DE10352296B4

DE10352296B4 - Endstück und Verfahren für die Vakuumabsaugung von partikelbeladenen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE10352296B4
Application number: DE10352296A
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. Klein Rainer; Matthias Arlt; Dr. Spier Rüdiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-08
Filing date: 2003-11-08
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2023-11-09
Also published as: DE10352296A1

Abstract

Rohrförmiges Endstück (11) für medizinische Absauggeräte zum Absaugen fester Partikel, wie Knochenmehl, mit einem das Endstück (11) in Längsrichtung durchdringenden Saugkanal, der einen ersten Durchmesser hat, an der Spitze (6) des Endstücks (11) eine Eintrittsöffnung aufweist und zu einem an dem der Eintrittsöffnung entgegengesetzten Ende des Endstücks (11) angeordneten Ansatz (9) für den Anschluss an einen weiterführenden Absaugschlauch führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung von einem Abschnitt des Saugkanals gebildet ist, der einen zweiten Durchmesser hat, der kleiner ist als der erste Durchmesser und der sich über eine Länge von wenigen Zehntel Millimeter erstreckt, und daß der Übergang (8) von dem zweiten Durchmesser in den ersten Durchmesser sprungartig auf sehr kurzer Distanz erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Endstück für medizinische Absauggeräte zum Absaugen fester Partikel, wie Knochenmehl, mit einem das Endstück in Längsrichtung durchdringenden Saugkanal, der einen ersten Durchmesser hat, an der Spitze des Endstücks eine Eintrittsöffnung aufweist und zu einem an dem der Eintrittsöffnung entgegengesetzten Ende des Endstücks angeordneten Ansatz für einen weiterführenden Absaugschlauch führt.
Aufgabenstellung
Bei chirurgischen Operationen entsteht im Operationsfeld viel Flüssigkeit aber auch ein gewisser Teil fester Stoffe, die mit vakuumbetriebenen Absauggeräten entfernt werden. In gewissen Phasen bei orthopädischen oder unfallchirurgischen Operationen fallen große Mengen an Knochenmehl und Spänen an, von denen zwar ein Teil mit Tüchern abgetupft wird, aber ein gewisser Teil muss mit dem Absauginstrument entfernt werden. Dabei verstopfen die handelsüblichen Endstücke der Absaugvorrichtung sehr häufig. Das Beheben der Verstopfung kostet den Operateur bzw. seinen Assistenten viel Zeit und Nerven, verlängert die Operationszeiten und vergrößert damit die Belastung des Patienten.
Stand der Technik
Es gibt zwar Lösungsansätze, die auf die Verstopfungsverringerung in den weiterführenden Schläuchen abzielen ( DE 10147597 A1 , DE 10113985 A1 ) aber die häufigste Verstopfungsstelle sind die ersten Millimeter des Endstücks der Absaugvorrichtung. Gebräuchliche Endstücke sind in der Regel folgendermaßen konstruiert: Sie bestehen aus einem Rohr, das an seinem Ende einen Ansatz (1) hat, auf den man den weiterführenden Absaugschlauch aufstecken kann. An der Spitze (6) des Endstückes, da wo die abzusaugenden Stoffe in den Saugkanal eintreten, weist dieser gewöhnlich einen Innendurchmesser von 4–5 mm (auch 8 mm) auf. Dann weitet sich der Kanal manchmal über die Länge des gesamten Endstückes auf einen Innendurchmesser von 6–8 mm. Da wo der Ansatz (1) für den weiterführenden Schlauch ist, hat der Innendurchmesser seinen maximalen Wert im Endstück. Meist ist das rohrförmige Endstück an der Stelle, wo es der Anwender greift, aus Ergonomiegründen zu einem Griff (2) verdickt. Oft ist das Endstück im vorderen Drittel seiner Länge abgewinkelt (4), um das lange Hineinhalten in das OP-Feld zu erleichtern. Einige Endstücke haben in der Mitte ein sogenanntes Beiluftloch (3). Dieses soll das Festsaugen der Spitze am Gewebe verhindern und kann im Bedarfsfall auch mit dem Finger des Bedieners abgedeckt werden. Eine andere Methode, das Festsaugen am Gewebe zu unterbinden, sind seitliche Löcher (5) oder Schlitze an der Spitze des Endstückes. Bei einigen Endstücken wird durch einen Siebkorb an der Spitze versucht, das Eintreten größerer Festteilchen in den Saugkanal zu verhindern.
In der Industrie werden Vibratoren eingesetzt, um zum Beispiel in Trichtern oder Bunkern den Materialfluss zu garantieren, indem die Schwingungen vorhandene Materialbrücken und Wandanhaftungen lösen.
In der Medizin werden Vibratoren z. B. bei der Fettabsaugung angewendet ( DE 10143590 A1 ), um das abzusaugende Fett vor dem Eintritt in den Saugkanal zu lockern.
Aus DE 32 47 124 A1 ist eine Vorrichtung zur Zerstörung und Aspiration von Augengewebe bekannt, die einen Ultraschallgenerator hat, der mit Hilfe eines Drahtes mit einem chirurgischen Instrument verbunden ist, mit dessen Hilfe die unmittelbare Zerstörung und Aspiration von Augengewebe erreicht wird. Das chirurgische Instrument besteht aus einem magnetostriktiven Wandler sowie einem Konzentrator für die Ultraschallschwingungen. An dem Konzentrator ist eine Hohlnadel mit einem Gewindeschaft befestigt. Die Hohlnadel hat einen Axialkanal und an ihrem Ende eine Stirnwand mit einer axialen, in den Axialkanal mündenden Durchgangsbohrung, deren Durchmesser ein Drittel bis zwei Drittel des Durchmessers des Axialkanals beträgt. Die Außenkante der Stirnwand ist abgeschrägt. Durch die Ultraschallschwingungen der Hohlnadel wird die Zerstörung des in unmittelbarer Berührung mit dem freien Nadelende befindlichen Augengewebes bewirkt und infolge eines negativen oder erniedrigten Druckes angesaugt, der während der Schwingung der Hohlnadel an der mit der Durchgangsbohrung versehenen Stirnwand auftritt. Die Absaugung der Zerstörungsprodukte erfolgt hierbei selbsttätig ohne Anwendung irgendwelcher Absaugvorrichtungen.
Darstellung der Erfindung
Das im folgenden beschriebene Endstück hat die Aufgabe, die Verstopfungsneigung an der Spitze des Absaugkanals zu verringern, bzw. die Behebung einer evtl. aufgetretenen Verstopfung zu erleichtern.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 angegeben.
Die erfindungsgemäße Behebung des Verstopfungsproblems an der Spitze des Endstückes wird folgendermaßen ermöglicht:
An der Spitze (7) des Endstückes beträgt der Innendurchmesser 4 mm, kann aber auch davon abweichen. Diesen kleineren Durchmesser hat der Saugkanal nur auf einer kürzestmöglichen Länge, vorzugsweise einige Zehntelmillimeter oder weniger. Danach weitet sich der Innendurchmesser auf 6 mm, kann aber auch davon abweichen. Das Aufweiten geschieht auf möglichst kurzer Länge konisch (8), kann aber auch mit einer anderen Geometrie z. B. sphärisch, parabolisch oder stufenartig erfolgen.
Beim Absaugen von Flüssigkeiten, die sehr viele feste Bestandteile enthalten, sammelt sich an der Spitze des Endstückes sehr schnell ein Pfropf von verkeilten Partikeln an. Dieser Pfropf wird oft durch das Streichen über das Gewebe im OP-Bereich in die Spitze hineingedrückt. Da sich der Saugkanal schon nach minimaler Länge sprunghaft weitet, löst sich der verkeilte Pfropf hier wieder auf und Verstopfungen werden so vermieden.
Der Innendurchmesser des Endstücks bleibt nach dem Sprung an der Spitze erfindungsgemäß konstant, kann aber auch variieren. Am Ende des Endstückes gibt es einen Ansatz (9) für den weiterführenden Schlauch. Das Endstück kann ein verdicktes Handstück haben, kann im vorderen Abschnitt abgewinkelt sein und kann ein Beiluftloch aufweisen. Das Endstück kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Als Einmalprodukt kann es aus Kunststoff gespritzt werden. Um die Haftreibung von abgesaugten Partikeln an der Kanalwand zu verringern, kann das Endstück mit speziellen Kunststoffen (z. B. PTFE) beschichtet werden oder vollständig aus solchem Material bestehen. Man kann das Endstück aus Metall fertigen mit dem Vorteil, dass es dann eine sehr hohe Stabilität aufweist und damit als chirurgisches Hilfsinstrument, z. B. als Hebel mit Saugwirkung eingesetzt werden kann. Ist der Durchmesser des Absaugkanals im weiterführenden Schlauch bis zum Auffangbehälter immer großer wie der kleinere Durchmesser an der Spitze des Endstückes, so können hier auch keine Verstopfungen mehr entstehen.
Ein Vibrator (10), der fest auf das Endstück (11) aufgesetzt ist, versetzt dieses in Schwingungen. Die Frequenz und die Amplitude der Schwingungen sind erfindungsgemäß auf die Masse des Endstückes anpassbar. Der Vibrator ist erfindungsgemäß ein pneumatischer und wird mit der Energie des Absaugvakuums angetrieben, dadurch wird keine weitere Energiequelle mehr benötigt. Dazu zweigt ein Vakuumversorgungsschlauch (12) für den Vibrator zwischen der Vakuumquelle (13) und dem Auffangbehälter (14) ab. Der Vibrator kann aber auch z. B. mit Druckluft angetrieben werden und es kann auch ein elektromechanischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Vibrator verwendet werden. Der pneumatische Vibrator ist erfindungsgemäß ein Kolbenvibrator, der eindimensionale also lineare Schwingungen erzeugt. Es können aber auch z. B. Turbinenvibratoren oder Kugelvibratoren verwendet werden, die angerichtete zweidimensionale Schwingungen erzeugen. Mit einem Drosselventil (15) kann die Vakuumversorgung des Vibrators und damit dessen Schwingfrequenz variiert werden.
Das oben beschriebene Verfahren kann sowohl mit dem hier beschriebenen Enstück als auch mit anderen gebräuchlichen Endstücken verwendet werden.
Erläuterungen zu den Zeichnungen
1: isometrische Ansicht eines standardmäßigen Endstückes
2: Schnittansicht eines standardmäßigen Endstückes
3: Schnittansicht eines neukonstruierten Endstückes, das den Anspruch hat, Verstopfungen an der Spitze zu verhindern
4: Detailansicht aus 3, die die Spitze des Endstückes zeigt
5: Aufbau eines Absaugsystems mit aufgesetztem pneumatischen Vibrator auf dem Endstück
6: pneumatischer Kolbenvibrator im Schnitt
1 zeigt eine isometrische Ansicht eines standardmäßigen Endstückes für die medizinische Absaugung. Das im vorderen Drittel abgewinkelte (4) Rohr hat ein verdicktes Griffstück (2) und einen Ansatz (1), auf den der weiterführende Absaugschlauch aufgesteckt wird. An der Spitze befinden sich seitliche Löcher (5), die ein Festsaugen am Gewebe verhindern sollen. Etwa in der Mitte befindet sich ein Beiluftloch (3) im Saugkanal, das auch eine Vakuumminderung an der Spitze bewirkt, um dem Festsaugen am Gewebe entgegenzuwirken.
In 2 ist das Endstück aus 1 im Schnitt zu sehen. Es wird dargestellt, dass sich der Saugkanal von einem kleinen Durchmesser (hier 4 mm) an der Spitze (6) auf einen größeren Durchmesser (hier 6 mm) bis zum Ansatz des weiterführenden Absaugschlauches über die gesamte Länge des Endstückes weitet.
3 zeigt die Schnittansicht eines Endstückes, das auf die wichtigsten Elemente reduziert wurde. Es besitzt auch einen Ansatz (9) für den weiterführenden Absaugschlauch. Die Detailansicht der Spitze zeigt 4. Hier ist zu erkennen, dass sich der kleine Durchmesser an der Spitze (7) (hier 4 mm) auf einen größeren Durchmesser (hier 6 mm) sprungartig vergrößert. Der Übergang (8) erfolgt hier konisch. Nur in dem Abschnitt des Saugkanals mit dem kleinen Durchmesser besteht die Möglichkeit des Verstopfens durch Partikel. Dieser Abschnitt existiert erfindungsgemäß nur auf wenigen Zehntelmillimetern oder weniger. In diesem Bereich läßt sich eine Verstopfung durch leichte Hin- und Herbewegungen auf dem Gewebe während des Absaugens oder duch Abstreifen mit dem Finger wieder lösen. 5 zeigt den Aufbau eines Absaugsystems. Hier ist auf das Endstück (11) ein pneumatischer Vibrator (10) aufgesetzt. Dieser wird mit dem Absaugvakuum über einen zusätzlichen Schlauch (12) versorgt. Dieser Schlauch zweigt zwischen Vakuumquelle (13) und dem Drosselventil für die Absaugung ab. Die abgesaugten Stoffe werden im Absaugbehälter (14) aufgefangen. Mit einem Drosselventil (15) kann die Frequenz des Vibrators verändert werden.
In 6 ist ein pneumatischer Kolbenvibrator dargestellt. In einem Zylinder (15) befindet sich ein Kolben (16). Der Kolben (16) wird durch eine Feder (18) an den linken Anschlag gedrückt. Im Kolben befindet sich ein Ventil (17), das den Luftstrom steuert. Mit einem verstellbaren rechten Anschlag (19) kann der Hub des Kolbens und damit die Schwingamplitude variiert werden. Am rechten Anschluss (20) wird der Vakuumschlauch angesteckt. Der linke Anschluss (21) steht mit der Umgebungsluft in Verbindung.

Claims

Rohrförmiges Endstück (11) für medizinische Absauggeräte zum Absaugen fester Partikel, wie Knochenmehl, mit einem das Endstück (11) in Längsrichtung durchdringenden Saugkanal, der einen ersten Durchmesser hat, an der Spitze (6) des Endstücks (11) eine Eintrittsöffnung aufweist und zu einem an dem der Eintrittsöffnung entgegengesetzten Ende des Endstücks (11) angeordneten Ansatz (9) für den Anschluss an einen weiterführenden Absaugschlauch führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung von einem Abschnitt des Saugkanals gebildet ist, der einen zweiten Durchmesser hat, der kleiner ist als der erste Durchmesser und der sich über eine Länge von wenigen Zehntel Millimeter erstreckt, und daß der Übergang (8) von dem zweiten Durchmesser in den ersten Durchmesser sprungartig auf sehr kurzer Distanz erfolgt.
Endstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (8) stufenförmig, insbesondere konisch, oder parabolisch, sphärisch ausgebildet ist.
Endstück nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von zweitem Durchmesser zu erstem Durchmesser 1:1,5 beträgt.
Endstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Reibung vermindernden Kunststoff besteht.
Endstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Reibung vermindernden Kunststoff beschichtet ist.
Endstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Griffstück (2) verdickt ist.
Endstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere, die Eintrittsöffnung enthaltende Bereich mit einer Abwinklung (4) versehen ist.
Endstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal eine seitlich Beiluftöffnung (3) hat, die mit einem Finger verschließbar ist.
Endstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen fest mit dem Endstück (11) verbundenen Vibrator (10).
Endstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (10) pneumatisch, elektromagnetisch, elektromechanisch oder piezoelektrisch antreibbar ist.
Endstück nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer Vibrator (10) vorgesehen ist, der mit dem Absaugvakuum eines Absauggerätes antreibbar ist.
Endstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator ein Kolben-, Turbinen- oder Kugelvibrator ist.
Endstück nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselventil (15) zur Steuerung der Frequenz des Vibrators vorgesehen ist.