DE3507672A1

DE3507672A1 - Instrument mit chirurgischem werkzeug zum durchtrennen oder naehen von geweben

Info

Publication number: DE3507672A1
Application number: DE19853507672
Authority: DE
Inventors: Otto 6900 Heidelberg Meyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-05
Filing date: 1985-03-05
Publication date: 1986-09-11

Description

Instrument mit chirurgischem Werkzeug zum
Durchtrennen oder Nähen von Geweben Die Erfindung betrifft ein Instrument aus einem Griff und an diesem Griff auswechselbar befestigbaren chirurgischen Werkzeugen zum Durchtrennen oder Nähen von Geweben.
Instrumente und Verfahren zum Durchtrennen von Geweben sind bekannt und sie bestehen in der Regel aus Messern mit haltbar gemachten Schneiden oder aus kristallinen Werkzeugen, beispielsweise Saphiren oder Diamanten. Bei chirurgischen Eingriffen beruht das Durchtrennen von Geweben auf einer totalen Uberdehnung, d.h. dem Überschreiten der Elastizitätsgrenze der beteiligten Schnittflächen. Bei einem solchen Durchtrennen ist es das Ziel, glatte Schnitte durchzuführen. Diese gelten als glatt, wenn die beschriebenen, durch Messer erzeugten Rupturen auf eng begrenzte Bezirke beschränkt bleiben. Um dies zu erreichen, muss das Messer seine zum Trennen notwendige Kraft auf eine möglichst kleine Fläche ausüben. Neben einer sehr scharfen Angriffsfläche des Schneidewerkzeugs spielt der vom Chirurgen anzuwendende Schneidedruck eine wesentliche Rolle, wobei dieser möglichst gleichmässig mit grosser Konzentration durchgeführt werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Instrument der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Arbeit des Chirurgen beim Durchtrennen von Geweben unterstützt und mit dem optimal glatte Schnitte erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Instrument der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das am Griff befestigte Werkzeug mit einer Antriebseinheit verbunden ist und durch diese in Eigenschwingungen versetzt wird.
zweckmässige Weiterbildungen des erfindungsgemässen Instruments sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Als Werkzeuge können bei diesem Instrument bekannte chirurgische Messer aber auch chirurgische Nadeln verwendet werden.
Erfindungsgemäss werden diese Werkzeuge durch Schall und/oder durch mechanische Schwingungen angeregt, wodurch ihre Arbeit unterstützt und ihre Wirkung optimiert wird, so dass durch eine weitgehend gleichbleibende Durchtrennkraft sehr glatte Schnitte erzielt werden. Dies gilt sowohl für ein Messer als auch für eine chirurgische Nadel. Auch eine Nadel muss das Gewebe möglichst glatt durchtrennen, um das Nähgut mit möglichst geringem Druck durch das Gewebe zu führen. Die Antriebseinheit besteht vorzugsweise aus einem magnetostriktiven oder einem piezokeramischen Schwinger, der auf elektronischem Wege angeregt wird. Dabei richtet sich die Wahl des Antriebs nach der gewünschten Leistung. So wird bei grossen Leistungen, beispielsweise mehr als 10W, dem magnetostriktiven, bei kleineren und kleinen Leitungen dem piezokeramischen Antrieb der Vorzug gegeben werden. Desgleichen können die Frequenz, die Amplitude und die mechanische Leistung je nach dem gewünschten Effekt gewählt werden. Das bedeutet, dass dem jeweiligen Fall stets die einzelnen Parameter des Instruments weitgehendst angepasst werden können, wodurch dem Chirurgen ein sicheres Instrument in die Hand gegeben ist, das ihm die Arbeit erleichtert und die Wirkung erhöht.
Zweckmässige Werte sind für die Frequenz ein Bereich von einigen kHz bis etwa 50 kHz, für die Amplitude wenige 10#um und für die mechanische Leistung 0,5 bis etwa 25 Watt.
Die Antriebseinheit ist in der Regel im Griff angeordnet, in dem das Werkzeug als Ansatz lösbar befestigt und an die Antriebseinheit angekoppelt wird.
Zum Durchtrennen von Geweben wird als Werkzeug ein Messer aus einem elastischen, zweckmässig metallischen Material verwendet. Andere hierfür übliche sehr harte Materialien können aber auch Verwendung finden. Die Schneiden solcher Messer sind entweder längs oder quer zur Achse des Griffes oder sie sind schräg zur Wellenfront angeschliffen. Für die Wirkung der auf das Messer übertragenen Schwingungen spielt die Richtung des Anschliffs der Schneiden keine Rolle.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen chirurgischen Instruments dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Instruments mit Griff 1 und einem Messer 2 als Schneideansatz. Die Schneide 3 dieses Messers 2 ist quer zur Längsachse des Griffes 1 und demzufolge quer zur Schwingungsrichtung A-A angeschliffen; Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Instruments, bei dem die Schneide 3a des Messers 3 des Schneideansatzes längs zur Längsachse, also in Schwingungsrichtung A-A, angeschliffen ist; Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, bei der aber schematisch eine in einer Halterung 5 eingesteckte Nadel 4 dargestellt ist; Fig. 4 eine Seitenansicht mit Längsschnitt des Griffes 1, der schematisch einen magnetostriktiven Antrieb 6 zeigt; und Fig. 5 eine Seitenansicht mit Längsschnitt des Griffes 1, der schematisch einen piezokeramischen Antrieb mit einzelnen keramischen Walzen 7 zeigt.
In allen Figuren ist mit der Bezugsziffer 8 die Stelle angedeutet, an der das Werkzeug, sei es ein Schneideansatz oder ein Nähansatz, lösbar am Griff 1 befestigt wird. Die Fig. 4 und 5 lassen bei 9 die Ankoppelung des Werkzeugs an der im Innern des Griffes 1 eingesetzten Antriebseinheit 6 bzw.
7 erkennen.
Die Form der dargestellten Messer 2 und 3 sowie der Halterung 4 ist nicht zwingend. Da aber der das Messer oder die Nadel tragende Ansatz von der Antriebseinheit in Eigenschwingungen versetzt wird, ist es wichtig, Form und Grösse des Werkzeugs aufeinander abzustimmen. Es eignen sich beispielsweise entsprechend angepasste gebogene, U-, oder L-förmige Messer, die ähnlich einer Stimmgabel Biegeschwingungen ausführen, aber auch eher gerade Messer, die längs schwingen.
Ferner wird die wirksame Fläche am Schneideansatz auf die übrigen Parameter des Instruments abgestimmt und natürlich dem Einsatzgebiet angepasst. So kann entsprechend der Schwingungs-Impedanz des Ansatzes einerseits zwischen Schneiden mit grosser Amplitude und geringen Kräften und andererseits zwischen Schneiden mit geringer Amplitude und grösseren Kräften gewählt werden.
Diese Flexibilität verleiht dem erfindungsgemässen Instrument eine grosse Wirkungsbreite und erleichtert dem Chirurgen die Arbeit, so dass dieser Eingriffe mit grosser Sicherheit durchführen kann.
Zur Wirkungsweise des erfindungsgemässen Instruments können noch folgende Beobachtungen erwähnt werden.
Beim Ansetzen der schwingenden Schneidenfläche des Messers auf das Gewebe wird an der Kontaktstelle ein Teil der mechanischen Schwingungsenergie in Arbeit umgewandelt. Diese bewirkt in der beteiligten unmittelbaren Umgebung der Zellen nicht nur ein Zerreissen von Mikrostrukturen, sondern ruft auch eine Wärmewirkung hervor und der Dampfdruck der Zellflüssigkeit wird erhöht. Auch durch diese Erscheinung kann das Schneiden bzw. Durchtrennen des Gewebes wesentlich verbessert werden. Durch Vorwahl der Antriebsleistung und Grösse der Schnittgeschwindigkeit kann Verlustwärme gezielt dosiert werden, wodurch weitere, gegebenenfalls erwünschte Nebenwirkungen hervorgerufen werden können.
Ein Nähansatz, wie er in Fig. 3 schematisch gezeigt ist, lässt sich gestützt durch Ultraschall auch zum Nähen bei chirurgischen Eingriffen verwenden. Technisch wird anstelle eines Schneideansatzes ein mitschwingender Nadelhalter konzipiert, der eine ähnliche Form aufweisen kann wie ein Schneideansatz. Der Nadelhalter 5 überträgt einen Teil seiner Energie an die Nadel 4, die fest aber lösbar mit dem Nadelhalter verbunden ist. Die so in Schwingungen versetzte Nadel durchstösst das Gewebe mit weit geringerem Druck als beim Einführen durch Hand.

Claims

A N S P R Ü C H E 1. Instrument aus einem Griff und an diesem Griff auswechselbar befestigbaren chirurgischen Werkzeugen zum Durchtrennen oder Nähen von Geweben, dadurch gekennzeichnet, dass das am Griff (1) befestigte Werkzeug (2; 2a) mit einer Antriebseinheit (6; 7) verbunden ist und durch diese in Eigenschwingungen versetzt wird.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6; 7) im Griff (1) des Instruments angeordnet ist.
3. Instrument nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6; 7) aus einem auf elektronischem Weg angeregten, magnetorestriktiven (6) oder piezokeramischen (7) Schwinger besteht.
4. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Messer (2; 3) aus einem elastischen Material ist, dessen Schneide (2a; 3a) in Bezug zur Achse des Instruments längs, quer oder schräg zur Wellenfront der Schwingungen angeschliffen ist.
5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Nadel (4) ist, der ein oder mehr mitschwingende Nadelhalter (5) zugeordnet sind.
6. Instrument nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Antriebseinheit (6; 7) im Bereich von einigen kHz bis etwa 50 kHz gewählt, die Amplitude auf wenige 10 /um und die mechanische Leistung auf 0,5 bis 25 Watt eingestellt ist.