34によって制御可能である。RF手術装置Eは、ハンドル11aおよび/または手術装置21上のボタン35(
図2aを参照)によって制御可能である。
【0068】
試験デバイスTEを用いた試験の場合、電極10と試験面26との間に電流が流れる。電極10と試験面26との間に規定された雰囲気を作成するために、フラッシング媒体を出力することができる。光スパークの光は、光受信ユニット14によって捕捉され、分析ユニット23に伝送される。分析ユニット23は、ステータス信号をRFアプリケータ11またはアダプタ19に出力することができる。
【0069】
図4に示すように、試験デバイスTEは、複数の試験面26を含むことができる。試験面26は、互いに区別することができる。試験面26は、その組成、形態、サイズ、試験面26の相(例えば、液体、固体)などを特に区別することができる。各試験面26は、合金または純金属(純度95%以上)を含むことができる。異なる試験面26の合金は互いに区別することができ、および/または異なる試験面26に含まれる純金属は互いに区別することができる。
【0070】
図5は、例示的な試験対象物24を断面図で示している。例えば、試験対象物24は、
図3および
図4によるシステムで使用することができる。試験対象物24は、スペーサ36と、試験面26のための支持体37とを備える。試験面26は、参照電極または対電極25によって提供される。対電極25は、例えば、金属板または金属ホイルであることができる。
【0071】
スペーサ36は、アダプタまたは器具11を挿入することができるか、またはアダプタまたは器具11をその上またはこれに接して配置することができる開口部38を提供する。スペーサ機能により、器具11、ハンドルおよび/またはアダプタと試験面26との間の距離が最大値を超えないことが保証される。
【0072】
好ましくは、開口部38は、対電極25に対する電極10および/または光受信ユニット14の特定の位置を規定するために、器具11、アダプタ19および/または電極10および/または光受信ユニット14を案内するように構成される。好ましくは、一方では開口部38の形状、他方では器具11、電極10および光受信ユニット14および/またはアダプタ19の形状は、形状が互いに係合している場合に、器具11、光受信ユニット14、電極10および/またはアダプタ19の位置が試験面26に対して規定されるように互いに適応される。
【0073】
スペーサ36の開口部38と試験面26との間に、プラズマ用の空間39(プラズマ空間)が形成される。空間39は、電気絶縁壁40(対電極25を除く)によって形成されている。試験対象物24は、アダプタから空間39に流れるガスを出力することができる少なくとも1つの出口開口部41を含み、それにより、不活性ガスSc、例えば、CO
2またはアルゴンの特定の圧力が維持され、または特定の圧力を超えないようになる。例えば、アダプタ19の線15には、試験の目的のためにアルゴンを供給することができる。さらに、出口開口部41は、空間39内の媒体の連続的な交換によって一定の雰囲気を提供する。
図5から明らかなように、光受信ユニット14と組み合わせてRF器具11の一部を形成する電極10は、器具11またはアダプタ19の遠位端を越えて、プラズマのための空間39内に突出している。光ファイバ14の光入口17は、アダプタ19または器具11の出口42(
図2aを参照)に対して後方にずらされている。
【0074】
対電極25は、直列抵抗器43を介してRF発生器21に接続することができる。電極10もまた、RF発生器21に接続され、そこからRFエネルギーが供給される。そうすることで、電極10の先端10bと対電極25との間に出現光(試験出現光)44が、作成される。
【0075】
対電極25または試験面26の材料は、RF外科的介入の臨床的兆候に基づいて具体的に選択することができる。例えば、材料は、治療される、特に切断および/または凝固される、すなわちRF外科的介入中に治療される組織12においても予想される種を含むことができる。
【0076】
図6aは、試験対象物24の代替の実施形態を示す。例えば、試験対象物24は、
図3または
図4によるシステムで使用することができる。試験面26は、ここでは、参照溶液、特に生理食塩水で湿らせたスポンジまたはフリース25によって形成されている。そうすることで、実際の組織12に近づく試験面26を作成することができる。物質は、具体的には、試験デバイスTEによって試験目的で証明および/または区別されなければならない溶液に導入することができる。溶液および/または物質は、具体的には、RF外科的介入の臨床的兆候に基づいて選択することができる。そうすることで、例えば、種の区別、したがって「組織」の区別は、患者の体ではなく、外因性の材料に対して試験目的で実施することができる。参照溶液は、具体的には、例えば、特定の参照溶液が、RF外科的介入中にプラズマ状態に部分的に移行する組織12内で予想される、とりわけ、または特定の組成である種を含み、このため、介入出現光13に対する光特徴に寄与するため、外科的介入の医学的兆候に基づいて具体的に選択することができる。
【0077】
試験面26は、
図5および
図6aによる例のように、実質的に平面の表面であることができる。あるいは、対電極25は、
図6b1および
図6b2による実施形態のように、先端45を含むことができる。例えば、電極10は、丸いへら形状(
図5)、尖った形状(
図6a、
図6b1)、または尖った形状のへら形状(
図6b2)を含むことができる。電極10は、電極10の先端またはヘッドを非絶縁に保つ絶縁材を含むことができる。
図6b3は、溝46を有する金属板としての対電極25の例を示している。電極形状および対電極形状により、意味のある試験結果を得るために、試験出現光44の輪郭を予め決定することができる。
【0078】
好ましくは、対電極25は、これが複数の用途で考慮される場合、焼失耐性である。しかし、好ましくは、焼失耐性は、電極10のものよりも低い。好ましくは、試験デバイスTEを滅菌することができる。試験デバイスTE、特に試験対象物24は、複数の用途に合わせて構成することができる。使い捨て製品としての試験対象物24または対電極25は、好ましくは、湿ったスポンジまたはフリース25によって形成される。
【0079】
本発明によるシステムSについて説明された実施形態のうちの少なくとも1つによって、システムを、例えば、以下のように動作させることができる。
【0080】
例えば
図3または
図4によるシステムSは、計画された介入に合わせて主に手術チームによって構成することができる。特に、器具11および/または電極10および/または試験対象物24および/または試験面26または対電極25は、臨床的兆候に基づいて介入に合わせて選択することができている。介入の準備のために、または介入中に、分析デバイスAEのユーザは、ユーザが器具11によって器具11の電極10と対電極25との間に試験出現光44を作成する(
図7による方法100の実施形態のステップ101)という点で、分析デバイスAEの機能試験を実施することができる。機能試験の可能な結果は、例えば、「動作可能」または「動作不能」であることができる。ユーザは、この目的のために、器具11を試験対象物24の開口部38に挿入するか、または器具11を開口部38に置くことができる。試験デバイスTEは、試験出現光44を作成する目的で器具11が試験対象物24と組み合わされているかどうかを認識するように構成することができる。例えば、試験デバイスTEは、器具11またはアダプタ19が開口部38に挿入されているか、または当接にもっていかれるかを認識するように構成することができる。好ましくは、試験デバイスTEは、意図された試験の認識に基づいて、システムS、特にRF手術装置Eの特定の調整を選択することができる。例えば、試験デバイスTEは、他の方法では可能である、試験用のシステムSの特定の調整を排除することができ、または他の方法では不可能である調整を可能にすることができる。代替としてまたは追加として、試験デバイスTEは、手術チームが動作要素(図示せず)によって試験モードにおいてシステムSを切り替えることができるように構成される。ユーザは、自分で試験出現光44の作成を開始することができ、または試験デバイスTEが自動的に試験をトリガすることができる。試験デバイスTEは、試験対象物24上または試験対象物24内の電極10、器具11および/またはアダプタ19の位置を決定するための手段(図示せず)を備えることができる。そうすることで、例えば、試験出現光44の作成が自動的にトリガされるか、または手動トリガが可能にされるように、電極10、器具11またはアダプタ19が、試験面26から離れて配置されるかどうかを自動的に決定することができる。試験デバイスTEは、試験の条件(例えば、使用電極10、器具11、RF手術装置21、対電極25のタイプなど)に基づいて、試験出現光を作成するための適切な調整を自動的に選択するように構成することができる。試験中にRF電極10または光ファイバ14が損傷しないように、試験調整または試験調整の可能性が、選択される。電極10と対電極25との間のRF電圧は、例えば、好ましくは選択可能である。これは、特に、電極10の形状、電極10の相互の距離、電極10および対電極25の材料、ならびに試験対象物24内の電極10および対電極25を取り巻くガスに依存する。代替または追加として、試験出現光44の作成は、実際のRF外科的介入の場合と実質的に同じシステムSの調整を使用することができる。
【0081】
試験のトリガにより、例えばアルゴンプラズマ凝固中のような定常プラズマ、器具11の電極10と対電極25との間の光アークまたはスパークなどのプラズマ試験出現光44が、高電圧インパルスが電極10と試験面26との間の雰囲気をイオン化し、したがってそれを導電性にするという点で作成される。そうすることで、パスは低インピーダンスになり、数アンペアの電流が発生し得る。スパーク励起中、例えば電流の流れは数マイクロ秒後に再び中断されるが、中断期間の後に再び再開される。スパークシーケンスは、発生器の繰り返し周波数、例えば 20kHzに依存する。電圧源の電流形態は、純粋な正弦波、例えば350kHz、または変調された正弦波の形であることができる。単一のパルス、それぞれの場合に繰り返し周波数を有する複数の振動を伴うパルスパケットを、例えば、プラズマが維持されるように使用することができる。試験出現光44または介入出現光13(電極10を有する患者の組織12への実際の介入によって作成された出現光をこのように表すことができる)の作成中、電圧、電力、またはプラズマフィードバック制御を使用することができる。プラズマフィードバック制御(光アークフィードバック制御とも呼ばれる)の場合、1つまたは複数のプラズマ機能、例えば特定の高調波は、一定またはある範囲内に保たれる。
【0082】
試験出現光44の光は、光受信ユニット14によって部分的に捕捉され(ステップ102)、分析ユニット23のデバイス23a(
図4と比較)に伝送され、このデバイスは、光ファイバ14を介して伝送された光を、評価ユニット27によるさらなる評価のために試験デバイスTEに送信される電気信号に変換するように構成される。例えば、デバイス23aは、分光計のように、波長に依存する方法で、個々の量で1つまたは複数の電気信号に光を構成することができる。
【0083】
分析デバイスAEの操作性を評価するために、信号電力は、例えば、評価ユニット27に到達する信号パワーである試験出現光44に基づいて決定することができる。例えば、評価ユニット27は、光信号を電気信号に変換するためのデバイス23aまでの試験出現光44の光の伝送を評価するために、電力、例えば総電力または波長に依存する強度を参照値と比較することができる。これにより、試験出現光44を作成するためのRF電圧およびRF電流に基づくエネルギー入力を考慮することができる。
【0084】
電極10が試験面26または対電極25に対して配向されている場合、および/または試験面26および/または対電極25に対する電極10の位置が試験対象物24によって規定される場合、試験は特に意味がある。代替的または追加的に、アダプタ19は、試験面26または対電極25に対して位置合わせすることができ、および/または試験面26および/または対電極25に対するアダプタ19の位置を試験対象物によって規定することができる。例えば、試験出現光が弱すぎる場合、または点火されない場合でも、これが、電極10に対する光ファイバ14の位置が不適切であることを示すことができる。これは、光ファイバ14と器具11との組み合わせ、または器具11の装置と光分析に適さない電極10との組み合わせにおける動作エラーまたは他のエラーが、試験デバイスTEによってどのように発見され得るかの一例である。
【0085】
試験対象物24が、試験中に光受信ユニット14の光入口17から環境の外に出てくる外光を遠ざけるように構成されている場合、試験の重要性を追加的にまたは代替として増加させることができる。これに基づいて、環境光は捕捉されず、これは、多くても、試験デバイスTEによる試験に影響を及ぼさない量の環境の外に出て来る光が捕捉されることを意味する。代替として、または追加として、試験デバイスTEは、動作フィールド照明(図示せず)に適応させることができる。分析ユニット23および/または評価ユニット27は、好ましくは、動作フィールド照明が動作するという点で、スペクトル範囲において非感受性である。このようにして、評価ユニット27および/または分析ユニット23、特にその弁別器ユニット(図示せず)の盲検化が回避され、弁別器ユニットは、組織を分析デバイスAEによって区別できるようにするために組織特徴に光特徴を割り当てるのに役立つ。
【0086】
規定されたプラズマの作成、特にスパーク励起の場合、高純度のアルゴン雰囲気など、励起が発生する規定された雰囲気が、有利である。低PPM酸素、ならびに生体組織12に常に存在するアルゴン内の有機化合物の水蒸気または蒸気は、放電をひどく妨害する可能性がある。このため、雰囲気は、好ましくは、試験出現光44を生成するためのプラズマが点火される試験デバイスTEによって規定される。これは、特に大気の組成および/または圧力を示す。試験対象物24は、点火空間(プラズマ空間)39を提供する。例えば、試験対象物24内のプラズマ空間39は、試験の実行中、ガス、例えばCO2および/またはアルゴンで溢れている。点火空間39において、一定の圧力を提供することができる。スパークの作成が不活性ガス条件下(例えば、アルゴンガス)で実施される場合、環境(微気候の動作)からの他の影響を大幅に抑制することができる。希ガス、例えばアルゴンにより、発光の信号強度を積極的に増幅することができる。例えば、試験対象物24は、プラズマ空間39にアルゴンを供給するための接続(図示せず)を含むことができ、それにより、例えば、試験出現光44の作成中、プラズマ空間を希ガス、特にアルゴンで溢れさせることができ、または溢れさせ、一方でフラッシングデバイスは、例えば、特にRF外科的介入中に、別の形でCO2で動作する。
【0087】
本発明の概念によれば、外科的介入中の分析に使用されるべきであるか、または使用される特定の分析デバイスAEを試験することができる。特に、特定の光受信ユニット14および分析ユニット23は、操作性について、すなわち、患者の体に影響を与えることなく介入中に使用される電極10と対電極25との間のプラズマ試験出現光44に基づいて試験され得る。したがって、試験条件は、器具11の電極10の適用による実際の介入の場合のように、ほぼ同一の構成要素ならびに点火されたプラズマの使用に基づく実際の使用に非常に近い。試験により、例えばアダプタ内のハンドルの不適切な着座、不適切な電極10の使用、汚染されたまたは損傷した光ファイバ14、光ファイバ14のセクション間の不十分な結合または光ファイバ14と光信号を電気信号に変換するためのデバイス23aとの間の不十分な結合による、電極10に対する光ファイバ14の不適切な位置は、除外することができる。また、潜在的に汚染された電極10に起因する陰影、汚染または好ましくない電極形状に起因する試験出現光44(したがって場合によっては介入出現光13の)好ましくない形態を除外することができる。試験デバイスTEによって、信号強度が十分であるかどうかを試験することができ、組織12へのRF介入による介入出現光13によって作成された光特徴の分析中、捕捉された光信号の有意義な評価に使用することができる。
【0088】
試験出現光44の励起のために、好ましくは、患者の組織12への介入中に電極10にも供給するRF手術装置EのRF発生器21が、使用される。このために、分析されるサンプル(試験面26、対電極25)およびRF電極は、発生器21に接続されている。
【0089】
試験デバイスTEは、信号ユニットおよび光学的、音響的および/または触覚的方法によって、手術ユーザにステータス信号を提出することができる(例えば、「分析デバイス動作可能」または「分析デバイス動作不能」)。
【0090】
試験デバイスTEは、特により強い信号を得るために、分析デバイスAEによる分析の改善を可能にするために、適切な場合にユーザに対策を推奨するように構成することができる。例えば、試験デバイスTEは、この目的のために、潜在的に負の試験結果に対するそれらの責任に関する1つまたは複数の制限の見込みを決定することができる。
【0091】
試験方法100により、光受信ユニット14の透過率の波長依存性を較正の文脈で決定することができ、該当する場合、試験出現光44に基づく信号および/または介入出現光13に基づく信号の評価中に考慮することができる1つまたは複数の補正/補正係数を決定することができる。決定および/または考慮は、試験デバイスTEおよび/または分析デバイスAEによって自動的に実施することができる。
【0092】
透過率の波長依存性を決定するために、好ましくは、2つ以上のスペクトル線が存在するスペクトル内に試験出現光44が作成され、および/または少なくとも1つのスペクトルが各場合に存在するスペクトル内に複数の試験出現光44が作成され、この場合、試験出現光44のスペクトル線の少なくとも1つは、他方の試験出現光44と区別される。そのような試験出現光44は、具体的には、試験面26の組成が、組成中の種の種類、したがって特徴的なスペクトル線、ならびにそれらの発生頻度に基づいて選択される場合に作成することができる。
【0093】
電極10と対電極25との間の試験出現光の作成のために作成されるプラズマに基づいて、対電極25および/または電極10の材料が除去され(蒸発、噴霧およびイオン化)、そうすることで、種(原子、分子、そのイオン)が、対電極25および電極10の材料から作成され、これらの種はこのときプラズマにも発生する。エネルギー供給は、これらの種が放射を放出する効果がある。光は、赤外線、可視光線、および/または紫外線の範囲の比を有するスペクトルを有して作成され、比は、スペクトル線の位置および強度に関するそれぞれの種の特徴的なスペクトル線を含む。
【0094】
これは、組織区別のために分析デバイスAEによって使用される。その理由は、外科的介入中に電極10と組織12との間のプラズマが点火されると、組織材料の種が組織12から除去され、プラズマに入り、これに基づいてその種は、介入出現光13の光のスペクトルに寄与するためである。新しい臨床的兆候ごとに、手術中に組織の区別を実施できるようにするために、ほとんど異なる微量元素が、決定的である。
【0095】
したがって、試験面26または対電極25の組成が、介入の臨床的兆候に基づいて、特にRF手術のやり方で治療されなければならない組織12の予想される組成に基づいて具体的に選択される場合、および/または、組成が、プラズマ相における対電極25からの材料の移行中の発光スペクトルに基づいて具体的に選択される場合、有利である。物質、例えば1つまたは複数の金属(特に純金属または合金)またはこれもまた特徴的な方法で存在する、および/または検査される生体組織12に予想される選択された種(参照物質)を含む液体(参照溶液)、例えば、Ca、K、Mg、Na、P、Cl、Cd、Zn、Rb、Cr、Co、Fe、I、Cu、Mn、Mo、Se、F、Si、As、Ni、SnおよびVを、対電極25または試験面26の材料として選択することができる。そうすることで、光特徴を決定することができる試験出現光44を作成することができ、光特徴はまた、組織12に対する器具11の影響によって作成された介入出現光13に基づいて生成することもできる。試験対象物24は、具体的には、臨床的兆候に基づいて手術チームによって選択することができる。
【0096】
試験対象物24は、それらの組成を区別する2つの異なる試験面26を含むことができる。例えば、異なる純金属からの試験面26を備えた複数の金属プレートが存在することができる。そうすることで、電極材料も試験出現光44および/または介入出現光13のスペクトルに寄与し得るため、電極10の材料の影響が、計算によって排除され得る。
【0097】
また、電極10は、具体的には、試験出現光44の作成のためのその組成に基づいて、特に試験出現光44および/または電極10の材料に基づく介入出現光13に寄与する、予想される光特徴に基づいて選択することができる。試験出現光44および/またはその光特徴に対する電極10の材料の寄与のスペクトルは、例えば、参照スペクトルまたは参照光の特徴として使用することができる。これは、電極10が、システムSを用いた次の手術に関する臨床的兆候のためにその材料に従って選択される場合に特に重要である。電極10の材料のスペクトル線は、好ましくは、試験出現光44または介入出現光13の光に基づいて得られた試験結果および/または分光法の結果を歪めないために、検査される組織12のスペクトル線および/または対電極25の材料のスペクトル線と重ならない。光特徴またはシグネチャまたは微量元素の明確な割り当てを実施できるようにするために、電極材料および試験面26および/または対電極25の材料は、異なることができる。
【0098】
分析デバイスAEの操作性の試験は、信号強度を決定するための上記の試験に加えて、またはその代替として、精度の決定、例えば試験出現光44のスペクトル全体にわたる、スペクトルの選択された範囲にわたる、および/または1つまたは複数の別個のスペクトル線における信号対雑音比の決定を含むことができ、これは、信号強度を試験出現光44によって1つまたは複数の波長において決定することができる精度を示す。好ましくは、分析ユニット23によって適用される組織区別のための可能な方法は、介入出現光13の光のスペクトルの光特徴のシグネチャの決定と、シグネチャに基づく、シグネチャを結果として生じさせた組織特徴の決定とに基づくものであるため、精度は、試験出現光44のスペクトルおよび介入出現光13のスペクトルに存在する1つまたは複数のスペクトル線について決定される。例えば、健康な組織12と病理学的組織12とを区別するために、各シグネチャは、生体組織12の蒸発した部分に特徴的である、選択されたスペクトル線の強度比から計算することができる。決定された精度に基づいて、組織の区別が分析デバイスAEによって可能であるかどうかを試験デバイスTEによって決定することができる。
【0099】
加えて、または代替として、1つまたは複数の試験面26で具体的に使用される試験目的のために、1つまたは複数の物質の区別を実施することができる。例えば、試験デバイスTEは、複数の波長またはスペクトル部分の強度から計算された試験出現光44の光の光特徴からシグネチャを決定するように構成することができ、各シグネチャは、好ましくは、試験面26および/または電極10の材料および/またはプラズマ状態に移行する電極10と試験面26との間の雰囲気を特徴付ける選択されたスペクトル線の強度比から計算される。試験デバイスTEは、そのような情報を試験デバイスTEに提出するために、試験面26の組成に関する情報を受信するための手段(図示せず)を備えることができる。試験デバイスTEは、試験出現光の光の分析に基づく区別結果を、試験面26の組成に関する情報を受信する手段を介して試験デバイスTEが受信した情報と比較することができる。
【0100】
試験結果に基づいて、試験デバイスTEは、試験結果についての信号をユーザに出力し、および/または、例えばシステムSの1つまたは複数の選択された構成要素の交換または洗浄によって、精度がどのように高められるか、または組織の区別をどのように改善することができるかについての1つまたは複数の可能な対策を特定することができる。
【0101】
試験出現光44および/または介入出現光13の光のスペクトル線の強度間の比を決定する間、試験出現光44から決定された透過率の波長依存性を補正係数によって考慮することができる。
【0102】
システムS、特に分析デバイスAEは、光が光ファイバ14の入口を通り、光を電気信号に変換するユニットまで伝送されるときの不変の影響パラメータを考慮することができるように、試験出現光44のスペクトルによって較正することができる。正または負の方向の光パワーの偏差が大きすぎる場合、これは、システムSによって認識することができ、例えば、積分時間の適応または分析ユニット23の補正係数によって補償することができる。したがって、光スパークの信号品質に影響を与える可能性のあるすべての関連するユニットを使用したシステムS全体の較正を決定し、適応させることができる。試験デバイスTEを用いて、システムSを較正することができる。較正とは、システムSの精度が試験の文脈で決定され、好ましくは試験デバイスTEによる試験に基づいて、システムS、特に分析デバイスAEおよび/またはRF手術装置Eの少なくとも1つの調整またはパラメータが、分析デバイスAEによって所望の精度を達成するように決定され調整されることを意味する。
【0103】
試験出現光44から受信された光から決定された試験結果は、手術前または手術中に取得することができ、残りの手術への適用のための参照として記憶することができる。参照、特に参照信号によって、例えば、電極10と組織12との間の介入出現光13によって生成された光のスペクトル線を特定することができる。
【0104】
試験デバイスTEは、手術中の適用後でも、伝送の試験が可能であるように、滅菌領域29で有利に使用可能であるべきである。ユーザにとっての利点は、手術台で直接適用する前または後のシステムSの機能試験である。試験デバイスTEは、システムに対して組織区別のための出現光、特に光スパークの信号品質を試験するために、および/または発光分光法のために分析デバイスAEを試験するために使用することができる。試験デバイスTEは、組織識別を適用する前または後に、光スパークまたは分析デバイスAEの信号品質またはスパーク品質または光スパーク品質を試験するために使用することができる。
【0105】
試験に基づいて、試験デバイスTEは、試験のための1つまたは複数の調整を自動的に特定することができる。例えば、試験出現光の評価に基づいて、試験出現光44を作成するためのRF発生器の調整を、試験出現光44を作成するように適応させる必要があり、この試験出現光に基づいて、分析デバイスAEの操作性についてのより正確な決定を行うことができ、試験を適応された調整で自動的に繰り返すことができる。RF発生器21によって供給される電圧は、スパークの生成中に電極10が焼失するのを回避するために変化させることができる。加えて、RF発生器21によって供給される電圧は、好ましくは、所望の要素が励起され、スペクトル線がバックグラウンドノイズから十分に区別されるように可変である。
【0106】
試験に基づいて、試験デバイスTEは、介入のためのシステムSの1つまたは複数の調整を自動的に規定することができ、または調整の可能性を決定し、特に制限することができる。1つまたは複数の調整または調整の可能性は、好ましくは、試験出現光44の評価からの試験結果に基づいて得られる。システムSは、介入出現光13の作成、介入出現光13の光の捕捉、介入出現光13の捕捉された光の電気信号への変換および/または試験出現光44の光による信号の評価に基づく信号の分析のために、調整または可能な調整を規定するように構成することができる。試験結果に基づいて、患者の身体への電気外科的介入によって作成された出現光13による信号の生成および/または分析に、試験デバイスTEによって具体的に影響を与えることができる。そうすることで、介入出現光13が、特定の重要性、特に特定の精度を有する分析結果を可能にする介入中の条件に基づいて作成されることを確実にすることができる。
【0107】
本発明によれば、RF手術器具11によって作成される出現光13、44の分析のための分析デバイスAEを試験、特に較正するための試験デバイスTEが、提供される。試験デバイスTEは、試験対象物24(本発明の簡単な実施形態では、これは、試験デバイスが試験対象物によって形成されることを含むことができる)を含み、試験対象物は、プラズマ出現光を作成するように構成され、その光を光受信ユニット14によって捕捉することができる。諸実施形態では、試験対象物24は、プラズマ試験出現光44を、ある点火距離に、または試験対象物24のより近くに配置された器具11によって試験対象物24と器具11との間に作成することができるという点で、プラズマ試験出現光44を作成するように構成される。試験対象物24は、好ましくは、計画された手術の準備および/または実行中に配置および使用されるように構成され決定される。試験デバイスTEは、好ましくは、RF手術器具11と、RF手術器具11によって作成された出現光13、44を分析するための分析デバイスAEとを備える、RF手術システムSのデバイスである。試験対象物24は、好ましくは、試験対象物24上またはその内部、好ましくは試験対象物24の試験面26上に試験出現光44を作成することによる、分析デバイスAEおよび/またはRF手術システムSの他のデバイスの、計画された手術の前および/または計画された手術中の機能試験の実行および/または適切な調整の決定のために役立つ。そうすることで、分析デバイスAEが手術中に動作可能であるかどうかを試験することができ、および/または分析デバイスAEの操作性をこのように改善することができる。さらに、出現光13、44を分析するための分析デバイスAEを試験、特に較正するための方法100が、提供され、ここでは出現光13、44は、RF手術器具11によって作成される。方法100は、試験対象物24と電極10との間に試験出現光44を作成することを含む。試験出現光44の光は、光受信ユニット14によって受信される。方法100は、好ましくは、手術チームのメンバー、特に手術医または手術助手によって実施され得る。
【符号の説明】
【0108】
10 電極
10a シャンク
10b ヘッド/先端
10c 絶縁材
11 器具
11a ハンドル
12 患者の組織/体
13 介入出現光/プラズマ
14 光ファイバ/光受信ユニット
15 ホース/線
16 光受信コーン
17 光の入口
18 点火距離
19 アダプタ
20 チャネル
21 RF発生器/手術装置
22 中性電極
23 分析ユニット
23a デバイス
24 試験対象物
25 対電極
26 試験面
27 評価ユニット
28 信号ユニット
29 滅菌領域
30 非滅菌エリア
31 線
32 線
33 フラッシングシステム
34 フットスイッチ
35 ボタン
36 スペーサ
37 支持体
38 開口部
39 空間
40 壁
41 出口開口部
42 出口
43 直列抵抗
44 試験出現光
45 対電極の先端
46 溝
S システム
E RF手術装置
AE 分析デバイス
TE 試験デバイス
W 角度
A 距離
MA 最小距離
L 線
H RF電流
Li 光
Sg ステータス信号
M 媒体
Sc 不活性ガス
100 方法
101 ステップ
102 ステップ
103 ステップ
【外国語明細書】