用于组织识别的装置和方法制造方法及图纸

一种用于温度测量的方法，具有步骤：借助至少一个照明部将具有照明光谱的光发射到组织中，通过至少一个检测器接收光的反射，借助至少一个检测器接收来自组织的具有再射光谱的光的再射，借助检测器将再射光谱转换为检测器信号，将检测器信号发送到计算单元，借助计算单元，在假定在组织中存在的各个组织成分的估计的体积份额的情况下，基于用于描述在组织中的光传播的解决方案，优选基于辐射传输理论及其近似，计算第一理论再射光谱，借助计算单元(1144)例如通过非线性回归、神经网络或查找表将理论再射光谱与所测量的再射光谱适配，通过最小化算法从所述再射光谱计算组织成分的至少一个体积份额，利用所述最小化算法通过改变存在于所述组织中的各个组织成分的体积份额，借助所述计算单元(1144)将理论上计算的所述再射光谱配合(适配)到所测量的再射光谱上。述再射光谱配合(适配)到所测量的再射光谱上。述再射光谱配合(适配)到所测量的再射光谱上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组织识别的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于尤其人体组织的组织识别的医学高频外科手术器械(HF器械、超声波器械、激光器械等)，并且涉及一种组织识别方法在优选根据本专利技术的医学高频外科手术器械(HF器械、超声波器械、激光器械等)中的应用。

技术介绍

[0002]在高频外科手术(下文中称为HF外科手术)中，高频交流电被引导通过人体或身体部分，以便通过由此引起的发热而有针对性地对组织进行脆化(凝固)或切割(电切)。这样被破坏的组织稍后被周围的健康组织吸收。相对于使用手术刀的传统切割技术的显著优点是，在切割的同时，通过封闭受影响的血管能够在凝固的意义上进行停止出血。为了可靠地封闭血管，应使用所谓的密封和切割器械。所使用的设备也被称为电动手术刀。
[0003]在用于HF外科手术(高频外科手术)的频率下，身体组织表现为欧姆电阻(阻抗)。比电阻高度依赖于组织类型。肌肉组织和高供血的组织的比电阻相对低。脂肪的比电阻大约是15倍，并且骨的比电阻大约是1000倍。因此，电流的频率、形式和水平必须/应当被协调到被手术的组织类型。
[0004]目前，单极HF技术最常用于HF外科手术。在此，HF电压源的一个极通过尽可能大面积的对应电极与患者连接，例如通过患者所处的手术台上的触头，通过接触臂带或接触脚带或通过粘接电极。这种对应电极通常被称为中性的电极或中性电极。另一个极连接到外科手术器械上并且该外科器械形成所谓的有源的电极或有源电极。电流从有源电极经由最小电阻路径流到中性电极。在有源电极的紧邻处，电流密度最高，在此，热效应发生得最强。电流密度随着距离的平方而降低。中性电极应当在尽可能面积大地与身体良好地连接，使得将身体内电流密度保持低且不发生烧伤。由于大的面积，中性电极上的皮肤不会明显受热。在安装中性电极时，严格的安全措施被应用。为了不引起燃烧，中性电极(取决于手术区域)的适当位置和良好接触是关键的。
[0005]在双极HF技术中，与单极技术相反，电流流过身体的一小部分，在该部分中期望外科手术作用(切割或凝固)。两个相对于彼此绝缘的电极(例如，容纳在器械分支中)被直接引导至手术部位，在所述两个电极之间施加有HF电压。电路通过处于其间的组织闭合。热效应发生在电极之间的组织中。
[0006]凝血夹是已知的。在此，高频接头通常设置在多个手柄/一个手柄上。设有绝缘覆层的螺钉通常用作铰链的轴，借助于所述螺钉也使得两个夹紧臂以其手柄分别可枢转地彼此紧固。
[0007]利用双极HF血管密封和/或切割系统，血管或组织束可以一般地或在切割期间被有效地和持久地密封。因此，限制了对周围组织的横向热损伤，并且使组织粘附降低到最小。
[0008]在医学中，有机材料被称为组织，该有机材料包括具有共同的功能或结构的相同类型或不同分化的细胞的组。除了细胞外，细胞外基质(EZM)也属于组织。例如，人体组织的
示例是血管。
[0009]人体在其化学组成中由大约56％的氧(O)、28％的碳(C)、9％的氢(H)、2％的氮(N)、1.5％的钙、1％的氯(Cl)、1％的磷(P)、0.25％的钾(K)、0.2％的硫(S)和较小份额的其他化学物质(所有数据以重量百分比表示)组成。
[0010]人体的物质组成由约67％的水、16％的蛋白质或蛋白(例如胶原蛋白)、10％的脂质(例如脂肪)、1％的碳水化合物、1％的核酸和5％的各种矿物质(所有数据以重量百分比表示)组成。
[0011]胶原蛋白是在人类和动物中发现的一组结构蛋白(“形成纤维束的蛋白”)，主要来自结缔组织(更准确地说：细胞外基质)。胶原蛋白尤其存在于肌腱、韧带、骨骼和软骨的白色的非弹性纤维中。皮肤层(皮下组织)也由胶原蛋白组成。在人体中，占所有蛋白质总质量超过30％份额的胶原蛋白是最常出现的蛋白。
[0012]在活的有机体中，脂质主要作为细胞膜中的结构成分、作为能量存储器或作为信号分子被使用。通常，术语“脂肪”作为脂质的同义词使用，但脂肪(甘油三酯)仅表示脂质的亚组。
[0013]组织中、例如NIR区域中的血管中的光学主吸收剂为水和胶原蛋白。血管大多被脂肪包围。
[0014]在电磁辐射与固体、液体或气体相互作用时，出现不同的效应，如吸收、反射、散射或透射。换言之，如果电磁辐射碰到障碍物，那么电磁辐射要么被吸收(吞下)、散射(从其原始方向偏转)、透射(透过)，要么被反射(反弹)，也称作反射时的再射。
[0015]在物理学中，再射被称为漫反射(非定向的)电磁辐射，尤其是光，该电磁辐射穿过表面进入散射介质、与散射介质彼此作用并且再次通过该表面出射。与满足反射定律的常规定向的反射相反。然而，在这两种情况下，反射的使用更为频繁。然后在镜面反射和漫反射之间进行区分。在再射(漫反射)的情况下，光的一部分被吸收并透射。关于表面的再射的量度是再射度。
[0016]再射光谱法是测量从样品反射的辐射的光谱法的子领域。再射光谱法主要用于光谱检查不透光和不溶的样品。样品的测量的再射光谱由两个份额组成：1)常规反射，其中，辐射从表面镜像反射。常规反射由菲涅尔方程来描述；2)漫反射，其中，辐射在所有方向上各向同性地从样品中射出。这通过辐射穿透样品并在部分吸收和多次散射之后回到表面来实现。
[0017]水、胶原蛋白和脂肪的各自吸收光谱已经在许多组中测量。在可见光谱范围(VIS)和近红外光谱范围(NIR)中，吸收系数的值均可用。
[0018]在现有技术中，通过组织阻抗控制在双极HF技术中的调节过程，该组织阻抗在能量输入过程中主要由于水的损耗而改变。借助欧姆定律根据所测量的电压值和电流值来计算组织的阻抗。由于器械的配置，所求取的阻抗总是整个系统(组织、器械、电缆、发生器)的平均值。
[0019]血管的密封质量主要取决于调节过程和与之相关的进入组织中的能量输入。在这种情况下，除了器械的过热外，还可能发生周围组织的热损伤。同样地，不足够的能量输入也可能导致融合部位的失效/爆裂，这又可以通过出血察觉到。这种出血经常在实际手术后几小时才会出现，因而根据血管直径，为了阻止出血或者说可靠地将血管封闭，可能需要紧
急手术。
[0020]因此，从现有技术中已知的是，测量组织温度并且将所测量的温度值用于热过程的调节/控制。为了不使温度测量结果由于电极温度而失真，需要在组织温度传感器和(一个或多个)电极之间具有足够大的距离或热隔离/绝缘。然而，这在测量的组织温度不精确地对应于直接在(一个或多个)电极上的组织温度方面是不利的。

技术实现思路

[0021]因此，本专利技术的任务是，附加于或备选于阻抗的测量，还使得能够优选在线地尽可能精确地测量组织/组织组成和/或待融合组织的温度，以便避免直接在(一个或多个)电极上的组织的损伤并且必要时也防止器械的过热。换言之，本专利技术的任务是实现良好的凝固。
[0022]本专利技术的任务通过权利要求1的特征和权利要求13的特征来解决。
[0023]本专利技术涉及一种医学高频外科手术器械，具有
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医学高频外科手术器械(1000、1100)，具有
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至少一个器械分支(1、101、201、301、401、501、601、701、801、901、1001、1002)，
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至少一个光源(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1110)，尤其是LED，或光源结构组，尤其是LED和滤波器，所述光源产生具有确定的照明光谱的第一光，所述第一光朝向组织可发射，以及
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至少一个传感器(12、112、212、312、412、512、612、712、812、912、1112)，所述传感器被设置和适配检测具有优选与照明光谱不同的再射光谱的第二光，所述第二光从所述组织由于光源(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1110)的光加载而反射，以及
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将所述第二光根据所述第二光的再射光谱转换为检测器信号，其中，计算单元(1144)被设置和构造成，
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从所述至少一个传感器(12、112、212、312、412、512、612、712、812、912、1112)接收所述检测器信号，
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借助所述计算单元(1144)在假设组织中存在的各个组织成分的所估计的体积份额的情况下，基于用于描述组织中的光射出的解决方案、优选地基于辐射传输理论及其近似来计算理论再射光谱，
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借助所述计算单元(1144)例如通过非线性回归、神经网络或查找表将理论再射光谱与所测量的再射光谱适配，并且
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通过最小化算法从所述再射光谱计算组织成分的至少一个体积份额，利用所述最小化算法通过改变存在于所述组织中的各个组织成分的体积份额，借助所述计算单元(1144)将理论上计算的所述再射光谱配合/适配到所测量的再射光谱上。2.根据权利要求1所述的医学高频外科手术器械(1000、1100)，所述医学高频外科手术器械还被设置和构造成，
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借助所述计算单元(1144)从所述吸收光谱中计算至少一个吸收最大值，
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借助所述计算单元(1144)通过比较所述吸收最大值和至少一个参考来计算所述组织中的温度。3.根据权利要求2所述的医学高频外科手术器械(1000、1100)，所述医学高频外科手术器械还被设置、适配和构造成，
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在所述计算单元(1144)中、优选在所述计算单元(1144)中的存储介质中存储优选用于水和/或脂肪和/或胶原蛋白的在确定的温度下的吸收最大值形式的至少一个参考。4.根据前述权利要求中任一项所述的医学高频外科手术器械(1000、1100)，所述医学高频外科手术器械还被设置、适配和构造成，
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将所述至少一个光源(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1110)和所述至少一个传感器(12、112、212、312、412、512、612、712、812、912、1112)应用于所述组织。5.根据前述权利要求中任一项所述的医学高频外科手术器械(1000、1100)，所述医学高频外科手术器械还被设置、适配和构造成，
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借助于所述计算单元(1144)基于组织成分的所计算的温度和/或所计算的组织阻抗来控制和/或调节和/或关断所述医学高频外科手术器械。6.根据权利要求5所述的医学高频外科手术器械(1000、1100)，其特征在于，所述医学高频外科手术器械(1100)被设置、适配和构造成，在达到预先确定的温度时，优选在高于95
摄氏度且低于100摄氏度的温度下，被控制和/或调节和/或关断。7.根据前述权利要求中任一项所述的医学医学高频外科手术器械(1000、1100)，其特征在于，所述医学高频外科手术器械(1000、1100)被设置、适配和构造成，在线、优选实时地控制和/或调节和/或关断所述医学高频外科手术器械(1000、1100)。8.根据前述权利要求中任一项所述的医学医学高频外科手术器械(1000、1100)，其特征在于，所述医学高频外科手术器械(1000、1100)被设置、适配和构造成，在密封过程期间执行所述组织识别。9.根据前述权利要求中任一项所述的医学医学高频外科手术器械(1000、1100)，其特征在于，所述至少一个传感器(12、112、212、312、412、512、612、712、812、912、1120)被设置和适配成，测量在1000nm至1700nm的NIR范围中、特别优选在1400nm至1600nm的范围中的再射、优选再射光谱。10.根据前述权利要求中任一项所述的医学医学高频外科手术器械(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯汀，
申请(专利权)人：蛇牌股份公司，
类型：发明
国别省市：