DE2922239C2

DE2922239C2 - Einstichinstrument für die Diagnose am lebenden Körper

Info

Publication number: DE2922239C2
Application number: DE2922239A
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Hachioji Tokyo Matsuo
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE2922239A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Einstichinstrument für die Diagnose am lebenden Körper mit einem röhrenförmigen Element mit einer scharfkantigen Spitze, einem ein Anzeigeelement enthaltenden abnehmbaren Gehäuse und einer Meßvorrichtung, die auf dem Anzeigeelement im Gehäuse anzeigt, welche Beschaffenheit das vor der Spitze sich befindende, eventuell zu durchstechende Gewebematerial aufweist. Dieses Einstichinstrument kann als Pneumoperitoneumnadel oder als Trokar oder als Injektornadel verwendet werden.

Bei der Beobachtung oder Operation in der Bauchhöhle, beispielsweise unter Anwendung eines Laparoskops, durchsticht man zuerst die Bauchdecke eines lebenden Körpers mit Hilfe einer Pneumoperitoneumnadel, um die Bauchhöhle mit Gas zu befüllen, durchbohrt die Bauchdicke dann mit einem Trokar und setzt dann das Laparoskop durch die entstandene Öffnung in die Bauchhöhle ein.

Wenn man eine Pneumoperitoneumnadel oder einen Trokar verwendet, so muß sichergestellt werden, daß die in die Bauchdecke eingestochene Spitze der Nadel zwar die Bauchhöhle erreicht, jedoch muß dafür Sorge getragen werden, daß Beschädigungen innerer Organe durch zu tiefes Einstechen der Nadel vermieden werden.

Die DE-PS 8 36 392 beschreibt eine Vorrichtung zur medizinischen Punktion. Dabei zeigt ein abgefederter Bolzen, der etwas aus der Spitze der Nadel hervorragt, den Eindringungsdruck an. Diese Vorrichtung dient zur Punktion der Markhöhle des Brustbeins. Für die Punktion der Bauchhöhle ist diese Vorrichtung nicht geeignet, da der Bolzen ein inneres Organ bereits berühren muß um anzuzeigen, daß die Spitze einem inneren Organ bereits sehr nahe ist. Eine Verletzung von inneren Organen ist somit nicht auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einstichinstrument mit erhöhter Zuverlässigkeil und Sicherheit bereitzustellen, bei dem feststellbar ist, ob die Spitze einer in eine Körperwand eingestoßenen Nadel sich noch darin befindet oder ob sie durch die Körperwand hindurchgegangen ist und ein inneres Organ erreicht hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Einstichinstrument gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Meßvorrichtung eine erste und zweite Lichtführungseinrichtung aus optischen Fasern, die in das röhrenförmige Element eingesetzt sind und deren jeweiliges Ende an der Spitze angeordnet ist,
eine Lichtquelle zum Belichten des im Gehäuse befindlichen Endes der ersten Lichtführungseinrichtung und

eine lichtempfindliche Vorrichtung an der Endfläche des im Gehäuse befindlichen Endes der zweiten Lichtführungseinrichtung aufweist.

Vorzugsweise weist das röhrenförmige Element ein zylindrisches Kupplungsstück auf, dessen innere Öffnungsfläche abgeschrägt ist und mit der abgeschrägten Oberfläche des Vorsprungs auf dem Gehäuse zusammenpaßt, so daß das röhrenförmige Element und das Gehäuse verbunden sind.

Das Instrument mit diesen konstruktiven Merkmalen kann genau unterscheidend Situationen angeben, bei denen sich beispielsweise die Spitze in der Bauchwan-

dung eines lebenden Körpers befindet und bei denen sie durch die Bauchwandung hindurchgetreten ist Wenn nämlich die Spitze in der Bauchwandung bleibt, wird Licht, das von einem Ende der ersten Lichtführungseinrichtung emittiert wird, durch das Bauchdeckengewebe reflektiert und über die zweite Lichtführungseinrichtung zur lichtempfindlichen Vorrichtung zurückgeleitet. Wenn die Spitze durch die Bauchwandung hindurchgetreten ist, wird hingegen das Licht von einem Ende der ersten Lichtführungseinrichtung nicht mehr vom Baüchdeckengewebe reflektiert. In diesem Fall wird praktisch kein Licht zur lichtempfindlichen Vorrichtung zurückgeleitet. Die lichtempfindliche Vorrichtung mißt das zurückgeleitete Licht, welches vom anderen Ende der zweiten Lichtführungseinrichtung emittiert wurde, oder eine Änderung der Lichtmenge, und zeigt die Lage oder Position der Spitze bezüglich der Bauchwandung an. Wenn nach dem Durchbohren der Bauchwandung die Spitze tiefer in den lebenden Körper eingeführt wird und sich der Oberfläche eines inneren Organs nähen, wird das Licht aus der ersten Lichtführungseinrichtung auf der Oberfläche des Organs reflektiert und wieder in die Vorrichtung zurückgeführt. Die lichtempfindliche Vorrichtung spricht auf das Licht an und gibt einen Alarm, der anzeigt, daß die Spitze sich dem inneren Organ genähert hat.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei in sämtlichen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile beziffern, um eine sich wiederholende Beschreibung zu vermeiden. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Einstichinstruments,

Fig. 2A bis 2C verschiedene Betriebszustände des Instruments nach Fig. 1,

Fig.3 ein modifiziertes Beispiel einer beim Instrument gemäß Fig. 1 anwendbaren lichtempfindlichen Vorrichtung,

Fig.4 eine Schnittdarstellung einer modifizierten Anordnung, bei der das in Fig. 1 dargestellte Instrument mit einem Stromschalter versehen ist, und

F i g. 5 ein Schaltungsdiagramm zur Erläuterung einer elektrischen Schaltung für das Instrument gemäß Fig. 4.

In Fig. 1 bedeutet das Bezugszeichen 1 ein Außenrohr, dessen Spitze X abgeschrägt ist, so daß sie scharfkantig ist und dessen rückwärtiges Ende Y mit einem zylindrischen Kupplungsstück 2 versehen ist, dessen innere Oberfläche an seinem offenen Ende verjüngt ist. Das Kupplungsstück 2 ist entfernbar mit einem Gehäuse 3 verbunden. Auf einer Endfläche des Gehäuses 3 ist ein Vorsprung 4 angeformt, der mit einer sich verjüngenden Außenoberfläche versehen ist, die mit der sich verjüngenden Oberfläche des Kupplungsstücks 2 zusammenpaßt. Das Gehäuse 3 kann entfernbar am Außenrohr 1 befestigt werden, indem man den Vorsprung 4 in das Kupplungsstück 2 einsetzt. Ein erstes Lichtführungsfaserbünde! 5 zur Lichtzuführung und ein zweites Lichtführungsfaserbündel 6 zur Lichtmessung ragen durch den Vorsprung 4 des Gehäuses 3 und sind in das Außenrohr 1 eingesetzt. Die Spitzen dieser Faserbündel 5 und 6 sind so geschnitten, daß sie mit der geneigten Oberfläche an der Spitze X des Außenrohrs 1 bündig sind.

Im Gehäuse 3 sind als Stromquelle eine Batterie 7 sowie eine Lampe 8 angeordnet, welche mit der Batterie 7 elektrisch verbunden ist. Im Gehäuse 3 ist auch ein Schirm 9 enthalten, der verhindern soll, daß Licht von der Lampe 8 direkt in das nachfolgend besprochene lichtempfindliche Element 10 geiangt. Das Licht von der Lampe 8 gelangt in das Lichtführungsfaserbündel 5 durch dessen rückwärtige Endfläche. Darüber hinaus enthält das Gehäuse 3 das lichtempfindliche Element 10, beispielsweise einen Phototransistor, der gegenüber der rückwärtigen Endfläche des Lichtführungsfaserbündels 6 angeordnet ist Das Gehäuse enthält auch ein Anzeigeelement 11, beispielsweise eine LED (lichtemittierende Diode), die auf einer Seite des Gehäuses 3 freiliegt. Die LED 11 und der Phototransistor 10 bilden eine Anzeigevorrichtung. Die Vorrichtung 10 und die Batterie 7 sind über Leitungsdrähte 12 miteinander elektrisch verbunden.

In den F i g. 2A bis 2C ist die Funktion des Instruments mit den vorstehenden konstruktiven Merkmalen beschrieben. Zuerst wird die Spitze X des Außenrohrs 1 beispielsweise in eine Bauchwandung A eines lebenden Körpers eingestochen. Wenn sich die Spitze X innerhalb der Bauchwandung A befindet, wie in Fig. 2A dargestellt, wird das Licht, welches von der Lampe 8 in das Lichtführungsfaserbündel 5 geleitet wird, von der vorderen Endfläche des Faserbündels 5 emittiert. Das emittierte Licht wird durch das Gewebe der Bauchwandung A reflektiert und durch die vordere Endfläche des Lichtführungsfaserbündels 6 in dieses geführt, wodurch die LED 11 mit Hilfe des Phototransistors 10 eingeschaltet wird. Sobald die Spitze X des Außenrohrs 1 durch die Bauchwandung A hindurchgetreten ist, wie in Fig.2 dargestellt, strahlt das Licht durch die vordere Endfläche des Lichtführungsfaserbündels 5 in die Bauchhöhle. Die Folge ist, daß kein Licht in das Lichtführungsfaserbündel 6 gelangt, so daß die LED 11 nicht eingeschaltet wird. Wenn dann das Außenrohr 1 tief in die Bauchhohle eingesetzt wird, so daß seine Spitze X nahe an ein inneres Organ B gelangt, wie in F i g. 2C dargestellt, wird das Licht aus dem Lichtführungsfaserbündel 5 auf der Oberfläche des Organs B reflektiert und in das Lichtführungsfaserbündel 6 geleitet, wodurch wieder die LED 11 eingeschaltet wird. Demgemäß kann die Position der Spitze X des Außenrohrs 1 innerhalb des lebenden Körpers bestimmt werden, indem man überprüft, ob die LED 11 eingeschaltet ist

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Anordnung der in Fig. 1 dargestellten lichtempfindlichen Vorrichtung 10. Das lichtempfindliche Element oder der Phototransistor 10 produzieren ein elektrisches Signal Es entsprechend einer vorgegebenen Lichtintensität. Das Signal Es wird durch einen Verstärker 50 in ein Signal Ep mit geeignetem Pegel verstärkt, das einem ersten Eingangsterminal eines Komparator 52 zugeführt wird. Ein zweites Eingangsterminal des Komparators 52 wird mit einem Vergleichssignal Er aus einem Bezugspegelgenerator 54 beschickt. Der Komparator 52 vergleicht die Pegel der Signale £>und Er und erzeugt ein Kennsignal Ed, wenn beispielsweise Ep > Er. Das Signal Ed wird über einen Verstärker 56 der LED 11 zugeführt. Wenn auf den Phototransistor 10 eine Lichtintensität auftriffl, die oberhalb eines vorgegebenen Pegels liegt, wird das Signal Eo produziert, das die LED 11 einschaltet.

Das Signal Eo wird auch auf einen monostabilen Mu'tivibrator (MMV) 60 aufgebracht. Der MMV 60 wird durch ein Abfallen oder Verschwinden des Signals Ed getriggert. Dann liefert der MMV 60 ein Torsignal Ec mit logischem Pegel »1« zu einem ersten Eingangsterminal eines UND-Gatters 62 während eines festen

Zeitraums. Dieser feste Zeitraum wird in Übereinstimmung mit der Zeitkonstanten des MMV 60 festgelegt. Ein zweites Eingangsterminal des UND-Gatters 62 wird mit einem Alarmsignal Ea von beispielsweise 1 kHz aus einem Alarmgenerator 64 beliefert. Wenn der MMV 60 getriggert wird, um den logischen Pegel des Torsignals Ec, auf »1« zu bringen, wird das UND-Gatter 62 geöffnet. Dann wird das Alarmsignal E^ über das UND-Gatter 62 einem Lautsprecher 66 zugeführt. Dadurch erzeugt der Lautsprecher 66 einen Alarmton, um anzuzeigen, daß die Spitze A"die Bauchwandung des lebenden Körpers durchbohrt hat.

Die Erfindung kann natürlich auch andere Ausführungsformen umfassen, z. B. kann die LED 11 djrch ein Neonröhrchen, eine Flüssigkristallvorrichtung oder einen Summer ersetzt «erden. Es kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, ein Schalter 14 angeordnet werden, durch den eine in F i g. 5 dargestellte elektrische Schaltung nur dann betrieben wird, wenn das Gehäuse 3 mit dem Außenrohr 1 verbunden ist. um unnötigen Batterieverbrauch zu vermeiden. Der Schalter 14 wird eingeschaltet, wenn ein Vorsprung 15 durch die sich verjüngende innere Oberfläche des Kupplungsstücks 2 heruntergedrückt wird. Darüber hinaus kann das Einstichinstrument nach dieser Ausführungsform als Injektornadel, als Pneumopcritoneumnadel und als Trokar verwendet werden.

Bei dem wie zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Instrument kann das Gehäuse, aus dem die Lichtführungsfaserbündel zur Belichtung und zur Lichtmessung herausgeführt sind und das die zur Aussendung von Licht auf die Lichtführungsfaserbündel verwendete Lichtquelle und die zur Bestimmung des Lichts aus dem Lichtführungsfaserbündel zur Lichtmessung gebrauchte lichtempfindliche Vorrichtung enthält, entfernbar am hinteren Ende des Außenrohrs mit der scharfen Spitze befestigt werden, indem man die zwei Lichtführungsfaserbündel in das Außenrohr einsetzt. Auf diese Weise kann die Position der Spitze X des Außenrohrs innerhalb des lebenden Körpers durch die lichtempfindliche Vorrichtung bestimmt werden. Dem gemäß läßt sich die Einstichoperation ordnungsgemäß durchführen, ohne daß man vom Geschick oder der Intuition des Operateurs abhängig wäre, was bisher bei dieser Operation wesentlich war. Damit ergibt sich als praktische Wirkung, daß diese Operation sicher und zuverlässig durchgeführt werden kann, ohne daß die Gefahr ungenügender Einstichtiefe oder eines ungewollten Durchstoßens innerer Organe auftritt.

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Claims

Patentansprüche:

1. Einstichinstrument für die Diagnose am lebenden Körper mit einem röhrenförmigen EIe- ■> ment mit einer scharfkantigen Spitze, einem ein Anzeigeelement enthaltenden abnehmbaren Gehäuse und einer Meßvorrichtung, die auf dem Anzeigeelement im Gehäuse anzeigt, welche Beschaffenheil das vor der Spitze sich befindende, eventuell zu ι ο durchstechende Gewebematerial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine erste und zweite Lichtführungseinrichtung (5, 6) aus optischen Fasern, die in das röhrenförmige Element (1) eingesetzt sind und deren ü jeweiliges Ende an der Spitze (^angeordnet ist,

eine Lichtquelle (8) zum Belichten des im Gehäuse befindlichen Endes der ersten Lichtführungseinrichtung (5) und

eine lichtempfindliche Vorrichtung (10) an der Endfläche des im Gehäuse befindlichen Endes der zweiten Lichtführungseinrichtung (6) aufweist.

2. Einstichinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Element (1) ein zylindrisches Kupplungsstück (2) aufweist, 2"> dessen innere Öffnungsfläche abgeschrägt ist und mit der abgeschrägten Oberfläche des Vorsprunges (4) auf dem Gehäuse (3) zusammenpaßt, so daß das röhrenförmige Element (1) und das Gehäuse (3) verbunden sind. «1

3. Einstichinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) außerdem eine Stromquelle (7) aufnimmt, welche die Lichtquelle (8) und die lichtempfindliche Vorrichtung (10) mit Strom versorgt, und daß der Vorsprung (4) auf seiner abgeschrägten Oberfläche mit einem Schalter (14) zum Ein- und Ausschalten des Stromes versehen ist, wobei der Schalter (14) eingeschaltet wird, wenn der Vorsprung (4) in das Kupplungsstück (2) eingesteckt ist.

4. Einstichinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung (10) ein erstes Signal (Es) liefert, das einer von der anderen Endfläche emittierten Lichtintensität entspricht, und daß ein Bezugspegelgenerator (54), der ein Vergleichssignal (Er) produziert, ein Komparator (52), der das Vergleichssignal (Fr) mit einem zweiten Signal (Ep), das zum ersten Signal (Es) proportional ist, vergleicht und ein drittes Signal (Ed) produziert, sobald der Pegel des zweiten Signals ->o (Ep) oberhalb oder unterhalb des Pegels des Vergleichssignals (Er) liegt, vorgesehen sind, so daß auf dem Anzeigeelement (11) gemäß dem dritten Signal (E₀) die Anwesenheit von lichtreflektierendem Gewebe unmittelbar vor der genannten Spitze » (X) angezeigt wird.

5. Einstichinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung (10) zusätzlich einen monostabilen Multivibrator (60), der durch das Verschwinden des dritten bo Signals (Ed) getriggert wird, um während eines bestimmten Zeitraums ein viertes Signal (Ec) zu erzeugen, einen Alarmgenerator (64), der für Alarmzwecke ein fünftes Signal (E_A) produziert, eine Gatterschaltung (62) zur Erzeugung eines logischen hi Produkts aus dem vierten und fünften Signal (Ec, Ea) und ein Alarmorgan (66) zur Durchführung der Alarmoperation, wenn die logischen Pegel des vierten und fünften Signals (Ec, E_A) in der Gatterschaltung (62)»1« werden, umfaßt.