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Die
Erfindung betrifft ein Biopsiegerät, bestehend aus einem Handstück und in
dem Handstück angeordneter
Biopsienadel mit Schneidkanüle,
wobei über
einen umsteuerbaren Antriebsmotor mit nachgeschaltetem Reduziergetriebe
das Öffnen
und Verschließen
des Probeentnahmeraums mittels der Schneidkanüle, über eine Längsbewegung (Drehbewegung)
erfolgt, und ein weiterer umsteuerbarer Antriebsmotor mit nachgeschaltetem
Reduziergetriebe die Vakuum/Druckerzeugungsrichtung betätigt und die
Energieversorgung sowie eine Steuerplatine mit Steuertasten und Überwachungsanzeigen
für das Aktivieren
der Antriebe in das Gehäuse
des Handstücks
integriert sind. Ein derartiges Vakuum-Biopsiegerät mit umsteuerbaren
Elektromotoren ist bekannt. Bei diesem bekannten Vakuum-Biopsiegerät sind die
Biopsienadel wie die Schneidkanüle
auf Halterungen montiert, die bei der Aktivierung des Geräts, gegen
die Wirkung von Spiralfedern gespannt werden, um sie mit hoher Geschwindigkeit
in das zu untersuchende Gewebe einzuschießen. Beim Einschießen wird
zunächst
die Biopsienadel eingeschossen und kurzzeitig später folgt automatisch die Schneidkanüle, die
das Gewebe herausschneidet. Die Entnahme erfolgt unter Vakuum insbesondere
um die Masse des Gewebes, d. h. den Füllgrad der Probeentnahmeöffnung,
zu erhöhen.
Der Auswurf der Gewebeprobe nach der Entnahme der Nadel aus dem Gewebe
und dem Öffnen
des Gewebeproberaums erfolgt ebenfalls mittels Druck durch Umkehr
der Vakuumeinrichtung in eine Druckerzeugungseinrichtung durch Luftzufuhr
in die Vakuumerzeugungseinrichtung. Nach jeder Behandlung eines
Patienten wird die Biopsienadel mit der sie koaxial umgebenden Schneidkanüle und der
mit der Nadel verbundenen Vakuum-Druckerzeugungseinrichtung
durch Öffnen
des Gehäusedeckels
des Handstücks
diesem entnommen und durch eine neue Nadel-/Schneidkanüleneinheit
mit Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung
ersetzt; das gesamte Handstück
muss für
den nächsten
Einsatz keimfrei bzw. steril gemacht werden. Nachteil dieses bekannten
Biopsiegerätes
ist, dass zwar die Biopsienadel-/Schneidkanüleneinheit mit
Vakuumeinrichtung steril einer Verpackungseinheit entnommen werden
kann, das Handstück
selbst getrennt sterilisiert werden muss, wobei insbesondere dann
wenn dies mittels Bädern
erfolgt bei der Sterilisation Flüssigkeit
die elektrische Einrichtungen schädigen kann. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, dass mit der Entriegelung des Schussmechanismus ein genaues
Navigieren ausgeschlossen ist, denn die Eindringtiefe wird vor dem
Schuss festgelegt. Dies setzt voraus, dass der Bediener große Erfahrung
haben muss um gute, verwertbare Proben aus dem zu untersuchenden
Gewebe zu ziehen. Ein weiterer Nachteil ist die Trennung von Biopsienadel
und Schneidkanüle
mit Vakuumdruckerzeugungseinheit wodurch u. a. für das Einlegen dieser Einheit
Einlegehilfen benötigt
werden. Das Handstück
selbst das die Batterien oder den Akku enthält und darüber hinaus die Steuerplatine
und die elektrischen Antriebsmotoren ist im Falle von Störungen nur
schwer reparierbar und muss an den Hersteller zur Reparatur gesandt werden.
Ein umweltschonendes Recycling ist nur schwer und kostenaufwendig
möglich.
Es sind auch bereits Spritzen zur Entnahme von Gewebeproben bekannt
geworden, bei denen zur Entnahme der Gewebeprobe Vakuum eingesetzt
wird. Hier wird z. B. eine evakuierte Kugel auf das proximale Ende
der Spritze aufgesetzt und beim Gebrauch eine Membrane durchstochen
um das Vakuum auf die Spritzennadel wirken zu lassen. Diese Geräte haben
sich nicht bewährt,
u. a. weil von außen
nicht erkennbar ist, wie hoch das angelegte Vakuum ist. Auch ist
die Probemenge die mittels der Nadel entnommen wird zu gering, um
aussagefähige
Analysen zu erstellen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Nachteile zu beheben
und ein Biopsiegerät
zu schaffen das steril in der Verpackung angeliefert wird und unmittelbar
zum Einsatz gebracht werden kann. Es soll als Vakuumbiopsiegerät einfach montierbar
und demontierbar sein um einzelne Teile wie z. B. Gehäuseschalen,
Steuerplatinen, Batterien, Antriebsmotoren usw. gezielt einem umweltschonenden
Recycling zuführen
zu können;
der Bediener soll weiterhin größtmögliche Freiheiten
beim Einsetzen des Gerätes
haben, insbesondere wenn es unter Ultraschall eingesetzt wird. Es
soll weiterhin handlich und leicht bedienbar sein.
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Die
Lösung
der Aufgabe besteht darin, dass auf dem, der das Handstückgehäuse auf
voller Länge durchdringenden
und darin angeordneten Biopsienadel, auf dem proximalen Teil der
Biopsienadel, die Vakuum/Druckerzeugungseinrichtung koaxial angeordnet
ist und der in einer am proximalen Teil vorgesehenen Nut der Gehäuseunter-
und Gehäuseoberschale
drehbar angeordneter Vakumzylinder der Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung
zusammen mit dem Batteriekasten als ein Verschlussglied für die beiden
Gehäuseteil
dient und distalseitig die beiden Gehäuseschalen über an diese angefügte Nasen mittels
eines Klemmrings zusammengehalten werden, und dass die Biopsienadel
in der Schneidkanüle und
im Gehäuse
so geführt
ist, dass die Biopsienadel in der Längsachse geringfügige aufgezwungenen longitudinal
Bewegung ausführen
kann. Dadurch dass die Biopsienadel die gesamte Länge der
Gehäuseschale
ausnutzt und darin gewissermaßen,
bis auf Longitudinalschwingungen von bis zu 3 mm Amplitudengröße, fest
angeordnet ist, kann die Vakuum-/Druckeinrichtung auf das proximale
Endteil der Biopsienadel aufgesetzt werden, was eine optimale Zuführung von
Vakuum und/oder Druck über
das Ende der Biopsiehohlnadel an den Proeentnahmeraum ermöglicht.
Durch das drehbare Verankern des Vakuumzylinders in einer Kerbe
des Gehäuses
einerseits und das Durchdringen der proximalen Stirnfläche des
Batteriekastens durch das proximale Verriegelungsstück des Vakuumzylinders
andererseits kann der Vakuumzylinder als Spannglied zwischen den
beiden Gehäuseschalen
und dem Batteriekasten genutzt werden. Die beiden Gehäuseschalen
können,
nach dem Aufschieben des Klemmringes auf die distalseits angeordnete
Nasen, leicht durch die oben beschriebene Lösung ver- und entriegelt werden, was
bei der Montage und insbesondere bei der Demontage einen großen Vorteil
darstellt.
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Durch
die verschiebbare Lagerung der Nadelgewindespindel mit Kolben auf
dem proximalen Teil der Biopsienadel ist es möglich, dass eine sehr gedrängte Bauweise
entsteht. Hierzu trägt
auch bei, dass das koaxial angeordnete Antriebsrad des Getriebes
mit ihrem Innengewinde unmittelbar in das Außengewinde der Nadelgewindespindel
eingreift und dieses zur distalen bzw. zur proximalen Seite hin verschiebt,
weil die beidseitig angephasten Nadelgewindespindel in dem Motorhalter
durch beidseitige Führungsplatten
gehalten wird, sodass sich die Nadelgewindespindel nur längs verschieblich
bewegen kann. Die Biopsienadel durchdringt die gesamte Länge des
Handstückgehäuses und
die Biopsienadel ist am proximalen Ende geschlitzt und auf eine
Mittelrippe aufgeschoben, die Teil einer in dem Vakuumzylinder integrierten
Verschlusskappe ist. Durch diese Anordnung ist einerseits die Biopsienadel
in der Längsachse
fixiert und die Öffnung
der Biopsienadel ist frei, so dass sowohl das Vakuum als auch Druck
im Innenraum der Nadel wirken können,
anderseits besteht aber auch durch diese Anordnung die Möglichkeit
die Biopsienadel in der Größenordnung
des Längsschlitzes
in der Längsachse
zu verschieben. Sofern auf die Biopsienadel geringfügige, in
der Größenordnung
von 1 bis 3 mm, Longitudinalbewegungen, also Schwingungen mit der
Biopsienadel, ausgeführt
werden, z. B. über
ein Schiebeglied das auf der Biopsienadel fest angeordnet ist, und
das über den
Kanülenmotor
in eine hin- und hergehende Bewegung gebracht wird, dringt die Nadelspitze
der Biopsienadel gewebeschonender ein und bei Einsatz unter Ultraschall
oder ähnlichen
Verfahren ist die Nadelspitze leichter erkennbar. Der Antrieb der
Eindringhilfe mittels einer mechanischen Verbindung von der Hohlnabe
des Kanülenantriebs über einen
Longitudinalschieber und Brücke
ist einfach und zuverlässlich
und kann über
den Kanülenantriebsmotor
bedient werden. Die Unterteilung der Kanülengewindespindel in einen
Mittelteil mit Gewinde und einen distalseitig und einen proximalseitig
gewindelosen Teil der sich jeweils an dem Gewindemittelteil anschließt, hat
den Vorteil, dass die Eindringhilfe bzw. die auf die Biopsienadel
wirkende geringfügige
Longitudinalbewegung auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn
der Probeentnahmeraum bereits geschlossen oder bereits geöffnet ist,
es ergibt sich somit die Möglichkeit
die Bewegung der Eindringhilfe zeitgesteuert abzuschalten und sie
nicht an die Öffnung
oder das Verschließen
des Probeentnahmeraumes zu koppeln. Die Anordnung von elastischen
Elementen auf der Biopsienadel in den Räumen vor der Mutter und vor
der Brücke
dient dazu, die Kanülenspindel
wieder in Eingriff mit dem Gewinde der im Gehäuseunterteil fixierten Mutter
zu bringen sobald der gewindetragende Mittelteil das Gewinde der
Mutter verlassen hat und erneut die Mutter-Gewindeverbindung hergestellt
werden soll. Sobald die Drehrichtung eines Antriebsmotors umgekehrt
wird, versucht nun das elastische Element die Verbindung Mutter
und Gewinde wieder herzustellen. Nur so ist es möglich, das Öffnen bzw. Verschließen des
Probeentnahmeraumes nach dem Außergriffbringen
der beiden Gewinde – von
Mutterinnengewinde und Kanülengewindespindel
(Außengewinde) – , das
Ineinandergreifen der Gewinde zu gewährleisten. Durch die dreiteilige
Ausbildung der Kanülengewindespindel
in je einen proximal- und distalseitig angefügten gewindelosen Abschnitt
an dem Gewindeabschnitt kann ein weiteres Drehen der Kanülengewindespindel
aufrecht erhalten werden, auch dann wenn der Probeentnahmeraum bereits
geöffnet
oder verschlossen ist. Er kann zeitgesteuert zu- und abgeschaltet
werden. Dies ermöglicht
mit dem Antrieb der Kanülengewindespindel einen
weiteren Antrieb, wie die Eindringhilfe für die Biopsienadel zu verbinden.
Die Gestaltung des Grundkörpers
des Kanülenspindelaußenumfangs
mit zwei angephasten Seiten die mit zwei Teilsegmenten eines Kreises
verbunden sind und eine entsprechende Gestaltung des Innendurchmessers
der Hohlnabe mit aufgesetztem koaxialen Abtriebsrad, ermöglicht eine
gedrungene Bauweise und einen zuverlässigen Antrieb der Kanülengewindespindel.
Die Übertragung
des Antriebes auf die Nadelgewindespindel erfolgt mittels des Innengewindes
der Hohlwelle des Antriebsrades. Die Nadelgewindespindel wird mittels dieses
Antriebs zur proximalen bzw. distalen Seite bewegt, der mit der
Nadelgewindespindel verbundene Kolben erzeugt je nach Bewegung im
Vakuumzylinder ein Vakuum- oder Druck in der Biopsiehohlnadel. Durch
die gewählte
Antriebsart bei der Nadelgewindespindel baut diese nieder und kann
getrennt vom Motorblock auf der Biopsienadel montiert werden. Durch
die Überwachung
der Längsbewegung der
Nadelgewindespindel mittels zweier Photozellen und einem auf der
Nadelgewindespindel angebrachten Marker kann die Bewegung der Gewindespindel längengesteuert überwacht
werden, was sowohl für die
Erzeugung des Vakuums in der Hohlnadel wie auch des Drucks wichtig
ist um gleiche Betriebszustände,
bei jeder Betätigung
der Vakuum-/Druckerzeugungseinheit
zu erhalten. Um die Antriebsmotoren und die Steuerplatine mit Strom
von den beiden Batterien zu versorgen, werden vorgefertigte Stromleitschienen
und stromführende
Federelemente in die hierfür
vorgesehene Hohlräume
in der Gehäuseunterschale
bzw. der Motorhalter eingeschoben. Dies ist ein einfaches und wirkungsvolles
Stromleitsystem. Insbesondere die Ausbildung der stromführenden Elemente
zwischen Steuerplatine und den Elektromotorenanschlüssen als
Federelemente hat den Vorteil, dass die Anschlusskontakte nach dem
Zusammenbau des Gehäuses
des Handstücks
die elektrischen Kontakte sehr effizient wirken. Das Vormontieren
der Elektromotoren mit Teilen der Untersetzungsgetriebe in Motorhaltern
die in die Gehäuseunterschale
eingesetzt werden, hat sowohl beim Zusammenbau wie insbesondere
bei einem Recycling nach Gebrauch den Vorteil, dass sie leicht montierbar
und demontierbar sind um z. B. die Metallteile (Motoren) zu entsorgen.
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Da
die Biopsienadel mit auf die Lagerstellen der Motorhalter mit Teilen
der Antriebselemente vormontiert aufgesetzt werden, sind die Aggregate
leicht in die Gehäuseschalen
zu montieren und es genügt sie
distal- bzw. proximalseitig zu verriegeln. Da das Biopsiegerät nur einmal
verwendet wird und nicht erneut sterilisiert wird, wie bei Biopsiegeräten bei
denen das Handstück
mehrfach verwendet wird, kann die Oberfläche rauh gehalten werden. Dies
hat den Vorteil, dass es gerade dann, wenn der Bediener sterile
Handschuhe z. B. Gummihandschuhe trägt, damit besser gehalten werden
kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist anhand von Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 Das
Biopsiegerät
perspektivisch
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2 Das
Biopsiegerät
perspektivisch mit abgenommener Gehäuseoberschale und Koaxialkanülen Aufsatz
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3 Das
Biopsiegerät
in einer Explosionsdarstellung
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4 Getriebeantrieb
für Longitudinalbewegungen
der Schneidkanüle
und für
die Eindringhilfe der Biopsienadel als Explosionsdarstellung
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4a Detail
für den
Antrieb der Eindringhilfe der Biopsienadel
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5 Getriebe
und Antrieb für
Vakuum- und Überdruckerzeugung
für die
Biopsienadel
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6a Längsschnitt
durch das Biopsiegerät mit
Zuordnung der Detail A u. B
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6b Längsschnitt
durch das Biopsiegerät mit
Zuordnung der Detail C u. B
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7 Vergrößerung Schneidkanülengetriebe
(Detail A) aus dem Längsschnitt
in 6a
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7a Schnitt
E durch das Biopsiegerät gem. 6b (vergrößert)
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8 Vergrößerung Vakuum-
und Druckerzeugungsgetriebes (Details B) aus dem Längsschnitt in 6a
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8a Schnitt
F durch das Biopsiegerät gem. 6B (vergrößert)
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9 Vergrößerte Darstellung
der Überwachungseinrichtung
für die
Nadelgewindespindel (Detail C im Längsschnitt in 6b)
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10 Vergrößerte Darstellung
des Vakuumzylinders mit Verriegelungsstück für den Batteriekasten (Detail
D im Längsschnitt
in 6b)
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11 Schematische
Darstellung der photoelektrischen Überwachung der Kolbenbewegung
der Vakuum/Überdruckerzeugungseinrichtung
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12 Energieversorgung
des Biopsiegerätes
(schematisch)
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Das
in 1 dargestellte Biopsiegerät besteht aus einem Handstück 10 und
einer in der Längsachse
des Handstücks
nahezu fest angeordneten Biopsienadel 6. Die Biopsienadel
selbst wird koaxial von einer in der Längsachse longitudinal verschiebbaren
Schneidkanüle 5 umgeben.
Distalseitig weist die Biopsienadel eine Nadelspitze 9 und
einen Probeentnahmeraum 8 (sh. 3) auf.
Im Innern des Handstücks,
das aus einer Gehäuseoberschale 1 und
einer Gehäuseunterschale 2 sowie
einem proximalseitig angeordneten Batteriekasten 3 und
einem distalseitig angeordneten Klemmring 4 besteht, sind die
Antriebselemente u. a. insbesondere für die Longitudinalbewegung
der Schneidkanüle,
die Eindringhilfe für
die Biopsienadel sowie die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung sowie
die Energieversorgung und die Steuerplatine 7 angeordnet.
Ein Teil der Antriebselemente und der Reduziergetriebe ist unmittelbar
auf der Biopsienadel und der Schneidkanüle angeordnet und umgeben diese
größtenteils
koaxial, wie später
beschrieben wird. In die Gehäuseoberschale 1 ist
eine Steuerplatine 7, mit u. a. zwei Steuertasten 66, 67 und
zwei LED-Anzeigen 68, 69 als eigenständiges Bauteil,
von der Unterseite her in die Gehäuseoberschale 1 eingepresst.
Die Gehäuseoberschale 1 weist
Führungselemente 13 auf
(s. 3) z. B. sechs Führungsstifte, die beim Zusammenbau
in Taschen 14 der Gehäuseunterschale 2 eingeschoben
werden und in den Taschen z. B. durch Eindringen der Verschlusselemente
in dafür
vorgesehene Aussparungen in der Gehäuseunterschale, z. B. durch
Klicken, verbunden werden, oder die Gehäuseoberschale wird mit der
Gehäuseunterschale durch
Klemmung verbunden. Weiterhin werden über den distalseitig angeordneten
Klemmring 4 und den proximalseitig angeordneten Batteriekasten 3 die Gehäuseoberschale 1 und
die Gehäuseunterschale 2 miteinander
durch Klemmung bzw. Verspannnen miteinander verbunden. Zum Aufsetzen
des Klemmrings 4 sind an den beiden Gehäuseschalen distalseitig Nasen 15 angefügt; proximalseitig
erfolgt die Verbindung der Gehäuseoberschale
mit der Gehäuseunterschale über den
Batteriekasten 3. Der Batteriekasten 3 wird über eine
spezielle Verriegelungseinheit mit den beiden Gehäuseschalenhälften 1, 2 verriegelt
bzw. verspannt. Am proximalseitigen Ende der Biopsienadel ist die
Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums/Überdrucks im Innenraum der
Biopsienadel für
die Probengewinnung bzw. deren Auswurf koaxial auf dem proximalen
Ende der Biopsienadel aufgesetzt. Diese Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung besteht
aus einer in der Nähe
des proximalseitigen Endes der Biopsienadel aufgesetzten antreibbaren
Nadelgewindespindel 34 die den mit der Nadelgewindespindel
fest verbundenen Kolben 35 der Vakuum/-Druckerzeugungseinrichtung trägt (sh.
insbesondere 5, 8). Über den
Kolben 35, mit dem Dichtring 44, wird ein Vakuumzylinder 17 geschoben der
distalseitig einen Bund 18 aufweist der in eine am proximalseitigen
Ende der Gehäuseunterschale 2 und
Gehäuseoberschale 1 eingearbeiteten
Nut 19 eingehängt
wird (sh. insbesondere 10). Am proximalseitigen Ende
des Vakuumzylinders 17 ist ein Verriegelungsstück 16 angeordnet,
das mit dem Batteriekasten 3 für die Verrieglung der beiden
Gehäuseschalenteile 1, 2 proximalseitig
sorgt. Das Verriegelungsstück 16 weist
zwei Flügel 36 auf,
die auf einer kreisförmigen
Scheibe 37 des Vakuumzylinders 17 angeordnet sind,
wobei der Abstand zwischen den Flügeln 36 zu der Vakuumzylinderstirnseite 38 des Vakuumzylinders 17 etwa
der Schalendicke des Batteriekastens 3 an der proximalen
Batteriekastenstirnseite 39 entspricht. Die Scheibe 37 mit
dem befestigten Flügeln 36 wird
bei der Montage durch eine entsprechend ausgebildete Öffnung an
der proximalseitigen Batteriekastenstirnseite 39 des Batteriekastens 3 geschoben
und anschließend
durch Verdrehen des Vakuumzylinders 17 mittels der Flügel 36 gegen
die beiden Gehäuseschalen 1, 2 verspannt;
dies geschieht dadurch, dass der in die Gehäuseschalen eingehängte Vakuumzylinder 17 gewissermaßen als Zuganker
zwischen Batteriekastenstirnseite 39 und den Gehäuseschalen
wirkt. Da die Gleitfläche
für die Flügel 36 an
der Batteriekastenstirnseite 39, an denen die Zapfen bei
Verdrehen entlang gleiten, leicht ansteigend ausgebildet sind, erfolgt
eine kraftschlüssige
Verbindung. Der Bund 18 des Vakuumzylinders 17 wird
in der Nut 19 gehalten, durch das Verdrehen des Vakuumzylinders 17 wird
der Batteriekasten 3 somit gegen die Gehäuseschalen
gezogen, so dass sich eine Längsverspannung
ergibt. Diese Verriegelung ist leicht zu verschließen und
ebenso leicht zu öffnen.
Distalseitig sorgt der Klemmring 4 in Verbindung mit den
Nasen 15 an den Gehäuseschalen 1, 2 für eine sichere
Verbindung. Soll die Verbindung der Gehäuseschalen aufgehoben werden,
so ist nur der Vakuumzylinder 17 mittels der Flügel 36 in
seine Öffnungsstellung
zurück
zu drehen und der Klemmring 4 von den Nasen 15 abzuziehen.
Die Nadeleinheit sowie die in die Gehäuseunterschale 2 eingeschobenen
Motoreinheiten sind ebenso leicht entnehmbar wie die Batterien,
die eingepresste Steuerplatine und die Stromschienen. Dies ermöglicht ein
umweltschonendes Recycling der Metallteile, der Batterien und Motoren
sowie der Kunststoffteile wie z. B. Gehäuseschalen, Batteriekasten
und Getriebeteile und Motorhalter.
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In
der Gehäuseunterschale 2 werden
die beiden Motorhalter 40 für die elektrischen, umsteuerbaren
Antriebsmotoren 11/12 nach der Montage der Motoren
und Teilen des Getriebes eingeschoben. In den Motorhalter 40 sind
neben dem Antriebsmotor Getriebeteile die zur Untersetzung der Antriebsdrehzahl
sowie Stromführungsteile
untergebracht. Die Antriebsräder
für die
Gewindespindeln sowie für
den Antrieb der Eindringhilfe sind auf der Schneidkanüle bzw.
der Biopsienadel koaxial angeordnet. In der 4 ist der
Antrieb für
die Longitudinalbewegung der Schneidkanüle sowie die Eindringhilfe
für die
Biopsienadel in einer Explosionsdarstellung gezeigt. 7 zeigt
das Getriebe für
die Bewegung der Schneidkanüle
und die Eindringhilfe vergrößert als Schnitt. 5 zeigt
die Ausbildung des Getriebes für die
Vakuum-/Druckerzeugungsanlage
als Explosionsdarstellung. 8 zeigt
das Getriebe für
die Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung im Schnitt. Die 7a zeigt
im Detail die Hohlwelle des Antriebsrades und die darin gelagerte
Kanülenspindel; 8a zeigt
die Lagerung der Nadelgewindespindel in den Führungsplatten 83.
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Der
Motorhalter 40, der als selbständiger Einschub ausgebildet
ist, ist in seiner Grundform ein rechteckiger Körper dessen Längsachse
größer ist als
die Breiten- und
Hochachse. In der Längsachse sind
die Motorhalter 40 unterteilt in den Motorhalterteil 33 und
dem mit diesem fest verbundenen Getriebekasten 42. In der
Horizontalen, also dem Teil der oberhalb der Antriebsmotoren liegt,
ist der Motorhalterteil durch eine Trennwand bzw. Trennmulde gegenüber dem
Antriebsmotor abgeschottet. Nach dem Einschieben der Motorhalter
in die Gehäuseunterschale
liegen in dem Teil oberhalb der Trennwand die Schneidkanüle bzw.
Biopsienadel mit den auf diesen unmittelbar angeordneten Antriebsaggregaten.
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Der
Motorhalter 40 weist im unteren Bereich eine Halterung
für den
umsteuerbaren Elektromotor auf, in die die Antriebsmotoren 11, 12 eingeklemmt werden.
Die elektrischen Anschlüsse 41 der
Motoren liegen in der Waagerechten (sh. 4 und 5). Auf
der Motorantriebswelle ist das jeweilige Motorritzel 24 aufgepresst,
das mit dem Abtriebszahnrad 25 zusammenwirkt. Im oberen
Teil des Motorhalters 40, also im Bereich oberhalb des
Motors, ist beim Motorhalter für
die Schneidkanüle
eine Doppelhalterung 49 für die Hohlnabe 20 des
Antriebsrades 29 vorgesehen, das koaxial auf die Kanülengewindespindel 21 aufgeschoben
ist und der Hohlnabe als Lager dient. Der Innendurchmesser der Hohlnabe
weist zwei parallele Seiten auf, die über Kreissegmente miteinander
verbunden sind (sh. insbesondere 7a). Die Kanülengewindespindel 21 weist
einen dem Querschnitt der Hohlnabe entsprechenden Querschnitt auf.
Die Kanülengewindespindel 21 wird über die Hohlnabe 20 des
Antriebsrades 34 mittelbar im Motorhalter gelagert. Der
Motorhalter für
die Biopsienadel weist ebenfalls eine Halterung 43 für die Lagerung
der Hohlnabe 63 des Antriebsrades 29 auf; in der
Hohlnabe 63 des Antriebsrades ist ein Gewinde vorgesehen,
das mit dem Gewinde der Nadelgewindespindel zusammenwirkt. Die am
Motorhalter proximalseits angeordnete Lagerstelle ist als Festlager ausgebildet;
so dass die Nadelgewindespindel mit Kolben 35, die auf
die Biopsienadel aufgeschoben ist, in der Längsachse durch Drehen des Antriebsrades 24 in
der Längsachse über die
Biopsienadel verschoben werden kann; ein Drehen um die eigenen Achse
ist nicht möglich,
da die Führungsplatten 83 die
beiden angephasten Seiten der Nadelgewindespindel 34 führen (sh. 8a).
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Nachfolgend
wird der Aufbau des Kanülenspindelantriebs
und des Biopsienadelantriebs beschrieben:
Das distalseitig
angeordnete Motorritzel 24 des Kanülenmotors 11 greift
in ein Abtriebszahnrad 25 ein, das auf der verlängerten
Hohlnabe 20 des Antriebsrades 29 gelagert ist;
das Antriebsrad 25 ist mit dem Zwischenritzel 26 über eine
gemeinsame Nabe verbunden. Das Zwischenritzel 26 seinerseits
kämmt mit dem
Stufenritzel 27, auf dessen gemeinsamer Welle ein weiteres
Ritzel 28 angeordnet ist, das mit dem Antriebsrad 29 zusammenwirkt,
welches über
die mit dem Antriebsrad verbundene Hohlnabe 20 die Kanülengewindespindel 21 antreibt.
Bei der Nadelgewindespindel 34 wird über die Hohlnabe, die mit dem
Antriebsrad fest verbunden ist und die ein Innengewinde aufweist,
die Nadelgewindespindel angetrieben. Die gemeinsame Welle des Stufenritzels 27 und
des mit diesem verbundenen Ritzel 28 ist in den Seitenwänden des
Motorhalters bzw. des Getriebekastens beidseitig in einer dafür vorgesehene
Lagerstelle 70 gehalten; zum Einfügen ist je ein Schlitz 45 in
den beiden Seitenwänden
vorgesehen, sodass die Welle mit den Ritzeln von unten her in den
Getriebekasten eingepresst werden kann. Der Motorhalter des Kanülenmotors
weist proximalseitig eine rechte und eine linke senkrecht stehende
Hohlrippe 47 auf, die in Höhe der elektrischen Anschlüsse 41 über dem
Kanülenmotor enden.
In diese Hohlrippe werden bei der Montage vorgefertigte, elektrisch
leitende Federelemente 75 oder Stromleitschienen 74 eingeschoben,
die die Motorenanschlüsse
elektrisch mit der Steuerplatine verbinden, so dass die Aktivierung
der Elektromotoren und damit die Steuerung der Motoren über die
auf der Steuerplatine 7 angeordneten elektrischen Bauteile erfolgen
kann. Am Boden jedes Motorhalters sind Stifte 46 vorgesehen,
die in entsprechende Ausnehmungen in dem Boden der Gehäuseunterschale 2 eingedrückt werden
können
und so den Motorhalter in der Gehäuseunterschale 2 fixieren.
Das dem Motor nachgeschaltete Getriebe sorgt dafür, dass die hohe Drehzahl des
elektrischen Antriebmotors auf eine brauchbare Drehzahl reduziert
wird; die Motordrehzahl wird mittels des Getriebes auf eine Drehzahl
von ca. 75 U/Min. für
die Gewindespindel bzw. Nadelgewindespindel reduziert. Weiterhin
wird eine Einstechhilfe mit der Getriebe/Motoreinheit für die Schneidkanüle, die
später
noch näher
beschrieben wird, angetrieben.
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Das
Antriebsrad 29 wird mit der mit ihm verbundenen Hohlwelle 20 auf
die Kanülengewindespindel 21 aufgeschoben.
Um die Kanülengewindespindel
antreiben zu können
ist der Innenquerschnitt – wie
bereits beschrieben – nicht
rund ausgebildet sondern an zwei Seiten angephast, sodass ein Profil
aus zwei parallel zueinander stehenden Seiten, die über runde
Querschnitte miteinander verbunden sind, entsteht; entsprechend
ist der Querschnitt des Gegenstücks,
nämlich
der Außenquerschnitt
der Kanülengewindespindel
ausgebildet. Das Mittelstück
der Kanülengewindespindel,
in der Längsachse
gesehen, ist in dem verbliebenen runden Querschnittsbereich als
Gewindestücke
ausgebildet (sh. 4 und 7a). Die
Kanülengewindespindel 21 besteht
in der Längsachse
gesehen aus drei Abschnitten. Zunächst aus einem gewindelosen
Abschnitt 78, daran schließt sich ein Gewindeabschnitt 22 an,
dessen Länge
in etwa der Länge
der Probeentnahmeöffnung entspricht,
um diesen im Betrieb durch die Längsverschiebung
der Schneidkanüle
zu öffnen
bzw. zu verschließen,
danach folgt erneut ein gewindeloser Abschnitt 78. Der
Gewindeabschnitt der Kanülengewindespindel
wirkt mit einer distalseitig angeordneten Mutter 23 zusammen.
Die Mutter 23 ist über
Führungen
drehgesichert in die Gehäuseunterschale 2 eingesetzt.
Wird das Antriebsrad 29 angetrieben, so dreht es mittels
der Hohlnabe die Kanülengewindespindel 21 und
schraubt je nach Drehrichtung des Antriebsrades 29 diese
in die Mutter 23 hinein oder heraus und die Schneidkanüle, die
fest mit der Kanülengewindespindel
verbunden ist, verschließt
oder öffnet
um die Längsachse
drehend den Probentnahmeraum je nach Drehrichtung des Antriebsmotors. Nach
einer vorgegebenen Zeit, sobald der Probeentnahmeraum geöffnet oder
verschlossen ist, hat das Gewinde 22 der Kanülengewindespindel
die Mutter 23 durchdrungen und das Gewinde der Kanülengewindespindel
kommt außer
Eingriff mit dem Gewinde der Mutter 23; einer der beiden
gewindelosen Abschnitte liegt nun in der Mutteröffnung, sodass die Gewindespindel
mit Schneidkanüle
weiter gedreht werden kann ohne, dass die Schneidkanüle selbst eine
Längsbewegung
ausführt.
In dieser Stellung dreht die Kanülengewindespindel
solange weiter bis ein Steuerbefehl, nach einer vorgegebenen Zeit,
den Motor abschaltet. Während
dieser Zeit wird allein die Eindringtiefenhilfe weiter betrieben,
d. h. die Longitudinalbewegung der Biopsienadel wird aufrechterhalten.
Auf der proximalen Seite der Hohlwelle 20 des Antriebsrades 29 ist
am Ende der Hohlwelle 20, die die gemeinsame Hohlwelle
der beiden Räder 25/26 durchgreift,
eine umlaufende sinusförmige
Steuernut 30 eingearbeitet, die für den Antrieb der Eindringhilfe sorgt
(wie später
beschrieben wird).
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Auf
der Schneidkanüle 5 ist
distalseits, vor der Muter 23 ein erstes elastisches Element
z. B. in Form einer Spiralfeder 64 angeordnet, die sich
am Innengehäuse
z. B. über
einen Zwischenring 71 abstützt und die aufgrund ihrer
Elastizität
versucht, die auf der Schneidkanüle
längsverschiebliche
Kanülengewindespindel
wieder in Eingriff mit der Mutter 23 zu bringen, sobald
durch Verdrehen die Schneidkanüle das
Gewinde 22 der Gewindespindel – beim Verschließen des
Proberaums – außer Eingriff
vom Gewinde der Mutter 23 gekommen ist und das jeweilige elastische
Element zusammen gepresst wurde. Ein weiteres elastische Element
ebenfalls z. B. in Form einer Spiralfeder 65 oder eines
elastischen Schlauchs ist proximalseitig auf der Biopsienadel, die die
Schneidkanüle
mit Kanülenspindel
durchdringt, angeordnet. Das elastische Element, z. B. die Spiralfeder 65 oder
ein elastisches Schlauchstück,
stützt sich
am Halter 51 ab. Wird nun die Kanülenspindel mittels dem Antriebsrad 29 bzw.
dessen Hohlnabe so gedreht, dass die Probeentnahmeöffnung geschlossen
wird, und nach Schließen
der Probeentnahmeöffnung
die Mutter 23 außerhalb
des Wirkbereichs des Gewindes der Kanülengewindespindel 21 gelangt,
so kann die Kanülengewindespindel
weitergedreht werden, die Schneidkanüle jedoch wird in der Längsachse
nicht weiter verschoben. Um nun wieder den Eingriff des auf der
Kanülenspindel
angeordneten Gewindes mit dem Gewinde der Mutter 23 wiederherzustellen,
wird durch das elastische Element, die Spiralfeder 64,
die Kanülengewindespindel
in Richtung Mutter 23 gedrückt, und sobald die Drehrichtung
des Antriebs umgekehrt wird, greift das Gewinde der Kanülenspindel
in das Innengewinde der Mutter 23 ein und die Schneidkanüle gibt
bei weiterem Drehen, nach einer vorgegebenen Zeit, den Probeentnahmeraum
durch Längsverschiebung
frei. Sobald der Probeentnahmeraum geöffnet ist, kommt das Gewinde der
Kanülenspindel
wieder außer
Eingriff des Innengewindes der Mutter. Das auf der anderen Seite
der Kanülenspindel
angeordnete elastische Element, die Spiralfeder 65, versucht
nun das Gewinde der Kanülengewindespindel
wieder in Eingriff zu bringen. Erst nach Umkehrung der Drehrichtung
ist dies erneut möglich.
Sowohl bei links als auch bei rechts drehendem Antriebsrad 29 gelangt
somit nach einer vorgegebenen Drehzahl oder Zeit das Gewinde der
Kanülenspindel
außer
Eingriff – sobald
der Probeentnahmeraum verschlossen oder geöffnet ist; gleichwohl dreht
die mit dem Antriebsrad 29 verbunden Hohlwelle mit der
darauf angeordneten Steuernut 30 weiter. Über die
Steuernut 30 in die ein Zapfen 50 eingreift, wird
die Bewegung der Eindringtiefenhilfe für die Biopsienadel angetrieben.
Die Eindringtiefenhilfe, die darin besteht, dass auf die Biopsienadel
eine longitudinale Bewegung übertragen
wird, kann also auch dann weiter wirksam bleiben, wenn die Schneidkanüle selbst
nicht bewegt wird; Voraussetzung hierfür ist, dass – wie beschreiben – der Gewindeabschnitt 22 der
Kanülenspindel 21 nicht
im Eingriff mit dem Innengewinde der Mutter 23 ist, was
bei geschlossenem oder geöffneten
Probeentnahmeraum der Fall ist wenn die gewindelosen Abschnitte 78 der
Kanülenspindel
sich in der Mutter befinden. Da der Kanülengewindespindelantrieb im
vorliegenden Beispiel zeitgesteuert ist, ist also nur die durch
die Steuerung vorgegebenen Zeit maßgeblich wie lange die Kanülengewindespindel
nach dem Öffnen
oder Schließen des
Probeentnahmeraumes der Biopsienadel weitergedreht wird.
-
Zum
Antrieb der Eindringtiefenhilfe ist ein parallel zum Motorhalter 40 angeordneter Übertragungsschieber 31 angeordnet,
der mit einem Zapfen 50 in die Steuernut 30 der
Hohlnabe 20 eingreift, die fest mit dem Antriebsrad verbunden
ist. Der Übertragungsschieber 31 verbindet
die Steuernut 30 mit der Brücke 32. Die Brücke 32 ist
ihrerseits mit einem auf der Biopsienadel fest angeordneten runden,
die Biopsienadel koaxial umgebenden Halter 51, verbunden
(S. 4a). Der Übertragungsschieber 31 weist an
seiner distalen Seite, innenseitig einen Zapfen 50 auf,
der in die Steuernut 30 eingreift; proximalseitig ist ein
Schlitz 48 vorgesehen, der mit einem an der Brücke 32 angeordneten
Zapfen verbunden ist. Die Brücke 32 verbindet
den Steuerschieber 31 mit dem Halter 51. Wird
die auf der Hohlwelle angeordnete Steuernut 30 gedreht,
so wird der Übertragungsschieber 31 in
Längsrichtung
bewegt und er überträgt die drehende
Bewegung linear auf die Brücke 32.
Da die Brücke
fest auf der Biopsienadel angeordnet ist, wird diese in eine lineare
Hin- und Herbewegung mit einer Amplitude von 1 bis 3 mm versetzt.
Dadurch wird an der Spitze der Biopsienadel eine Frequenz erzeugt,
die je nach der Ausbildung der Steuernut 30 veränderbar
ist. Das Eindringen der Nadel in das Gewebe wird durch eine gewissermaßen vibrierende
Biopsienadel erleichtert. Dies stellt eine erhebliche und schonende
Hilfe beim Eindringen der Biopsienadel insbesondere der Biopsienadelspitze
in das Gewebe dar. Die vibrierende Bewegung der Nadelspitze sorgt außerdem dafür, dass
blutführende
Gewebe beim Eindringen der Nadel ausweichen. Wie oben beschrieben
läuft die
vibrierende Bewegung der Biopsienadel weiter, wenn der Gewindeabschnitt
der Schneidkanülengewindespindel
außerhalb
des Eingriffs des Innengewindes der Mutter 23 ist. Je nach Ausbildung
der Steuernut 30 ist die Bewegung der Biopsienadel in einer
Größenordnung
von 1 bis 3 mm; die Frequenz richtet sich nach der Umdrehungszahl der
Steuernut, die Längsverschiebung
nach der Gestaltung der Steuernut, d. h. z. B. je nach Erhebungskurve
ist eine Amplitude der Längsbewegung
größer oder
kleiner.
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Damit
der Übertragungsschieber 31 gegen ein
seitliches Abgleiten gesichert ist, ist der Übertragungsschieber 31 mit
seiner Kante 53 in einer Nut zwischen Gehäuseinnenwand
und Motorhalter geführt.
Der Motorhalter 40 des Kanülenantriebs mit daran angeordnetem Übertragungsschieber 31 wird
in diese Nut in der Gehäuseunterschale 2 beim
Zusammenbau eingesetzt. Die Gehäuseinnenwand
und die benachbarte Motorhalterwand, die eigens an dieser Stelle
ausgenommen sind, dienen so als Führung, sodass sich der Übertragungsschieber 31 nach
dem Einsetzen nicht mehr seitlich abgleiten kann und der Zapfen 50 sich
nicht mehr aus der Steuernut 30 und der Schlitz 48 sich
nicht von dem Zapfen der Brücke 32 lösen können. Mittels
der Kappe 60 die auf einem Vierkant 59 der mit
der Biopsienadel wirkt, verbunden ist, kann die Biopsienadel um
vorgegebene Winkelstellungen gedreht werden. Damit bei einer Drehung der
Biopsienadel der Antrieb der Eindringhilfe nicht gestört wird,
weist der Halter 51 in seinem Mittelteil 84 einen
Vielkant auf, der auf die Verstellmöglichkeiten der Kappe abgestimmt
ist.
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Der
Motorhalter 40 für
den Nadelmotor 12 ist ähnlich
dem Motorhalter 40 für
den Kanülenmotor 11 gestaltet.
Bei diesem Motorhalter ist jedoch distalseitig der Nadelmotor 12 angeordnet
und der Getriebekasten 42 schließt sich proximalseitig an.
Die elektrischen Anschlüsse 41 des
Motors liegen waagerecht und distalseitig, die Antriebswelle mit
Motorritzel 24 proximalseitig (sh. insbesondere 5 und 8). Das
Antriebszahnrad 25 mit dem mit ihm verbundenen Zwischenritzel 26 sind
ebenfalls auf einer Hohlnabe 63 angeordnet, die von der
Hohlnabe des Antriebsrads 29 durchgriffen wird, die ihrerseits
mit der Nadelgewindespindel 34 zusammenwirkt (sh. 8a).
Für das
Zusammenwirken weist die Hohlnabe 63 ein Innengewinde auf,
das mit dem Außengewinde
der Nadelgewindespindel zusammenwirkt und diese in Längsrichtung
bewegt. Das Stufenritzel 27/28 wirkt u. a. wie
beim Getriebe des Kanülengetriebes
als Drehzahlreduzierer. Die die Zahnräder 25/26 überragende
Wellenteile der Hohlnabe 63 des Antriebrades 24 dienen
als Lagerstelle die in den Halter 43 des Motorhalter eingelegt
werden. Die Lagerstelle bei der Nadelgewindespindel 34 ist
als Festlager ausgebildet; beim Motorhalter für den Kanülenmotor ist eine Doppelhalterung 49 vorgesehen,
die als Lager für
die Hohlnabe 20 des Antriebszahnrades 29 ausgebildet
sind.
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Die
Nadelgewindespindel 34 ist im Gegensatz zur Kanülengewindespindel
auf der nahezu fest im Gehäuse
angeordneten Biopsienadel längsverschieblich
mittels des Innengewindes der Hohlnabe 63 gelagert; die
Biopsienadel kann nur die von der Eindringtiefenhilfe erzeugte Längsbewegung
von ca. 1–3
mm ausführen,
weshalb das proximale Ende der Biopsienadel mittels eines Schlitzes 48,
dessen axiale Länge
ca. 5–6
mm beträgt,
auf einer Mittelrippe 57 gelagert ist (sh. insbesondere 10).
Die Nadelgewindespindel 34 hat ein ähnliches Querschnittsprofil wie
die Kanülengewindespindel 21;
es weist zwei angephaste Längsseiten
die über
Kreissegmente verbunden sind auf. Die angephasten Längsseiten
wirken mit zwei am Motorhalter angeordneten Führungsplatten 83 zusammen,
die verhindern, dass sich die Nadelgewindespindel um die Längsachse dreht.
Dies ist deshalb besonders wichtig, da die Längsbewegungen der Nadelgewindespindel über Photozellen 80 überwacht
werden, die mit der auf der Nadelgewindespindel angeordneten Marke 79 zusammen
wirken. Mit der Nadelgewindespindel 34 ist der mit ihr
fest verbundene Kolben 35, der im Vakuumzylinder 17 geführt ist,
verbunden; wird also die Nadelgewindespindel in der Längsachse
durch Drehung der Nadelgewindespindel verschoben, wird der Kolben 35 im
Vakuumzylinder zur distalen bzw. proximalen Seite – je nach
Drehrichtung – bewegt.
Um den Kolben gegenüber
dem Vakuumzylinder abzudichten ist ein Dichtring 44 vorgesehen.
Der Vakuumzylinder 17 ist koaxial auf der Biopsienadel 6 angeordnet;
auf seiner proximalen Seite weist der Vakuumzylinder 17 ein
Verriegelungsstück 16 für die Verbindung
der Vakuumzylinderstirnseite 38 mit dem Batteriekasten
auf. Über
den Batteriekasten 3 und den Klemmring 4 werden
die beiden Gehäuseschalen
zusammengehalten. Für
das Fixieren des Batteriekastens 3 an den Gehäuseschalen 1, 2 sorgt
eine umlaufende Haltekante 72 (sh. insbesondere 8) an
der proximalen Seite der beiden Schalen, in der das distalseitig angeordnete
Gegenstück
des Batteriekastens eingreift. Um den Vakuumzylinder 17 als Spannelement
für den
Batteriekasten 3 verwenden zu können, greift das distale Endstück des Vakuumzylinders 17 mit
einem dort angebrachten Bund 18 in eine im Innenraum der
beiden Schalen angeordnete Nut 19 ein, die ein Verdrehen
des Vakuumzylinders gegenüber
den Schalenteilen zulässt.
Wird das Verriegelungsstück
16 am Vakuumzylinder mit seinen Flügeln 36 durch die Öffnungen
an der Stirnseite des Batteriekastens gesteckt, sodass die proximale
Batteriekastenstirnseite 39 in Höhe der Scheibe 37 des Vakuumzylinders
zu liegen kommt, und anschließend der
Vakuumzylinder mittels der beiden Flügel 36 verdreht werden
kann, sodass die Flügel 36,
den Batteriekasten gegen die beiden Schalenhälften drücken und der Vakuumzylinder 17 als
Verspannglied wirkt. Die Biopsienadel 6 deren proximales
Ende bis zur Vakuumzylinderstirnseite 38 reicht, ist am
Ende geschlitzt. Wie 10 zeigt, ist eine Verschlusskappe 56 in
die proximale Stirnseite des Vakuumzylinders eingesetzt. Die Verschlusskappe
weist mittig einen Mittelrippe 57 auf, in die der Schlitz 48 des
proximalen Endes der Biopsienadel eingesetzt wird. Zur Abdichtung
der Verschlusskappe 56 gegenüber der Durchführung in
der Vakuumzylinderstirnseite 38 ist ein Dichtring 55 (O-Ring)
in der Verschlusskappe 56 vorgesehen. Zur Befestigung der
Verschlusskappe 56 in der Vakuumzylinderstirnseite ist
eine Nut eingelassen, in die beim Zusammenbau ein Sprengring 82 eingesetzt
wird. An seiner proximalen Außenseite weist
die Verschlusskappe 56 einen Vierkant 59 auf, auf
den eine Kappe 60 aufgesetzt ist. Die Kappe weist eine
Markierung 61 auf. Steht die Markierung in der 12 er Stellung,
so zeigt der Probeentnahmeraum in die gleiche Richtung wie die Markierung;
wird die Kappe gedreht, so wird gleichzeitig der Probeentnahmeraum
um den gleichen Winkel Betrag mitgedreht; dies bedeutet, dass bei
eingeführter
Biospienadel der Bediener stets an der Markierung erkennen kann,
in welcher Richtung die Öffnung
des Probeentnahmeraums zeigt. Ein Dichtring 54 dichtet
den Durchgangzwischen Biopsienadel und Nadelgewindespindel mit Kolben
ab. Er ist in eine entsprechende Rille am Kolbendurchgang eingelassen.
-
Das
Vakuum bzw. der Überdruck
für den
Innenhohlraum der Biopsienadel wird mittels der koaxial auf der
Biopsienadel angeordnete Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung
erzeugt. Dabei wird der an der Nadelgewindespindel 34 angeordnete
Kolben 35 im Vakuumzylinder 17, zur distalen oder
proximalen Seite hin verschoben. Wird der Nadelmotor 12 aktiviert
so wird je nach Drehrichtung des Nadelmotors über die mittels des Antriebsrades 29 angetriebenen Nadelgewindespindel 34 der
Kolben 35 zur proximalen Seite, also in den Vakuumzylinder 17 hinein
geschoben oder zur distalen Seite aus dem Vakuumzylinder heraus
gezogen. Wird der Kolben in den Vakuumzylinder hinein geschoben
so wird die Luft über die
Hohlnadel nach außen
gepresst; wird nach der Einführung
der Biopsienadel in das Gewebe der Kolben heraus gezogen, also zur
distalen Seite (Nadelspitze) hin bewegt, so entsteht im Vakuumzylinder 17 ein
Unterdruck (Vakuum) der das Gewebe in den teilweise oder ganz geöffneten
Probeentnahmeraum hineinzieht. Soll nach Entnahme der Gewebeprobe dieses
aus dem Probeentnahmeraum herausgedrückt werden, so muss in den
Vakuumzylinder 17 Luft einströmen können. Der Kolben wird über den am
distalen Bund 18 des Vakuumzylinders angeordneten Einlassschlitz 62 zurückgezogen.
In den Vakuumzylinder kann nun Luft einströmen, die zum Ausblasen der
Probe aus dem Probeentnahmeraum genutzt wird, indem der Kolben zur
proximalen Stirnseite des Vakuumzylinders bewegt wird. Anstelle
des Schlitzes kann auch ein Ventil für den Lufteinlass vorgesehen
werden; wie auch immer der Luftzufluss ist, ist in diesem Zusammenhang
unwichtig; es muss nur sichergestellt sein, dass Luft zufließen kann,
bevor mit der Druckerzeugung zum Ausblasen begonnen wird.
-
Die
Versorgung der Motoren mit Strom erfolgt über zwei Batterien 73 die
in dem Unterteil des Batteriekastens 3 untergebracht sind.
Für die
Verbindung der Batterien 73 mit den Antriebsmotoren sorgen
vorgefertigte Stromleitschienen 74. Diese Stromleitschienen
werden in dafür
vorgesehene Kammern im unteren Bereich der Gehäuseunterschale in dafür vorgesehene
Kanäle
eingeschoben, die bis zu den Hohlrippen 47 des Motorhalters 40 des
Nadelmotors reichen. In diese senkrecht stehende Hohlrippen werden
stromleitende Federelemente 75 z. B. Spiralfedern eingeschoben,
die die in die Gehäuseunterschale
eingeschobenen Stromleitschienen mit der Steuerplatine 7 elektrisch
verbinden. Über
die Steuerplatine, die die Schaltelemente für die Motoren trägt, wird
im Mittelteil, wieder mit einem weiteren Federelementen 75 der
Strom von an der Steuerplatine vorgesehenen Anschlusspunkten abgenommen,
und zu den waagerecht angeordneten Zu- und Ableitungen 41 der
Antriebsmotoren geführt
(sh. 12). Wird der Strom über eine Seite über das
Stromleitsystem zugeführt,
so wird er auf der Gegenseite über ein baugleiches
System zum Minuspol zurückgeführt, sodass
ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Da die Motoren in der Drehrichtung
umschaltbar sind, wird die Funktion der einzelnen Strom Zu- und
Abflüsse,
je nach Schaltung, umgekehrt. Auf der Steuerplatine sind zwei LED-Zellen 68, 69 angeordnet, die
eine leuchtet grün
und zeigt an, dass das Gerät im
Gewebe ist, die andere Anzeige ist gelb und zeigt an, dass der Bearbeitungsvorgang
außerhalb
des Gewebes stattfindet. Die grüne
LED-Anzeige blinkt, wenn
das Biopsiegerät
im Gewebe arbeitet so z. B. wenn die Probeentnahmeöffnung geöffnet oder
geschlossen wird.
-
Um
das Gerät
komplett, also einsatzbereit anliefern zu können, werden die Batterien
vom Stromkreislauf durch einen Kunststoffschieber 76 vom
Stromkreislauf getrennt. Der Kunststoffschieber 76 wird
vor dem Einsatz, durch einfaches Herausziehen entfernt. Der Stromkreis
ist nach Entfernen des Kunststoffschiebers 76 geschlossen;
das Gerät
ist einsatzbereit da die Batterien mittels der üblichen Federn im Batteriekasten
an die Stromleitschienen 74 angedrückt werden und dadurch der
Stromkreislauf geschlossen wird.
-
Im
Allgemeinen wird das Biopsiegerät
mit einer Koaxialkanüle
verwendet. Diese Koaxialkanüle kann
bereits auf dem Biopsiegerät
vormontiert sein. Am Klemmring 4 ist eine Nase 77 vorgesehen
auf die ein Aufnahmestück 52 der
Koaxialkanüle
aufsetzbar ist. Um die Koaxialkanüle gegen Verdrehen zu sichern,
ist am Klemmring 4 eine Radialnase 77 angefügt, die
mit einer Radialnut 82 am Aufnahmestück an der Koaxialkanüle zusammenwirkt
und verhindert, dass sich die Koaxialkanüle verdrehen kann. Um beim
Wiedereinsetzen der Biopsienadel zusammen mit der Schneidkanüle in die
Koaxialkanüle,
z. B. wenn eine erste Probe genommen wurde und eine weitere erforderlich
ist, zu verhindern, dass ein Luftstau entsteht, ist der Koaxialdichtring 58 auf
der Nase des Klemmrings möglichst
nahe an der Scheibe des Klemmrings angeordnet, so dass die eingeschlossene
Luft entweichen kann, bis die Koaxialkanüle bis zur Dichtstelle übergeschoben
ist. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass die Koaxialkanüle zunächst meist
für die
Entnahme der ersten Probe mit der Biopsienadel und der Schneidkanüle in das Gewebe
eingebracht wird. Wird nun eine weitere Probe benötigt, so
wird allein das Biopsiegerät,
also die Biopsienadel mit Probe entnommen und nach dem Entfernen
der Probe aus der Nadel, mit verschlossenem Probeentnahmeraum erneut
in die Koaxialkanüle eingesetzt.
Es ist wichtig, dass die Luft bzw. die Gewebeflüssigkeit welche sich in der
Koaxialkanüle nach
der ersten Probeentnahme angesammelt hat, beim Einsatzvorgang entweichen
kann, weshalb die Dichtstelle zwischen Koaxialkanüle und Klemmring soweit
als möglich
biopsiegerätenah
gesetzt wird.
-
Der
Arbeitsablauf des Biopsiegerätes
wird über
einen Mikroprozessor, der in der Steuerplatine angeordnet ist, gesteuert.
-
Wird
die Steuertaste 66 gedrückt,
so wird der Arbeitsablauf programmgesteuert ablaufen; wird die Steuertaste 67 gedrückt, so
wird die Eindringtiefenhilfe zusätzlich
abgerufen.
-
Das
Biopsiegerät
wird mit oder ohne Eindringtiefenhilfe meist mit vormontierter Koaxialkanüle in das
Gewebe durch Druck eingesetzt z. B. zu einer Biopsieentnahme. Beim
Einsetzen wird die Steuertaste 67 gedrückt und dabei die Spitze der
Biopsienadel in schwingende Longitudinalbewegungen versetzt, die
den Eindringkraftaufwand reduzieren. Das Einsetzen der Biopsienadel
mit Eindringtiefenhilfe ist deshalb möglich, weil der Probeentnahmeraum
geschlossen ist und die Kanülengewindespindel
mit dem gewindelosen Abschnitt 78 außerhalb der Mutter frei drehen
kann, d. h. ohne dass die Schneidkanüle eine Längsbewegung ausführt. Durch
das Drücken
der Steuertaste 66, nachdem die Biopsienadel in das Gewebe
eingesetzt wurde, wird zunächst
der Probeentnahmeraum mittels des Kanülenmotors 11 geöffnet, die
LED-Anzeige 68 blinkt grün, die Abschaltung erfolgt
nach einer vorgegebenen im Mikroprozessor abgelegten Zeitvorgabe;
die LED-Anzeige zeigt
grün, mit
geringer Verzögerung
nach dem Einschalten wird programmgesteuert mittels der Vakuum-/Druckeinrichtung
im Hohlraum der Biopsienadel ein Vakuum erzeugt. Der Nadelmotor
wird über
den Mikroprozessor aktiviert und der Kolben 35 bewegt sich
nach der distalen Seite. Da sich der Kolben 35 in der Ausgangsstellung
(Grundstellung) nahe der proximalen Vakuumzylinderstirnseite 38 befindet,
wird durch das Bewegen des Kolbens zur distalen Seite hin unmittelbar
mit der Vakuumerzeugung begonnen. Die Bewegung des Kolbens wird
photoelektrisch überwacht;
zu diesem Zweck befindet sich auf der Nadelgewindespindel 34 eine
Marke 79 die durch die Photozellen 80 überwacht
werden. Befindet sich der Kolben auf der proximalen Innenstirnwandseite (Grundstellung)
des Vakuumzylinders, so meldet das proximal angeordnete photoelektrische
Auge an den Mikroprozessor diese Stellung; beim Erzeugen von Vakuum
bewegt sich die Marke 79 auf der Nadelgewindespindel bis
zum distalen photoelektrischen Auge 80, nach Erreichen
dieser Marke wird der Nadelmotor abgeschaltet. Der Antriebsmotor
der Druck-/Vakuumerzeugungseinrichtung wird also lagengesteuert;
der Kanülenmotor
wird hingegen zeitgesteuert. Das im Hohlraum der Biopsienadel aufgebaute
Vakuum begünstigt
das Eindringen der Probe in den Probeentnahmeraum. Die LED-Überwachung blinkt
grün bis
der Probeentnahmeraum wieder geschlossen ist. Sobald dieser Vorgang
beendet ist, zeigt die LED-Überwachung
durch Grünlicht
dies an; die Biopsienadel kann entnommen werden. Die Biopsienadel
mit geschlossenem Probeentnahmeraum wird aus dem Gewebe gezogen.
-
Sobald
die Steuertaste 66 erneut gedrückt wird -nach Entnahme der
Nadel aus dem Gewebe-, wird der Kanülenmotor erneut aktiviert und
die Drehrichtung umgekehrt, sodass die Schneidkanüle den Probeentnahmeraum öffnet; etwas
verzögert
wird Druck mittels der Vakuum-/Druckerzeugungseinrichtung auf den
Hohlraum der Biopsienadel gegeben, die Gewebeprobe löst sich
aus dem Probeentnahmeraum. Nach vollständiger Öffnung schaltet die blinkende
LED-Anzeige auf Dauer gelb; der Vorgang ist abgeschlossen. Sollte
eine erneute Biopsie erfolgen wird erneut der Schalter 66 betätigt, das
Biopsiegerät geht
automatisch in seine Grundstellung, d. h. der Biopsieraum wird geschlossen,
die Vakuum-/Druckerzeugungseinheit schiebt den Kolben in die Grundstellung
zur proximalen Stirnwand. Die LED-Zelle signalisiert gelb; die Bereitschaft
für eine
neue Biopsie. Sowohl beim Verschließen des Probeentnahmeraums,
wie beim öffnen
sorgen die elastischen Elemente z. B. die Spiralfedern 64, 65 dafür, dass
das Innengewinde der Kanülenspindel
mit dem Innengewinde der Mutter 23 in Eingriff kommt. Dies
ist erforderlich, weil sowohl beim öffnen wie beim Schließen des
Probeentnahmeraums das Gewinde der Kanülengewindespindel 21 das
Innengewinde der Mutter 23 verlassen hat – in beiden
Situationen dreht die Kanülengewindespindel
in den gewindelosen Abschnitten 78 solange, bis die in
der Steuerplatine abgelegte Zeitvorgabe erreicht ist. Nur durch
das Anpressen der Kanülengewindespindel
an die Mutter mittels der elastischen Elemente und die Drehrichtungsumkehr der
Kanülengewindespindel
ist ein Eingriff des Gewindes der Kanülengewindespindel in das Innengewinde
der Mutter 23 möglich
und damit das Öffnen und
Verschließen
des Probeentnahmeraums. Während
der Arbeiten außerhalb
des Gewebes leuchtet die LED-Anzeige 68 gelb auf, sodass
dem Bediener signalisiert wird, dass er außerhalb des Gewebes arbeitet.
-
Will
der Bediener beim Einschieben der Biopsienadel die Eindringhilfe
aktivieren, so drückt
er die Steuertaste 67; der Kanülenmotor 11 wird aktiviert
und über
das Getriebe und die nachfolgenden Übertragungselemente wird auf
die Biopsienadel eine Longitudinalbewegung in der Größenordnung von
1–3 mm
ausgeübt;
d. h. die Spitze der Biopsienadel bewegt sich vor und zurück und unterstützt das Eindringen.
Das Vibrieren der Nadelspitze hat auch den Vorteil, dass bei Positionierung
der Nadel im Gewebe unter Ultraschall, die Biopsienadel insbesondere
die vibrierende Spitze leichter zu erkennen ist. Darüber hinaus
ist mit einer bewegten vibrierenden Nadelspitze ein gewebeschonendes
Eindringen der Biopsienadel möglich.
-
Wird
die Steuertaste 67 nicht betätigt, so wird zwar beim Schließen und Öffnen der
Probeentnahmeöffnung
die Eindringhilfe aufgrund ihrer mechanischen Verbindung mit der Öffnung-
und Schließbewegung
ebenfalls aktiv (die Hohlwelle 20 mit Steuernut dreht bei
jeder Aktivierung des Schneidkanülenabtriebes),
aber während
dem Einsetzen wird die Eindringhilfe nicht aktiviert. Wird also
nur die Steuertaste 66 betätigt, läuft die Probeentnahme wie beschrieben
ab, jedoch wird das Eindringen der Biopsienadel nicht durch die
Eindringhilfe unterstützt.
-
Die äußere Oberfläche des
Handstücks,
insbesondere die äußere Oberfläche der
Gehäuseober- und
der Gehäuseunterschale 1, 2 weisen
eine grobkörnige
Struktur auf. Dies ist dann von Vorteil, wenn der Bediener wegen
der sterilen Anwendung des Biopsiegerätes z. B. Gummihandschuhe trägt. Eine grobkörnige Struktur
verhindert, dass man mit Gummihandschuhen beim Einsetzen abrutschen
kann. Das erfindungsgemäße Gerät ist für den Gebrauch bei
einer Person vorgesehen, d. h. nach jedem Patienten ist das komplette
Gerät zu
entsorgen; sodass bei der Einmalverwendung durch die grobe Struktur der
Oberfläche
nicht das Problem der Kontaminierung bei der nachfolgenden Reinigung
entsteht, was bei Biopsiegeräten
mit einem Handstück,
bei dem nur die Biopsienadel gewechselt wird, besteht.
-
Da
das Biopsiegerät
meist unter Ultraschall verwandt wird, ist, bei einer genauen Positionierung, die
rauhe Oberfläche
des Gehäuses
und die Longitudinalbewegung der Nadelspitze von großem Vorteil. Da
wie beschrieben das Biopsiegerät
nach dem Gebrauch entsorgt wird, ist es wichtig, dass das Gerät leicht
in seine Einzelteile zerlegt werden kann und die Trennung der verschiedenen
Materialien leicht machbar ist. Aus diesem Grund wurde der Aufbau
so gewählt,
dass die beiden Gehäuseschalenhälften leicht voneinander
trennbar sind, und die Antriebsmotoren wie die Batterie und die
Steuerplatine sowie die Stromzuführungselemente
aus den Motorhaltern und den Schalenteilen leicht entnommen werden
können. Auch
die auf der Biopsienadel und Schneidkanüle angeordneten Teile sind
so ausgelegt und auf der Biopsienadel und Schneidkanüle befestigt,
dass sie leicht abziehbar und bei Bedarf recycelt werden können. Beim
Zusammenbau des Biopsiegerätes
aus Einzelelementen ist darauf geachtet worden, dass nur Klemmverbindungen
verwendet werden bzw. die Antriebselemente auf die Schneidkanüle bzw.
Biopsienadel aufgeschoben werden, sodass ein umweltschonende Recycling
ohne großen
Zeitaufwand möglich
ist.
-
- 1
- Gehäuseoberschale
- 2
- Gehäuseunterschale
- 3
- Batteriekasten
- 4
- Klemmring
- 5
- Schneidkanüle
- 6
- Biopsienadel
- 7
- Steuerplatine
- 8
- Probeentnahmeraum
- 9
- Nadelspitze
- 10
- Handstück
- 11
- Kanülenmotor
(vorn)
- 12
- Nadelmotor
(hinten)
- 13
- Führungselemente
- 14
- Tasche
- 15
- Nasen
- 16
- Verriegelungsstück
- 17
- Vakuumzylinder
- 18
- Bund
- 19
- Nut
- 20
- Hohlnabe
- 21
- Kanülengewindespindel
- 22
- Gewindeabschnitt
- 23
- Mutter
- 24
- Motorritzel
- 25
- Abtriebszahnrad
- 26
- Zwischenritzel
- 27
- Stufenritzel
- 28
- Ritzel
- 29
- Antriebsrad
- 30
- Steuernut
- 31
- Übertragungsschieber
- 32
- Brücke
- 33
- Motorhalterteil
- 34
- Nadelgewindespindel
- 35
- Kolben
- 36
- Flügel
- 37
- Scheibe
- 38
- Vakuumzylinderstirnseite
- 39
- Batteriekastenstirnseite
- 40
- Motorhalter
- 41
- elektrische
Anschlüsse
- 42
- Getriebekasten
- 43
- Halterung
- 44
- Dichtring
- 45
- Schlitz
- 46
- Stift
- 47
- Hohlrippe
- 48
- Schlitz
- 49
- Doppelhalterung
- 50
- Zapfen
- 51
- Halter
- 52
- Aufnahmestück
- 53
- Kante
- 54
- Dichtring
- 55
- O-Ring
- 56
- Verschlusskappe
- 57
- Mittelrippe
- 58
- Koaxialdichtring
- 59
- Vierkant
- 60
- Kappe
- 61
- Markierung
- 62
- Einlassschlitz
- 63
- Hohlnabe
f. Vakuumeinrichtung
- 64
- Spiralfeder
- 65
- Spiralfeder
- 66
- Steuertaste
- 67
- Steuertaste
Eindringhilfe
- 68
- LED
Anzeige grün
- 69
- LED
Anzeige orange
- 70
- Lagerstelle
- 71
- Zwischenring
- 72
- Haltekante
- 73
- Batterien
- 74
- Stromleitschiene
- 75
- Federelement
- 76
- Kunststoffschieber
- 77
- Nase
- 78
- gewindelose
Abschnitte
- 79
- Marke
- 80
- Photozellen
- 81
- Sprengring
- 82
- Radialnut
- 83
- Führungsplatte
- 84
- Mittelteil