DE102019102358A1

DE102019102358A1 - Chirurgische Schneidinstrumente

Info

Publication number: DE102019102358A1
Application number: DE102019102358.0A
Authority: DE
Inventors: Ole SCHLOTTMAN; David Morris
Original assignee: Gyrus Medical Ltd
Current assignee: Gyrus Medical Ltd
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-08-08
Also published as: GB201801739D0; AU2019200396B2; GB2570687B; AU2019200396A1; CA3028788A1; GB2570687A; US20190239913A1

Abstract

Ein chirurgisches Schneidinstrument (1) umfasst einen Grundkörper (2), einen langgestreckten Hohlschaft (4), der sich von dem Grundkörper (2) erstreckt. Der langgestreckte Schaft (4) definiert ein durch den Schaft hindurch verlaufendes, offenes Innenvolumen. Ein Spitzenabschnitt (18) erstreckt sich von dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts 4. Eine Antriebswelle erstreckt sich durch den langgestreckten Schaft (4) von dem Grundkörper (2) zu dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts (4) hin. Einen Messerkopf (12) ist an der Antriebswelle angebracht und befindet sich in dem Spitzenhohlraum (10), der Messerkopf (12) erstreckt sich zumindest zum Teil aus dem Spitzenabschnitt (18) heraus. Der Spitzenabschnitt (18) besteht aus einem elektrisch isolierenden Keramikmaterial und weist eine Außenfläche auf. Eine elektrisch leitende Elektrode befindet sich auf zumindest einem Teil dieser Außenfläche.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft chirurgische Schneidinstrumente und im Besonderen arthroskopische Chirurgieinstrumente.
Chirurgische Schneidinstrumente werden von Chirurgen zur Durchführung von Resektionsoperationen verwendet. Solche Instrumente sind auch als Knochenfräser oder als sogenannte Bone-Shaver bekannt. Ein spezieller Instrumententyp verwendet einen rotierenden oder oszillierenden Schneidkopf an einem distalen Ende eines langgestreckten Hohlschafts. Der Schneidkopf wird in der Regel durch einen Motor oder durch ein anderes Antriebsmittel angetrieben, der/das sich in einem Gerätekörper befindet, aus dem heraus sich der Schaft erstreckt. Der Schneidkopf ist an eine Antriebswelle montiert, die sich durch den langgestreckten Schaft hindurch erstreckt. Ein distaler Spitzenabschnitt des langgestreckten Schafts stellt ein Schneidfenster bereit, durch welches hindurch sich ein Abschnitt des Schneidkopfs im Hinblick auf ein Ineingrifftreten mit dem zu schneidenden Gewebe erstreckt. Loses Gewebe (Rückstände des Schneidvorgangs) können über den langgestreckten Hohlschaft durch Absaugen oder durch ein anderes Mittel aus der Schneidzone entfernt werden.
Der distale Spitzenabschnitt kann auch mit einer feststehenden Schneidklinge zum manuellen Schneiden von Gewebe ausgestattet sein oder eine solche definieren. Der Spitzenabschnitt kann außerdem mit elektrisch leitenden Elektroden zur Bereitstellung von Koagulations- oder Ablations-Hochfrequenzenergie (HF-Energie) an das zu behandelnde Gewebe ausgestattet sein. In der Regel handelt es sich bei dem langgestreckten Schaft und bei dem distalen Spitzenabschnitt jeweils um ein Metallmaterial. Sind Elektroden an der distalen Spitze vorgesehen, wird eine dünne Isolationsschicht bereitgestellt, um die elektrisch leitende Elektrode von dem Rest des distalen Endes selbst zu isolieren. Die dünne Isolationsschicht kann zu einer Beschränkung der nutzbaren HF-Signalleistung führen. Demgemäß ist es wünschenswert, eine Instrumentenbauform bereitzustellen, die den Einsatz einer größeren HF-Signalleistung erlaubt.
Aspekte der Erfindung sind in den beiliegenden Patentansprüchen dargelegt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein chirurgisches Schneidinstrument bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Grundkörper; einen langgestreckten Hohlschaft, der sich von dem Grundkörper aus erstreckt, wobei der Schaft ein langgestrecktes, offenes Innenvolumen, das sich von einem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich des Schafts erstreckt; einen Spitzenabschnitt, der sich von dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts erstreckt, wobei der Spitzenabschnitt einen elektrisch isolierenden Keramikkörper aufweist, der einen darin ausgebildeten Spitzenhohlraum definiert, wobei der elektrisch isolierende Keramikkörper eine Außenfläche aufweist, die eine darin ausgebildete und in den Spitzenhohlraum hinein führende Durchbrechung definiert, so dass der Spitzenhohlraum offen ist; eine Antriebswelle, die sich durch das offene Innenvolumen des langgestreckten Schafts von dem Grundkörper zu dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts hin erstreckt; und einen Messerkopf, der an der Antriebswelle angebracht ist und sich in dem Spitzenhohlraum des Spitzenabschnitts befindet, wobei sich der Messerkopf zumindest zum Teil durch die Durchbrechung hindurch aus dem Spitzenabschnitt heraus erstreckt, wobei eine Außenfläche des elektrisch isolierenden Körpers auf zumindest einem Teil dieser Außenfläche eine elektrisch leitende Elektrode umfasst.
Ein solches Instrument ist in der Lage, eine Koagulations- und/oder Ablationsfunktion in Kombination mit einer mechanischen Schneidfunktion bereitzustellen.
Bei einem Beispiel umfasst die Elektrode eine Mehrzahl von elektrisch unabhängigen Elektroden.
Bei einem Beispiel ist die Durchbrechung des Spitzenabschnitts durch eine Innenkante definiert und definiert ein Abschnitt der Innenkante eine feststehende Shaver-Klinge für das Instrument. Bei einem Beispiel weist die Shaver-Klinge einen Schneidwinkel in einem Bereich von 5° bis 40° auf.
Eine solche feststehende Shaver-Klinge schafft eine verbesserte Leistung und kann zu einer Größenreduktion des Antriebsmittels führen, welches zum Antreiben des Messerkopfs benötigt wird.
Ein Beispiel umfasst ferner Antriebsmittel, die sich in dem Grundkörper befinden, um den Messerkopf über die Antriebswelle anzutreiben.
Ein Beispiel umfasst ferner eine Steuereinrichtung, die sich in dem Grundkörper befindet, um den Antrieb des Messerkopfs zu steuern.
Ein Beispiel umfasst ferner eine Steuereinrichtung, die sich in dem Grundkörper befindet, um elektrische Hochfrequenzsignale an die oder an jede Elektrode bereitzustellen.

1 ist eine schematische Seitenansicht eines chirurgischen Schneidinstruments;
2 ist eine schematische, im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines distalen Endabschnitts des Instruments aus 1;
3 ist eine schematische Perspektivansicht eines distalen Endabschnitts des Instruments aus 1 und 2, die einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpern;
4 ist eine schematische Perspektivansicht einer alternativen Bauform eines distalen Endabschnitts des Instruments aus 1 und 2, die einen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpern;
5 ist eine schematische Seitenansicht des distalen Endabschnitts aus 3;
6 ist eine schematische Seitenansicht des distalen Endabschnitts aus 3 oder 4, und;
7A bis 7C sind schematische Längsquerschnitts-Endansichten des distalen Endabschnitts des Instruments aus 6, die einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verkörpern.

Ein chirurgisches Schneidinstrument 1 ist schematisch in 1 gezeigt und umfasst einen Rumpf 2, in welchem sich eine Antriebseinheit und eine Steuereinrichtung, beispielsweise eine Steuerschaltung, befinden. Die Steuereinrichtung empfängt elektrischen Strom und Steuersignale über einen Leistungs- und Steueranschluss 3 und kann Steuersignale von zweckmäßig gelegenen Steuereingängen, beispielsweise von Druckknöpfen oder Schaltern empfangen. Solche Steuereingänge können sich auf dem Rumpf 2 und/oder an einer für den Benutzer geeigneten Stelle befinden. Die Antriebseinheit kann einen Elektromotor und/oder einen Oszillator umfassen.
Ein distales Ende des Instruments aus 1 ist detaillierter in Querschnittsansicht in 2 und in schematischer Perspektivansicht in 3 gezeigt.
In 1 bis 3, auf welche nun Bezug genommen wird, erstreckt sich ein langgestreckter Hohlschaft 4 ausgehend von dem Rumpf 2 von einem proximalen Endbereich 6 zu einem distalen Endbereich 8 des langgestreckten Schafts 4. Der langgestreckte Schaft 4 erstreckt sich entlang einer Längsachse und definiert entlang derselben ein offenes Innenvolumen 10. Der distale Endbereich 8 trägt einen Spitzenabschnitt 18, der einen inneren Spitzenhohlraum 20 definiert, welcher an das offene Innenvolumen 10 des langgestreckten Schafts 4 angrenzt. Ein Schneidkopf 22 befindet sich in dem Spitzenhohlraum 20. Der Schneidkopf 22 wird von der Antriebseinheit des Rumpfes 2 über eine Antriebswelle 24 angetrieben, die sich durch das offene Innenvolumen 10 des langgestreckten Schafts 4 hindurch erstreckt. Der Spitzenabschnitt 18 definiert eine durch eine Oberfläche 28 des Spitzenabschnitts 18 hindurch verlaufende Durchbrechung 26. Bei der Oberfläche 28 des Spitzenabschnitts 18, welche die Durchbrechung 26 definiert, handelt es sich in diesem Beispiel um eine Konvexfläche, die sich von einem ersten Endbereich 30 des Spitzenabschnitts 32 zu einem verengten, zweiten Endbereich 32 des Spitzenabschnitts 18 hin erstreckt. Der zweite Endbereich 32 bildet eine distale Spitze des Instruments 1. Der Schneidkopf 12 erstreckt sich zumindest teilweise durch die Durchbrechung 26, um einen Gewebekontakt zu ermöglichen.
In einem Beispiel ist die Antriebswelle 24 hohl und definiert ein entlang derselben verlaufendes langgestrecktes Lumen. Der Schneidkopf 22 ist ebenfalls hohl und ist angrenzend an das Lumen der Antriebswelle 24 angeordnet. Bei der Verwendung kann durch den Schneidkopf 22 entferntes Gewebematerial durch den Schneidkopf 22 hindurch und entlang dem Lumen der hohlen Antriebswelle 24 im Hinblick auf dessen Entfernung aus der Eingriffsstelle herausbefördert werden.
3 und 4 veranschaulichen jeweils beispielhafte Bauformen des Endbereichs 8 eines die Erfindung verkörpernden Instruments. 5 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht des Endabschnitts 8. Der Spitzenabschnitt 18 trägt an dessen Außenbereich 35 eine elektrisch leitende Elektrode 34. Diese Lage der Elektrode 34 erlaubt einen guten Kontakt mit dem zu behandelnden Gewebe. Bei der Verwendung werden der Elektrode 34 elektrische Hochfrequenzsignale zugeführt, um für das Instrument 1 eine Koagulations- und/oder Ablationsfunktion bereitzustellen. Die Hochfrequenzsignale werden von einem HF-Generator bereitgestellt und im Hinblick auf solche Koagulations- und/oder Ablationsfunktionen gemäß bekannter Praxis der Elektrode 34 über eine in dem Rumpf 2 des Instruments 1 befindliche Steuerschaltung zugeführt. Von einer detaillierten Beschreibung solcher Funktionen wird hier der Kürze halber abgesehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht der Spitzenabschnitt 18 aus einem elektrisch nicht leitfähigen (elektrisch isolierenden) Keramikmaterial, wie beispielsweise einem Aluminiumoxid, einem Zirkonoxid, einem Carbid oder einem Nitrid. Ein elektrisch nicht leitfähiges Material dient dazu, die Elektrode 34 von dem metallenen, elektrisch leitfähigen, langgestreckten Schaft 4 zu isolieren, wodurch die Bereitstellung der durch die Elektroden 34 und 36 geschaffenen Hochfrequenz-Koagulations- und -ablationsfunktion ermöglicht wird. Dadurch bedingt, dass der Spitzenabschnitt 18 aus einem elektrisch isolierenden Keramikmaterial gefertigt ist, können der Elektrode energiereichere Hochfrequenzsignale zugeführt werden. Demgemäß lässt sich die Koagulations- und/oder Ablationsleistung im Vergleich mit der einfachen Bereitstellung einer dünnen Isolierschicht zwischen der Elektrode 34 und dem Spitzenabschnitt 18 verbessern. Die Verwendung energiereicherer Hochfrequenzsignale ermöglicht einen höheren Koagulations- und/oder Ablationswirkungsg rad.
Das gezeigte Beispiel stellt eine monopolare Vorrichtung bereit, wobei die Elektrode 35 eine Aktivelektrode darstellt und eine elektrische Rückleitung über den Körper des Patienten erfolgt. Es ist leicht festzustellen, dass die Elektrode 35 auch durch ein Paar von Elektroden bereitgestellt sein kann, so dass es sich um eine bipolare Vorrichtung handelt, die über eine Aktivelektrode und eine Gegenelektrode verfügt. Bei einem solchen Beispiel sind derlei Mehrfachelektroden elektrisch voneinander isoliert. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst mehr als zwei Elektroden, beispielsweise drei oder mehr Elektroden. Eine solche Mehrzahl von Elektroden kann in angemessener Weise gesteuert werden. Bei einem Beispiel mit drei Elektroden können etwa zwei Gegenelektroden und nur eine Aktivelektrode vorgesehen sein, oder umgekehrt.
Der Spitzenabschnitt 18 definiert eine feststehende Shaver-Klinge 40 in einem distalen Randbereich der durch die Oberfläche 28 hindurch verlaufenden Durchbrechung 26. Diese feststehende Shaver-Klinge 40 wird von dem Chirurgen dazu verwendet, Gewebe manuell zu entfemen, wobei dieses manchmal gebrochen und durch den Messerkopf 12 entfernt werden muss. Die feststehende Shaver-Klinge 40 ist von dem distalen Ende des Spitzenabschnitts 18 aus derart zu dem langgestreckten Schaft 4 hin ausgerichtet, dass ein Schneidvorgang dadurch erfolgt, dass der Bediener das Instrument 1 in Richtung zu sich zieht. Die Fertigung des Spitzenabschnitts 18 aus einem Keramikmaterial dient dazu, zu gewährleisten, dass die feststehende Shaver-Klinge 40 dauerhafter ist (von der Kantenperspektive), als wenn sie durch ein Metallmaterial bereitgestellt würde.
6 veranschaulicht eine schematische, vereinfachte Seitenansicht des Endbereichs 8. Wie zuvor erläutert, weist der Spitzenabschnitt 18 einen ersten Endbereich 30 auf, der sich von dem Schaft 4 erstreckt. Der Spitzenabschnitt 18 definiert eine feststehende Shaver-Klinge 40. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Shaver-Klinge durch eine Innenkante des Keramik-Spitzenabschnitts 18 definiert.
7A, 7B und 7C zeigen jeweils longitudinale Querschnitte entlang den Schnittlinien A-A, B-B und C-C und veranschaulichen, wie sich der Oberflächenwinkel entlang der Länge des Spitzenabschnitts 18 verändert, so dass der Schnittkantenwinkel a der feststehenden Shaver-Klinge entlang dieser Länge im Wesentlichen konstant bleibt.
Die feststehende Shaver-Klinge 40 weist eine Schneidkante mit einem spitzen Schneidwinkel a auf, welcher je nach den an das Instrument gestellten Anforderungen beispielsweise in dem Bereich von 5° bis 40° liegt. Diese schärfere, feststehende Shaver-Klinge 40 ermöglicht eine Verringerung der Schneidgeschwindigkeit, des Drehmoments und der Leistungsanforderung des Messerkopfs 12, was wiederum bewirkt, dass eine kleinere Antriebseinheit in dem Rumpf 2 des Instruments 1 bereitgestellt werden kann. Diese Größenreduktion ermöglicht es wiederum, das Instrument als solches kleiner zu bauen, so dass dieses als einstückiges Instrument bereitgestellt sein kann.

Claims

Chirurgisches Schneidinstrument umfassend: einen Rumpf oder Grundkörper; einen langgestreckten Hohlschaft, der sich von dem Grundkörper erstreckt, wobei der Schaft ein langgestrecktes, offenes Innenvolumen definiert, das sich von einem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich des Schafts erstreckt; einen Spitzenabschnitt, der sich von dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts erstreckt, wobei der Spitzenabschnitt einen elektrisch isolierenden Keramikkörper aufweist, der einen darin ausgebildeten Spitzenhohlraum definiert, wobei der elektrisch isolierende Keramikkörper eine Außenfläche aufweist, die eine darin ausgebildete und in den Spitzenhohlraum hinein führende Durchbrechung definiert, so dass der Spitzenhohlraum offen ist; eine Antriebswelle, die sich durch das offene Innenvolumen des langgestreckten Schafts von dem Grundkörper zu dem distalen Endbereich des langgestreckten Schafts hin erstreckt; und einen Messerkopf, der an der Antriebswelle angebracht ist und sich in dem Spitzenhohlraum des Spitzenabschnitts befindet, wobei sich der Messerkopf zumindest zum Teil durch die Durchbrechung hindurch aus dem Spitzenabschnitt heraus erstreckt, wobei eine Außenfläche des elektrisch isolierenden Keramikkörpers auf zumindest einem Teil dieser Außenfläche eine elektrisch leitende Elektrode umfasst.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 1, wobei die Elektrode eine Mehrzahl von elektrisch unabhängigen Elektroden umfasst.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebswelle ein entlang derselben verlaufendes langgestrecktes Lumen definiert.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Durchbrechung des Spitzenabschnitts durch eine Innenkante definiert ist und ein Abschnitt der Innenkante eine feststehende Shaver-Klinge für das Instrument definiert.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 3, wobei die Shaver-Klinge im Wesentlichen einen Schneidwinkel in einem Bereich von 5° bis 40° aufweist.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Shaver-Klinge einen Schneidwinkel aufweist, welcher entlang der Innenkante im Wesentlichen konstant verläuft.
Chirurgisches Schneidinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner Antriebsmittel umfasst, die sich in dem Grundkörper befinden, um den Messerkopf über die Antriebswelle anzutreiben.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 7, wobei das Antriebsmittel dazu dient, die Antriebswelle in Oszillation zu versetzen.
Chirurgisches Schneidinstrument nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Antriebsmittel dazu dient, die Antriebswelle in Rotation zu versetzen.
Chirurgisches Schneidinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die sich in dem Grundkörper befindet, um den Antrieb des Messerkopfs zu steuern.
Chirurgisches Schneidinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die sich in dem Grundkörper befindet, um elektrische Hochfrequenzsignale an die oder an jede Elektrode bereitzustellen.