DE102022115164A1

DE102022115164A1 - Chirurgisches Werkzeug und elektrochirurgisches Handinstrument sowie Verfahren zur Erkennung eines chirurgischen Werkzeugs

Info

Publication number: DE102022115164A1
Application number: DE102022115164.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Mückner
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2022-06-16
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-12-21
Also published as: US20230404704A1; JP2023184493A; CN117243686A

Abstract

Die Erfindung schafft ein chirurgisches Werkzeug, das auf einfache und zugleich eindeutige Weise identifiziert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass ein chirurgisches Werkzeug ein elektrisches Leiterelement (22) mit einer werkzeugspezifischen elektronischen Signatur aufweist. Über diese werkzeugspezifische elektronische Signatur ist eine eindeutige Identifizierung des Werkzeugs möglich. Jedes chirurgische Werkzeug der beanspruchten Art verfügt somit über eine Signatur, mit der es eindeutig identifiziert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektrochirurgisches Handinstrument gemäß Anspruch 10 sowie ein Verfahren zur Erkennung eines chirurgischen Werkzeugs gemäß Anspruch 12.
Elektrochirurgische Handinstrumente, insbesondere Resektoskope, der hier beschriebenen Art dienen vorzugsweise der Behandlung im Bereich der Blase, insbesondere im Bereich der Prostata. Das Einsatzgebiet dieser Instrumente ist jedoch nicht auf diese Bereiche eingeschränkt, sondern umfasst vielmehr auch die Behandlung anderer Organe, die vorzugsweise im menschlichen Unterleib angeordnet sind.
Zur Behandlung der erkrankten Organe weisen die Handinstrumente bzw. Resektoskope üblicherweise einen langgestreckten Schaft auf, der in den Körper des Patienten hineingeführt wird. An ein distales Ende des Schaftes können unterschiedliche chirurgische Werkzeuge gekoppelt werden. So weist beispielsweise ein Resektoskop für die Hochfrequenzchirurgie eine mit hochfrequentem Wechselstrom beaufschlagbare Elektrode auf. Diese Elektrode wird für Operation an einem distalen Ende eines schaftartigen Elektrodenträgers befestigt. Chirurgischen Elektroden der hier beschriebenen Art können beispielsweise die Form einer Schlinge, eines Balls, einer Halbkugel oder dergleichen aufweisen. Über einen elektrischen Leiter an einem proximalen Ende der Elektrode bzw. des Schaftes des Resektoskops ist die Elektrode über einen entsprechenden Elektrodenkontakt mit einer Hochfrequenzquelle bzw. einem HF-Generator kontaktierbar.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Transporteure für den Einsatz an monopolaren oder bipolaren Resektoskopen bekannt. Möglicherweise werden bei bipolaren Resektoskopen beide Pole des Hochfrequenzgenerators an das Resektoskop bzw. an den Transporteur angeschlossen. Neben der den Hochfrequenzstrom übertragenden HF-Leitung bzw. HF-Elektrode oder Aktivelektrode ist am Resektoskop ein Neutralleiter bzw. ein Nullleiter oder eine Rückelektrode oder ein Rückleiter vorgesehen, die den abfließenden Strom nach der Einleitung in das zu behandelnde Gewebe in die Hochfrequenzquelle zurückführt bzw. ableitet. Die elektrische Kontaktierung der Aktivelektrode und der Neutralelektrode kann durch zwei separate Kabel erfolgen, oder alternativ durch ein Y-Kabel bzw. durch eine zweiendige Kabelpeitsche, die mit dem HF-Generator verbindbar ist oder durch ein zweiadriges Kabel mit beiden Kontakten an einem Stecker.
Die Werkzeuge für die Hochfrequenzchirurgie bzw. die Hochfrequenzwerkzeuge oder chirurgischen Werkzeuge, insbesondere die Elektrode, sind mit dem Transporteur bzw. an dem Schlitten koppelbar bzw. verrastbar. Oftmals handelt es sich bei den Elektroden um sogenannte Single-Use-Instrumente bzw. Einwegelektroden, die nach jeder Behandlung ausgetauscht werden müssen. Bisher werden derartige Elektroden mit einer Lotnummer gekennzeichnet, können dadurch jedoch nicht eindeutig identifiziert werden. Eine Werkzeugerkennung direkt an oder in der Elektrode, über die erkennbar ist, ob es sich bei der verwendeten Elektrode um eine mit dem Instrument kompatible Elektrode handelt bzw. um welche Art Elektrode es sich handelt, diese Elektrode bereits verwendet wurde ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Gerade eine eindeutige Identifikation der Elektrode kann sowohl für die Produktion des Werkzeugs als auch für die Anwendung sehr hilfreich sein. So könnte beispielsweise durch eine eindeutige Identifikation eines Werkzeugs eine unzulässige Mehrfachnutzung erkannt und vermieden werden. Mittel zur eindeutigen Identifikation von Gegenständen aus anderen Bereichen der Technik sind aufgrund der Anforderungen, die an medizinische Instrumente gestellt werden sowie aufgrund der Dimensionierung nicht anwendbar. So stellt beispielsweise ein Strichcode eine praktische Möglichkeit dar, Objekte eindeutig zu kennzeichnen und durch eine entsprechende Leseeinrichtung eindeutig zu identifizieren. Für die hier beschriebenen Werkzeuge gestaltet sich eine derartige Lösung als vollkommen ungeeignet. Neben dem eingeschränkten Platz auf dem Werkzeug würde sich auch das Auslesen eines miniaturisierten Strichcodes als technisch schwer umsetzbar erweisen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Werkzeug, ein elektrochirurgisches Handinstrument sowie ein Verfahren zur Erkennung eines chirurgischen Werkzeugs zu schaffen, mit dem sich chirurgische Werkzeuge auf eine einfache sowie eindeutige Art und Weise identifizieren lassen.
Ein chirurgisches Werkzeug zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass ein chirurgisches Werkzeug ein elektrisches Leiterelement mit einer werkzeugspezifischen elektronischen Signatur aufweist. Über diese werkzeugspezifische elektronische Signatur ist eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich. Jedes chirurgische Werkzeug der beanspruchten Art weist dadurch eine Signatur auf, mit der es eindeutig identifiziert werden kann. Da das chirurgische Werkzeug für das elektrochirurgische Handinstrument elektrisch kontaktierbar ist, lässt sich die Signatur, die durch das elektrische Leiterelement des Werkzeugs gegeben ist, auf eine einfache Art und Weise auslesen. Durch diese eindeutige Identifikation lässt sich nicht nur die Art, der Typ und das individuelle Werkzeug erkennen, sondern auch, ob dieses Werkzeug bereits verwendet wurde und gegebenenfalls aufbereitet wurde. Eine aus technischer Sicht unzulässige Mehrfachnutzung des Werkzeugs kann somit vermieden werden, wodurch sich auch die Sicherheit während der Operation für den Patienten erhöht.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das elektrische Leiterelement direkt an dem Werkzeug angeordnet ist und vorzugsweise in eine Außenwand integriert ist. Bekannte Werkzeuge der hier beschriebenen Art weisen mindestens bereichsweise einen Draht bzw. einen stabartigen Leiter auf. Es ist denkbar, dass auf der Außenwandung dieses Drahtes das elektrische Leiterelement angeordnet ist. Sofern das Werkzeug etwaige plättchenartige Formen oder ebene Flächen aufweist, kann das elektrische Leiterelement auch auf diesen angeordnet sein. Gleichermaßen ist es denkbar, dass das elektrische Leiterelement in das Werkzeug integriert ist; beispielsweise durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften bzw. Leitfähigkeiten oder Widerständen.
Insbesondere ist es denkbar, dass das elektrische Leiterelement in eine elektrische Leitung zur Versorgung des Werkzeugs mit elektrischer Energie integriert ist oder mit dieser Leitung in Kontakt steht. So ist es durchaus vorstellbar, dass der elektrische Leiter eine, insbesondere innere, Leitung aufweist, indem das beanspruchte elektrische Leiterelement integriert ist und eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs zulässt. Gleichermaßen ist es denkbar, dass das elektrische Leiterelement mit dem Leiter zur Versorgung des Werkzeugs, vorzugsweise der Versorgungsleitung, im elektrischen Kontakt steht. Dies gestaltet sich als besonders vorteilhaft, da das Werkzeug ohnehin mit elektrische Energie zu versorgen ist und mit einem HF-Generator in direkten Kontakt steht. Auch eine kontaktlose, d. h. kapazitive oder induktive, Kopplung des elektrischen Leiterelementes mit dem Versorgungsleiter ist denkbar. Die eindeutige Identifikation des Werkzeugs erfolgt in diesem Fall induktiv bzw. kapazitiv über die Versorgungsleitung bzw. das Kabel zu dem HF-Generator.
Vorzugsweise besteht ein weiteres Ausführungsbeispiel darin, dass das elektrische Leiterelement eine mäanderartige Struktur aufweist, wobei die Struktur aus einer individuellen Anzahl von Schlingen, mit vorzugsweise unterschiedlichen Längen und/oder Abständen, besteht und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist. Durch Veränderung der Anzahl der Schlingen und/oder der Längen und Abstände der einzelnen Schlingen eines Mäanders für jedes einzelne individuelle Werkzeug lassen sich diese eindeutig identifizieren. Die eindeutige Identifikation, die sich durch die charakteristischen elektrischen Eigenschaften ergeben, wird bei der Herstellung Werkzeugs bestimmt und in einer Datenbank abgelegt. Diese Informationen erhält der Operateur mit dem Erwerb des Werkzeugs. Bei Verwendung des Werkzeugs werden die Daten manuell oder automatisch durch ein Bediengerät, bei dem es sich beispielsweise um den HF-Generator handeln kann, eingelesen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass das elektrische Leiterelement als eine, vorzugsweise individuelle, Prägung auf dem Werkzeug ausgebildet ist und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist. Durch die Prägung des Werkzeugs lassen sich die elektrischen Eigenschaften, wie beispielsweise ein elektrischer Widerstand oder die Impedanz, verändern. Diese veränderten elektrischen Eigenschaften lassen sich auslesen und identifizieren. Die identifizierten Eigenschaften bzw. die Signatur kann sodann mit einer Datenbank, auf der die Signaturen aller Werkzeuge gespeichert ist, abgeglichen werden. Durch leichte Variationen der Prägungen, lässt sich eine Vielzahl unterschiedlicher elektronischer Signaturen für eine entsprechende Vielzahl von Werkzeugen herstellen. Es hat sich gezeigt, dass kleinste Variationen der Prägungen zu unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften bzw. Signaturen führen.
Darüber hinaus stellt es eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung dar, dass das elektrische Leiterelement als eine Antenne mit einer vorzugsweise individuellen Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist. Diese Antenne kann beispielsweise elektromagnetische Wellen von dem elektrochirurgische Handinstrument oder dem HF-Generator empfangen. Aufgrund der geringen Größe des Werkzeugs, die einige wenige Millimeter betragen kann, ist die Antenne entsprechend zu dimensionieren. Als eingehende und ausgehende elektromagnetische Strahlung kommen daher Wellen im Terahertz-Bereich in Frage. Durch die individuelle Strukturierung der Antenne sendet diese nach Anregung ein Signal aus, welches eine eindeutige elektronische Signatur darstellen kann. Da das Senden und Empfangen derartiger Strahlung bekannt ist, gestaltet sich eine derartige Identifizierung des chirurgischen Werkzeugs als besonders einfach und gut in bestehende Systeme integrierbar.
Des Weiteren besteht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel darin, dass das elektrische Leiterelement als ein chipless RFID Element ausgebildet ist. Derartige RFID Elemente sind besonders kostengünstig, einfach herstellbar und miniaturisierbar. So könnte ein derartiges Element beispielsweise mittels Lasertechnik durch entsprechende Strukturierung auf das Werkzeug aufgebracht werden. Letztendlich stellt auch das chipless RFID Element ein elektrisch leitendes Element dar, dass wie eine Antenne Signale empfängt und diese auf eine modifizierte Art und Weise wieder aussendet. Da diese Art Bauteile passiv sind, sind keine weiteren Energiespeicher notwendig. Durch eine direkte Integration des Leiterelementes in das Werkzeug könnte dieses auch aufbereitet werden und zwar ohne, dass die Eigenschaften des Leiterelementes beeinflusst werden.
Ein elektrochirurgisches Handinstrument zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird durch den Anspruch 10 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass das Handinstrument ein Werkzeug gemäß Anspruch 1 aufweist. Dieses Werkzeug ist lösbar mit einem proximalen Ende an einem distalen Ende eines Werkzeughalters, insbesondere eines Elektrodenträgers, des elektrochirurgischen Handinstrumentes koppelbar. Außerdem ist das elektrochirurgische Handinstrument mit einem HF-Generator verbindbar, um das Werkzeug mit einer hochfrequenten Wechselspannung zu versorgen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrochirurgische Handinstrumentes kann es vorsehen, dass der Werkzeughalter eine Spule, vorzugsweise eine Antenne, aufweist, durch die über eine Steuereinheit, vorzugsweise den HF-Generator, ein elektromagnetischer Impuls, insbesondere ein Anregungssignal, aussendbar ist. Diese Spule befindet sich in unmittelbarer Nähe zu dem Werkzeug. Das Werkzeug kann als Gegenelement zu der Spule ein entsprechendes Leiterelement oder eine Spule aufweisen. Aufgrund der unmittelbaren Nähe zwischen der Spule und dem Werkzeug bedarf es nur eine geringe Sendeleistung, um elektromagnetische Wellen zu erzeugen, die von dem elektrischen Leiterelement auf dem Werkzeug empfangen werden können. Nach Anregung des elektrischen Leiterelementes bzw. der Spule auf dem Werkzeug durch die elektromagnetischen Wellen des Werkzeughalters wird ein ausgehendes Signal von dem Werkzeug erzeugt, das entweder von dem HF-Generator oder der Spule des Werkzeughalters empfangen wird. Eine werkzeugspezifische elektronische Signatur des elektrischen Leitelements des Werkzeugs lässt sich eindeutig identifizieren. Dazu ist das ausgehende Signal des Werkzeugs von der Steuereinheit zu analysieren. Das Spektrum des Signals stellt einen elektronischen Fingerabdruck des Werkzeugs dar, der mit einer in der Steuereinheit hinterlegten Datenbank abgleichbar ist.
Ein Verfahren zur Erkennung eines chirurgischen Werkzeugs zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird durch den Anspruch 12 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass ein chirurgisches Werkzeug nach Anspruch 1 für ein elektrochirurgisches Handinstrument nach Anspruch 10 erkannt wird. Die Erfindung sieht es vor, dass von einem mit dem Handinstrument verbundenem HF-Generator mindestens ein elektromagnetischer Impuls, insbesondere ein Anregungssignal, erzeugt wird, welches von einem elektrischen Leiterelement des Werkzeugs empfangen und als charakteristisches bzw. individuelles ausgehendes Signal reflektiert oder wieder ausgesandt wird, wobei das ausgehende Signal von dem HF-Generator empfangen wird. Das von dem HF-Generator erzeugte Signal ist abgestimmt auf das elektrische Leiterelement. Je nach Art des elektrischen Leiterelementes kann es sich bei dem Anregungssignal um einen elektrischen Impuls bzw. einen elektrischen Strom oder um eine elektromagnetische Welle handeln. Gleichermaßen ist es denkbar, dass von dem HF-Generator eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen mit einer bestimmten Pulsbreite ausgesandt wird. Das von dem elektrischen Leiterelement reflektierte bzw. zurückgeworfene oder ausgesandte Signal weist ein spezifisches bzw. charakteristisches Spektrum auf. Dieses Signal wird von einer entsprechenden Leseeinheit oder Antenne des HF-Generators empfangen und analysiert. Beispielsweise lässt sich durch eine spektrale Analyse die individuelle Signatur des Werkzeugs erkennen.
Das von dem HF-Generator empfangene ausgehende oder reflektierte Signal des Werkzeugs wird mit Referenzdaten, die auf einer Datenbank gespeichert sind, abgeglichen. Bei diesen Referenzdaten handelt es sich um hinterlegte Erkennungsdaten der verwendeten Werkzeuge. Dadurch lässt sich direkt erkennen, um welches Werkzeug es sich handelt. In Abhängigkeit von der hinterlegten Daten können zum einen Betriebsparameter, wie beispielsweise Betriebsspannung, des Werkzeugs automatisch eingestellt werden. Gleichermaßen erkennt der Operateur, ob dieses Werkzeug bereits verwendet wurde und/oder aufbereitet wurde. Spezielle Ausführungsbeispiele können es auch vorsehen, dass die auf dem elektrischen Leiterelement hinterlegten Daten geändert werden, um beispielsweise eine weitere Benutzung des Werkzeugs kenntlich zu machen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass der mindestens eine elektromagnetische Impuls über einen elektrischen Versorgungsleiter, insbesondere ein Kabel, dem elektrischen Leiterelement des Werkzeugs zugeführt wird und dass an dem elektrischen Leiterelement, bei dem es sich um vorzugsweise eine Prägung, eine mäanderartige Struktur oder ein chipless RFID handeln kann, reflektierte Signal empfangen und analysiert wird.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann es vorsehen, dass eine Methode der Zeitbereichsreflektometrie (TDR) verwendet wird, um die charakteristischen Eigenschaften des elektrischen Leiterelements des Werkzeugs zu bestimmen und um diese einen bestimmten Werkzeug zuzuordnen. Aus den im zeitlichen Abstand empfangenen elektrischen Impulse, die an dem elektrischen Leiterelement reflektiert werden, lassen sich präzise Aussagen über die Eigenschaften des Leitelementes ableiten. Diese Eigenschaften, die für jede Leiterstruktur individuell sind, bieten sich für die eindeutige Identifikation des Werkzeugs an. Kleinste Variation in der Leiterstruktur bzw. in der Art des Leitelementes lassen sich durch die TDR auf eine präzise Art und Weise ermitteln.
Weiter ist es denkbar, dass eine Spule oder eine Antenne des elektrochirurgischen Handinstrumentes mit mindestens einem elektromagnetischen Impuls beaufschlagt wird und das von der Spule oder der Antenne ein elektromagnetisches Signal ausgesendet wird, welches von dem elektrischen Leiterelement empfangen und wieder ausgesandt wird. Die Spule bzw. die Antenne des Handinstrumentes steht entweder im direkten Kontakt mit dem elektrischen Leiter zu dem HF-Generator oder wird ebenfalls über elektromagnetische Wellen von dem HF-Generator angeregt. Über eine Steuereinheit des HF-Generators lassen sich die Eigenschaften der elektromagnetischen Impulse bzw. Wellen bedarfsabhängig einstellen. Die von dem Leiterelement ausgesandten Signale werden wiederum von der Steuereinheit des HF-Generators empfangen und analysiert.
Durch beispielsweise eine Spektralanalyse lassen sich die in dem Signal transportierten Informationen auslesen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Resektoskops für die Hochfrequenzchirurgie wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines HF-Resektoskops mit einem chirurgischen Werkzeug,
2 eine Ausschnittsvergrößerung des Werkzeugs mit einem elektrischen Leiterelement,
3 eine Ausschnittsvergrößerung des Werkzeugs mit einem weiteren Ausführungsbeispiels eines elektrischen Leiterelements,
4 eine Ausschnittsvergrößerung des Werkzeugs mit einem weiteren Ausführungsbeispiels eines elektrischen Leiterelements, und
5 eine Darstellung eines Verfahrens zur Erkennung des Werkzeugs gemäß der 2.

Als ein Beispiel für ein elektrochirurgisches Handinstrument wird in der 1 ein Resektoskop 10 dargestellt. Derartige Resektoskope 10 bestehen im Wesentlichen aus einem Transporteurs 13, an dem ein Innenrohr 12 und ein Schaft 11 lösbar koppelbar sind. In dem Innenrohr 12 kann sowohl eine Optikeinheit 14 als auch ein Elektrodenträger 15 angeordnet sein. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektrodenträger 15 an eine Außenwandung des Innenrohrs 12 positioniert. Die Optikeinheit 14 erstreckt sich über die gesamte Länge des Resektoskops 10. Bei bekannten Ausführungsformen wird die Optikeinheit 14 durch einen Lichtleiter oder ein Stablinsensystem gebildet. Sie ermöglicht dem Operateur mittels eines proximal an dem Transporteurs 13 positionierten Okulars 19 den Bereich vor dem distalen Ende des Resektoskops 10 zu beobachten.
An einem distalen Ende des Elektrodenträgers 15 ist ein chirurgisches Werkzeug lösbar befestigt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug als eine schlingenartige Elektrode 18 ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass an dem Elektrodenträger 17 ein anderes Werkzeug befestigt ist bzw. die Elektrode 18 eine andere Form aufweist. Die Elektrode 18 ist über den Elektrodenträger 15 mit dem Schlitten 16 verbunden. Der Schlitten 16 lässt sich translatorisch entlang des Innenrohrs 12 bewegen. Durch diese Bewegung entlang einer Längsachse des Resektoskops 10 kann die Elektrode 18 durch das zu manipulierende Gewebe geführt werden. Durch Beaufschlagung der Elektrode 18 mit einer HF-Spannung erfolgt die Manipulation des Gewebes. Für eine stabile Lagerung sowie Bewegung des Elektrodenträgers 15 entlang des Innenrohrs 12 wird dieses durch Führungselemente 17 unterstützt bzw. stabilisiert.
Die elektrische Energie bzw. die HF-Spannung für den Betrieb der Elektrode 18 wird von einem Generator 20 zur Verfügung gestellt. Dieser HF-Generator 20 ist mit dem Instrument bzw. dem Resektoskop 10 bzw. dem Transporteur 13 über eine elektrische Leitung 21 verbunden. Diese elektrische Leitung 21 wird üblicherweise über eine Steckverbindung mit dem Transporteur 13 verbunden. Bei einem bipolaren Resektoskop 10 ist die Elektrode 18 über zwei elektrischen Leitern 21 mit den Generator 20 verbunden, nämlich mit einer HF-Leitung und einem Nullleiter bzw. einer Neutralelektrode. Bei einem monopolaren Resektoskop 10 wird die Neutralelektrode beispielsweise durch den Körper des Patienten gebildet. Für weitere Details bezüglich der Funktionsweise und des Aufbaus eines Resektoskops 10 der hier beschriebenen Art wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
Für die Erkennung bzw. Identifikation der Elektrode 18 ist erfindungsgemäß jede einzelne Elektrode 18 mit einem elektrischen Leiterelement 22 ausgestattet. Dieses elektrische Leiterelement 22 ist individuell und einzigartig für jede Elektrode 18. Dadurch lässt sich jede Elektrode 18 eindeutig identifizieren. In der 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung des distalen Endes des Resektoskops 10 dargestellt. Die Elektrode 18 ist dabei mit einem proximalen Ende in das distale Ende des Elektrodenträgers 15 gesteckt. Durch diese Steckverbindung ist die Elektrode 18 mechanisch sowie elektrisch mit dem Elektrodenträger 15 gekoppelt. Dabei ist die Elektrode 18 lediglich mit einem nicht dargestellten Innenleiter des Elektrodenträger 15 elektrisch verbunden, wohingegen die äußere Wandung des Elektrodenträgers 15 elektrisch von der Elektrode 18 isoliert ist.
Auf der in 2 dargestellten Elektrode 18 ist stark schematisiert sowie beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines elektrischen Leiterelementes 22 dargestellt. Dabei kann es sich um eine elektrische Leiterstruktur 23 handeln, die entweder direkt auf der Oberfläche der Elektrode 18 angeordnet ist oder durch einen Isolator von der Elektrode 18 isoliert ist. Die hier beispielhaft dargestellte Leiterstruktur 23 stellt ein Mäander aus mehreren Schlingen mit verschiedenen Längen und Breiten dar. Durch Variation der Anzahl der Schlingen sowie durch Variation der Längen und Breiten dieser Schlingen, weist jede Leiterstruktur 23 individuelle elektronische Eigenschaften auf.
Das elektrische Leiterelement 22 ist über den Elektrodenträger 15 elektrisch mit dem HF-Generator 20 verbunden. Da die elektrische Leiterstruktur 23 des elektrischen Leiterelementes 22 eine werkzeugspezifische sowie charakteristische Form aufweist, weist sie auch einzigartige elektrische Eigenschaften, wie beispielsweise einen charakteristischen elektrischen Widerstand auf. Dieser elektrische Widerstand ist über die elektrische Leitung 21 und den Generator 20 ermittelbar. Dazu weist der HF-Generator 20 eine entsprechende Steuereinheit sowie eine entsprechende Messeinrichtung auf. Die Ermittlung des elektrischen Widerstandes kann beispielsweise während des Betriebs des Resektoskops 10 oder davon losgelöst erfolgen. Beispielweise ist es denkbar, dass vor Beginn des operativen Eingriffs die Elektrode 18 in den Elektrodenträger 15 gesteckt wird und das elektrische Leiterelement 22 von dem Generator 20 ausgelesen wird. Die Steuereinheit des Generators 20 kann eine Datenbank aufweisen, in der die elektrischen Signaturen aller zur Verfügung stehenden Werkzeuge bzw. Elektroden 18 hinterlegt sind. Durch einen Datenabgleich erfährt der Operateur, um welche Elektrode 18 es sich handelt, und welche Daten für diese Elektrode 18 hinterlegt sind.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Elektrode 18 gemäß der 3 eine individuelle Prägung 24 auf. Durch diese Prägung 24 sind die elektrischen Eigenschaften der Elektrode 18 leicht verändert, wodurch sich eine werkzeugspezifische elektronische Signatur ergibt. Diese Signatur lässt sich, genau wie zuvor an dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 beschrieben, durch eine Steuereinheit bzw. eine Meßeinheit, des Generators 20 auslesen. Durch eine Veränderung der Prägung 24, beispielsweise durch Variation der Form und der Anzahl der einzelnen Prägemuster, kann eine Vielzahl verschiedener Prägesignaturen für die eindeutige Identifikation der Elektroden 18 erfolgen. Diese Ausführungsform des beanspruchten elektrischen Leiterelements 22 ist besonders vorteilhaft, da sie ohne größeren Aufwand direkt an der Elektrode 18 vorgenommen werden kann. Durch eine entsprechende Hinterlegung der elektrischen Eigenschaften der Elektrode 18 in einer Datenbank des Generators 20 kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Datenabgleich die Elektrode 18 eindeutig identifiziert werden.
Bei dem in der 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das elektrische Leiterelement 22 als Spule bzw. Antenne 25 ausgebildet. Diese Antenne 25 ist elektrisch von der Elektrode 18 isoliert. Es ist denkbar, dass diese Antenne 25 in die Elektrode 18 geätzt wird oder durch einen Laser in das Material der Elektrode 18 geschrieben wird oder als ein Antennenplättchen auf die Elektrode 18 appliziert wird. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die Antenne 25 auf die Oberfläche der Elektrode 18 aufgestanzt wird. Durch eine entsprechende Strukturierung der Antenne 25 lassen sich verschiedene Informationen auf der Antenne 25 abspeichern. Bei diesen Informationen kann es sich beispielsweise um die Art und die Beschaffenheit, den Typ, eine Erkennungsnummer sowie einen Anwendungsbereich handeln. Zum Auslesen bzw. Anregen dieser Antenne 25 ist dem distalen Ende des Elektrodenträgers 15 eine Spule bzw. eine Antenne 26 zugeordnet. Diese Antenne 26 ist wiederum mit dem Generator 20 verbunden. Über die Steuereinheit des Generators 20 kann mittels der Antenne 26 ein Anregungssignal 27 erzeugt werden. Dieses Anregungssignal 27 wird von der Antenne 25 empfangen und als ausgehendes Signal 28 wieder ausgesendet. Dieses ausgehende Signal 28 ist individuell und kann die oben genannten Informationen beinhalten. Das ausgehende Signal 28 kann entweder durch die Antenne 26 oder durch eine entsprechende Empfangseinheit in dem Generator 20 empfangen und ausgelesen werden.
Bei der Antenne 26 kann es sich beispielsweise um ein chipless RFID Bauteil handeln. Alternativ ist es auch denkbar, dass ein RFID Bauteil mit einem Chip, sprich mit einem Datenträger, verwendet wird. Die Verwendung eines chipless RFID Bauteil ist besonders vorteilhaft, da die Baugröße sehr gering ist und eine ausreichende Datenmenge abspeicherbar ist, um die Elektrode 18 eindeutig identifizieren zu können.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Erkennung der Elektrode 18 dargestellt. Dabei wird durch den Generator 20 bzw. die Steuereinheit ein elektromagnetischer Impuls 29, bzw. ein aus mehreren Impulsen 29 bestehender Impulszug, generiert, mit dem das elektrische Leiterelement 22 gemäß der 2 beaufschlagt wird. Dieser Impuls 29 trifft auf das Leiterelement 22 und wird in Abhängigkeit von der Leitungsstruktur 23 individuell verändert und reflektiert. Diese reflektierten ausgehenden Signale 28 werden durch die elektrische Leitung 21 zurück zu dem Generator 20 geführt und dort ausgelesen. Bei dieser Zeitbereichsreflektometrie (TDR) werden Pulse mit einer Breite von einigen ns verwendet. Der Abstand dieser Impulse 29 ist ausreichend groß, damit sich die Impulse 29 und die ausgehenden Signale 28 nicht überlappen. Es sind Ausführungsbeispiele denkbar, bei dem die Impulse 29 und die ausgehenden Signale 28 über verschiedene Leitungen geführt werden. Dies bietet sich insbesondere für bipolare Resektoskop 10 mit einem Koaxialkabel an.
Bezugszeichenliste:

10: Resektoskop
11: Schaft
12: Innenrohr
13: Transporteur
14: Optikeinheit
15: Elektrodenträger
16: Schlitten
17: Führungselement
18: Elektrode
19: Okular
20: Generator
21: elektrische Leitung
22: elektrisches Leiterelement
23: elektrische Leiterstruktur
24: Prägung
25: Antenne
26: Antenne
27: Anregungssignal
28: ausgehendes Signal
29: Impuls

Claims

Chirurgisches Werkzeug, insbesondere Elektrode (18), für ein elektrochirurgisches Handinstrument, vorzugsweise ein Resektoskop (10), wobei das Werkzeug lösbar mit dem Handinstrument koppelbar und elektrisch mit einem HF-Generator (20) verbindbar ist, gekennzeichnet durch ein elektrisches Leiterelement (22) mit einer werkzeugspezifischen elektronischen Signatur, die eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs ermöglicht.
Chirurgisches Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) direkt an dem Werkzeug angeordnet ist und vorzugsweise in eine Außenwandung integriert ist.
Chirurgisches Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) in eine elektrische Leitung (21) zur Versorgung des Werkzeugs mit elektrischer Energie integriert ist oder mit der Leitung in Kontakt steht.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) eine mäanderartige Struktur (23) aufweist, wobei die Struktur (23) aus einer individuellen Anzahl von Schlingen mit vorzugsweise unterschiedlichen Längen und/oder Abständen, besteht und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) als eine, vorzugsweise individuelle, Prägung (24) auf dem Werkzeug ausgebildet ist und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) als eine Antenne (25) mit einer vorzugsweise individuellen Abstrahlcharakteristik ausgebildet ist und dadurch eine werkzeugspezifische elektronische Signatur erhält, wodurch eine eindeutige Identifikation des Werkzeugs möglich ist.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) als ein chipless RFID Element ausgebildet ist.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Leiterelement (22) durch die, insbesondere individuelle, Struktur (23) einen charakteristischen elektrischen Wiederstand oder eine charakteristische Impedanz aufweist.
Chirurgisches Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug als monopolares oder bipolares Werkzeug ausgebildet ist.
Elektrochirurgisches Handinstrument, vorzugsweise ein Resektoskop (10), an das lösbar ein chirurgisches Werkzeug, insbesondere eine Elektrode (18), gemäß Anspruch 1 koppelbar ist, wobei das Werkzeug mit einem proximalen Ende an ein distales Ende eines Werkzeughalters, insbesondere eines Elektrodenträgers (15), koppelbar ist und mit einem HF-Generator (20) verbindbar ist.
Elektrochirurgisches Handinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter eine Spule, vorzugsweise eine Antenne (26), aufweist, durch die über eine Steuereinheit, vorzugsweise den HF-Generator (20), ein elektromagnetischer Impuls (29), insbesondere ein Anregungssignal (27), aussendbar ist.
Verfahren zur Erkennung eines chirurgischen Werkzeugs nach Anspruch 1 für ein elektrochirurgisches Handinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von einem mit dem Handinstrument verbundenem HF-Generator (20) mindestens ein elektromagnetischer Impuls (29), insbesondere ein Anregungssignal (27), erzeugt wird, welches von einem elektrischen Leiterelement (22) des Werkzeugs empfangen und als charakteristisches bzw. individuelles ausgehendes Signal (28) reflektiert oder wieder ausgesandt wird, wobei das ausgehende Signal (28) von dem HF-Generator (20) empfangen wird.
Verfahren zur Erkennung eines chirurgisches Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem elektrischen Leiterelement (22) ausgehende oder reflektierte Signal (28) analysiert und mit auf einer Datenbank gespeicherten Kennungsdaten von Werkzeugen zur Erkennung des Werkzeugs abgeglichen wird.
Verfahren zur Erkennung eines chirurgisches Werkzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektromagnetische Impuls (29) über einen elektrischen Versorgungsleiter (21), insbesondere ein Kabel, dem elektrischen Leiterelement (22) des Werkzeugs zugeführt wird und das an dem elektrischen Leiterelement (22), bei dem es sich vorzugsweise um eine Prägung (24), eine mäanderartige Struktur (23) oder ein chipless RFID Element handeln kann, reflektierte Signal empfangen und analysiert wird.
Verfahren zur Erkennung eines chirurgisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Methode der Zeitbereichsreflektometrie (TDR) verwendet wird, um die charakteristischen Eigenschaften des elektrischen Leiterelementes (22) des Werkzeugs zu bestimmen und um diese einem bestimmten Werkzeug zuzuordnen.
Verfahren zur Erkennung eines chirurgisches Werkzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spule oder eine Antenne (26) des elektrochirurgischen Handinstrumentes mit mindestens einem elektromagnetischem Impuls (29) beaufschlagt wird und dass von der Spule oder der Antenne (26) ein elektromagnetisches Signal (27) ausgesendet wird, welches von dem elektrischen Leiterelement (22) empfangen und wieder ausgesandt bzw. reflektiert wird.