-
Medizinische Sonde zur kältechirurgischen Behandlung Die Erfindung
betrifft eine medizinische Sonde zur kältechirurgischen Behandlung lebender Organe
und Gewebe, bestehend aus zwei Rohren zum Transport eines unter Druck stehenden
Kältemittels, wobei die beiden Rohre in einem gemeinsamen, als Expansionskammer
dienenden Sondenkopf enden und Mittel zur Durchflußregelung des Kältemittels vorgesehen
sind.
-
Unter einer Sonde versteht man allgemein ein Stäbchen aus Metall,
Horn oder Kautschuk von versqhiedener Länge und Dicke, mit dem der Arzt tiefere
Wunden und Eitergänge sowie Kanäle und Höhlen des Körpers untersucht. Für einzelne
Zwecke braucht man auch längere Sonden aus biegsamen Material oder von besonderer
Form, z. B. zur Untersuchung der Harn- oder Speiseröhre, Gebärmutter oder anderer
innerer Organe. Die fortgeschrittenen medizinischen Kenntnisse und Verfahren haben
zu der Notwendigkeit geführt, besonders auf dem Gebiet der Behandlung des zentralen
Nervensystems, des Gehirn, der Prostatadrüse und der Augen kleine begrenzte innere
Teile des menschlichen Körpers zu unterkühlen.
-
Die Kältechirurgie wird in steigendem Maße von Neuro-Chirurgen für
operative Eingriffe bei Patienten angewendet, die an neurologischen Krankheiten
leiden, z. B. des Parkinsonschen Syndroms, bei dem die chirurgische Zerstörung verschiedener
Teile des zentralen Nervensystems heilende Wirkungen gezeigt hat. Die chirurgische
Entfernung ist auch eine bevorzugte Behandlung von Tumoren, wie z. B. von Gelnrnhauttumoren
(Meningioma).
-
Angstzustände wurden in ähnlicher Weise chirurgisch erfolgreich behandelt.
Das Einfrieren ist eine erfolgversprechende neue chirurgische Methode zur Behandlung
von Netzhautveränderungen des menschlichen Auges, während die Kältechirurgie eine
verfeinere operative Methode zur Entfernung der durch grauen Star angegriffenen
Linse darstellt.
-
Das zentrale Nervensystem kann weiterhin mit gutem Erfolg durch örtliche
reversible Leisons untersucht werden, die durch Abkühlung des Gewebes bewirkt werden.
Im Falle solcher operativer Eingriffe in das zentrale Nervensystem und in das Gehirn
möchten der Chirurg bzw. der Psychologe lediglich untersuchen, welche Wirkungen
sich auf die Reaktion von Patienten oder Versuchstieren bei einer örtlichen Unterkühlung
gewisser ausgewählter kleiner Zonen des Gehirns ergeben. In anderen Fällen, z. B.
beim Parkinsonschen Syndrom, möchte der Chirurg Gehinigewebe in einem vorbestimmten
Teil des zentralen Nervensystems zerstören. Der Chirurg kann diese Zerstörung des
Gewebes durch Operation und
durch Wärmeeinwirkung vornehmen, z. B. durch hochfrequente
Wellen oder durch örtliches Einfrieren auf eine bestimmte Temperatur während einer
vorbestimmten Zeitdauer.
-
Im Falle eines örtlichen Einfrierens oder Abkühlens ist der Chirurg
oder Psychologe besonders darauf bedacht, daß die gewählte Temperatur nur in dem
kleinen begrenzten Bereich angewendet wird.
-
Auf keinen Fall darf das Gewebe, das durchstoßen werden muß, um die
Zone zu erreichen, ebenfalls der Unterkühlung ausgesetzt werden.
-
Weiterhin möchte der Chirurg die Temperaturhöhe an diesen kleinen
inneren vorgegebenen Stellen steuern, um diese während einer bestimmten Zeit auf
einem konstanten Temperaturniveau zu halten und um schnell eine niedrigere bzw.
höhere Temperatur einstellen zu können entsprechend dem Zustand des Patienten bzw.
den Anforderungen der Operationstechnik.
-
Es sind bereits Kühlsonden unter der Bezeichnung »Kauterisierapparate«
bekannt, mit denen das gekühlte Gewebe zerstört werden soll. Ferner gibt es Kühlsonden,
die dazu dienen, das Gewebe so einzufrieren, daß es herausgeschnitten werden kann.
-
So gibt es eine Kühlsonde zur örtlichen Kühlung von Gewebe, die aus
zwei konzentrischen Rohren besteht, wobei das äußere Rohr am freien Ende länger
ist als das innere und zu einer Kühlspitze bzw. zu einem Sondenkopf geschlossen
ist. Aus einem Behälter
wird mittels einer Pumpe ein flüssiges
Kältemittel entnommen und durch eine mit einem Gefriermittel gefüllte Vakuumflasche
zum rückwärtigen Ende des inneren Sondenrohres geleitet. Das Kältemittel durchströmt
das gesamte innere Rohr und tritt dann in den vom äußeren Rohr gebildeten Sondenkopf
ein, von welchem es durch das äußere Sondenrohr und daran angeschlossene Schlauchleitungen
zum Behälter zurückströmt. Eine Anderung der Kühltemperatur erfolgt hierbei durch
Veränderung der Durchlaufgeschwindigkeit des Kältemittels mit Hilfe elektrischer
Widerstandsregelung des Pumpenmotors.
-
Die bekannte Vorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß die gesamte
Sonde mit Kältemittel von etwa - 200 C gefüllt ist und daher auf ihrem gesamten
Umfange kühlt. Wenn man dies vermeiden will, so ist eine entsprechend dicke, den
Sondendurchmesser vergrößernde Isolierschicht erforderlich.
-
Ferner ist die Regelung der Kühltemperatur in sehr beschränktem Maße
und sehr ungenau möglich. Bei plötzlichem Temperaturwechsel muß das Gefriermittel
durch ein anderes ausgetauscht werden.
-
Eine andere bekannte Kühlsonde besteht aus einer Hauptvorrichtung
nach Art der vorgenannten Kühlsonde und einer Hilfsvorrichtung, die ohne Pumpe arbeitet.
Bei dieser Hilfsvorrichtung wird vorzugsweise gasförmiges, unter Druck stehendes
Kältemittel einem Druckgefäß entnommen und in das Innere von zwei konzentrischen,
den Sondenkörper bildenden Rohren geleitet. Am freien Ende des inneren Sondenrohres
expandiert das Kältemittel und erzeugt am Sondenkopf Kälte. Anschließend strömt
das abgekühlte Kältemittel durch das äußere Sondenrohr sowie ein an diesem angebrachtes,
die Durchflußmenge beeinflussendes Ventil ab. Zur Temperatursteuerung ist ferner
in der Kältemittelzuleitung ein automatisches Druckregelventil vorgesehen, das von
einem am Sondenkörper angebrachten Expansionsring über eine Druckflüssigkeit thermostatisch
gesteuert wird.
-
Auch bei dieser Kühlsonde ergibt sich der Nachteil, daß nicht nur
die Sondenspitze kalt ist, sondern das ganze äußere Sondenrohr, das zumindest im
Bereich des Handgriffes eine beträchtliche Isolierung erfordert.
-
Infolge der Verwendung von vorzugsweise gasförmigem Kältemittel oder
stark unterkühlten Flüssigkeiten, wie flüssiger Luft, die überdies relativ teuer
sind, ergibt sich ein starkes Druckgefälle im Sondenkopf, was wiederum eine beträchtliche
Festigkeit desselben erfordert.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sonde für die
Kältechirurgie zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Sonden vermeidet, insbesondere
einen geringen Durchmesser besitzt, und wobei lediglich die Spitze der Abkühlung
unterworfen ist, damit nicht die an den Sondenschaft anliegenden, nicht zu behandelnden
Körperteile eingefroren werden. Insbesondere soll auch die Sondentemperatur an der
Spitze gut regelbar und der Gesamtaufwand der Sonde so gering wie möglich gehalten
sein.
-
Die Erfindung wird darin gesehen, daß die beiden Rohre in an sich
bekannter Weise konzentrisch zueinander angeordnet sind, daß das äußere Rohr mit
einem Anschlußstutzen zur Zuführung ungekühlten, unter Druck stehenden flüssigen
Kältemittels verbunden ist und in der Nähe des Sondenkopfes vor dem Ende des inneren
Rohres eine drosselartige Ver-
engung seines Strömungsquerschnittes besitzt und daß
der Strömungsquerschnitt des dem Rücklauf des expandierten Kältemittels dienenden
inneren Rohres durch ein an seinem oberen Ende angeordnetes Regelventil einstellbar
ist.
-
Dadurch, daß ungekühltes Kältemittel durch das äußere Rohr zugeführt
wird, erübrigt sich weitgehend eine zusätzliche Isolierung der Sonde, denn diese
Aufgabe übernimmt bereits das Kältemittel, das erst unmittelbar vor dem Sondenkopf
ein einstellbares Ventil durchläuft, das in etwa dem Ventil der letzterwähnten bekannten
Sonde entspricht. Da nur flüssiges Kältemittel zum Sondenkopf fließt, ergibt sich
dort nur ein geringes Druckgefälle, so daß der Sondenkopf relativ klein ausgeführt
werden kann.
-
Aus diesem Grunde eignet sich die neue Sonde insbesondere für die
Gehirn- und Augenchirurgie.
-
Die neue Sonde arbeitet ebenfalls ohne Pumpe oder zusätzliches Gefrierungsmittel.
Sie ist in ihrem Aufbau kompakt, sehr handlich und leicht zu bedienen. Mit Hilfe
des Regelventils läßt sich die Temperatur im Sondenkopf sehr genau einstellen.
-
In einfacher Weise ist eine Überwachung der Temperatur des Sondenkopfes
dadurch möglich, daß in dem inneren Rohr ein Temperaturfühler angeordnet ist, dessen
eines Ende in den Sondenkopf hineinragt und dessen anderes Ende mit einem elektrischen
Anzeigegerät verbunden ist. Durch den im inneren Rohr angeordneten Temperaturfühler
kann die tatsächlich am Sondenkopf herrschende Temperatur ermittelt werden.
-
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die drosselartige Verengung des Strömungsquerschnittes durch eine ringförmige SchuIter
der oberen Kante einer am äußeren Rohr befestigten, den Sondenkopf bildenden Spitze
und einem ringartigen Wulst oder Konusstück am Umfang dem inneren Rohres gebildet
ist.
-
Vorteilhaft ist das innere Rohr gegenüber dem äußeren Rohr axial
verschiebbar im Schaft gehalten.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Regelventil durch einen auf dem oberen Ende des inneren Rohres (50) aufsitzenden,
axial beweglichen Ventilkegel (66) gebildet ist.
-
Für die Augenchirurgie ist eine Sonde gemäß der Erfindung vorteilhaft,
die sich dadurch auszeichnet, daß der Sondenkopf eine abgewinkelte Sondenspitze
aufweist.
-
Eine weitere Verbesserung dieser Sonde besteht darin, daß der Sondenkopf
eine zusätzliche, seitlich angesetzte unad abgewinkelte Spitze aufweist, die mit
einem unabhängigen Temperaturfühler ausgerüstet ist. Dabei kann die zusätzliche
seitlich angesetzte und abgewinkelte Spitze vorteilhaft lösbar auf dem Sondenkopf
aufgeschoben sein.
-
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonde ist dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Rohre parallel nebeneinander angeordnet und im Gehäuse
gehalten sind und an ihrem unteren Ende einen Sondenkopf tragen, der als scheibenförmiges
Hohlglied ausgebildet ist, daß das Hohlglied eine dieses längsteilende, mit Durchbrechungen
versehene Wärmetauscherwandung aufweist und daß auf der einen Seite der Wärmetauscherwandung
eine große Kammer für das zufließende Kältemittel und auf der anderen Seite mehrere
miteinander verbundene kleine Kammern angeordnet sind, die mit dem das Kältemittel
abführenden Rohr verbunden sind.
-
Zweckmäßig weist hierbei das Hohlglied eine flache zylindrische Form
auf und besitzt zylindrische konzentrische Kammern mit zu den Rohren senkrechter
Achse.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Sonde gemäß der Erfindung,
F i g. 2 einen Längsschnitt der Sonde nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig.
3 einen vergrößerten Längsschnitt durch die gekühlte Spitze der Sonde nach den F
i g. 1 oder 2, F i g. 3 a einen vergrößerten Längsschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform einer gekühlten Spitze einer Sonde, F i g. 4 einen vergrößerten
Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer gekühlten Spitze mit seitlichem
Ansatz, Fig. 5 eine Spitze nach Fig. 4, jedoch mit aufschiebbarem seitlichem Ansatz,
F i g. 6 eine andere Ausführungsform einer Sonde gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen scheibenförmigen Sondenkopf der Ausführungsform
nach Fig. 6 in vergrößertem Maßstab, Fig. 8 einen Längsschnitt nach der Linie 8-8
in Fig. 7, F i g. 9 einen Längsschnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 7 und F i g. 10
eine schematische Darstellung der Gesamtanordnung einer Sonde gemäß der Erfindung.
-
In der Zeichnung sind gleichartige Teile mit gleichartigen Bezugszeichen
versehen.
-
In den Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Sonde allgemein mit
10 bezeichnet. Sie besteht vorzugsweise aus schnell und leicht sterilisierbarem
Metall, z. B. rostfreiem Stahl.
-
Die Sonde 10 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 12, das aus einem äußeren
Teil 32 und einem in diesem beweglich angeordneten inneren Teil oder Schaft34 besteht.
Beide Teile 32, 34 sind konzentrisch zur Längsachse des Gehäuses 12 angeordnet.
Der äußere Teil 32 besitzt eine zu seiner Längsachse konzentrische Bohrung, die
aus drei verschiedenen, jedoch aneinander anschließenden Abschnitten besteht.
-
Diese drei Abschnitte werden gebildet durch einen oberen konzentrischen
Hohlraum 35 zur teleskopartigen Aufnahme eines glatten oberen Abschnittes 45 des
inneren Teiles 34, durch einen unteren konzentrischen Hohlraum 37 zur Aufnahme eines
glatten unteren Abschnittes 47 des inneren Teiles 34 sowie durch ein Innengewindeteil39
zur Verbindung des oberen und unteren Hohlraumes 35 und 37 einerseits sowie zur
Aufnahme eines Außengewindes 49 des inneren Teiles 34.
-
Durch Drehung des inneren Teiles 34 um die Längsachse des Gehäuses
12 wird der innere Teil 34 gegenüber dem äußeren Teil 32 axial verschoben.
-
Der äußere Teil 32 besitzt ein Paar in axialer Richtung des Gehäuses
12 versetzt angeordneter radialer Bohrungen 13, 15, wobei die untere Bohrung 13
mit dem Hohlraum 37, die obere Bohrung 15 mit dem Hohlraum 35 in Verbindung stehen.
Die Bohrungen 13 und 15 sind zur Anbringung entsprechender Anschlußnippell8 und
20 ausgebildet, an die wiederum biegsame Leitungen bzw. Gummischläuche 19 und 21
anschließbar sind, die auf diese Weise
lösbar mit dem Gehäuse 12 verbunden und wirksam
sein können.
-
Kurz unterhalb der Einmündung der Bohrung 13 ist der untere Hohlraum
37 unter Bildung einer konzentrischen Bohrung 41 etwas abgsetzt. Das eine Ende eines
langen Röhrchens 14 ist in axialer Richtung in dieser Bohrung 41 des Teiles 32 befestigt,
während sein anderes Ende mit einer Spitze 16 abgedeckt ist.
-
Diese Spitze 16 ist als Hohlkörper 78 ausgebildet und an der Stelle
11 mit dem Röhrchen 14 so verschweißt oder verlötet, daß eine innere ringförmige
Stoßfläche 74 gebildet wird (F i g. 3). Die Bedeutung dieser Stoßfläche 74 ergibt
sich aus nachstehender Erläuterung.
-
Der innere Teil oder Schaft34 besitzt ebenfalls eine in axialer Richtung
angeordnete Bohrung, die aus drei unterschiedlichen, jedoch miteinander zusammenhängenden
Abschnitten besteht. Es sind dies ein Innengewindeteil 36, ein glattwandiger oberer
Kammerteil 44 und eine glattwandige untere Bohrung 48. Der Kammerteil 44 besitzt
ferner eine Anzahl radialer Bohrungen 46. Schließlich besitzt der innere Teil 34
zwei Ringnuten 38, 52 zur Aufnahme entsprechender O-Ringe 40, 54, die zur Flüssigkeitsabdichtung
des inneren Teiles 34 im äußeren Teil 32 des Gehäuses 12 dienen. Der innere Teil
34 weist zusätzlich noch eine exzentrische Bohrung 42 in axialer Richtung und eine
Schrägbohrung 56 auf.
-
In dem glattwandigen unteren Teil der Bohrung 48 des inneren Teiles
34 ist ein Ende eines langen Röhrchens 50 fest angebracht, während das andere, freie
Ende des Röhrchens 50 konzentrisch und mit radialem Abstand im Röhrchen 14 angeordnet
ist.
-
An der Stelle 71 am freien Ende des Röhrchens 50 ist, wie F i g.
3 zeigt, ein Konusstück 70 mit einer am oberen Ende konisch abgesetzten Ringfläche
72 angeschweißt oder angelötet. Diese konische Ringfläche 72 bildet zusammen mit
der Stoßfläche 74 der Spitze 16 eine ringförmige Öffnung 76, die dadurch verschließbar
ist, daß der innere Teil 34 gegenüber dem äußeren Teil 32 so lange im Uhrzeigersinn
verdreht wird, bis die hierdurch bewirkte axiale Bewegung des Röhrchens 50 die Ringfläche
72 des Konusstückes 70 mit der Stoßfläche 74 in Berührung bringt. Verdreht man den
inneren Teil in umgekehrter Richtung, so wird die Öffnung 76 entsprechend vergrößert.
-
Zur Erleichterung der Einstellung der Öffnung 76 ist am oberen Ende
des inneren Teiles 34 ein geeigneter Einstellring 22 vorgesehen, der gegenüber dem
inneren Teil 34 durch eine Stellschraube 27 gesichert ist.
-
Wie sich ferner aus F i g. 3 ergibt, endet das freie Ende des inneren
Röhrchens 50 in einer Zunge 59, die in der Kammer 78 der Sondenspitze 16 hineinragt.
Diese Zunge 59 dient zur Aufnahme einer geeigneten Temperaturmeßstelle, beispielsweise
eines Thermoelementes 58, das aus einem einfachen Thermodraht besteht, der spiralförmig
um die Zunge 59 gewickelt ist. Das Thermoelement 58 ist mit einem isolierten Kabel
31 verbunden, das durch das innere Röhrchen 50 durch die glattwandige innere Bohrung
48, durch die schräge Bohrung 56 und die exzentrische Bohrung 42 des inneren Teiles
34 zu einem Millivoltmeter geführt ist, das in der genannten Figur nicht dargestellt
ist.
-
Das Kabel 31 ist flüssigkeitsdicht an der Stelle 53 der exzentrischen
Bohrung42 und an der Stelle 55
der schrägenBohrung 56 befestigt.
Das andere Kabel 33 der Temperaturmeßeinrichtung 58 der Sonde 10 ist einfach am
oberen Ende des inneren Teiles 34 mittels einer Schraube 17 befestigt. Beide Kabel
31 und 33 werden beim Gebrauch der Sonde an ein unabhängig arbeitendes Millivoltmeter
angeschlossen, das in der Zeichnung ebenfalls nicht angegeben ist.
-
Der wirksame Teil der Sonde 10 wird durch ein Temperatursteuerglied
60 vervollständigt. Das Temperatursteuerglied 60 ist mit einem Außengewinde 62 versehen,
mit dem es in dem Innengewindeteil 36 des inneren Teiles 34 eingeschraubt ist. Ferner
besteht es aus einem konzentrischen, glattwandigen Teil 64, der von dem glattwandigen
oberen Hohlraum 44 des inneren Teiles 34 aufgenommen wird. Weiterhin ist es mit
einem konzentrischen Ventil 66 versehen, das das obere Ende der konzentrischen Bohrung
48 dicht abschließt, wenn die Sonde 10 nicht in Gebrauch ist, wie in Fig.2 dargestellt
ist. Der glattwandige Teil 64 ist weiterhin mit einer Ringnut 63 zur Aufnahme eines
O-Ringes 65 ausgerüstet. Der O-Ring 65 dient zur Flüssigkeitsabdichtung des Temperatursteuergliedes
60 im inneren Teil 34 des zylindrischen Gehäuses 12. Eine Drehung des Temperatursteuergliedes
60 gegen den Uhrzeigersinn im inneren Teil 34 bewirkt eine axiale Verschiebung des
Temperatursteuergliedes 60 gegenüber dem inneren Teil 34, wobei das konische Ventil
66 aus seiner Dicht-Schließstellung vom oberen Ende der mittigen Bohrung 48 abgehoben
wird. Um die Drehung des Temperatursteuergliedes 60 zu erleichtern, ist dieses mit
einem Temperatursteuerknopf 24 versehen, an dem radial ein rechtwinkliger Steuerhebel
26 an der Stelle 25 angeschraubt ist. Um eine unbeabsichtigte Verdrehung des Temperatursteuergliedes
60 und/oder des inneren Teiles 34 gegenüber dem äußeren Teil 32 des Gehäuses 12
zu verhindern, ist ein rechtwinkliger Anschlaghebel 28 mittels einer Schraube 29
am Einstellring 22 angebracht. Der Anschlaghebel 28 arbeitet gegen eine am oberen
äußeren Umfang des zylindrischen Gehäuses 12 angeschweißte Sperreinrichtung 30 und
verhütet, wenn die Stellschraube 27 fest angezogen ist, daß der Einstellring 22
um mehr als eine Umdrehung verdreht werden kann. In ähnlicher Weise verhütet der
Anschlaghebel 28, wenn der Steuerhebel 26 angebracht ist, daß der Temperatursteuerknopf
24 um mehr als eine Umdrehung verdrehbar ist. Selbst wenn der Steuerhebel 26 nicht
am Temperatursteuerknopf 24 angeschraubt ist, verhindert der Anschlaghebel 28 ein
vollständiges Ablösen des Temperatursteuergliedes 60 vom inneren Teil 34 des Gehäuses
12.
-
Die Handhabung der Sonde 10 gemäß den F i g. 1 bis 3 ergibt sich
am besten aus Fig. 10.
-
Wenn die medizinische Zerstörung eines gewissen kleines Teiles des
zentralen Nervensystems bzw. des menschlichen Gehirns die für einen bestimmten Patienten
richtige Behandlung darstellt, wird die medizinische Sonde 10 mit dem in Fig. 10
dargestellten Aufbau benutzt. Ein Ende der biegsamen Leitung oder des Schlauches
19 ist am Nippel 18 des zylindrischen Gehäuses 12 befestigt, während das andere
Ende 129 des Schlauches 19 am Anschlußstück 128 befestigt ist. Das Anschlußstück
128 ist mittels eines zwischengeschalteten Filters 130 und eines Manometers 132
an ein geeignetes Kältemittelgefäß 136 angeschlossen. Letzteres ist mit einem Ventil
134 versehen. Dieses Kühlmittelgefäß 136
kann als Normalgefäß mit einem unten angebrachten
Auslaßventil 134 ausgeführt sein, wobei das Gefäß 136 in einer nicht dargestellten
Aufhängung festgelegt ist. Falls gewünscht, kann auch ein anderes Gefäß mit einem
durchgehenden Peilrohr verwendet werden.
-
Bei der Anwendung eines derartigen Gefäßes, das von der in Fig. 10
gezeigten Darstellung abweicht, muß darauf geachtet werden, daß die richtige Seite
oben steht, wobei das Ventil nach oben weisen soll.
-
Obwohl grundsätzlich jedes mögliche Kältemittel verwendet werden kann,
ist das in der Sonde 10 bevorzugt angewendete Kältemittel Monochloridfluoromethan,
gemeinhin Kältemittel 22 genannt.
-
In den Fällen, in denen derart tiefe Temperaturen, wie sie mit diesem
Kältemittel erreicht werden, nicht nötig sind, kann ein anderes Kältemittel, nämlich
Dichlorodifluoromethan, gemeinhin als Kältemittel 12 bekannt, benutzt werden.
-
Das eine Ende der flexiblen Leitung oder des Schlauches 21 ist an
dem anderen Nippel 20 des zylindrischen Gehäuses 12 befestigt, während das andere
Ende 121 des Schlauches 21 zu einem Ventil 23 führt, das entweder zur Atmosphäre
hin öffnet oder an ein entsprechendes Unterdrucksystem angeschlossen ist, das in
F i g. 10 nicht dargestellt ist. Das Ventil 23 kann auch zur automatischen Temperaturregelung
der medizinischen Sonde 10 verwendet werden, indem das Ventil 23 mittels eines Hubmagneten
oder eines Stellmotors betätigt wird. Dieser Magnet bzw. Stellmotor kann durch ein
entsprechendes Fühl-und Kontrollorgan betätigt werden, beispielsweise durch ein
Meßrelais, das ebenfalls nicht dargestellt ist, mit Kabeln 31 und 32 verbunden ist
und auf Impulse des Temperaturfühlers 58 arbeitet. Ob das Ende 121 des Schlauches
21 mit der Atmosphäre in Verbindung steht oder an ein Unterdrucksystem angeschlossen
wird, hängt von dem Temperaturniveau ab, das in der Sondenspitze 16 bzw. 10 eingestellt
werden soll. Bei der Verbindung zur Atmosphäre kann ein Temperaturniveau von etwa
350 C in der gekühlten Spitze 16 der Sonde 10 eingestellt werden.
-
Diese Temperatur ist für die meisten Untersuchungen, insbesondere
für die des zentralen Nervensystems mehr als ausreichend. Bei gewissen besonderen
Eingriffen in den menschlichen Körper jedoch werden noch tiefere Temperaturen gefordert.
In solchen Fällen zieht man es vor, das Ende 121 des Schlauches 21 an ein Unterdrucksystem
anzuschließen, das bei einem absoluten Druck von mindestens 500 mm Hg-Säule arbeitet.
In Verbindung mit einem solchen Unterdrucksystem kann ein Temperaturniveau von etwa
- 600 C an der gekühlten Sondenspitze der medizinischen Sonde 10 eingestellt werden.
-
Die Leitungen 31 und 33 sind mit einem geeigneten Temperaturmeßgerät
verbunden, beispielsweise mit einem Millivoltmeter, das nicht in der Zeichnung dargestellt
ist, aber mindestens einen Meßbereich von 3 Millivolt haben sollte, um dem behandelnden
Chirurgen eine genügend genaue Prüfung des Temperaturniveaus in der Sondenspitze
16 in der Sonde 10 zu gestatten.
-
Die kühlende Spitze 16 ist vorzugsweise mit einer Kunststoffschicht
überzogen, beispielsweise Dimethylpolysiloxan. Dies geschieht dadurch, daß die Spitze
in eine flüssige Lösung des Kunststoffes hineingetaucht und die Schicht anschließend
getrocknet wird. Diese Anbringung eines Kunststoffüberzuges auf die Kühlspitze 16
wird deshalb empfohlen, um
das Ankleben von menschlichem Gewebe
an der Spitze 16 während des operativen Gebrauches des Instrumentes zu verhindern.
-
Sodann wird das Gefäßventil 134 geöffnet, wodurch das im Gefäß 136
befindliche Kältemittel unter Druck durch den Schlauchl9 der unteren radialen Bohrung
13 des Gehäuses 12 zugeführt wird. Der Druck im Gefäß muß durch das Manometer 132
überprüft werden. Bei Verwendung des Kühlmittels 22 sollte bei einer Raumtemperatur
von 210 C der Druck bei etwa 8,44 at liegen. Wenn der Druck niedriger ist und beim
Ausfließen des Kühlmittels abzufallen beginnt, ist dies ein Zeichen dafür, daß das
Gefäß leer ist. Es muß dann sofort ein neues Gefäß ausgetauscht werden. Dann werden
sowohl der Einstellring 22 als auch der Temperaturkontrollknopf 24 gegen den Uhrzeigersinn
im zylindrischen Gehäuse 12 verdreht. Der Einstellring 22 braucht nur etwa um 90
bis 1800 verdreht zu werden, um die gewünschte Querschnittserweiterung der ringförmigen
Öffnung 76 zu erreichen. Der Temperaturkontrollknopf 24 soll andererseits so weit
verdreht werden, wie es der Kontrollarm 26 gestattet.
-
Gleichzeitig hiermit wird auch das Ventil 23 des Schlauches 21 geöffnet.
Das flüssige Kältemittel, das in das Gehäuse 12 durch die untere radiale Bohrung
13 eintritt, gelangt in den unteren Hohlraum 37 des äußeren Teiles 32, von wo es
in das äußere Röhrchen 14 eintritt und dann längs des inneren Röhrchens 50 nach
unten fließt. Beim Erreichen der Hülse 70 wird das flüssige Kältemittel gezwungen,
durch den verengten Durchgang, der von der ringförmigen Öffnung 76 gebildet wird,
durchzuströmen und expandiert dann in die Kältekammer 78 der Spitze 16, wodurch
die Abkühlung der Spitze 16 erreicht wird.
-
Das expandierte Kältemittel entweicht aus der Kältekammer 78 in umgekehrter
Richtung durch das innere Röhrchen 50 und tritt in die glattwandige mittige Bohrung
48 des inneren Teiles 34 ein. Infolge der Drehung des Knopfes 24 ist das konische
Ventil 66 geöffnet, wodurch das Kühlmittel in die glattwandige obere Kammer 44 eintreten
kann, von wo es durch eine Anzahl radialer Bohrungen 46 in den oberen konzentrischen
Hohlraum 35 des äußeren Teiles 32 eintritt und von dort durch die obere radiale
Bohrung 15 über die Schlauchleitung 21 die Sonde 10 verläßt.
-
Sobald die Spitze 16 genügend gekühlt ist, ist die Sonde für die
operative Benutzung durch den Chirurgen bereit. Er führt dann die Sonde 10 in den
Patienten ein und überzeugt sich, daß die Spitze 16 an der kleinen zu behandelnden
Stelle anliegt. Wenn eben möglich, z. B. bei Gehirnoperationen, wird das Gehäuse
12 der Sonde 10 in bezug auf den Patienten durch eine entsprechende Halterung festgelegt.
Der Chirurg kann dann mittels eines Millivoltmeters das Temperaturniveau der Sondenspitze
16 der Sonde 10 durch Verdrehen des Kontrollarmes wählen, indem er durch die Verdrehung
die Stellung des konischen Ventils 66 in einer konzentrischen Bohrung 48 des inneren
Teiles 34 verändert. Durch Verschließen des konischen Ventils 66 wird die Temperatur
in der Spitze 16 ansteigen. Umgekehrt wird durch weiteres Öffnen des konischen Ventils
66 die Temperatur in der Spitze 16 abfallen. Nachdem der Chirurg die gewählte kleine
innere Stelle durch lokales Einfrieren mittels der Spitze 16 behandelt hat, kann
er im Bedarfsfalle das Gewebe durch die Anwendung von Kurzwellen
erwärmen. Dies wird
normalerweise durch Anschluß des zylindrischen Gehäuses 12 mittels geeigneter Kabel
an ein geeignetes Hochfrequenzgerät erfolgen.
-
Wenn Kurzwellen mittels der Sonde 10 zugeführt werden sollen, ist
es notwendig, vor der Benutzung die gesamte äußere Oberfläche des Röhrchens 14 mit
einem Methylenharz zu überziehen, damit nicht das gesamte Röhrchen 14 diese Kurzwellen
ausstrahlt.
-
Somit dient dann nur die Spitze 16 als Strahler.
-
Der gewisse chirurgische Eingriff in den menschlichen Körper ist
vorteilhaft, die chirurgische Sonde 10 nach F i g. 1 und 2 in folgender Weise abzuändern:
Während die gesamte axiale Erstreckung der Sonde 10 konstant bleibt, wird die Länge
der gekühlten Sondenspitze 16 auf Kosten der Länge der Röhrchen 14 und 50 vergrößert.
Durch die Verwendung einer solchen abgewandelten Sonde kann eine entsprechend größere
Fläche behandelt werden, z. B. bei der lokalen Unterkühlung der Prostata.
-
Die Abwandlungen der medizinischen Sonde gemäß der Erfindung, wie
sie in den F i g. 3 a, 4 und 5 gezeigt sind, dienen dazu, dieses Instrument für
die Verwendung in der Augenchirurgie nutzbar zu machen. Bei den meisten Augenoperationen
möchte der Chirurg das Instrument in der Hand halten. Um die Handhabe der Sonde
zu erleichtern, ist ein geeigneter Handgriff 75 an den Anschlußnippeln 18 und 20
angebracht und am Gehäuse entsprechend befestigt, wie aus Fig. 10 zu ersehen ist.
Um die Handhabe der Sonde weiterhin zu vereinfachen, ist die Länge der Röhrchenl4a
und 50a beträchtlich auf etwa 1/3 der Länge der Röhrchen 14 und 50 verkürzt. Zusätzlich
hierzu kann entweder die Konstruktion der Sondenspitze 16 etwas geändert sein, wie
in Fig. 3 a gezeigt ist, z. B. in der Form 16a, oder aber der Sondenkopf 16 mit
einer gekühlten seitlichen Spitze 80 versehen sein, die an die Spitze 16 an der
Stelle 79 angeschweißt oder angelötet wird, wie aus Fig. 4 zu erkennen ist. Zur
Erzielung besserer Ergebnisse bevorzugt man die Herstellung der seitlichen Spitze
80 aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise aus Kupfer oder Silber. Ferner
ist es auch wünschenswert, die seitliche Spitze 80 mit einem eigenen unabhängigen
Temperaturfühler 82 zu versehen, der in einer entsprechenden Bohrung 81 untergebracht
ist. Der Temperaturfühler 82 kann aus einem Thermoelement oder aus einem Thermistor
bestehen, die jeweils mit entsprechenden Leitungen 83 an ein geeignetes Meßinstrument
angeschlossen sind. Eine Abwandlung der Sonde nach F i g. 5 gestattet die Anwendung
desselben Instrumentes für beide chirurgische Anwendungsverfahren. Bei dieser Anordnung
ist die Spitze 16 mit einer aufgeschobenen und leicht abnehmbaren seitlichen Spitze
84 versehen, die ebenfalls mit einem unabhängigen Temperaturfühler 88 versehen ist,
der in eine entsprechende Bohrung 86 eingebettet ist. Der Temperaturfühler 88 kann
wiederum aus einem Thermoelement oder aus einem Thermistor bestehen, die mit Leitungen
85 versehen und mittels eines geeigneten Steckers 87 an einen am Gehäusel2 befestigten
Adapter89 lösbar angeschlossen sind. Die Leitungen 85 sind wiederum mit einem geeigneten,
in der Zeichnung nicht dargestellten Meßinstrument verbunden.
-
Fig. 6 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere bevorzugt
angewandte medizinische Sonde 90, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung
konstruiert ist. Diese medizinische Sonde90 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse
92, das mittig mit einer Bohrung versehen ist, die aus drei verschiedenen, aber
aneinander anschließenden Abschnitten besteht: einem Innengewindeteil 94, einer
glattwandigen oberen Kammer 96 und einer glattwandigen unteren Bohrung 98. Parallel
zu der unteren Bohrung 98 läuft eine versetzte Bohrung 103 nur kurz in das Gehäuse
92 hinein. Das zylindrische Gehäuse 92 ist weiterhin mit einem Paar radialer Öffnungen
93 und 95 versehen, die in axialer Richtung versetzt am Gehäuse 92 angebracht sind.
Die untere Öffnung 93 ist mit der versetzten axialen Bohrung 103 verbunden, während
die obere Öffnung 95 in die glattwandige obere Kammer 96 einläuft.
-
Die Öffnungen 93 und 95 nehmen dieselben Anschlußnippel 18 und 20
auf, die bereits bei der Sonde 10 erwähnt wurden. Ein Ende des langen konzentrischen
Röhrchens 100 ist in der unteren Bohrung 98 befestigt an der Stelle 101, während
das andere Ende des Röhrchens 100 in ein scheibenähnliches TeilllO hineinragt und
dort befestigt ist, wie es im weiteren in Fig. 7 genau dargestellt ist. Ein Ende
eines zweites langen Röhrchens 102 ist in der außermittigen Bohrung 103 befestigt,
während das andere Ende des Röhrchens 102 gleichermaßen am scheibenähnlichen Teil
110 befestigt ist. In der mittigen Bohrung des Gehäuses 92 ist dasselbe Temperaturkontrollglied
60, das bereits bei der Sonde 10 dargestellt und beschrieben worden ist, wirksam
befestigt, wobei ihm dieselbe Funktion zukommt wie bei der Sonde 10. Wie F i g.
6 ferner zeigt, dient der Außengewindeteil 62 des Teiles 60 zur Aufnahme im Innengewindeteil
94. Der glattwandige Teil 64 wird von der oberen Kammer 96 aufgenommen, und das
konische Ventil 66 reicht in das obere Ende der konzentrischen Bohrung 98 hinein.
Das Temperaturkontrollglied 60 ist gleichzeitig mit einem Temperaturkontrollknopf
24 versehen, an dem im Punkt 25 ein Steuerarm 26 angeschraubt ist. Ein rechtwinkliger
Anschlaghebel 28 ist ebenfalls bei der Sonde 90 vorgesehen, jedoch ist dieser mittels
einer Schraube 29 fixiert in einer Gewindebohrung 91 im zylindrischen Gehäuse 92
angebracht. Der scheibenähnliche Teil oder Hohlkörper 110 ist im Schnitt in F i
g. 7 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem warmen
Teil 112 und einem gekühlten Teil 114, die mittels einer gelochten Platte 116 voneinander
abgetrennt sind. Die äußere Form des Teiles 110 kann von der dargestellten Form
abweichen und hängt völlig von der chirurgischen Verwendung ab. Die beiden parallelen
Bohrungen 111 und 113 im scheibenähnlichen Teil 110, die parallel zur Längsachse
angebracht sind, liegen an beiden Seiten der gelochten Trennplattell6 an. In der
Bohrung 113 ist das andere Ende des Röhrchens 102 befestigt, während in der Bohrung
111 das Röhrchen 100 einläuft, welches mit seinem freien Ende in den scheibenähnlichen
Teil 110 hineinragt und in der Nähe seines Mittelpunktes endigt. Das exzentrische
Röhrchen 102 führt durch die Bohrung 113 in einen großen Kälteflüssigkeitsraum 118,
der durch eine Vielzahl von Bohrungen 117, die in der Trennplatte 116 angebracht
sind, mit einer Anzahl von ringförmigen Kühlkammern 124 verbunden ist. Diese Kammern
sind aus einer Anzahl ringförmiger Wände 122, die die gelochte Trennplatte 116 und
die gekühlte Wärmetauscheroberfläche 120 voneinander trennen, gebildet.
-
Wie man aus F i g. 8 erkennen kann, sind die ringförmigen Kühlkammern
124 durch eine Anzahl radialer Bohrungen 123 miteinander verbunden.
-
F i g. 9 zeigt, daß die Trennplatte 116 mit einer Vielzahl kleiner
Bohrungen 117 versehen ist.
-
Die Betriebsweise der medizinischen Sonde gemäß den F i g. 6 bis
9 ist die gleiche, wie sie schon für die Sonde 10 beschrieben wurde. Obgleich kein
Temperaturfühler in der Sonde 90 vorhanden ist, ist es selbstverständlich, daß die
Sonde 90 nach Wunsch mit einem Thermoelement 58 entsprechend der Sonde 10 ausgerüstet
sein kann. Ein flüssiges Kältemittel wird unter Druck durch den Anschlußnippel 18
in das zylindrische Gehäuse 92 eingeführt und von dort durch die radiale Bohrung
93 und die exzentrische Bohrungen03 durch das Röhrchen 102 in den großen Kälteflüssigkeitsraum
118 des scheibenähnlichen Teiles 110 gedrückt. Von diesem großen Raum 118 wird das
Kühlmittel durch eine Vielzahl kleiner Bohrungen 117 gedrückt und expandiert in
die ringförmigen Kühlkammern 124, wodurch die Wärmetauscheroberfläche 120 des scheibenähnlichen
Teiles 110 gekühlt wird. Dadurch entsteht zwischen den beiden Hälften 112 und 114
des scheibenähnlichen Teiles 110 eine Temperaturdifferenz, wobei der Teil 114 wesentlich
kühler ist als der Teil 112. Bei den ringförmigen Kühlkammern 124 kann das Kühlmittel
durch das konzentrisch angeordnete Röhrchen 100 austreten und gelangt diesmal durch
die untere mittige Bohrung 98 wieder in das Gehäuse 92. Wenn das Ventil 66 des Temperaturkontrollgliedes
60 geöffnet ist, kann das Kältemittel das zylindrische Gehäuse 92 der Sonde 90 durch
die glattwandige obere Kammer 96 und die obere radiale Bohrung 95 über den Anschlußnippel
20 verlassen.
-
Die Erfindung schafft somit eine neue medizinische Sonde für die
Anwendung in der Kältechirurgie als auch in verwandten Operationsgebieten, wo sie
zur Kühlung von kleinen ausgewählten inneren Teilen des menschlichen Körpers verwendet
werden kann.