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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. Das Blutgefäß kann auch nur aufgedehnt und anschließend wieder zusammengenäht 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 Stanzen der aufsteigenden Aorta mit anschließender 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 Stanzvorrichtung zum Stanzen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung und ein Verfahren zum Stanzen 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 Stanzvorrichtung möglich.
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Es wird eine Stanzvorrichtung zum Stanzen 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 Stanzvorrichtung umfasst zumindest die Implantateinrichtung, eine Implantiereinrichtung, eine Verschlusseinrichtung und eine Betätigungseinrichtung. Die Implantateinrichtung ist dazu ausgebildet, um das Lumen zu stanzen und, um in das Lumen implantiert zu werden. Die Implantiereinrichtung ist mit der Implantateinrichtung gekoppelt und dazu ausgebildet, um durch eine Vorwärtsbewegung die Implantateinrichtung in das Lumen zu stanzen und durch eine Rückwärtsbewegung zumindest eines Teils der Implantiereinrichtung das Implantieren der Implantateinrichtung in das gestanzte Lumen zu bewirken. Die Verschlusseinrichtung ist zumindest mit der Implantiereinrichtung gekoppelt und dazu ausgebildet, um in einem geöffneten Zustand eine Rückstellkraft zum Bewirken der Vorwärtsbewegung der Implantiereinrichtung freizugeben, um das Lumen zu stanzen. In einem verschlossenen Zustand kann die Verschlusseinrichtung dazu ausgebildet sein, um die Implantiereinrichtung mit der gekoppelten Implantateinrichtung in der Stanzvorrichtung zu halten. Die Betätigungseinrichtung ist mit der Verschlusseinrichtung gekoppelt und dazu ausgeformt, um ansprechend auf zumindest eine Betätigung den geöffneten Zustand der Verschlusseinrichtung herbeizuführen und die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung zu bewirken. Die Betätigungseinrichtung kann auch dazu ausgeformt sein, um ansprechend auf eine erste Betätigung den geöffneten Zustand der Verschlusseinrichtung herbeizuführen und ansprechend auf eine zweite Betätigung die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung zu bewirken.
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Eine hier vorgestellte Stanzvorrichtung ermöglicht es, durch das Betätigen einer einzigen Betätigungseinrichtung ein Lumen zu stanzen und eine Implantateinrichtung zu implantieren. 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 Implantateinrichtung übernimmt hierbei vorteilhafterweise sowohl die Funktion des Stanzens als auch des Implantats. Es ist demnach keine zusätzliche Stanzeinrichtung zum Stanzen des Lumens notwendig. So wird durch die beschriebene Vorwärtsbewegung der Implantiereinrichtung sowohl das Lumen durch die Implantateinrichtung gestanzt, als auch die Implantateinrichtung bereits an der zu implantierenden Stelle in dem Lumen positioniert. Zum Implantieren muss dann lediglich noch die Implantiereinrichtung zurückgezogen werden. In nur zwei einfachen Bewegungen, nämlich der Vorwärtsbewegung und der Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung, kann die vorgestellte Stanzvorrichtung das Lumen stanzen und die Implantateinrichtung implantieren. Die Stanzvorrichtung kann ein Gehäuse umfassen, von dem die Implantateinrichtung, die Implantiereinrichtung, die Verschlusseinrichtung und die Betätigungseinrichtung aufgenommen sind. Die Verschlusseinrichtung kann als ein Steckverbinder ausgeführt sein, der eine Feder zum Bereitstellen der Rückstellkraft umfassen oder mit einer solchen Feder gekoppelt sein kann. Der Steckverbinder und/oder die Feder können während der Montage der Stanzvorrichtung vorgespannt werden oder sein. Die Stanzvorrichtung weist gemäß einer Ausführungsform eine Größe und eine Form auf, die eine Handhabung der Stanzvorrichtung durch einen Chirurgen ermöglicht. Beispielsweise weist die Stanzvorrichtung eine Länge von weniger als 30cm und eine Breite oder höhe von weniger als 10cm auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Stanzvorrichtung als ein Gerät zur einmaligen Benutzung ausgeführt.
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Zum Führen und Umschließen der Implantateinrichtung kann die Implantiereinrichtung zumindest eine Innenhülse zum Führen der Implantateinrichtung und eine Außenhülse zum Umschließen der Implantateinrichtung aufweist, wobei die Außenhülse dazu ausgeformt sein kann, um die Innenhülse zumindest teilweise linear beweglich zu umschließen. So können die Innenhülse und die Außenhülse getrennt voneinander beweglich sein. Wenn die Außenhülse dazu ausgebildet ist, um die Rückwärtsbewegung zum Bewirken des Implantierens der Implantateinrichtung in das gestanzte Lumen auszuführen, dann kann die Innenhülse beispielsweise dazu ausgebildet sein, um während der Rückwärtsbewegung der Außenhülse stillzustehen. So kann die Implantateinrichtung durch die Innenhülse an der vorgesehenen Stelle im Lumen gehalten werden, während die Rückwärtsbewegung der Außenhülse das Implantieren an dieser Stelle bewirkt.
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Dies kann beispielsweise möglich sein, wenn die Implantateinrichtung ein ein Formgedächtnis aufweisendes Geflecht aufweist. Das Formgedächtnis aufweisende Geflecht kann hierbei beispielsweise ein Drahtgeflecht sein, das zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung ausgeformt ist. Das Formgedächtnis aufweisende Geflecht kann beispielsweise durch die umschließende Außenhülse komprimiert angeordnet sein und sich beim Implantieren in dem Lumen auf eine vorbestimmte Größe ausdehnen, um eine schnell dichtende Verbindung zwischen dem Lumen und der Implantateinrichtung sicherzustellen.
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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 Blutgefäß offenzuhalten.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Stanzvorrichtung eine Öffnungseinrichtung aufweist, die mit der Implantiereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Öffnungseinrichtung zumindest eine Öffnungseinheit aufweisen kann, die dazu ausgebildet sein kann, um das Lumen ansprechend auf die Vorwärtsbewegung vor dem Stanzen zu öffnen. Diese Öffnungseinheit kann beispielsweise als eine Spitze ausgeformt sein, die das Lumen vor dem Stanzen punktuell und somit schonend aufsticht. Wenn die Öffnungseinheit zudem einen Widerhaken aufweist, kann ein auszustanzender Lumenabschnitt des Lumens vorteilhafterweise beim Öffnen des Lumens verliersicher an dem Widerhaken fixierbar sein. Wenn die Öffnungseinrichtung ansprechend auf die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung auch eine Rückwärtsbewegung ausführt, kann der ausgestanzte Lumenabschnitt vorteilhafterweise sicher aus dem Lumen entfernt werden.
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Um Bauraum einzusparen, können gemäß einer Ausführungsform zumindest die Implantateinrichtung und die Implantiereinrichtung idealerweise auf einer Achse angeordnet sein. Die Öffnungseinrichtung kann dabei zumindest teilweise von der Implantiereinrichtung und/oder der Implantateinrichtung aufgenommen sein, um auch das Öffnen auf derselben Bewegungsachse zu ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Verschlusseinrichtung zumindest einen Bajonettverschluss mit einer drehbaren Dreheinheit und einer rotierbaren und linear beweglichen Lineareinheit aufweisen, wobei die Verschlusseinrichtung zum Bereitstellen der Rückstellkraft zumindest eine Feder aufweisen kann, die in einem verschlossenen Zustand des Bajonettverschlusses gespannt sein kann. Ein Steckverschluss wie ein Bajonettverschluss kann zuverlässig verschlossen sein und einfach mechanisch geöffnet werden. Hierzu kann der Bajonettverschluss vorteilhafterweise dazu ausgeformt sein, um durch ein Drehen der Dreheinheit von dem verschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand überführt zu werden, wobei die Lineareinheit dazu ausgeformt sein kann, um beim Überführen des Bajonettverschlusses in den geöffneten Zustand eine lineare Öffnungsbewegung in Richtung einer Austrittsöffnung der Stanzvorrichtung auszuführen, um die Vorwärtsbewegung der mit der Lineareinheit gekoppelten Implantiereinrichtung zu bewirken. Wenn die Implantiereinrichtung zusammen mit der Implantateinrichtung mit der Lineareinheit gekoppelt ist, können die Implantiereinrichtung und die Implantateinrichtung so die Vorwärtsbewegung ansprechend auf die lineare Öffnungsbewegung der Lineareinheit ausführen.
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Die Austrittsöffnung ist eine Öffnung in dem Gehäuse der Stanzvorrichtung, durch die die Implantateinrichtung und die Implantiereinrichtung zumindest teilweise das Gehäuse beim Stanzen und Implantieren verlassen.
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Um die Implantiereinrichtung mit der Verschlusseinrichtung zu koppeln, kann zumindest eine Hülse der Implantiereinrichtung zumindest einen Stift zur Aufnahme in zumindest eine Führungsnut der Lineareinheit und/oder die Lineareinheit zumindest die Führungsnut zur Aufnahme des Stifts der Hülse aufweisen. Die Führungsnut und der Stift können dabei dazu ausgeformt sein, um in einem gekoppelten Zustand die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung ansprechend auf die Betätigung der Betätigungseinrichtung zu bewirken, nachdem das Lumen gestanzt wurde. Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Innenhülse und die Außenhülse jeweils einen solchen Stift aufweisen, die in unterschiedlichen Führungsnuten in der Lineareinheit aufgenommen sind. Über eine unterschiedliche Ausgestaltung der Führungsnuten können die Innenhülse und die Außenhülse unterschiedlich in den Führungsnuten führbar sein und somit unterschiedlich bewegt werden. Auch die Öffnungseinrichtung kann einen solchen Stift aufweisen, der in einer weiteren Nut in der Lineareinheit aufgenommen sein kann, um die Öffnungseinrichtung beispielsweise ansprechend auf die Vorwärtsbewegung der Lineareinheit beweglich zu machen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Stanzvorrichtung einen Drehknopf oder einen Druckknopf aufweisen, der dazu ausgebildet ist, 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 der geöffnete Zustand der Verschlusseinrichtung herbeigeführt werden und danach die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung ausgeführt werden. Hierfür kann die Lineareinheit drehbar ausgebildet sein, um die Drehbetätigung des Drehknopfes weiterführen zu können. So kann durch die Stanzvorrichtung einzig durch eine Drehbetätigung oder Druckbetätigung das Lumen gestanzt und die Implantateinrichtung implantiert werden. Die Dreh- oder Druckbetätigung kann dabei durch einen Bediener der Stanzvorrichtung, beispielsweise einen Chirurgen oder einen Operateur, erfolgen.
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Ein Verfahren zum Stanzen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung umfasst zumindest die folgenden Schritte:
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Herbeiführen eines geöffneten Zustands einer Verschlusseinrichtung zum Freigeben einer Rückstellkraft zum Bewirken einer Vorwärtsbewegung einer mit der Verschlusseinrichtung gekoppelten Implantiereinrichtung zum Stanzen des Lumens durch die mit der Implantiereinrichtung gekoppelte Implantateinrichtung, wobei der geöffnete Zustand der Verschlusseinrichtung durch zumindest eine Betätigung einer mit der Verschlusseinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung herbeigeführt wird; und
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Ausführen einer Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung um das Implantieren der mit der Implantiereinrichtung gekoppelten Implantateinrichtung in das gestanzte Lumen zu bewirken, wobei die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung durch die zumindest eine Betätigung der Betätigungseinrichtung ausgeführt wird.
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Dieses Verfahren kann unter Verwendung der zuvor vorgestellten Stanzvorrichtung ausführbar sein. Auch durch ein solches Verfahren können die bereits beschriebenen Vorteile der Stanzvorrichtung 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:
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1 einen Querschnitt einer Seitenansicht einer Stanzvorrichtung zum Stanzen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 eine perspektivische Seitenansicht einer Implantateinrichtung in einer Implantiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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3 einen Querschnitt einer Seitenansicht einer Implantateinrichtung in einer Implantiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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4 eine perspektivische Seitenansicht einer Implantateinrichtung in einem implantierten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Stanzen 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 Querschnitt einer Seitenansicht einer Stanzvorrichtung 100 zum Stanzen 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 Stanzvorrichtung 100 umfasst die Implantateinrichtung 105, eine Verschlusseinrichtung 115, eine Implantiereinrichtung 120, und eine Betätigungseinrichtung 125.
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Optional weist die Stanzvorrichtung 100 außerdem ein Gehäuse 130 auf, in das die genannten Einrichtungen 105, 115, 120 außer der Betätigungseinrichtung 125 zum Schutz aufgenommen sind. Das Gehäuse 130 weist an einem Ende der Stanzvorrichtung 100 eine Austrittsöffnung 133 auf, durch die die Implantateinrichtung 105 und die Implantiereinrichtung 120 die Stanzvorrichtung 100 beim Stanzen zumindest teilweise verlassen. Optional weist die Stanzvorrichtung 100 außerdem eine Öffnungseinrichtung 135 zum Öffnen des Blutgefäßes vor dem Stanzen auf.
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Die Implantateinrichtung 105 ist dazu ausgebildet, um das Blutgefäß zu stanzen und gemäß diesem Ausführungsbeispiel zudem auch, um in einem in das Blutgefäß implantierten Zustand, das Blutgefäß offenzuhalten. Hierzu weist die Implantateinrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein ein Formgedächtnis aufweisendes Drahtgeflecht auf, wodurch die Implantateinrichtung 105 dazu ausgebildet ist, um sich im implantierten Zustand dichtend in dem Blutgefäß auszudehnen.
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Die Implantiereinrichtung 120 ist mit der Implantateinrichtung 105 gekoppelt und dazu ausgebildet, um durch eine Vorwärtsbewegung die Implantateinrichtung 105 in das Blutgefäß zu stanzen und durch eine Rückwärtsbewegung zumindest eines Teils der Implantiereinrichtung 120 das Implantieren der Implantateinrichtung 105 in das gestanzte Blutgefäß zu bewirken.
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Die Verschlusseinrichtung 115 ist mit der Implantiereinrichtung 120 gekoppelt und dazu ausgebildet, um in einem geöffneten Zustand eine Rückstellkraft zum Bewirken der Vorwärtsbewegung der Implantiereinrichtung 120 freizugeben, um das Blutgefäß zu stanzen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Verschlusseinrichtung 115 in einem verschlossenen Zustand 145 angeordnet, in dem die Verschlusseinrichtung 115 dazu ausgebildet ist, um die Implantiereinrichtung 120 mit der gekoppelten Implantateinrichtung 105 in dem Gehäuse 130 der Stanzvorrichtung 100 zu halten.
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Die Betätigungseinrichtung 125 ist mit der Verschlusseinrichtung 115 gekoppelt und dazu ausgeformt, um ansprechend auf eine erste Betätigung den geöffneten Zustand der Verschlusseinrichtung 115 herbeizuführen und ansprechend auf eine zweite Betätigung die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung 120 zu bewirken. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Vorwärtsbewegung, der geöffnete Zustand und die Linearbewegung auch ansprechend auf ein einziges Betätigen der Betätigungseinrichtung 125 ausgeführt/herbeigeführt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung 125 als ein Drehknopf ausgeformt, der dazu ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Drehbetätigung zuerst die erste und danach die zweite Betätigung der Betätigungseinrichtung 125 zu bewirken. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Betätigungseinrichtung 125 zusätzlich oder alternativ zu dem Drehknopf einen Druckknopf auf, der dazu ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Druckbetätigung die beschriebenen Betätigungen der Betätigungseinrichtung 125 zu bewirken.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Implantiereinrichtung 120 eine Innenhülse 150 und eine Außenhülse 155 auf. Die Innenhülse 150 ist teilweise von der Außenhülse 155 aufgenommen, wobei die Außenhülse 155 die Innenhülse 150 linear beweglich umschließt. Die Innenhülse 150 ist dazu ausgebildet, um die Implantateinrichtung 105 zu führen. Die Außenhülse 155 ist dazu ausgebildet, um die Implantateinrichtung 105 zu umschließen und in einem komprimierten Zustand zu halten, bevor die Rückwärtsbewegung ausgeführt wird, hierzu ist die Implantateinrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel komplett in der Außenhülse 155 aufgenommen. Die Implantateinrichtung 105 und die Implantiereinrichtung 120 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf einer Achse angeordnet.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Außenhülse 155 dazu ausgebildet, um die Rückwärtsbewegung zum Bewirken des Implantierens der Implantateinrichtung 105 in das gestanzte Blutgefäß auszuführen, während die Innenhülse 150 stillsteht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenhülse 150 dazu ausgebildet, um ansprechend auf eine dritte Betätigung der Betätigungseinrichtung 125 eine Rückwärtsbewegung aus dem Blutgefäß heraus auszuführen, nachdem die Implantateinrichtung 105 durch die Rückwärtsbewegung der Außenhülse 155 implantiert wurde.
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Die Verschlusseinrichtung 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Steckverschluss in Form eines Bajonettverschlusses ausgeformt, der eine drehbare Dreheinheit 160 und eine rotierbare und linear bewegliche Lineareinheit 165 aufweist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Lineareinheit 165 mit der Implantiereinrichtung 120 gekoppelt und ansprechend auf die Betätigung drehbar. Zum Bereitstellen der Rückstellkraft weist die Verschlusseinrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Feder 170 auf, die in dem verschlossenen Zustand 145 des Bajonettverschlusses gespannt ist. Der Bajonettverschluss ist dazu ausgeformt, um durch ein Drehen der Dreheinheit 160 von dem verschlossenen Zustand 145 in den geöffneten Zustand überführt zu werden, wobei die Lineareinheit 165 dazu ausgeformt ist, um beim Überführen des Bajonettverschlusses in den geöffneten Zustand eine lineare Öffnungsbewegung in Richtung der Austrittsöffnung 133 der Stanzvorrichtung 100 auszuführen, um die Vorwärtsbewegung der mit der Lineareinheit 165 gekoppelten Implantiereinrichtung 120 zu bewirken.
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Zum Koppeln der Verschlusseinrichtung 115 mit der Implantiereinrichtung 120 weist die Lineareinheit 165 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Innenhülsennut 175 zur Aufnahme eines Innenhülsennockens 180 der Innenhülse 150 und eine Außenhülsennut 185 zur Aufnahme eines Außenhülsennockens 190 der Außenhülse 155 auf. Die Innenhülsennut 175 und die Außenhülsennut 185 sind dabei dazu ausgeformt, um in einem gekoppelten Zustand mit dem Innenhülsennocken 180 und dem Außenhülsennocken 190 die Rückwärtsbewegung der Außenhülse 155 ansprechend auf die zweite Betätigung der Betätigungseinrichtung 125 zu bewirken und anschließend die Rückwärtsbewegung der Innenhülse 150.
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Die Öffnungseinrichtung 135 weist eine Öffnungseinheit 192 auf, die dazu ausgebildet ist, um das Blutgefäß ansprechend auf die Vorwärtsbewegung der Implantiereinrichtung 120 vor dem Stanzen zu öffnen. Hierzu ist die Öffnungseinrichtung 135 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit der Implantiereinrichtung 120 gekoppelt und zudem auch in der Implantiereinrichtung 120 aufgenommen. Die Öffnungseinrichtung 135 weist einen Öffnungseinrichtungsnocken 194 auf, der von einer Öffnungseinrichtungsnut 196 der Lineareinheit 165 aufgenommen ist. Die Öffnungseinheit 192 weist einen Widerhaken auf, der dazu ausgebildet ist, um einen auszustanzenden Blutgefäßabschnitt des Blutgefäßes beim Öffnen des Blutgefäßes verliersicher zu fixieren.
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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 Loch in ein Blutgefäß, zuvor als Blutgefäß bezeichnet, stanzt und ein Drahtgeflecht wie die Implantateinrichtung 105 in das Blutgefäß implantiert, das dieses Loch aufhält. Ein solches Gerät ist die vorgestellte Stanzvorrichtung 100. Durch das durch die Stanzvorrichtung 100 gestanzte 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 Stanzvorrichtung 100 ist dazu ausgebildet, um am schlagenden Blutgefäß, insbesondere an der schlagenden Aorta, ohne ein Abklemmen der Aorta, ein Loch in die Aorta zu stanzen 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 Stanzen des Blutgefäßes und Implantieren der Implantateinrichtung 105 mit der Stanzvorrichtung 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 Stanzvorrichtung 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 Stanzvorrichtung 100 an der Aorta ist nur eine partielle Sternotomie notwendig.
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Wie bereits erläutert wird es durch die vorgestellte Stanzvorrichtung 100 möglich sein, die beschriebene Art von Operationsvorgängen weniger invasiv und weniger riskant durchzuführen. Durch die Benutzung der Stanzvorrichtung 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 125 drehen oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel auf den Druckknopf drücken.
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Die Stanzvorrichtung 100 integriert kurz gesagt die Funktionen des Stanzens des Blutgefäßes, des Entfernens des ausgestanzten Gewebes und des Implantierens einer Implantateinrichtung 105, welche das Loch mit einem definierten Innendurchmesser offenhält.
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Hierbei ist die Stanzvorrichtung 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 Stanzvorrichtung 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 Stanzvorrichtung 100 funktioniert rein mechanisch. Die benötigte Krafteinleitung erfolgt entweder durch die Vorspannung der Feder 170 oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel durch die Muskelkraft des Chirurgen.
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Dargestellt ist eine seitliche Ansicht der Stanzvorrichtung 100 im Ausgangszustand mit nur einer Gehäusehälfte des Gehäuses 130 im Querschnitt. Die Stanzvorrichtung 100 kann in einem Bedienungsschritt ein Loch in das Blutgefäß stanzen, das ausgestanzte Gewebe entfernen und ein nach außen abdichtendes Drahtgeflecht implantieren. Zunächst wird die Stanzvorrichtung 100 an das zu bearbeitende Blutgefäß gedrückt. Eine nicht näher beschriebene Vorrichtung, die beispielsweise mit der Stanzvorrichtung 100 gekoppelt werden kann, verhindert ein Verrutschen der Stanzvorrichtung 100. Ein nächster Bedienungsschritt ist ein Entsichern. Dies geschieht über eine axiale Bewegung eines Sicherungsknopfes der Stanzvorrichtung 100. Anschließend wird der Drehknopf 125 um insgesamt eine bis zwei Umdrehungen gedreht. Dadurch wird die Lineareinheit 165, auf deren Oberfläche Führungsnuten in Form der vorgestellten Innenhülsennut 175, der Außenhülsennut 185 und der Öffnungseinrichtungsnut 196 verlaufen gedreht. Die Lineareinheit 165 kann auch als Führungswelle bezeichnet werden. Diese Führungsnuten dienen dazu, verschiedene Werkzeuge in Form der Innenhülse 150 und der Außenhülse 155 der Implantiereinrichtung 120 und der Öffnungseinrichtung 135 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 Innenhülsennockens 180, des Außenhülsennockens 190 und des Öffnungseinrichtungsnockens 194, beispielsweise aus Metall, die jeweils in einer eigens für sie vorgesehenen Nut in der Lineareinheit 165 verlaufen. Auf diese Weise funktioniert auch die angesprochene Sicherung. Sie besitzt ebenfalls einen Sicherungsstift, der in einer Sicherungsnut verläuft. Vor dem Entsichern der Stanzvorrichtung 100 befindet sich der Sicherungsstift in einer kleinen Aussparung auf der Lineareinheit 165, wodurch die Drehbewegung der Lineareinheit 165 blockiert wird. Geführt werden die einzelnen Werkzeuge durch Führungsschienen, die an der Gehäuseinnenwand der Gehäusehälften des Gehäuses 130 angeordnet sind. Die Führungsschienen sind dabei nahe an einer Ebene der größten Kraftübertragung angeordnet. Das bedeutet, dass die Führungsschienen der Innenhülse 150, der Außenhülse 155 und der Öffnungseinrichtung 135 nahe an der Lineareinheit 165 liegen.
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Die erste Bewegung, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Drehen des Drehknopfes 125 realisiert wird, ist eine sprungartige, axiale Vorwärtsbewegung des Stanzwerkzeugs um 5–15mm. Das Stanzwerkzeug ist eine Stanze und die Implantateinrichtung 105 zugleich. Es ist ein Drahtgeflecht, das ein Loch in das Blutgefäß stanzt und direkt im Anschluss implantiert wird. In 2 ist der komprimierte Zustand des Drahtgeflechts genauer zu erkennen. Damit das Drahtgeflecht die zum Stanzen benötigte Steifigkeit erhält, wird bei dem Stanzvorgang die Außenhülse 155 um das Drahtgeflecht montiert. Die Außenhülse 155 verhindert auch ein ungewolltes, zu frühes Aufdehnen des Drahtgeflechtes. Es wird bei der Vorwärtsbewegung gestanzt. Eine Öffnungseinheit 192 mit einem Widerhaken, die sich innerhalb des stanzenden Drahtgeflechtes befinden, bewegen sich mit der Implantateinrichtung 105 mit in das Blutgefäß. Nach dem Stanzvorgang wird die Öffnungseinheit 192 mit dem Widerhaken und mitsamt dem ausgestanzten Gewebe herausgezogen und das Drahtgeflecht dehnt sich auf. Das Aufdehnen des Drahtgeflechts geschieht durch das Zurückziehen, also die Rückwärtsbewegung, der Außenhülse 155. Mit der wirkenden Radialkraft fixiert sich das Geflecht so an dem Blutgefäß und dichtet gleichzeitig nach außen hin ab. Die sprungartige Öffnungsbewegung der Lineareinheit 165 wird durch die Feder 170, die eine Druckfeder sein kann, und sich auf der Lineareinheit 165 befindet, realisiert. Die Feder 170 wurde während der Montage durch die Steckverbindung, hier den Bajonettverschluss, vorgespannt. Der Bajonettverschluss wird beim Drehen der Dreheinheit 160 geöffnet und die Feder 170 wird entspannt. Die gesamte Lineareinheit 165 bewegt sich mitsamt den unterschiedlichen Werkzeugen in Form der Öffnungseinrichtung 135, der Innenhülse 150 mit der Implantateinrichtung 105 und der Außenhülse 150 axial um 5–12 mm. Nun wurde ein Loch in das Blutgefäß gestanzt und gleichzeitig das Drahtgeflecht implantiert. Die Lineareinheit 165 wird nun weitergedreht. Dadurch werden die beiden Hülsen 150, 155, die zum Aufdehnen des Drahtgeflechts notwendig sind, zurückgezogen und die Stanzvorrichtung 100 kann von dem Blutgefäß entfernt werden. Die beiden Hülsen 150, 155 können relativ zueinander bewegt werden. Zunächst wird die Außenhülse 155 zurückgezogen, sodass sich das Drahtgeflecht auseinanderdehnt. Anschließend wird die Innenhülse 150, auf der sich das Drahtgeflecht vor der Expansion befunden hat, zurückgezogen. Jetzt befindet sich ein nach außen dichtes Drahtgeflecht in dem gestanzten Loch des Blutgefäßes, durch das ein Versorgungskabel geführt werden kann. Das Geflecht 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. Dadurch, dass die Implantateinrichtung 105 dazu ausgebildet ist, um sich selbst zu verformen, muss die Implantateinrichtung 105 vorteilhafterweise nicht durch externe Krafteinwirkung beim Implantieren verformt, beispielsweise umgebogen, werden. Blutgefäß
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Das Gehäuse 130 der Stanzvorrichtung 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 kann durch den Druckknopf ersetzt werden, wenn eine vorgespannte Torsionsfeder durch Betätigung des Druckknopfes entspannt wird.
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Diese Torsionsfeder dreht die Lineareinheit 165 dann in einer vorher kalkulierten Geschwindigkeit. Alternativ zur manuellen Bedienung kann der Drehknopf auch 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/Nocken 180, 190, 194 weisen einen Durchmesser von 3 mm, die stanzende Implantateinrichtung 105 einen Außendurchmesser von 3–7 mm und eine Länge von 20 mm auf. Mögliche Abmaße des Gehäuses 130 der Stanzvorrichtung 100 sind 212 mm × 40 mm × 28 mm (L × H × B). Der Drehknopf weist einen Durchmesser von 40–50 mm, die Lineareinheit 165 einen maximalen Durchmesser von 20 mm und eine Länge (ohne Drehknopf von 190 mm auf. Die Feder 170 weist im gespannten Zustand 145 eine Länge von 20 mm und im entspannten Zustand eine Länge von 40 mm auf.
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Beispielhaft ist die Feder 170 aus Federstahl, die Stifte/Nocken 180, 190, 194 und die Öffnungseinheit 192 mit dem Widerhaken aus Edelstahl, 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 Implantateinrichtung 105 in einer Implantiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der Implantiereinrichtung ist die Implantateinrichtung 105 in dem komprimierten Zustand angeordnet, in dem die Implantateinrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel insgesamt rohrförmig ausgeformt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Implantateinrichtung 105 in einem mittleren Bereich einen Drahtgeflechtring 200 auf, von dem sich in eine Richtung ein Klemmabschnitt 205 und in eine entgegengesetzte Richtung ein Stanzabschnitt 210 erstrecken. Der Stanzabschnitt 210 ist in einem in der Stanzvorrichtung 100 angeordneten Zustand der Austrittsöffnung zugewandt angeordnet und weist an einem freien Ende eine Schneidkante 215 auf. Die Schneidkante 215 kann auch als Schneide bezeichnet werden und ist dazu ausgebildet, um das Blutgefäß durch die Vorwärtsbewegung zu stanzen. Der Stanzabschnitt 210 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Längsschlitzen 220 und der Klemmabschnitt 205 eine Mehrzahl von Aussparungen 225 auf. Die Längsschlitze 220 und die Aussparungen 225 ermöglichen beim Implantieren der Implantateinrichtung 105 ein Verformen des Klemmabschnitts 205 und des Stanzabschnitts 210. In 4 ist die Implantateinrichtung 105 in einem verformten implantierten Zustand dargestellt.
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3 zeigt einen Querschnitt einer Seitenansicht einer Implantateinrichtung 105 in einer Implantiereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 2 beschriebene Implantateinrichtung 105 handeln.
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Damit das Stanzen möglich ist, ist das Drahtgeflecht im Bereich der Schneidkante 215 schräg und scharfkantig ausgeformt.
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4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Implantateinrichtung 105 in einem implantierten Zustand 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der anhand einer der vorangegangenen Figuren beschriebene Implantateinrichtung 105 handeln.
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Der Klemmabschnitt 205 und der Stanzabschnitt 210 sind nach der Rückwärtsbewegung zumindest der Außenhülse der Implantiereinrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel in den implantierten Zustand 400 verformt dargestellt. Der Klemmabschnitt 205 und der Stanzabschnitt 210 haben sich dabei radial um den Drahtgeflechtring 200 herum gemäß diesem Ausführungsbeispiel um 90° nach außen aufgestellt und sind somit jeweils senkrecht zu dem Drahtgeflechtring 200 angeordnet. Im implantierten Zustand 400 sind der Klemmabschnitt 205 und der Stanzabschnitt 210 dazu ausgebildet, um die Implantateinrichtung 105 in dem Blutgefäß um das gestanzte Loch herum festzuklemmen. Der Drahtgeflechtring 200 ist in einen ausgedehnten Zustand verformt.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Stanzen eines Lumens und Implantieren einer Implantateinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 500 handeln, das von der anhand von 1 beschriebenen Stanzvorrichtung ausführbar ist.
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In einem Schritt 505 des Herbeiführens wird ein geöffneter Zustand einer Verschlusseinrichtung zum Freigeben einer Rückstellkraft zum Bewirken einer Vorwärtsbewegung einer mit der Verschlusseinrichtung gekoppelten Implantiereinrichtung zum Stanzen des Blutgefäßes durch die mit der Implantiereinrichtung gekoppelte Implantateinrichtung herbeigeführt, wobei der geöffnete Zustand der Verschlusseinrichtung durch zumindest eine Betätigung einer mit der Verschlusseinrichtung gekoppelten Betätigungseinrichtung herbeigeführt wird. In einem Schritt 510 des Ausführens wird eine Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung ausgeführt, um ein Implantieren der mit der Implantiereinrichtung gekoppelten Implantateinrichtung in das gestanzte Blutgefäß zu bewirken, wobei die Rückwärtsbewegung der Implantiereinrichtung durch 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.
