DE102013004062A1

DE102013004062A1 - Vorrichtung zum Nadelvorschub

Info

Publication number: DE102013004062A1
Application number: DE201310004062
Authority: DE
Inventors: Michael Vogele
Original assignee: ISYS Medizintechnik GmbH
Current assignee: ISYS Medizintechnik GmbH
Priority date: 2012-03-10
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-09-12
Also published as: DE202012002296U1

Abstract

Für einen einfachen Aufbau einer Vorrichtung zum Nadelvorschub, insbesondere zur Einführung von Punktionsnadeln bei Patienten, wobei eine Nadelführung (1) vorzugsweise an einem Verstellarm (3) in mehreren Achsen gelenkig gelagert ist, wird vorgeschlagen, dass die Nadelführung (1) einen Hubzylinder (5) aufweist, der über einen fluidgefüllten Schlauch (6) mit einem Geberzylinder (7) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nadelvorschub, insbesondere zur Einführung von Punktionsnadeln bei Patienten.
Eine derartige Vorrichtung ist im Grundkonzept aus der WO 97/20515 des Erfinders bekannt, wobei sich diese Zielvorrichtung bei vielen operativen oder stereotaktischen Eingriffen mit genauer Ansteuerung von Punkten am oder im Körper bewährt hat. Vor allem durch die Einbeziehung moderner Computertechnologien, wie Computer-Tomographie (CT) oder Magnetresonanz-Tomographie, ist es möglich geworden, die erforderlichen Eintrittsorte, Eintrittstiefen und Eintrittsrichtungen der medizinischen Instrumente exakt festzulegen, so dass auch eine Zielvorrichtung zur Führung dieser Instrumente der erhöhten Genauigkeit gerecht wird. Mittels der z. B. durch CT ermittelten Patientendaten und Parameter soll dann ein Instrument an den definierten Zielpunkt am oder im Körper gebracht werden können. Problematisch ist hierbei insbesondere noch die genaue Eintrittstiefe oder anders ausgedrückt, der Vorschub der Nadel, da bei zu großer Kraftaufwendung Gefäße und dergleichen leicht durchstoßen werden können.
Bei der Strahlen-Therapie werden Punktionsnadeln (sog. Pins oder Seeds) direkt in das zu bestrahlende Tumorgewebe vorgeschoben und anschließend erfolgt eine direkte Bestrahlung des Tumors durch radioaktive Substanzen, ausgehend von der Nadelspitze. Es gilt in diesem Fall, wenigstens eine Nadel exakt an einen Punkt (z. B. Tumormitte) vorzuschieben und dabei vitale Strukturen zu umgehen und zu schützen. Durch den Einsatz computergestützter Navigationssysteme ist es zwar möglich geworden, entscheidende Verbesserungen auf diesem Gebiet zu erzielen, da auf dem Bildschirm anstatt der Lage der Sondenspitze nun die Lage der Nadelspitze im oder am Körper angezeigt wird. Selbst einem geübten Bediener ist dies sehr schwierig, z. B. wegen kleinen, unbewussten Handbewegungen.
Als Abhilfe hat der Erfinder mit der WO 2005/084565 eine Vorrichtung zur Ansteuerung körperlicher Strukturen vorgeschlagen, die eine präzise, reproduzierbare und variable Führung für medizinische Instrumente mittels direkt übereinander angeordneten Stellantrieben ermöglicht. Damit ist eine beliebige räumliche Positionierung und exakte Ausrichtung der Nadelführung fernbedienbar möglich. Der Nadelvorschub muss jedoch noch manuell vom Operateur ausgeführt, wobei eine erhöhte Strahlenbelastung auftritt, da diese extreme Feinarbeit mit bildgebenden Verfahren (Röntgenstrahlen) durchgeführt wird. Zudem ist hierbei die Sterilität im Operationsbereich eine zwingende Voraussetzung.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zum Nadelvorschub zu schaffen, die besonders variabel und bequem einzusetzen ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Nadelvorschub mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zum Nadelvorschub, insbesondere zur Einführung von Punktionsnadeln bei Patienten, ist mit einer Nadelführung vorzugsweise an einem Verstellarm in mehreren Achsen gelenkig gelagert ist und weist einen Hubzylinder auf, der über einen fluid-, insbesondere flüssigkeitsgefüllten Schlauch mit einem Geberzylinder verbunden ist. Diese Bauteile bilden somit ein hydraulisches System in Art einer Automobil-Bremskraftanlage, wobei durch Eindrücken am Kolben des Geberzylinders hier jedoch ein feinfühliger Nadelvorschub am Nehmer- oder Hubzylinder mit geringer Bedienkraft erzielbar ist. Die Bedienkraft bzw. Vorschubkraft kann über die Durchmesserverhältnisse des Hubzylinders zum Geberzylinder einfach angepasst werden, z. B. an die Nadellänge oder das zu punktierende Gewebe. Bevorzugt ist das Verhältnis jedoch 1 zu 1, also beide Zylinder gleich.
Da diese Vorrichtung bei hochsensiblen Eingriffen ggf. ohne Narkose eingesetzt wird, ist der Hubzylinder in der Nadelführung mittels eines Rastverschlusses schnelllösbar befestigt, um so bei Panikreaktionen des Patienten oder unvorhergesehenen Bewegungen die Nadelführung rasch lösen zu können. Eine ähnliche Schnellkupplung oder Schnell-Entkoppelung kann auch an der Nadel selbst vorgesehen sein, insbesondere an der Verbindungsstelle zum Vorschubkolben hin. Dabei kann auch der Hubzylinder zum Vorschubkolben hin einen verbreiterten Flansch zum formschlüssigen Eingriff in die Nadelführung aufweisen, um ggf. schnell gelöst zu werden. An dieser Verbindungsstelle zwischen dem Flansch und der Nadelführung kann zur sterilen Ausgestaltung eine Abdeckfolie oder ein Beutel fixiert werden, wobei die Hauptbestandteile der Vorrichtung ein steriles Einweg-Set („Disposable”) bilden, das in diesem Beutel ausgeliefert wird.
Der Geberzylinder ist zur preisgünstigen Gestaltung in Art einer handelsüblichen Einweg-Spritze ausgebildet. Dies gilt in der Grundkonstruktion auch für den Hubzylinder. Die Vorrichtung zum Nadelvorschub kann auch ferngesteuert sein, wobei der Geberzylinder motorisch angetrieben ist. Hierdurch lässt sich die Strahlenbelastung erheblich reduzieren, da der die Zylinder verbindende Schlauch z. B. mehrere Meter lang sein kann, ohne die Vorschubkräfte oder -genauigkeit negativ zu beeinflussen. Alternativ kann der Geberzylinder mit einer Kartuschenpistole schrittweise angetrieben werden. Hierbei ist von Vorteil, dass pro Hub am Geberzylinder der Nadelvorschub maximal auch z. B. einen Millimeter beschränkt ist, also selbst bei hoher Kraftausübung des Operateurs keine unzulässigen Vorschubwerte zu befürchten sind. Zudem kann der Schlauch einen Abzweig, insbesondere in Y-Form aufweisen, an den ein Feinjustierzylinder mit geringem Fördervolumen angeschlossen ist, um im Zielpunkt („Target”) über die hydraulische Übertragung feinste Vorschubbewegungen vorzunehmen, während der Grob-Vorschub in das Zielgebiet hinein besonders rasch mit einem größeren Geberzylinder vorgenommen werden kann.
Diese Vorrichtung zum Nadelvorschub ermöglicht somit das exakte, bequeme Verschieben von Nadeln und dergleichen, wobei die Feinpositionierung der Instrumente durch die fernsteuerbaren Stellantriebe im sicheren Abstand vom Röntgengerät erfolgen kann, um die Strahlenbelastung des Personals in vorteilhafter Weise zu reduzieren.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung mit Nadelführung; und
2 eine Perspektivansicht der Nadelführung von der entgegengesetzten Seite.
Die Vorrichtung zum Vorschub einer Nadel 2 weist eine Nadelführung 1 auf, die z. B. über einen schematisch dargestellten Verstellarm 3 (vgl. den zitierten Stand der Technik) an einem OP-Tisch 2 gelagert bzw. befestigt ist. Diese Grundhalterung kann gegenüber dem OP-Tisch in horizontaler und in vertikaler Richtung vorpositioniert werden, so dass die Vorschubrichtung der Nadel 2 exakt festgelegt wird. Am zumindest einen Verstellarm 3 ist als wesentlicher Bestandteil der Nadelführung 1 eine Führungshülse 4 über eine Verzahnung 3a (vgl. 2) gelenkig und damit einstellbar gekoppelt. In die zu einer Seite hin offene Führungshülse 4 kann ein Hubzylinder 5 eingesetzt werden, der hier einer handelsüblichen Einwegspritze ähnelt. Dies gilt auch für einen Geberzylinder 7, der mit dem Hubzylinder 5 über einen flüssigkeitsgefüllten Schlauch 6 verbunden ist. Diese Hauptbestandteile der Vorrichtung zum Nadelvorschub bilden somit ein hydraulisches System, d. h. wenn eine Bedienperson auf den Kolben 7a des Geberzylinders 7 drückt, wird der Vorschubkolben 5a und damit die damit verbundene Nadel 2 in der von der Nadelführung 1 vorgegebenen Richtung zur Zielstelle im Patienten hin vorgeschoben.
Die hier dargestellten Bauteile der Nadelführung 1 sind sterile Kunststoff-Einwegartikel, um die im OP-Bereich geforderten Hygienebedingungen zu erfüllen. Dabei sind die Bauteile bevorzugt in einem Beutel oder einer Folie 5d (in 2 nur segmentartig punktiert angedeutet) verpackt, wobei die Folie 5d bevorzugt an einem verbreiterten Flansch 5c eingeklemmt ist. Der Operateur kann somit die Folie 5d über die Vorrichtung und auch die Verstellarme 3 überstülpen, so dass für all diese Teile in Nähe der Eingriffstelle eine sterile Abdeckung geschaffen wird.
Um bei Panikreaktionen des Patienten oder unvorhergesehenen Bewegungen die Vorrichtung schnell lösen zu können, ist der Hubzylinder 5 in der Nadelführung 1 mittels eines Rastverschlusses 5a rasch aus der Führungshülse 4 zu lösen. Der Geberzylinder 7 ist zur preisgünstigen Gestaltung in Art einer handelsüblichen Einweg-Spritze 7' ausgebildet, wobei am Kolben 7a eine Dichtfläche 7a' vorgesehen ist. Dies gilt in der Grundkonstruktion auch für den Hubzylinder 5 mit dem die Nadel 2 tragenden Vorschubkolben 5b. Die Vorrichtung zum Nadelvorschub kann auch ferngesteuert sein, wobei der Geberzylinder 7 bzw. des Kolben 7a motorisch angetrieben ist. Hierdurch lässt sich die Strahlenbelastung erheblich reduzieren, da der die Zylinder 5 und 7 verbindende Schlauch 6 z. B. mehrere Meter lang sein kann, ohne die Vorschubkräfte oder -genauigkeit negativ zu beeinflussen. Alternativ kann der Geberzylinder 7 mit einer sog. Kartuschenpistole schrittweise angetrieben werden. Hierbei ist von Vorteil, dass pro Hub der Nadelvorschub maximal auf z. B. einen Millimeter beschränkt ist, also selbst bei hoher oder ungeschickter Kraftausübung des Operateurs keine unzulässigen Vorschubwerte zu befürchten sind. Zudem kann der Schlauch 6 einen Abzweig 6a, insbesondere in Y-Form aufweisen, an den ein Feinjustierzylinder 7b mit geringem Fördervolumen angeschlossen ist, um im Zielpunkt („Target”) über die hydraulische Übertragung feinste Vorschubbewegungen im Zehntel-Millimeterbereich vorzunehmen, während der Grob-Vorschub in das Zielgebiet hinein besonders rasch mit dem erheblich größeren Geberzylinder 7 vorgenommen werden kann.
Die gesamte Vorrichtung zum Nadelvorschub kann über den oder die Verstellarme 3 in ein Ziel-/Führungssystem (manuell und/oder robotisch, wie der sog. Da Vinci-Roboter) integriert sein oder an einem separaten Armsystem angebracht sein. Letzteres hat den Vorteil, dass der Kraftentkopplung, d. h. die beim Nadelvorschub abzufangenden Abstützkräfte werden nicht in das hochgenaue Ziel- oder Bildgebungssystem eingeleitet. Zur Abstimmung auf das Zielsystem können an der Vorrichtung zum Nadelvorschub auch Positionierhilfen wie Laser vorgesehen sein, insbesondere zur exakten reproduzierbaren Positionierung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 97/20515 [0002]
WO 2005/084565 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Nadelvorschub, insbesondere zur Einführung von Punktionsnadeln bei Patienten, wobei eine Nadelführung (1) vorzugsweise an einem Verstellarm (3) in mehreren Achsen gelenkig gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelführung (1) einen Hubzylinder (5) aufweist, der über einen fluidgefüllten Schlauch (6) mit einem Geberzylinder (7) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (5) in der Nadelführung (1) mittels eines Rastverschlusses (5a) schnelllösbar befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (5) zum Vorschubkolben (5b) hin einen verbreiterten Flansch (5c) zum formschlüssigen Eingriff in die Nadelführung (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flansch (5c) und der Nadelführung (1) eine Abdeckfolie (5d) fixiert, insbesondere eingeklemmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberzylinder (7) in Art einer Einweg-Spritze (7') ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberzylinder (7) motorisch angetrieben ist, insbesondere ferngesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberzylinder (7) in Art einer Kartuschenpistole (7c) schrittweise angetrieben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (6) mit einer medizinisch verträglichen Salzlösung gefüllt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (6) einen Abzweig (6a), insbesondere in Y-Form aufweist, an den ein Feinjustierzylinder (7b) mit geringerem Fördervolumen als der Geberzylinder (7) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (6) mit Hub- und Geberzylinder (6, 7) ein steriles Einweg-Set bilden.