DE202022101484U1

DE202022101484U1 - Medizinisches Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung

Info

Publication number: DE202022101484U1
Application number: DE202022101484.1U
Authority: DE
Original assignee: Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Current assignee: Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2022-03-30
Anticipated expiration: 2032-03-23

Abstract

Medizinisches Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung mit einer Hohlnadel und einem im Inneren der Hohlnadel längsverschiebbar gelagerten Mandrin, mit einer Mandrinlängsachse sowie einer distalen Mandrinspitze, die eine der Hohlnadel zugeordneten Hohlnadelspitze distalseitig überragt, sowie einen die Hohlnadel proximalseitig überragenden und einstückig mit dem Mandrin verbundenen Mandrinschaft, dadurch gekennzeichnet, dass am Mandrinschaft ein Kopfelement relativbeweglich in Mandrinlängsachse zum Mandrin gefügt ist, dass in Mandrinlängsachse zwischen dem Mandrinschaft und dem Kopfelement ein Spannmittel angeordnet ist, das durch einen in Mandrinlängsachse wirkenden Mindest-Krafteintrag einen gespannten, kompaktierten Zustand annimmt und bei Unterschreiten des Mindest-Krafteintrages in einen entspannten, elongierten Zustand übergeht, dass das Kopfelement einen elektrischen Stromkreis enthält, mit wenigstens einer Signalquelle, einer elektrischen Energiequelle sowie einer Schaltereinheit, und dass die Schaltereinheit derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Stromkreis im gespannten Zustand des Spannmittels geöffnet und die Signalquelle deaktiviert ist, und im entspannten Zustand geschlossen und die Signalquelle aktiviert ist und ein akustisch, optisch und/oder haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung mit einer Hohlnadel und einem im Inneren der Hohlnadel längsverschiebbar gelagerten Mandrin, mit einer Mandrinlängsachse sowie einer distalen Mandrinspitze, die eine der Hohlnadel zugeordneten Hohlnadelspitze distalseitig überragt, sowie einen die Hohlnadel proximalseitig überragenden und einstückig mit dem Mandrin verbundenen Mandrinschaft.
Stand der Technik
Bei auftretenden Instabilitäten längs der Wirbelsäule, lokalen Veränderungen des Spinalkanals (Spinalkanal-Stenose), bei schweren Fällen eines Bandscheibenvorfalls oder ähnlichen die Wirbelsäule lokal destabilisierenden Vorfällen, ist eine operative Wirbelkörperverblockung zur Versteifung von zwei oder mehr Wirbelkörpern eine unvermeidbare therapeutische Maßnahme, sofern konservative Behandlungsmethoden zu keiner Besserung führen oder gar ausgeschlossen werden können. Die auch als Spondylodese bezeichnete chirurgische Maßnahme sieht eine dorsale Instrumentierung der Wirbelsäule mittels sogenannter perkutaner Pedikelschrauben, kurz PPS, vor. Diese werden jeweils dorsal im Bereich einer der beiden Wirbelbogenwurzeln (Pedikel) der jeweils miteinander zu versteifenden Wirbelkörper eingedreht und fixiert. Die Schraubenköpfe der Pedikelschrauben verfügen über Aussparungen zur Aufnahme sowie Fixierung eines Stabelementes, das die miteinander zu versteifenden Wirbelkörper brückenartig statisch bestimmt aneinander fest fügt.
Im Jahre 2019 wurden in Deutschland insgesamt 71.662 Spondylodesen durchgeführt, siehe Statistisches Bundesamt, DRG-Statistik, OPS-Schlüssel 5-836. Die Inzidenz falsch platzierter Pedikelschrauben liegt trotz des Einsatzes von Röntgen-Durchleuchtungsgeräten und fluoroskopischer Führungstechniken zwischen 10% und 55%. Die besondere Herausforderung zur Platzierung und Fixierung einer Pedikelschraube innerhalb eines Wirbelkörpers besteht in der kleinen Dimensionierung des Pedikelbereiches in einem Wirbelkörper sowie dessen unmittelbare Nähe zum Wirbelkanal und der damit verbundenen Läsionsgefahr des längs des Spinalkanals verlaufenden Rückenmarks. Daher wurden verschiedene Methoden entwickelt, um Pedikelschrauben präzise, sicher und vorzugsweise minimalinvasiv zu verorten und entsprechend am Wirbelkörper zu fixieren.
Aus einem Artikel von Kageyama H, Yoshimura S, Tatebayashi K, lida T, Yamada K. Accuracy of Pedicle Screw Placement Comparing an Electronic Conductivity Device and a Multi-axis Angiography Unit with C-arm Fluoroscopy in Lumbar Fixation Surgery for Safety. Neurol Med Chir (Tokyo). 2021 May 15;61(5):334-40, wird eine Pedikelschrauben-Platzierung unter Nutzung eines C-Bogen-3D-Röntgen-Durchleuchtungsgerätes erläutert, das dreidimensionale Bilder vom Operationsgeschehen aufzunehmen und darzustellen in der Lage ist, so dass ein Arzt die Platzierung und Befestigung von Pedikelschrauben an Wirbelkörpern mittels 3D-Navigation exakt überwacht und kontrolliert vornehmen kann.
Ferner sind den Artikeln von Elswick CM, Strong MJ, Joseph JR, Saadeh Y, Oppenlander M, Park P. Robotic-Assisted Spinal Surgery: Current Generation Instrumentation and New Applications. Neurosurg Clin N Am. 2020 Jan;31 (1):103-10, sowie von Burström G, Balicki M, Patriciu A, Kyne S, Popovic A, Holthuizen R, et al. Feasibility and accuracy of a robotic guidance system for navigated spine surgery in a hybrid operating room: a cadaver study. Sci Rep. 2020 May 5;10(1):7522, die Verwendung von robotischen Assistenzsystemen für die Wirbelsäulenchirurgie zu entnehmen, die der exakten Platzierung und Befestigung von Pedikelschrauben an Wirbelkörpern dienen.
Die vorstehenden Assistenzsysteme haben die Wirbelsäulenchirurgie sowohl für den Patienten, für den eine präzise Einbringung von Pedikelschrauben sichergestellt werden kann, als auch für den Chirurgen, der einer weit geringeren Strahlenbelastung ausgesetzt ist, signifikant verbessert. Die bekannten Systeme haben jedoch den Nachteil, dass sie in der Anschaffung und im Betrieb teuer und darüber hinaus technisch kompliziert sind.
In dem Artikel von Bolger C, Kelleher MO, McEvoy L, Brayda-Bruno M, Kaelin A, Lazennec JY, et al. Electrical conductivity measurement: a new technique to detect iatrogenic initial pedicle perforation. Eur Spine J. 2007 Nov;16(11 ):1919-24, wird eine Technik für eine sichere Perforation des Wirbelkörpers in den Bereich des Pedikels beschrieben, in die nachfolgend jeweils eine Pedikelschraube einsetzbar ist, wobei die Perforation mit Hilfe eines modifizierten Knochenbohrwerkzeuges durchgeführt wird, an dessen distalen Instrumentenende ein elektrischer Leitfähigkeits-Messsensor angebracht ist, dessen Sensorsignale in physiologisch wahrnehmbare, vorzugsweise akustische Signale umsetzbar sind. Solang sich die distale Bohrspitze innerhalb des Knochenmaterials des Wirbelkörpers befindet, wird dem Operateur ein korrektes Vordringen in den Wirbelkörper signalisiert. Bei Inkontakttreten der distalen Bohrspitze mit vom Knochenmaterial abweichenden Gewebematerial und einer damit einhergehenden Änderung der elektrischen Leitfähigkeit wird der Operateur durch ein Alarmsignal über eine mögliche Fehlplatzierung des Bohrwerkzeugs informiert. Die bekannte Technologie ermöglicht in Echtzeit eine überwachte Durchführung der Perforation des Wirbelkörpers auf Grundlage einer sensorisch erfassbaren Impedanzänderung bzw. Änderung der elektrischen Leitfähigkeit innerhalb des die distale Spitze des Bohrwerkzeuges unmittelbar umgebenden Gewebes. Mehrere medizinische Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass die Verwendung einer derartigen Technologie die Strahlenbelastung sowohl für den Chirurgen als auch für den Patienten reduziert und zugleich die Genauigkeit einer Wirbelkörperperforation im Pedikelbereich zum Zwecke einer nachfolgenden Pedikelschrauben-Platzierung erhalten bleibt. Dennoch sind derartige Systeme sehr kostspielig und finden bislang bis dato im Fallpauschalbasierten Vergütungssystem von Leistungen im Gesundheitssystem keinerlei Berücksichtigung.
Überdies ist zur Durchführung von Knochenbiopsien, beispielsweise um Knochenmark aus einem Knochen und insbesondere aus den Wirbelknochen zu entnehmen, die sogenannte Jamshidi-Nadel bekannt, die aus einer Hohlnadel und einem durch diese längsbeweglich gesteckten Mandrin, besteht, der die Hohlnadel distalseitig in der Regel mit einer Trokarausbildung überragt. Beide Teile, Hohlnadel sowie Mandrin weisen proximale Griffteile auf, über die sie miteinander festlegbar sind. Die Jamshidi-Nadel dient darüber hinaus in der orthopädischen Chirurgie auch zur Punktion von Knochen, insbesondere von Wirbeln, als Zugangsnadel, wie sie zur Schraubenbefestigung, insbesondere zur Pedikelschraubenbefestigung, eingesetzt werden kann.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung mit einer Hohlnadel und einem im Inneren der Hohlnadel längsverschiebbar gelagerten Mandrin, mit einer Mandrinlängsachse sowie einer distalen Mandrinspitze, die eine der Hohlnadel zugeordneten Hohlnadelspitze distalseitig überragt, sowie einen die Hohlnadel proximalseitig überragenden und einstückig mit dem Mandrin verbundenen Mandrinschaft, derart weiterzubilden, dass eine kontrolliert zuverlässige und sichere Punktion eines Wirbelkörpers zur Schaffung einer Wirbelkörperperforation möglich ist, in die nachfolgend eine Pedikelschraube unter Vermeidung jeglicher Verletzungen angrenzender Wirbelkörperbereiche, insbesondere des Spinalkanals, einsetzbar und fixierbar ist. Das medizinische Instrument soll gegenüber bekannten, gattungsgemäßen Instrumenten robuster, kostengünstiger in der Herstellung und Anschaffung sowie intuitiv bedienbar sein.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Schutzanspruch 1 angegeben. Das dort angegebene medizinische Instrument kann durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale in vorteilhafter Weise weitergebildet werden. Weitere, die Lösung in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind überdies der weiteren Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die illustrierten Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Das lösungsgemäße medizinische Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 zeichnet sich dadurch aus, dass am Mandrinschaft ein Kopfelement relativbeweglich in Mandrinlängsachse am Mandrin gefügt ist. In Mandrinlängsachse zwischen dem Mandrinschaft und dem Kopfelement ist zudem ein Spannmittel angeordnet, das durch einen in Mandrinlängsachse wirkenden Mindest-Krafteintrag einen gespannten, kompaktierten Zustand annimmt und bei Unterschreiten des Mindest-Krafteintrages in einen entspannten, elongierten Zustand übergeht. Zudem enthält das Kopfelement einen elektrischen Stromkreis, mit wenigstens einer Signalquelle, einer elektrischen Energiequelle sowie einer Schaltereinheit, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Stromkreis im gespannten Zustand des Spannmittels geöffnet und die Signalquelle deaktiviert ist, und im entspannten Zustand geschlossen und die Signalquelle aktiviert ist und ein akustisch, optisch und/oder haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt.
Das neuartige medizinische Instrument unterscheidet sich von einer an sich bekannten Jamshidi-Nadel durch die lösungsgemäße Ausbildung des innerhalb der Hohlnadel geführten Mandrins. Der Mandrin besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, dem Kopfelement und dem Mandrin selbst, der typischerweise in Form eines massiven Metallstabes mit einer angeschärften distalen Mandrinspitze ausgebildet ist und dessen proximaler Mandrinschaft durch ein Spannmittel, vorzugsweise in Form einer Spiralfeder, mit dem Kopfelement, vorzugsweise untrennbar, verbunden ist. Das Kopfelement ist somit längs verschieblich bzw. längs bewegbar zur Mandrinlängsachse gelagert und weist vorzugsweise eine sacklochartige Ausnehmung auf, in der zum einen das Spannmittel gelagert ist und zum anderen in das der Mandrinschaft einmündet, wobei das proximale Ende des Mandrinschaftes gemeinsam mit dem Kopfelement das Spannmittel beidseitig längs der Mandrinlängsachse begrenzt. Vorzugsweise weist das Spannmittel zwei Spannmittelenden auf, von denen ein Spannmittelende am proximalen Ende des Mandrinschaftes und das andere Spannmittelende am Kopfelement gefügt sind, so dass in einem kräftefreien Zustand das Spannmittel den entspannten, d.h. elongierten Zustand einnimmt.
Das am Mandrinschaft angebrachte Kopfelement ist, wie auch bei einer an sich bekannten Janshidi-Nadel, lösbar fest mit dem bzw. an das Griffelement fügbar, das zur Handhabung der Hohlnadel an dieser proximalseitig angebracht ist
Sobald das medizinische Instrument mit seiner distalwärts über die Hohlnadel ragenden Mandrinspitze gegen ein Objekt, bspw. einen Wirbelkörper kraftbeaufschlagt geführt bzw. gedrückt wird, wird das innerhalb des Kopfelementes gelagerte Spannmittel in den komprimierten Zustand überführt, in dem die Mandrinspitze die Hohlnadel zumindest so weit überragt, so dass die Mandrinspitze in unmittelbaren Kontakt mit dem zu penetrierenden bzw. zu perforierenden Wirbelkörper bleibt. In diesem Zustand, in dem das medizinische Instrument durch manuelle Krafteinwirkung über das Kopfelement längs der Mandrinlängsachse gegen den Wirbelkörper gedrückt und Trokar-artig in diesen vorangetrieben wird, befindet sich das Spannmittel im gespannten, d.h. komprimierten Zustand. Somit wirkt in Mandrinlängsachse auf den zu penetrierenden Wirbelkörper additiv zur manuell initiierten Kraftwirkung die in Mandrinlängsachse auf den Mandrin wirkende Spannmittelkraft bzw. Federkraft.
Gelangt im Wege der Wirbelkörper-Penetration die distale Mandrinspitze in Knochen- bzw. Gewebebereiche, deren Dichte und eine damit einhergehende Materialelastizität abnehmen, bis ein materialinhärenter mechanischer Widerstand unterschritten wird, so vermag die dem Spannmittel innewohnende Spannkraft den Mandrin distalwärts um eine Wegstrecke auszutreiben, die jenem Federweg entspricht, längs dem sich das Spannmittel, vorzugsweise in Form einer Spiralfeder, in Abhängigkeit des reduzierten mechanischen Widerstandes im Knochen- bzw. Gewebebereich an der Mandrinspitze, zu elongieren vermag. In diesem Zustand bedarf es zum Zwecke einer weiteren Knochenperforation keines manuellen Krafteintrages, da die Spannkraft des Spannmittels bereits ausreicht den Mandrin in das weichere Gewebematerial voranzutreiben, d.h. der materialinhärente mechanische Widerstand und der damit verbundene längs des Mandrins distalwärts wirkende Mindest-Krafteintrag, der sich aus der Summen von manueller, bzw. externer Anpresskraft und Spannkraft zusammensetzt und für den gespannten Zustand des Spannmittels wenigstens erforderlich ist, ist in diesem Fall unterschritten.
Eben jene Situation gilt es bei der Penetration von Wirbelkörpern zum Zwecke einer nachträglichen Einbringung und Fixierung von Pedikelschrauben möglichst zu vermeiden.
Um dem Arzt eine derartige Situation zu vermitteln, ist lösungsgemäß zusätzlich innerhalb des Kopfelementes ein elektrischer Stromkreis eingebracht, in dem eine Signalquelle, eine elektrische Energiequelle sowie eine Schaltereinheit miteinander verschalten sind, wobei die Schaltereinheit derart ausgebildet ist, so dass der Stromkreis im gespannten Zustand des Spannmittels geöffnet und die Signalquelle deaktiviert ist. In diesem Zustand befindet sich das medizinische Instrument während einer Wirbelknochen-Perforation im „erlaubten“ Knochenbereich, d.h. die distale Mandrinspitze ist vollständig umgeben von massivem, dichtem Knochenmaterial.
Ändert sich hingegen die Material- bzw. Gewebeart im Bereich der distalen Mandrinspitze in der Weise, dass die Knochen- bzw. die Materialdichte abnimmt, so vermag das Spannmittel den Mandrin distalwärts zu treiben, wodurch die Schaltereinheit geschlossen und die Signalquelle aktiviert wird, die ein akustisch, optisch und/oder haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt, durch das der Operateur unverkennbar alarmiert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Signalquelle als Lichtquelle, vorzugsweise in Form wenigstens einer LED ausgebildet, die integraler Bestandteil des Kopfelementes ist.
Zur Ausbildung der Schaltereinheit steht eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfügung. In einer ersten Variante ist die Schaltereinheit in klassischer Weise ausgebildet, mit zwei im geöffneten Zustand galvanisch voneinander getrennten, elektrischen Kontakten, von denen ein Kontakt mit einem schwenkbeweglichen Schalterelement verbunden ist, das im geöffneten Zustand gegenüber dem anderen Kontakt räumlich beabstandet gelagert ist und im geschlossenen Zustand eine galvanische Verbindung zu beiden Kontakten herstellt. Zur Realisierung der vorstehenden Schalterfunktion steht das schwenkbeweglich gelagerte Schalterelement in mittel- oder unmittelbarem Kontakt zum Mandrinschaft und/oder zum Spannmittel, durch dessen Form- und/oder Lageänderung im Wege der Spannmittel-Entspannung eine kinematische Überführung des Schalterelementes vom geöffneten zum geschlossenen Schalterzustand realisierbar ist.
Eine weitere Möglichkeit zur Ausgestaltung der Schaltereinheit besteht darin, dass der Mandrinschaft und/oder das Spannmittel Teil der Schaltereinheit selbst ist, d.h. der Mandrinschaft und/oder das Spannmittel dienen selbst als ein die elektrische Verbindung herstellendes Element zwischen zwei ansonsten kontaktlos gelagerten Kontakten des Schaltkreises, die erst im Falle des entspannten, d.h. elongierten Zustandes des Spannmittels vermittels des Spannmittels und/oder des Mandrins galvanisch verbunden werden. Zur Erläuterung konkreter Ausführungsbeispiele zur Realisierung der Schaltereinheit wird auf die nachstehende Ausführungsbeispiele verwiesen.
Das lösungsgemäß ausgebildete medizinische Instrument ermöglicht auf Basis eines rein mechanischen Detektionsprinzip die Erkennung einer Pedikelperforation in Echtzeit, wodurch Fehlplatzierungen von Pedikelschrauben rechtzeitig erkannt und vermieden werden können. Da die lösungsgemäß eingesetzte Perforationssensorik auf der Grundlage eines reinen mechanischen Prinzips, nämlich einer Federkraftbeaufschlagten Auslenkung des Mandrins beruht, ist die Realisierung des medizinischen Instrumentes einfach und kostengünstig und die praktische Anwendung nahezu robust gegen jegliche technischen Fehler. Zudem kann das neuartige medizinische Instrument kostengünstig als Einmalprodukt produziert werden. Sämtliche Vorteile, die bei Verwendung einer an sich bekannten Jamshidi-Nadel gelten, sind auch mit dem neuen medizinischen Gerät erzielbar. So kann der Mandrin nach Erreichen eines Zielpunktes innerhalb des Wirbelknochens aus der Hohlnadel proximalwärts entfernt werden, so dass über dieHohlnadel im Weiteren ein Führungsdraht in den Wirbelknochen vorgeschoben werden kann. Über diesen Führungsdraht lässt sich anschließend die Pedikelschraube, die ebenfalls kanüliert, d.h. innen hohl ausgebildet ist, in den Knochen geschraubt werden und zwar exakt an jenem Ort, an dem vorher die lösungsgemäß modifizierte Jamshidi-Nadel bzw. der lösungsgemäße Mandrin der Jamshidi-Nadel vorgebohrt wurde.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

1 Darstellung des medizinischen Instrumentes mit Hohlnadel und Mandrin,
2 Systemdarstellung bei Durchdringung eines Wirbelkörpers innerhalb eines Knochenbereiches,
3 Systemdarstellung bei Durchdringung eines Wirbelkörpers bei Übertritt in einen Weichteilgewebebereich,
4 a-d Ausführungsbeispiele zur Ausbildung einer Schaltereinheit.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
In 1 sind die Hohlnadel 1 sowie auch der Mandrin 2, jeweils in Schnittdarstellung, als zwei separate Bauteile illustriert. Die Hohlnadel 1 ist in gleicher Weise ausgebildet wie bei einer an sich bekannten Jamshidi-Nadel, d.h. am proximalen Ende der Hohlnadel 1 ist ein Griffelement 3 angebracht, das über eine Ausnehmung 4 verfügt, über die der Mandrin 2 längs des Hohlkanals 1' der Hohlnadel 1 einführbar ist. Die Ausnehmung 4 ist zudem wenigstens in Teilbereichen gegenkonturiert zur Form des am proximalen Mandrinschaft 5 angebrachten Kopfelementes 6 ausgebildet. So weist das Kopfelement 6 vorzugsweise eine orthogonal zur Mandrinlängsachse 7 orientierte Anschlagfläche 8 auf, die im eingesetzten Zustand des Mandrins 2 innerhalb der Hohlnadel 1 in eine kraft- und formschlüssige Anlage mit einer zur Anschlagfläche 8 gegenkonturiert ausgebildeten Abstützfläche 9 innerhalb des Griffelementes 3 bringbar ist. In vorteilhafter Weise sind das Kopfelement 6 sowie das Griffelement 3 über einen lösbar festen Verschlussmechanismus, beispielsweise in Form einer Gewindeverbindung lösbar fest fügbar, bestehend beispielsweise aus einem innerhalb der Ausnehmung 4 des Griffelementes 3 eingebrachten Innengewindes 10 sowie eines am Kopfelement 6 vorgesehenen Außengewindes 11.
Im gefügten Zustand des Mandrins 2 innerhalb der Hohlnadel 1 überragt die distale Mandrinspitze 12 die Hohlnadel 1 distalseitig unter Ausbildung eines Trokarschaftes, d.h. die Mandrinspitze 12 sowie das distale Ende der Hohlnadel 1 schließen eine spitz zulaufende Schneidkontur ein.
Zudem ist in 1 eine Detaildarstellung D1 des Kopfelementes 6 und die darin vorgenommene Lagerung des Mandrinschaftes 5 innerhalb des Kopfelementes 6 gezeigt.
So weist das Kopfelement 6 eine sacklochartige Ausnehmung 13 auf, in die das proximale Ende des Mandrinschaftes 5 mündet. Innerhalb der sacklochartigen Ausnehmung 13 ist zwischen dem Kopfelement 6 und dem proximalen Ende des Mandrinschaftes 5 ein Spannmittel 14, vorzugsweise in Form eines Federelementes, insbesondere eine Spiralfeder, eingebracht. Die Lagerung des Mandrinschaftes 5 innerhalb des Kopfelementes 6 ist längsbeweglich in Mandrinlängsachse 7 innerhalb des Kopfelementes 6 ausgebildet. Zudem ist der Mandrinschaft 5 trotz Längsbeweglichkeit untrennbar mit dem Kopfelement 6 verbunden. Beispielsweise ist das proximale Ende des Mandrinschaftes 5 untrennbar fest mit dem Spannmittel 14 verbunden, das wiederum mit seinem dem Mandrinschaft 5 gegenüberliegenden Ende mit dem Kopfelement 6 fest verbunden ist.
Ferner ist am Kopfelement 6 eine Signalquelle 15 angebracht, vorzugsweise in Form einer Lichtquelle, das Teil eines elektrischen Stromkreises 16 ist, längs dem eine elektrische Energiequelle 17, vorzugsweise in Form einer Batterie oder eines wiederaufladbaren Akkus, sowie eine elektrische Schaltereinheit angeordnet ist.
Die Schaltereinheit 18 ist derart ausgebildet, dass der Stromkreis 16 im gespannten Zustand des Spannmittels 14 geöffnet ist, wobei die Signalquelle 15 deaktiviert ist, und im entspannten Zustand des Spannmittels 14 geschlossen ist und dadurch die Signalquelle aktiviert ist. Das Spannmittel 15 nimmt stets dann den gespannten Zustand ein, sobald auf das Kopfelement 6 in Mandrinlängsachse 7 eine distalwärts orientierte, axiale Kraft F einwirkt und über die Mandrinspitze 12 eine Gegenkraft F' erfährt, wie dies bei Anlage der Mandrinspitze 12 an einem mechanischen Wiederlager, beispielsweise in Form eines Wirbelkörpers, der Fall ist.
Nimmt die Gegenkraft F' aufgrund einer sich einstellenden Materialänderung in dem die Mandrinspitze 12 umgebenden Materialbereich ab, so vermag sich das Spannmittel 14 auszudehnen und treibt den Mandrin relativ zum Kopfelement 6 in distale Richtung. Bei Entspannung des Spannmittels 14 wird die Schaltereinheit 18 derart betätigt, so dass der Stromkreis in den geschlossenen Zustand übertritt, wodurch die Signalquelle 15 aktiviert wird, d.h. im Falle bspw. einer LED, zum Leuchten beginnt.
Ein praktischer Einsatz- und Anwendungsfall ist in 2 illustriert, in der das lösungsgemäße medizinische Instrument dargestellt ist mit einem innerhalb der Hohlnadel 1 bereits eingefügten Mandrin 2. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ragt ein Teil des Kopfelementes 6 über das Griffelement 3. Die distale Mandrinspitze 12 befindet sich im Pedikelbereich 19 eines Wirbelkörpers 20, siehe insbesondere Detaildarstellung D2.
Der Vortrieb von Hohlnadel und Mandrin 2 innerhalb des Wirbelkörpers 20 erfolgt mittels kontrolliertem und dosiertem Kraftimpulseintrag, den ein Operateur über das Kopfelement 6 in Mandrinlängsachse 7 auf diesen durch hämmernden Krafteintrag ausübt. In dem in 2 dargestellten Szenario ist die Mandrinspitze 12 vollständig von hartem Knochenmaterial des Pedikelbereiches 19 vollumfänglich umgeben. In diesem Fall ist das im Kopfelement 6 angeordnete Spannmittel 14 komprimiert, siehe Detaildarstellung D3, wobei die Signalquelle 15 deaktiviert ist. Für den Operateur bedeutet dies, dass er sich im erlaubten Bereich des Wirbelkörpers 20 befindet.
Wird der Penetrationsvorgang durch den Wirbelkörper 20 fortgesetzt, so nähert sich die distale Mandrinspitze 12 einer Wirbelkörpergrenze an, an die beispielsweise das Rückenmark 21 unmittelbar angrenzt, siehe Detaildarstellung D4 in 3.
Da das Rückenmark 21 über eine weitaus geringere Dichte als das im Pedikelbereich 19 befindliche Knochenmaterial besitzt, nimmt der auf die Mandrinspitze 12 gerichtete mechanische Widerstand ab, wodurch das sich im Kopfelement 6 befindliche Spannmittel 14 selbständig zu entspannen vermag, siehe Detaildarstellung D5 in 3. Die durch die Entspannung des Spannmittels 14 verursachte distale Lage-, bzw. Wegänderung des Mandrins 2 sollte möglichst klein gewählt sein, um mögliche Gewebeverletzungen bedingt durch die Distalwärtsbewegung der Mandrinspitze 12 zu vermeiden. In diesem Fall wird der Stromkreis innerhalb des Kopfelementes 6 geschlossen, wodurch die Signalquelle 15 aktiviert wird, im Falle einer Lichtquelle erhält der Operateur eine optische Leuchtwarnung, wodurch er angehalten ist, das medizinische Instrument nicht weiter distalwärts voranzutreiben.
Zur Realisierung möglicher Schaltereinheiten wird auf die 4 verwiesen. 3a zeigt eine stark schematisierte Darstellung, in der die Schaltereinheit 18 stilisiert durch zwei Kontakte 22, 23 längs des Stromkreises 16 wiedergegeben ist. Am Kontakt 22 ist ein beweglich gelagertes Schaltelement 24 angelenkt. Das beweglich gelagerte Schaltelement 24 ist kinematisch mit dem Mandrinschaft 5, wie dargestellt, oder alternativ mit dem Spannmittel 15 verbunden. Im gespannten Fall des Spannmittels 15, siehe 0), ist die Schaltereinheit 18 geöffnet. Durch Distalbewegung 30 des Mandrinschaftes 5, iniziiert durch die Entspannung des Spannmittels 14, wird das bewegliche Schalterelement 24 kinematisch in den geschlossenen Zustand der Schaltereinheit 18 zwangsgeführt, siehe 1).
In 4b ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Mandrinschaft 5 selbst Teil der Schaltereinheit 18 ist. So weist der Mandrinschaft 5 einen axial begrenzten elektrisch isolierenden Bereich 25 auf, an dem sich proximalseitig ein elektrisch leitender Mandrinschaftbereich 26 anschließt. Im Falle des gespannten Zustandes des Spannmittels 14, siehe 0), liegen die Kontakte 22, 23 an der elektrisch isolierenden Mandrinschaftoberfläche an. Der Stromkreis ist in diesem Fall unterbrochen, die Signalquelle ist deaktiviert.
Dehnt sich das Spannmittel 14 aus, so erfährt der Mandrin 5 eine Distalbewegung 30. In diesem Fall berühren die Kontakte 22, 23 die Oberfläche des elektrisch leitenden Mandrinschaftbereiches 26, so dass der Stromkreis geschlossen ist und die Signalquelle aktiviert wird.
Eine weitere alternative Ausbildung der Schaltereinheit ist in 4c dargestellt. In diesem Fall ist der Mandrin vollständig aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet. Der Mandrinschaft 5 weist einen proximalseitigen axialen Abschnitt 27 auf, dessen Mandrindurchmesser d1 größer bemessen ist als jener Mandrindurchmesser d2, eines sich unmittelbar distalwärts anschließenden weiteren Mandrinabschnittes 28.
Die Kontakte 22, 23 sind derart relativ zum Mandrinschaft 5 beabstandet angeordnet, so dass sie im gespannten Zustand des Spannmittels 14 längs des Mandrinabschnittes 28 und somit von diesem beabstandet angeordnet sind. Durch Entspannung des Spannmittels 14 und einer damit verbundenen Distalbewegung 30 des Mandrins kommt es zwischen dem proximalen Mandrinabschnitt 27 und den Kontakten 22, 23 zu einer elektrisch leitenden Verbindung durch galvanischen Oberflächenkontakt und einer damit verbundenen Schließung des Stromkreises.
In den 4b und 4c ist der Mandrinschaft 5 selbst Teil der Schaltereinheit. In 4d dient das Spannmittel 14 als integraler Bestandteil der Schaltereinheit. In diesem Fall ist vorausgesetzt, dass das Spannmittel 14 elektrisch leitend ist und sowohl im gespannten sowie auch entspannten Zustand mit dem Kontakt 22 elektrisch verbunden ist. Im Falle des gespannten Zustandes, siehe 0) sind die Kontakte 22, 23 galvanisch voneinander getrennt. Zudem sieht das Spannmittel 14 eine zusätzliche Kontaktstruktur 29 vor, die im gespannten Zustand des Spannmittels 14 räumlich und somit galvanisch getrennt zum Kontakt 23 angeordnet ist. Durch Entspannung des Spannmittels 14 (siehe 1) und einer damit einhergehenden Distalbewegung 30, gelangt die am Spannmittel 14 angebrachte Kontaktstruktur 29 in elektrischen Kontakt mit dem Kontakt 23, wodurch der Stromkreis geschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Hohlnadel
2: Mandrin
3: Griffelement
4: Ausnehmung
5: Mandrinschaft
6: Kopfelement
7: Mandrinlängsachse
8: Anschlagsfläche
9: Abstützfläche
10: Innengewinde
11: Außengewinde
12: Mandrinspitze
13: sacklochartige Ausnehmung
14: Spannmittel
15: Signalquelle
16: elektrischer Stromkreis
17: elektrische Energiequelle
18: Schaltereinheit
19: Pedikelbereich
20: Wirbelkörper
21: Rückenmark
22, 23: elektrischer Kontakt
24: bewegliches Schaltelement
25: elektrisch isolierende Mandrinschaftoberfläche
26: elektrisch leitende Mandrinschaftoberfläche
27: proximaler Mandrinabschnitt
28: weiterer Mandrinabschnitt
29: Kontaktstruktur
30: Distalbewegung

Claims

Medizinisches Instrument in Art einer Knochenmarks-Punktionsnadelanordnung mit einer Hohlnadel und einem im Inneren der Hohlnadel längsverschiebbar gelagerten Mandrin, mit einer Mandrinlängsachse sowie einer distalen Mandrinspitze, die eine der Hohlnadel zugeordneten Hohlnadelspitze distalseitig überragt, sowie einen die Hohlnadel proximalseitig überragenden und einstückig mit dem Mandrin verbundenen Mandrinschaft, dadurch gekennzeichnet, dass am Mandrinschaft ein Kopfelement relativbeweglich in Mandrinlängsachse zum Mandrin gefügt ist, dass in Mandrinlängsachse zwischen dem Mandrinschaft und dem Kopfelement ein Spannmittel angeordnet ist, das durch einen in Mandrinlängsachse wirkenden Mindest-Krafteintrag einen gespannten, kompaktierten Zustand annimmt und bei Unterschreiten des Mindest-Krafteintrages in einen entspannten, elongierten Zustand übergeht, dass das Kopfelement einen elektrischen Stromkreis enthält, mit wenigstens einer Signalquelle, einer elektrischen Energiequelle sowie einer Schaltereinheit, und dass die Schaltereinheit derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Stromkreis im gespannten Zustand des Spannmittels geöffnet und die Signalquelle deaktiviert ist, und im entspannten Zustand geschlossen und die Signalquelle aktiviert ist und ein akustisch, optisch und/oder haptisch wahrnehmbares Signal erzeugt.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel zwei Spannmittelenden aufweist, von denen ein Spanmittelende am Mandrinschaft und das andere Spanmittelende am Kopfelement derart gefügt sind, so dass in einem Kräftefreien Zustand des medizinischen Instruments das Spannmittel den entspannten, elongierten Zustand einnimmt.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel in Form einer Spiralfeder ausgebildet ist.
Medizinisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalquelle als Lichtquelle in Form wenigstens einer LED ausgebildet ist.
Medizinisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinheit ein auslenkbares Schalterelement aufweist, das mit dem Mandrinschaft und/oder dem Spannmittel in Kontakt steht oder bringbar ist und von diesem auslenkbar ist.
Medizinisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mandrinschaft und/oder das Spannmittel Teil der Schaltereinheit ist.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mandrinschaft einen ersten axialen Abschnitt sowie einen proximalseitig an den ersten Abschnitt angrenzenden zweiten axialen Abschnitt aufweist, dass der erste axiale Abschnitt eine elektrisch isolierende Oberfläche und der zweite axiale Abschnitt eine elektrisch leitende Oberfläche besitzen, und/oder dass der Mandrinschaft im ersten und zweiten axialen Abschnitt jeweils eine elektrisch leitende Oberfläche jedoch im ersten axialen Abschnitt einen kleineren Mandrindurchmesser als im zweiten axialen Abschnitt aufweist, und dass die Schaltereinheit zwei elektrische Kontakte besitzt, die jeweils im gespannten Zustand des Spannmittels an der elektrisch isolierenden Oberfläche des ersten axialen Abschnittes anliegen oder gegenüber diesem beabstandet angeordnet sind, und im entspannten Zustand des Spannmittels über die elektrisch leitende Oberfläche des zweiten axialen Abschnittes miteinander kurzgeschlossen sind.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinheit zwei elektrische Kontakte besitzt und das Spannmittel elektrisch leitend ist, dass die zwei elektrischen Kontakte derart längs des Spannmittels angeordnet sind, dass das Spannmittel im gespannten, kompaktierten Zustand mit maximal einem der beiden elektrischen Kontakte galvanisch verbunden ist, und dass im entspannten, elongierten Zustand beide elektrische Kontakte mit dem Spannmittel galvanisch verbunden sind.