DE60319341T2 - Vorrichtung und verfahren zur durchführung eines elektrochirurgishen prozesses - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur durchführung eines elektrochirurgishen prozesses Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Ausführen einer elektrochirurgischen Prozedur unter Verwendung einer elektrochirurgischen (Abtragungs- oder Elektrokauterisations-)Vorrichtung. Genauer bezieht sie sich auf ein System zum Ausführen einer elektrochirurgischen Prozedur unter Verwendung eines Abtragungs- oder Elektrokauterisationssystems zum Erzeugen einer Läsion bzw. Wunde.
  • Eine große Vielzahl chirurgischer Prozeduren betrifft die Abtragung oder Kauterisation von ausgewähltem Gewebe. Zum Beispiel kann eine Entfernung von Hämorrhoiden oder Krampfadern durch Abtragen des fraglichen Gewebes ausgeführt werden. Außerdem wird eine Gewebeabtragung und/oder Gewebekauterisation häufig für die chirurgische Behandlung einer Herzarrhythmie und insbesondere eines Vorhofflimmerns verwendet. Allgemein gesagt hängt eine Herzarrhythmie mit Störungen im elektrischen System des Herzens zusammen, die das Herz unregelmäßig, zu schnell oder zu langsam, schlagen lassen. Unregelmäßige Herzschläge oder eine Arrhythmie werden durch psychologische und pathologische Störungen der elektrischen Entladungsimpulse aus dem Sinuatrialknoten und der Übertragung der Signale über das Herzgewebe oder durch spontane, unerwartete elektrische Signale, die innerhalb des Herzens erzeugt werden, verursacht. Ein Arrhythmietyp ist eine Tachykardie, die eine anomale Schnelligkeit der Herzaktion ist. Es gibt mehrere unterschiedliche Vorhoftachykardieformen einschließlich des Vorhofflimmerns und des Vorhofflatterns. Bei einem Vorhofflimmern werden anstelle eines einzelnen Schlags zahlreiche elektrische Pulse bzw. Impulse durch depolarisierendes Gewebe an einem oder mehreren Orten im Atrium (oder möglicherweise anderen Orten) erzeugt. Diese unerwarteten elektrischen Impulse erzeugen unregelmäßige, oft schnelle Herzschläge in den Vorhofmuskeln und den Ventrikeln. In Bezug auf den Ort des depolarisierenden Gewebes wird im Allgemeinen zugestimmt, dass die unerwünschten elektrischen Impulse häufig Ihren Ursprung in dem linken Vorhofbereich des Herzens und insbesondere in einer oder mehreren der Lungenvenen, die sich von dem linken Atrium aus erstrecken, haben. Mit diesem Gedanken im Hinterkopf und als eine Alternative zur Arzneimitteltherapie hat sich eine Abtragung des anomalen Gewebes oder der zusätzlichen Leitungsbahn, die für das Vorhofflimmern verantwortlich sind, als äußerst brauchbar bewährt.
  • Ungeachtet einer genauen Anwendung wird eine Abtragung oder Kauterisation von Gewebe typischweise erreicht, indem eine zerstörende Energiequelle, die elektrische Hochfrequenzenergie, elektrische Gleichstromenergie und dergleichen umfasst, auf das Zielgewebe angewendet wird. Die Abtragungsenergiequelle wird durch eine Elektrode bereitgestellt und wird ansonsten in Kontakt mit dem Zielgewebe platziert. Die Elektrode kann als Teil eines elektrochirurgischen Handinstruments ausgebildet sein. Wie er hier verwendet wird, umfasst der Ausdruck "elektrochirurgisches Instrument" ein Handinstrument, das Gewebe abtragen oder kauterisieren kann. Das Instrument verbindet die Elektrodenspitze starr mit einem Instrumentenhandgriff, der auch von dem Chirurgen gehalten und bedient wird. Die starre Konstruktion des elektrochirurgischen Instruments erfordert typischerweise einen direkten offenen Zugang zu dem Zielgewebe. Folglich ist es hinsichtlich der Behandlung eines Vorhofflimmerns mittels eines elektrochirurgischen Instruments erwünscht, Zugang zu dem Herzen des Patienten über eine oder mehrere Öffnungen im Brustkorb des Patienten (wie etwa eine Sternotomie, eine Thorakotomie, ein kleiner Einschnitt und/oder ein Port) zu erlangen. Außerdem kann das Herz des Patienten durch einen oder mehrere Einschnitte geöffnet werden, wodurch ein Zugang zu der endokardialen Oberfläche des Herzens ermöglicht wird.
  • Wenn bzw. sobald die Zielstelle (z. B. das rechte Atrium, das linke Atrium, die endokardiale Oberfläche, die epikardiale Oberfläche usw.) zugänglich ist, positioniert der Chirurg die Elektrodenspitze des elektrochirurgischen Instruments an der Zielstelle. Die Spitze wird daraufhin mit Energie versorgt, wobei sie das kontaktierte Gewebe abträgt (oder hinsichtlich einiger Anwendungen kauterisiert). Ferner wird ein erwünschtes Wundmuster erzeugt (z. B. Abschnitte einer bekannten "Maze"-Prozedur), wobei die Spitze in einer gewünschten Weise entlang der Zielstelle bewegt wird. In diesem Zusammenhang kann der Chirurg das Positionieren und die Bewegung der Spitze leicht steuern, da das elektrochirurgische Instrument starr konstruiert und relativ kurz ist.
  • Elektrochirurgische Instrumente, besonders jene, die für eine Behandlung eines Vorhofflimmerns verwendet werden, haben sich weiterentwickelt, um zusätzliche Merkmale aufzunehmen, die hinsichtlich bestimmter Prozeduren verbesserte Ergebnisse erzielen. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent Nr. 5.897.553 ein fluidunterstütztes elektrochirurgisches Instrument, das eine leitfähige Lösung zusammen mit elektrischer Energie an die Zielstelle liefert, wodurch eine "virtuelle" Elektrode erzeugt wird. Die Technik der virtuellen Elektrode hat sich als äußerst wirksam beim Erreichen der gewünschten Abtragung bewährt, wobei sie eine begleitende Gewebeschädigung minimiert. Andere Weiterentwicklungen eines elektrochirurgischen In struments weisen gleichfalls eine optimierte Systemleistung auf. Leider ist die Verwendung des elektrochirurgischen Instruments zum Erzeugen einer Wunde mit erwünschten Eigenschaften allerdings eine langwierige und anstrengende Prozedur geblieben.
  • Typischerweise wird eine Läsion erzeugt, indem das elektrochirurgische Instrument wiederholt quer über die Zielgewebestelle gezogen wird. Vor, während und nach jedem Durchgang des elektrochirurgischen Instruments über die Zielgewebestelle wird das Gewebe sorgfältig überwacht und geprüft, um die Läsionseindringtiefe an der Zielgewebestelle zu bestimmen. Eine Überwachung und Prüfung der Stelle stellt die richtige Anzahl von Durchgängen des elektrochirurgischen Instruments zur Erzeugung einer Läsion mit der Solltiefe hinsichtlich einer bestimmten Prozedur sicher.
  • Obgleich die Erzeugung einer Läsion durch wiederholtes Ziehen des elektrochirurgischen Instruments quer über eine Zielgewebestelle ein wirksames Verfahren ist, erhöht die Notwendigkeit für eine konstante Überwachung und Prüfung die zum Ausführen der Prozedur erforderliche Zeitdauer. Die Prozedurgesamtdauer ist entscheidend für die Sicherheit der Operation. Zum Beispiel erhöht eine verlängerte chirurgische Behandlung hinsichtlich eines Vorhofflimmerns die Zeitdauer, die das Herz angehalten und geöffnet ist, wobei sie folglich die Wahrscheinlichkeit einer Komplikation und einer Infektion erhöht. Im Ergebnis werden Weiterentwicklungen benötigt, die die Dauer solcher elektrochirurgischen Prozeduren verringern.
  • Elektrochirurgische Prozeduren unter Verwendung elektrochirurgischer Instrumente bleiben ein gangbares Verfahren der Läsionserzeugung für eine Vielzahl chirurgischer Behandlungen einschließlich der chirurgischen Behandlung von Vorhofflimmern. Allerdings erfordern typische Prozeduren eine verlängerte Operationszeit auf Grund der Notwendigkeit für ein konstantes Prüfen und Überwachen des Gewebes und der Läsionstiefe. Deshalb besteht ein Bedarf für eine elektrochirurgische Prozedur, die die Abhängigkeit vom Prüfen und Überwachen während der Prozedur verringert und dadurch die Prozedurzeit und das Komplikationsrisiko verringert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein elektrochirurgisches System zum Ausführen einer elektrochirurgischen Prozedur an lebendem Gewebe, wie in Anspruch 1 definiert ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht eines elektrochirurgischen Systems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einschließlich des in Blockform gezeigten Abschnitts;
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines elektrochirurgischen Instruments längs der Linie 2-2 von 1;
  • 3 ist ein Beispiel einer Energieversorgungs-Nachschlagtabelle in Übereinstimmung mit dem elektrochirurgischen System von 1;
  • 4 ist ein Ablaufplan, der ein Anwendungsverfahren für das elektrochirurgische System von 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 5A ist eine Teilschnittdarstellung eines Patientenherzens, die die Verwendung des elektrochirurgischen Systems von 1 während einer chirurgischen Prozedur zeigt; und
  • 5B ist eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts der Ansicht von 5A.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die einen Teil hiervon bildet und in der durch Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann. Selbstverständlich können weitere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn zu nehmen, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform eines elektrochirurgischen Systems 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Das System 10 umfasst ein elektrochirurgisches Instrument 12, eine Fluidquelle 14, eine Strom- bzw. Leistungsquelle 16, eine indifferente Elektrode 17 und Energieversorgungs-Nachschlagtabellen 18. Die verschiedenen Komponenten sind unten ausführlicher beschrieben. In allgemeinen Worten indes steht die Fluidquelle 14 mit dem elektrochirurgischen Instrument 12 in einer Fluidverbindung. Ähnlich ist die Leistungsquelle 16 elektrisch mit dem elektrochirurgischen Instrument 12 verbunden. Während der Verwendung wird ein leitfähiges Fluid aus der Fluidquelle 14 an einen distalen Abschnitt des elektrochirurgischen Instruments 12 geliefert. Das verteilte Fluid wird durch das elektrochirurgische Instrument 12 über die Leistungsquelle 16 und die indifferente Elektrode 17 mit Energie versorgt. Das auf diese Weise mit Energie versorgte leitfähige Fluid kann eine virtuelle Elektrode bilden, die Gewebe abtragen oder kauterisieren kann. Schließlich wird Bezug auf die Energieversorgungs-Nachschlagtabelle 18 genommen, um die empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer für eine Aktivierung des elektrochirurgischen Instruments 12 zu bestimmen, wie unten ausführlich beschrieben ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des elektrochirurgischen Instruments 12 umfasst einen Handgriff 20 und einen Schaft 22. Der Handgriff 20 ist vorzugsweise aus einem sterilisierbaren, starren und nicht leitenden Material wie etwa einem Polymer oder einer Keramik konstruiert. Geeignete Polymere umfassen starren Kunststoff, Kautschuk, Acryl, Nylon, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyether, Polyester, Polyolefin, Polyakrylat, Polyisopren, Fluorpolymere, Kombinationen hiervon und dergleichen. Der Handgriff 20 bildet einen oder mehrere Hohlräume (nicht gezeigt) aus. Der Hohlraum (die Hohlräume) schafft sowohl einen Weg für eine Leitung oder einen Schlauch 24 von der Fluidquelle 14 zum Schaft 22 als auch einen Weg für eine Leitung oder einen Draht 26 von der Leistungsquelle 16 zum Schaft 22.
  • Der Schaft 22 ist starr mit dem Handgriff 20 verbunden, wobei er eine lang gestreckte, relativ starre rohrförmige Komponente ist, die einen proximalen Abschnitt 30 und einen distalen Abschnitt 32 definiert. Der distale Anschnitt 32 endet in einer elektrisch leitfähigen Spitze (oder Elektrode) 34. Die Spitze 34 kann abgerundet sein und einen gleichförmigen Krümmungsradius definieren oder sie kann eine eckigere Form besitzen. Außerdem kann die Spitze 34 ein oder mehrere Materialien und/oder Komponenten umfassen. Zum Beispiel kann die Spitze 34 eine Rollkugelkonfiguration aufweisen. Ungeachtet dessen erleichtert die Form der elektrisch leitfähigen Spitze 34 eine Gleitbewegung der Spitze 34 längs des Gewebes.
  • Wie außerdem in 2 gezeigt ist, definiert der Schaft 22 einen internen Hohlraum 28, der mit dem Schlauch 24 in Fluidverbindung steht, der auch mit der Fluidquelle 14 in Fluidverbindung steht. Auf diese Weise wird ein Fluid von der Fluidquelle 14 über den internen Hohlraum 28 zu dem distalen Abschnitt 32 geliefert.
  • Der distale Abschnitt 32 bildet vorzugsweise wenigstens einen Durchgang aus (der in 1 allgemein mit 38 bezeichnet ist), der mit dem internen Hohlraum 28 in einer Fluidverbindung steht. Der wenigstens eine Durchgang 38 ist an oder proximal zu der Spitze 34 ausgebildet. Der wenigstens eine Durchgang 38 schafft eine relativ gleichmäßige Ausgabe eines leitfähigen Fluids um die Spitze 34 über den internen Hohlraum 28. In einer bevorzugten Ausführungsform sind sowohl mehrere Durchgänge 38 längs des Umfangs des distalen Abschnitts 32 als auch ein Durchgang (nicht gezeigt) an der Spitze 34 vorgesehen. Bei dieser einen bevorzugten Ausführungsform sind die mehreren Durchgänge 38 in Umfangsrichtung ausgerichtet und gleichmäßig beabstandet. Praktisch ist der distale Abschnitt 32 und insbesondere die Spitze 34 durchlässig bzw. porig. Alternativ kann die Anzahl und der Ort des Durchgangs 38 oder können die Anzahlen und die Orte der Durchgänge 38 irgendeine andere Form annehmen, die zur Verteilung eines Fluids aus dem internen Hohlraum 28 ausreicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Schaft 22 einen lang gestreckten Elektrodenkörper 40 und eine elektrische Isolatorummantelung 42, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Der Elektrodenkörper 40 definiert den proximalen Abschnitt 30 und den distalen Abschnitt 32 des Schafts 22. Zu diesem Zweck ist der proximale Abschnitt 30 des Elektrodenkörpers 40 starr mit dem Handgriff 20 verbunden. Der Isolator 42 ummantelt einen wesentlichen Abschnitt des Elektrodenkörpers 40, wobei er vorzugweise den distalen Abschnitt 32 unbedeckt lässt. Insbesondere ist der Isolator 42 so positioniert, dass er eine Gesamtheit des Elektrodenkörpers 40 distal des Handgriffs 20 und proximal des distalen Abschnitts 32 (und insbesondere proximal des wenigstens einen Durchgangs 38 und der Spitze 34) umgibt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elektrodenkörper 40 eine aus einem elektrisch leitfähigen formbaren Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, gebildete Röhre. Der Isolator 42 ist aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material gebildet und dient der elektrischen, Isolierung des ummantelten Abschnitts des Elektrodenkörpers 40.
  • Insbesondere kann das elektrochirurgische Instrument 12 eine Vielzahl in dem Gebiet bzw. im Stand der Technik bekannter Formen annehmen, die von der in Bezug auf 1 beschriebenen abweichen. In ganz allgemeinen Worten, das elektrochirurgische Instrument 12 weist eine Elektrode (z. B. die Spitze 34) an seinem distalen Abschnitt auf. Ungeachtet der genauen Konstruktion steht die Fluidquelle 14 durch den Schlauch oder die Leitung 24 vorzugsweise in Fluidverbindung mit dem elektrochirurgischen Instrument 12 und hält eine Zuführung eines leitfähigen Fluids (nicht gezeigt) wie etwa ein energieleitendes Fluid, ein ionisches Fluid, eine Salzlösung, eine gesättigte Salzlösung, eine Ringer lösung usw. aufrecht. Es wird bevorzugt, dass das leitfähige Fluid steril ist. Das leitfähige Fluid kann ein oder mehrere Kontrastmittel und/oder biologische Agenzien wie etwa ein diagnostisches Agens, ein therapeutisches Agens oder ein Arzneimittel enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Fluidquelle 14 ein Fluidreservoir wie etwa ein Beutel, eine Flasche oder eine Dose zur Aufrechterhaltung einer Zufuhr eines leitfähigen Fluids. Bei dieser Konstruktion ist das Fluidreservoir an einem hochliegenden Ort angeordnet, wodurch die Schwerkraft das leitfähige Fluid dem elektrochirurgischen Instrument 12 über den Schlauch 24 zuführt. Alternativ kann das Fluidreservoir unter Druck gesetzt sein, wodurch der Druck das leitfähige Fluid dem elektrochirurgischen Instrument 12 zuführt. Noch weiter kann die Fluidquelle 14 eine manuelle oder eine elektrische Pumpe enthalten und/oder mit ihr verbunden sein.
  • Die Leistungsquelle 16 ist durch den Draht oder die Leitung 26 mit dem elektrochirurgischen Instrument 12 elektrisch verbunden, wobei sie von einem in dem Gebiet bekannten Typ ist, vorzugsweise ein Hochfrequenzgenerator (HF-Generator). Der Generator kann durch Wechselstrom, Gleichstrom mit Leistung versorgt werden oder er kann batteriebetrieben sein, entweder durch eine Einwegbatterie oder durch eine wiederaufladbare Batterie. Die Leistungsquelle 16 kann eine Vielzahl von Formen annehmen und ist vorgesehen, um die Elektrodenspitze 34 wahlweise mit Energie zu versorgen. Zu diesem Zweck ist die Leistungsquelle 16 vorzugsweise so konfiguriert, dass sie eine große Anzahl verfügbarer Leistungseinstellungen besitzt.
  • Es ist zu erkennen, dass das elektrochirurgische Instrument 12, die Fluidquelle 14 und die Leistungsquelle 16, die oben beschrieben sind, nur einige Beispiele annehmbarer Konfigurationen sind. In allgemeinen Worten, es kann im Wesentlichen irgendein elektrochirurgisches Instrument mit der vorliegenden Erfindung und insbesondere in Kombination mit der Energieversorgungs-Nachschlagtabelle 18 verwendet werden. Schließlich hängt der Erfolg der meisten elektrochirurgischen Prozeduren, die ein mit Energie versorgtes leitfähiges Fluid verwenden, von der Läsionstiefe, der Leistungseinstellung, der Spülungsrate und der Energieversorgungszeit ab. Der erste Faktor (Läsionstiefe) ist eine Funktion der verbleibenden drei Faktoren, die im Übrigen durch den Chirurgen gesteuert werden. Früher musste ein Chirurg geeignete Einstellungen/Zeiten hinsichtlich Leistung, Spülungsrate und Energieversorgungszeit einfach schätzen, was die Gesamtprozedurzeit unnötig verlängert. Die vorliegende Erfindung überwindet diesen klaren Nachteil, indem sie die Energieversorgungs-Nachschlagtabellen 18 in elektronischer Form in einer Weise integriert, die den Steuerbetrieb des elektrochirurgischen Instruments 12, der Fluidquelle 14 und/oder der Leistungsquelle 16 unterstützt.
  • Wie in 3 veranschaulicht ist, stellt die Energieversorgungs-Nachschlagtabelle 18 vorgegebene Zeitdauerinformationen bereit und ist vorzugsweise eine organisierte Sammlung von früher gesammelten Daten, die die Wechselwirkung zwischen den folgenden vier Variablen korrelieren: eine Läsionstiefe, eine Leistungseinstellung, eine Spülungsrate und eine Energieversorgungszeit. In allgemeinen Worten, die vorgegeben Zeitdauerinformationen, die durch die Nachschlagtabellen 18 dargestellt werden, korrelieren mehrere Läsionstiefenwerte mit mehreren Leistungseinstellungswerten und geben einen Wert für die Energieversorgungs-Zeitdauer für jeden Wundtiefenwert und Leistungseinstellungswert an. Am häufigsten werden die Läsionstiefe, die Leistungseinstellung und die Spülrate auf die Nachschlagtabellen 18 angewendet, um die entspre chende Energieversorgungszeit (oder eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer für die bestimmte auszuführende Prozedur) zu ermitteln.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nachschlagtabelle 18 eine graphische Darstellung der vier Variablen. Eine X-Achse 50 der Nachschlagtabelle 18 entspricht den Energieversorgungs-Zeitdauerinformationen, eine Y-Achse 52 entspricht einer Wundtiefen-Datenmenge und eine erste Leistungseinstellungs-Datenmenge ist in der Reihe 54 in Bezug auf die X-Achse 50 und die Y-Achse 52 aufgetragen. Eine zweite Leistungseinstellungs-Datenmenge ist in der Reihe 56 aufgetragen und eine dritte Leistungseinstellungs-Datenmenge ist in der Reihe 58 aufgetragen. Die eine beispielhafte Nachschlagtabelle 18 stellt empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauern für die Ausbildung einer 1 cm langen Wunde, wie unten beschrieben ist, für eine Soll-Läsionstiefe bei einem Vertrauensbereich bzw. -niveau von 95% bereit. Das heißt, ein Chirurg, der eine Soll-Läsionstiefe und eine ausgewählte Leistungseinstellung hat, kann Bezug auf die Tabellen 18 nehmen und eine entsprechend empfohlene Energieversorgungszeit ermitteln sowie wissen, dass sich die empfohlene Zeit zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse (d. h. der Soll-Läsionstiefe) mit einem Vertrauensniveau von 95% bewährt hat. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Nachschlagetabelle 18 ausgelegt, um Energieversorgungs-Zeitdauerinformationen bereitzustellen, die eine Vertrauensschranke von 95% bei einer oberen Läsionstiefengrenze haben. Die eine bevorzugte Nachschlagtabelle 18, die in 3 bereitgestellt ist, enthält diese obere Schranke, so dass eine von der Tabelle 18 gelieferte empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer nicht zu einer zu tiefen Läsion führt. Alternativ kann die Tabelle 18 ausgelegt sein, um längeren oder kürzeren Läsionslängen zu entsprechen. Ferner werden mehrere verschiedene Nachschlagtabellen 18 bereitgestellt, wobei jede einem anderen Gewebetyp wie etwa Herzgewebe, Lebergewebe, Prostatagewebe usw. entspricht. Folglich kann z. B. eine erste Nachschlagtabelle, die eine Korrelation von Läsions- bzw. Wundtiefenwerten mit Leistungseinstellungswerten darstellt, zusammen mit einer zweiten (oder dritten usw.) Nachschlagtabelle, die Läsionstiefenwerte mit Leistungseinstellungswerten für eine zweite Spülungsrate korreliert, bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Nachschlagtabelle 18 die Variablen in Bezug auf weitere organisatorische Verfahren (z. B. die Läsionstiefe als Funktion der Leistungseinstellung; eine tabellarische Darstellung einzelner Läsionstiefen-, Leistungseinstellungs- und Zeitdauerwerte usw.) integrieren und/oder braucht keine bestimmte Spülungsrate widerspiegeln, wobei sie innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verbleibt.
  • Das elektrochirurgische System 10 enthält ferner eine Steuereinheit 60. Die Steuereinheit 60 ist vorzugsweise elektrisch mit der Fluidquelle 14 durch eine Leitung oder einen Draht 62 und mit der Leistungsquelle 16 durch eine Leitung oder einen Draht 64 verbunden, wobei sie vorzugsweise ein mikroprozessorbasierter Computer mit einem zugehörigen Speicher und einer Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung ist. Alternativ kann eine programmierbare Logiksteuereinheit (PLC) oder eine andere Steuereinheit oder eine äquivalente Schaltungsanordnung verwendet werden. Ungeachtet dessen speichert die Steuereinheit 60 die Nachschlagtabelle 18 und die entsprechenden Datenmengen. Die Steuereinheit 60 ist ausgelegt, um zwei oder vorzugsweise drei Variable (d. h. Läsionstiefe, Leistungseinstellung und/oder Spülungsrate), die durch den Anwender eingegeben werden (z. B. über eine Tastatur), in einen empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauerwert unter Bezugnahme auf die interne Nachschlagtabelle 18 umzusetzen. Die Steuereinheit 60 ist ferner ausgelegt, um die Spülungsrate der Fluidquelle 14 und die Leistungseinstellung der Leistungsquelle 16 einzustellen, wenn sie gebraucht oder durch den Anwender vorgegeben werden, und um die Aktivierung/Deaktivierung der Leistungsquelle 16 in Übereinstimmung mit der bestimmten empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer zu steuern.
  • Der Ablaufplan bzw. das Flussdiagramm von 4 veranschaulicht ein bevorzugtes Verfahren zur Ausbildung einer Wunde an lebendem Gewebe in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Als ein Bezugspunkt ist das oben beschriebene elektrochirurgische System 10, das das elektrochirurgische Instrument 12 enthält, für eine Anzahl unterschiedlicher Gewebeabtragungs- und Gewebekauterisationsprozeduren nützlich. Zum Beispiel kann das System 10 zum Entfernen von Hämorrhoiden oder Krampfadern oder zum Stoppen einer Speiseröhrenblutung verwendet werden, um nur einige mögliche Verwendungen zu nennen. Außerdem ist das System 10 äußerst nützlich für die chirurgische Behandlung einer Herzarrhythmie und insbesondere eine Behandlung eines Vorhofflimmerns durch Abtragung von Vorhofgewebe. Mit diesem Gedanken im Hinterkopf wird die Methodik von 4 in Verbindung mit einer Abtragungsprozedur (oder Läsionsbildungsprozedur) beschrieben, die an Vorhofgewebe ausgeführt wird, wie in 5 gezeigt ist, wobei die Technik selbstverständlich in gleicher Weise auf eine Vielzahl weiterer elektrochirurgischer Prozeduren anwendbar ist. Es wird angenommen, dass der Chirurg vor der Ausführung der elektrochirurgischen Prozedur den Patienten untersucht sowie bestimmt hat, dass die spezifische Prozedur für den einzelnen Patienten geeignet ist.
  • Bei der einen bevorzugten atrialen Anwendung, die in den 5A und 5B wiedergegeben ist, wird ein Abschnitt bzw. Teil einer Maze-Prozedur ausgeführt. Insbesondere enthält 5A eine Darstellung eines Herzens 70 mit seinem freiliegenden linken Atrium 72. In diesem Zusammenhang beschreibt Schritt 100 von 4, dass ein Zugang zu einer Zielstelle 74 geschaffen wird. In Bezug auf die eine beispielhafte Prozedur von 5A wird ein Zugang zu der Zielstelle 74 durch Spalten des Brustbeins des Patienten (nicht gezeigt) und Öffnen des Brustkorbs des Patienten (nicht gezeigt) mit einem Spreizer erlangt. Verschiedene Einschnitte werden dann in das Herz 70 gemacht, um den Innenraum des linken Atriums 72 freizulegen. Natürlich sind weitere Techniken verfügbar, um Zugang zu der Zielstelle 74 zu erlangen. Ferner kann ein Zugang zu einer bestimmten Zielstelle 74 z. B. über eine Thorakotomie, eine Sternotomie, perkutan, transvenös, arthroskopisch, endoskopisch, beispielsweise über einen perkutanen Port, eine Stichwunde oder einen Einstich über einen kleinen Einschnitt (z. B. in den Brustkorb, die Leiste, den Bauch, den Hals oder das Knie) usw. geschaffen werden. Außerdem ist es möglich, Zugang zu der Außenseite des Herzens 70 von innerhalb des Herzens 70 zu erlangen. Zum Beispiel kann eine Kathetervorrichtung aus einem Innenraum des Herzens 70 durch eine Appendixwand des Herzens 70 auf eine Außenseite des Herzens 70 geführt werden. Wie unten beschrieben ist, kann das elektrochirurgische Instrument 12 dann so bedient werden, dass es in Kontakt mit einer epikardialen Oberfläche des Herzens 70 gelangt.
  • In Schritt 102 wird das elektrochirurgische System 10 bereitgestellt. Wie zuvor beschrieben ist, enthält das System 10 das elektrochirurgische Instrument 12, die Leistungsquelle 16, die Fluidquelle 14 und die Nach schlagtabelle 18. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das System 10 außerdem die Steuereinheit 60.
  • In Schritt 104 wird eine Soll-Läsionstiefe bestimmt. Zum Bestimmen der Soll-Wundtiefe wird die Zielgewebestelle 74 wie etwa ein Abschnitt einer Vorhofwand 75 des Herzens 70, wie in 5A veranschaulicht ist, identifiziert und untersucht, um seine Dicke zu bestimmen. Die Soll-Läsionstiefe wird daraufhin anhand der bestimmten Dicke bestimmt, da die Dicke im Verhältnis zu der Soll-Läsionstiefe steht. Das tatsächlich verwendete Verhältnis hängt allerdings von den Erfordernissen der bestimmten elektrochirurgischen Prozedur ab, die ausgeführt wird. Zum Beispiel ist bei einer elektrochirurgischen Prozedur zum Korrigieren eines Vorhofflimmerns wie etwa eine Maze-Prozedur eine transmurale Läsion erforderlich, wobei folglich die Soll-Läsionstiefe gleich der Dicke der Zielgewebestelle 74 ist. Natürlich können andere elektrochirurgische Prozeduren mit einer Soll-Läsionstiefe verbunden sein, die kleiner als die ermittelte Dicke der Zielstelle 74 ist, z. B. um einen vorgegebenen Prozentsatz (z. B. 50% der Dicke der Zielstelle 74).
  • In Schritt 106 wird die Sollleistungseinstellung für die Leistungsquelle 16 ausgewählt. Die Leistungseinstellung verfügt, wie viel Wärme in der Zielgewebestelle 74 während einer nachfolgenden elektrochirurgischen Prozedur erzeugt wird. Als ein Ausgangspunkt sind für die meisten elektrochirurgischen Prozeduren selbstverständlich bestimmte empfohlene Protokolle entwickelt worden und stehen dem Chirurgen zur Verfügung. Diese Protokolle stellen Richtwerte oder anerkannte Bereiche für bestimmte Prozedurparameter einschließlich der Leistungseinstellung bereit. Wenn eine Sollleistungseinstellung für eine bestimmte Prozedur ausgewählt wird, bezieht sich der Chi rurg folglich zu Beginn auf empfohlene Leistungseinstellungen. Danach werden mit Blick auf diesen vorgegebenen Bereich zur Bestimmung der spezifischen Leistungseinstellung für eine bestimmte Prozedur die Risiken betrachtet, die mit einer wahrscheinlichen Energieversorgungszeit und einer Wahrscheinlichkeit von "Aufplatzungen" verknüpft sind.
  • Eine kürzere Abtragungszeit entspricht im Allgemeinen einem niedrigeren Komplikationsrisiko, da Wunden eher geschlossen werden können und der Körper folglich in einer kürzeren Zeitdauer in einen relativ natürlichen Zustand zurückgebracht werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Infektion, einer Thromboembolie oder anderer Komplikationen verringert wird. Da eine höhere Leistungseinstellung die Wunde in einem kürzeren Zeitraum erzeugt, wird folglich eine höhere Leistungseinstellung innerhalb des empfohlenen Bereichs für eine bestimmte Prozedur unter Berücksichtigung der Energieversorgungszeit bevorzugt.
  • Je höher die Leistungseinstellung ist, umso höher ist jedoch die Wahrscheinlichkeit von "Aufplatzungen". Eine Aufplatzung kommt vor, wenn die Zielgewebestelle 74 so schnell erwärmt wird, dass das intrazelluläre Fluid im Gewebe der Zielstelle 74 zu kochen beginnt und das Gewebe der Zielstelle 74 explodiert, was eine Schädigung des Gewebes verursacht. Obgleich die Mehrheit der Aufplatzungen relativ klein ist und keinen weiteren chirurgischen Eingriff erfordern, können größere Aufplatzungen ein Nähen erfordern, wodurch die Gewebefestigkeit geschädigt und die Dauer der elektrochirurgischen Prozedur verlängert werden kann. Im Ergebnis besteht ein Ziel der elektrochirurgischen Prozedur darin, das Auftreten von Aufplatzungen zu minimieren oder wenigstens zu verringern. Da die höhere Leistungseinstellung die Wahrscheinlichkeit von Aufplatzungen erhöht, wird unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit von Aufplatzungen eine niedrigere Leistungseinstellung gewünscht.
  • Daher berücksichtigt ein Chirurg beim Auswählen der Sollleistungseinstellung die wahrscheinliche Energieversorgungszeit und die Wahrscheinlichkeit von Aufplatzungen, um die Leistungseinstellung zu bestimmen, die die kombinierten Risiken minimiert, mit denen die elektrochirurgische Prozedur verbunden ist.
  • In Schritt 108 wird eine Sollspülungsrate der Fluidquelle 16 ausgewählt. Die Spülungsrate beeinflusst die in der Zielgewebestelle 74 erzeugte Wärmemenge und -rate. Wenn die Spülungsrate zu niedrig ist, erwärmt sich das Gewebe zu schnell, was die Wahrscheinlichkeit von Aufplatzungen erhöht und/oder eine trockene Abtragung/Elektrokauterisation bewirkt, die zum Zuwachs von zu viel verbranntem bzw. verkohlten Gewebe an der Elektrodenspitze 34 des elektrochirurgischen Instruments 12 führt, wobei die Gesamtleistung des elektrochirurgischen Systems 10 verringert wird. Zum Beispiel erhöht Gewebekohle bzw. verkohltes Gewebe die Impedanz des Gewebes, wodurch die Erzeugung einer tiefen Läsion verhindert wird. Das verringerte Leistungsniveau erfordert, dass die Spitze 34 an einem Stück steriler Gaze oder dergleichen gereinigt wird, was folglich die Wahrscheinlichkeit einer Einschnittverunreinigung erhöht. Umgekehrt wird, wenn die Spülungsrate zu hoch eingestellt ist, die Zielgewebestelle 74 unterkühlt, was die zum Erzeugen einer Wunde benötigte Zeit erhöht und die elektrochirurgische Prozedur verlangsamt. Als ein Bezugspunkt ist die Abtragung von Vorhofgewebe typisch mit einer Spülungsrate von 3 bis 10 cm3/min und stärker bevorzugt mit einer Spülungsrate von 5 cm3 pro Minute verbunden. Natürlich können andere Prozeduren veränderliche Spülungsraten-Richtwerte haben. Obgleich Schritt 108 in 4 als auf den Schritt 106 folgend dargestellt ist, können die Schritte 106 und 108 in entgegengesetzter Reihenfolge oder relativ gleichzeitig ausgeführt werden.
  • In Schritt 110 wird auf die in der Nachschlagtabelle 18 enthaltenen vorgegebenen Zeitdauerinformationen Bezug genommen, um eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer zu bestimmen. In einer bevorzugten Ausführungsform wählt ein Chirurg oder Assistent die Nachschlagtabelle 18 aus, die der in Schritt 108 ausgewählten Sollspülungsrate entspricht. Die in Schritt 104 bestimmte Soll-Läsionstiefe und die ausgewählte Leistungseinstellung, die in Schritt 106 bestimmt wird, werden danach auf die Nachschlagtabelle 18 angewendet, um die entsprechende empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer zu bestimmen, die benötigt wird, um eine geeignete Läsion 76 (auf die in 5A allgemein verwiesen wird) an der Zielgewebestelle 74 zu erzeugen.
  • In einem Beispiel beträgt die Soll-Läsionstiefe 4 mm, wobei die ausgewählte Leistungseinstellung 25 Watt beträgt und die ausgewählte Spülungsrate 5 cm3/min beträgt. Unter diesen Randbedingungen liefert eine Bezugnahme auf die in 3 veranschaulichte Nachschlagtabelle 18 eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer von 20,7 Sekunden. Vorzugsweise entsprechen die Energieversorgungs-Zeitinformationen einer Läsionslänge von 1 cm. Allerdings kann die Nachschlagtabelle 18 ausgelegt sein, um Energieversorgungs-Zeitdauerinformationen zu liefern, die anderen Läsionslängen entsprechen. Außerdem oder alternativ kann ein Chirurg die empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauerinformationen für eine Läsionslänge von 1 cm extrapolieren, um zu einer geeigneten Energieversorgungs- Zeitdauer für die bestimmte Prozedur/Läsion, die ausgeführt wird, zu kommen.
  • In Schritt 112 bestimmt der Chirurg, ob die kombinierten Risiken annehmbar sind oder nicht. Der Chirurg vergleicht die ausgewählte Leistungseinstellung und die ausgewählte Spülungsrate, die zuvor in den Schritten 106 bzw. 108 bestimmt wurden, mit der in Schritt 110 empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer, um sicherzustellen, dass alle Werte in einer Weise zusammenwirken, die ein annehmbares kombiniertes Komplikationsrisiko erzeugt. Wenn die empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer basierend auf der Berücksichtigung der ausgewählten Leistungseinstellung und der sich ergebenden Prozedurzeit nicht annehmbar ist, wiederholt der Chirurg die Schritte 106 bis 112, bis die kombinierten Risiken annehmbar sind. Wenn die kombinierten Risiken annehmbar sind, fährt der Chirurg mit Schritt 114 fort.
  • In Schritt 114 wird ein Fluidfluss aus der Fluidquelle 14 ausgelöst und die Leistungsquelle 16 wird aktiviert, während das elektrochirurgische Instrument 12 (insbesondere die Elektrodenspitze 34) an der Zielgewebestelle 74 angesetzt wird, um die Läsion 76 zu erzeugen, wie in 5B am besten gezeigt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Flüssigkeitsfluss aus der Fluidquelle 14 für eine kurze Zeitdauer vor der Aktivierung der Leistungsquelle 16 ausgelöst, um sicherzustellen, dass Flüssigkeit auf der Zielstelle 74 verteilt ist, bevor Energie eingespeist wird. Die Elektrodenspitze 34 wird daraufhin gleichmäßig (vorzugsweise in einer Hin-und-her-Bewegung) quer über die Zielgewebestelle 74 über die Länge gezogen, die der in Schritt 110 bestimmten empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer entspricht (z. B. 1 cm), um die Wunde 76 mit der Soll-Läsionstiefe zu erzeugen. Die elektrochirurgische Vorrichtung 12 kann durch einen Chirurgen und/oder durch einen Roboter bedient werden. In Bezug auf das zuvor beschriebene Beispiel wird das elektrochirurgische Instrument 12 mit der ausgewählten Leistungseinstellung von 25 Watt und der ausgewählten Spülungsrate von 5 cm3/min für 20,7 Sekunden gleichmäßig quer über eine Gewebelänge von 1 cm gezogen, um die Wunde 76 mit der Wundtiefe von 4 mm zu erzeugen.
  • Schritt 114 kann von einem Ende der neu gebildeten Läsion 76 aus wiederholt werden, um eine zweite Läsion zu bilden (vorzugsweise mit einer Länge, die einer Länge der ersten Läsion 76 entspricht), bis mehrere Wunden erzeugt worden sind, um ein gewünschtes Muster 78 für die bestimmte elektrochirurgische Prozedur, die ausgeführt wird, zu bilden. Jeder Läsionsabschnitt wird vorzugsweise mit derselben ausgewählten Leistungseinstellung und derselben empfohlenen Spülungsrate unter Verwendung der empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer ausgebildet. Bei dem einen in 5 veranschaulichten Beispiel wird das Läsionsmuster 78 an der linken Vorhofwand 72 des Herzens 70 ausgebildet und umschließt zwei rechte Lungenvenen 80 als ein Schritt in einer Maze-Prozedur.
  • Die Schritte 106 bis 112 werden durch Steuereinheit 60 oder mit der Unterstützung der Steuereinheit 60 abgeschlossen. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit 60 ausgelegt sein, um veränderliche Pegel der Steuerung des elektrochirurgischen Instruments 12, der Fluidquelle 14 und/oder der Leistungsquelle 16 bereitzustellen. Die Steuereinheit 60 kann die anwendbare Nachschlagtabelle 18 anzeigen. Die Steuereinheit 60 ist ausgelegt, um den Fluidfluss aus der Fluidquelle 14 mit der ausgewählten Spülungsrate automatisch auszulösen und/oder zu steuern. Ferner ist die Steuereinheit 60 ausgelegt, um die Leistungsquelle 16 am Ende der Energieversorgungszeit automatisch zu deaktivieren. Außerdem kann die Steuereinheit 60 ausgelegt sein, um ein hörbares und/oder sichtbares Signal oder eine hörbare und/oder sichtbare Warnung (z. B. blinkende Lichter, ein Summer usw.) während der Prozedur oder bei Ablauf oder in der Nähe des Ablaufs der empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 60 ausgelegt sein, um eine schallerzeugende Vorrichtung in einer Weise zu betreiben, die ein hörbares Signal in im Voraus bestimmten Schritten (z. B. einmal pro Sekunde) bereitstellt, während die Leistung eingeschaltet ist, und dadurch wie ein Metronom funktionieren, um in Bezug auf die zeitliche Abstimmung der bevorzugten Hin-und-her-Bewegung des elektrochirurgischen Instruments 12 und insbesondere der Spitze 34 zu helfen.
  • Wie zuvor beschrieben ist, ist die elektrochirurgische Prozedur äußerst nützlich für die chirurgische Behandlung eines Vorhofflimmerns durch die Abtragung von Vorhofgewebe z. B. als Teil der Maze-Prozedur. Die Maze-Prozedur, wie sie etwa in Cardiovascular Digest Update, Bd. 1, Nr. 4, Juli 1995, S. 2–3, beschrieben ist, ist eine wohl bekannte Technik, wobei Wundmuster entlang spezifizierter Gebiete des Atriums erzeugt werden. Die Maze-III-Prozedur, eine modifizierte Version der ursprünglichen Maze-Prozedur, ist in Cardiac Surgery Operative Technique, Mosby Inc., 1997, S. 410–419, beschrieben worden. In dem Bestreben, die Komplexität der chirurgischen Maze-Prozedur zu verringern, wurde in The Surgical Treatment of Atrial Fibrillation, Medtronic Inc., 2001, eine modifizierte Maze-Prozedur entwickelt. In allgemeinen Worten, das System der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um eines oder alle der Läsionen/Läsionsmuster bzw. Wunden/Wundmuster zu bilden, die durch die oben angegebenen chirurgischen Prozeduren benötigt werden. Zum Beispiel kann auf die Nachschlagtabelle 18 Bezug genommen werden, wobei die empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer verwendet wird, um Läsionen an dem Trikuspidalring im rechten Atrium, dem Koronarsinus, dem Mitralklappenring im linken Atrium usw. auszubilden.
  • Das elektrochirurgische System der vorliegenden Erfindung schafft eine deutliche Verbesserung gegenüber vorherigen Protokollen. Insbesondere durch Verwendung vorgegebener Zeitdauerinformationen, die auch die Läsionstiefe und die Leistungseinstellung mit der Energieversorgungszeit korrelieren, was durch Nachschlagtabellen dargestellt wird, kann ein Chirurg eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer vor der Anwendung des elektrochirurgischen Instruments an der Zielgewebestelle bestimmen. Die Kenntnis der Energieversorgungs-Zeitdauer vermindert die Forderung einer konstanten Messung und Prüfung während der elektrochirurgischen Prozedur, wobei sie folglich die Zeit reduziert, die zum Erzeugen der Läsion mit den gewünschten Eigenschaften erforderlich ist. Die Reduzierung der Operationszeit verringert dementsprechend das Komplikationsrisiko.

Claims (1)

  1. Elektrochirurgisches System zum Ausführen einer elektrochirurgischen Prozedur an lebendem Gewebe, wobei das System enthält: ein elektrochirurgisches Instrument (12) mit einer Elektrode (17) an einem distalen Abschnitt; eine Leistungsquelle (16) mit mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen, die mit dem elektrochirurgischen Instrument elektrisch verbunden ist, um die Elektrode wahlweise mit Energie zu versorgen; und eine Fluidquelle (14), die mit einem internen Hohlraum bzw. Lumen (28) des elektrochirurgischen Instruments in einer Fluidverbindung steht, wobei die Fluidquelle konfiguriert ist, um während einer elektrochirurgischen Prozedur einem Bereich der Elektrode eine Flüssigkeit mit einer Spülungsrate zuzuführen; eine Steuereinheit (60), die mehrere Energieversorgungs-Nachschlagtabellen (18) elektronisch speichert, wobei jede Nachschlagtabelle unterschiedlichen Gewebetypen entspricht, wobei die Energieversorgungs-Nachschlagtabellen enthalten: eine Leistungseinstellungs-Datenmenge, die wenigstens eine der mehreren verfügbaren Leistungseinstellungen der Leistungsquelle enthält, eine Läsions- bzw. Wundtiefen-Datenmenge, Energieversorgungs-Zeitdauerinformationen, die als eine Funktion der Leistungseinstellungs- und Läsionstiefen-Datenmengen organisiert sind; wobei die Energieversorgungs-Nachschlagtabellen ausgelegt sind, um eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer für die Aktivierung des elektrochirurgischen Instruments für einen gegebenen Gewebetyp anhand eines Querverweises einer ausgewählten Leistungseinstellung in Bezug auf die Leistungseinstellungs-Datenmenge und einer gewünschten bzw. Soll-Läsionstiefe in Bezug auf die Läsionstiefen-Datenmenge zu aktivieren; wobei die Steuereinheit (60) eingerichtet ist, um die ausgewählte Leistungseinstellung und die Soll-Läsionstiefe anhand der Bezugnahme auf die Energieversorgungs-Nachschlagtabellen in eine empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer umzusetzen; und wobei die Steuereinheit (60) die Spülungsrate der Fluidquelle (14) für die empfohlene Energieversorgungs-Zeitdauer einstellt; und wobei ferner die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Leistungseinstellung der Leistungsquelle (16) auf die ausgewählte Leistungseinstellung zu steuern; und wobei die Steuereinheit ausgelegt ist, um die Leistungsquelle nach Ablauf der empfohlenen Energieversorgungs-Zeitdauer automatisch zu deaktivieren.
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