自行限制的电外科返回电极制造技术

一种自行限制的电外科返回电极（４１）用于电外科手术。通过选择电极主体的电极材料的阻抗特性，以及通过修整电极的几何形状，本发明专利技术的返回电极可随着电流密度和温度的升高而进行自行调节和自行限制从而防止病人受伤。电外科返回电极包括有效体阻抗等于或大于大约４０００ｃｍ的一片材料以及用于进行与片的电连接的一个或更多个连接器。片的有效体阻抗由电阻元件、电容元件、电感元件或它们的组合产生。此外，通过应用可洗的表面区域，制造电极使之可清洗、可消毒、可杀菌以及可再使用。提供可选择套（５０）以与电极结合使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及电外科，更确切地说是涉及适合于无导电或介电凝胶而提供有效而安全的电外科能量返回的返回电极，该电极可再使用和/或可处理的使用。相关技术如技术熟练的工人所知道的那样，现代外科技术通常应用射频(RF)功率进行在完成外科操作中遇到的切割组织和凝结流血。考虑到这种技术的历史方面和细节问题，参考了由D’Amelio等人提交的题为“电测针设备”的美国专利第4,936,842号，本文通过参考结合于此。如医术精湛的人士所知道的那样，电外科技术被广泛使用并提供了包括使用用于切割和凝结两方面的单一外科工具的许多优点。每个单极电外科发生器系统必须具有工作电极，该电极由外科医生在外科手术的场合应用在病人身上以进行外科手术，以及从病人回到发生器的返回路径。与病人接触的点上的工作电极必须是小尺寸的以产生高电流密度，以便起到切割或凝结组织的手术效果。与工作电极携带相同电流的返回电极在与病人接触点处必须有足够大的有效面积，从而使低电流密度从病人流向返回电极。如果在返回电极处产生了相当高的电流密度，则病人皮肤和组织的温度将在该区域升高并会导致不希望的烧伤病人。在1985年，急救看护研究中心，一所著名的医疗测试机构出版了在电外科返回电极位置进行燃烧的测试结果，表明当电流密度超过100毫安培每平方厘米时将发生使体组织加热到坏死的阈值。医疗仪器促进协会(“AAMI”)已出版了标准，要求，在所述测试条件下，邻近电外科返回电极的最大病人表面组织温度不能升高超过六摄氏度(6°)。在过去的二十年，根据对于更安全的返回电极的医疗上的需求工业已以两种主要方式发展了一些产品。第一，它们来自大约12×7英寸的小不锈钢平板，该平板用导电凝胶涂覆被放置在病人的臀部、大腿、肩膀或重力可保证适当接触面积的任何位置转变为柔性电极。这些与不锈钢板几乎具有相同大小的柔性电极用导电或介电聚合体涂覆，并在其上具有粘性边缘从而使它们可不需要重力的帮助而保持依附于病人，并在使用后除去。到20世纪80年代，美国大部分的医院改用这种类型的返回电极。这些返回电极是相对常规钢板的一个进步，并导致更少病人被返回电极烧伤，但每年也给美国带来了几千万美元的额外手术费用。即时有了这种进步，医院仍旧会碰到一些由电极造成的病人烧伤，这种电极会在手术中偶然跌落或部分地与病人分离。其次，建议另一种改进，用电极接触质量监测系统监测与病人接触的电极接触面积，并在任何接触面积不够的时候关掉电外科发生器。例如，在由Newton提交的题为“Safety Monitoring Circuit for Electrosurgical Unit”的美国专利第4,231,372中示出这样的电路，本文通过该引用结合于此。该系统导致更多的降低病人返回电极烧伤，但需要特殊的可处理的电极和发生器中的附加电路，从而将每个过程的成本提得更高。该系统被首次引入的十五年后，因为它的高成本，在美国完成的所有外科手术中不到40％使用了该系统。
技术实现思路
本专利技术通过提供防止病人烧伤的返回电极而不需要昂贵的可处理的电极以及专用RF发生器中的监测电路来克服现有技术中的问题。简单地说，这里根据本专利技术较佳实施例的改进的返回电极包括比先前已经披露的或在手术中使用的其它电极更大的有效表面积。该表面积足够大也足够适合相对于病人的身体定位，从而省去了对导电或介电凝胶的需要。另外，暴露的表面是可容易清洗和/或可杀菌的材料，从而便于重复再使用而容易并迅速地调节。在通常使用的电外科频率上，它使用的几何形状和材料的阻抗特性，可以将电流密度(相应的温度升高了)自行限制在安全阈值，如果电极工作表面的有效面积降低到其它所需等级之下。因此，便不需要上述专用RF发生器中昂贵的监测电路。从以下的描述和所附的权利要求中，或者在这里下文中通过对专利技术的实践的学习，本专利技术的这些和其它特征将变得更加充分地明显。附图简述附图说明图1是一简化电路图描绘有效地包括在操作过程期间提供给电外科发生器的射频电流的操作路径中的典型阻抗，；图2A是阐述本专利技术原理的宽面积分布的电外科返回电极的俯视图；图2B是图2A的电外科返回电极一部分的放大图；图2C是沿着图2B的截面线2C-2C切割并描绘由2B部分表示的有效电路阻抗的横截面图；图3是以图表形式描绘返回电极的有效表面积和流过电极的有效射频电流密度之间关系的图；图4是一立体图，显示了在其上表面设置根据本专利技术的电外科返回电极的工作台；图5是描绘带根据本专利技术的电外科返回电极并设置在座位表面的外科椅的前视图；图6是根据本专利技术的电外科返回电极的俯视图；图7是沿着图6的线7-7切割的截面图；图8是类似于图7，但描绘病人手术服阻抗的截面图；图9是适于装入图6-8实施例的外罩的立体图；图10是描绘一个被装入图9外罩的图6-8实施例的图；图11是根据本专利技术电极的立体图，它描绘了当与病人的有效接触面积大大少于物理电极大小的一种模拟情况；图12是描绘当有效病人接触面积大大小于总电极面积时电极内电流密度的图；图13是描绘电阻层体电阻率变化的图表，作为不同电外科发生器频率的电极厚度的函数；图14是示出不同电外科频率处体电阻率的曲线图，作为面积除以根据本专利技术的电外科返回电极的厚度的函数；图15是一立体图，为了分析的目的，描绘在与根据本专利技术的电极的欧姆和电容区域相关联的操作中等效于病人的电路； 图16是等效于图15的简单电子示意电路图；以及图17是一曲线图，描绘百分比电容性功率导电作为对于不同电外科操作频率的电阻层体电阻率的函数。较佳实施例的详细描述现在看附图，更确切地说，是看其中的图1，可以看到该图描绘了简化的电子示意图，示出有效包括在操作过程期间提供到电外科发生器的射频电流的操作路径中的典型阻抗。因此，可以看见的是常规的射频电功率发生器10，比如恒定功率、电压、和/或电流或可变功率、电压和/或电流，但不局限于这些。与电功率发生器10连接的是将发生器10分别与由阻抗z1表示的外科工具相连的传统导电体11和与由阻抗z3表示的电外科返回电极相连的传统导电体12。提供阻抗z2以表示由存在于操作位置和返回电极之间的病人组织所带来的阻抗。导电体11和12是一种示意结构表示，所述结构可完成用于电气连接到片的连接装置的功能。但是，技术熟练人士可理解，其它不同的结构也适合并能够完成想要的功能。虽然图1的图解是简化的，并总的来说是以主阻抗来考虑电路元件的，包括由手术工具、病人身体和返回电极所带来的电抗，从而清楚而简洁地描绘了本专利技术的原理，应该明白的是，现实当中会遇到某些其它的参数，诸如分布的电感和分布的电容，为了达到清楚描述其原理的目的，考虑到这些参数相对较小，因此在本描述中不作考虑。然而，如以下所阐述的，在当将绝缘套管插入电极和病人身体之间的一个实施例中，可在Z3阻抗中包括重要的电容阻抗元件。还应该指出的是，有意地简化图1-10，以简洁地展示本专利技术原理，将结合所展示的图11-17进行更加严格和完整的讨论。由此，最初的实施例是在电阻和/或电容相结合的模式下操作的电极。因此，如果不考虑相对较小的杂散容抗和感抗，则电路的总有效阻抗将等同于单独阻抗z1、z2和z3的总和；且由于实质上相同的电流将通过所有这三者，所以由RF发生器10产生的电压将与阻抗z1、z2和z3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电外科返回电极，包括：（ａ）有效体阻抗等于或大于约４０００Ω．ｃｍ的一片材料；以及（ｂ）用于进行与所述片的电连接的连接装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RP弗利诺，DB基达，JD艾萨克森，
申请(专利权)人：玛格戴恩医疗产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]