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Biopsienadel, die in ein Handstück mit Antriebselementen,
eingelegt wird, und bei der das den Probeentnahmeraum tragende,
Teil über
das Handstück
hinausragt um in ein Gewebe einschießbar zu sein und wobei die
Biopsienadel mittels einer koaxialen rotations/längsverschieblichen Schneidhülse zum Herausschneiden
der Probe zunächst
zum Öffnen des
Probeentnahmeraums bei eingeschossener Biopsienadel die koaxiale
Schneidhülse
zurückgefahren
und zum Herausschneiden über
den Probeentnahmeraum verschließend
gefahren wird, wobei nach oder beim Öffnen des Probeentnahmeraums die
Biopsienadel in eine longitudinale, mehrmalige Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung
versetzt wird.
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Aus der
GMS 202 11 934.3 ist bereits
eine Vorrichtung mit Biopsienadel zum Herausschneiden von Gewebe
bekannt, bei der unter Vakuumeinfluss das Gewebe in einen Probeentnahmebereich
der Biopsienadel gesaugt wird. Bei dieser Vorrichtung wird das Gewebe
mittels Vakuum an die geschärften Längskanten
des Probeentnahmeraums angedrückt und
nach Öffnen
des Probeentnahmeraums wird eine mehrmalige Vor-/Rückwärtsbewegung
der Biopsienadel durchgeführt,
was das Auftrennen des Gewebes an den scharten Längskanten des Probeentnahmeraums
zur Folge hat. Das eigentliche Abtrennen der Probe, die durch das
seitliche Auftrennen begünstigt,
in den Probeentnahmeraum eingesaugt wird, erfolgt über eine
die Biopsienadel koaxial außen umgebende
Schneideinrichtung, die über
den Probeentnahmeraum der Biopsiehohlnadel längsbeweglich rotierend geschoben
wird. Die herausgetrennte Probe wird zunächst in der Biopsienadel gelagert
und mittels der Schneidhülse
gehalten. Nach Herausnahme der Nadel aus dem Gewebe und der danach
folgenden Öffnung
des Probeentnahmeraums wird die Probe mittels Druck herausgeblasen,
indem der Vakuumerzeuger zum Erzeuger von Druckluft verwendet wird.
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Diese bekannte Vorrichtung arbeitet
zuverlässig,
jedoch ist die Auftrennwirkung an den Längskanten bei schwierigem Gewebe
oder bei ungenügendem
Vakuum verbesserungsbedürftig.
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Der Endung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, die Probeentnahme, insbesondere an den Längskanten
so zu gestalten, dass auch bei hartem und/oder zähem und schwierigem Gewebe
die Probe den pathologischen Anforderungen in Bezug auf Größe und gewebearchitektonischem
Aufbau entspricht, d.h. der Füllungsgrad
des Probeentnahmeraums sollte stets gleichbleibend sein, unabhängig von
der Struktur des Gewebes. Weiterhin soll sichergestellt werden,
dass die Probeentnahme auch im Bedarfsfall ohne Vakuum oder mit
vermindertem Vakuum zuverlässig
erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass die
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
von einer vorher festgelegten, begrenzten Winkeldrehbewegung der
Biopsienadel um ihre Längsachse
und damit des Probeentnahmeraums überlagert wird.
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Durch die begrenzte Winkeldrehbewegung, die
die Vor-/Rückwärtsbewegung überlagert,
wird zuverlässig
das Gewebe aufgetrennt, selbst dann, wenn aus welchen Gründen auch
immer, kein Vakuum vorhanden ist, oder ein schwaches Vakuum vorliegt.
Die Biopsienadel arbeitet auch zuverlässig ohne Vakuum. Das Einlegen
der an den Seiten aufgetrennten Probe wird durch die Anlage eines
Vakuums oder eines Außendrucks
begünstigt.
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Vorteilhafterweise wird der gleiche
Antrieb für
das Öffnen
und Verschließen
des Probeentnahmeraums mittels einer Schneidhülse für die Erzeugung der Vor-/Rückwärtsbewegung
und der begrenzten Winkeldrehbewegung verwandt. Dadurch bedarf es
keines getrennten Antriebs und die Steuerung wird vereinfacht. Bei
Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine 5-malige Wiederholung
der Zyklen in den meisten Fällen
ausreicht um eine optimale Probeentnahme zu gewährleisten.
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Die begrenzte Winkeldrehbewegung
wird dadurch erzeugt, dass die koaxial zur Biopsienadel angeordnete
Schneidhülse
beim Öffnungsvorgang über einen
leicht deformierten Teil der runden Biopsienadel geschoben wird.
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Der leicht verformte Teil der Biopsienadel wird
im Reibschluss von der Schneidhülse
soweit mitgenommen, bis der die Drehung begrenzende Vielkant gegen
die Schenkel des Biopsienadelträgers
stößt. Um eine
geringfügige
Verdrehmöglichkeit der
Biopsienadel zu ermöglichen,
ist die Schlüsselweite
des Vielkants kleiner als der lichte Abstand der beiden Schenkel
des Biopsienadelträgers.
Auf diese einfache Weise schlägt
der Vielkant, der mit der Biopsienadel fest verbunden ist, mit seinen
Ecken, je nach Drehrichtung, an den einen oder anderen Schenkel
an. Die Drehrichtung der Schneidhülse wird wegen der Erzeugung
der Vor-/Rückwärtsbewegung
mehrmalig umgekehrt, was durch den ingebauten Mikroprozessor gesteuert
wird, der die Drehrichtung des Antriebsmotors umsteuert. Dadurch
wird gleichzeitig die Biopsienadel nach beiden Seiten um ihre Längsachse
gedreht.
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Das Dichtelement, das bei Anlegung
von Unterdruck in der Hohlnadel fester an die Außenwand der Biopsienadel herangezogen
wird und damit dem Verdrehen der Schneidhülse durch sein Anhaften auf der
Biopsienadel-Außenseite
entgegenwirkt, kann als zusätzliches,
elastisches Rückstellelement
genutzt werden. Da in jedem Fall auch die Drehrichtung des Motors
und damit die Drehrichtung des Antriebs geändert wird, ist sichergestellt,
dass die Biopsienadel um ihre Längsachse
nach beiden Seiten begrenzt, während
der Vor-/rückwärtsbewegung
verdreht wird. Zum besseren Einlegen der Probe in den Probeentnahmeraum
wird Vakuum angelegt.
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Die Schneidwirkung am Probeentnahmeraum
kann durch Anlegen eines Außendrucks,
z.B. eines mittels Ultraschall erzeugten Drucks zusätzlich verbessert
werden. Auch das Anlegen von Vakuum in der Biopsienadel verbessert
den Außendruck
an den Probeentnahmeraum.
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Für
die Probeentnahme hat sich besonders vorteilhaft erwiesen, zunächst eine
Koaxialkanüle
in das Gewebe einzubringen um die Biopsienadel bei geschlossenem
Probeentnahmeraum an dem zu untersuchenden Bereich zu positionieren.
Danach wird die Nadel in den zu untersuchenden Bereich eingeschossen
und der Probeentnahmeraum geöffnet. Durch
ein im Nadelhohlraum erzeugtes Vakuum oder durch Außendruck
kann nun das aufzutrennende Gewebe gegen die geschärften Längskanten
des Probeentnahmeraums gepresst werden, was den Auftrennvorgang
beschleunigt, bzw. erst ermöglicht.
Insbesondere bei zähem
Gewebe oder bei harten Gewebeeinschlüssen, wird das angepresste
Gewebe durch die vor-/Rückwärtsbewegung,
die mit einer begrenzten Winkeldrehbewegung kombiniert ist, durch die
scharfen Längskanten
aufgetrennt. Durch das Auftrennen an den Seiten kann das Gewebe
in den Probeentnahmeraum leichter eingelegt werden und danach mittels
der Schneidhülse
abgetrennt werden. Zuletzt wird die Probe im verschlossenen Probeentnahmeraum
durch Herausziehen der Biopsienadel, entnommen und anschließend in
einem Gefäß abgelegt.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel
an Hand von Zeichnungen näher
beschrieben.
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Es zeigt:
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1 Biopsievorichtung
mit geöffnetem
Gehäusedeckel
(perspektivisch)
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2 Handstück mit den
darin angeordneten Teilen der Biopsievorrichtung (ohne Gehäuseboden
und Deckel) und austauschbare Biopsieeinheit; (perspektivisch abgehoben)
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3 Längsschnitt
A – A
durch die Biopsienadel in 1
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3a Längsschnitt
A – A
durch die Biopsienadel in 1 (wie 3) proximaler Teil (vergrößert)
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3b Vergrößerung des
Ausschnitts A in 3a
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3c Vergrößerung des
Ausschnitts B in 3a
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4 Querschnitt
A – A
in 3 (linker Gehäuseteil)
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5 Querschnitt
B – B
in 3 (rechter Gehäuseteil)
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6 rechter
Gehäuseenddeckel
(Innenseite) mit integriertem Mikroschalter
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7 Vorderseite
des Bedienungspanels
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8a Basisblock
in X-Achse gesehen von vorne (perspektivisch)
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8b Basisblock
in X-Achse gesehen von hinten (perspektivisch)
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9a Handstück mit den
gehäusefesten Einheiten
der Biopsievorrichtung ohne Gehäusedeckel
und Boden im ungespannten Zustand
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9b Verrasteinrichtung
im ungespannten Zustand (Schnitt A – A)
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10a Wie 9, jedoch Spannschlitten in
gespannter Position
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10b Wie 9a, jedoch in gespannter Position
und in verriegeltem Zustand
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11a Biopsienadelspitze
Seitenansicht
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11b Längsschnitt
durch 11a (Probeentnahmeraum
geöffnet)
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11c Wie 11b , jedoch (Probeentnahmeraum
halb geöffnet)
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11d Wie 11b (Probeentnahmeraum mittels
Schneidhülse
verschlossen)
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11e Schnitt
A – A
in 11a
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11f Schnitt
B – B
in 11a
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11g Vergrößerung der
Schnittkante bei A
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12 Biopsienadelträger mit
eingepresster Biopsienadel/Schneidhülse und Kunststoffteil (von unten,
um ca. 90° gedreht,
perspektivisch)
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12a Schnitt
durch die Längsachse
des proximalen Teils der Biopsienadel (vergrößert)
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12b Schnitt
B – B
durch den Vielkant der Biopsieträger
im Verdrehzustand linksseitiger Anschlag
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12e Schnitt
B – B
wie 12b, jedoch Mittelstellung
des Vielkants
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12d Schnitt
B – B
wie 12b, jedoch verschwenkt,
rechtsseitiger Anschlag
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12e Schnitt
A – A
durch Nadelverformzone 0 der Biopsienadel und der Schneidhülse
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12f Biopsienadel
distalseitig mit Probeentnahmeraum und Schneidhülse Grundstellung, entsprechend
der Stellung des Vielkants in 12c
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12g Biopsienadel
wie 12f mit Verschwenkung
des Probeentnahmeraums nach rechts und vorgefahrener Schneidhülse, entsprechend
der Stellung des Vielkants nach 12d
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12h Biopsienadel
wie 12f mit Verschwenkung
des Probeentnahmeraums und zurückgefahrener
Schneidhülse
entsprechend der Verdrehung des Vielkants nach 12b
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13 Vakuum-/Druckvorrichtung,
Einbau und Antrieb (von hinten gesehen, perspektivisch)
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14a Vakuum-/Druckvorrichtung
mit auf den Spritzenboden aufgesetzten Kolben (Ausgangsstellung
für Vakuumerzeugung
und Endstellung für Druckerzeugung,
teilweise geschnitten)
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14b Vakuum-/Druckvorrichtung
mit zurückgezogenem
Kolben; Endstellung des Vakuumhubs (teilweise geschnitten)
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14c Stellung
des Kolbens nach Freigabe der Belüftungsbohrung; Druckausgleichsstellung; teilweise
geschnitten)
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14d Schnitt
A – A
durch die Gewindespindel in 14c
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15 Basisblock
und Biopsienadel/Schneidhülse,
vorbereitet für
die Bestückung
mit Fotozellen und Mikroschalter für die Ist Wert-Erfassung
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Im vorliegenden Beispiels sind alle
für die Durchführung einer
Vakuumbiopsie erforderlichen Vorrichtungen integriert im Gehäuseinnenraum
eines Handstückes 1 (1), so dass keine Kabel
oder Leitungen vom Gehäuse
des Handstücks
zu weiteren externen Versorgungsvorrichtungen erforderlich sind.
Das Handstück 1 stellt
somit eine komplette Vakuumbiopsievorrichtung dar, die nach allen
Richtungen frei beweglich ist. Aus dem distalen Gehäuseenddeckel 6 ragt
der distale Teil der hohlen Biopsienadel 2 mit der sie
koaxial umgebenden Schneidhülse 3 heraus,
der zur Entnahme der Gewebeprobe verwendet wird. Meist wird zu Beginn
der Biopsie eine Koaxialkanüle
in das Gewebe gesetzt, in die dieser Teil der Biopsienadel 2 mit
Schneidhülse 3 eingebracht
wird und so vor dem zu untersuchenden Gewebe positioniert wird.
Außerhalb
des rechten proximalen Gehäuseenddeckels 7 ist
ein Verbindungselement 4 angeordnet, z.B. ein durchsichtiger,
flexibler Schlauch, der die parallel zur Biopsienadel angeordnete
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 mit dem Innenhohlraum
der Biopsienadel 2 verbindet. Das hohle Verbindungselement 4 liegt
in unmittelbarer Nähe
des Gehäuseenddeckels 7.
Die in einem Biopsienadelträger 37 angeordnete
Biopsienadel mit Schneidhülse
und weiteren Elementen bildet mit dem Verbindungselement 4 und
der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 ein leicht nach
oben herausnehmbares sowie einlegbares Element 20, das
nach Bedarf gewechselt wird (2).
Hierzu wird der Gehäusedeckel 10 geöffnet. Wie
insbesondere 2 zeigt,
lässt sieh
die Biopsievorrichtung in Teile, die fest mit dem Gehäuse verbunden
sind (desinfizierte Teile), und in ein herausnehmbares Element 20 (steriler
Teil)) gliedern. Während
die mit dem Gehäuse fest
verbundenen Teile lediglich desinfiziert werden, wird das herausnehmbare
Element 20 steril verpackt angeliefert und je nach Bedarf
, vor allem bei jedem neuen Patienten, erneuert. Wie später noch
im Einzelnen ausgeführt,
ist darauf geachtet, dass der desinfizierte Teil bei Gebrauch nicht
mit Gewebeflüssigkeit
verunreinigt wird.
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Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
parallel zur Biopsienadel angeordnet. Im Rahmen der Erfindung kann
jedoch die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung auch in der Achse der
Biopsienadel oder des Handstücks
liegend angeordnet sein; auch bedarf es keines eigenen Verbindungselementes,
wenn sie z.B. unmittelbar auf das Ende der Biopsienadel aufgesetzt
ist.
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Zwischen dem linken und dem rechten
Gehäuseenddeckel 6, 7 befindet
sich ein Gehäuseunterteil 9 und
ein in den Gehäuseenddeckeln schwenkbar
gelagerter Gehäusedeckel 10 mit
einem Verschlussriegel 11. Über Zuganker oder Schrauben, die
teilweise in einen Basisblock 8 eingeschraubt sind, wird
der Gehäuseunterteil 9 zwischen
die Gehäuseenddeckel 6, 7 eingeklemmt,
bzw. mit dem Basisblock 8 verbunden. Der Gehäusedeckel 10 ist über eine
in den Gehäuseenddeckeln 6, 7 befestigte
Achse schwenkbar verbunden. Der Gehäusedeckel 10 wird
vor dem Betrieb der Biopsieeinrichtung geschlossen; die Innenkontur
des Gehäusedeckels
entspricht der Außenkontur
des später
genauer beschriebenen Biopsienadelträgers 37. Etwa im Zentrum
des Gehäuseinnenraumes,
ist der Basisblock 8 angeordnet, der mit dem Gehäuseunterteil
z.B. über Fixierelemente
und/oder über
eine Schraubverbindung fest verbunden ist. Mit dem Basisblock 8,
sind die Antriebselemente für
die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5,
die Schneidhülse 3 und
die Spanneinrichtung für
den Spannschlitten 28, auf dem der Biopsienadelträger 37 aufgesetzt
ist, verbunden. Der Basisblock 8 erstreckt sich von der
Mitte des Gehäuses
nach links und eine an ihn angefügte
Platte deckt die Antriebe ab und dient zur Lagerung der Steuerplatine.
Weiterhin weist der Basisblock 8 je eine nach oben offene
Halterung 36 für
die Biopsienadel/Schneidhülse
und ein weiteres Einlegeelement 62 für die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
auf.
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Zur Beschreibung der Lage der einzelnen Elemente,
sowie der Lage der Einzelteile, insbesondere im Gehäuseinnenraum,
wurde in 1 ein Koordinatenkreuz
eingezeichnet, wobei der Koordinatenmittelpunkt des Koordinatensystems
im Zentrum des Basisblocks 8 (1) liegt. Danach gelten für die nachfolgende
Beschreibung für
die Richtungsangaben in Richtung der X-Achse gesehen als links (distal)
und entgegengesetzt der X-Achse gesehen als rechts (proximal). Für die übrigen Koordinaten
gilt in Richtung der Y-Achse als oben, entgegensetzt der Y-Achse
als unten und in Richtung der Z-Achse als hinten und entgegengesetzt
der Z-Achse als vorne (1).
Das Koordinatensystem teilt den Geäuseinnenraum und die übrigen Bezüge also
in links und rechts, in vorn und hinten sowie oben und unten auf. Bei
der Winkeldrehbewegung der Biopsienadel wurde abweichend von dieser
Festlegung die Drehung um die gemeinsame Längsachse von Biopsienadel und
Schneidhülse
nach links (also nach vorne) und rechts (nach hinten) zum leichteren
Verständnis
gewählt.
Unter Bezug auf diese Festlegungen befinden sich etwa im unteren,
vorderen, linken Gehäuseteil des
Gehäuseinnenraumes
die gemeinsamen Antriebseinrichtungen 106 für die Spanneinrichtung
und die Schneidhülse
sowie im unteren, hinteren, linken Gehäuseteil die Antriebseinrichtung 105 (13) für die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5.
Im unteren, rechten Teil ist die Energieversorgung für die Antriebsmotoren
und die sonstige Elektrik untergebracht, wie z.B. für die Steuer- und/oder Überwachungselemente;
vorzugsweise werden hierfür
Batterien oder ein Akku 111, z.B. eine 7,2V-Lithium-Ionen-Batterie,
1 Ah verwendet. Der vordere, rechte, obere, über dem Batterieraum liegende
Gehäuseinnenraum
wird weitgehend für
den Spannschlitten 28 mit Verriegelungsteil genutzt (5); der mit einem Block 26,
der Teil des Basisblocks 8 ist, verbunden ist. Der Batterieraum
ist nach oben durch eine Trennplatte 114 abgedichtet.
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Im obersten, vorderen Teil des Gehäuseinnenraums
ist ein in die U-förmige,
nach oben offene Einlegehalterung 36 des Basisblocks 8 und
in die nach oben zeigenden, beidseitig des Spannschlittens 28 angeordnete
Lasche 40 einlegbarer und herausnehmbarer Biopsienadelträger 37,
in dem die Biopsienadel/Schneidhülseneinheit
mit Antriebsteilen drehbar gelagert ist, der über nahezu die gesamte Länge des
Handstücks
reicht, angeordnet. Der Biopsienadelträger ist, wie später beschrieben,
mittels des Spannschlittens längsverschieblich.
Dies bedeutet, in nicht gespanntem Zustand liegt die linke Stirnfläche des
Biopsienadelträgers 37 nahezu
am linken Gehäuseenddeckel 6 an,
in gespanntem Zustand die rechte Stirnfläche am rechten Gehäuseenddeckel 7. „Nahezu
der gesamten Länge„ bedeutet,
dass der Biopsienadelträger
mindestens um den Betrag kürzer ist,
als der Gehäuseinnenraum
für den
Spannvorgang benötigt
wird. Beträgt
der Spannweg des Spannschlittens z.B. 20 mm so muss sich der Biopsienadelträger mindestens
um diesen Betrag verschieben lassen. Im Allgemeinen liegt der Spannweg
zwischen 15 und 25 mm, je nach verwendeter Biopsienadel. Daher ist
es zweckmässig,
den Innenraum auf den jeweils größtmöglichen
Spannweg plus einige mm auszulegen. Die Spannvorrichtung (rechts,
vorn liegend) selbst, besteht aus einem auf einem Bolzen 30 geführten Spannschlitten 28,
wobei der Bolzen in den Block 26 des Basisblocks 8 eingeschraubt
ist. Der Bolzen 30 wird proximalseitig von einer Spiralfeder 31 umgeben.
Auf der distalen Seite des Spannschlittens ist eine weitere kurze
Spiralfeder 124 auf dem Bolzen 30 angeordnet.
Diese kurze Spiralfeder stützt
sich einerseits am Block 26 und andererseits an einer Innenlippe 122 distalseitig
im Spannschlitten ab. Auf der gegenüber liegenden Seite (proximalseitig)
der Lippe des Spannschlittens stützt
sich die Spiralfeder 31 ab. Die Verrastvorrichtung (sh.
insbesondere 9b und 10b) des Spannschlittens
ist an dem Block 26 befestigt. Im oberen, hinteren, rechten
Gehäuseinnenraum
ist die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 mit
Teilen des Antriebs untergebracht; der Antriebsmotor mit Reduktionsgetriebe
für die
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung befindet sich im linken, unteren,
hinteren Bereich des Gehäuseinnenraumes.
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Der Gehäusedeckel, das Gehäuseunterteil, die
Gehäuseenddeckel
sowie der Basisblock bestehen vorzugsweise aus Aluminium.
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Das Handstück 1 besteht, wie
bereits beschrieben, aus einem Gehäuse, das aus einem Gehäuseunterteil 9 mit
seitlich unterschiedlich hochgezogenen Wänden, dem Gehäuseunterteil
angepassten Gehäusedeckel 10 mit
längsverschieblichem
Verschlussriegel 11 und den beiden Gehäuseenddeckeln 6, und 7 gebildet
wird. Das Gehäuseunterteil
ist mit den beiden Gehäuseenddeckeln über Zuganker oder
Schrauben, z.B. aus Eisen, verbunden, die teilweise unmittelbar
in den Basisblock 8 eingeschraubt werden. Das Gehäuse ist
ca. 200 mm lang, die Gehäuseenddeckel
haben etwa quadratischen Querschnitt, ca. 40 × 40 mm, (2). Der Gehäusedeckel 10 ist um
eine Achse 104 verschwenkbar, die in den Gehäuseenddeckeln 6, 7 befestigt
ist; hierzu dienen in den Gehäuseenddeckeln
die Bohrungen 14. Die Nase 12 des Verschlussriegels 11 ist
in die Ausnehmung 45 des Basisblocks 8 zum Verschließen des Gehäusedeckels
einschiebbar. Der linke Gehäuseenddeckel 6 weist
im oberen, vorderen Teil eine nach oben offene U-förmige Durchführung 13 für den nach
vorne herausragenden Teil der Biopsienadel/Schneidhülse 2, 3 und
der darauf angeordneten Führungsrolle 81 auf.
Die Führungsrolle 81 die
bei Verwendung eine Koaxialkanüle
auf diese aufgesetzt wird, verhindert auch, dass Gewebeflüssigkeit
in das Gehäuse
eindringen kann. Der hintere Gehäuseenddeckel 7 weist
zwei nach oben offene, U-förmige Durchführungen 15, 16 auf.
Die Durchführung 15 korrespondiert
mit der Durchführung 13;
sie nimmt das Ende des auf die hohle Biopsienadel aufgesetzten querschnittsrunden
Kunststoffteils 47 auf. In die Durchführung 16 wird ein
Stutzen 63 der Vakuum/Druckerzeugungsvorrichtung eingelegt
(2). Ein in das Kunststoffteil 47 eingesetztes,
weiteres Kunststoffteil 112 weist einen Zapfen 17 auf,
der zur Verbindung des Verbindungselements 4 mit dem Ausflussstutzen 64 der
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
dient. Der Innenhohlraum der Biopsienadel ist über das ebenfalls hohle Verbindungselement 4 durchgängig mit
dem Hohlraum der Kolben-/Zylinderanordnung
und dem Hohlraum der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung verbunden.
Die Verbindungen sind derart gestaltet, dass in das System weder Luft
von außen
eindringen kann, noch bei Überdruck Luft
nach außen
ausströmen
kann; die Verbindungsstellen sind also luftdicht ausgebildet. Das
so ausgebildete System bewirkt, dass das Dichtelement 76 bei Anlegen
eines Unterdrucks im Inneren der Biopsienadel gegen die Biopsienadel 2 gezogen
wird, was die Dichtwirkung zwar verstärkt, jedoch die Drehbewegung
der Schneidhülse
gegenüber
der Biopsienadel nicht negativ beeinflusst, jedoch die Biopsienadel bei
entsprechender Gestaltung mit verdreht, bis die Verdrehung durch
eine Begrenzungsvorrichtung gestoppt wird. Wie insbesondere 6 zeigt, ist in die Durchführung 16 des
Gehäuseenddeckels 7 auf
der unteren Seite ein Mikroschalter 18 integriert, dessen Schaltstift 19 in
die Durchführung
hinein ragt.
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Sobald der Stutzen 63 der
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung in die Durchführung eingelegt wird und der
Gehäusedeckel
geschlossen ist, wird der Schaltstift 19 des Mikroschalters 18 nach
unten gedrückt
und der Mikroschalter 18 gibt die Stromzufuhr frei. In
die Durchführungen 97, 98 des
Gehäuseenddeckels
können
die Anschlüsse
zum Anschluss eines Ladegerät
eingebaut werden.
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An der vorderen Seite des Gehäuseunterteils 9 ist
eine Fläche 113 für das an
dem Gehäuse befestigte
Bedienungspanel (7)
mit den Bedien- und Überwachungselementen
vorgesehen. Das am Gehäuse
zu befestigende Bedienungspanel 57 ist als eigenes Bauteil
ausgebildet, das beispielsweise auf die Fläche 113 des Gehäuseunterteils 9 aufgeklebt wird. Über Leitungen
ist dieses Bedienungspanel 57 mit weiteren elektronischen
Bauteilen, die im Gehäuse
angeordnet sind, sowie mit der Stromversorgung verbunden. Von den
mit dem Bedienungspanel verbundenen elektrischen/elektronischen
Bauteilen ist insbesondere die in den Raum 39, der unterhalb
der Abdeckung 46 liegt, angeordnete Platine zu erwähnen. Auf
der Platine ist ein programmierbarer Mikroprozessor sowie weitere
elektronische Bauteile angeordnet. Mittels des Mikroprozessors wird
die später
beschriebene halbautomatische Ablaufsteuerung gesteuert. Das Bedienungspanel beinhaltet
vor allem Schalter zum Bedienen der Biopsievorrichtung und Dioden
für die
Kontrolle des Bedienablaufs. Aus einer Aussparung 65 im
Gehäuseunterteil
ragt die Betätigungstaste 88 für die mechanische
Auslösung
des gespannten Spannschlittens heraus und drückt das darüberliegende Bedienungspanel
an dieser Stelle etwas heraus, so dass die Betätigungstaste durch die Folie
des Bedienungspanels leicht erfühlbar
ist.
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Bei der Gestaltung der Bedien- und Überwachungselemente
wurde darauf geachtet, dass zwischen dem Spannvorgang des Spannschlittens
und dem Auslösen
des Spannschlittens einerseits, und andererseits der Durchführung der
Biopsie, wie dem Heraustrennen der Probe, sowie insbesondere der Probeentnahme
durch Auswurf der Probe, unterschieden wird. Dementsprechend ist
die Betätigungstaste 88 (Auslöser) für den Spannschlitten nach
rechts und die das Spannen des Spannschlittens auslösende Spanntaste 90 nach
links gesetzt worden. Die für
das Durchführen
der Biopsie vorgesehene Programmtaste 89 liegt mittig.
Ebenfalls mittig liegen die Kontrollleuchten für Reset, Durchführung der
Biopsie und Auswurf der Probe, nach Öffnen des Probeentnahmeraums.
Durch Drücken
der Programmtaste 89 werden nach Einlegen des herausnehmbaren
Elements 20 und nach Schließen und Verriegeln des Gehäusedeckels
sowie automatischer Einstellung der Grundstellung zwei Funktionen
abgerufen, nämlich
die Probeentnahme und der Probenauswurf. Nach Einlegen des herausnehmbaren
Elements und Schließen
des Deckels leuchtet kurzzeitig die Resetdiode 91 gelb
auf und während
der Einstellung der Grundstellung blinkt sie; nach der Einstellung
der Ausgangsposition erlischt die Resetdiode. Die Probeentnahmediode 92 (grün) und die
Spanndiode (gelb) leuchten auf und zeigen an, dass der Bediener
entweder die eine oder die andere Funktion abrufen kann. Drückt er die
Spanntaste 90, so wird der Spannschlitten 28 in
Spannstellung gebracht und dort verriegelt. Um zu verhindern, dass
die Spanntaste versehentlich gedrückt wird, ist sie mit einer
Verzögerungsschaltung,
ca. 1,2 Sekunden, ausgestattet. Während des Spannvorgangs blinkt
die gelbe Spanndiode; nach Abschluss des Spannvorgangs leuchtet
die Verriegelungsdiode (grün)
auf ; das Gerät,
d.h. die Biopsiendadel, ist bereit um in das zu untersuchende Gewebe
durch Auslösen
mittels der Betätigungstaste 88 eingeschossen
zu werden. Nach dem Einschuss erlischt die Verriegelungsdiode und die
Spanndiode (gelb) und die Probeentnahmediode (grün) leuchten auf. Beide Funktionen
(Spannen oder Probeentnahme) können
nun abgerufen werden. Bei Drücken
der Programmtaste 89 wird der Biopsievorgang automatisch
durchgeführt,
wie später
erläutert. Es
könnte
aber auch erneut der Spannvorgang abgerufen werden. Bei Aufruf des
Biopsievorgangs (Probeentnahme) läuft dieser automatisch ab.
Nach Abschluss des Vorgangs erlischt die grüne blinkende Probeentnahmediode
und die gelbe Auswurfdiode leuchtet auf. Durch erneutes Drücken der
Programmtaste wird der automatisierte Ablauf der Probeentnahme durchgeführt. Nach
Abschluss des Vorgangs erlischt die blinkende Auswurfdiode und die
gelbe Resetdiode leuchtet auf, was bedeutet, dass das herausnehmbare
Element 20 entnommen werden kann, oder dass durch Drücken der
Programmtaste das Gerät
automatisch für
die Entnahme einer weiteren Probe vorbereitet wird. Es folgt dann
wieder der Vorgang wie bereits beschrieben, Spannen usw. oder Probeentnahme.
Beim Drücken
der Programmtaste 89 zur Probeentnahme (zum Auswurf der
Probe) ist eine Verzögerungsschaltung
vorgesehen, um zu verhindern, dass bei versehentlichem Berühren der
Programmtaste der Auswurf erfolgt, ohne dass die Nadel vorher herausgezogen
wurde.
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Die Batterieladediode 96 zeigt
den Ladungszustand der Batterie, bzw. der Akkus an. Die Dioden sind,
wie bereits beschrieben, so geschaltet, dass bei Durchführung des
jeweils aufgerufenen Vorgangs die Diode blinkt und nach Abschluss
des Vorgangs die Diode des Folgevorgangs aufleuchtet. Sofern zwei Möglichkeiten
zur Auswahl stehen, leuchten beide Folgedioden auf. Es ist dem Bediener
dann freigestellt, welche Auswahl er trifft. Die Farben der Dioden sind
so gewählt,
dass Vorgänge
im Gewebe grün
angezeigt werden, während
Vorgänge
außerhalb
durch die Farbe gelb angezeigt werden. Bei der Funktion Spannen
und Probeentnahme sind Verzögerungsschaltungen
(z.B. 1,2 – 1,5
Sekunden) vorgesehen um sicherzustellen, dass der Vorgang bewusst
aufgerufen wurde. Auf die Wirkungsweise und Steuerungsmöglichkeit
im Einzelnen wird bei der Beschreibung des Ablaufvorgangs näher eingegangen.
Symbole (Pictogramme) auf dem Bord symbolisieren die einzelnen Vorgänge.
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Eine perspektivische Darstellung
des Basisblocks 8 (von vorne in Richtung der X-Achse gesehen)
zeigt 8a; den Basisblock 8 von
hinten in X-Achse zeigt 8b (beide
Darstellungen perspektivisch). Der Basisblock 8 lässt sich
in Längsrichtung gesehen
in zwei Hälften
gliedern; der vordere Teil dient der Befestigung des gemeinsamen
Antriebs für Schneidhülse und
Spannschlitten sowie in seinem oberen Teil der Lagerung des Biopsienadelträgers (8a); der rückwärtige Teil
dient der Befestigung des Antriebs für die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
sowie der Lagerung der distalen Seite der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
(8b). Zwischen den beiden
Antriebsmotoren 21, 58, unter der Mittelrippe 87 ist
eine zentrale Elektronikplatine in dem darunter liegenden Raum 39 angeordnet.
Der Basisblock 8 weist in seinem linken, vorderen Teil
einen U-förmigen
Raum 24 auf, in den eine Zahnwalze 23, die von
dem Getriebemotor 21 angetrieben wird, eingebaut ist. Hierzu
ist die Abtriebswelle des Getriebemotors in einer Öffnung in
der Wand 25 des Basisblocks 8 gelagert bzw. eingesteckt.
Die Zahnwalze 23 ist auf die Abtriebswelle aufgesteckt
und auf ihr z.B. mittels einer Schraube dreh- und verschiebesicher befestigt.
Auf der anderen Seite ist die Zahnwalze 23 in der Wand 22 des
Basisblocks 8 gelagert. Als Antriebsmotor wird ein Gleichstrommotor
mit einer Drehzahl von ca. 11000 U/min verwendet. Dem Gleichstrommotor
ist ein Planetengetriebe mit hoher Untersetzung nachgeschaltet;
auf dessen Abtriebswelle ist die Zahnwalze 23 aufgesetzt.
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An der Wand 22 ist nach
rechts zeigend ein weiterer Block 26 angeformt, der sowohl
den verschwenkbaren Doppelhebel 33 für die Verriegelung aufnimmt,
als auch zur Befestigung des Bolzens 30 für die Führung des
Spannschlittens 28 dient. Der Bolzen 30 wird in
die Gewindebohrung 29 eingeschraubt. Der Spannschlitten 28 gleitet
beim Spannvorgang auf der darunter angeordneten Trennplatte 114 nach
rechts. Beim Spannvorgang wird die auf dem Gewindebolzen 30 angeordnete
Spiralfeder 31 zusammengedrückt. Die Spiralfeder stützt sich
mit einem Ende auf einem Endstück 32 des
Gewindebolzens oder direkt am Gehäuseenddeckel 7 ab;
das andere Spiralfederende, das in eine Sackbohrung des Spannschlittens
hineinragt, stützt
sich über
eine Beilagscheibe an einer Lippe 122 der Führungsbohrung 115 ab.
Der Gewindebolzen 30, der einerseits im Gehäuseenddeckel 7 und
andererseits im Block 26 befestigt ist, trägt an seinem
distalen Ende eine kurze Spiralfeder 124, die sich ebenfalls
auf ihrer proximalen Seite an der Lippe in einer der Bohrung 115 gegenüber liegenden
koaxialen Sackbohrung 129 über eine weitere Beilagscheibe 125 an
der umlaufenden Lippe 122 abstützt. Beide Spiralfedern haben
den gleichen Durchmesser und die distale und proximale Bohrung 129, 115 im
Spannschlitten und die distalseitige Bohrung 128 im Block 26 sind
im Durchmesser so gestaltet, dass die Spiralfedern leicht eingeschoben
werden können.
Alle Bohrungen sind koaxial zum Bolzen 30 angeordnet. In
gleicher axialer Entfernung zur umlaufenden Lippe in der Sackbohrung des
Schlittens weist der Gewindebolzen 30 einen Bund 123 auf.
Der Spannschlitten 28 wird in seiner Ausgangsstellung (Ruheposition)
durch die gering vorgespannten Federn 31, 124 über die
Beilagscheiben in Ruheposition gehalten, wie in 3a und 3c dargestellt.
Die Beilagscheiben liegen dabei sowohl an der entsprechenden Seite
des Bundes und der Lippe an und stehen senkrecht; wird also der
Schlitten nach rechts oder links ausgelenkt, so wird die jeweilige
Feder versuchen, den Spannschlitten in seine Ausgangslage zurückzuführen, der
Spannschlitten ist gewissermaßen „schwimmend" gehalten.
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Der Spannschlitten 28 gleitet
vor allem auf der Trennplatte 114 und ist durch diese und
die Seitenwand verdrehgesichert. Ein Arm 99 des doppelarmigen
Hebels 33 der Verrrastvorrichtung greift in eine Nut 27 des
Spannschlittens 28 ein (9a und 10a). Die in den Block 26 des
Basisblocks 8 integrierte Verrastvorrichtung besteht aus
dem doppelarmigen Hebel 33, der um eine senkrecht stehende
Achse 35 (in Y-Achse gesehen) mittels einer Druckfeder 34 verschwenkbar
ist. Die Achse 35, ein senkrecht stehender Stift, ist in
den Bohrungen 38 des Basisblocks befestigt. Im ungespannten
Zustand liegt der Teil 99 des doppelarmigen Hebels in der
Nut 27 des Spannschlittens; die zusammengedrückte Feder 34 wirkt
auf den Teil 100 des Hebels ein um die Verrasttaste 88 nach außen (nach
vorn) zu drücken.
Die Verrasttaste ist im Bedienungspanel, das an dieser Stelle nach
dem Spannen etwas nach außen
gedrückt
wird, leicht ertastbar. Sobald der Teil 99 des doppelarmigen
Hebels in die Ausnehmung 82 des Spannschlittens einrasten kann,
wird die Betätigungstaste 88 nach
außen
gedrückt.
Der Spannschlitten wird durch Einrasten des Hebelteils 99 im
gespannten Zustand verrastet und kann nun bei Bedarf mit der Betätigungstaste 88 ausgelöst werden.
Da der Spannschlitten zweckmäßigerweise
aus Kunststoff gefertigt ist, hat es sich als zweckdienlich erwiesen,
in die Vertiefung ein Metallteil 83 einzusetzen um den
Kunststoff nicht zu beschädigen,
da ja der doppelarmige Hebel aus Metall gefertigt ist. Im Gegensatz
zum herausnehmbaren Element 20 wird das Handstück mit ausgewechseltem
Einlegeelement mehrfach verwendet. Der Spannweg entspricht der Eindringtiefe
der Biopsienadel in das Gewebe. Daraus ergibt sich, dass die Länge des
Hebels 99 ebenfalls dem Spannweg entspricht. Da die Eindringtiefen
in der Regel zwischen 15 und 25 mm liegen, kann durch entsprechende Ausbildung
der Länge
des Hebels 99 und entsprechender Vorgabenänderung
in der Steuerung, das gleiche Handstück für verschiedene Eindringtiefen verwendet
werden.
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Der sich an den Block 26 anschließende Spannschlitten 28 ist
höhengleich
zum Block 26 angeordnet und ist etwa querschnittgleich
wie der Block 26. An seiner oberen Seite weist der Spannschlitten zwei
Laschen 40 auf. Die nach oben zeigende Fläche 41 des
Spannschlittens, sowie die nach oben zeigende Fläche 44 des Blocks 26,
sowie die nach oben zeigende Fläche
der Verlängerung 42 des
Basisblocks 8, bilden zusammen eine plane Lagerfläche für die untere
Gleitfläche 43 des
aufzusetzenden Biopsienadelträgers 37 (sh. 2). Der Biopsienadelträger ist aus
Kunststoff gefertigt. Bei der Verschiebung des Spannschlittens vom
ungespannten Ausgangszustand (9a)
in den gespannten Zustand (10a),
also nach rechts, gleitet der von den Laschen 40 gehaltene
Biopsienadelträger 37 über die Fläche 42 und 44.
Es ist auch denkbar, dass die Gleitflächen nicht plan, wie beim Ausführungsbeispiel
gestaltet sind, sondern eigens gestaltete Gleitflächen aufweisen;
wichtig ist, dass der Biopsienadelträger 37 auf der Gleitfläche leichtgängig und
geradlinig gleiten kann und dass nach dem Auslösen der Betätigungstaste 88 die
Biopsienadel geradlinig in das Gewebe, den Tumor, eindringen kann.
Deshalb ist auch die obere Außenkontur
des Biopsienadelträgers
der Innenkontur des Gehäusedeckels
entsprechend ausgebildet und weist ein nur geringes Spiel zum Gehäusedeckel
auf um ein Ausweichen der Biopsienadel nach oben zu verhindern,
was auch von Vorteil beim Spannvorgang ist.
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Oberhalb des U-förmigen Raumes 24 für die Zahnwalze 23,
in der Höhe
der Gleitfläche 42,
weist der Basisblock 8 eine U-förmige, nach oben offene Halterung 36 u.a.
für das
Einlegen der Biopsienadel/Schneidhülse, auf. Diese Halterung dient
vor allem als radiales Drucklager, also zur Abstützung für den mit der Schneidhülse verbundenen
Antriebsteil, das Zahnrad 74, bzw. die Kunststoffscheibe 78,
um den Spannschlitten mittels der Antriebsvorrichtung 106 in
seine Spannposition zu bringen. Distalseitig dient die Halterung
auch als Anschlag für
den Bund 127 beim Erzeugen der Vorvärt-Rückwärtsbewegung und
der damit verbundenen Windekldrehbewegung.
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Im hinteren, oberen Teil des Basisblocks
ist ein weiteres U-förmiges
Einlegeelement 62 vorgesehen, in das das aus dem Spritzenkörper herausragende
freie Ende 61 (distalseitige Ende) der Gewindespindel der
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung eingelegt wird. Das Einlegeelement
ist als Kanal ausgebildet, in dem die Gewindespindel 53 gleitet.
In der Mitte, oben, des Basisblocks ist eine Befestigung für eine Platte,
die die Ausnehmung 45 aufnimmt, vorgesehen, in die die
Nase 12 des Verschlussriegels 11 des Gehäusedeckels
eingeschoben wird. Eine am Basisblock 8 angeordnete Abdeckung 46,
die nach links zeigt, trennt den Raum der Antriebsmotoren und der
eingesetzten Platine, von dem oberen, linken Teil des Gehäuseinnenraums,
der vor allem der Lagerung des austauschbaren Biopsienadelträgers 37, einschließlich Biopsienadel
und Schneidhülse
dient. Die Abdeckung 46 schützt die elektrischen Getriebemotoren
und die Platine vor Verschmutzung. Die Platine für die Elektronik liegt zwischen
den Antriebsmotoren und unterhalb der Mittelrippe im Raum 39.
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Den Biopsienadelträger 37,
der in die Laschen 40 des Spannschlittens 28 mit
Biopsienadel 2 und Schneidhülse 3 sowie weiteren
Teilen einlegbar ist, zeigt 2.
Die hohle, kreisrunde Biopsienadel 2 hat eine Nadelspitze 70,
an die sich der Probeentnahmeraum 71 anschließt (11a – 11f).
Die querschnittsrunde Biopsienadel 2 wird von einer koaxial angeordneten,
querschnittsrunden Schneidhülse 3 umgeben,
die an ihrem linken, dem Probeentnahmeraum zugewandten Ende eine
Schneide 72 aufweist, die dazu dient, nach Einführung der
Biopsienadel (mit geschlossenem Probeentnahmeraum) und nach Öffnen des
Probeentnahmeraums und Durchführung
einer mehrmaligen Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung der
Nadel, die gleichzeitig von einer vorher festgelegten, begrenzten
Winkeldrehbewegung der Biopsienadel um ihre Längsachese überlagert wird, die Probe herauszuschneiden
und im geschlossenen Probeentnahmeraum zu halten, wie später näher beschrieben.
Die distal angeordnete Schneide der Schneidhülse steht vorzugsweise senkrecht
zur Längsachse von
Biopsienadel und Schneidhülse.
Der Abtrennvorgang geschieht durch Rotation und gleichzeitiger Längsverschiebung
der Schneidhülse
mittels des Gewindespindelantriebs. Es ist auch denkbar, dass die
Bewegung der Schneidhülse
nicht kontinuierlich erfolgt, sondern schrittweise oder vibirerend,
d.h. der Vorschub wird in kurzen Abständen vor und zurück bewegt.
Wie insbesondere 11f im
Querschnitt zeigt, liegen die Längskanten 68 des
Probeentnahmeraums oberhalb des Mittelpunktes des Querschnitts,
d.h. der Probeentnahmeraum ist über
die Z-Achse hinaus um ca. 15 – 30° hochgezogen.
Um nun das Eindringen von festem, hartem Gewebe in den Probeentnahmeraum
zu verbessern, weisen die Längskanten
eine Schneide auf. Diese Schneide an den Längskanten wird dadurch erzeugt,
indem von oben her die Wandstärke
so reduziert wird, dass die Breite b' an der Schneidkante der Breite b eines
tiefer liegenden Schneidhülsenrohr-Innendurchmessers entspricht,
d.h. die Wandstärke wird
im oberen Teil reduziert und so zur Ausbildung der Schneidkante genutzt
(sh. 11f und Vergrößerung in 11g).
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Auf dem der Schneide 72 abgewandten
anderen, proximalen Ende der Schneidehülse ist eine Gewindespindelhülse 73 mit
einem auf der Stirnseite der Gewindespindelhülse angeordneten Zahnrad 74 befestigt.
Die Gewindespindelhülse
mit Zahnrad ist auf der Schneidhülse
dreh- und verschiebesicher angeordnet. Mit der Gewindespindel arbeitet
eine Gewindespindelmutter 75 zusammen, die fest in den
Biopsienadelträger 37 eingepresst
ist. Das Zahnrad 74 liegt links also vor dem Beginn der
Spindelhülse.
Bei Verdrehen der Gewindespindelhülse mittels des Zahnrades 74 wird
die Schneidhülse
gedreht und in Längsrichtung über der
Biopsienadel 2 verschoben.
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Distalseitig vom Zahnrad 74 ist
mit der Gewindespindel ein Rohrstück 126 mit dem Bund 127 fest
verbunden. Das Rohrstück
wird in die Halterung 36 eingelegt, wobei der Bund 127 hierbei
distalseitig vor der Halterung liegt. Die Länge des Rohrstücks 126 entspricht
in etwa dem Spannweg, wobei zusätzlich
die Wandstärke
der Halterung 36 zu berücksichtigen
ist (s. 3a und 3b). Der Bund 127 wandert bei
der Grundstellung des Gerätes
(geschlossener Probeentnahmeraum) nach links, zur distalen Seite, während er
nach Öffnen
des Probeentnahmeraums an der Halterung 36 (distalseitig)
zur Anlage kommt. Bei weiterem Drehen der Spindelhülse mit
Schneideinrichtung, also bei dem Versuch den Probeentnahmeraum weiter
zu öffnen,
wird der Spannschlitten gegen die Wirkung der kurzen Spiralfeder
zum Block 26 hingezogen, weil der Bund 127 distalseitig
an der Halterung 36 anliegt. Dadurch kann, wie später beschrieben,
die Biopsienadel in eine Vor- und Rückwärtsbewegung gebracht werden,
die von einer begrenzten Winkeldrehbewegung der Biopsienadel nach
beiden Seiten überlagert
wird. Diese Winkeldrehbewegung erfolgt dadurch, dass die Schneidhülse versucht,
die Biopsienadel mit zu verdrehen, die Biopsienadel jedoch andererseits
gehindert wird, sich über
eine vorgegebene Winkeldrehung hinaus zu verdrehen, wie insbesondere
die Zeichnungen 12b – 12d zeigen.
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Das Zahnrad 74 am linken
Ende der Gewindespindel kämmt
nach dem Einsetzen des Biopsienadelträgers in die Laschen 40 mit
der Zahnwalze 23. Um den Biopsienadelträger 37 bei nicht gespanntem Spannschlitten
(2) in die Laschen des
Spannschlittens einsetzen zu können,
weist der Biopsienadelträger
zwei plane, parallele Ausnehmungen 77 auf (2). Beim Aufsetzen der Gleitfläche des
Biopsienadelträgers 37 auf
die Flächen 41, 42 und 44 wird gleichzeitig
die Biopsienadel in die Halterung 36 des Basisblocks 8 eingesetzt.
Auf der linken Seite des Zahnrades kann zur Verbesserung der Drehbarkeit des
Spindelantriebs, insbesondere, wenn die Halterung 36 als
Abstützung
für das
Spannen des Spannschlittens dient, eine Kunststoffscheibe 78 eingefügt sein,
die mit einem leichten Konus versehen ist. Bei korrekt eingelegtem
Biopsienadelträger
gleitet beim Spannen des Spannschlittens der Biopsienadelträgers mit
der Gleitfläche 43 über die
Flächen 42 und 41 nach
rechts. Da nach dem Einlegen des Biopsienadelträgers zunächst der Probeentnahmeraum
geschlossen wird, liegt das Zahnrad 74 an der Halterung 36 an.
Wird nun die Zahnwalze 23 weiter in gleicher Richtung angetrieben,
so schraubt der Gewindespindelantrieb über den Biopsienadelträger den Spannschlitten
nach rechts, bis er verrastet ist; dabei wird die Biopsienadel nach
innen gezogen, während die
Schneidhülse
in ihrer Position verbleibt. Die Schneidhülse ragt nach dem Verrasten über die
Biopsienadelspitze hinaus. Es wird daher nach Verrastung des Spannschlittens
die Schneidhülse
in die Ausgangslage (entgegengesetzte Drehrichtung) zurückgedreht;
das Zahnrad 74 verschiebt sich hierbei in der Zahnwalze
von links nach rechts. Nach dem Entrasten des Spannschlittens gleitet
mit dem Biopsienadelträger
die Biopsienadel-/Schneidhülse
mit Zahnrad wieder nach links. Nun kann die Schneidhülse wieder
nach rechts verschoben werden um den Probeentnahmeraum zu öffnen bis
der Bund 127 zur Anlage kommt.
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Die Funktion des „schwimmend" gelagerten Spannschlittens
in Verbindung mit dem steuerbaren Antriebsmotor und des mit der
Schneidhülse
verbundenen Rohrstücks 126 mit
dem Bund 127 wird im Zusammenhang mit dem Ablauf der Biopsie
näher beschrieben.
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Das rechte Ende der Schneidhülse ist über ein
Dichtelement 76 mit der hohlen Biopsienadel rotationsbeweglich,
aber luftabschließend
verbunden, damit weder Luft zwischen Biopsienadel und der sie koaxial
umgebenden Schneidhülse
eindringen, noch bei Überdruck
Luft austreten kann. Das Dichtelement 76 besteht aus einem
Kunststoffschlauch, der über das
proximale Ende der Schneidhülse
gezogen wird. Der Innendurchmesser ist so gewählt, dass er auf dem Außendurchmesser
der Biopsienadel leicht anliegt. Bei Anlegen von Unterdruck im Innenraum
der Biopsienadel und damit auch zwischen Biopsienadel (Außenseite)
und Schneidhülse
(Innenseite) wird der elastische Kunststoffschlauch gegen den Außendurchmesser
der Biopsienadel gezogen. Der Schlauch kann dann, sofern die Biopsienadel
gegenüber
der Schneidhülse
verdreht wird, als Rückstellelement
(Rückstellfeder)
dienen. Um die Biopsienadel mittels der Schneidhülse geringfügig zu verdrehen ist die Biopsienadel
im Bereich des Dichtelements 76 leicht deformiert, so dass
sie an der deformierten Stelle O oval ist, (sh. auch 12f). Beim Verdrehen der
Schneidhülse
wird die Biopsienadel durch die Verformung O mit verdreht, und zwar
soweit, bis das Verdrehen der Biopsieadel durch Anschlag begrenzt ist
(12b – 12d).
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Diese Drehwinkelbewegung der Biopsienadel
hat zur Folge, dass gleichzeitig die geschärften Längskanten des Biopsienadelraumes
um die Biopsienadellängsachse
nach beiden Seiten verschwenkt werden. Da diese Drehwinkelbewegung
durch den gleichen Antrieb und gleichzeitig mit der Vor-/Rückwärtsbewegung
der Biopsienadel erfolgt, trennen die Schneidkanten des Probeentnahmeraums
nach Art eines angetriebenen Messers sowohl longitudinal in der
X-Achse als auch gleichzeitig winkelverdreht das Gewebe auf, so
dass das unter Druck (Außen- und/oder
Innendruck) stehende Gewebe in den geöffneten Probeentnahmeraum gesichert
eindringt. 12f zeigt
die Stellung des Probeentnahmeraums in der neutralen Grundstellung
nach Öffnung; 12g zeigt die Stellung nach
einer Winkeldrehung um den Winkel α nach rechts und gleichzeitigem
Zurückfahren
der Biopsienadel um den Betrag X1(ca. 2 mm)
nach der Proximalseite; 12h zeigt
die Lage der Biopsienadel bei Linksdrehung um den Winkel β und gleichzeitiger
Bewegung der Biopsienadel nach der Distalseite um den Betrag X2 (ca. 2 mm). Durch die Bewegung der Schneidkanten
des Probeentnahmeraums, bzw. der Biopsienadel wird sichergestellt, dass
das Gewebe in jedem Fall an den Längskanten aufgetrennt wird,
unabhängig
von der Gewebestruktur. Die beschriebene Bewegung der Biopsienadel und
damit der geschärften
Längskanten
des Probeentnahmeraums führt
auch dazu, dass der aufgetrennte Gewebeteil in den Probeentnahmeraum
eingelegt wird, auch wenn der üblicherweise
angelegte Druck nicht vorhanden ist.
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Auf das rechte Ende der Biopsienadel 2 ist ein
rundes, ebenfalls hohles Kunststoffteil 47 luftdicht aufgesetzt
und mit der Biopsienadel kraftschlüssig verbunden. Das Kunststoffteil 47 hat
an seinem linken Ende ein Lagerelement 49, das in den Biopsienadelträger eingepresst
ist; an seinem aus dem Handstück
herausragenden rechten Ende ist ein weiteres Kunststoffteil 112 eingesetzt,
das gegenüber
dem Kunststoffteil 47 und gegenüber der Biopsienadel 2 drehbeweglich
ist. Zwischen Biopsienadel und Kunststoffteil 112 ist ein
O-Ring zur Abdichtung eingesetzt. Das Kunststoffteil hat an seinem
rechten Ende einen Zapfen 17, auf den das Verbindungselement 4 luftdicht
aufgeschoben wird. Ebenfalls am rechten, aus dem Biopsienadelträger und
dem Gehäuse
herausragenden Teil, befindet sich eine Rändelscheibe 80, mit
der durch Drehen die Lage des Probeentnahmeraums radial verstellt
werden kann, ohne dass die Position der Schneidhülse verändert wird. Mit einer Verdrehung
der Biopsienadel ist allein eine Verdrehung des Probeentnahmeraums
verbunden. Das Kunststoffteil 47 mit Biopsienadel und Schneidhülse wird
mit dem Lagerelement 49 und der Gewindespindelmutter 75 in
den Biopsienadelträger eingepresst.
Die Biopsienadel ist über
das Lagerelement 49 und seine enge Führung in der Schneidhülse drehbeweglich
im Biopsienadelträger
und in der Schneidhülse
gelagert und mit dem Biopsienadelträger in der Längsachse
verschiebbar. Wie vorher beschrieben, ist die Schneidhülse gegenüber der
Biopsienadel durch Verdrehen axial beweglich.
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Rechts vom Lagerelement 49 ist
ein Vielkant 50 auf dem Kunststoffteil 47 angeordnet,
der mit dem Biopsienadelträger 37 durch
Verspannen verrastbar ist, so kann der Probeentnahmeraum der Biopsienadel
mittels der Rändelscheibe 80 in
die für
die Biopsieentnahme günstigste
Position gebracht und gehalten werden. Beim Verdrehen werden die
beiden Schenkel 39 des Biopsienadelträgers, der aus einem elastischen
Kunststoff besteht, durch die Ecken des Vielkants aufgeweitet bis
die Flächen
des Vielkants wieder nahezu senkrecht zu den Schenkeln 39 stehen
und somit der Vielkant wieder verrastet ist (sh. insbesondere 12c). Der Vielkant ist danach
um eine vorgegebene Stufe verstellt. Handelt es sich bei dem Vielkant
um ein Sechseck, so erfolgt das Verdrehen um jeweils 60°, will man
mehr Verdrehstufen haben, so wählt
man dementsprechend einen Vielkant mit 8, 10 usw.
Stufen aus.
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Wie insbesondere 12b – 12f zeigen, hat der Biopsienadelträger zwei
Schenkel 39, die über
einen Holm 116 miteinander verbunden sind. In dem Kunststoffträger ist
der Vielkant 50 des Kunststoffteils verrastbar gelagert,
in dem die mit dem elastischen Querholm verbundenen Schenkel 39 beim
Verdrehen zunächst
nach außen
aufgeweitet werden um anschließend
wieder durch die Elastizität
in ihre Ausgangslage zurückzukehren.
Wählt man
nun eine Schlüsselweite
S für den
Vielkant, die geringer ist als der Abstand A (lichte Weite) der
beiden Schenkel voneinander, so ist die Biopsienadel geringfügig nach beiden
Seiten um ihre Achse um einen vorher bestimmten Winkel (α,β) nach rechts
und links um die Längsachse
begrenzt verdrehbar (12b und 12d, 12c zeigt die Mittelstellung). Die Schenkel 39 des
Biopsienadelträgers
werden hierbei nicht aufgeweitet; sie verhindern im Gegenteil, dass die
Biopsienadel um einen größeren Winkel
verdreht wird, da der Antrieb so gestaltet ist, dass zwar die Schneidhülse noch
weiter verdreht werden kann, der Widerstand der Schenkelbegrenzung
jedoch größer ist
als das Antriebsmoment.
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Die Ecken des Vielkants schlagen
also an die Schenkel 39 an und verhindern ein weiteres
Verdrehen, weil das auf die Biopsienadel wirkende Drehmoment zu
einer Aufweitung der beiden Schenkel nicht ausreicht. Da das Kunststoffteil 47 mit
dem Vielkant fest mit der Nadel verbunden ist und die Schneidhülse bei
geöffnetem
Probeentnahmeraum auf den deformierten Bereich O der Biopsienadel
aufgeschoben wurde, und letztlich auch das Dichtelement 76 auf
die Außenseite
der Biopsienadel bei geöffnetem
Probeentnahmeraum gewissermaßen
eine Reibverbindung eingeht, wird beim Antreiben der Schneidhülse, je
nach Drehrichtung, die Biopsienadel durch diese Reibverbindung um
ihre Achse verdreht, bis der Anschlag des Vielkants ein weiteres Verdrehen – mangels
eines größeren Drehmoments – verhindert.
Da das elastische Dichtelement in dieser Phase durch den herrschenden
Unterdruck verstärkt
gegen die Außenfläche der
Biopsienadel gezogen wird, bewirkt dieses, dass beim Verdrehen der Schneidhülse gegenüber der
Biopsienadel das Dichtelement einerseits das Verdrehen begünstigt;
andererseits wirkt es als Rückstellelement,
sofern es geringfügig
touchiert wurde. Diese begrenzte Drehbewegung wird als Winkeldrehbewegung
verstanden. Die begrenzt verdrehbare Biopsienadel kehrt aus der Winkeldrehbewegung
durch Änderung
der Drehrichtung und infolge des verdrillten Dichtelements in ihre Ausgangslage
zurück
um dann erneut gegen die Wirkung des elastischen Dichtelements in
der anderen Richtung verdreht zu werden. Für die begrenzte Winkeldrehbewegung
in Verbindung mit der Vor-/Rückwärtsbewegung,
wie nachfolgend beschrieben, reicht im Allgemeinen etwa eine Umdrehung
des Zahnrads 74 nach jeder Richtung (jeweils ca. eine Umdrehung von
der Nullstellung). Bei einer Drehbewegung des Zahnrads wird die
Biopsienadel ca. 2 mm nach links bzw. nach rechts aus der Nullstellung
verschoben und gleichzeitig um den Winkel bzw. um die Längsachse
bewegt. Im Allgemeinen wird dieser Bewegungsablauf nach jeder Richtung
ca. 5 mal wiederholt.
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Wie insbesonderes 12 zeigt, ist die koaxial die Biopsienadel
umgebende Schneidhülse über die
Gewindespindelmutter 75 mit dem Biopsienadelträger 37 verbunden.
In der Gewindespindelmutter 75 ist die Gewindespindelhülse 73 verdrehbar
gelagert. Ein Verdrehen des Zahnrades 74 durch den Antriebsmotor
der Zahnwalze 23 bewirkt, dass der Biopsienadelträger und
der Spannschlitten nach rechts bewegt wird sobald das Zahnrad 74 zur
Anlage an der Halterung 36 kommt. Bei einer Stellung des Zahnrades
innerhalb der Länge
der Zahnwalze 74, also sofern das Zahnrad frei ist und
weder an der Halterung noch an der Gewindespindelmutter 75 anliegt, kann
die Schneidhülse
alleine verstellt werden, so z.B. nach dem Spannen der Biopsienadel
zum Ausgleich von Nadelspitze und Schneidhülse um die Schneidhülse in die
Ausgangsstellung zurückzuführen oder
zum Öffnen
und Schließen
des Probeentnahmeraums.
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Beim Öffnen des Probeentnahmeraums
wird die Schneidhülse über den
leicht deformierten Bereich O der Biopsienadel geschoben. In dieser
Stellung wird bei weiterer Drehung der Schneidhülse die Biopsienadel in Drehrichtung
um einen vorgegebenen Winkel mitgenommen; da jedoch die Verbindung Schneidhülse/Biopsienadel
nur die Übertragung
eines vorbestimmten Drehmoments zulässt, kommt die Drehbewegung
der Biopsienadel zum Stillstand, wenn die entsprechenden Ecken des
Vielkants an den Schenkeln des Biopsienadelträgers zur Anlage kommen (s. 12b bzw. 12d).
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Das auf der distalen Seite des Zahnrades
angebrachte Rohrstück 126 mit
Bund 127, das mit der Halterung 36 zusammenwirkt,
dient dazu, im Zusammenwirken mit der Steuerung die Nadel in eine
kurzzeitige Rüttelbewegung
(Vor- und Rückwärtsbewegung)
zu versetzen und gleichzeitig wie beschrieben die Biopsienadel in
eine wechselnde Winkeldrehbewegung zu versetzen.
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Da die Rüttelbewegung (Vor- Rückwärtsbewegung) über den
Antrieb für
die Schneidhülse 3 erfolgt,
wird gleichzeitig über
die Verbindung Schneidhülse
mit der deformierten Stelle „O" der Biopsienadel
und durch die Gestaltung des Vielkants 50 sowie des Biopsieträgerteils
eine begrenzte Verdrehung der Biopsienadel nach beiden Drehrichtungen
(je nach Drehrichtung) durchgeführt,
die die Vor-/Rückwärtsbewegung
der Biopsienadel überlagern.
Durch diese beiden gemeinsamen Bewegungen wird jede Art von Gewebe
durch die Schneidkanten des Probeentnahmeraums aufgetrennt. Das
Einziehen, bzw. Einlagern des Gewebes in den Probeentnahmeraum wird
auch bei zähem
oder mit Einschlüssen
versehenem Gewebe mit und/oder Druck zuverlässig erreicht. Die vorher erwähnte Vor-/Rüttelbewegung
der Biopsienadel (Vor- und Rückwärtsbewegung),
die auch die Winkeldrehbewegung erzeugt, wird nachfolgend beschrieben:
-
Beim Antrieb der Zahnwalze wird über das Zahnrad 74 der
Probeentnahmeraum soweit geöffnet bis
der Bund an der Halterung 36 distalseitig zur Anlage kommt.
Wird nun die gleiche Drehrichtung beibehalten, und das Zahnrad liegt
nicht an der Gewindespindelmutter an, so bewirkt das weitere Drehen, dass
der Spannschlitten über
den Biopsienadelträger zum
Block 26 gegen die Wirkung der kurzen Spiralfeder gezogen
wird, da ein weiteres Öffnen
der Schneidhülse
durch das Anliegen des Bundes 127 an der distalen Seit
der Halterung 36 nicht möglich ist. Der Spannweg oder
der Bewegungsweg (X1 bzw. X2 beträgt ca. 2mm
oder entspricht ca. 1 Umdrehung der Schneidhülse. Mit dem Anschlag des Zahnrads 74 an der
Gewindespindelmutter wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt
und mit Unterstützung
der kurzen Spiralfeder wird der Spannschlitten in seine Ausgangsposition
(Ruhelage) zurückgedrückt, die
Biopsienadel wird in ihre Null-Position zurückgedreht. Da ein Messgeber
die Motorumdrehungszahlen zählt, und
die Ist-Werte in einem programmierbaren Mikroprozessor abgelegt
sind, kann über
entsprechende Vorgaben die Motordrehrichtung nach den Vorgaben umgesteuert
werden, so dass der Spannschlitten erneut gegen den Block gezogen,
bzw. nach Freigabe zurückgefahren
wird. Durch die ständige
Umdrehung der Drehrichtung des Motors, gemäß Vorgabe, in Zusammenwirken
mit dem Spannen und Freigeben des Schlittens führt die Biopsienadel eine Vor-/Rückwärtsbewegung
aus, die von einer begrenzten Winkeldrehbewegung der Biopsienadel
nach beiden Seiten je nach Drehrichtung überlagert wird. Fünf Vor- Rückwärtsbewegungen
sind im Allgemeinen ausreichend um auch bei hartem und/oder zähem Gewebe oder
Gewebe mit Einschlüssen,
z.B. Kalk, eine gute Probeentnahme zu gewährleisten. Durch die Vor- und
Rückwärtsbewegung
in Verbindung mit der begrenzten Winkeldrehbewegung der Biopsienadel
und den geschärften
Schneidkanten wird das Gewebe, das z.B. vom Vakuum an den Probeentnahmeraum angezogen
wird, an den Seitenrändern
durchgetrennt, um das Einlegen der Probe auch bei schwierigem Gewebe
in den Probeentnahmeraum zu ermöglichen
bzw. erheblich zu erleichtern.
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Die beschriebene Bewegung der Biopsienadel
und damit der geschärften
Längskanten
des Probeentnahmeraums ermöglicht
ein ausgezeichnetes Auftrennen des Gewebes nach dem Öffnen, bzw. während des Öffnens des
Probeentnahmeraums. Die gleiche gute Wirkung der Gewebeauftrennung
wird auch erzielt, wenn bereits während des Öffnens, also beim Zurückfahren
der Schneidhülse,
diese Rüttelbewegung,
bzw. Winkeldrehbewegung erzeugt wird.
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In den 12g – 12f ist diese überlagerte Bewegung
des Biopsienadelraumes nochmals im Einzelnen in den Phasen Links-
und Rechtsdrehung sowie Nullstellung dargestellt. Die 12g u.a. zeigen die Ausgangssstellung;
der Biopsienadelraum ist geöffnet,
die Schneidhülse
ist ca. 2mm über
die proximale Kante des Probeentnahmeraums zurückgefahren, der Vielkant steht
in Neutralstellung (12c).
Bei der Darstellung in 12h und 12g wird die Biopsienadel
in der Schneidhülse zurückgefahren
und gleichzeitig die Nadel um den Winkel a verschwenkt. 12f und 12d zeigen die andere Drehrichtung und
die Verdrehung um den Winkel Die proximale Kante des Biopsienadelraums ist
hierbei um ca. 2 mm zur distalen Seite gegenüber der Grundstellung verschoben
und gleichzeitig um den Winkel in die andere Richtung verschwenkt. 12g – 12f und 12b – 12d zeigen
einen Zyklus, der je nach Steuerung durch den Mikroprozessor mehrmalig
wiederholt wird, in der Regel sind es 5 Zyklen. Diese Vor-/Rückwärtsbewegung
und begrenzte Winkeldrehbewegung kann über elektrische Elemente, die
mit der Nadel oder dem Spannschlitten verbunden sind, ebenso erzeugt
werden.
-
Einzelheiten zum Probeentnahmeraum
sowie zu der Ausbildung der Biopsienadelspitze sind in den 11a – 11g dargestellt.
Der an die Nadelspitze 70 anschließende Probeentnahmeraum 71 ist
etwa über
25% seines Querschnitts nach oben offen. So ist bei einem Biopsienadelaußendurchmesser
von 3,3 mm die Höhe
H des Probeentnahmeraumes ca. 2,3 mm. Der Probeentnahmeraum ist
etwa zwischen 15 bis 25 mm lang. Daran schließt sich der Hohlraum der Biopsienadel
an. Am Übergang,
also am proximalen Ende des Probeentnahmeraumes, ist der Hohlraumquerschnitt
der Biopsienadel zwischen 50% und 75% durch eine Einengung, z.B.
einen Stopfen 79 verschlossen (11b – 11e). Die Höhe des Stopfens
ist so ausgelegt, dass er über
die Ausnehmung für
den Probeentnahmeraum nach unten reicht. Wie 11e zeigt, ist am Boden des Probeentnahmeraums
eine Öffnung
F von der Höhe
von 0,6 mm, bei einem Nadelinnendurchmesser von 3,0 mm. Das Vakuum
soll dadurch vor allem die Gewebeprobe mit dem kontinuierlichen Öffnen des
Probeentnahmeraums in den Probeentnahmeraum nach unten hineinziehen
und an der Wand des Probeentnahmeraums zur Anlage bringen. Bei Überdruck
im Biopsienadelhohlraum wirkt die Einengung, der Stopfen, druckerhöhend. Der
Stopfen hat etwa die Länge von
10 mm und ist in den Hohlraum eingeklebt oder eingeschweißt. Beim
Lasereinschweißen
hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die linke Seite des Stopfens
durch Herausnahme von Material an der Stirnfläche auf eine kurze Länge, ca.
2 mm, dünn
zu gestalten. Dadurch wird in diesem Bereich an der Stirnfläche das
Rohr der Biopsienadel mit der Stirnseite des Stopfens durchgeschweißt und ist
an der Stirnseite luftdicht. Der Stopfen kann auch von geringerer Länge sein,
sofern die gleiche Wirkung erzielt wird. So kann der Stapfen auch
durch eine Lippe oder Nase von etwa gleicher Höhe ersetzt werden. Wichtig ist,
dass die Verengung so gestattet ist, dass das Vakuum im Probeentnahmeraum
vor allem vom Boden her zur Wirkung kommt, damit die Probe beim
Schließen
der Schneidhülse,
also beim Schneidevorgang, an der Wand des Probeentnahmeraums anhaftet
und ihre Lage nicht verändert.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, evtl. zusätzliche
Fixiermittel an der Probeentnahmewand vorzusehen. Durch das Einsaugen
der Probe von unten in den Probeentnahmeraum ergibt sich zum einen
ein hoher Füllungsgrad des
Probeentnahmeraums und zum anderen, vor allem durch seine Gestaltung,
eine gute Fixierung der Probe an der Wand. Aus diesem Grund ist
es wichtig, dass die seitliche Auftrennung des Gewebes durch die
beschriebene Bewegung der geschärften
Längskanten
des Probeentnahmeraums ein Eindringen des Gewebes bis zum Boden
sicherstellt. Da die Schneidhülse
die Probe auf der Außenseite
der Biopsienadel abtrennt, bleibt dieses Festsaugen der Probe in
der Innenseite möglichst
auch beim Trennvorgang erhalten. Durch die außen angeordnete Schneidhülse und
das auf dem Innenboden des Probeentnahmeraums haftende Gewebe wird
beim Schließvorgang
durch die rotierende Längsbewegung
der Schneidhülse
die Probe selbst weder verdreht noch verdrillt. Die Qualität der Probe
ist dadurch erheblich verbessert, als bei Anlagen mit Drilleffekt.
Der Pathologe erhält
ein Ausgangsmaterial, das im Querschnitt dem Schnitt im Gewebe entspricht
und nicht eine verdrillte oder verformte Gewebemischung. Der Auswurf
der Probe unter Druck ist eine sichere Form der Ablage. Durch den
Stopfen 79 wird dies ermöglicht. Zusätzlich findet eine vollständige Reinigung
des Probeentnahmeraums statt, so dass bei Wiederholung der Biopsie
keine Vermischung von Gewebeproben (Restpartikel) stattfindet. Da
die Vakuumerzeugungsvorrichtung gleichzeitig als Druckerzeugungsvorrichtung
genutzt wird, wird der gesamte Hohlraum, insbesondere die Biopsienadel
beim Auswurf gereinigt. Bei normalem Gewebe genügt es, die Wandstärke des
Biopsienadelrohres von ca. 0,15 mm als Seitenschneidkante zu verwenden.
Bei hartem und/oder festem Gewebe ist der Füllungsgrad im Probeentnahmeraum
allein durch das Einsaugen mittels Vakuum nicht ausreichend, da
das Gewebe an den Seitenkanten nicht genügend aufgetrennt wird. Durch
die Ausbildung der Längsseiten des
Probeentnahmeraums 71 zu Schneidkanten 68, wie
insbes. 11g und 11f zeigen, wird durch Überlagerung
einer mehrmaligen Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
und einer begrenzten, mehrmaligen Winkeldrehbewegung der Biopsienadel
mit dem Probeentnahmeraum nach links und rechts (wie beschrieben)
sowie durch die Druckeinwirkung, z.B. durch Innenvakuum, das Gewebe
der Probe längsseitig
aufgetrennt, so dass die Probe mittels Vakuum oder Außendruck
erheblich besser zum Boden des Probeentnahmeraums wandert. Durch
Anlegen eines Außendrucks
oder eines Innenvakuums, z.B. mittels des Ultraschallkopfes oder
eines Vakuums im Biopsienadelhohlraum kann die Schneidwirkung der Längskanten
verstärkt
werden. Durch das Auftrennen der längsseitigen Schnittflächen der
zu entnehmenden Gewebeprobe wird auch bei hartem und/oder zähem Gewebe
bzw. Gewebe mit Einschlüssen
durch die Bewegung der Nadel ein hervorragender Füllungsgrad
erzielt. Auf diese Weise wird genügend Gewebematerial für die Untersuchung
bereit gestellt. Die Schneidkante an der Längsseite der Probeentnahmeeinrichtung
wird dadurch ausgebildet, dass das Teilstück (T1) von der Wandstärke abgefräst wird
(11g). Der Durchmesser
(ra) der Außenkontur
des Biopsienadelrohres bleibt erhalten, während der Innendurchmesser
(ri) der Innenkontur durch z.B. Ausfräsen des Teilstücks (T1) über eine senkrechte
Wand in die Außenkontur übergeführt wird
(sh. 11g).
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11d zeigt
den verschlossenen Probeentnahmeraum in dem die entnommene Probe
liegt. Beim Abtrennvorgang hat sich als vorteilhaft erwiesen, die
Schneidhülse 78 über ihre
in 11d gezeigte Endlage
in distaler Richtung ca. 2 mm hinaus zu bewegen und danach die Schneidhülse um diese 2
mm in ihre Endlage zurückzuführen. Durch
diesen Schereneffekt werden eventuell noch nicht durchtrennte Fasern
zuverlässig
abgetrennt, was zu einer weiteren Verbesserung der Probenqualität führt.
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Die hier beschriebene Biopsienadel
arbeitet mit im Innenraum angelegtem Vakuum. Die kombinierte Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
mit der überlagerten,
begrenzten Winkeldrehbewegung der Biopsienadel und damit der Schneiden
des Probeentnahmeraums, führt
auch bei Biopsienadeln ohne Vakuum oder bei Ausfall des Vakuums
zu hervorragenden Ergebnissen, insbesondere dann, wenn z.B. anstatt des
Innenvakuums in der Biopsiehohlnadel ein Außendruck auf das Gewebe z.B.
mittels Ultraschall angelegt wird. Aber auch die alleinige Anwendung
der Winkeldrehbewegung, überlagert
mit der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
der Nadel in Verbindung mit den als Schneiden ausgebildeten Längskanten des
Probeentnahmeraums, verbessert erheblich den Gewebeauftrennvorgang
und erleichtert das Eindringen der herauszuschneidenden Gewebeprobe
in den Probeentnahmeraum.
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Nachzutragen wäre auch, dass nicht in jedem
Fall das elastische Dichtelement als Rückstellelement nötig ist,
die Rückstellung
kann auch allein durch die Umkehrung der Drehrichtung erfolgen.
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13 zeigt
den Antrieb und den Einbau der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 (Blick
von hinten, also entgegen der Z-Achse, Gehäusedeckel und Gehäuseunterteil
sind weggelassen).
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Im oberen, hinteren, rechten Bereich
ist die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 als Kolben-/Zylindereinheit 69 angeordnet.
Sie besteht aus einem Spritzenkörper 52 mit
darin angeordneter Gewindespindel 53, an deren dem Spritzenboden 51 zugewandten
Ende ein Kolben 54 mit Dichtelementen – wie bei Spritzen allgemein
bekannt – befestigt
ist (14a – 14d).
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An dem dem Basisblock 8 zugewandten Ende
des Spritzenkörpers 52 ist
auf der Gewindespindel eine Gewindespindelmutter 48 mit
am Umfang ausgebildetem Zahnrad 55 angeordnet. Die Gewindespindelmutter
hat eine oder mehrere Gewindegänge.
Die Gewindespindel 53 wirkt mit der Gewindespindelmutter 48 zusammen.
Die Spindel weist eine Steigung von ca. 5 mm pro Gang auf, so dass bei
jeder Umdrehung der Kolben mittels des Spindelantriebs um einen
genau definierten Betrag aus dem Spritzenkörper heraus, also vom Spritzenboden 51 weg,
oder zum Spritzenboden hin, je nach Drehrichtung, bewegt wird. Der
am Umfang der Gewindespindelmutter angeordnete Zahnkranz 55 kämmt mit
dem Antriebsritzel 56, das auf der Abtriebswelle des Gleichstromgetriebemotors 58,
befestigt ist. Die Abtriebswelle des Gleichstromgetriebemotors 58 ist
im Basisblock 8 gelagert; hierfür ist die Abtriebswelle in die
Querplatte 59 des Basisblocks eingesteckt. Wird der Gleichstromgetriebemotor 58 aktiviert,
so wird der Kolben je nach Drehrichtung zum Spritzenboden oder in
Richtung Basisblock 8 hin bewegt. Als Antriebsmotor wird
ebenfalls ein Gleichstrommotor mit hoher Drehzahl verwendet, dem
ein Planetengetriebe mit hoher Untersetzung nachgeschaltet ist.
Er entspricht dem bereits beschriebenen Motor für die Spanneinrichtung. Auf
dem Gleichstromgetriebemotor ist daher ebenfalls auf der distalen
Seite eine Zähleinrichtung
befestigt, die aus einem zweiarmigen Flügelrad 131 und einer
motorseitig montierten Fotozelle besteht. Die Zähleinrichtung ist mit dem programmierbaren
Mikroprozessor verbunden, so dass die Funktion der Vakuum-/Druckeinrichtung über die Umdrehungszahl
steuerbar ist, indem nach Ermittlung eines Ausgangswertes durch
programmierbare oder programmierte Vorgaben die Funktionen abrufbar
sind.
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Der Kolben 54 ist in bekannter
Weise als Spritzenkolben ausgebildet. Der aus Kunststoff gefertigte
Spritzenkörper,
ein Zylinder mit Boden, ist durchsichtig.
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Um ein Verdrehen der Gewindespindel 53 beim
Antrieb der Gewindespindelmutter zu verhindern, sind die beiden
gegenüber
liegenden Flächen 60 der
Gewindespindel flächig
ausgebildet (14d). Die
Gewindespindel wird mit dem freien Ende in das Einlegeelement eingelegt.
Der Abstand der Flächen
der Gewindespindel entspricht der Breite des U-förmigen Einlegeelements 62 des
Basisblocks 8. Zwischen U-förmigem Querschnitt des Einlegeelements
und den beidseitigen Spindelflächen
besteht nur ein geringes Spiel. Die Gewindespindelmutter stützt sich
am Basisblock ab.
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Um ein Herausgleiten des Spritzenkörpers 52 beim
Verdrehen der Gewindespindelmutter zu verhindern, ist die Anlagefläche am Basisblock 8 leicht
konisch nach unten ausgebildet.
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Der Stutzen 63 des Spritzenkörpers 52 ist
in die Durchführung 16 des
Gehäuseenddeckels 7 so eingelegt,
dass der Spritzenkörper
in etwa in waagrechter Lage gehalten wird.
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Um das Verdrehen der Gewindespindel leichtgängig zu
machen, weist die Gewindespindelmutter mit Zahnkranz auf der dem
Basisblock zugewandten Seite eine etwa 1,5 mm starke Anphasung 66 auf.
Da darüber
hinaus die Fläche
der Rippe 59 am Basisblock 8, die mit der Anphasung 66 der
Gewindespindelmutter 48 zusammenwirkt, von oben nach unten
geneigt ist, wird die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung bei Betrieb
nach unten gezogen. Zur Erzeugung eines ausreichenden Vakuums von
ca. 200 hph im Probeentnahmeraum wird z.B. bei einer Biopsienadellänge von
ca. 250 mm und einem Innendurchmesser der Biopsiehohlnadel zwischen
3 und 5 mm ein Spritzenkörper
für 20
ml mit einer Länge
von ca. 90 mm verwendet. Um den Spritzenkörper auch als Druckerzeuger
verwenden zu können
ist nach etwa ¾ der
Länge,
entsprechend dem Hub für
das Erzeugen des Vakuums (Stellung gemäß 11b) eine Belüftungsbohrung 67 von
ca. 1,5 mm vorgesehen. Wird der Spritzenkolben über die Belüftungsbohrung 67 hinaus
bewegt (14c), – wenn das
Vakuum nicht mehr benötigt
wird – wird durch
Luftzufuhr (Atmosphärendruck) über die
Belüftungsbohrung 67 das
vorher aufgebaute Vakuum in der Biopsiehohlnadel abgebaut. Wird
danach die Drehrichtung des Getriebemotors umgekehrt, so wird durch
Hineinfahren des Kolbens (zum Spritzenboden hin) die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
im System einen Überdruck
aufbauen, was nach Öffnen des
Probeentnahmeraums den Auswurf der Gewebeprobe bewirkt. Um zu verhindern,
dass bei der kurzzeitigen Öffnung
der Belüftungsbohrung 67 evtl. Gewebeflüssigkeit
austritt, kann die Belüftungsbohrung
mit einem luftdurchlässigen
Schwämmchen (nicht
gezeichnet) abgedeckt werden. Eine Verzögerungsschaltung, die in die
Steuerung integriert ist, verhindert, dass der Auswurf der Gewebeprobe
versehentlich durch Antippen der Programmtaste 89 erfolgt,
da diese Verzögerungsschaltung
erst nach etwa 1,2 – 1,5
sec. Drücken
den Vorgang auslöst. Der
Auswurf der Probe darf erst nach Entnahme der Biopsienadel aus dem
Gewebe erfolgen, was so sichergestellt ist. Im Übrigen wird durch die Druckluft nicht
nur der Probeentnahmeraum, sondern insbesondere auch der Innenraum
der Biopsienadel gereinigt. Durch den den Nadelhohlraum einengenden Stopfen
wird das Eindringen von Gewebeteilen in den Biopsienadelhohlraum
erschwert, bzw. ganz verhindert. Durch die Einengung des Nadelhohlraums durch
den Stopfen 79 wird der Druck am Probeentnahmeraum erhöht und dadurch
der Auswurf der Probe gerade bei halb geöffnetem Probeentnahmeraum verbessert.
Bei Einsatz des Vakuum-Biopsiegerätes empfiehlt es sich, eine
speziell ausgebildete Koaxialkanüle
zu verwenden, die auf die Belange und Bedürfnisse des Gerätes abgestimmt
ist. Sie muss entsprechende Einrichtungen enthalten, die einen Lufteintritt
verhindern und das Austreten von Gewebeflüssigkeit behindern, bzw. ausschließen; zum anderen
soll sie leicht in das Gewebe einsetzbar sein.
-
Nachfolgend wird die Bedienung der
Biopsieeinrichtung näher
erläutert:
-
Es lassen sich folgende Abschnitte
vom Ablauf her unterscheiden, die nach ihrer jeweiligen Einleitung
weitgehend automatisch ablaufen:
-
- a) Starten und Einstellen der Grundposition
- b) Spannen der Biopsienadel und Einschießen in das Gewebe
- c) Herausschneiden der Probe aus dem Gewebe (Probeentnahme)
- d) Entnehmen der Probe nachdem die geschlossene Biopsienadel
aus dem Gewebe entnommen wurde.
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a) Starten und Einstellen
der Grundposition
-
Das herausnehmbare Einlegeelement 20, bestehend
aus Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung,
elastischem Verbindungselement sowie Biopsienadelträger mit
Nadel und Schneidhülse
und weiteren damit verbundenen Elementen, sowie eine auf die Nadel
aufgesetzte Führungsrolle 81,
wird steril verpackt angeliefert. Die herausnehmbaren Elemente (s. 2) werden von einer Einlegehilfe
gehalten, die nach dem Einlegen in das Handstück entfernt wird. Diese Einlegehilfe 104 weist
zwei Haltestücke zum
Anfassen an der Oberseite sowie Laschen 108 zur Halterung
des Biopsienadelträgers 37 und
der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung auf. Zur Fixierung der Lage
der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung (parallel zum Biopsienadelträger) ist
zu der Laschenhalterung ein Stift 110 vorgesehen, der in
die Belüftungsbohrung
eingesteckt ist.
-
Der Kolben 54 im Spritzenkörper 52 ist
bei Lieferung geringfügig
(1-2 mm) vom Spritzenboden abgehoben, der Probeentnahmeraum 71 der
Biopsienadel 2 ist geöffnet
um so vor dem Einlegen eine visuelle Überprüfung des Probeentnahmeraums
vornehmen zu können.
Nach dem Öffnen
des Gehäusedeckels 10 wird
der Biopsienadelträger,
einschließlich
Biopsienadel 2, Schneideinrichtung 3 und anderer
damit verbundener Teile, wie die am Verbindungselement 4 angeschlossene
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung 5 in
die am Handstück
vorgesehenen Verbindungselemente eingelegt (s. 2). Beim Einlegevorgang ist darauf zu
achten, dass das Zahnrad 74 in die Zähne der Zahnwalze 23 eingreift;
die Schneidhülse
wird von oben in die U=förmige
Halterung 36 eingelegt, gleichzeitig werden die Laschen 40 des
Spannschlittens in die Ausnehmungen 77 des Trägerelements
eingeführt;
die Führungsrolle 81 wird in
die Durchführung 13 eingelegt,
so dass sie die Flanken 101 und 102 den Gehäuseenddeckel 6 umfassen.
Die Schneidhülse
ist in der Führungsrolle längs verschieblich
und frei drehbar gelagert; die Führungsrolle
selbst ist jedoch gegenüber
der Schneidhülse
nach dem Einlegen in den Gehäuseenddeckel
nicht mehr verschieblich. Die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
wird anschließend einerseits
in das nach oben offene Einlegeelement 62 des Basisblocks 8 mit
dem freien Ende 61 und andererseits in die U-förmige, nach
oben offene Durchführung 16 mit
dem Stutzen 63 eingelegt. Der Stutzen 63 liegt
oberhalb des Schaltstifts 19. Da das basisblockseitige
Einlegeelement eine lichte Breite aufweist, die gerade das Einlegen
der beidseitig mit Flächen 60 versehenen
Gewindespindel zulässt,
ist die Gewindespindel im Einlegeelement drehsicher gehalten. Der
Zahnkranz 55 der Gewindespindelmutter 48 greift
nach dem Einlegen in das Abtriebsritzel 56 des Getriebemotors
ein. Der Abstand zwischen dem Basisblock einerseits und dem Gehäuseenddeckel 7 andererseits
ist so gehalten, dass der Spritzenkörper 52 mit auf dem
Spritzenkörper
aufgesetzter Gewindespindelmutter 48 gerade Platz findet.
Die Einheit Spritzenkörper
und aufgesetztes Zahnrad ist dadurch so gehalten, dass sie nicht
axial verschiebbar ist. Nach dem Einlegen liegt die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
parallel zum Biopsienadelträger; das
Verbindungselement 4 beschreibt einen Bogen von ca. 180°. Nachzutragen
wäre noch,
dass das Einlegen bei nicht gespanntem Spannschlitten erfolgt; dies
bedeutet, dass das Zahnrad 74 bei geöffnetem Probeentnahmeraum am
rechten Ende der Zahnwalze eingreift (3).
Nach dem korrekten Einlegen kann der Gehäusedeckel geschlossen werden.
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Um den Einlegevorgang zu erleichtern,
kann die beschriebene Einlegehilfe benutzt werden. Das Einlegen
kann jedoch auch ohne Einlegehilfe erfolgen. Beim Schließen des
Gehäusedeckels
wird der Stutzen 63 nach unten gedrückt und dabei über den im
Gehäuseenddeckel
eingebauten Schaltstift 19, der Mikroschalter betätigt. Dadurch
wird das elektrische System aktiviert, was durch Blinken der Resetdiode
(gelb) 91 an der Vorderfront des Handstückes angezeigt wird. Die Resetdiode
blinkt gelb, was bedeutet, dass die Positionierung der einzelnen
Elemente, d.h. der Einlegevorgang, noch nicht beendet ist; der Gleichstromgetriebemotor 21 muss
zunächst den
Probeentnahmeraum 71 mit der Schneidhülse 3 verschließen (der
Probeentnahmeraum war beim Einlegen teilweise geöffnet). Dies geschieht, durch Verdrehen
der mit der Schneidhülse
verbundenen Gewindehülse.
Die Schneidhülse
wandert nach links bis das Zahnrad 74 nahe der Innenseite
der Halterung 36 zur Anlage kommt. Die Kunststoffscheibe 78 liegt
nach dem Schließen
des Probeentnahmeraums an der Halterung 36 (Innenseite)
an. Der Gleichstromgetriebemotor 58 bringt während dieses
Vorgangs oder vorher oder danach den Spritzenkolben 54 in
Anlage mit dem Spritzenboden 51. In dieser Phase werden
auch die Zähler
des Mikroprozessors für
die Bewegung der Biopsienadel/Schneidhülseeinheit und der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung auf
Null gestellt. Von dieser Grundeinstellung aus erfolgen über die
an den beiden Motoren angeordnete Zähleinrichtung die programmierten
Bewegungsabläufe.
Nachdem die Ausgangspositionen für
die Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
und die Biopsienadel/Schneidhülseeinheit,
erreicht sind, leuchten die Spanndiode 94 (gelb) und die
Probeentnahmediode 92 (grün) auf, die Resetdiode erlischt.
-
b) das Spannen der Biopsienadel
und das Einschießen
der Biopsienadel in das Gewebe
-
Der Bediener muss sich in dieser
Phase entscheiden, ob er das Spannen des Spannschlittens einleiten,
oder eine weitere Probe entnehmen möchte, z.B. nachdem bereits
eine Gewebeprobe entnommen wurde. Im Falle der Entnahme einer ersten
Gewebeprobe wird der Bediener die Spanntaste 90 drücken. Damit
wird das Spannen des Spannschlittens eingeleitet; die Spanndiode
blinkt gelb, die Probeentnahmediode (grün) 92 erlischt. Durch
Drücken
der Spanntaste (wegen der Verzögerungsschaltung
ist die Taste ca. 1,2 – 1,5
Sekunden zu drücken)
erhält der
elektrische Gleichstromgetriebemotor 21 Strom und der Gleichstromgetriebemotor
treibt die Zahnwalze 23 an. Das mit der Zahnwalze 23 kämmende Zahnrad 74 dreht
die Spindelwelle und gleichzeitig die damit verbundene Schneidhülse 3.
Da die Spindelmutter 75 im Biopsienadelträger 37 eingepresst
ist und das Zahnrad 74 sich über die Kunststoffscheibe 78 an
der Halterung 36 abstützt,
die über
den Basisblock 8 mit dem Gehäuse fest verbunden ist, bewirkt das
Drehen der Gewindespindelhülse 73,
dass der Biopsienadelträger
nach rechts bewegt wird. Gleichzeitig wird die mit dem Biopsienadelträger über das Lagerelement 49 verbundene
Biopsienadel 2 mitgenommen, was dazu führt, dass die Biopsienadelspitze
in die Schneidhülse
hinein wandert. Der Biopsienadelträger 37 wird über die
Ausnehmung/Laschenverbindung des Spannschlittens gegen die Wirkung der
Spiralfeder 31 nach rechts verschoben bis der Hebel 33 des
Verrastelementes in die Ausnehmung 82 des Spannschlittens
durch die Feder 34 eingedrückt wird. Der Spannschlitten
ist in dieser Position verriegelt. Der Getriebemotor erhält den Steuerbefehl
dass die Verriegelungsposition erreicht ist, z.B. über eine
in die Gleitfläche
der Abdeckplatte eingelassene Fotozelle, die mit dem zurückgefahrenen
Biopsienadelträger
zusammenwirkt; oder über
den Mikroprozessor der einerseits die tatsächliche Umdrehungszahl mit
der eingegebenen Sollzahl vergleicht, die vorher einprogrammiert
wurde; die Drehrichtung des Motors wird nach Erreichen des Sollwerts
umgekehrt und die Schneidhülse
wird um den Betrag nach rechts zurückgedreht, um den die Schneidhülse durch
Verschieben des Spannschlittens und die Biopsienadel über die
Biopsienadelspitze hinaus gewandert war. Am Ende dieses Schrittes
verschließt die
Schneidhülse
den Probeentnahmeraum vollständig
(11d), wie zu Beginn
des Spannvorgangs. Die Verriegelungsdiode 95 leuchtet grün; das Blinken der
Spanndiode 94 erlischt. Damit beim Spannvorgang die Reibkraft
zwischen Zahnrad und Abstützelement
verringert wird, ist z.B. eine zusätzliche Kunststoffscheibe 78 zwischen
Zahnrad 74 und Halterung 36 angeordnet.
-
Nun wird die Biopsienadel der Biopsieeinrichtung
z.B. in eine vorher gesetzte Koaxialkanüle eingesetzt. Das proximate
Ende der gesetzten Koaxialkanüle
enthält
eine Dichtung, die so bemessen ist, dass sie den Raum zwischen Schneidhülse und Kanüle einerseits
abdichtet, andererseits ein leichtes Einschieben der Biopsienadel
mit Schneidhülse
zuläßt. Durch
den Dichtring wird verhindert, dass Luft von außen über den Raum zwischen Kanüle und Schneidhülse eingesaugt
wird. Ebenso verhindert der Dichtring ein Austreten von Flüssigkeit
(zytologischem Material) nach Einführung bzw. Einschießen der
Biopsienadel. So wird die Möglichkeit
einer Verschmutzung des desinfizierten Handstücks nahezu vermieden; andererseits
verhindert die Flanke 101 der sterilen Führungsrolle 81,
dass eine Verschmutzung des Handstücks von der Kanüle aus stattfindet. Die
Biopsienadelspitze wird durch Entnahme des Dorns in der Koaxialkanüle an die
Geschwulst herangeführt
und nach korrekter Positionierung in die Geschwulst eingeschossen.
-
Der Schuss wird durch Drücken der
Betätigungstaste 88 ausgelöst. Das
Drücken
hat zur Folge, dass durch Verschwenken des doppelarmigen Hebels 33 um
die Achse 35 der Spannschlitten freigegeben wird. Der Spannschlitten
wird durch Federwirkung nach links geschleudert. Dem Mikroprozessor wird
die Auslösung
des Schusses und die neue Position der Nadel durch z.B. eine integrierte
Fotozelle mitgeteilt. Die Probeentnahmediode leuchtet grün auf, die
Spanndiode leuchtet gelb.
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c) Das Herausschneiden
der Probe aus dem Gewebe
-
sDurch erneute Betätigung der
Programmtaste 89 wird der Ablauf für die Probeentnahme freigegeben;
die Probeentnahmediode 92 blinkt grün. Zunächst wird der Gleichstromgetriebemotor 58 der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
aktiviert. Der Kolben der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung wird
in Richtung Basisblock, also vom Spritzenboden weg bewegt, bis er
eine Stellung kurz vor Freigabe der Belüftungsbohrung 67 erreicht
(14b). Das Vakuum im
System ist erzeugt. Nach Erreichen seiner Endstellung aktiviert
das System den Motor 21, die Schneidehülse, die den Probeentnahmeraum verschließt, wird über den
Zahnrad-/Spindelantrieb geöffnet.
Während
des Öffnungsvorganges
soll durch den im System herrschenden Unterdruck oder einen von
außen
aufgebrachten Druck das Gewebe und eventuelle zytologische Flüssigkeit
(zytologisches Material) in den Probeentnahmeraum eingesaugt oder
gedrückt
oder gedrückt
werden. Zytologische Flüssigkeit
wird u.a. durch das Vakuum in den Biopsienadelhohlraum und in die
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung fließen. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, dass durch den Stopfen (79) der Unterdruck vor
allem auf den unteren Bereich, die untere Seite, des Probeentnahmeraums
gelenkt wird und durch den Stopfen 79 ein Eindringen von
Gewebe in die Biopsiehohlnadel erschwert, bzw. verhindert wird. Nach
vollständigem Öffnen des
Probeentnahmeraums oder während
der Öffnung,
wird die Biopsienadel kurzzeitig, etwa 5 mal, im Bereich von ca.
2 mm, vor- und zurück
bewegt. Mit diesem Bewegungsvorgang, also gleichzeitig, ist eine
Winkeldrehbewegung der Biopsienadel und damit des Probeentnahmeraums
um die Längsachse
verbunden. Dies erfolgt dadurch, dass über den Antriebsmotor 21,
bei vollständig
geöffnetem
Probeentnahmeraum der Antriebsmotor vom Mikroprozessor den Befehl
erhält, den
Probeentnahmeraum weiter zu öffnen;
dies ist jedoch nicht möglich,
da der Bund 127 ein weiteres Verschieben der Schneidhhülse nach
rechts verhindert. Über
die Verbindung Gewindespindel/Gewindespindelmutter und das Biopsienadel-trägerelement wird
der Spannschlitten zur distalen Seite um ca. 2 mm verschoben und
dabei die kurze Spiralfeder zusammengedrückt. Durch die Mikroprozessorsteuerung
wird nach einer vorherbestimmten Umdrehungszahl, die dem Weg von
2 mm entspricht, die Drehrichtung des Antriebsmotors umgesteuert.
Der Spannschlitten wird von der Spiralfeder und dem Motor in seine
Ausgangslage zurückgebracht.
Danach wird erneut der Antriebsmotor umgesteuert und der Spannschlitten
erneut gegen die Wirkung der kurzen Spiralfeder gezogen; nach Erreichen
des Spannweges erfolgt die Umsteuerung und so weiter. Diese Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
und die damit verbundene Winkeldrehung der Biopsienadel führen dazi,
dass das Gewebe durch die Längskanten
des Probeentnahmeraums aufgetrennt werden und somit das Einlegen
der Probe in den Probeentnahmeraum auch bei schwierigem Gewebe gesichert
ist. Der Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden, je nach Programmierung.
Im Allgemeinen genügen
5 Zyklen um durch diese Bewegungssteuerung die geschärften Längsseiten
des Probeentnahmeraums dazu zu benutzen, auch bei harten Gewebeproben
oder Gewebe mit Einschlüssen
durch Auftrennen des seitlich liegenden Gewebes die Gewebeprobe
in den Probeentnahmeraum leicht und vollständig, z.B. mittels Vakuum einzulegen
ist. Nach dieser kombinierten Bewegung der Biopsienadel wird der
Getriebemotor 21 umgesteuert und der Probeentnahmeraum 39 wird durch
Drehen der Schneidhülse
geschlossen, wobei die Schneidkante 72 der Schneidhülse 3 beim Schließvorgang
das Gewebe abtrennt. Es ist selbstverständlich, dass durch entsprechende
konstruktive Abänderung
oder entsprechende Steuerug sowie zusätzliche Elemente die Vorwrärts-/Rückwärtsbewegung,
bzw. Winkeldrehbewegung der Biopsienadel zum Auftrennen der seitlichen
Probekanten auch während
des Öffnens
der Schneidhülse
erfolgen kann. Beim Schließvorgang
wird die Schneidhülse über ihre
Verschließposition
hinaus, ca. 2 mm, in Richtung zur Nadelspitze hin zusätzlich vorgefahren. Dadurch
werden die Gewebefasern mit Sicherheit durchtrennt. Danach wird
die Schneidhülse
um 2 mm in die Schließposition
zurückgefahren.
-
Die Steuerung der Vorgänge erfolgt
durch den Mikroprozessor, in dem die Sollwerte abgelegt sind und
die der Mikroprozessor mit den Messdaten (Zähldaten) vergleicht und so
die Vorgänge
steuert. Durch die spezielle Gestaltung des Probeentnahmeraums und
auch infolge eines evtl. angelegten Vakuums ist die Gewebeprobe
drehgesichert im Probeentnahmeraum gehalten, so dass durch die die
Biopsienadel außen
umgebende, drehend längsverschiebliche
Schneidhülse 3 die
Gewebeprobe, wie beschrieben, nicht verdreht oder verdrillt wird.
Nachdem der Probeentnahmeraum geschlossen ist, wird der Gleichstromgetriebemotor
für die
Vakuumerzeugungseinheit 5 aktiviert. Der Kolben 54 wird
zunächst soweit
zurückgefahren
bis der Kolben die Belüftungsbohrung
freigibt (11c). Nach
Abbau des Vakuums im System fährt
der Kolben soweit zum Spritzenboden vor, dass die Belüftungsbohrung
wieder verschlossen wird, um den Ausfluss von Körperflüssigkeit (zytologische Flüssigkeit)
zu verhindern. Diese kurzzeitige Öffnung der Belüftungsbohrung
liegt im Bereich von Bruchteilen einer Sekunde um möglichst zu
vermeiden, dass Flüssigkeit
in das Handstück austreten
kann. Um zu verhindern, dass Flüssigkeit über die
Belüftungsbohrung
oder die Belüftungsbohrungen
in das Handstück
gelangt, können
aus Sicherheitsgründen
die Belüftungsbohrungen
zusätzlich
mit luftdurchlässigem
Material abgedeckt sein, so dass der Innenraum des Handstücks nicht
verschmutzt wird. Das Blinken der Probeentnahmediode 92 erlischt.
Die Auswurfdiode 93 leuchtet gelb. Die Biopsienadel mit
geschlossenem Proberaum wird aus der Kanüle gezogen.
-
d) Das Entnehmen der Probe
nachdem die Biopsienadel aus dem Gewebe entnommen wurde
-
Nach der Entnahme der Biopsienadel
aus dem Gewebe und der Bereitstellung eines Gefäßes für die Aufnahme der Gewebeprobe
und Gewebefllüssigkeit,
wird die Programmtaste 89 erneut betätigt und die Auswurfdiode 93 beginnt
zu blinken. Wegen der Verzögerungsschaltung,
aus Sicherheitsgründen,
muss die Programmtaste ca. 1,2 – 1,5
Sekunden gedrückt
werden bevor der Ablauf eingeleitet wird. Zunächst wird der Getriebemotor 21 der Schneidhülse betätigt um
den Probeentnahmeraum etwa bis zur Hälfte zu öffnen. Danach wird der Gleichstromgetriebemotor 58 der
Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung
aktiviert. Die Drehrichtung des Gleichstromgetriebemotors 58 bleibt
und die Gewindespindel 53 mit Kolben bewegt sich in Richtung Spritzenboden,
so dass im System nun ein Überdruck
entsteht. Der Kolben wird bis zum Kolbenboden vorgefahren, der Antriebsmotor 58 wird
deaktiviert. Der Getriebemotor 21 fährt die Schneidhülse über dem
Probeentnahmeraum weiter zurück,
nachdem der Kolben den Kolbenboden erreicht hat. Infolge des im
System aufgebauten Überdrucks
wird die Probe unter Druck schon bei halb geöffnetem Probeentnahmeraum in
ein bereitstehendes Laborgefäß herausgedrückt, gleichzeitig
wird der Hohlraum Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung, der Biopsienadel
und der Probeentnahmeraum von Gewebepartikeln und Flüssigkeit
befreit. Der Auswurf der Probe bei etwa halb geöffnetem Probeentnahmeraum erfolgt
deshalb, weil dadurch der Auswurf der Gewebeprobe sichergestellt
wird und nicht durch vorzeitigen Abbau des Überdrucks die Gewebeprobe in
den Probeentnahmeraum zurückfällt. Die
Einengung des Biopsienadelhohlraums durch den Stopfen 79,
der ein Eindringen von Gewebe in den Biopsienadelhohlraum erschwert,
bzw. verhindert hat, erweist sich bei der Probeentnahme als besonders
vorteilhaft, da der verengte Querschnitt den Auswurfdruck erhöht. Die besten
Auswurfergebnisse wurden bei halb geöffnetem Probeentnahmeraum erzielt;
d.h. die Schneidhülse
gibt die Hälfte
der axialen Länge
des Probeentnahmeraums frei. Durch den Überdruck wird auch die Gewebeflüssigkeit
aus dem Probeentnahmeraum gedrückt
und dieser gereinigt.
-
Nachdem der Probeentnahmeraum vollständig geöffnet ist,
ist die Entnahme und Reinigung abgeschlossen, die Auswurfdiode erlischt.
Die Resetdiode 91 leuchtet gelb. Sofern nun keine weitere
Probe entnommen werden soll, wird der Gehäusedeckel geöffnet und
das herausnehmbare Element 20 entfernt. Beim Öffnen des
Gehäusedeckels 10 wird
das System über
den Mikroschalter 18 deaktiviert. Soll jedoch eine weitere
Probe aus der gleichen Gewebeumgebung entnommen werden, so drückt der
Bediener die Programmtaste 89 und die Resetdiode 91 beginnt
zu blinken. Die Grundeinstellung der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung,
wie der Schneidhülse
findet, wie beschrieben, erneut statt. Nach Abschluss des Vorgangs
erlischt die Resetdiode 91 und die Probeentnahmediode (grün) und die
Spanndiode (gelb) leuchten auf. Es liegt nun wieder am Bediener, ob
er lediglich eine weitere Gewebeprobe aus dem gleichen Einschussloch
herausschneiden möchte-
in diesem Fall drückt
er die Programmtaste 89 – oder ob er einen weiteren
Einschuß durch
Spannen der Biopsienadel wünscht – in diesem
Fall drückt
er die Spanntaste 90. Je nach Wahl laufen die weiteren Prozessschritte
in der bereits beschriebenen Reihenfolge ab. Der Vorgang kann beliebig
oft wiederholt werden. Der Bediener muss nach Auswurf der Probe lediglich
entscheiden, ob er eine weitere Probe entnehmen will oder die Probeentnahme
abgeschlossen ist und der Gehäusedeckel
geöffnet
wird.
-
Sollte es erforderlich sein, dass
die Probe an einer Stelle der Geschwulst entnommen wird, die nach
dem Einschuss nicht direkt über
oder am Probeentnahmeraum liegt, also z.B. seitlich davon, so kann
die Lage des Probeentnahmeraumes 71 über die Rändelschraube 80 verdreht
werden. Damit der Bediener diese radiale Stellung des Probeentnahmeraums
erkennen kann, ist auf der Rändelscheibe
eine Markierung in Form einer Kerbe 119 angebracht, die nach
oben zeigt, wenn die Öffnung
des Probeentnahmeraums nach oben zeigt. In der jeweils eingestellten
Position wird die Biopsienadel durch die Flächen des Vielkants 50 und
die elastischen Kräfte
im Trägerteil
fixiert. Der Vorgang der Probeentnahme ist der gleiche wie bereits
beschrieben.
-
Nach Beendigung der Biopsie wird
nach Entrastung des Deckels das austauschbare Element 20 (Vakuum-/Druckvorrichtung,
Biopsienadel/Schneidvorrichtung mit allen daran angeordneten Elementen)
nach oben entnommen. Um ein Öffnen
des Gehäuses
bei gespanntem Spannschlitten unmöglich zu machen, ist an den
Biopsienadelträger
ein Sicherungsflügel 84 angeordnet,
der im gespannten Zustand an der linken Stirnfläche 85 der Verschlusseinrichtung
anliegt. Die in der X-Achse verschiebbare Verschlusseinrichtung
lässt sich
dadurch nicht mehr nach links in Öffnungsstellung bewegen und
damit kann die Nase 12 nicht mehr aus der Ausnehmung 45 heraus
genommen werden. Umgekehrt lässt
sich auch der Gehäusedeckel
nicht schließen,
sofern das herausnehmbare Element in den bereits vorgespannten Spannschlitten
eingelegt wurde, da der Sicherungsflügel verhindert, dass der Riegel
in den dafür
vorgesehenen Raum eingefügt
werden kann. Die Fläche 85 des
Riegels stößt am Sicherungsflügel an. Die
Batterieladediode 96 ist abgeschaltet, sobald der Gehäusedeckel
geöffnet
ist. Bei geschlossenem Deckel und eingelegtem Einlegeelement 20 zeigt
die Batterieladediode an, ob ausreichend Energie vorhanden ist.
-
Grundsätzlich ist es denkbar, dass
alle Schritte für
die Entnahme einer Probe sowie das Spannen des Schlittens usw. durch
Aktivierung und Deaktivierung der beiden Getriebemotoren einzeln von
Hand gesteuert werden. Es ist aber zweckmäßig, dass einzelne Schritte
des Ablaufvorgangs zusammengefasst werden und automatisch ablaufen
und nur die Einleitung des Folgeschritts durch Schalterbetätigung in
Gang gesetzt wird. Diese halbautomatische Methode, wie vorher beschrieben,
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
-
Grundsätzlich sind zwei Methoden zur
Erfassung der Ist-Werte für
den Vergleich mit den Soll-Werten denkbar. Die eine Methode beruht
auf dem Messen der Längenverschiebung
der Gewindespindel beim Herausziehen, bzw. Hineindrücken sowie
dem Messen der axialen Verschiebung der Schneidhülse, bzw. des Biopsienadelträgers. Um diese
Veränderungen
zu erfassen sind Fotozellen oder Mikroschalter im Gehäuseinneren,
insbesondere auf der Verlängerung
des Basisblocks 8, angeordnet. Auf der Schneidhülse ist
bei der Messung der Veränderung
in Verbindung mit einer Fotozelle zusätzlich ein Positionierungsfinger 103 aufgesetzt, während bei
der Gewindespindel der Vakuum-/Druckerzeugungsvorrichtung das aus
der Kolbeneinheit herausragende freie Ende 61 als Messpunkt
herangezogen werden kann. Sofern die vordere Kante des Biopsienadelträgers als
Messpunkt mit einer Fotozelle verwendet wird, bedarf es keines zusätzlichen
Positionierungsfingers. Die eingelassenen Fotozellen werden wegen
einer eventuellen Verschmutzung mit geeignetem, durchsichtigen Material
abgedeckt. Der Positionierungsfinger 103 durchgreift einen
Schlitz im Biopsienadelhalter. An entsprechenden Stellen, an der
Verlängerung 46 des
Basisblocks 8 sind Ausnehmungen 107 vorgesehen,
in die Fotozellen, bzw. Mikroschalter eingebaut sind, die entweder
mit dem freien Ende 61 der Kolbenspindel, mit dem Positionsfinger
oder der Biopsienadelträgerkante 120 zusammenwirken
(15). Diese Signale
(Ist-Wert) werden in der Elektronik verarbeitet und bilden die Steuersignale.
-
Das andere System beruht auf der
Messung der Umdrehungszahl der Gleichstromgetriebemotoren, die in
Längeneinheiten
umgerechnet wurden, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die Änderungen
mittels der Getriebemotoren durchgeführt werden. Hierbei wird auf
die Welle des Gleichstrommotors ein Geber aufgesetzt, der mit einer
auf dem Gehäuse
des Gleichstrommotors aufgesetzten Fotozelle zusammenwirkt. Dieser
Geber besteht (vgl. 3)
aus einem zweiarmigen Flügelrad 131 und
einer mit dem Motor verbundenen Fotozelle. Diese Geber auf den beiden
Antriebsmotoren liefern die Zählimpulse
für die
Fotozellen, die sie an den programmierbaren Mikroprozessor weiterleitet,
der diese Erfassungsdaten mit den vorher abgespeicherten Vorgaben
abgleicht und dadurch die Steuerimpulse auslöst. Da die Gleichstrommotoren
lastabhängig
mit einer Drehzahl von ca. 10.000 – 12.000 U/min. arbeiten und
andererseits das nachgeschaltete, abtriebsseitig angeordnete Planetengetriebe,
das mit dem Spindelantrieb zusammenwirkt, die Umdrehungszahl erheblich
reduziert, ist auf diese Weise eine genaue Längssteuerung möglich. Die
Längsverschiebung
durch die Spindelantriebe ist proportional zur Anzahl der Abtriebsumdrehungen
ein stets gleicher Betrag und die Anzahl der Umdrehungen ist daher
als Steuersignal für
die Genauigkeit der Längsverschiebung
ausreichend. Um die Position der Schneidhülse 3 sowie des Kolbens 54 bei
Beginn, also nach dem Einlegen des herausnehmbaren Elements und
Schließen
des Gehäusedeckels 10 genau
zu bestimmen, dreht der Gleichstromgetriebemotor 58 den
Kolben 54 auf Anschlag auf den Spritzenboden und der Gleichstromgetriebemotor 21 bringt
den Schneidhülsenantrieb auf
Null-Stellung, indem er das Zahnrad 74 an der Gewindespindelmutter 75 zum
Anschlag bringt (Die Gewindespindelmutter 75 läuft auf
das Zahnrad 74 auf). Von dieser Null-Position aus wird
dann über
den Vorgabe-Ist-Vergleich
die Steuerung der einzelnen Schritte durchgeführt. Die erforderlichen Kabel
vom Messgeber zur Elektronik sind im Gehäuse untergebracht, ebenso die
Platine mit den elektronischen Bauteilen (Raum 39). Auch
die Kombination der beiden beschriebenen Steuerssteme ist bei Bedarf
möglich.
-
-
- 1
- Handstück
- 2
- Biopsienadel
- 3
- Schneidhülse
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Vakuum-/Druck
-
- erzeugungsvorrichtung
- 6
- Gehäuseenddeckel
(links)
- 7
- Gehäuseenddeckel
(rechts)
- 8
- Basisblock
- 9
- Gehäuseunterteil
- 10
- Gehäusedeckel
- 11
- Verschlussriegel
- 12
- Nase
- 13
- Durchführung
- 14
- Bohrung
- 15
- Durchführung
- 16
- Durchführung
- 17
- Zapfen
- 18
- Mikroschalter
- 19
- Schaltstift
- 20
- herausnehmbares
Element
- 21
- Gleichstromgetriebebemotor
- 22
- Wand
- 23
- Zahnwalze
- 24
- U-förmiger Raum
- 25
- Wand
- 26
- Block
- 27
- Nut
- 28
- Spannschlitten
- 29
- Gewindebohrung
- 30
- Bolzen
- 31
- Spiralfeder
- 32
- Endstück
- 33
- Doppelhebel
- 34
- Druckfeder
- 35
- Achse
- 36
- Halterung
- 37
- Biopsienadelträger
- 38
- Bohrungen
- 39
- Schenkel
- 40
- Laschen
- 41
- Fläche Spannschlitten
- 42
- Verlängerung
der Fläche
- 43
- Gleitfläche
- 44
- Fläche des
Blocks 26
- 45
- Ausnehmung
- 46
- Abdeckung
- 47
- Kunststoffteil
- 48
- Gewindespindelmutter
- 49
- Lagerelement
- 50
- Vielkant
- 51
- Spritzenboden
- 52
- Spritzenkörper
- 53
- Gewindespindel
- 54
- Kolben
- 55
- Zahnrad
(Zahnkranz)
- 56
- Antriebsritzel
- 57
- Bedienungspanel
- 58
- Gleichstromgetriebemotor
- 59
- Querplatte
- 60
- Flächen
- 61
- freies
Ende
- 62
- Einlegeelement
- 63
- Stutzen
- 64
- Ausflussstutzen
- 65
- Aussparung
- 66
- Anphasung
- 67
- Belüftungsbohrung
- 68
- Schneide
(Längskanten)
- 69
- Kolben-/Zylindereinheit
- 70
- Nadelspitze
- 71
- Probeentnahmeraum
- 72
- Schneide
- 73
- Gewindespindelhülse
- 74
- Zahnrad
- 75
- Gewindespindelmutter
- 76
- Dichtelement
- 77
- Ausnehmungen
- 78
- Kunststoffscheibe
- 79
- Stopfen
- 80
- Rändelscheibe
- 81
- Führungsrolle
- 82
- Ausnehmung
- 83
- Metallteil
- 84
- Sicherungsflügel
- 85
- Stirnfläche
- 86
-
- 87
- Mittelrippe
- 88
- Betätigungstaste
- 89
- Programmtaste
- 90
- Spanntaste
- 91
- Resetdiode
- 92
- Probeentnahmediode
- 93
- Auswurfdiode
- 94
- Spanndiode
- 95
- Verriegelungsdiode
- 96
- Batterieladediode
- 97
- Durchführung
- 98
- Durchführung
- 99
- Arm
des doppelarmigen Hebels
- 100
- Teil
des Hebels
- 101
- Flanken
der Führungsrolle
links
- 102
- Flanken
der Führungsrolle
rechts
- 103
- Positionsfinger
- 104
- Achse
- 105
- Antriebsvorrichtung
(Vakuum)
- 106
- Antriebsvorrichtung
(Biopsie
-
- nadel,
Spanneinrichtung)
- 107
- Ausnehmungen
- 108
- Laschen
- 109
- Einlegehilfe
- 110
- Stift
- 111
- Aku
- 112
- Kunststoffteil
- 113
- Fläche
- 114
- Trennplatte
- 115
- Führungsbohrung
- 116
- Holm
- 117
- Haltestücke
- 118
-
- 119
- Kerbe
- 120
-
- 121
- Beilagscheibe
- 122
- Lippe
- 123
- Bund
- 124
- kurze
Spiralfeder
- 125
- Beilagscheibe
- 126
- Rohrstück
- 127
- Bund
- 128
- distale
Bohrung im Schlitten
- 129
- proximalseitige
Bohrung im
-
- Block 26
- 130
- Fotozelle
- 131
- Flügelrad
- O
- deformierte
Stelle
- S
- Schlusselweite
- A
- lichter
Abstand
- X1
- Verschiebung
proximal
- X2
- Verschiebung
distal
- α
- Drehwinkel
rechts
- β
- Drehwinkel
links
- H
- Höhe des Probeentnahme
-
- raums
- F
- Höhe der Lffnung
- T1
- Teilstück
- ra
- Außendurchmesser
- ri
- Innendurchmesser