DE10252325B4 - Radiofrequency thermal ablation probe and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Sonde (14) zur Hochfrequenz-Thermoablation mit einem isolierenden Schlauch (18), an dessen distalem Ende eine Metallelektrode (16) vorgesehen ist, deren räumliche Erstreckung von einer zylindrischen Gestalt zu einer sternförmigen Gestalt veränderbar ist, wobei die Metallelektrode (16) durch mehrere flexible Armen (26) gebildet ist, deren distale und proximale Enden miteinander verbunden sind, wobei die distalen und/oder die proximalen Enden der Arme (26) elektrisch mit einem Anschluss zur Zuführung eines Hochfrequenzstromes verbunden sind, wobei die flexiblen Arme (26) selbst die Elektrode bilden und die Form eines Armes (26) etwa in dessen Mitte (M) von seiner Form an beiden Enden abweicht, so dass er eine Biegesteifigkeit aufweist, die die sternförmige Ausbildung der Metallelektrode (16) begünstigt, wobei die Außenkontur eines Armes (26) etwa in dessen Mitte (M) annähernd spiral-, zickzack-, wellen- oder mäanderförmig und an seinen beiden Enden geradlinig ist.Probe (14) for high-frequency thermal ablation with an insulating tube (18), at the distal end of which a metal electrode (16) is provided, the spatial extent of which can be changed from a cylindrical shape to a star-shaped shape, the metal electrode (16) being replaced by several flexible arms (26) are formed, the distal and proximal ends of which are connected to one another, the distal and / or the proximal ends of the arms (26) being electrically connected to a connection for supplying a high-frequency current, the flexible arms (26) themselves form the electrode and the shape of an arm (26) deviates approximately in the middle (M) from its shape at both ends, so that it has a bending stiffness which favors the star-shaped design of the metal electrode (16), the outer contour of an arm ( 26) approximately in the middle (M) is approximately spiral, zigzag, wavy or meandering and rectilinear at both ends.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine endoluminale Sonde zur Hochfrequenz-Thermoablation, auch Hochfrequenz induzierte Thermotherapie genannt, bei der Biogewebe durch Wärmeerzeugung mittels hochfrequenter elektrischer Felder und Ströme thermisch denaturiert werden, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Sonde, die insbesondere auch in Kombination mit flexibler Endoskopietechnik eingesetzt werden kann, dient zur minimalinvasiven thermischen Beeinflussung von erkrankten Strukturen in Hohlorganen (z. B. Darm, Bronchien, Trachea, Ösophagus) oder in größeren Venen oder Arterien durch Hochfrequenzenergie im Frequenzbereich von 300 kHz bis 1 MHz.The present invention relates to an endoluminal probe for radiofrequency thermal ablation, also called radiofrequency induced thermotherapy, in which biological tissues are thermally denatured by heat generation by means of high-frequency electric fields and currents, and to a process for their production. The probe, which can also be used in combination with flexible endoscopy technology, is used for the minimally invasive thermal influence of diseased structures in hollow organs (eg intestine, bronchi, trachea, esophagus) or in larger veins or arteries by high-frequency energy in the frequency range of 300 kHz to 1 MHz.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstig herstellbare endoluminale Sonde zur Hochfrequnez-Thermoablation zu schaffen.It is the object of the invention to provide a cost-producible endoluminal probe for Hochfrequnez-Thermoablation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß die Sonde einen isolierten Schlauch aufweist, an dessen distalem Ende eine Metallelektrode vorgesehen ist, deren räumliche Erstreckung von einer zylindrischen Gestalt zu einer sternförmigen Gestalt veränderbar ist. Durch die zylindrische Gestalt der Metallelektrode ist eine kleinlumige Navigation der Sonde innerhalb eines biologischen Lumens oder über den Instrumentierkanal eines Endoskops möglich. Nach Positionierung der Elektrode im Zielgebiet kann anschließend eine Elektrodenentfaltung zu der sternförmigen Gestalt erfolgen. Insbesondere durch die sternförmig ausgebildete Elektrode werden hier besonders gute Wirkungen bei der Thermo-Ablation erzielt, wobei ein zusätzlicher Vorteil der veränderliche Durchmesser der sternförmigen Elektrode ist, Hierdurch kann intraluminal ein lokal definierter und elektrisch leitfähiger Elektrodenkontakt trotz anatomisch variabler biologischer Umgebung hergestellt werden.The solution of this object is achieved by the features of claim 1 and in particular in that the probe has an insulated tube, at the distal end of a metal electrode is provided, the spatial extent of a cylindrical shape to a star-shaped shape is variable. Due to the cylindrical shape of the metal electrode, a small-volume navigation of the probe within a biological lumen or via the instrumentation channel of an endoscope is possible. After positioning of the electrode in the target area, an electrode development to the star-shaped shape can subsequently take place. In particular, the star-shaped electrode particularly good effects are achieved in the thermal ablation, with an additional advantage of the variable diameter of the star-shaped electrode, This intraluminal a locally defined and electrically conductive electrode contact despite anatomically variable biological environment can be produced.
Die Metallelektrode ist erfindungsgemäß durch mehrere flexible Arme gebildet, deren distale und proximale Enden miteinander verbunden sind, wobei die distalen und/oder die proximalen Enden der Arme elektrisch mit einem Anschluß zur Zuführung eines Hochfrequenzstromes verbunden sind. Erfindungsgemäß bilden somit die flexiblen Arme selbst die Elektrode, d. h. es sind keine zusätzlichen Punktelektroden oder dergleichen erforderlich. Hierdurch ist einerseits die Herstellung der Sonde vereinfacht. Andererseits kann diese leicht gereinigt werden.The metal electrode according to the invention is formed by a plurality of flexible arms whose distal and proximal ends are connected to each other, wherein the distal and / or proximal ends of the arms are electrically connected to a terminal for supplying a high-frequency current. According to the invention thus form the flexible arms themselves the electrode, d. H. no additional point electrodes or the like are required. As a result, on the one hand, the manufacture of the probe is simplified. On the other hand, this can be easily cleaned.
Nach der therapeutischen Energieapplikation kann die Entfaltung der Metallelektrode weder rückgängig gemacht werden, wodurch eine Entfernung der Sonde aus dem Hohlraum leicht möglich ist.After the therapeutic Energieapplikation the deployment of the metal electrode can not be reversed, whereby a removal of the probe from the cavity is easily possible.
Ferner weicht die Form eines Armes etwa in dessen Mitte von seiner Form an beiden Enden ab. Hierdurch ist durch die Formgebung des Armes selbst ein Biegeverhalten vorgegeben, das die sternförmige Ausbildung der Metallelektrode begünstigt. Die Außenkontur eines Armes ist etwa in dessen Mitte annähernd spiral-, zickzack-, wellen- oder mäanderförmig, wobei die Außenkontur an den beiden Endbereichen des Armes geradlinig ist. Durch einen derartig ausgebildeten Mittelbereich eines Armes kann die Biegesteifigkeit den Anforderungen entsprechend angepaßt werden.Further, the shape of an arm deviates approximately in the middle of its shape at both ends. As a result, a bending behavior is predetermined by the shape of the arm itself, which favors the star-shaped design of the metal electrode. The outer contour of an arm is approximately in the middle of approximately spiral, zigzag, wavy or meandering, the outer contour is straight at the two end portions of the arm. By means of such a trained middle region of an arm, the flexural rigidity can be adapted to the requirements.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in the description, the drawings and the subclaims.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die distalen und proximalen Enden der Arme mit Hilfe einer an einem proximalen Bereich des Schlauches vorgesehenen Betätigungseinrichtung relativ zueinander verstellbar sein. Hierdurch lässt sich der Außendurchmesser der Metallelektrode variieren und die räumliche Erstreckung von der zylindrischen Gestalt zu der sternförmigen Gestalt verändern.According to a further embodiment of the invention, the distal and proximal ends of the arms may be adjustable relative to one another by means of an actuating device provided at a proximal region of the hose. As a result, the outer diameter of the metal electrode can be varied and change the spatial extent of the cylindrical shape to the star-shaped shape.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die proximalen Enden der Arme mit einer flexiblen Kanüle verbunden, die innerhalb des Schlauches geführt ist. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass innerhalb der flexiblen Kanüle Spülflüssigkeit und/oder ein weiteres Stellelement zur Bewegung der Arme geführt werden kann. Beispielsweise können die distalen Enden der Arme mit einem flexiblen Stellelement verbunden sein, das innerhalb des Schlauches bzw. innerhalb der Kanüle geführt ist. Auf diese Weise lässt sich der Außendurchmesser der Metallelektrode verändern, ohne dass dabei notwendigerweise der Schlauch mitbewegt wird.According to another embodiment of the invention, the proximal ends of the arms are connected to a flexible cannula which is guided inside the tube. This embodiment has the advantage that flushing fluid and / or a further adjusting element for moving the arms can be guided within the flexible cannula. For example, the distal ends of the arms may be connected to a flexible actuator which is guided inside the tube or within the cannula. In this way, the outer diameter of the metal electrode can be changed, without necessarily the hose is moved along.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann im Bereich der distalen Enden der Arme ein Temperatursensor angeordnet sein. Eine solche Anordnung ermöglicht zusätzlich eine Temperaturkontrolle oder auch eine automatische Temperaturregelung über einen hierfür ausgebildeten Hochfrequenzgenerator.According to a further embodiment of the invention, a temperature sensor may be arranged in the region of the distal ends of the arms. Such an arrangement additionally allows a temperature control or an automatic temperature control via a high-frequency generator designed for this purpose.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn ein proximales Ende der Sonde mit einem Anschluss für Spülflüssigkeit versehen ist. Diese Spülflüssigkeit kann durch den Schlauch bzw. die in dem Schlauch vorgesehene Kanüle in Richtung der Metallelektrode gefördert werden, um ein Austrocknen und einen elektrischen Leitfähigkeitsverlust in der Ablationszone zu vermeiden.Furthermore, it may be advantageous if a proximal end of the probe is provided with a connection for rinsing liquid. This flushing fluid can through the tube or provided in the tube cannula in the direction of Metal electrode are promoted to prevent dehydration and electrical conductivity loss in the ablation zone.
Eine Elektrode für eine Sonde der oben beschriebenen Art kann auf vorteilhafte Weise dadurch hergestellt werden, dass ein flächiger Zuschnitt oder eine zylindrische Kanüle aus elektrisch leitendem Material mit parallel zueinander verlaufenden Mikroschnitten versehen wird, deren Enden sich jeweils nicht bis zum Rand des Zuschnitts oder der Kanüle erstrecken. Auf diese Weise werden zwischen den Mikroschnitten einzelne Stege gebildet, die als Arme der Sonde dienen. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Mikroschnitte in einem mittleren Abschnitt spiral-, mäander-, wellen- oder zickzackförmig ausgebildet werden. Hierdurch entstehen im mittleren Bereich der Arme biegeelastische Metallstege. Um die mittleren Abschnitte der Arme besonders flexibel auszubilden, kann es ferner vorteilhaft sein, die Dicke der Mikroabschnitte in einem mittleren Abschnitt größer und in den Endabschnitten geringer zu wählen.An electrode for a probe of the type described above can be advantageously prepared by providing a sheet blank or a cylindrical cannula of electrically conductive material with mutually parallel microcuts, the ends of which are each not up to the edge of the blank or the cannula extend. In this way, individual webs are formed between the micro sections, which serve as arms of the probe. In this case, it may be advantageous if the microsections are formed in a central section in a spiral, meandering, wave or zigzag shape. This results in the middle region of the arms bending elastic metal webs. In order to make the central portions of the arms particularly flexible, it may also be advantageous to increase the thickness of the microsections in a middle section and to make them smaller in the end sections.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:Hereinafter, the present invention will be described by way of example with reference to an advantageous embodiment and with reference to the accompanying drawings. Show it:
Wie insbesondere in den
Durch die wellenförmige Außenkontur der Arme
Das proximale Endstück
Durch relatives Bewegen der Schiebegriffe
Im Bereich des Handstückes
Der Schlauch
Die Sonde
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Metallelektrode
Außerdem kann es vorteilhaft sein, die Dicke der Mikroschnitte entlang deren Längserstreckung zu variieren. Beispielsweise kann die Dicke der Mikroschnitte in dem mittleren Abschnitt M größer als im Bereich der Endabschnitte gewählt werden, wodurch eine zusätzliche Variation des Elastizitätsverhaltens der Arme möglich ist.In addition, it may be advantageous to vary the thickness of the micro-cuts along their longitudinal extent. For example, the thickness of the micro-cuts in the middle section M may be greater than in the region of the end sections, whereby an additional variation of the elastic behavior of the arms is possible.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Sonde am Beispiel der endoluminalen Radiofrequenz-Thermoablation beschrieben: Nachdem der zu behandelnde Patient mit einer adhäsiven und großflächigen Neutralelektrode
Anschließend wird die erfindungsgemäße Sonde über den Instrumentierkanal eines flexiblen Endoskops – oder bei interventionellen Therapien unter Bildkontrolle (Sonographie, Computertomographie, Magnetresonanztomographie) über Körperhöhlen oder Gefäße zum Zielgebiet navigiert. Anschließend wird die Metallelektrode
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- HF-GeneratorRF generator
- 1212
- Neutralelektrodeneutral electrode
- 1414
- Sondeprobe
- 1616
- Metallelektrodemetal electrode
- 1818
- Schlauchtube
- 2020
- Handstückhandpiece
- 2222
- MetallelektrodenkabelMetal electrode cable
- 2424
- NeutralelektrodenkabelNeutral electrode cable
- 2626
- Armepoor
- 2828
- distales Endstückdistal end piece
- 3030
- proximales Endstückproximal tail
- 3232
- Kanülecannula
- 3434
- Schiebegriffpush handle
- 3636
- Stellelementactuator
- 3838
- Schiebegriffpush handle
- 4040
- Anschluss für SpülflüssigkeitConnection for rinsing fluid
- MM
- Mittlerer BereichMiddle area
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