устройство для электрокоагуляции биологических тканей

Формула изобретения

1. Устройство для электрокоагуляции биологических тканей, включающее источник высокочастотного электрического тока, рукоятку, трубчатую часть с электроприводом и механической тягой, наконечник-электрод в виде зажима, отличающееся тем, что оно содержит рабочий элемент из электропроводного биологически инертного материала, который с помощью зажима подводят к очагу кровотечения до соприкосновения с ним и подают на него электрический ток для электрокоагуляции через зажим.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочий элемент выполнен из перфорированной фольги, при этом фольгу прижимают к очагу кровотечения, а электрический ток подают при касаниях зажима к рабочему элементу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочий элемент выполнен в виде металлического стержня, погруженного одним концом в ткань.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочий элемент выполнен в виде электропроводной шовной нити для сведения краев раны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины (медицинской техники), а именно к электрохирургическому и электроэндоскопическому инструментарию и предназначено для остановки кровотечения, достижения надежного гемостаза и улучшения условий заживления раневых и язвенных дефектов.

Наиболее широко применяемая в настоящее время для гемостаза высокочастотная электрокоагуляция с использованием разнообразных по форме наконечников-электродов является относительно дешевой и не ограничена в мобильности. Эффект коагуляции в данном случае достигается в результате контакта наконечника-электрода с кровоточащей поверхностью. Однако из-за присущих этому методу серьезных недостатков он признается эффективным только при остановке точечных кровотечений из телеангиэктазий, ангиом или дисплазий (Рарр J.P., Endoscopic electrocoagulation in upper gastrointestinal hemorrhage. - Journal of the American Medical Association, 1974, 230, 1172-1173). Артериальное кровотечение прекращается только в отдельных случаях (Classen M., Wurbs D. Therapeutische Endosckopie im Verdauungstrakt. - Berichte der Gesselschaft Innere Medizine, 1978, 11, 211-215). В процессе коагуляции электрод часто прилипает к кровоточащей поверхности, что ведет к неэффективности процедуры. Если во время механического сдавливания сосуда электродом гемостатический эффект и достигается, то при отнятии электрода от раневой поверхности кровотечение возобновляется. Вышедшая из сосуда кровь обугливается, и продолжение коагуляции создает значительный риск перфорации в случае работы в полом органе.

Известно устройство, в котором покрытый тефлоном алюминиевый цилиндр нагревается до 150°С нитью накаливания, расположенной внутри его (Protell R.I., Rubin C.E., Autz D.C., Silverstein F.E., Terou F., Dennis M. Piercey J.R.A. The heaterprobe - a new endoscopic method for stoppingmassive gastrointestinal bleeding - Gastrointerology, 1978, 74, 257-262). Эта конструкция была использована для электрокоагуляции в случае кровоточащих язв. Эффект в данном случае достигался за счет уменьшения адгезивных свойств электрода при использовании тефлона. Однако и в данном случае, несмотря на усложнение конструкции, эффект прилипания к коагулированной ткани сохраняется. Кроме того, коагуляция осуществляется в условиях изливающейся крови, что затрудняет визуализацию источника. Гемостаз при работе с вышеуказанным устройством достигается далеко не во всех случаях.

Другую возможность сделать электрокоагуляцию более безопасной и эффективной представляет электрогидротермический метод, разработанный группой Fruhmorgen (Matek W., Fruhmorgen P., Kaduk В., Reidenbach H.-D., Bodem F., Demling L. Modified electrocoagulation and its possibilties in the control of gastrointestinal bleeding. - Endoscopy, 1979, 11, 253-258). Перед коагуляцией и в процессе нее через кончик электрода подается вода, что заметно улучшает видимость и предотвращает слипание коагуляционного материала с электродом. Кровотечение, если останавливается, то чисто, без обугливания крови. Данное устройство решает ряд проблем в достижении гемостаза, но также не лишено недостатков в связи с тем, что подаваемая под давлением струя воды сама в известной мере препятствует формированию полноценного коагуляционного струпа. Это также снижает эффективность устройства.

Известен электрохирургический инструмент, в котором подача электрической энергии осуществляется на ножевой электрод при осуществлении электроножевой хирургии или узел передаточного электрода с соплом для передачи электрической энергии в виде дуг газовому потоку при осуществлении электрокоагуляции в среде проводящего газа.

Предусмотренные в ручном инструменте выключатели служат для управления подачей электрической энергии на ножевой электрод, а также подачей газа в сопло и электрической энергии на передаточный электрод (Патент России "Ручной электрохирургический инструмент с ножом и подачей газа" по заявке №93043608, опубликован 1996.02.10. МПК А 61 В 17/38).

В данном устройстве устранены отрицательные стороны, связанные с контактной коагуляцией. При работе устройства исключается зависимость лечебного воздействия от рельефа и конфигурации раневой поверхности, дозированная подача газа и электроэнергии снижает риск перфорации стенки при работе в полых органах.

Недостатками этого устройства являются конструктивная сложность, дорогое производство и эксплуатация, что значительно ограничивает его практическое применение. Одновременно исчезает положительный эффект механической компрессии кровоточащих сосудов и коагуляцию приходится выполнять в условиях продолжающегося в зону дефекта тканей кровотечения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является известный инструмент для биопсии и монополярной электрокоагуляции, включающий источник высокочастотного электрического тока, металлический спиральный зонд с изоляционной оболочкой, рукоятку и металлический наконечник-электрод, выполненный в виде щипцов. (Olympus endo-therapy system CATALOGUE. Gastrointestinal Devices, 1996, стр.18, Model FD-1L.)

Это известное устройство обладает достаточно малыми габаритными размерами рабочих органов, что значительно расширяет сферу его применения. Выполнение наконечника в виде щипцов позволяет воздействовать на большую площадь поражения и дополнительно механически фиксировать ткани. Простота конструкции, относительно низкие экономические затраты при его производстве и эксплуатации делают устройство доступным в любом медицинском учреждении.

Однако устройство обладает рядом недостатков и связаны они главным образом с необходимостью контакта электрода во время коагуляции с кровоточащей поверхностью. Артериальное кровотечение при использовании данного инструмента удается остановить крайне редко. Изливающаяся из сосуда кровь обугливается, и повторная электрокоаугляция при снижении визуального контроля создает риск перфорации стенки полого органа (желудок, двенадцатиперстная кишка и др.) при работе в нем. Риск перфорации ограничивает возможности метода и нередко приводит к отказу от продолжения попыток произвести гемостаз эндоскопическим способом. Использование других более надежных, но и более дорогих и сложных устройств (аргонно-плазменная, лазерная коагуляция) доступно только в крупных лечебных учреждениях. Неэффективность эндоскопического гемостаза при источнике кровотечения в полых органах требует экстренного оперативного вмешательства нередко у ослабленных, анемичных больных. Возникновение такого осложнения, как перфорация полого органа, при повторных попытках электрокоагуляции ведет к развитию перитонита и также требует экстренной операции. Трудности с гемостазом при работе на таком органе, как селезенка, при ее травме нередко приводят к органоуносящей операции (спленэктомия) и в любом случае удлиняют время оперативного вмешательства.

Как видим, в этом известном устройстве, как и в большинстве аналогичных, не разрешено основное противоречие, связанное с тем, что для эффективной электрокоагуляции тканей необходим контакт электрода с кровоточащей поверхностью, но при этом в процессе коагуляции возникает эффект прилипания (фиксации) электрода к раневой поверхности. При удалении же электрода из зоны кровотечения происходит нарушение структуры коагулята и эффективность процедуры значительно снижается.

Использование бесконтактных технологий (электрокоагуляция в среде проводящего газа, лазерная коагуляция) приводит к усложнению конструкции устройства и значительному повышению его стоимости при производстве и эксплуатации. Аппараты, созданные на базе этих технологий, малодоступны в широкой сети лечебных учреждений.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности электрокоагуляции при кровотечениях, снижение травматичности и сокращение времени вмешательства, направленного на гемостаз.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для электрокоагуляции включает источник высокочастотного электрического тока, рукоятку, трубчатую часть с электроприводом и механической тягой, наконечник-электрод в виде зажима и рабочий элемент из электропроводного биологически инертного материала, который с помощью зажима подводят к очагу кровотечения до соприкосновения с ним и подают на него электрический ток для электрокоагуляции через зажим.

Рабочий элемент может быть выполнен из перфорированной фольги, при этом фольгу прижимают к очагу кровотечения, а электрический ток подают при касаниях зажима к рабочему элементу. Рабочий элемент фиксируется и остается после достижения эффекта гемостаза в очаге имевшего место кровотечения.

Рабочий элемент может быть выполнен в виде металлического стержня, который одним концом погружается в ткань в зоне кровоточащего сосуда и таким образом фиксируется.

Кроме того, рабочий элемент может быть выполнен в виде электропроводной шовной нити для сведения краев раны.

При таком исполнении устройства электрокоагуляция осуществляется при помощи рабочего элемента, который зажимом подводится к очагу кровотечения до соприкосновения с ним, и через зажим подается электрический ток. В результате электрокоагуляции и механического прикрепления рабочий элемент фиксируется и оставляется в ране. В данном случае используется дополнительно эффект адгезии рабочей поверхности электрокоагулятора к поверхности раны во время коагуляции, то есть применен прием устранения технических противоречий "Обратить вред в пользу". При этом полностью устраняется отрицательная сторона контактной коагуляции, то есть разрушение тканевого коагулята при отнятии электрода от кровоточащей поверхности, усиливается гемостатический эффект за счет механического фактора (фиксация рабочего элемента к кровоточащей поверхности, ушивание раны электропроводной нитью). Техническим результатом при использовании указанного устройства является повышение эффективности электрокоагуляции при кровотечениях, снижение травматичности и сокращение времени вмешательства, направленного на гемостаз.

Каждый заявленный признак нового устройства является существенным, так как он влияет на достижение указанного технического результата.

Признак: - "Устройство для электрокоагуляции содержит источник высокочастотного электрического тока", является известным и позволяет использовать высокочастотную электрическую энергию для коагуляции биологических тканей.

Признак: - " Устройство для электрокоагуляции содержит рукоятку и трубчатую часть с электроприводом и механической тягой", является известным и обеспечивает возможность ручного управления инструментом в процессе процедуры.

Признак: - "Устройство содержит наконечник-электрод в виде зажима", также является известным, обеспечивает возможность фиксации и передачу электрической энергии на другие структуры.

Признак: - "Устройство для электрокоагуляции содержит рабочий элемент из электропроводного биологически инертного материала, который с помощью зажима подводят к очагу кровотечения до соприкосновения с ним и подают на него электрический ток для электрокоагуляции через зажим" - является новым. Вышеуказанный признак обеспечивает полное устранение недостатков существующих аппаратов для контактной электрокоагуляции, так как исключается отнятие рабочего элемента от очага кровотечения при проведении процедуры. При этом не разрушается структура коагулята и достигается более эффективный гемостаз. Этот признак позволяет оставить фиксированный коагулятом или механически рабочий элемент в зоне очага кровотечения без отрицательных последствий для организма. В этом случае рабочий элемент самостоятельно выводится из организма, например, при его оставлении в желудочно-кишечном тракте, может быть в последующем удален эндоскопически при его оставлении, например, в мочевом пузыре, или остается в ткани навсегда.

Признак "Рабочий элемент выполнен из перфорированной фольги, при этом фольгу прижимают к очагу кровотечения, а электрический ток подают при касаниях зажима к рабочему элементу" является новым и обеспечивает возможность смоделировать рабочий элемент по форме очага кровотечения и при этом оставить в организме минимальное количество инородного материала. Фольга через перфорационные отверстия дополнительно фиксируется в очаге коагулятом.

Признак: - "Рабочий элемент выполнен в виде металлического стержня, погруженного одним концом в ткань" - также является новым, позволяет прицельно фиксировать рабочий элемент в ткани и усилить эффект процедуры гемостаза за счет более глубокой электрокоагуляции по ходу кровоточащего сосуда.

Признак: - " Рабочий элемент выполнен в виде электропроводной шовной нити для сведения краев раны" - также является новым, позволяет дополнить эффект электрокоагуляции механическим компонентом.

В известных заявителю электрокоагуляционных инструментах отсутствуют выше перечисленные новые существенные признаки, следовательно, можно считать, что в материалах заявки присутствует критерий "новизна".

Учитывая, что все перечисленные существенные признаки направлены на достижение одной цели - повышение эффективности работы электрокоагуляционного инструмента, можно считать, что в материалах заявки присутствует критерий "единство изобретения".

Заявляемые существенные признаки и их единство позволяют с помощью предлагаемого инструмента достаточно быстро и эффективно производить гемостаз в очаге кровотечения. Этим достигается и безопасность работы, снижается риск перфорации стенки при работе в полых органах (в желудке, кишечнике, мочевом пузыре и др. органах). Увеличение площади рабочей поверхности инструмента делает необязательным точную визуальную локализацию источника кровотечения, а плотное прижатие раневой поверхности приводит к временной остановке кровотечения и осуществлению коагуляции в оптимальных условиях. Сводится к минимуму также отрицательный эффект обугливания крови. Разнообразие формы, конструкции рабочего элемента, используемого для его создания материала позволяет произвести надежную остановку кровотечения в различных органах при разнообразных патологических процессах. В частности, использование шовной электропроводной нити помогает остановке кровотечения при работе с паренхиматозными органами.

Приведенная совокупность существенных признаков и достигаемый ими результат в научно-технических и патентных источниках не обнаружены, и поэтому можно считать, что предложенные технические решения не являются очевидными для специалистов. Доказательством этому также служит факт широкого использования в современной эндоскопии и хирургии электрокоагуляторов, эффективность которых низка, а опасность перфорации полых органов при коагуляции остается актуальной. Кроме того, при работе на паренхиматозных органах (селезенка, печень, почки) проблемой остается эффективный гемостаз. Использование имеющихся в арсенале средств не всегда приводит к быстрому и надежному результату, что удлиняет время вмешательства, а при работе с селезенкой нередко приводит к ее удалению.

Устранение в известных устройствах выявленных недостатков и противоречий доказывает наличие изобретательского уровня в предлагаемом решении.

Промышленная осуществимость и применимость устройства поясняется чертежом, где

представлен общий вид предлагаемого электрокоагуляционного инструмента с наконечником-электродом в виде зажима и рабочими элементами.

Устройство содержит источник высокочастотного электрического тока 1, рукоятку 2, трубчатую часть 3 с электроприводом и механической тягой и наконечник-электрод в виде зажима 4. Наконечник-электрод 4 с помощью электропривода (на чертеже не обозначен) подсоединен к источнику электрического тока 1, а с помощью механической тяги (на чертеже не обозначена) к рукоятке.

Рабочие элементы могут быть выполнены из различных электропроводных материалов, например из стали, титана, и иметь различные размеры и разнообразную форму - в виде перфорированной фольги 5, металлического стержня 6 или электропроводной нити 7 на атравматической игле 8.

Форма рабочего элемента и материал, из которого он изготавливается, определяются характером, локализацией очага-источника кровотечения и способом выполнения вмешательства, направленного на гемостаз. Тонкий металлический стержень из биологически инертного материала при внедрении в ткань хорошо фиксируются в ней и позволяет провести коагуляцию в глубине ткани по ходу кровоточащего сосуда. Биоинертная перфорированная фольга может быть смоделирована по форме кровоточащей раны и использована при поверхностных повреждениях паренхиматозных органов, язвенных кровотечениях.

Рабочий элемент может иметь дополнительно свойство механического сведения краев раны и быть выполнен в виде шовной электропроводной нити. Электропроводная шовная нить может быть использована при ранениях паренхиматозных органов (печени, селезенки).

Работа устройства происходит следующим образом. Зажимом 4 устройства, подключенного к источнику тока 1, с помощью рукоятки 2 захватывается рабочий элемент, например, смоделированный фрагмент перфорированной фольги 5 и инструмент вводится в рабочий канал эндоскопа (на чертеже не показан) так, чтобы его трубчатая часть 3 и электрод-наконечник в виде зажима 4 с рабочим элементом 5 подошли к источнику кровотечения, например к язве желудка. Рабочий элемент 5 прижимается к кровоточащей поверхности, и на электрод-наконечник 4 подается высокочастотный электрический ток. В этот момент рабочий элемент 5 начинает выполнять роль электрода и через него производится электрокоагуляция. Рабочий элемент 5 в ходе процедуры коагулятом фиксируется к кровоточащей поверхности. Бранши зажима 4 разжимаются, оставляя рабочий элемент 5 в очаге кровотечения. Далее на рабочий элемент 5 дополнительным касаниями наконечника-электрода 4 подаются дополнительные порции электрического тока до полного гемостаза. При этом рабочий элемент 5 дополнительно фиксируется к биологическим тканям и механически способствует более полноценному гемостазу. В предлагаемом устройстве, таким образом, адгезия рабочего элемента 5 выполняет в отличие от известных инструментов для контактной коагуляции положительную роль для достижения кровоостанавливающего эффекта. При использовании других рабочих элементов, например тонкого металлического стержня 6, процедура выполняется аналогичным образом, за исключением того, что первоначальная фиксация его в ткани выполняется механически путем. Металлический стержень 6 сначала погружается одним концом в ткань, фиксируется в ней, а затем на него подается электрический ток.

При использовании рабочего элемента в виде шовной электропроводной, например стальной, нити 7 на атравматической игле 8 кровоточащая рана сначала ушивается этой нитью эндоскопически или ручным способом, а затем при продолжении кровотечения на нее подается электрический высокочастотный ток через монополярный электрод. Данный рабочий элемент может быть использован во время операций при ранениях паренхиматозных органов. Фольга из биологически инертного металла эффективна при поверхностных повреждениях паренхиматозных органов, например, селезенки.

Сотрудниками Дорожной клинической больницы на ст.Иркутск - пассажирский было проведено испытание устройства на 5 беспородных собаках. У указанных выше беспородных собак были нанесены интраоперационно внутриполостные разрывы стенок желудка с кровотечением и различные по степени разрывы селезенки в количестве 10 с выраженным кровотечением. Кровотечения в желудке эффективно остановлены во всех случаях с использованием перфорированной фольги. Традиционными способами (ушивание, контактная электрокоагуляция) остановить кровотечение из селезенки не удалось. Использование при больших разрывах предложенного устройства с рабочим элементом в виде стальной нити на атравматической игле (производство фирмы "Ethicon"), которой раны были сначала ушиты, а затем на нить был подан электрический ток, привело к надежному гемостазу. При поверхностных травмах селезенки была использована фольга. Гемостаз достигнут быстро и надежно.

Металлический стержень в качестве рабочего элемента предложенного устройства эффективно используется при значительных кровотечениях из ложа желчного пузыря при лапароскопических холецистэктомиях.