DE3434930A1

DE3434930A1 - Augenchirurgisches instrument (kapsulotom) zum perforieren der linsenkapsel im auge

Info

Publication number: DE3434930A1
Application number: DE19843434930
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr.med. 8011 Brunnthal Adamczyk; Volker 6900 Heidelberg Geuder
Original assignee: Hans Geuder GmbH
Current assignee: Hans Geuder GmbH
Priority date: 1984-09-22
Filing date: 1984-09-22
Publication date: 1986-04-03

Description

Augenchirurgisches Instrument (Kapsulotom) zum Per-
forieren der Linsenkapsel im Auge Die Erfindung bezieht sich auf ein augenchirurgisches Instrument zum Perforieren der Linsenkapsel im Auge, bestehend aus einem Steuergerät und einem Handstück mit einem in einer Kanüle längsbeweglich geführten Stichel, der mit einstellbarer Stichfrequenz angetrieben wird und dessen Spitze bei jedem Stich an dem vom Handstück entfernten Ende aus der Kanüle austritt.
Bei bekannten Instrumenten dieser Art, die allgemein als Kapsulotome bezeichnet und zum Eröffnen der Linsenkapsel bei Katarakt-Operationen benötigt werden, dient zum Antrieb des Stichels ein regelbarer Antriebsmotor, der im Handstück des Instruments aufgenommen ist und mittels eines in der Regel über einen Fußschalter betätigten Steuergeräts mit Drehzahleinstellung gesteuert wird. Die Bewegung des Stichels, die infolge Umsetzung des rotatorischen Motorantriebs in eine Linearbewegung erzeugt wird, ist dabei sinusförmig mit der Folge, daß die Stichgeschwindigkeit von der Motordrehzahl und der mit letzterer korrespondierenden Stichfrequenz abhängig ist. Da bei Unterschreitung einer vorbestimmten Stichgeschwindigkeit die Stichelspitze nicht mehr in die Linsenkapsel einzudringen vermag, sondern diese lediglich partiell deformiert, können Perforationen nur oberhalb einer vorbestimmten Stichfrequenz erzeugt werden. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung derartiger Instrumente besteht jedoch häufig das Bedürfnis nach unterschiedlichen und auch sehr niedrigen Stichfrequenzen.
Durch die Erfindung soll der bei bekannten Instrumenten dieser Art zu beobachtenden Unzulänglichkeit abgeholfen und ein Kapsulotom geschaffen werden, bei dem auch bei niedrigen Stichfrequenzen die Stichgeschwindigkeit zum Erzielen von Einstichen in die Linsenkapsel hinlänglich ist und demgemäß mit Sicherheit Perforationen der Linsenkapsel erreicht werden.
Diese Aufgabe ist bei dem Instrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Stichel unabhängig von der eingestellten Stich frequenz mit im wesentlichen konstanter Einstichgeschwindigkeit angetrieben wird. Angesichts dieser im wesentlichen konstanten Einstichgeschwindigkeit, die naturgemäß für das Erzielen von Einstichen unter allen denkbaren Einsatzbedingungen hinlänglich bemessen sein muß, kann der Operateur die jeweils erforderliche Stichfrequenz frei wählen und sich im übrigen voll auf die Operation konzentrieren.
Eine weitere Verbesserung der Brauchbarkeit des Instruments ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Steuerung der Stichelbewegung derart erreicht, daß die Verweildauer des Stichels in der Einstichlage mit aus der Kanüle ausgetretener Stichelspitze kleiner ist als in der Rückstellage mit in die Kanüle eingezogener Stichelspitze. Als zweckmäßig hat sich dabei erwiesen, wenn die Verweildauer des Stichels in der Einstichlage höchstens gleich einem Zehntel der Verweildauer in der Rückstellage ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Betätigung des Stichels in seine Einstichlage mit aus der Kanüle ausgetretener Stichelspitze gegen die Wirkung einer vorgespannten Rückstellfeder erfolgt, so daß der über das Steuergerät steuerbare Antrieb lediglich die Einstichbewegung vermittelt, während die Rückstellfeder die Rückführung des Stichels aus der Einstichlage in eine Rückstellage mit in die Kanüle eingezogener Stichelspitze bewirkt.
Bei dieser Ausgestaltung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kanüle mit dem in dieser längsbeweglich geführten Stichel sich von einem lösbar mit dem Handstück gekuppelten Vorsatz forterstrecken, in dem ein mit dem Stichel fest verbundener Stößel in Richtung der Kanülenlängserstreckung beweglich geführt ist, der sich an der ebenfalls in dem kuppelbaren Vorsatz aufgenommenen Rückstellfeder abstützt und an dem auf der vom Stichel abgewandten Seite ein die Antriebsbewegung in Einstichrichtung vermittelnder Antriebsnocken des Handstücks angreift. Diese Ausbildung des Antriebs mit einem auf der von dem Stichel abgewandten Seite des Stößels angreifenden Antriebsnocken ermöglicht eine einfache Trennbarkeit des kuppelbaren Vorsatzes vom Handstück, was im Hinblick auf die vor jeder Operation erforderliche Sterilisation des Instrumentes erforderlich und im Hinblick auf die Verwendungsmöglichkeit unterschiedlich gestalteter Vorsätze erwünscht ist.
Eine weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Stichel mittels eines im Handstück aufgenommenen Elektromagneten angetrieben wird. Als besonders zweckmäßig hat sich dabei erwiesen, wenn der den Stichel antreibende Magnet in beiden Richtungen schaltet und somit infolge Beaufschlagung mit je einem elektrischen Impuls jeweils von seiner einen Endlage in seine andere Endlage betätigbar ist. Der besondere Vorteil eines Elektromagneten als Antriebsmittel besteht darin, daß Elektromagneten in Abhängigkeit von ihrer Auslegung extrem schnell von einer Endlage in die andere Endlage umzuschalten vermögen, was gleichbedeutend mit einer hohen und unabhängig von der Stich frequenz gleichbleibenden Einstichgeschwindigkeit des Stichels ist.
Eine gleichfalls weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Steuergerät einen spannungsgesteuerten Oszillator als Taktgeber zum Umwandeln einer über ein Potentiometer angelegten Gleichspannung in eine protortionale Frequenz aufweist und daß dem spannungsgesteuerten Oszillator ein monostabiler Oszillator zum Konstanthalten der Impulsdauer unabhängig von der Taktfrequenz nachgeschaltet ist, der über eine Ansteuer- und Überwachungslogik mittels eines Betätigungsschalters angesteuert wird und mit dem den Stichelantrieb vermittelnden Elektromagneten über einen Leistungsverstärker in Verbindung steht.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden.
In schematischen Ansichten zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht des Handstücks mit dem die Kanüle mit dem Stichel tragenden Vorsatz, Fig. 2 den mit dem Handstück lösbar kuppelbaren Vorsatz in einer vergrößerten Halbschnittansicht für sich allein, Fig. 3 in einer nochmals vergrößerten Ausschnittansicht gemäß III aus Fig. 2 das abgewinkelte Kanülenende mit der Stichelspitze, Fig. 4 eine Teilansicht des Handstücks und den damit kuppelbaren Vorsatz in einer Explosivdarstellung Fig.5 den Bewegungsablauf der Stichelspitze in einem Weg-Zeit-Diagramm und Fig. 6 ein Blockschaltbild des Steuergerätes zum Ansteuern eines den Antrieb des Stichels vermittelnden Elektromagneten.
Das Steuergerät 10 besitzt ein Netzteil 11, das über ein Versorgungskabel 12 an einem nicht dargestellten Wechselstromnetz liegt. Die anliegende Netzspannung wird mittels eines im Netzteil 11 integrierten Gleichrichters in Gleichspannung transferiert. Diese Gleichspannung liegt über ein einstellbares Potentiometer 13 an einem spannungsgesteuerten Oszillator 14 an, der die vom Potentiometer gelieferte Gleichspannung in eine protortionale Frequenz umwandelt. Der in Form einer Gleichspannung anstehende Sollwert wird mit Hilfe eines Digital-Voltmeters 15 zur Anzeige gebracht.
Dem spannungsgesteuerten Oszillator 14 ist ein monostabiler Oszillator 16 nachgeschaltet. Der monostabile Oszillator 16 bezweckt, daß die Impulsdauer unabhängig von der Taktfrequenz immer gleich bleibt. Der monostabile Oszillator 16 steht über einen Leistungsverstärker 17 mit einem den Antrieb des Stichels vermittelnden Elektromagneten 18 in Verbindung, der im Handstück des Instrumentes aufgenommen ist. Eine über einen Fußschalter 19 betätigbare Ansteuer- und Überwachungslogik 20 sorgt dafür, daß die vom monostabilen Oszillator 16 ausgehenden Impulse nur bei betätigtem Fußschalter 19 an den Elektromagneten 18 weitergegeben werden.
Durch den Schaltungsaufbau ist sichergestellt, daß unmittelbar nach der Betätigung des Fußschalters 19 der erste Impuls ansteht und beim Losslassen des Fußschalters ein bereits angefangener Impuls zu Ende geführt wird. Dadurch ist in jedem Falle eine Rückstellung des Elektromagneten 18 in seine Ausgangsstellung sichergestellt. Im übrigen steht die Ansteuer- und Überwachungslogik 20 mit einem hier nicht weiter interessierenden Betriebswahlschalter 21 und einer ebenfalls nicht weiter interessierenden Zustandsanzeige 22 in Verbindung.
Bei dem in den Fig. 1 und 4 ersichtlichen Handstück 25 handelt es sich um eine im wesentlichen zylindrische Hülse, in welcher der den Antrieb des Stichels vermittelnde Elektromagnet 18 aufgenommen ist, der über ein in Fig. 1 nur angedeutetes Kabel 26 mit dem Leistungsverstärker 17 des Steuergerätes 10 in Verbindung steht.
Das vom Kabelaustritt entfernte Ende des Handstücks 25 ist konisch verjüngt und mit diesem verjüngten Ende ist in im einzelnen nicht interessierender Weise ein Vorsatz 28 lösbar gekuppelt, vom dem sich auf der vom Handstück entfernten Seite eine an ihrem freien Ende abgebogene Kanüle 29 forterstreckt, in der ein Stichel 30 in Form eines biegsamen Drahtes mit einer am freien Stichelende angeformten Spitze 31 längsbeweglich aufgenommen ist. Das von der Spitze 31 entfernte Ende des Stichels 30 ist mit einem in dem Vorsatz 28 in Kanülenlängsrichtung beweglich geführten Stößel 32 fest verbunden, der sich an einer im Vorsatz angeordneten Rückstellfeder 33 abstützt und dessen Rückstellung durch einen Anschlag 34 begrenzt ist.
Der festen Verbindung des Stichels 30 mit dem Stößel 32 dient eine im Bereich des Anschlags 34 eingeschraubte Klemmschraube 35, die das Stichelende in einer Längsbohrung 36 im Stößel festklemmt.
Im gekuppelten Zustand des Vorsatzes 28 mit dem Handstück 25 wirkt ein zwischen dem aus seiner einen Endlage in seine andere Endlage umschaltbaren Kern 38 des Elektromagneten 18 und dem Stößel 32 angeordneter Antriebsnocken 39 auf das von der Kanüle 29 entfernte Ende 37 des im Vorsatz 28 längsbeweglich gelagerten Stößels , so daß bei einer entsprechenden Impulsbeaufschlagung des Magneten 18 der dann in Richtung auf den Vorsatz in seine eine Endlage gelangende Magnetkern 38 über den genannten Antriebsnocken 39 den Stößel 32 und damit den mit letzterem verbundenen Stichel 30 in Stichrichtung gegen die Wirkung der an dem Stößel angreifenden Rückstellfeder 33 verschiebt, wobei entsprechend der Darstellung in Fig. 3 die Stichelspitze 31 aus der Kanüle 29 austritt. Eine nach der Betätigung des Stichels in Stichposition erfolgende Impulsbeaufschlagung des Magneten 18 führt zur Umstellung des Magnetkerns 38 in seine von dem Vorsatz 28 entfernte Endlage und der mit dem Stichel verbundene Stößel 32 im Vorsatz wird durch die Wirkung der vorgespannten Rückstellfeder 33 in die andere Endlage verschoben, wobei die Stichelspitze 31 aus der in Fig. 3 dargestellten Einstichlage in eine Rückstellage innerhalb der Kanüle 29 zurückgezogen wird.
Angesichts des Stichelantriebs mittels eines infolge Impulsbeaufschlagung betätigten Elektromagneten 18 erfolgt die Stichelbetätigung in Einstichrichtung unabhängig von der am Potentiometer 13 des Steuergerätes 10 eingestellten Stich frequenz mit gleichbleibender Stichgeschwindigkeit. Da auch die Rückführung des Magnetkerns 38 in seine vom Stichel 30 entfernte Endlage infolge Beaufschlagung mit einem elektrischen Impuls erfolgt, findet die durch die Rückstellfeder 33 vermittelte Rückstellung des Stichels 30 aus der Einstichlage in die Rückstellage ebenfalls mit einer Geschwindigkeit statt, die praktisch gleich der Einstichgeschwindigkeit ist.
Die Steuerung des Stichelantriebs ist dabei so ausgelegt, daß die Verweildauer der Stichelspitze 31 in der in Fig. 3 gezeigten Einstichlage unverhältnismäßig kürzer ist als die Verweildauer in der Rückstellage. Die den Elektromagneten 18 betätigenden Impulse sind so gesteuert, daß jeweils nach jedem einen Einstich des Stichels 30 auslösenden Impuls alsbald ein Rückstellimpuls folgt, während die einen erneuten Einstich auslösende Impuls-Beaufschlagung nach jeder Rückstellung erst nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls erfolgt.
Das Weg-Zeit-Diagramm der Stichelspitze 31 in Fig. 5 zeigt in einem vollen Linienzug 40 die Bewegung der Stichelspitze bei dem erfindungsgemäßen Instrument, während in einem gestrichelten Linienzug 41 der sinusförmige Bewegungsablauf bei einem herkömmlichen Instrument mit Motorantrieb des Stichels 30 dargestellt ist. Der steile Flankenanstieg 42 des Linienzugs 40 zeigt den extrem schnellen Sticheleinstrich und die abfallende Flanke 43 den Rückzug der Stichelspitze.
Der parallel zur Abszisse des Diagramms verlaufende Linienzug 44 kennzeichnet die kurze Verweildauer der Stichelspitze in der Einstichlage gegenüber der vergleichsweise großen Verweildauer in der Rückstellage, die durch den mit der Abszisse zusammenfallenden Linienzug 45 angedeutet ist. Es ist ersichtlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Instrument eine vergleichsweise hohe und unabhängig von der Stichfrequenz gleichbleibende Einstichgeschwindigkeit verwirktlich ist, während bei einem herkömmlichen Instrument mit motorgetriebenem Stichel in Abhängigkeit von der Stichfrequenz schleichende Einstiche auftreten.

Claims

Patentansprüche: 1. Augenchirurgisches Instrument (Kapsulotom) zum Perforieren der Linsenkapsel im Auge, bestehend aus einem Steuergerät und einem Handstück mit einem in einer Kanüle längsbeweglich geführten Stichel, der mit einstellbarer Stichfrequenz angetrieben ist und dessen Spitze bei jedem Stich an dem vom Handstück entfernten Ende aus der Kanüle austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stichel (30) unabhängig von der eingestellten Stichfrequenz mit im wesentlichen konstanter Einstichgeschwindigkeit angetrieben wird.
2. Augenchirurgisches Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung der Stichelbewegung derart, daß die Verweildauer des Stichels (30) in der Einstichlage mit aus der Kanüle (29) ausgetretener Stichelspitze (31) kleiner ist als in der Rückstellage mit in die Kanüle eingezogener Stichelspitze.
3. Augenchirurgisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Stichels (30) in der Einstichlage höchstens gleich einem Zehntel der Verweildauer in der Rückstellage ist.
4. Augenchirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Stichels (30) in seine Einstichlage mit aus der Kanüle (29) ausgetretener Stichelspitze (31) gegen die Wirkung einer vorgespannten Rückstellfeder (33) erfolgt.
5. Augenchirurgisches Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (29) mit dem in dieser längsbeweglich geführten Stichel (30) sich von einem lösbar mit dem Handstück (25) gekuppelten Vorsatz (28) forterstreckt, in dem ein mit dem Stichel fest verbundener Stößel (32) in Richtung der Kanülenlängserstreckung beweglich geführt ist, der sich an der ebenfalls im Vorsatz aufgenommenen Rückstellfeder (33) abstützt und an dem auf der vom Stichel abgewandten Seite ein die Antriebsbewegung in Einstichrichtung vermittelnder Antriebsnocken (39) des Handstücks angreift.
6. Augenchirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stichel (30) mittels eines im Handstück (25) aufgenommenen Elektromagneten (18) angetrieben wird.
7. Augenchirurgisches Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stichel (30) antreibende Elektomagnet (18) infolge Beaufschlagung mit je einem elektrischen Impuls jeweils von seiner einen Endlage in seine andere Endlage betätigbar ist.
8. Augenchirurgisches Instrument nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10) einen spannungsgesteuerten Oszillator (14) als Taktgeber zum Umwandeln einer über ein Potentiometer (13) angelegten Gleichspannung in eine proportionale Frequenz aufweist und daß dem spannungsgesteuerten Oszillator ein monostabiler Oszillator (16) zum Konstanthalten der Impulsdauer unabhängig von der Taktfrequenz nachgeschaltet ist, der über eine Ansteuer-und Überwachungslogik (20) mittels eines Betätigungsschalters (19) angesteuert wird und mit dem den Stichelantrieb vermittelnden Elektromagneten (18) über einen Leistungsverstärker (17) in Verbindung steht.