带有褥疮减少和加热能力的自限制电外科返回电极.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102427772 A(43)申请公布日 2012.04.25CN102427772A*CN102427772A*(21)申请号 201080019393.0(22)申请日 2010.02.1861/155,687 2009.02.26 US12/703,475 2010.02.10 USA61B 18/16(2006.01)(71)申请人玛格戴恩医疗产品公司地址美国犹他州(72)发明人 TF阿拉马约(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司 31100代理人张欣(54) 发明名称带有褥疮减少和加热能力的自限制电外科返回电极(57) 摘要公开了用于电外科手术和各种

2、其他外科手术的自限制电外科电极。该电极包括加热部件，用于产生热量以温暖靠在该电极上的病人。该电极还可包括一个或多个垫板，以防止靠在该电极上的病人的褥疮或卧床溃疡的产生。该电极具有等于或大于约4000cm的体阻抗，该体阻抗来自电阻组件、电容组件、电感组件或其组合。通过对电极材料阻抗特性的选择以及通过电极几何形状的剪裁，本发明的电极是自调节的，且自适应于电流强度及温度以防止病人损伤。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2011.10.25(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/024615 2010.02.18(87)PCT申请的公布数据WO2010/099026 EN 2

3、010.09.02(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 24 页 附图 10 页CN 102427778 A 1/2页21.一种电外科电极，包括被设置为传导电流的导电部件；与所述导电部件相邻放置的一个或多个垫板，所述一个或多个垫板被设置为基本防止了倚靠在所述电外科电极上的病人身上的一个或多个褥疮的产生；和与所述一个或多个垫板相邻放置的加热部件，所述加热部件适于产生用于温暖倚靠在所述电外科电极上的病人的热量，其中，所述导电部件和所述一个或多个垫板具有等于或大于约4000cm的有效体阻抗。2.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在

4、于，所述一个或多个垫板中的一个垫板被放置在所述导电部件和所述加热部件之间。3.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述一个或多个垫板中的一个垫板被放置在所述导电部件顶部，这样所述垫板被放置在所述导电部件与倚靠在所述电外科电极上的病人之间。4.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述一个或多个垫板包括选自由以下材料构成的组：黏弹材料、凝胶、水、盐、水基材料、导电油，或其组合。5.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述加热部件被放置为靠近所述电外科电极的底层表面。6.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述加热部件包括热产生部件和热传播部件。7.如权利要求1所述的电外科电

5、极，其特征在于，所述加热部件包括由导电纤维制成的织物。8.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述导电部件包括充满导电纤维的常规绝缘材料，以使所述电外科电极呈现为具有等于或大于约4000cm的有效体阻抗。9.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述导电部件和所述一个或多个垫板的所述有效体阻抗包括选自由以下项构成的电组件：电阻性、电容性、电感性或其组合。10.如权利要求1所述的电外科电极，其特征在于，所述导电部件包括：电极，所述电极包括：带有预确定的限制电导的第一层；和带有预确定的电容电抗的介电材料的第二层，所述第二层接触并上覆于所述第一层。11.一种电外科电极，用于温暖倚靠在电外科

6、电极上的病人并防止病人身上褥疮的产生，所述电外科电极包括：被设置为传导电流的导电部件；电加热部件，适于将电能转换为热能并均匀地分布所述热能，以温暖倚靠在所述电外科电极上的病人；和第一和第二垫板，适于基本防止倚靠在所述电外科电极上的病人身上的褥疮的产生，所述第一垫板被放置在所述导电部件和所述电加热部件之间，且所述第二垫板被放置在所述导电部件的顶部，这样所述第二垫板就被放置在所述导电部件和倚靠在所述电外科电极上的病人之间，其中，所述电外科电极具有等于或大于约4000cm的共同体阻抗。权 利 要 求 书CN 102427772 ACN 102427778 A 2/2页312.如权利要求11所述的电外

7、科电极，其特征在于，所述第一垫板充分地厚于所述第二垫板。13.如权利要求11所述的电外科电极，其特征在于，所述第一垫板和第二垫板中的至少一个由黏弹材料制成。14.如权利要求11所述的电外科电极，其特征在于，所述第一垫板和第二垫板中的至少一个由凝胶制成。15.如权利要求11所述的电外科电极，其特征在于，所述第一垫板和第二垫板中的至少一个由水、盐、水基材料、导电油、或其组合制成。16.如权利要求11所述的电外科电极，其特征在于，所述第一垫板和第二垫板是热传导的。17.如权利要求11所述的电外科电极，其特征在于，所述导电部件包括具有等于或大于约4000cm的有效体阻抗的导电材料。18.一种电外科电极

8、，被设置为位于在电外科手术中的病人之下，用于提供在电外科手术中使用的电外科电流的返回路径，所述电外科电极是自限制的，从而电外科电流被限制至安全阈值，从而防止了在病人和电极之间接触面积意外地减少为低于阈值的情况下在病人和电极之间接触面积处的不希望的病人烧伤，所述电外科电极包括：彼此相关联的第一覆盖层和第二覆盖层，从而形成带有内部部分的包络；设置在所述内部部分中的加热部件，所述加热部件适于产生用于温暖倚靠在所述电外科电极上的病人的热量；设置在所述包络的所述内部部分中，并在所述加热部件上方的导电部件，所述导电部件被设置为传导电流；设置在所述内部部分中的第一和第二垫板，所述第一和第二垫板位于所述加热部

9、件和所述导电部件之间，所述第二垫板位于所述导电部件和所述第二覆盖层之间，所述第一和第二垫板适于基本防止倚靠在所述电外科电极上的病人身上的一个或多个褥疮的产生，其中，所述第二垫板和所述导电部件的有效体阻抗等于或大于约4000cm。19.如权利要求18所述的电外科电极，其特征在于，所述第一和第二垫板适于将由所述加热部件产生的热量转移到倚靠在所述电外科电极上的病人处。20.如权利要求18所述的电外科电极，其特征在于，所述加热部件包括导电纤维以及羊毛、聚酯、芳族聚酰胺中的至少一个。21.如权利要求18所述的电外科电极，其特征在于，所述加热部件包括充满聚合物的碳。22.如权利要求18所述的电外科电极，其

10、特征在于，还包括设置在所述第一覆盖层和所述加热部件之间的热隔离层，以使所述热隔离层将热从所述第一覆盖层引导出来到所述第二覆盖层。23.如权利要求22所述的电外科电极，其特征在于，所述热隔离层适于基本防止倚靠在所述电外科电极上的病人的一个或多个褥疮的产生。权 利 要 求 书CN 102427772 ACN 102427778 A 1/24页4带有褥疮减少和加热能力的自限制电外科返回电极0001 相关申请的交叉引用0002 本身请要求申请号为12/703,475、在2010年2月10日申请的、名为“带有褥疮减少和加热能力的自限制电外科返回电极”的美国专利申请的优先权和权益，其要求系列号61/155

11、,687、在2009年2月26日申请的、名为“带有加热能力的自限制电外科返回电极”的美国临时专利申请的优先权，其公开内容通过该引用并入此处。0003 背景0004 1.技术领域0005 本发明一般涉及电外科系统。具体地，本发明涉及电外科返回电极(electrosurgical return electrodes)，其适于增加置于其上的病人的舒适度。更具体地，本发明涉及包括褥疮减少以及加热能力的电外科返回电极。0006 2.相关技术0007 在电外科领域中，通过利用射频(RF)电能来执行切除组织和/或烧灼泄漏的血管的医疗步骤。如医学领域技术人员所知的，电外科手术被广泛使用并提供很多优点，包括使用

12、单个外科器械用于切割与烧灼二者。RF能量由波形信号发生器产生并通过由外科医生操作的手持电极而输送到病人的组织。对于这类技术的历史性观点与细节可参考美国专利No.4,936,842，其授权给DAmelio等且名为“电外科探针装置”，其公开的内容通过该引用并入。0008 每一个单极电外科发生器系统必需带有由外科医生在外科手术点向病人应用的执行外科手术的作用(active)电极和从病人处返回该发生器的返回路径。位于和病人接触点处的作用电极必需是尺寸较小的以产生较高的电流强度，从而产生切除或烧灼组织的外科手术效果。返回电极，其带有与作用电极同样的电流，必需在与病人通信的点处具有足够大的有效表面积，从而

13、有较低强度的电流从病人处流到该返回电极。如果在返回电极处产生了相对高的电流强度，病人的皮肤与组织处的温度会在这个区域内上升并可能导致不期望的病人烧伤。根据紧急救护研究中心(Emergency Care Research Institute)(知名的医疗测试机构)，当电流强度超过每平方厘米100毫安的时候皮肤组织的受热达到发生坏死的阈值。进一步，先进医疗仪器联合会(AAMI)已经公布了标准，其要求邻近电外科返回电极处最高的病人表面组织温度在所表明的测试条件下不能上升超过六摄氏度(6)。0009 在过去的三十年中，响应于对更安全的返回电极的医用需求，工业上已用两种主要的方法研发出了产品。第一，他们

14、从较小的、约12x7英寸、平的不锈钢板出发，涂覆有导电胶，放置在病人臀部、大腿、肩部下或重力能保证充分接触面积的任何位置，使其变为柔性电极。这些柔性电极，尺寸基本与不锈钢板一样，涂覆有导电或电介质聚合物，并在其上具有粘合边缘，所以它们能在没有重力帮助下保持附着在病人身上。一旦电外科手术完成，除去这些平的柔性电极。在1980年代早期，美国的大多数医院变为使用这种类型的返回电极。这些返回电极是在旧的不锈钢板上的改进，且导致较少的病人的返回电极烧伤，不过却导致美国每年数千万美元的额外手术费用。即使有了这样的改进，医院仍然经历着一些由电极导致的病人烧伤，这些电极在外科手术中会意外地掉落或部分地离开病人

15、。说 明 书CN 102427772 ACN 102427778 A 2/24页50010 随后，又提出进一步的改进，电极接触质量监测系统，其对与病人相接触的电极接触面积进行监测，并随时在接触面积不充分时关闭电外科发生器。这样的电路在，例如，专利号为No.4,231,372、授权给Newton、名为“用于电外科单元的安全检测电路”的美国专利中有示出，其公开内容通过该引用并入。这个系统导致了病人返回电极烧伤的进一步减少，不过要求特殊可丢弃电极和发生器中的附加电路，这导致每个手术成本的进一步上升。在该系统首次被引入的二十年后，由于其昂贵的费用，在美国执行的所有外科手术中不到40使用这个系统。001

16、1 尽管在电外科领域内已经做出了各种改进，还是存在改进的空间。更具体地，尽管为增加进行电外科手术的病人的安全性已经研发了系统与设备，诸如通过减少病人返回电极烧伤的数量，但而还是缺少在电外科手术之前、之中和之后增加病人舒适度的系统与设备。0012 病人不舒适的一个原因是医院中所保持的相对较低的温度，且特别是进行电外科手术的手术室中。手术室温度一般保持在约18.5-21(65.3-69.8)之间。对于很多病人来说，这个温度范围感觉太冷。另外，在外科手术过程中，病人可接触到具有导致物体感觉上比其实际上更冷的物理性质的物体。例如，金属的手术台和返回电极可能是良好的热导体。当病人接触到处于上述温度范围内

17、的手术台或返回电极的时候，手术台或返回电极的热传导性导致热量不断从病人处被导出。从病人到手术台或返回电极的热传递导致病人感觉比手术室温度更冷，藉此增加了病人的不适。0013 常见的一些用于温暖病人的方法包括使用加热空气或液体的循环系统。在外科手术中，加热的循环系统可与放置于病人下或上部的板相结合。循环系统一般包括可通过其循环的空气、水和其他液体的管子或管道。这些系统还被包括循环液体或气体的泵以及用于在气体或液体通过管子或管道循环之前对其进行加热的加热部件。尽管这些系统可在外科手术过程中为病人提供热量，这些系统还是有缺点。例如，被加热的循环系统一般不能提供均匀的加热给病人。还有，直接与管子或管道

18、相邻的区域内的温度通常显著地高于管子或管道之间的区域的温度。0014 用于温暖病人的另一个常见的方法包括使用一个或多个被加热的毯子。例如，被加热的毯子可盖在病人身上或放置在病人与手术台之间。所述被加热的毯子可以是电热毯或由在棉花、羊毛制成的且已经在暖箱中被温暖的毯子。0015 在使用电热毯或被温暖的毯子的时候都遇到缺点和困难。例如，在暖箱中被温暖的毯子只能在相对短的时间段内保持其温度。一旦它们冷却了，毯子就必需换成新近被加热的毯子。在电外科手术过程中可能不方便替换毯子，特别是在长时间手术过程中必需多次替换毯子。进一步，由于在电外科手术过程中移动、重新放置病人的困难，替换放置在病人与手术台之间的

19、冷却的毯子是不实际的。另外，在整个外科手术中必需保持无菌的环境。在外科手术过程中替换冷却的毯子可危及无菌环境，这可导致病人感染以及其他并发症。另外，盖在病人身上的毯子，不管是加热的还是温暖的，可能在手术过程中移动或从病人身上掉落，藉此需要来自手术室内人员的附加注意。0016 较冷的温度不是导致经受电外科手术的病人不适的唯一原因。而且，众所周知，在医学领域中，在很长时间段内不移动，病人可引发卧床溃疡，也称为褥疮。一般，褥疮常见于受限在其床上或者仅具有有限活动的老年病人身上。褥疮发生在病人身上那些被施加长说 明 书CN 102427772 ACN 102427778 A 3/24页6期压力的病人组

20、织处，一般位于下方骨头凸出处。由于血压保持在大于正常毛细血管血压32mmHg的情况，长期的压力导致肌肉损伤和组织坏死。尽管褥疮一般发生在那些保持一个姿势过长时间段的病人中，但是也可能由于在短时间(约两个小时)内向局部区域施加强压力而产生褥疮，诸如在各种外科手术过程中。0017 通常，为了防止褥疮，在外科手术过程中，病人被放在减少压力的垫子或垫板上以减少或基本消除施加在身体敏感区域(该处组织覆盖着下方的骨头凸出处)上的力。在操作情形中可用于防止褥疮的一个设备是泡沫板，高度约3-4英寸，被放置于手术台和病人之间。尽管泡沫板有很多优点，诸如价格低廉且重量轻，但它们在收集(trap)那些可辅助产生褥疮

21、的身体热量的方面只能给病人提供很小的缓解。进一步，由于收集热量，泡沫板可能辅助增加了病人组织的温度，从而在外科手术过程中组织温度可能上升超过AAMI设定的阈值六摄氏度(6)。另外，泡沫板一般在外科手术之后就被丢弃了，因为它们难以杀菌与清洗。进一步，如果在火中被点燃，制成泡沫板的材料可释放出致命的烟雾。0018 可替代的减少压力的垫子或垫板是放在手术台上的羊皮层。不幸的是，羊皮给病人提供少得可怜的保护且不能有效地将病人的压力分布在它们躺着的整个表面上。与如上所述的泡沫板一样，在外科手术之后，羊皮难以杀菌与清洗。0019 另一种类型的减少压力的设备是充气垫子，其含有乙烯外壳，其中充满着达到所需压力

22、的气体。不幸的是，该气垫必需是具有足够压力，以防止病人接触到放置该垫子的底部表面。在病人接触到底部表面的情况下，有引发褥疮的可能。附加地，为了保持所需要的压力，一般，将泵与垫子相连接以检测垫子中含有的气体的压力并在需要的时候泵入额外的气体到垫子中。病人被放置在可移动的气垫上，气垫然后靠在手术台上，病人是躺在两个柔性表面上。藉此，在外科手术过程中，病人被放置在不牢固且不稳定的位置。附加地，气体类型的垫子要花费昂贵才能维护，因为需要泵来维持所需要的气体压力。进一步，气垫很容易被凿孔，藉此泄漏气体且减少了垫子用于保持病人远离放置垫子的表面的有效性。0020 与充气垫子类似的减少压力设备是水类型的垫子

23、。水类型的垫子具有与气垫类似的形式，然而，是水被泵入垫子而不是气体。不幸的是，水类型的气垫具有气体类型垫子的很多的限制。附加地，当水垫子泄漏的时候，大量的水被释放出到围绕着病人的地板上，藉此使得别人在邻近病人的地方走路和工作都很危险。0021 尽管上述的很多限制在医院中日常使用时被减少，但是每一个所述的褥疮设备具有各种与其在电外科手术中的使用相关的缺点。例如，在电外科手术过程中使用泡沫类型垫子的情况中，会有泡沫垫子燃烧的可能，藉此烧伤病人并且还在手术室中释放致命烟雾。0022 关于气体和水类型的垫子，含有所需要的泵以在长时间内保持理想的压力，这增加了在手术室中存储该设备所必需的量。在有限的空间

24、中存储更多的设备，外科医生的移动能力就下降了。在水从水垫子中泄漏的情况下，存在电击致死手术室中的病人和/或医生和护士的可能性，还有将电外科返回电极短路的可能性。0023 因此，有利的是在现有的电外科领域中提供一种自限制的电外科返回电极，其通过提供加热能力和减少褥疮产生的可能性来增加病人的舒适度。发明内容0024 本发明通过提供减少病人烧伤的返回电极而不需要昂贵的可丢弃电极以及在特说 明 书CN 102427772 ACN 102427778 A 4/24页7定RF发生器中的监测电路，以及还提供加热能力来温暖病人并将进行电外科手术的病人的褥疮的发生最小化，克服了现有技术的缺点。0025 简而言之

25、，根据本发明的优选实施例的改进的返回电极含有比其他已经公开或以前在外科手术中使用的返回电极更大的有效表面积。它足够大且适于相对病人的身体而放置，而不需要导电胶和介电胶。另外，所暴露的表面是易于清洗、消毒和/或杀菌的材料，以方便简便且快速地调整以用于重复使用。其采用的形状与材料，它们的阻抗特性，在一般使用的电外科频率下，如若电极的工作表面的有效面积被减少到其他所需要的水平之下，则可以将电流强度(及相应的温度上升)限制到安全的阈值。相应地，不需要在特定RF发生器中的昂贵的监测电路。附加地，所改进的返回电极包括在相对冷的环境内温暖病人的加热部件。进一步，这改进的返回电极结合防止褥疮形成的一个或多个褥

26、疮垫板，同时辅助病人与返回电极之间的电流转移。0026 根据本发明的特征，电外科返回电极制作得足够大，从而在医学手术中使用的一般电外科频率下，其呈现足够小的电阻抗和低的电流强度，以减少在相邻的病人组织处过量的温度提升(也就是，通过将温度(“T”)升高保持在六摄氏度(6 )之下)藉此避免组织坏死和其他不希望的病人损伤。0027 根据本发明的还有另一个特征，电极的工作表面(该电极表面与病人相接触或者位于邻近病人处)制作得在面积上足够大，从而在正常使用中，电流不会被减少到阻止外科医生在手术点执行手术的能力的那个点。0028 根据本发明的还有另一个特征，电外科返回电极具有多层结构，包括电极以及一个或多

27、个褥疮垫板。0029 根据本发明的还有另一个特征，在一个实施例中，通过在电极中含有诸如导电针或碳黑之类的电导材料来给予电极受控的热导率，因此可将导电率作为表面积的函数而将其调节到限制其中流过的电流为安全值的水平。0030 根据本发明的还有另一个特征，在一个实施例中，电外科返回电极包括设置于电极顶部的褥疮垫板。这样，形成褥疮垫板的材料作为，可选地，导电层或绝缘层。0031 根据本发明的还有另一个特征，电外科返回电极包括加热能力，用于在外科手术过程中温暖病人。0032 根据本发明的另一个特征，电外科返回电极包括两个褥疮垫板以帮助减少卧床溃疡或褥疮产生的减少，和用于在外科手术过程中提供温暖病人的加热

28、能力的加热部件。0033 根据本发明的还有另一个特征，在另一个实施例中，提供防水工作表面用于放置在邻近于病人的身体的相邻表面，因此有助于电外科电极的清洗和再使用。0034 根据本发明的还有另一个特征，上述的防水工作表面被制成能防一般经受的清洗、消毒和杀菌制剂，因此进一步有助于清洗和再使用。0035 根据本发明的还有另一个特征，在另一个实施例中，提供与电外科电极配合使用的套筒，因此保护电极和褥疮垫子免于可能发生的无意伤害，例如，来自所使用的电外科仪器与电极表面或褥疮垫子的意外接触。0036 根据本发明的还有另一个特征，将与电极工作表面中或相邻的材料的电阻抗充分提升以将工作表面的电流强度限制到低于

29、病人组织损伤的阈值，因此提供了自限制的特征以防止在电极有效工作面积意外减少的情况下的病人损伤。说 明 书CN 102427772 ACN 102427778 A 5/24页80037 根据本发明的还有另一个特征，在一个实施例中，电外科返回电极被形成为配套于在其上执行电外科手术的手术台，因此有助于本发明的其他特征的实现。0038 本发明的附加特征和优点将在以下描述中阐述，并根据该描述而部分地显而易见，或者可通过实践本发明而获知。本发明的这些和其他益处、优点和特征将从以下描述和所附权利要求而变得更显而易见，或者可通过如之后阐述的对本发明的实践来获悉。0039 附图简要说明0040 为进一步阐述本发

30、明的上述和其他优势与特征，通过参考附图中示出的特定实施例将显现本发明的更具体的描述。应了解这些附图仅示意地示出本发明的实施例，且因此不应被认为是对范围的限制。通过使用相应附图，将附加的更特定而具体地描述和解释本发明，这些附图为：0041 图1是简化的电路示意图，示出在手术中呈现给电外科发生器的，有效地包括在射频电流的操作路径中的典型阻抗；0042 图2A是示出本发明原理的广域分布的电外科返回电极的俯视图；0043 图2B是图2A的电外科返回电极的一段的放大；0044 图2C是图2B的沿剖面线2C-2C的剖面图，其示出由图2B的一部分所代表的有效电路阻抗；0045 图3是以图表形式示出的返回电极

31、的有效表面积和在该电极上产生的有效射频电流强度之间的图；0046 图4是示出带有根据本发明的电外科电极放置在其上表面的手术台的立体图；0047 图5是示出带有根据本发明的电外科电极放置在椅子的表面上的外科手术椅的主视图；0048 图6是根据本发明的电外科返回电极的俯视图；0049 图7是图6的沿线7-7的剖面图；0050 图8是类似于图7的剖面图，但示出了病人的外科手术袍所呈现的电容。0051 图9是适于装入图6-8的任一个实施例的外壳的立体图；0052 图10是示出图6-8的任一个实施例装在图9所示外壳中的图；0053 图11是根据本发明的电极的立体图，示出当与病人接触的有效面积基本小于物理

32、的电极尺寸的模拟状况；0054 图12是示出当有效的病人接触面积远小于总体电极面积的时候电极内的电流强度的图；0055 图13是示出对于不同的电外科发生器频率，随电极厚度而变化的电阻层的体电阻的变化的图；0056 图14是示出在不同电外科频率下，随面积除以根据本发明的电外科返回电极的厚度而变化的体电阻的图；0057 图15是立体图，用于分析的目的，示出与根据本发明的电极的欧姆和电容区域操作地相关联的病人的等效电路；0058 图16是等效于图15的简单的电示意电路；0059 图17是示出对于不同的电外科操作频率，随电阻层的体电阻而变化的百分比的电容功率传导的图；说 明 书CN 102427772

33、 ACN 102427778 A 6/24页90060 图18示出根据本发明的一个实施例的电外科电极的部分分解视图；和0061 图19示出图18的电外科电极的一些组件的分解视图，示出该电外科电极的构建。0062 优选实施例的详细描述0063 本发明的电外科返回电极采用的形状与材料，它们的阻抗特性，在一般所使用的电外科频率下，如若电极的有效工作表面与病人之间的接触面积被减少到其他期望水平之下，则其可以将电流强度(及相应的温度上升)自限制为安全的阈值。附加地，该自限制电外科电极能温暖位于电极上的病人。进一步，当病人位于电极上的时候，该自限制电外科电极适于防止病人身上褥疮的形成。0064 为了辅助理

34、解本发明的各方面和图示实施例以及特征，首先将会相关于提供自限制特性的电外科电极的结构和特征而讨论。在这些讨论之后，将提供具有加热和防止褥疮能力的自限制返回电极的说明性实施例的详细描述。具有内部一体形成的加热和/或防止褥疮能力的返回电极允许一个设备包含有电外科手术所必需的自限制特性，从而增加病人的舒适度。以这种方式，本发明的新颖的电外科电极保护病人在电外科手术过程中免于被烧伤，在相对冷的环境中温暖病人并保护免于形成褥疮。0065 现在转向附图，更具体地看其中的图1，可见其是简化的电路示意图，示出在手术中呈现给电外科发生器的，有效地包括在射频电流操作路径中的典型阻抗。此处，可见传统的射频发生器10

35、0，诸如但不限于恒定功率、电压和/或电流或者可变功率、电压和/或电流发生器。与发生器10相连接的是传统的电导体102和104，其分别将发生器100连接用阻抗z1代表的外科医生的器械以及用阻抗z3代表的电外科返回电极。提供阻抗z2以代表位于手术点和返回电极之间的病人的组织所呈现的阻抗。电导体102和104是能执行用于与返回电极的电连接的连接装置的功能的一个说明性结构的代表。然而，本领域技术人员可以理解的是，各种其他结构也是合适的且能执行所需要的功能。0066 尽管图1的图是简化的且整体将电路部件视为基本电阻，包括由外科手术仪器、病人身体和返回电极所贡献的成分，以便简单充分地示出其中的原理，应该理

36、解的是在实际情况中会遇到很多特定的其他参数，诸如所分布的电感和所分布的电容之类的参数，这些，为了原理阐明的简洁性，被认为相对较小所以不在本描述中的这一点所考虑。然而，如下所述，在一个实施例中，在电极和病人身体之间设置了绝缘衬套的情况下，阻抗Z3中可包括有电容电抗的重要成分。还应该注意的是图1-10是故意地简化以充分地呈现本发明的原理。图11-17的讨论包括关于本发明的更详细和完整的自限制特征的讨论，包括用于实现自限制特征的理论基础和的示例形状以及材料。0067 其中，第一个实施例，就是电极在结合的电阻和/或电容模式中操作。相应地，如果相对较小的杂散电容和电感成分被忽略，电路的总体有效阻抗将等于

37、单个阻抗z1、z2和z3的和；由于基本上是一样的电流流经所有这三个阻抗，RF发生器100所产生的电压将会直接正比于它们的相应值而分布在阻抗z1、z2和z3上。因此，在这些组件的每一个上所释放的能量也是直接与它们的值成比例。0068 由于期望的是所得到的能量被集中在外科医生的仪器与病人的组织相接触的区域内，希望的是由z1所代表的阻抗的电阻成分是最大的，并且流经的电流(以及随之释放的能量)将会被集中在很小的区域内。后者可通过将在手术点与病人接触的区域做得非常小来实现。说 明 书CN 102427772 ACN 102427778 A 7/24页100069 已知，与上述串联电路不同，当将所结合的电

38、阻和电容电抗的组件并联连接的时候，其呈现的总体等效阻抗由下面的公式给出：0070 0071 因此，如果100个类似阻抗，每个都是100欧姆，并联连接，则有效阻抗Zeff等于一欧姆。如果这些阻抗中的一半没有被有效连接，则剩余的有效阻抗将是两欧姆，如果其中仅有一个阻抗在电路中是有效的，剩余的有效阻抗将是100欧姆。这些考虑以及其应用于展现电极的自限制和故障安全(fail-safe)的重要性从接下来的图2A、2B、2C和3中示出的部件的描述中将会显现。0072 现在转向图2A，这是说明本发明原理的广域(wide-area)分布的电外科返回电极110的俯视图的示意性表示。在图的右侧示出电连接终端112

39、，以助于连接到电返回导体，诸如图1中示出的导体104。0073 返回电极110的表面114优选是平滑的且均匀的，且包括薄的电阻和/或电介层。可选地，返回电极110的表面114可包括电容和/或电感层，这取决于返回电极110的特定操作。为了本描述的教导目的以及为了辅助返回电极110的数学建模，电极110可以被认为是包括由区域116、116a，116b，116c.116n所代表的同样大小的区域或段。本领域技术人员应理解，然而，返回电极110可包括或不包括不连续的区域或段，优选的是电极110具有连续的段。0074 区域/段116在图2B中被放大示出以类似于它代表的电阻阻抗z3的尺寸。因此明显的是，电极

40、110内部的对应于116.116n的每个段固有地具有呈现类似于阻抗z3的阻抗的能力。然而，在电路中并联有效地起作用的这些段的数量直接随病人覆盖电极的表面积而变化。因此，在病人大面积仰卧的情况下，其身体与电极的上表面有50的有效接触，对应于段116-116n的部分中的50将有效地串联在电路中以形成图1的由阻抗z3所代表的阻抗。且，相应地，如果电极110含有100个每个为100欧姆的段，那么由电极段的有效的50所操作地代表的有效阻抗是2欧姆。由于2欧姆相比与部件z1和z2所代表的阻抗是非常小的，在病人和电极之间的区域内几乎没有能量损失，且还由于电极的相对较大的有效工作面积，电流强度和温度上升被保持

41、在上面提到的危险阈值之下。0075 现在，如果为了任何理由，病人与电极之间的有效接触面积被减少为仅有段116-116n中的一个，则有效阻抗(在所考虑的示例中结合了电容电抗和电阻)将增加到100欧姆。且在接触区域减少到某个点时，有效阻抗将上升到可与电外科仪器的位点所呈现的阻抗相比的程度，从而消除了外科手术仪器的电外科效果或阻止了外科医生所用仪器的有效作用，因此通知外科医生应该重新放置病人以呈现与返回电极之间接触的较大的表面积。同时，总体电路阻抗将会上升，从而如果外科医生企图不重新放置病人而使用其仪器的话，所流的总体电流将会被减少到低于导致病人不希望的损伤的那个值。相应地，提供了在不需要上述提到的独立的电路监测和控制电路的情况下提供增强安全性的自限制特征。0076 图2C是图2B的沿剖面线2C-2C的剖面图，其示出由图2B的段116所代表的有效电路阻抗z3。此处，在图2C中可看到小的段116，具有用电终端120电气地表示的与病人说 明 书CN 102427772 A