DE2609328B2 - Chirurgisches Schneidinstrument - Google Patents
Chirurgisches SchneidinstrumentInfo
- Publication number
- DE2609328B2 DE2609328B2 DE19762609328 DE2609328A DE2609328B2 DE 2609328 B2 DE2609328 B2 DE 2609328B2 DE 19762609328 DE19762609328 DE 19762609328 DE 2609328 A DE2609328 A DE 2609328A DE 2609328 B2 DE2609328 B2 DE 2609328B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cutting
- temperature
- tissue
- heat
- cutting edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
- G05D23/2401—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/32—Surgical cutting instruments
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/08—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by means of electrically-heated probes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/08—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by means of electrically-heated probes
- A61B18/082—Probes or electrodes therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00005—Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00053—Mechanical features of the instrument of device
- A61B2018/00107—Coatings on the energy applicator
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00666—Sensing and controlling the application of energy using a threshold value
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
Messers festsetzen. Bekannt ist ferner auch das Prinzip
des Wärmerohres (vgl. »Chemie-Ing.-Techn.« 1967, Heft
1, Seite 21 bis 26; »Mechanical Engineering« Februar 1967, Seite 30 bis 33). Mit diesem läßt sich auf
konvektivem Wege, d. h. mit geringem Temperaturabfall
Wärme übertragen, wobei es gelingt, das Wärmeübertragungsmedium
unabhängig von der Schwerkraft in Umlauf zu bringen, bei geeigneter Dimensionierung
sogar gegen die Schwerkraft zu arbeiten. Das Problem, die ganze Länge eines Schneidelements bei unterschied- ι ο
licher und schwankender Abkühlung in einem engen Temperaturbereich zu erhalten, ist aber bislang nicht
erkannt und nicht gelöst worden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Schneidinstrument der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem die Schneide der Messerklinge während des Durchtrennens von Körpergewebe
auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Schneidinstrument
gelöst
Gemäß dem Lösungsprinzip der Erfindung wird der Schneidkante von einem Wärmeverteiler Wärme
zugeführt. Durch die Verdampfung eines Strömungsmittels in dem Wärmeverteiler gespeicherte Energie wird
dann durch nachfolgende Kondensation dieses Strömungsmittels frei und erhitzt selektiv diejenigen
Abschnittee der Schneidkante, die sich beim Kontakt jo
mit dem durchtrennten Körpergewebe abgekühlt haben. Der Wärmeverteiler besteht aus einer geschlossenen,
evakuierten Kammer, welche ein Strömungsmittel und eine kapillare Flüssigkeitstransporteinrichtung
zur Rückführung der kondensierten Flüssigkeit an die Wärmequelle enthält und in dem Bereich der Messerklinge
längs deren Schneidkante angeordnet ist.
Eine Wärmequelle ist mit der thermischen Verteilereinrichtung verbunden und hebt die Temperatur des in
dieser enthaltenen Strömungsmittels über dessen Erstarrungspunkt hinaus an. Die Erstarrungstemperatur
liegt geringfügig über oder innerhalb des ausgewählten Bereichs der Betriebstemperaturen der Schneidkante.
Die Erhitzung der Schneidkante erfolgt durch thermische Leitung von der Wand der Kammer aus. Die ir>
selektive Erhitzung der Bereiche der Schneidkante, welche lokal abgekühlt werden durch den Kontakt mit
dem durchtrennten Gewebe, erfolgt durch Kondensation des vorher verdampften Strömungsmittels auf den
angrenzenden gekühlten Abschnitten der Kammerwand, wodurch ein Teil der Energie freigesetzt wird, die
vorher in dem Dampf gespeichert war und zur Umwandlung des Strömungsmittels von dessen flüssiger
Phase in dessen dampfförmige Phase erforderlich war. Die kondensierte Flüssigkeit wird durch Kapillarwirkung
einer dochtartigen Anordnung, welche längs der Kammerwandung angeordnet ist, zu dem Bereich der
Wärmequelle transportiert, wo die Flüssigkeit von neuem verdampft wird. Dadurch wird die Flüssigkeit
von der Transporteinrichtung entfernt und thermische t>o Energie in dieser gespeichert. Die Dampfphase der
Flüssigkeit wird den abgekühlten Bereichen der Kammer durch lokale Druckunterschiede innerhalb der
Kammer zugeführt, die sich erstens aus den Druckerhöhungen infolge der Verdampfung und zweitens aus den t>r>
Druckerniedrigungen infolge der Kondensation ergeben. Das verdampfte Strömungsmittel speichert somit
thermische Energie im wesentlichen bei der Temperatur, bei welcher der Dampf erzeugt wird und gibt die
gespeicherte thermische Energie beim Kontakt mit kälteren Flächen frei. Sobald der Dampf an irgendeiner
Stelle auf eine kältere Fläche auftrifft, kondensiert der Da.npf und setzt die vorher zur Verdampfung der
Flüssigkeit erforderliche Wärme frei. Die Verdampfungsvorgänge und die Kondensationsvorgänge sind im
wesentlichen unabhängig voneinander und stehen nur durch Verdampfungsströme und Flüssigkeitsströnie in
der Kammer in Verbindung. Daraus folgt, daß die Temperatur entlang der gesamten Länge der Kammer
dazu neigt konstant zu bleiben, und die Temperatur der Schneidkante der Messerklinge, welche thermisch mit
der Kammer entlang deren Länge verbunden ist, bleibt somit ebenfalls konstant
Die thermische Leitung von dem Wärmeverteiler zu der Schneidkante erfolgt im wesentlichen nur von dem
relativ kleinen Abschnitt der Kammerwand aus, der in der Nachbarschaft der Schneidkante verläuft Entlang
einem Umfangsabschnitt der Kammerwand, welcher der Schneidkante gegenüberliegt, ist ein elektrisches
Heizelement angeordnet. Diese längsseitige Anordnung des elektrischen Heizelementes entlang jener Abschnitte
der Kammer, welche den der Schneidkante benachbarten Kammerabschnitten gegenüberliegen,
erlaubt einen wirkungsvolleren Betrieb des Wärmeverteilers aus drei Gründen. Zunächst erfordern die großen
Oberflächenbereiche der Kammerwand, weiche dem elektrischen Heizelement benachbart sind, keine Kondensation
des vorher verdampften Strömungsmittels unter Freigabe von Wärme, um diese Anteile des
Wärmeverteilers auf die erhöhten Betriebstemperaturen zu bringen, welche für ein Hämostase bzw.
blutungsfreie chirurgische Eingriffe erforderlich sind. Weiterhin gestattet die längsseitige Anordnung des
elektrischen Heizelementes, daß der Dampf im wesentlichen entlang seitlichen, d. h. diametralen Wegen von
den Bereichen der Kammer, welche dem elektrischen Heizelement benachbart sind, zu nahen Bereichen der
Kammer transportiert wird, die der Schneidkante benachbart sind, statt den Dampf primär entlang
längsseitigen Wegen zu transportieren, die durch die Länge der Kammer hindurch verlaufen. Drittens führt
die längsseitige Anordnung des elektrischen Heizelementes auf der Wand der Kammer zu einem kapillaren
Transport der kondensierten Flüssigkeit auf umfangseitigen Strömungswegen und nicht auf längsseitigen
Strömungswegen. Diese kürzeren Verdampfungs- und Flüssigkeitswege führen zu einem kürzeren, schnelleren
und wirkungsvolleren Umlauf des arbeitenden Strömungsmittels.
Da die längsseitige Anordnung der elektrischen Heizeinrichtung zu kürzeren Transportwegen für den
Dampf führt, kann der den Dampf führende Kanal des Wärmeverteilers auf ein Maß verkleinert werden, das
klein genug für ein chirurgisches Schneidinstrument ist, bei dem eine gute Sichtbarkeit der Schneidkante
erforderlich ist.
Geeignete Materialien für das Strömungsmittel in dem Wärmeverteiler mit einem für diese Anwendungszwecke brauchbare Temperaturverhalten umfassen
Natrium, Kalium, Lithium, Cäsium, Quecksilber und dergleichen. Die Kapillarwirkung beim Transport der
Flüssigkeit längs der Kammerwand von Kondensationsbereichen zu Verdampfungsbereichen kann durch eine
Flüssigkeitstransporteinrichtung, beispielsweise Maschensiebe, gesinterte Fasern, poröse Flächen neben der
Innenfläche der Kammer oder durch feine Nuten in der
Kammerwand unterstützt werden. Die Flüssigkeitstransporteinrichtung
bewirkt auch eine Trennung der Flüssigkeits- und Dampfströme, wodurch die Mitnahme
von kondensierter Flüssigkeit in dem gegenläufigen Dampfstrom minimal wird.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen erläutert; es stellen dar:
F i g. 1 schematisch eine Seitenansicht eines chirurgischen Schneidinstrumentes bzw. Skalpells gemäß der ι ο
Erfindung;
F i g. 2 eine Querschnittsansicht des Schneidinstrumentes gemäß F i g. 1;
F i g. 3 schematisch eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Schneidinstrumentes gemäß der ι Λ·
Erfindung und
F i g. 4 eine Querschnittsansicht der Ausführungsform eines Schneidinstrumentes gemäß F i g. 3.
Ein Klingenabschnitt 1 aus thermisch leitfähigem Material ist mit einem Fortsatz 11 eines Schaftes 10
verbunden und bildet das chirurgische Schneidinstrument Entlang der unteren Kante der Klinge 1 sind
schräge Seitenflächen 2 vorgesehen, welche die Schneidkante 3 des Instrumentes bilden. Der Fortsatz 11
des Schaftes 10 enthält den Wärmeverteiler 20, die Heizeinrichtung 8 und die thermische Isolationseinrichtung
12. Die Heizeinrichtung 8 ist benachbart und thermisch gut leitend zu dem oberen Umfang einer
Kammerwand 21 eines Wärmeverteilers 20 angeordnet und erstreckt sich über dessen Länge. Über der Jo
Heizeinrichtung 8 befindet sich eine thermische Isolationseinrichtung 12. Der unterste Umfangsabschnitt
der Kammerwand 21 befindet sich in dichtem mechanischem und thermischen Kontakt zu dem
Schneidabschnitt der Messerklinge 1. J5
Die Kammerwand 21 bildet einen bezüglich des Strömungsmittels abgedichteten Behälter des Wärmeverteilers
20 und enthält eine Flüssigkeitstransporteinrichtung 22, welche umfangseitig und längsseitig nahe zu
der Kammerwand 21 verläuft Die Flüssigkeitstrans- 4<>
porteinrichtung 22 enthält ein feinmaschiges Sieb, feine Nuten oder andere Kapillareinrichtungen, welche in der
Größenordnung von 0,25 mm breit und 0,25 mm tief auf der Innenfläche der Kammerwand 21 angeordnet sind,
um eine Leitung der Flüssigkeit durch Kapillarwirkung 4^
zu erreichen. Umfangseitig und in Längsrichtung können andere Dochtanordnungen oder andere Kapillaranordnungen
vorgesehen werden.
Bevor die Kammerwände 21 in einer dichten Kammer ausgebildet werden, wird eine zur Sättigung %
der dochtartigen Flüssigkeitstransporteinrichtung 22 ausreichende Menge an Strömungsmittel in den
Wärmeverteiler 20 bei einer ausgewählten Temperatur und einem ausgewähltem Druck eingeführt Dieses
Strömungsmittel kann Natrium, Kalium, Lithium, Quecksilber oder Cäsium sein. Diese Metalle sind für
den gewünschten Temperaturbereich wegen ihrer guten thermischen Leitfähigkeit und ihrer hohen Oberflächenspannungen
geeignet, die ihren Transport durch Kapillarwirkung erleichtern. Kalium und Quecksilber *>o
werden bevorzugt, da sie bei niedrigeren Betriebstemperaturen das höchste Wärmeleitvermögen aufweisen.
Die Heizeinrichtung 8 ist gemäß dieser Ausführungsform ein elektrisches Widerstandsheizelement mit
elektrisch isolierten Leitern mit einem hohen Wider- t>5
stand, die in einem geeigneten Muster in direktem thermischen Kontakt mit der Außenfläche des oberen
Umfangs der Kammerwand 21 oder der Innenfläche eines gut leitenden, gut emittierenden Materials
angeordnet sind, welches wiederum einen guten mechanischen und thermischen Kontakt zu der
Kammerwand 21 hat. Die Heizeinrichtung 8 wird durch die Heizenergiequelle 13 gespeist, wenn ein Schalter 31
in dem Schaft 10 durch den Chirurg geschlossen wird. Mit der Kammerwand 21 ist ein Temperaturmessfühler
14 thermisch leitend verbunden, der die Temperatur der Außenfläche der thermischen Verteilereinrichtung,
vorzugsweise an derem unteren Umfang, mißt und ein entsprechendes Steuersignal auf einer Leitung 15
abgibt. Durch dieses wird die Wärmeabgabe der Heizenergiequelle 13 in herkömmlicher Weise durch
Betätigung eines Schalters 31 geregelt wenn die Temperatur des Wärmeverteiler 20 sich einem
vorbestimmten Wert nähert
Andererseits kann ein Druckmeßfühler 14 vorgesehen werden, der den Druck innerhalb der Kammer 21
des Wärmeverteilers 20 mißt und die der Heizeinrichtung 8 von der Heizenergiequelle 13 zugeführte Energie
in ähnlicher Weise ändert, wie vorstehend unter Bezugnahme auf den Temperaturmeßfühler beschrieben
wurde.
Bei der Betätigung des Schalters 31 liefert die Heizenergiequelle 13 Heizleistung an die Heizeinrichtung
8, welche die oberen Bereiche der Kammerwände 21 erhitzt. Durch diese Erhitzung der Kammerwand 21
verdampft ein Teil des Strömungsmittels innerhalb der Kammer des Wärmeverteilers 20. Der erhitzte Dampf
verteilt schnell die Wärme über die gesamte Innenfläche der Kammer, welche wiederum die Schneidkante 1 der
Messerklinge erhitzt Wenn die Temperatur der Kammer und damit der Schneidkante sich der
gewünschten Betriebstemperatur nähert und dieses durch den Temperaturmeßfühler 14 festgestellt wird,
liefert die Heizenergiequelle 13 progressiv weniger Heizleistung, um lediglich die Heizkante auf der
ausgewählten Temperatur zu halten, wenn das Skalpell sich in der Luft befindet. Dieses ist ein Betriebszustand,
bei welchem die Wärmeverluste minimal sind.
Wenn die Messerklinge 1 zum Durchtrennen von Körpergewebe gehandhabt wird, nehmen die Wärmeverluste
im wesentlichen an denjenigen Abschnitten der Messerklinge zu, welche in Kontakt mit dem durchtrennten
Körpergewebe gelangen, so daß diese Abschnitte der Messerklinge und die mit dieser in
thermischem Kontakt stehenden Abschnitte der Kammerwand 21 sich dadurch abkühlen. Der in dem Bereich
der abgekühlten Kammerwand 21 des Wärmeverteilers 20 befindlichen Dampf kondensiert und setzt dadurch
die latente Verdampfungswärme frei und erhitzt selektiv diese abgekühlten Abschnitte der Kammerwand
21, die thermisch mit den darüberliegenden abgekühlten Bereichen der Messerklinge 1 verbunden
sind. Der Druck nimmt in den Bereichen der Kammer ab, in denen die Wände 21 sich abkühlen. Der Dampl
von anderen Bereichen der Kammer neben der Heizeinrichtung 8 breitet sich axial und seitlich zu dem
Dampfkanal aus, der innerhalb des zentralen Bereichs der Kammer 21 gebildet wird, entsprechend den
Druckunterschieden, die sich in dem Kondensationsbereich ausbilden. Die Erhitzung der lokal abgekühlten
Bereiche der Kammerwände und der Messerklinge 1 durch die Kondensation des Dampfes hält auf diese
Weise so lange an, wie die Abkühlung durch Wärmeverluste in diesen Bereichen anhält Das auf
diese Weise in lokal abgekühlten Bereichen kondensierte Strömungsmittel wird infolge der Kapillarwirkung
des Maschensiebes 22 oder einer anderen Kapillaren- ein. Ordnung in Bereiche der Kammer in der Nachbarschaft
der Heizeinrichtung 8 geleitet, wo das Strömungsmittel wiederum verdampft. Eine Abnahme der durchschnittlichen
Temperatur oder des Druckes innerhalb der Kammer des Wärmeverteilers 20, die entweder durch
einen Temperaturmeßfühler oder einen Druckmeßfühler 14 gemessen wird, regelt die Abgabe der Energie von
der Heizenergiequelle 13 derart, daß die der Heizeinrichtung 8 zugeführte Wärmeleistung erhöht wird.
Durch erhöhte Heizleistung wird dadurch die Verdampfungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels erhöht.
Dadurch strömt verdampftes Strömungsmittel längs des Dampfkanals zu kühleren Bereichen der Kammer 21,
wo der Dampf kondensiert und durch die Kapillarwirkung von dem Kondensationsbereich zurück zu den
Verdampfungsbereichen in kontinuierlicher Weise geleitet wird.
Der thermische Zyklus kann folgendermaßen erläutert werden: Durch die Verdampfung des Strömungsmittels
wird Energie im Dampf gespeichert, der dann durch das Druckgefälle zu kühleren Bereichen geleitet
wird. Dort kondensiert der Dampf und setzt im wesentlichen die gespeicherte Energie frei. Die
kondensierte Flüssigkeit wird dann durch die Kapillarwirkung zurück zu Bereichen geführt, die aufgrund der
Erhitzung und Verdampfung keine Flüssigkeit mehr enthalten.
Da die Heizeinrichtung sich über die gesamte Länge des Wärmeverteilers 20 erstreckt, können die Abstände
zwischen Bereichen des Wärmeverteilers 20 in der Nähe der Heizeinrichtung, d. h. dem oberen Umfang der
Kammerwand 21, und Bereichen des Wärmeverteilers neben der Messerklinge 1, d. h. den unleren Umfang der
Kammerwand 21, klein sein. Da die Bereiche des Wärmeverteilers 20 und der diesem benachbarten
Heizeinrichtung 8 thermisch isoliert sind, ist die Wärmeübertragung vor allem auf den Weg von der
Heizeinrichtung 8 zu der Messerklinge 1 über den Wärmeverteiler 20 in der erläuterten Weise beschränkt.
Die Oberflächentemperatur des Schaftes 10 und des Fortsatzes 11 kann daher tief gehalten werden.
Eine zusätzliche thermische Masse kann dadurch ausgebildet werden, daß in dem Wärmeverteiler 20 ein
Abschnitt 36 der Kammer 21 entfernt von der Schneidkante 3 der Messerklinge 1, und zwar vorzugsweise
in dem Schaftabschnitt 10 oder dessen Fortsatz 11, angeordnet wird. Der Abschnitt 36 hat ein
Restvolumen, welches größer als das Volumen des Abschnittes der Kammer 21 ist, welches sich in
mechanischem Kontakt mit der Messerklinge 1 befindet. Statt die Kammer 21 an dem nahen Ende 33
abzuschließen, kann die Kammer 21 somit wahlweise die Restkammer 36 einschließen. In ähnlicher Weise
kann sich die dochtartige Anordnung 22 in die Restkammer 36 erstrecken. Diese Restkammer 36
enthält einen relativen Überschuß an wirksamem Strömungsmittel im flüssigen und dampfförmigen
Zustand bei der Betriebstemperatur und führt eine zusätzliche thermische Trägheitsmasse in das System
In F i g. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Heizeinrichtung 38 in der
Nachbarschaft der Schneidkante 33 der Messerklinge 32 angeordnet ist, die wiederum thermisch leitend mit dem
unteren Abschnitt der Kammer 35 des Wärmeverteilers 37 verbunden ist. Über die Länge der Schneidkante 33
der Messerklinge 32 erstreckt sich eine thermische Isolationseinrichtung 39 im oberen Abschnitt der
Kammer 35. Die Heizeinrichtung 38 erhält die elektrische Leistung von der Heizenergiequelle 47,
welche wiederum über einen Temperaturmeßfühler oder Druckmeßfühler 49 in der beschriebenen Weise
geregelt werden kann.
Im Betrieb kühlt sich die Schneidkante des chirurgischen Schneidinstrumentes in den Bereichen ab, die mit
dem durchtrennten Körpergewebe in Kontakt gelangen. Die an diese abgekühlten Bereiche von der
Heizeinrichtung 38 abgegebene Wärme wird erhöht durch die latente Verdampfungswärme, die in diesen
abgekühlten Bereichen von dem Dampf in der Kammer 35 freigesetzt wird, der auf den Kammerwänden in der
Nähe der gekühlten Bereiche der Messerklinge kondensiert. Dieses führt dazu, daß die Temperatur über
der Länge der Schneidkante 33 gleichförmiger bleibt, wenn Bereiche der Schneidkante selektiv durch
Berührung mit dem durchtrennten Körpergewebe abgekühlt sind. Wenn sich die durchschnittliche
Temperatur oder der Druck in dem Wärmeverteiler 37 erniedrigt, gibt der Meßfühler 49 ein entsprechendes
Signal an die Spannungsquelle 47 zur Erhöhung der von dieser abgegebenen Leistung, so daß die Schneidkante
33 während des chirurgischen Eingriffes im wesentlichen auf der gleichen Temperatur gehalten wird.
Zur Verbesserung der Temperaturkonstanz können wahlweise eine Kühleinrichtung und eine zusätzliche
Heizeinrichtung in mechanischem und thermischem Kontakt mit dem Wärmeverteiler gemäß F i g. 1 bis 4
vorgesehen werden. Beispielsweise kann eine Einrichtung zur Abkühlung oder Erwärmung um den Abschnitt
der Kammer herum angeordnet werden, der sich innerhalb des Schaftes befindet. Eine Kühleinrichtung
kann realisiert werden durch gesteuerte Freigabe eines Druckgases, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxyd
zur Wärmeübertragung an die Wände der Kammer. Eine Heizeinrichtung kann realisiert werden,
indem ein anderes elektrisches Heizelement thermisch mit dem nahen Ende der Kammer gekoppelt und über
die diesem zugeführte elektrische Leistung gesteuert wird, um den Wärmeverteiler innerhalb des gewünschten
Temperaturbereichs zu halten. Die Kühleinrichtung und die Heizeinrichtung können daher gleichzeitig und
thermisch entgegengesetzt gesteuert werden, um eine verbesserte Regelung der Temperatur der Schneidkante
zu erreichen. Dieses kann beispielsweise durch ein Steuersignal erfolgen, das durch einen Temperaturmeßfühler
oder einen Druckmeßfühler erzeugt wird, der mit der Kammer des Wärmeverteilers 20 oder 37
verbunden ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Chirurgisches Schneidinstrument, mit einem entlang der Schneidkante elektrisch aufheizbaren
Schneidelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (3) mit einem Wärmeleitrohr
(20) verbunden ist, daß das Wärmeleitrohr (20) durch einen Erhitzer (8, 38) aufheizbar ist und daß das
Wärmeleitrohr (20) einen Kanal enthält, der thermisch mit der Schneidkante (3) gekoppelt ist
2. Schneidinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitrohr (20) eine im
Bereich der Wände des Kanals angeordnete, die Kapillarwirkung auf eine Flüssigkeit zum Wärmetransport
ausnützende Transporteinrichtung (22) aufweist
3. Schneidinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Erhitzer (8,38) an
einem von der Schneidkante (3) abgewandten Teil des Wärmeleitrohrs (20) angeordnet ist
4. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wände des Wärmeleitrohrs (20) mit Ausnahme des der Schneidkante (3) zugewandten Bereichs mit
einer Isolierung (12) versehen sind.
5. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
durch einen mit dem Kanal des Wärmeleitrohres (20) verbundenen Meßfühler (14,49) ein dem Druck
oder der Temperatur in der Kammer entsprechendes Meßsignal abgegeben wird und daß durch eine
das Meßsignal empfangende Einrichtung (13,47) die Leistungsabgabe des Erhitzers (8,38) gesteuert wird.
6. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß
der Kanal des Wärmeleitrohrs (20) in eine im Abstand von der Schneidkante (3) angeordnete
Kammer (36) übergeht, deren Volumen größer als das des Kanals ist, und daß diese Kammer (36) einen
Wärmespeicher bildet.
7. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Wärmeleitrohr (20) mit einer die Temperatur der Schneidkante (3) beeinflussenden Kühleinrichtung «
verbunden ist.
8. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Kanal des Wärmeleitrohrs (20) ein Wärmeträger enthalten ist der in einem Temperaturbereich so
von etwa 3000C bis etwa 10000C sowohl eine
flüssige als auch eine Dampfphase aufweist.
9. Schneidinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Wärmeträger zumindest
eines der Elemente Cäsium, Natrium, Kalium, Lithium oder Quecksilber enthält.
10. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kanal des Wärmeleitrohrs (20) und der Erhitzer (8, 38) sich in etwa entlang der Schneidkante (3) «>
erstrecken.
11. Schneidinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein
Transport des Wärmeträgers im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Kanals in dem Wärmeleitrohr <>5
(20) erfolgt.
Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Schneidinstrument mit einem entlang der Schneidkante elektrisch
aufheizbaren Schneidelement
Bei chirurgischen Eingriffen nimmt das Stillen von Blutungen einen wesentlichen Teil der gesamten
Operationszelt in Anspruch. Solche Blutungen, die vor
allem beim Verletzen von kleinen, stark durchbluteten Blutgefäßen auftreten und das Gewebe durchdringen,
behindern die Sicht des Chirurgen, verringern die Arbeitsgenauigkeit und führen häufig zu langwierigen
und aufwendigen Handhabungen bei dem Eingriff. Es ist bekannt das Gewebe zu erhitzen, um solche Blutungen
wesentlich herabzusetzen, und es sind auch chirurgische Schneidinstrumente entwickelt worden, welche die
Gewebetemperatur entsprechend erhöhen. Es ist allgemein anerkannt daß zur Unterbindung von
Blutungen bei chirurgischen Eingriffen an der Schnittstelle eine Temperatur zwischen 300° und 10000C
herrschen sollte. Es sind deshalb Skalpelle bekannt die eine mit einem Widerstandsheizelement versehene
Klinge aufweisen, welche das Gewebe durchtrennt und dabei die Blutung unterbindet Obwohl das Widerstandsheizelement
in der Luft vor der Berührung mit dem Gewebe leicht auf eine hohe und konstante Temperatur gebracht werden kann, kühlt es sich schnell
ab, sobald Abschnitte der Messerklinge in Kontakt mit dem Körpergewebe geraten. Während der Operation
kommen Ln nicht genau vorhersehbarer Weise dauernd
verschiedene Abschnitte der Messerklinge in Kontakt mit dem gerade geschnittenen Gewebe. Kühlt sich die
Messerklinge ab, so wird das Trennen des Gewebes und das Unterbinden von Blutungen schwieriger, und das
Gewebe neigt dazu, an der Messerklinge haften zu bleiben. Wird dann zusätzliche Energie zugeführt um
der Abkühlung der Messerklinge entgegen zu wirken, so wird die zusätzliche Energie auch den nicht abgekühlten
Abschnitten der Messerklinge zugeführt, und dies führt häufig zu unzulässigen Temperaturerhöhungen, die eine
Beschädigung des Gewebes und/oder der Messerklinge ergeben können. Die Ursache hierfür hängt damit
zusammen, daß bei den Heizelementen der bekannten Messerklingen der elektrische Widerstand sich mit der
Temperatur in einem gegebenen Abschnitt der Messerklinge erhöht, was wiederum eine Erhöhung der
Temperatur aufgrund der zusätzlich zugeführten elektrischen Energie bewirkt. Es ist deshalb anzustreben,
daß elektrisch aufgeheizte chirurgische Schneidinstrumente zur Unterbindung von Blutungen eine Einrichtung
aufweisen sollten, durch welche die Energie gezielt an jene Abschnitte der Messerklinge abgegeben werden
sollte, die durch den Kontakt mit dem Gewebe abgekühlt werden, so daß die Schneidkante innerhalb
des gewünschten Temperaturbereichs auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden
kann.
Es sind diese Forderung erfüllende chirurgische Schneidinstrumente bekannt (US-PS 37 68 482, US-PS
38 26 263), bei denen die die Temperatur steuernde Einrichtung eine ganze Anzahl von Widerstandsheizelementen
aufweist, die auf der Oberfläche der Messerklinge verteilt angeordnet sind. Derartige Schneidinstrumente
erfordern jedoch bei der Herstellung der Heizelemente eine sehr hohe Genauigkeit, um die
gewünschten Widerstände zu erhalten. Außerdem unterliegen solche Widerstandsheizelemente während
der Benutzung Änderungen des Widerstandswertes, die durch körpereigene Gewebesäfte und Proteine verursacht
werden, welche sich auf der Oberfläche des
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/558,332 US4206759A (en) | 1970-08-13 | 1975-03-14 | Surgical instrument having self-regulated vapor condensation heating of its cutting edge and method of using the same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2609328A1 DE2609328A1 (de) | 1976-09-30 |
DE2609328B2 true DE2609328B2 (de) | 1978-11-23 |
DE2609328C3 DE2609328C3 (de) | 1979-07-19 |
Family
ID=24229136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762609328 Expired DE2609328C3 (de) | 1975-03-14 | 1976-03-06 | Chirurgisches Schneidinstrument |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS51122989A (de) |
BR (1) | BR7601565A (de) |
CA (1) | CA1084795A (de) |
DE (1) | DE2609328C3 (de) |
FR (1) | FR2303519A1 (de) |
GB (1) | GB1546628A (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3515414A1 (de) * | 1985-04-29 | 1986-10-30 | Jürgen 2082 Uetersen Rüting | Tisch- oder kuechenmesser |
DE102015201786A1 (de) * | 2015-02-02 | 2016-08-04 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Elektrochirurgischer Applikator, elektrochirurgisches System sowie Verfahren zum Betrieb eines elektrochirurgischen Instruments |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3768482A (en) * | 1972-10-10 | 1973-10-30 | R Shaw | Surgical cutting instrument having electrically heated cutting edge |
-
1976
- 1976-02-25 CA CA246,550A patent/CA1084795A/en not_active Expired
- 1976-02-26 GB GB769976A patent/GB1546628A/en not_active Expired
- 1976-03-06 DE DE19762609328 patent/DE2609328C3/de not_active Expired
- 1976-03-12 FR FR7607178A patent/FR2303519A1/fr active Granted
- 1976-03-12 JP JP51027028A patent/JPS51122989A/ja active Pending
- 1976-03-15 BR BR7601565A patent/BR7601565A/pt unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2609328A1 (de) | 1976-09-30 |
GB1546628A (en) | 1979-05-23 |
DE2609328C3 (de) | 1979-07-19 |
CA1084795A (en) | 1980-09-02 |
FR2303519A1 (fr) | 1976-10-08 |
BR7601565A (pt) | 1976-09-14 |
FR2303519B3 (de) | 1979-06-29 |
JPS51122989A (en) | 1976-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2422103C2 (de) | Kryochirurgiegerät | |
DE2609412C3 (de) | Chirurgisches Schneidinstrument | |
DE69721015T2 (de) | Kryosonde | |
DE60306281T2 (de) | Kühlquelle für Kryoablationskatheter | |
EP0246350A1 (de) | Koagulationselektrode | |
DE2906153C2 (de) | Kühlkammer zur Aufnahme von zu bearbeitenden Objekten, insbesondere biologischen Objekten | |
DE69925487T2 (de) | Plasmaschneidvorrichtung | |
DE3633313C2 (de) | ||
EP0634909B1 (de) | Arbeitsschaft für die photo-thermo-therapie | |
CH660843A5 (de) | Thermoelektrische kryosonde. | |
EP1083838A2 (de) | Vorrichtung für kryochirurgische eingriffe, insbesondere für die tumorbehandlung | |
US4206759A (en) | Surgical instrument having self-regulated vapor condensation heating of its cutting edge and method of using the same | |
DE60015731T2 (de) | Chirurgisches biopsieinstrument | |
DE4012600A1 (de) | Kuehlkammer an einem mikrotom und verfahren zur einstellung der kuehlkammertemperatur | |
DE2459218A1 (de) | Verfahren zur transferierung und/oder behandlung eines tiefgekuehlten praeparatschnittes, insbesondere eines ultramikrotomschnittes, und einrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE4028806C2 (de) | Mikrotom, insbesondere Ultramikrotom mit einer Kühlkammer | |
DE3314472A1 (de) | Magnetische kuehlvorrichtung | |
DE2621553C2 (de) | Kryochirurgische Sonde | |
DE1466790B1 (de) | Medizinische Sonde zur kaeltechirurgischen Behandlung | |
DE2609328C3 (de) | Chirurgisches Schneidinstrument | |
DE3124165A1 (de) | "kryochirurgisches instrument" | |
EP3731969B1 (de) | Laborgerätsystem und laborgerät zum erhitzen und kühlen von proben | |
DE2358067A1 (de) | Verfahren zum trocknen elektrischer oder anderer geraete | |
DE3536749A1 (de) | Laservorrichtung | |
DE2731651C3 (de) | Kryochirurgisches Instrument |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |