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Stand der Technik
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Der Ansatz geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Zum Öffnen eines flüssigkeits- und/oder luftgefüllten Lumens, das hier beispielhaft als ein Blutgefäß ausgeformt ist, aber auch ein Magen, ein Darm oder eine Trachea sein kann, ist ein manuelles Schneiden mit einem Skalpell in das Blutgefäß möglich. Anschließend kann dann auf verschiedene Arten ein Stück des Blutgefäßes entfernt werden. Wenn das Blutgefäß ausgestanzt wird, ist es nötig, das Blutgefäß zumindest teilweise abzuklemmen und/oder den Patienten an eine Herz-Lungen-Machine anzuschließen. Damit beispielsweise ein Stromkabel, welches an einer VAD-Pumpe angeschlossen ist, aus einer Aorta gezogen werden kann, wäre ein Implantation eines Drahtgeflechtes in die Aorta zum Offenhalten der Aorta nötig.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Aufspreizvorrichtung zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung und ein Verfahren zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Aufspreizvorrichtung möglich.
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Es wird eine Aufspreizvorrichtung zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung vorgestellt. Dabei kann es sich bei dem Lumen beispielsweise um ein Blutgefäß, einen Magen, einen Darm oder eine Trachea handeln. Die Aufspreizvorrichtung weist zumindest eine Aufspreizeinrichtung, eine Positionierungseinrichtung, die Implantateinrichtung und eine Betätigungseinrichtung auf. Die Aufspreizeinrichtung ist dazu ausgebildet, um in einem geschlossenen Zustand das Lumen durch eine Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung zu öffnen und in einem geöffneten Zustand das geöffnete Lumen aufzuspreizen. Weiterhin ist die Aufspreizeinrichtung dazu ausgebildet, um durch eine Rückwärtsbewegung ein Implantieren der Implantateinrichtung in das aufgespreizte Lumen zu bewirken.
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Die Positionierungseinrichtung ist dazu ausgeformt, um die Implantateinrichtung aufzunehmen und dazu ausgebildet, um die Implantateinrichtung durch eine Linearbewegung der Positionierungseinrichtung in dem aufgespreizten Lumen zu positionieren.
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Die Implantateinrichtung ist dazu ausgeformt, um von der Positionierungseinrichtung aufgenommen zu werden und dazu ausgebildet, um in das Lumen implantiert zu werden.
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Die Betätigungseinrichtung ist mit der Aufspreizeinrichtung und der Positionierungseinrichtung gekoppelt und dazu ausgeformt, um ansprechend auf zumindest eine Betätigung die Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung zu bewirken, den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung herbeizuführen, die Linearbewegung der Positionierungseinrichtung und die Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung zu bewirken. Die Betätigungseinrichtung kann auch dazu ausgeformt sein, um ansprechend auf eine erste Betätigung die Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung zu bewirken, ansprechend auf eine zweite Betätigung den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung herbeizuführen, ansprechend auf eine dritte Betätigung die Linearbewegung der Positionierungseinrichtung zu bewirken und ansprechend auf eine vierte Betätigung die Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung zu bewirken.
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Die hier vorgestellte Aufspreizeinrichtung kann durch Betätigungen einer einzigen Betätigungseinrichtung ein Lumen aufspreizen und eine Implantateinrichtung implantieren. Im Gegensatz zu Vorrichtungen, die Lumina stanzen, ist das hier vorgestellte Aufspreizen eine besonders gewebeschonende Alternative, da vor dem Implantieren vorteilhafterweise kein Gewebeabschnitt des Lumens entfernt werden muss. Die Betätigungen können beispielsweise durch einen Chirurgen durch Bewegen eines einzigen Bedienelements, beispielsweise in Form eines Drehknopfes oder eines Druckknopfes, bewirkt werden. Das Bedienelement kann Teil der Betätigungseinrichtung oder mit der Betätigungseinrichtung gekoppelt sein. Die Aufspreizvorrichtung kann ein Gehäuse umfassen, von dem zumindest die Aufspreizeinrichtung, die Positionierungseinrichtung, die Implantateinrichtung und die Betätigungseinrichtung aufgenommen sind. Die Aufspreizvorrichtung weist gemäß einer Ausführungsform eine Größe und eine Form auf, die eine Handhabung der Aufspreizvorrichtung durch einen Chirurgen ermöglicht. Beispielsweise weist die Aufspreizvorrichtung eine Länge von weniger als 30 cm und eine Breite oder höhe von weniger als 10 cm auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aufspreizvorrichtung als ein Gerät zur einmaligen Benutzung ausgeführt.
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Um die Implantateinrichtung in der Aufspreizachse der Aufspreizeinrichtung positionieren zu können und um Bauraum einzusparen, ist es von Vorteil, wenn die Positionierungseinrichtung zumindest teilweise in der Aufspreizeinrichtung angeordnet ist. Hierzu kann die Aufspreizeinrichtung im Wesentlichen als ein Rohr ausgeformt sein, in dem die Positionierungseinrichtung mit der Implantateinrichtung aufgenommen sein kann. Zum Öffnen des Lumens während der Vorwärtsbewegung kann das Rohr gemäß einer Ausführungsform an einem einer Austrittsöffnung der Aufspreizvorrichtung zugewandten Ende des Rohrs eine Spitze aufweisen. Diese Spitze kann sowohl beim Öffnen ein gezieltes Aufstechen des Lumens während der Vorwärtsbewegung ermöglichen, als auch während der Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung ermöglichen, dass das aufgespreizte Lumen schonend über die Spitze auf die positionierte Implantateinrichtung geführt werden kann. Die Austrittsöffnung ist eine Öffnung im Gehäuse der Aufspreizvorrichtung, durch die die Aufspreizeinrichtung beim Öffnen und die Positionierungseinrichtung beim Positionieren das Gehäuse zumindest teilweise verlassen.
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Um den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung zu ermöglichen, kann die Aufspreizeinrichtung zumindest einen an der Spitze beginnenden und zumindest teilweise entlang einer Erstreckungslänge des Rohrs verlaufenden Längsschlitz aufweisen. Wenn die Aufspreizeinrichtung gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl solcher Längsschlitzen aufweist, die sich vorteilhafterweise radial um das Rohr erstrecken, kann die Aufspreizeinrichtung entlang dieser Längsschlitze aufspreizbar sein. Beispielsweise kann die Aufspreizeinrichtung drei solcher Längsschlitze aufweisen, die sich über die Hälfte der Erstreckungslänge des Rohrs erstrecken.
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Um den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung bewirken zu können, kann die Aufspreizvorrichtung eine Innenöffnungseinrichtung aufweisen, die in der Aufspreizeinrichtung angeordnet sein kann und dazu ausgebildet sein kann, um ansprechend auf die zumindest eine Betätigung eine lineare Öffnungsbewegung durch die Aufspreizeinrichtung hindurch auszuführen, nachdem die Vorwärtsbewegung ausgeführt wurde, wodurch die Aufspreizeinrichtung von innen in den geöffneten Zustand aufgedrückt werden kann.
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Alternativ kann die Aufspreizeinrichtung auch eine Außenöffnungseinrichtung aufweisen, die die Aufspreizeinrichtung zumindest teilweise umschließt und dazu ausgebildet sein kann, um ansprechend auf die zumindest eine Betätigung den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Außenöffnungseinrichtung ansprechend auf die zumindest eine Betätigung eine lineare Freigabebewegung weg von der Austrittsöffnung der Aufspreizvorrichtung auszuführen, um den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung zu ermöglichen. Die Außenöffnungseinrichtung kann aber auch als eine Schelle ausgeformt sein, die die Aufspreizeinrichtung umschließt und die ansprechend auf die Betätigung geöffnet werden kann, nachdem die Vorwärtsbewegung ausgeführt wurde. Die Außenöffnungseinrichtung kann auch unbeweglich sein und die Aufspreizeinrichtung lediglich formschlüssig umschließen. Dies kann beispielsweise ausreichend sein, wenn die Aufspreizeinrichtung gemäß einer Ausführungsform ein ein Formgedächtnis aufweisendes Material aufweist, das dazu ausgebildet ist, um die Aufspreizeinrichtung ansprechend auf die Betätigung in den geöffneten Zustand zu verformen. Hierbei kann sich die Aufspreizeinrichtung vorteilhafterweise selbstständig in den geöffneten Zustand verformen, sobald die Aufspreizeinrichtung durch die Vorwärtsbewegung aus einer unbeweglichen Außenöffnungseinrichtung heraus bewegt wird. Auch bei einer linear beweglichen Außenöffnungseinrichtung und/oder bei einer als die Schelle ausgeformten Außenöffnungseinrichtung ist das das Formgedächtnis aufweisende Material von Vorteil.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch die Implantateinrichtung ein ein Formgedächtnis aufweisendes Geflecht aufweisen. Das Formgedächtnis aufweisende Geflecht kann hierbei beispielsweise ein Drahtgeflecht sein, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ausgeformt ist. Beim Implantieren kann sich das Geflecht in dem Lumen auf eine vorbestimmte Größe ausdehnen, um eine schnell dichtende Verbindung zwischen dem Lumen und der Implantateinrichtung sicherzustellen. Die Implantateinrichtung kann auch als ein Drahtgeflecht ausgeformt sein, das multifunktional ist und beispielsweise ein Dichtelement aufweist - beispielsweise besteht die Implantateinrichtung einerseits aus einem Drahtgeflecht und ist andererseits z. B. umspritzt mit einem dichtenden Material. Zusätzlich oder alternativ kann die Implantateinrichtung dazu ausgebildet sein, um im implantierten Zustand das Lumen offenzuhalten.
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Die Betätigungseinrichtung kann zumindest eine Welle aufweisen, die dazu ausgebildet sein kann, um eine Drehbewegung als die zumindest eine Betätigung durchzuführen. Die Welle kann auch dazu ausgebildet sein, um die erste Betätigung als eine erste Drehbewegung der Welle, die zweite Betätigung als eine zweite Drehbewegung der Welle, die dritte Betätigung als eine dritte Drehbewegung der Welle und die vierte Betätigung als eine vierte Drehbewegung der Welle auszuführen. Mittels einer solchen Welle kann durch ein einfaches Fortführen beispielsweise der ersten Drehbewegung die zweite, dritte und vierte Drehbewegung ausgeführt werden. Hierfür kann die Aufspreizvorrichtung beispielsweise einen Drehknopf oder einen Druckknopf aufweisen, der dazu ausgebildet sein kann, um ansprechend auf eine Drehbetätigung oder eine Druckbetätigung die zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung zu bewirken. Vorteilhafterweise kann beispielsweise durch ein Fortführen der Drehbetätigung zuerst die erste Drehbewegung, dann die zweite Drehbewegung, im Folgenden die dritte Drehbewegung und letztendlich die vierte Drehbewegung ausführbar sein. So kann durch die Aufspreizvorrichtung einzig durch eine Drehbetätigung das Lumen aufgespreizt und die Implantateinrichtung implantiert werden. Die Dreh- oder Druckbetätigung kann dabei durch einen Bediener der Aufspreizvorrichtung, beispielsweise einen Chirurgen oder einen Operateur, erfolgen.
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Zum einfachen Koppeln der Betätigungseinrichtung mit der Aufspreizeinrichtung und/oder der Positionierungseinrichtung und/oder der Innenöffnungseinrichtung und/oder der Außenöffnungseinrichtung kann die Betätigungseinrichtung zumindest eine Aufspreizeinrichtungsnut zum Aufnehmen zumindest eines Aufspreizeinrichtungsnockens der Aufspreizeinrichtung und/oder zumindest eine Positionierungseinrichtungsnut zum Aufnehmen zumindest eines Positionierungseinrichtungsnockens der Positionierungseinrichtung und/oder zumindest eine Öffnungseinrichtungsnut zum Aufnehmen zumindest eines Innenöffnungseinrichtungsnockens der Innenöffnungseinrichtung und/oder eines Außenöffnungseinrichtungsnockens der Außenöffnungseinrichtung aufweisen.
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Entsprechend kann die Aufspreizeinrichtung zumindest den Aufspreizeinrichtungsnocken zur Aufnahme in die Aufspreizeinrichtungsnut und/oder die Positionierungseinrichtung zumindest den Positionierungseinrichtungsnocken zur Aufnahme in die Positionierungseinrichtungsnut und/oder die Innenöffnungseinrichtung zumindest den Innenöffnungseinrichtungsnocken oder die Außenöffnungseinrichtung zumindest den Außenöffnungseinrichtungsnocken zur Aufnahme in die Öffnungseinrichtungsnut aufweisen. So kann eine einfache mechanische Verbindung der genannten Nuten und Nocken ermöglicht werden.
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Ein Verfahren zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- Ausführen einer Vorwärtsbewegung einer in einem geschlossenen Zustand angeordneten Aufspreizeinrichtung, um das Lumen zu öffnen, wobei die Vorwärtsbewegung ansprechend auf zumindest eine Betätigung einer mit der Aufspreizeinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung ausgeführt wird;
- Herbeiführen eines geöffneten Zustands der Aufspreizeinrichtung, um das geöffnete Lumen aufzuspreizen, wobei der geöffnete Zustand ansprechend auf die zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung herbeigeführt wird;
- Ausführen einer Linearbewegung einer Positionierungseinrichtung, um die Implantateinrichtung zum Implantieren in das Lumen in dem aufgespreizten Lumen zu positionieren, wobei die Positionierungseinrichtung dazu ausgeformt ist, um die Implantateinrichtung aufzunehmen, wobei die Linearbewegung ansprechend auf die zumindest eine Betätigung der mit der Positionierungseinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung ausgeführt wird; und
- Ausführen einer Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung, um ein Implantieren der Implantateinrichtung (105) in das aufgespreizte Lumen zu bewirken, wobei die Rückwärtsbewegung ansprechend auf die zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung ausgeführt wird.
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Dieses Verfahren kann unter Verwendung der zuvor vorgestellten Aufspreizvorrichtung ausführbar sein. Auch durch ein solches Verfahren können die bereits beschriebenen Vorteile der Aufspreizvorrichtung realisiert werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 einen seitlichen Querschnitt einer Aufspreizvorrichtung zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht einer Aufspreizeinrichtung in einem geschlossenen Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine perspektivische Seitenansicht einer Aufspreizeinrichtung in einem geöffneten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt einen seitlichen Querschnitt einer Aufspreizvorrichtung 100 zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Lumen als ein Blutgefäß ausgeformt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Lumen auch ein Magen, Darm oder eine Trachea sein.
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Die Aufspreizvorrichtung 100 weist eine Aufspreizeinrichtung 110, eine Positionierungseinrichtung 120, die Implantateinrichtung 105 und eine Betätigungseinrichtung 125 auf.
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Die Aufspreizeinrichtung 110 ist dazu ausgebildet, um in einem dargestellten geschlossenen Zustand 130 das Blutgefäß durch eine Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung 110 zu öffnen und in einem in 3 dargestellten geöffneten Zustand das geöffnete Blutgefäß aufzuspreizen. Weiterhin ist die Aufspreizeinrichtung 110 dazu ausgebildet, um durch eine Rückwärtsbewegung ein Implantieren der Implantateinrichtung 105 in das aufgespreizte Blutgefäß zu bewirken, nachdem die Aufspreizeinrichtung 110 die Vorwärtsbewegung ausgeführt hat.
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Die Positionierungseinrichtung 120 nimmt gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Implantateinrichtung 105 auf und ist dazu ausgebildet, um die Implantateinrichtung 105 durch eine Linearbewegung der Positionierungseinrichtung 120 in dem aufgespreizten Blutgefäß zu positionieren. Die Implantateinrichtung 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um in einem in das Blutgefäß implantierten Zustand das Blutgefäß offenzuhalten. Hierzu weist die Implantateinrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein ein Formgedächtnis aufweisendes Geflecht auf, wodurch die Implantateinrichtung 105 dazu ausgebildet ist, um sich im implantierten Zustand dichtend in dem Blutgefäß auszudehnen.
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Die Betätigungseinrichtung 125 ist mit der Aufspreizeinrichtung 110 und der Positionierungseinrichtung 120 gekoppelt und dazu ausgeformt, um ansprechend auf eine erste Betätigung die Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung 110 zu bewirken, ansprechend auf eine zweite Betätigung den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung 110 herbeizuführen, ansprechend auf eine dritte Betätigung die Linearbewegung der Positionierungseinrichtung 120 zu bewirken und ansprechend auf eine vierte Betätigung die Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung 110 zu bewirken. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Vorwärtsbewegung, der geöffnete Zustand, die Linearbewegung und die Rückwärtsbewegung auch ansprechend auf ein einziges Betätigen der Betätigungseinrichtung 125 ausgeführt/herbeigeführt werden.
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Hierzu ist die Betätigungseinrichtung 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Welle 125 ausgeformt, die dazu ausgebildet ist, um die erste Betätigung als eine erste Drehbewegung der Welle 125, die zweite Betätigung als eine zweite Drehbewegung der Welle 125, die dritte Betätigung als eine dritte Drehbewegung der Welle 125 und die vierte Betätigung als eine vierte Drehbewegung der Welle 125 auszuführen. Wenn die Betätigungseinrichtung 125 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet ist, um die Vorwärtsbewegung, den geöffneten Zustand, die Linearbewegung und die Rückwärtsbewegung ansprechend auf eine einzige Betätigung der Betätigungseinrichtung 125 auszuführen/herbeizuführen, dann ist die Welle 125 dementsprechend dazu ausgebildet, um die Betätigung als eine einzige Drehbewegung der Welle auszuführen.
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Optional weist die Aufspreizvorrichtung 100 außerdem ein Gehäuse 131 auf, in das die genannten Einrichtungen 105, 110, 120, 125, und eine optionale Außenöffnungseinrichtung 132 der Aufspreizvorrichtung 100 zum Schutz aufgenommen sind. Das Gehäuse 131 weist an einem Ende der Aufspreizvorrichtung 100 eine Austrittsöffnung 135 auf, durch die die Aufspreizeinrichtung 110 während des Öffnens und die Positionierungseinrichtung 120 während des Positionierens die Aufspreizvorrichtung 100 zumindest teilweise verlassen.
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Die Außenöffnungseinrichtung 132 umschließt die Aufspreizeinrichtung 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel teilweise. Die Außenöffnungseinrichtung 132 ist dazu ausgebildet, um ansprechend auf die zweite Betätigung eine lineare Rückwärtsbewegung weg von der Austrittsöffnung 135 auszuführen, um die Aufspreizeinrichtung 110 freizugeben und den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung 110 zu ermöglichen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Aufspreizeinrichtung 110 hierfür ein ein Formgedächtnis aufweisendes Material auf, das dazu ausgebildet ist, um die Aufspreizeinrichtung 110 ansprechend auf die zweite Betätigung in den geöffneten Zustand zu verformen.
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An einem der Austrittsöffnung 135 gegenüberliegenden Ende der Aufspreizvorrichtung 100 weist die Aufspreizvorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Drehknopf 140 auf, der dazu ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Drehbetätigung zumindest eine der Betätigungen der Betätigungseinrichtung 125 zu bewirken. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ansprechend auf die Drehbetätigung des Drehknopfes 140 zuerst die erste Drehbewegung der Welle 125, dann die zweite Drehbewegung der Welle 125 und letztlich die dritte Drehbewegung der Welle 125 ausgeführt. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Aufspreizvorrichtung 100 zusätzlich oder alternativ einen Druckknopf auf, der dazu ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Druckbetätigung die beschriebenen Betätigungen der Betätigungseinrichtung 125 zu bewirken.
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Zum Koppeln der Aufspreizeinrichtung 110, der Positionierungseinrichtung 120 und der Außenöffnungseinrichtung 132 mit der Welle 125 weist die Welle 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Aufspreizeinrichtungsnut 150, eine Positionierungseinrichtungsnut 155 und eine Öffnungseinrichtungsnut 160 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Aufspreizeinrichtungsnut 150 einen Aufspreizeinrichtungsnocken 165 der Aufspreizeinrichtung 110, die Positionierungseinrichtungsnut 155 einen Positionierungseinrichtungsnocken 170 der Positionierungseinrichtung 120 und die Öffnungseinrichtungsnut 160 einen Außenöffnungseinrichtungsnocken 175 der Außenöffnungseinrichtung 132 auf.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufspreizeinrichtung 110 als ein Rohr ausgeformt, das zum Öffnen des Blutgefäßes während der Vorwärtsbewegung an einem der Austrittsöffnung 135 zugewandten Ende des Rohrs eine Spitze 180 aufweist. Die Positionierungseinrichtung 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel teilweise und die Implantateinrichtung 105 komplett in dem Rohr angeordnet.
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Im Folgenden werden anhand von 1 bereits beschriebene Details noch einmal genauer ausgeführt.
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Mit reifender Technik sollen vermehrt Maschinen in den Körper von Menschen implantiert werden, dadurch entsteht die Notwendigkeit eines Geräts, das auf minimal invasive Weise ein Blutgefäß, zuvor als Blutgefäß bezeichnet, an einer Stelle aufdehnt und ein Drahtgeflecht wie die Implantateinrichtung 105 in das Blutgefäß einbringt, das dieses Loch aufhält. Ein solches Gerät ist die vorgestellte Aufspreizvorrichtung 100. Durch das durch die Aufspreizvorrichtung 100 ausgespreizte Loch können dann z. B. Kabel aus den Blutgefäßen herausgezogen oder in die Blutgefäße hineingeschoben werden. Als Beispiel für eine solche Maschine sei die mechanische Herzkreislaufunterstützung, engl. Ventricular Assist Device, kurz VAD, genannt. Diese Maschinen verrichten ihren Dienst im Körper. Um eine Stromversorgung dieser Maschinen in den Blutgefäßen zu gewährleisten, wird es in Zukunft immer häufiger notwendig werden, Stromkabel oder allgemeiner Versorgungskabel durch Blutgefäßwände zu führen.
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Die vorgestellte Aufspreizvorrichtung 100 ist dazu ausgebildet, um am schlagenden Blutgefäß, insbesondere an der schlagenden Aorta, ohne ein Abklemmen der Aorta, diese an einer Stelle aufzudehnen und eine Implantateinrichtung 105 einzubringen, durch die ein Versorgungskabel durchgeführt werden kann. Nach der Durchführung des Versorgungskabels ist die Implantation dicht.
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Auf das Abklemmen der Aorta kann hier vorteilhafterweise verzichtet werden, was erhebliche Vorteile für den Patienten hat, da das Abklemmen von Blutgefäßen z. B. zur Bildung von Thromben führen kann. Wenn diese Thromben sich lösen und beispielsweise an eine Engstelle im Gehirn wandern, kann das zu einem Schlaganfall führen.
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Auch muss der Patient beim Aufspreizen des Blutgefäßes und Implantieren der Implantateinrichtung 105 mit der Aufspreizvorrichtung 100 vorteilhafterweise nicht an eine Herz-Lungen-Maschine angeschlossen werden. Die Herz-Lungen-Maschine ist eine invasive Methode, die Chirurgen gerne vermeiden, sofern es möglich ist.
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Zusätzlich ist beim Einsatz der vorgestellten Aufspreizvorrichtung 100, beispielsweise an der Aorta, lediglich eine partielle Sternotomie, d. h. Brustbeinöffnung, notwendig. Vorrichtungen zum Implantieren von Bypässen an die Aorta, bei denen die Aorta gestanzt wird und eine Anastomose zwischen der Aorta und einer vorher entnommenen Vene herstellt wird, sind für den beschriebenen Anwendungsfall nicht einsetzbar. Eine Anastomose bezeichnet eine natürliche oder künstliche Verbindung zwischen Blutgefäßen. Diese Vorrichtungen sind zu groß und erfordern eine komplette Sternotomie. Der vorgestellte Ansatz hingegen erfolgt weniger invasiv, d. h., im Falle einer Anwendung der Aufspreizvorrichtung 100 an der Aorta ist nur eine partielle Sternotomie notwendig.
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Wie bereits erläutert wird es durch die vorgestellte Aufspreizvorrichtung 100 möglich sein, die beschriebene Art von Operationsvorgängen weniger invasiv und weniger riskant durchzuführen. Durch die Benutzung der Aufspreizvorrichtung 100 ist weder ein Abklemmen der Blutgefäße noch die Benutzung einer Herz-Lungen-Maschine notwendig. Außerdem kann sie mit einer partiellen Sternotomie operiert werden. Dadurch, dass kein Nähen der Blutgefäße notwendig ist, wird die Operationsdauer reduziert und die Bedienung vereinfacht. Anstatt des Aufschneidens des Blutgefäßes, Stanzen eines Loches, Einbringen eines Stents und Abdichtens durch Nähen, kann der Chirurg/die Chirurgin nur an dem Drehknopf 140 drehen oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel auf den Druckknopf drücken.
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Die Aufspreizvorrichtung 100 integriert kurz gesagt die Funktionen des Aufdehnens eines Lochs in ein Blutgefäß und des Implantierens der Implantateinrichtung 105, welche das Loch mit einem definierten Innendurchmesser offenhält.
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Hierbei ist die Aufspreizvorrichtung 100 gegen ein Verrutschen während des Vorgangs geschützt. Die Implantateinrichtung 105 dichtet nach außen und nach dem Durchführen des Kabels auch nach innen ab. Die Aufspreizvorrichtung 100 wird nur einmal verwendet. Die Implantateinrichtung 105 verbleibt so lange im Körper implantiert wie das Kabel, das durch das erzeugte Loch geführt wird. Die Aufspreizvorrichtung 100 funktioniert rein mechanisch. Die benötigte Krafteinleitung erfolgt durch die Muskelkraft des Chirurgen.
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Dargestellt ist eine seitliche Ansicht der Aufspreizvorrichtung 100 im Ausgangszustand mit nur einer Gehäusehälfte des Gehäuses 131 im Querschnitt. Die Aufspreizvorrichtung 100 kann in einem Bedienungsschritt ein Loch in das Blutgefäß erzeugen, das Loch aufdehnen und ein nach außen abdichtendes Drahtgeflecht implantieren. Zunächst wird die Aufspreizvorrichtung 100 an das zu bearbeitende Blutgefäß gedrückt. Eine nicht näher beschriebene Vorrichtung, die beispielsweise mit der Aufspreizvorrichtung 100 gekoppelt werden kann, verhindert ein Verrutschen der Aufspreizvorrichtung 100. Ein nächster Bedienungsschritt ist ein Entsichern. Dies geschieht über eine axiale Bewegung eines Sicherungsknopfes der Aufspreizvorrichtung 100. Anschließend wird der Drehknopf 140 um insgesamt eine bis zwei Umdrehungen gedreht.
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Dadurch wird die Welle 125 gedreht, auf deren Oberfläche Führungsnuten in Form der Aufspreizeinrichtungsnut 150, der Positionierungseinrichtungsnut 155 und der Öffnungseinrichtungsnut 160 verlaufen. Diese Führungsnuten dienen dazu, verschiedene Werkzeuge in Form der Aufspreizeinrichtung 110, der Positionierungseinrichtung 120 und gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Außenöffnungseinrichtung 132 mit nur einem Bedienelement relativ zueinander bewegen zu können. Die für die Umsetzung der gewünschten Applikation benötigten Werkzeuge besitzen je einen Stift in Form des Aufspreizeinrichtungsnockens 165, des Positionierungseinrichtungsnockens 170 und gemäß diesem Ausführungsbeispiel des Außenöffnungseinrichtungsnockens 175, beispielsweise aus Metall, die jeweils in einer eigens für sie vorgesehenen Nut in der Welle 125 verlaufen. Auf diese Weise funktioniert auch die angesprochene Sicherung. Sie besitzt ebenfalls einen Sicherungsstift, der in einer Sicherungsnut der Welle 125 verläuft. Vor dem Entsichern der Aufspreizvorrichtung 100 befindet sich der Sicherungsstift in einer kleinen Aussparung auf der Welle 125, wodurch die Drehbewegung der Welle 125 blockiert wird. Geführt werden die einzelnen Werkzeuge durch Führungsschienen, die an der Gehäuseinnenwand des Gehäuses 131 angeordnet sind. Die Führungsschienen sind dabei nahe an einer Ebene der größten Kraftübertragung angeordnet. Das bedeutet sowohl bei der hinteren Welle in Form der Positionierungseinrichtung 120 als auch bei dem Aufspreizsystem in Form der Aufspreizeinrichtung 110, dass die Führungsschienen möglichst nahe an der Welle 125, die auch als Führungsnutenwelle bezeichnet werden kann, liegen.
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Die erste Bewegung, die durch Drehen des Drehknopfes 140 realisiert wird, ist eine axiale Vorwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung 110 um 5-12 mm. Die Aufspreizeinrichtung 110 besitzt an der Vorderseite die Spitze 180 mit der das Blutgefäß punktiert wird, anschließend wird das Blutgefäß auf 3-7 mm aufgedehnt bzw. teilweise aufgerissen. Diese Aufspreizbewegung erfolgt durch ein eingespanntes Werkzeug in Form der Aufspreizeinrichtung 110, welches sich langsam öffnet, da eine zusammendrückende Hülse in Form der Außenöffnungseinrichtung 132 zurückgezogen wird. Hierbei besitzt die Aufspreizeinrichtung 110 in 3 dargestellte Längsschlitze, die das Aufspreizen ermöglichen. Ferner wurde die Aufspreizeinrichtung 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei der Fertigung plastisch verformt, sodass sie danach strebt, sich aufzudehnen. Die Außenöffnungseinrichtung 132, die über der Aufspreizeinrichtung 110 montiert ist, hält die Aufspreizeinrichtung 110 so lange zusammen, bis die Außenöffnungseinrichtung 132 durch die zweite Betätigung der Betätigungseinrichtung 125 zurückgezogen wird.
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Alternativ kann die Aufspreizbewegung durch eine innere Welle in Form der in den 2 und 3 dargestellten Innenöffnungseinrichtung erfolgen, die die aufspreizende Hohlwelle in Form der Aufspreizeinrichtung 110 aufdehnt. Die Aufspreizeinrichtung 110 besitzt zwei bis vier axiale Längsschnitte, die das Aufspreizen ermöglichen. In beiden Fällen wird die Aufspreizeinrichtung 110 so weit aufgespreizt, dass die Implantateinrichtung 105 hindurchpasst. Damit eine Implantation der Implantateinrichtung 105 sicher und einfach vollzogen werden kann, sind die Aufspreizeinrichtung 110, die Positionierungseinrichtung 120 und die Implantateinrichtung 105 auf einer Achse angeordnet. So muss keines dieser Werkzeuge aus der Achse gezogen werden.
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Die Welle 125 wird nun weitergedreht. Jetzt wird die Implantateinrichtung 105 mithilfe der Positionierungseinrichtung 120 in das aufgedehnte Loch geschoben. Die Positionierungseinrichtung 120 wird relativ zu der Aufspreizeinrichtung 110 bewegt. Die Aufspreizeinrichtung 110 wird nach hinten gezogen, sodass die Implantateinrichtung 105 in Berührung mit der sich zusammenziehenden Aorta kommt. Ein Extraeffekt der Spitze 180 ist, dass das Blutgefäß während des Zurückziehens der Aufspreizeinrichtung 110 langsam auf die Implantateinrichtung 105 geführt wird und sich somit langsam und nicht sprungartig zusammenziehen kann.
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Die Implantateinrichtung 105 hält das Loch offen und dichtet durch die Radialkraft nach außen hin ab. Nach der Implantation des Drahtgeflechts wird die Positionierungseinrichtung 120 wieder zurückgezogen und die Aufspreizvorrichtung 100 kann von dem Blutgefäß entfernt werden.
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Jetzt befindet sich eine nach außen dichte Implantateinrichtung 105 in dem aufgedehnten Loch des Blutgefäßes, durch das ein Versorgungskabel geführt werden kann. Das Drahtgeflecht ist nach innen erst dann dicht, wenn das vorgesehene Kabel durchgeführt wurde. Die angesprochene Dichtung ist jedoch nicht Teil dieses Ansatzes. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Implantateinrichtung 105 ohne den Kabeldurchzug dicht. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Implantateinrichtung 105 eine Dichteinheit auf, die das Loch bei der Implantation abdichtet.
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Das Gehäuse 131 der Aufspreizvorrichtung 100 besteht aus zwei Gehäusehälften, die aufeinander gesteckt werden. Der Übersichtlichkeit halber ist hier nur eine Gehäusehälfte dargestellt. Neben dem Steckmechanismus sind die beiden Gehäusehälften achsensymmetrisch zueinander ausgeformt. Der Drehknopf 140 kann durch den Druckknopf ersetzt werden, wenn eine vorgespannte Torsionsfeder durch Betätigung des Druckknopfes entspannt wird. Diese Torsionsfeder dreht die Welle 125 dann in einer vorher kalkulierten Geschwindigkeit. Alternativ kann auch der Drehknopf 140 mit einem speziell für die Chirurgie konzipierten Akkuschrauber bzw. Schrauber ohne Akku bedient werden.
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Lediglich beispielhaft weist der Sicherungsknopf eine Länge von 25 mm und eine Breite von 10 mm auf, ein Sicherungsstiftdurchmesser beträgt 3 mm, sämtliche weiteren Stifte, oder Nocken 165, 170, 175, weisen einen Durchmesser von 3 mm auf. Mögliche Abmaße des Gehäuses 131 der Aufspreizvorrichtung 100 sind 212 mm x 48 mm x 28 mm (L x H x B). Der Drehknopf 140 weist einen Durchmesser von 40-50 mm, die Welle 125 einen maximalen Durchmesser von 20 mm und eine Länge (ohne Drehknopf 140) von 160 mm auf.
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Beispielhaft sind die Nocken 165, 170, 175 aus Edelstahl, die Aufspreizeinrichtung 110 aus Metall, die Implantateinrichtung 105 aus einem Drahtgeflecht aus Nitinol und eine verwendete Dichtung aus Silikon gefertigt. Die weiteren Elemente können aus biokompatiblem Kunststoff, wie ABS, M30i oder Ähnlichem gefertigt sein.
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Als mögliche Herstellungsverfahren der Kunststoffteile sind hier beispielhaft ein Spritzgussverfahren oder ein 3D-Druck, beispielsweise ein FDM-Verfahren, genannt.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Aufspreizeinrichtung 110 in einem geschlossenen Zustand 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Aufspreizeinrichtung 110 handeln, mit dem Unterschied, dass die Aufspreizeinrichtung 110 durch eine Innenöffnungseinrichtung 200 in den in 3 dargestellten geöffneten Zustand überführbar ist.
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Die rohrförmig ausgeformte Innenöffnungseinrichtung 200 ist teilweise in der Aufspreizeinrichtung 110 angeordnet und dazu ausgebildet, um ansprechend auf die zweite Betätigung eine lineare Öffnungsbewegung in Richtung der Spitze 180 durch die Aufspreizeinrichtung 110 hindurch auszuführen, um die Aufspreizeinrichtung 110 von innen aufzudrücken und somit den geöffneten Zustand der Aufspreizeinrichtung 110 zu bewirken.
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3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Aufspreizeinrichtung 110 in einem geöffneten Zustand 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 2 beschriebene Aufspreizeinrichtung 110 handeln, mit dem Unterschied, dass die Aufspreizeinrichtung 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die Öffnungsbewegung der Innenöffnungseinrichtung 200 in den geöffneten Zustand 300 überführt wurde.
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Um den geöffneten Zustand 300 der Aufspreizeinrichtung 110 zu ermöglichen, weist eine Wand der Aufspreizeinrichtung 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel hier beispielhaft drei an der Spitze 180 beginnende und im Wesentlichen bis zu einer Mitte 301 einer Erstreckungslänge der Aufspreizeinrichtung 110 entlang verlaufende Längsschlitze 305 auf. Die drei Längsschlitze 305 trennen die Aufspreizeinrichtung 110 auf der der Spitze 180 zugewandten Seite in drei aufspreizbare Abschnitte auf.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Aufspreizen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 400 handeln, das von der in 1 beschriebenen Aufspreizeinrichtung ausführbar ist.
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In einem Schritt 405 des Ausführens wird eine Vorwärtsbewegung einer in einem geschlossenen Zustand angeordneten Aufspreizeinrichtung ausgeführt, um das Blutgefäß zu öffnen, wobei die Vorwärtsbewegung ansprechend auf eine erste Betätigung einer mit der Aufspreizeinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung ausgeführt wird. In einem Schritt 410 des Herbeiführens wird ein geöffneter Zustand der Aufspreizeinrichtung herbeigeführt, um das geöffnete Blutgefäß aufzuspreizen, wobei der geöffnete Zustand ansprechend auf zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung herbeigeführt wird. In einem Schritt 415 des Ausführens wird eine Linearbewegung einer Positionierungseinrichtung ausgeführt, um die Implantateinrichtung zum Implantieren in das Blutgefäß in dem aufgespreizten Blutgefäß zu positionieren, wobei die Positionierungseinrichtung dazu ausgeformt ist, um die Implantateinrichtung aufzunehmen, wobei die Linearbewegung durch die zumindest eine Betätigung der mit der Positionierungseinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung ausgeführt wird. In einem Schritt 420 des Ausführens wird eine Rückwärtsbewegung der Aufspreizeinrichtung ausgeführt, um ein Implantieren der Implantateinrichtung in das aufgespreizte Blutgefäß zu bewirken, wobei die Rückwärtsbewegung ansprechend auf die zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung ausgeführt wird.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
