DE102021110392B3 - Verfahren zur Verschleissermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument - Google Patents

Abstract

Bei jedem chirurgischen Eingriff besteht die Möglichkeit von Komplikationen. So können in sehr seltenen Fällen die eingesetzten Werkzeuge bedingt durch Verschleißerscheinungen brechen oder einen sonstigen mechanischen Schaden erfahren. Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Verschleißermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument, durch welches der Verschleiß des Werkzeugs auf eine zuverlässige Art und Weise ermittelbar ist. Das wird dadurch erreicht, dass mit einer Optik (15) des chirurgischen Hochfrequenzinstrumentes mindestens ein Bild eines Werkzeugs des Instrumentes aufgenommen und dieses mindestens eine Bild hinsichtlich eines Verschleißes analysiert wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verschleißermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument gemäß dem Anspruch 1.
• Chirurgische Hochfrequenzinstrumente wie das hier beispielhaft beschriebene Resektoskop werden in der Medizin für die Behandlung von Körpergewebe und im Besonderen zum Entfernen oder Manipulieren dieses Gewebes verwendet. Dabei stellen typische Anwendungen solche in der Urologie oder in der Gynäkologie dar, wie beispielsweise die Prostataresektion oder die Behandlung der Blase oder der Gebärmutter. Weitere Informationen zu gattungsgemäßen Instrumenten und zu entsprechenden Anwendungen werden beispielsweise in DE 10 2014 003 382 A1 offenbart.
• Bei einem zum Einsatz kommenden Werkzeug bzw. Hochfrequenzwerkzeug kann es sich um eine Elektrode bzw. eine Hochfrequenz-Elektrode (HF-Elektrode) handeln, die an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossen wird, wobei der Generator mit einem Schalter von einem Operateur aktiviert und deaktiviert werden kann. Der hochfrequente Strom führt dazu, dass sich an der Elektrode ein Plasma bildet. HF-Elektroden eignen sich aufgrund ihrer Plasmabeständigkeit, d.h. ihres Widerstandes gegen Plasmaerosion, besonders gut für die Behandlung von Gewebe.
• Bei aktivem Instrument schneidet eine an der HF-Schneidelektrode angeordnete Schneidschlinge sehr leicht und fast ohne Widerstand durch das zu entfernende Körpergewebe. Zum Schneiden des Gewebes wird ein Elektrodenträger des Resektoskopes mit dem Hochfrequenzwerkzeug bzw. der Schneidelektrode axial zum Resektoskop vor oder zurück bewegt. Somit wirken auf das Werkzeug bzw. auf die Schneidschlinge im Wesentlichen Kräfte parallel zur Achsrichtung des Resektoskopes.
• Neben dem Schneiden von Körpergewebe kann das Gewebe auch noch andersartig manipuliert werden. Dazu ist es vorgesehen, dass verschiedene Werkzeuge bzw. verschiedene Elektroden für die Behandlung eingesetzt werden.
• Die Elektrode ist über ein Elektrodeninstrument mit einem Transporteur bzw. einem Arbeitselement des Resektoskopes lösbar verrastet. Während der Behandlung des Körpergewebes wird das Elektrodeninstrument mit der Elektrode entlang einer Längsrichtung des Resektoskopes bewegt. Je nachdem, ob es sich bei dem Resektoskop um ein aktives oder passives Resektoskop handelt, ist das Arbeitselement mit einer Druckfeder bzw. einer Zugfeder mit dem übrigen Transporteur verbunden. Für eine gezielte Manipulation des Körpergewebes weist das Instrument außerdem eine Optik auf. Dabei kann sich von einem proximalen Ende bis zu einem distalen Ende des Instrumentes ein Stablinsensystem oder ein Lichtleiter erstrecken, durch die es dem Operateur ermöglicht wird, den Bereich um das Werkzeug herum zu beobachten. An dem proximalen Ende des Instrumentes kann sich dafür ein Okular oder eine digitale Kamera bzw. Videokamera befinden, mit der hochauflösende Aufnahmen bzw. Bilder von dem zu operierenden Bereich samt des Werkzeugs erstellt werden können. Die Bilder werden während der Behandlung auf einem Monitor dargestellt und können von einer entsprechenden Steuereinheit gespeichert und analysiert werden.
• Wie bei jedem chirurgischen Eingriff besteht auch bei den vorgenannten Behandlungen, wie beispielsweise bei der transurethralen Resektion der Prostata, die Möglichkeit von Komplikationen. Diese können in Spätkomplikationen, postoperative und intraoperative Komplikationen unterteilt werden. So können in sehr seltenen Fälle die eingesetzten Werkzeuge bedingt durch Verschleißerscheinungen brechen oder einen sonstigen mechanischen Schaden erfahren. Insbesondere der erosionsbedingte Verschleiß des Werkzeugs bzw. der Resektionselektrode und die damit verbundenen Risiken wie ein Bruch der Elektrode oder das Verbleiben von Fremdkörpern im Patienten sind den physikalischen und chemischen Prozessen geschuldet, die bei der beschriebenen Behandlungsmethode auftreten können. Eine Beurteilung des Zustandes des Werkzeugs bzw. der Elektrode kann zum heutigen Stand nur visuell durch den Operateur erfolgen. Dazu sind allerdings eine gewisse Erfahrung mit der Operationstechnik und eine Beurteilung der individuellen Gegebenheiten während der Behandlung notwendig. Wenn der Operateur nicht in der Lage ist, den Zustand sowie die Situation richtig beurteilen zu können, kann die Behandlung nicht zuverlässig durchgeführt werden, wodurch es zu einem mechanischen Schaden des Werkzeugs und einem Verbleib von Fremdkörpern im Patienten kommen kann.
• Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verschleißermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument zu schaffen, durch welches der Verschleiß des Werkzeugs auf eine zuverlässige Art und Weise ermittelbar ist.
• Ein Verfahren zur Verschleißermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument zur Lösung der zuvor genannten Aufgaben weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass mit einer Optik des chirurgischen Hochfrequenzinstrumentes, bei dem es sich vorzugsweise um ein optisches Endoskop oder ein Resektoskop handeln kann, mindestens ein Bild eines Werkzeugs des Instrumentes aufgenommen und dieses mindestens eine Bild hinsichtlich eines Verschleißes analysiert wird. Durch die Verwendung der instrumenteigenen Optik lässt sich auf eine besonders einfache Art und Weise ein Bild des Werkzeugs aufnehmen. Durch die Verwendung einer elektronischen bzw. digitalen Aufnahmetechnik lässt sich das mindestens eine Bild speichern und für eine genaue Auswertung der Verschleißerscheinungen auf eine besonders genaue und zuverlässige Art und Weise analysieren. Durch dieses Verfahren lassen sich objektive Maßstäbe festlegen, mithilfe derer, unabhängig von der subjektiven Wahrnehmung eines Operateurs, der Zustand des Werkzeugs bzw. der Elektrode, beschreibbar wird.
• Vorzugsweise sieht es die Erfindung vor, dass mehrere Bilder bzw. Aufnahmen von dem Werkzeug in einem definierten Zeitintervall aufgenommen werden und die zeitliche Veränderung des, insbesondere mechanischen, Verschleißes analysiert wird. So lässt sich beispielsweise durch eine Reihe von Bildern, die in einem Abstand von z.B. 1 Sekunde, bevorzugt in zeitlichen Abständen, zu denen das Werkzeug nicht aktiviert ist, aufgenommen wurden, die Entwicklung von Verschleißerscheinungen über die Dauer der Behandlung ermitteln und auswerten. Durch eine derartige Bilderreihe erhält der Operateur eindeutige Informationen über den Zustand des Werkzeugs. Letztendlich bietet insbesondere die Analyse der zeitlichen Veränderung der Erosionserscheinungen aussagekräftige Informationen bezüglich des Zustandes des Werkzeugs.
• Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass für den Verschleiß an dem Werkzeug mindestens ein Schwellenwert definiert wird, durch den der Verschleiß quantifiziert werden kann. Beim Erreichen des vordefinierten Schwellenwertes wird ein Signal erzeugt, bei dem es sich vorzugsweise um eine Warnung handelt. Durch dieses Signal wird der Operateur darauf hingewiesen, dass der Verschleiß des Werkzeugs zu einem kritischen Zustand geführt hat und ein Defekt des Werkzeugs und somit eine potentielle Gefahr des Patienten bevorsteht. Bevorzugt wird der Schwellenwert so gesetzt, dass jegliche Gefahr eines mechanischen Defekts des Werkzeugs, wie beispielsweise der Bruch einer Elektrode, ausgeschlossen werden kann. Bedarfsabhängig kann es auch vorgesehen sein, dass mehrere Schwellenwerte festgelegt werden, bei denen unterschiedliche Warnsignale erzeugt werden. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Erosionserscheinungen sehr stark sind, kann der Operateur so rechtzeitig auf den Verschleiß hingewiesen werden und dementsprechend auch die weitere Operation planen. Sobald ein entsprechendes Signal von der Steuereinheit erzeugt wurde, sollte der Operateur das Werkzeug austauschen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann es vorsehen, dass die Steuereinheit nach erzeugtem Warnsignal die Energiezufuhr für das Werkzeug unterbricht, sodass eine Fortführung der Behandlung ausgeschlossen ist.
• Bevorzugt ist es weiter vorgesehen, dass eine Anzahl und/oder eine Form bzw. eine Größe von Oberflächenstrukturen, insbesondere Kratern, die sich während der Verwendung des Instrumentes auf dem Werkzeug bilden, ermittelt wird. Diese Erosionserscheinungen können auch als mikroskopische Verschleißerscheinungen bezeichnet werden. Weiter kann es vorgesehen sein, dass ortsabhängig ein Durchmesser, eine Dicke oder eine Länge, allgemein ein geometrischer Parameter, des Werkzeugs ermittelt wird. Die Veränderungen der vorgenannten Eigenschaften des Werkzeugs können auch als makroskopische Verschleißerscheinungen bezeichnet werden. Sofern es sich bei dem hier beschriebenen Werkzeug des chirurgischen Instrumentes um eine Elektrode bzw. eine Resektionselektrode eines Resektoskopes, insbesondere eines bipolaren Resektoskopes, handelt, bildet sich während der Behandlung ein Plasma um die Resektionselektrode bzw. Schneidschlinge. Dieses Plasma führt zu erosionsbedingten Verschleißerscheinungen an der Elektrode. Je nach Stärke des Plasmas und Aktivierungsdauer bilden sich die mikroskopischen und makroskopischen Verschleißerscheinungen der Elektrode unterschiedlich schnell bzw. unterschiedlich stark aus.. Während bei einer geringen Aktivierungszeit des Plasmas sowie einer mittleren Plasmaaktivität lediglich mikroskopische Verschleißerscheinungen auftreten, entwickeln sich diese mit zunehmender Aktivierungszeit zu makroskopischen Verschleißerscheinungen. Diese makroskopischen Verschleißerscheinungen, bei denen es sich in den meisten Fällen um eine ortsabhängige Verringerung des Durchmessers der Elektrode handelt, führen mittelfristig zu einem gravierenden mechanischen Defekt bzw. zu einem Bruch der Elektrode. Durch die regelmäßige, taktweise oder wiederholte Aufnahme von Bildern der Elektrode lässt sich diese Entwicklung dokumentieren bzw. analysieren. Durch die Beobachtung bzw. automatisierte Analyse dieser mikroskopischen sowie makroskopischen Verschleißerscheinungen lässt sich der Zustand des Werkzeugs auf eine objektive und somit zuverlässige Art und Weise quantifizieren.
• Die mikroskopischen Verschleißerscheinungen werden von dem elektronischen Kamerasystem über die Optik aufgenommen. Diese Aufnahmen werden daraufhin durch eine entsprechende Analysesoftware ausgewertet. Für die Bestimmung der makroskopischen Verschleißerscheinungen, insbesondere des Durchmessers der Elektrode, wird zunächst von dem Kammersystem bzw. durch die Optik ein Querschnitt des Werkzeugs aufgenommen. Dieser Querschnitt wird sodann in der weiteren Bildanalyse maskiert. In einem nächsten Schritt wird das aufgenommene Bild in ein Binärbild durch Anwendung einer Kantendetektion umgewandelt. Durch diese Umwandlung kann die Auswertung des Durchmessers der Elektrode besonders genau analysiert werden. So lassen sich beispielsweise der geringste Durchmesser und/oder die geringste Dicke des Werkzeugs bestimmen. Diese Analyse kann sowohl während der Anwendung als auch in Anwendungspausen erfolgen. Besonders zuverlässig lässt sich der Durchmesser bei ausgeschalteter HF-Spannung bestimmen.
• Sowohl die Anzahl und/oder die Form bzw. die Größe der Oberflächenstrukturen als auch eine geometrische Größe, insbesondere der Durchmesser, die Dicke oder die Länge, des Werkzeugs lassen sich rein automatisiert anhand der aufgenommenen Bilder ermitteln. Um die Form bzw. die Tiefe der Krater, aber auch die geometrischen Kennwerte des Werkzeugs, bestimmen zu können, kann es vorgesehen sein, dass der Fokus der Optik geringfügig nachgestellt wird, sofern die Schärfentiefe nicht ausreichend ist, um dem erosionsbedingten Materialabtrag Rechnung zu tragen. Die Auswertung bzw. Analyse der Verschleißerscheinungen können sowohl an unterschiedlichen Positionen als auch an der stets gleichen Position auf dem Werkzeug durchgeführt werden. Da sich gezeigt hat, dass die Stärke des Verschleißes über die Länge bzw. Breite des Werkzeugs variieren kann, ist es vorgesehen, sämtliche Bereiche des Werkzeugs in einer zeitlichen Abfolge zu beobachten und zu analysieren.
• Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das hier beschriebene Verfahren nicht auf die Verwendung einer Resektionselektrode eines Resektoskopes eingeschränkt ist.
• Vielmehr ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar auf jegliches chirurgisches Handinstrument mit einer Optik und einem verschleißanfälligen Werkzeug.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Elektrodeninstrument wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Resektoskopes,
• 2 eine schematische Darstellung einer Resektionselektrode und einer Optik,
• 3 Darstellung einer zeitlichen Veränderung der mikroskopischen Verschleißerscheinungen,
• 4 eine schematische Darstellung der Resektionselektrode, und
• 5 Darstellung einer zeitlichen Veränderung der makroskopischen Verschleißerscheinungen an der Resektionselektrode gemäß 3.
• In der 1 ist beispielhaft für ein chirurgisches Handgerät ein Resektoskop 10 dargestellt. Dieses Resektoskop 10 besteht im Wesentlichen aus einem Transporteur 11, einer Griffeinheit 12 und einem Schaft 13, der zur Behandlung eines Patienten in eine entsprechende Körperöffnung zu führen ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich der Schaft 13 zusammen aus einem äußeren Schaftrohr 14, einer Optik 15, die innerhalb eines Innenrohres 16 gelagert ist, und einem Elektrodeninstrument 17, das außerhalb des Innenrohres 16 gelagert ist. Die Optik 15 besteht aus einem langen Rohr, in welchem Linsen oder Lichtleiter angeordnet sein können, um durch eine proximal an dem Schaft 13 angeordnete Kamera 18 den Bereich der Behandlung am distalen Ende des Schaftes 13 zu beobachten. Die in der 1 stark schematisiert dargestellte Kamera 18 kann auch an einer anderen Position z.B. über einen Videochip installiert sein. Es ist auch denkbar, dass die Optik 15 über einen weiteren nicht dargestellten Lichtleiter mit einer ebenfalls nicht dargestellten Kamera verbunden ist. Die Kamera 18 ist des Weiteren gekoppelt mit einem Monitor und/oder einer Steuereinheit. Über diese Steuereinheit lassen sich die durch die Optik 15 bzw. durch die Kamera 18 aufgenommenen Bilder abspeichern und durch eine entsprechende Bildbearbeitung weiter analysieren. Für eine detailliertere Beschreibung eines Resektoskopes wird auf den bekannten Stand der Technik verwiesen. Dadurch, dass die Optik 15 derart ausgerichtet ist, dass der zu operierende Bereich einsehbar ist, befindet sich auch die Elektrode 19 im Blickfeld der Optik 15. Die Anordnung der Optik 15 relativ zu der Elektrode 19 ist stark schematisiert in der 2 dargestellt.
• Das Elektrodeninstrument 17 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer Elektrode 19 bzw. einer Resektionselektrode und mindestens einem innenliegenden elektrischen Leiter 20, der gegen die Elektrodenträger isoliert ist. Der mindestens eine elektrische Leiter 20 versorgt die Elektrode 19 zum einen mit einem hochfrequenten Strom und zum anderen dient der Leiter 20 sowie ggf. ein weiteres Element als Halterung der Elektrode 19 an dem Elektrodeninstrument 17. Der elektrische Leiter 20 führt von dem distalen Ende des Resektoskopes 10 durch den Schaft 14 und ist über weitere Leitungen mit einem nicht dargestellten Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung der hochfrequenten elektromagnetischen Energie verbunden.
• Mittels der Elektrode 19 lässt sich beispielsweise Gewebe manipulieren. Dazu kann die Elektrode 19 entweder als monopolare oder bipolare Elektrode 19 ausgebildet sein. Im Fall einer bipolaren Elektrode 19 ist diese mit zwei elektrischen Leitern 20 verbunden, wobei der Rückleiter im Instrument integriert und von der Elektrode 19 elektrische isoliert ist. In dem Ausführungsbeispiel einer monopolaren Elektrode ist die Elektrode 19 nur mit einem elektrischen Leiter 20 verbunden. Eine weitere Neutralelektrode wird an dem Patienten angebracht, oder ist in das Resektoskop integriert (Schaft, Transporteur, Optik; wenn alle Komponenten auf einem elektrischen Potential sind, führt dies aufgrund der großen Fläche zu einer geringen Stromdichte). Durch Beaufschlagung der Elektrode 19 mit elektrischer Energie wird in der bipolaren Applikation ein Plasma an der Elektrode 19 erzeugt, mittels welchem durch entsprechende Bewegung des Elektrodeninstruments 17 Gewebe manipuliert wird, in monopolarer Applikation erfolgt dieser Effekte durch hochenergetische Spannungsdurchbrüche..
• Die Elektrode 19, die in der Regel aus einer Edelmetalllegierung oder einem hochschmelzenden Metall oder einer Metalllegierung, vorzugsweise aus Platin-Iridium, angefertigt ist, zeigt nach einer gewissen Anwendungsdauer deutliche Verschleißerscheinungen. Diese Verschleißerscheinungen sind zurückzuführen auf die Wechselwirkung zwischen dem Plasma und dem Elektrodenmaterial und gegebenenfalls der direkten Umgebung der Elektrode 19. Im Extremfall können die Verschleißerscheinungen dazu führen, dass die als Schneidschlinge ausgebildete Elektrode 19 bricht bzw. wenigstens einen gravierenden mechanischen Defekt aufweist. Dies kann erhebliche gesundheitliche Folgen für den Patienten haben. Die bisherige Vorgehensweise, dass die Elektrode 19 in regelmäßigen Abständen von dem Operateur durch einen erfahrenen Blick kontrolliert wird, hat sich als sehr unzuverlässig und nicht reproduzierbar erwiesen. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, mit dem die Verschleißerscheinungen auf der Oberfläche der Elektrode 19 durch die Optik 15 erfassbar und quantifizierbar ist. Durch diese Quantifizierung lassen sich Schwellenwerte definieren, bei deren Erreichen ein Warnsignal erzeugt wird bzw. die Energieversorgung der Elektrode 19 durch den Generator automatisch unterbrochen wird.
• Bei den erosionsbedingten Verschleißerscheinungen kann es sich um mikroskopische sowie makroskopische Veränderungen der Oberflächenstruktur bzw. Form der Elektrode 19 handeln. Während sich zunächst nach Beginn der Anwendung bzw. bei aktiviertem Plasma lediglich mikroskopische Veränderungen auf der Oberfläche ausbilden, ist mit zunehmender Zeit eine messbare ortsabhängige Veränderung des Durchmessers der Elektrode 19 festzustellen. Die mikroskopischen, z.B. kraterartigen Erosionserscheinungen sind mittels der Optik wahrnehmbar und messbar. In der 3 ist eine schematische sowie idealisierte Darstellung der zu analysierenden Oberflächenstrukturänderungen der Elektrode 19 bei verschiedenen Aktivitätsdauern t_A dargestellt. Diese schematische Darstellung ist vergleichbar mit dem tatsächlich festgestellten zeitlichen Verlauf der Kraterbildung. Während zum Zeitpunkt t_A0 noch keine Änderungen in der Oberflächenstruktur (Anzahl der Krater n₀=0) feststellbar ist, nimmt die Anzahl n mit fortschreitender Zeit t_A zu. Ab einer bestimmten Zeit erreicht die Anzahl der Krater ein Plateau und ändert sich nicht mehr wesentlich. Ab diesem Zeitpunkt ist eine deutliche Veränderung des Durchmessers der Elektrode 19 feststellbar.

  
• In der Tabelle sind für Aktivitätsdauern von 1 Sekunde, 2 Sekunden, 4 Sekunden und 20 Sekunden gegen die Anzahl der an einer Elektrode 19 gezählten Krater aufgeführt. Aus der Tabelle geht sehr deutlich hervor, dass die Anzahl der Krater während der ersten Sekunden der Plasmaaktivität zunimmt. Interessanterweise ist der Wert für die Anzahl der Krater nach 20 Sekunden geringer, als wie nach 4 Sekunden. Dies liegt daran, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt die Anzahl der Krater aufgrund der begrenzten Oberfläche der Elektrode 19 nicht mehr zunehmen kann. Vielmehr gehen die einzelnen Krater durch Vergrößerung ihrer Durchmesser ineinander über. Dieser Prozess führt langfristig auch dazu, dass der Durchmesser der Elektrode 19 signifikant abnimmt. Die weiteren Spalten der Tabelle geben weiteren Aufschluss über die Veränderung der Oberfläche der Elektrode 19 während der Aktivitätszeit des Plasmas. Diese mikroskopischen Effekte lassen sich direkt von der Optik 15 beobachten und können als Indikatoren dafür verwendet werden, dass der Verschleiß des Werkzeugs bzw. der Elektrode 19 mit der Zeit voranschreitet.
• Neben dieser Ermittlung der mikroskopischen Verschleißerscheinungen werden an der Elektrode 19 auch die makroskopischen Verschleißerscheinungen von der Optik 15 aufgenommen und durch die Steuereinheit analysiert. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird die Veränderung des Durchmessers d des Schlingendrahtes bzw. der Elektrode 19 zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen. Um eine quantitative Aussage über den Verschleiß des Drahtes bzw. der Elektrode 19 während der Aktivitätszeit des Plasmas treffen zu können, wird zunächst der Winkel θ definiert. Wie in der 4 dargestellt, beschreibt θ den Winkel 23 zwischen einer Senkrechten 21, die die Elektrode 19 durchsetzt, zu einem Pfeil 22. In der darauffolgenden 5 sind für verschiedene Winkel θ die Durchmesser der Elektrode 19 zu verschiedenen Aktivitätszeiten aufgetragen. Die Reihenfolge der in der rechten Hälfte der 5 dargestellten Zeiten entspricht der Reihenfolge der dargestellten Grafen (gelesen von oben nach unten). Demnach beträgt der Durchmesser d der Elektrode bei t₀ (willkürliche Einheiten) über den gesamten Winkelbereich von 180° ca. 300 µm. Erst nach etwa t₂, nachdem die ersten mikroskopischen Verschleißerscheinungen festzustellen sind, ist eine signifikante Abnahme des Durchmessers der Elektrode 19 feststellbar. Nach t₅ kommt es zu einem Bruch der Elektrode bei einem Winkel von ca. 10°. Weitere Messungen an anderen Elektroden haben ergeben, dass der Verschleiß bzw. der Bruch der Elektrode 19 an verschiedenen Winkelpositionen eintreten kann.
• Zwischen den genannten Zeiten erfolgt eine kontinuierliche Abnahme des Durchmessers d der Elektrode 19. Die Ermittlung des Durchmessers der Elektrode 19 eignet sich besonders gut als quantitativer Maßstab für die Beurteilung des Verschleißes der Elektrode 19. Bei dem in der 5 aufgeführten Messdaten wurde ein zeitlicher Schwellenwert T_SW festgelegt. Nach dieser Zeit ist der Durchmesser der Elektrode 19 um ca. ein Drittel geschrumpft. Dieser Wert reicht gerade noch aus, um der mechanischen Belastung während der Behandlung Stand zu halten. Bei einer weiteren Reduzierung des Durchmessers ist allein aufgrund der mechanischen Belastung mit einem mechanischen Defekt zu rechnen. Da dies zu vermeiden gilt, wird bei diesem Schwellenwert erfindungsgemäß ein Signal erzeugt. Dieses Signal kann sowohl optisch, akustisch sowie haptisch erfolgen, sodass der Operateur unabhängig von den Umgebungsbedingungen auf das Erreichen des Schwellenwertes aufmerksam gemacht wird. Es kann weiter vorgesehen sein, dass bei einer Fortsetzung der Behandlung die Energieversorgung der Elektrode 19 durch den Generator automatisch unterbrochen wird, um das Risiko einer Verletzung des Patienten zu unterbinden.
• Die Aufnahmen zur Bestimmung der mikroskopischen und/oder der makroskopischen Verschleißerscheinungen können kontinuierlich, vor oder während der Operation durchgeführt werden oder jeweils während Aktivitätspausen der Elektrode 19. Es ist auch denkbar, dass der Operateur nach einem festzusetzenden Zeitintervall von beispielsweise 10 Sekunden darauf hingewiesen wird, die Behandlung kurz zu unterbrechen, damit die genannten Verschleißerscheinungen ermittelt werden können.
• Nach dem Erreichen des Schwellenwertes ist die Elektrode 19 zu wechseln. Es bietet sich an, vor der Wiederinbetriebnahme der Elektrode 19 durch die Optik 15 ein Referenzbild von der neuen Elektrode 19 zu erstellen, um den weiteren Erosionsprozess besser bewerten zu können.
• Bezugszeichenliste

10

Resektoskop

11

Transporteur

12

Griffeinheit

13

Schaft

14

äußeres Schaftrohr

15

Optik

16

Innenrohr

17

Elektrodeninstrument

18

Kamera

19

Elektrode

20

Leiter

21

Senkrechte

22

Pfeil

23

Winkel

Claims (12)

1. Verfahren zur Verschleißermittlung eines Werkzeugs für ein chirurgisches Hochfrequenzinstrument, vorzugsweise eines optischen Endoskops oder eines Resektoskops (10), mit einer Optik (15), die auf das Werkzeug gerichtet ist, wobei mit der Optik (15) mindestens ein Bild des Werkzeugs aufgenommen wird und dieses Bild hinsichtlich eines Verschleißes des Werkzeugs analysiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bilder von dem Werkzeug in einem definierten Zeitintervall aufgenommen werden und die zeitliche Veränderung des Verschleißes analysiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Verschleiß mindestens ein Schwellenwert definiert wird, durch den der Verschleiß quantifiziert wird und beim Erreichen des Schwellenwerts ein Signal, vorzugsweise eine Warnung, von einer Steuereinheit des Instrumentes erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geometrische Größe des Werkzeugs, vorzugsweise ein Durchmesser, eine Dicke oder eine Länge des Werkzeugs, ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl und/oder eine Form bzw. Größe von Oberflächenstrukturen, insbesondere Kratern, die sich während der Verwendung des Instrumentes auf dem Werkzeug bilden, ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der geometrischen Größe des Werkzeugs a) ein Querschnitt des Werkzeugs aufgenommen wird, b) der Querschnitt maskiert wird, c) das aufgenommene Bild in ein Binärbild durch Anwendung einer Kantendetektion umgewandelt wird, d) eine Auswertung eines Durchmessers und/oder einer Dicke des Werkzeugs durchgeführt wird, e) ein geringster Durchmesser und/oder eine geringste Dicke des Werkzeugs bestimmt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl und/oder die Form bzw. die Größe der Oberflächenstrukturen und/oder eine geometrische Größe, insbesondere der Durchmesser, die Dicke oder die Länge, des Werkzeugs teilautomatisiert, automatisiert oder manuell anhand der aufgenommenen Bilder ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwellenwert die Anzahl und/oder die Form bzw. die Größe der Oberflächenstrukturen und/oder eine geometrische Größe, insbesondere der Durchmesser, die Dicke oder die Länge, des Werkzeugs festgelegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder von dem Werkzeug während einer Operation, insbesondere nach einer Aktivierung des Werkzeugs, aufgenommen werden, wobei die Optik (15) immer auf die gleiche Position auf dem Werkzeug fokussiert wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder von einer digitalen Kamera (19) oder Videokamera unter Verwendung der Optik (15) des Instrumentes erstellt werden.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um eine Resektionselektrode (19) handelt mit einem Draht als Schneidschlinge aus einer Edelmetalllegierung oder einem hochschmelzenden Metall oder Metalllegierung, vorzugsweise aus Platin-Iridium.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem handchirurgischen Instrument um ein Resektoskop (10) handelt.

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