DE4116648A1 - Selbstschneidender trokar - Google Patents

Description

Das Einstechen des Trokars in den Körper ist die Voraussetzung zur Durchführung einer endoskopischen Diagnose oder Therapie im Bauchraum. Nach Durchstechen der Bauchdecke mit dem Trokar wird dieser aus der Trokarhülse, die jetzt in den Bauchraum hineinragt, herausgezogen und ein Endoskop oder Arbeitsinstrument eingeführt. Vor dem Einstechen des Trokars wird ein Pneumoperitoneum mit CO₂-Gas angelegt, um einen Abstand zwischen der Bauchdecke und den Organen zu bekommen. Beim Durchstechen der Bauchdecke kann die scharfe Trokarspitze dabei Organe und Gefäße verletzen, wenn diese tief eindringt und nicht vorsichtig und sorgfältig gearbeitet wird.

Gemäß dem Stand der Technik (Fig. 1) sind verschiedene Arten von Trokarformen im Gebrauch. Rund, dreiflächig-pyramidial mit scharfen Kanten und auch konische Gewinde zum Einschrauben werden teilweise angewendet. Zur Verminderung der Verletzungsgefahr wird in EP 02 65 193 eine Schutzhülle beschrieben, welche über dem Trokar liegt (Fig. 2), die nach Durchdringen des Trokars durch die Bauchdecke nach vorne springt und somit die scharfe Spitze abschirmt. Zum Durchdringen des Gewebes muß aber trotzdem eine relativ große Kraft aufgewendet werden und die Spitze ragt voll in den Bauchraum, bis der Sicherheitsmechanismus anspricht. Die vorspringende Hülse verhindert lediglich, daß beim weiteren Eindringen des Trokars, bedingt durch den plötzlich nachlassenden Widerstand, im tieferen Bereich Verletzungen verursacht werden.

Eine andere Methode wird in EP 01 35 363 B1 beschrieben, welche das Vorschieben eines dreiblättrigen Messers aus dem Trokar heraus zum Durchschneiden der Bauchdecke beinhaltet. Der Trokar wird in den Schnitt hineingeschoben und das Messer wieder in den Trokar zurückgezogen, nachdem die Bauchdecke durchdrungen ist. Auch diese Methode hat den Nachteil, daß eine relativ hohe Schneidkraft erforderlich ist und bringt dieselben Gefahren wie der dreiflächige Trokar mit sich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das weitere ruckartige Eindringen des Trokars durch die noch ausgeübte Kraft des Operateurs nach dem Durchstechen der Bauchdecke in den Bauchraum zu verhindern, um die Verletzungsgefahr, die bei den jetzt angewandten Trokaren vorhanden ist, herabzusetzen. Hierzu muß die auf den Trokar wirkende Kraft verringert werden, wodurch die ruckartige, gefahrbringende Bewegung entfällt.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem aktiv selbstschneidenden Trokar, welcher Schneidwerkzeuge besitzt, die sich relativ zum Trokar bewegen, wodurch mit stark vermindertem Kraftaufwand sich der Trokar durch die Bauchdecke hindurchschneidet, indem ihn der Operateur vorwärtsschiebt. Dieses kontrollierte Einführen des Trokars hat den Vorteil der geringeren Verletzungsgefahr gegenüber den bisher angewendeten Methoden.

Weiterhin kann ein Gasflußsensor dem Operateur mitteilen, wenn die Spitze des Trokars die Bauchdecke durchdrungen hat, indem dieser ein akustisches und oder optisches Signal abgibt.

Gegenüber dem Stand der Technik, dem bisher meist benutzten dreikantigen, scharf geschliffenen Trokar (Fig. 1) ist es vorteilhaft und kommt letztendlich der Patientensicherheit zugute, wenn der Trokar mit möglichst wenig Kraft eingeführt werden kann. Dadurch wird der als gefährlich zu bezeichnende "Ruck" - das unkontrollierte Vorstoßen der Trokarspitze nach Wegfallen des Einstechwiderstandes - vermieden.

Die schneidende Wirkung des Trokars in einer ersten Ausführungsform wird durch kalt schneidende Messer erreicht, welche bewegt werden. Dadurch wird das Gewebe aktiv getrennt und die Öffnung erweitert und der Trokar in dieser Öffnung vorwärtsgeführt. Dieses Einführen ist eine kontrollierte Bewegung, und da nur eine geringe Kraft notwendig ist, kann sie präszise vom Operateur ausgeüfhrt und verfolgt werden. Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Der Trokar 1 mit seinem Schaft 2 ist kegelig am distalen Ende geformt. Im kegeligen Teil ist eine rotierende Messerscheibe 3 in einem Schlitz 4 angebracht, die motorisch über Zahnkranz 5, Zahnrad 6 und Welle 7 angetrieben wird. Beim Einführen des Trokars wird die Spitze 8 in das mit einem Skalpell gemachten Schnitt eingeführt, dann übernimmt das rotierende Messer die weitere Schneidfunktion und der Trokar gleitet leicht selbstschneidend durch die Bauchdecke hindurch. Zur Optimierung der Schneidleistung bzw. des kraftlosen Einbringens des Trokars kann eine Änderung des Messerdurchmessers bzw. die Festlegung der Messerachse am Trokar von Nutzen sein.

Eine modifizierte Form ist in Fig. 4 dargestellt. Die Trokarspitze 8 ist entfernt und der Trokar somit auch vorn schneidend, wodurch sich des leichteren Einführens wegen der zu Beginn gemachte Skalpellschnitt erübrigt.

Zum Schutz des Messers und auch gegen unbeabsichtigtes Schneiden ist das Messer 3 mit seinem Antrieb (5, 6, 7) auf den Träger 9 montiert, an welchen die Antriebseinheit 10 angekoppelt wird. Die Feder 11 schiebt den Träger 9 und die Antriebseinheit in Ruhestellung nach proximal, so daß der Messerrand völlig im Schlitz 4 des Trokars verschwindet, was in (Fig. 3) gestrichelt eingezeichnet ist. Die Verschiebung der Antriebseinheit 9 im Trokarschaft 2 ist in Fig. 3 und in Fig. 6 gezeigt. Fig. 6 zeigt den proximalen Teil des Trokars mit auf den Träger 9 aufgesetzter Antriebseinheit 10. Stellschraube 21 verbindet die Teile 9 und 10 miteinander. Der Antriebsteil 10 ist nach Lösen dieser Schraube abnehmbar. Die Längsverzahnung 22 der Welle 7 wird dabei aus der Kupplung 23 herausgezogen, welche auf der Welle des Motors 24 befestigt ist. Der Gaskanal 17, welcher distal in der Öffnung 12 endet und proximal über die Dichtungen 18 in Kanal 19 weiterführt, wird ebenfalls getrennt. Der Handgriff 13 gestattet das Vorschieben der Messereinheit, wobei als Gegengriff z. B. das Trompetenventil 14 einer Trokarhülse dient. Das Verschieben der Messereinheit 9 und Motoreinheit 10 erfolgt gegen die Kraft der Rückstellfeder 11. Schraube 15 und Nut 16 begrenzen den Verschiebeweg auf eine dem Fachmann bekannte Weise. Der Gaskanal 17 wird in das Motorgehäuse über die Dichtungen 18 und Kanal 19 geführt, von wo aus er über Schlauch 20 zusammen mit der elektrischen Versorgungsleitung des Motors 25 gemeinsam zum Gasflußsensor und Motorsteuergerät herausgeführt wird.

Ein mit dem Handgriff 13 gekoppelter Schalter (nicht dargestellt) schaltet dabei beim Vorschieben des Griffes den Motor ein. Ansonsten kann die Beätigung des Motors über einen Fußschalter erfolgen. Erst wenn der Operateur das Messer mittels des Griffes 13 nach vorn bewegt, wird es in seine Schneidposition gebracht.

Das Feststellen, ob die Bauchdecke durchdrungen ist, erfolgt mittels des Gasflußsensors 60 über Kanal 17, welcher an der Trokarspitze 8 oder seitlich vom Messer 3 in der Öffnung 12 nach außen tritt. Dieser Kanal wird über den Gasversorgungsanschluß 20 mit einem Gasdruck P1 (CO₂-Gas) beaufschlagt, welcher ca. 2-8 mmHg höher als der im Körper angelegte Pneu ist. Solange die Öffnung 12 vom Gewebe bedeckt ist, also während dem Einführen, wird praktisch kein Gas fließen. Wird die Öffnung frei, indem die Trokarspitze die Bauchdecke durchdrungen hat, so wird ein Gasstrom dessen Größe vom Druckunterschied und der Drosselung des Gasstromes im Gasflußsensor 60 abhängt, fließen. Diese Gasflußänderung wird über einen Sensor 54 erfaßt, ausgewertet und als akustische 50 und/oder optische Anzeige 51 an den Operateur gegeben.

Der benötigte Gasflußsensor 60 mit Überwachungsschaltung ist in Fig. 7 dargestellt. Erfindungsgemäß wird dieses Gerät vorteilhafterweise so ausgeführt, daß der Gasstrom nach Signalgabe innerhalb einer einstellbaren Zeit t2 (einige Sekunden) sich automatisch abschaltet. Weiterhin soll die Signalgabe nur dann erfolgen, wenn der Gasfluß über eine bestimmte Zeit t1 konstant war, um sicher zu sein, daß der Trokar auch voll in den Bauchraum eingedrungen ist. Das von einer CO₂-Gasflasche oder -Patrone abgegebene Gas wird über Druckregler 57 im Druck reduziert und über den einstellbaren Regler 58 auf den Druck P1 vermindert. Mit Drossel 56 wird der maximal gewünschte Gasfluß eingestellt. Flowmeter mit Sensor 54 gibt ein elektrisches Signal an den Differenzverstärker 53, dessen Schwelle über Widerstand 59 eingestellt ist. Liegt der Gasfluß über dem Schwellwert, so wird das Doppelzeitglied 52 aktiviert, welches dann die Signalabgabeglieder 50 (t1) und/oder 51 sowie das Ventil 55 (t2) betätigt.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Trokar an der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittlinie. Der Antrieb des Messers ist hier zusätzlich im Detail dargestellt.

Eine weitere Ausführungsform des selbstschneidenden Trokars ist in der Form möglich, daß das rotierende Messer 3 durch ein kettenartiges Schneidwerkzeug ersetzt wird, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Vorteilhaft dabei ist, daß die Form der Schneidlinie durch die Kettenführung bestimmt ist und teilweise frei gewählt werden kann, z. B. entlang der konischen Begrenzung des Trokars. Die Kette 29 hat einen Mindestbiegeradius, welcher von der Kettengliedlänge abhängt. Somit können sehr kleine Radien realisiert werden, wenn eine feingliedrige Kette verwendet wird. Die Kette ist so aufgebaut, daß zwischen den mit Messern 29a versehenen Gliedern jeweils zwei Verbindungsglieder zum nächsten Messer führen. Fig. 9 zeigt die Ausführungsform der Kette. Ebenso wie beim Trokar mit kreisrundem Messer kann auch beim Trokar mit Kettenmesser analog zu Fig. 4 die Trokarspitze weggelassen werden, so daß dieser rund um die Spitze schneidet.

Der Antrieb der Kette erfolgt im proximalen Teil des Trokars, indem das Kettenrad 32 elektromotorisch, z. B. von der in Fig. 6 unter 10 gezeigten Antriebseinheit, angetrieben wird. Die Kettenführung bildet mit der Welle 30, Ritzel 31 und Kettenrad 32 eine Einheit 33 und kann komplett mit Antrieb soweit zurückbewegt werden, daß die Schnittkanten der Messer 29 innerhalb der Trokarbegrenzung zu liegen kommen, so daß kein Gewebe mehr geschnitten wird. In dieser Ruheposition, welche durch eine in Fig. 8 nicht dargestellte Feder gehalten wird, wird der Trokar in die Trokarhülse eingeführt. Dies vermeidet, wie auch bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung der selbstschneidenden Trokar, daß die Trokardichtung 35 beschädigt wird, wie dies beim Einführen der dreikantigen Trokare, die z. Z. angewendet werden, der Fall ist. Eine beschädigte Trokardichtung führt aber zu einem kontinuierlichen Gasverlust während des endoskopischen Eingriffs, welches aus dem Bauchraum strömt und laufend durch Nachfüllen ersetzt werden muß.

Die Motoreinheit zum Antrieb kann bei dieser Ausführungsform auch rechtwinklig zum Trokar angebracht sein und liegt dann in der Achse des Kettenrades 32. Diese Motoreinheit ist ebenfalls abnehmbar gestaltet und kann als Handgriff zum Einführen des Trokars dienen. Auch in dieser Ausführungsform ist das Anbringen der Öffnung 12 zur Anzeige des Durchdringens der Bauchdecke über den bereits erläuterten und in Fig. 7 dargestellten Gasflußsensor 60 möglich.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Ein oder mehrere, bevorzugt symmetrisch, am Umfang des Trokarkörpers 47 angeordnete Längsnuten 34 dienen als Führung für in ihnen laufende Messerklingen 36, welche mechanisch über die Verbindungsstangen 37 mit dem Betätigungsrohr 38 verbunden sind. Die Verbindungsstange 37 hat die Aufgabe, die Messer in der Nut in Längsrichtung zu betätigen und ist federnd ausgeführt, so daß diese Messer gleichzeitig gegen den Nutgrund gedrückt werden, indem die Verbindungstange so vorgeformt ist, daß sie sich am Außenrohr 39 abstützt. Beim Vorschieben des Betätigungsrohres 38 gegen die Federkraft der Feder 40 gleiten die Messer in den Nuten 34 und treten am konischen Teil mit der schneidenden Klinge über diesen heraus, so daß ein Schnitt im Gewebe entsteht. Zum Betätigen der Messer wird der Trokar mit zwei Fingern am Gegenhalter 43 der Trokarhülse (Trompetenventil) gehalten und der Ringgriff 44 mit dem in ihm liegenden Daumen nach vorn geschoben. Durch das Vorwärtsschieben des Griffes 44 drückt das Betätigungsrohr die Messer über die Verbindungsstangen aus der Ruheposition heraus entlang der Nuten im konischen Teil des Trokars. Das Gewebe wird dabei eingeschnitten und die Trokarspitze gleitet in diesem Schnitt tiefer in die Bauchdecke. Durch mehrfaches Betätigen der Messer wird schließlich die Bauchdecke durchdrungen.

Auch in dieser Ausführungsform kann der erwähnte Gasflußsensor über eine in der Fig. 10 nicht dargestellte Öffnung 12 eingesetzt werden.

Die Begrenzung der Bewegung wird durch eine Nut 42 im Trokarkörper 47 und durch einen mit der Betätigungshülse verbundenen Stift 41 bewerkstelligt. Der Trokar wird ebenfalls mit eingezogenen Messern (Ruheposition) in die Trokarhülse eingeführt, damit die Dichtung 35 nicht beschädigt wird.

Eine weitere Modifikation der Messerführung ist dadurch möglich, daß das Messer 36 einen Querstift 45 hat, der als Lagerung der Verbindungsstange 37 dient (Fig. 12). Die Nut 34 muß dazu seitliche Ausnehmungen 46 erhalten, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Dadurch entfällt die federnde Funktion der Verbindungsstange, die Messer auf den Nutgrund zu drücken. Die Verbindungsstange muß jetzt biegbar sein, um den Kontur des Konus zu folgen. Eine vorteilhafte Ausführungsform mit drei Messern, welche in der Frontansicht in Fig. 11 dargestellt ist, entspricht in ihrer Arbeitsweise dem jetzigen Dreikanttrokar, hat aber die in der Erfindung benannten Vorteile.

Erläuterung der Figuren:

Fig. 1: Dreikantiger Trokar, scharf geschliffen;

Fig. 2: Dreikantiger Trokar mit automatisch vorspringender Schutzhülse;

Fig. 3: Selbstschneidender Trokar mit kreisrundem Messer, elektromotorisch angetrieben;

Fig. 4: Ausführung wie Fig. 3 jedoch ohne Trokarspitze;

Fig. 5: Schnitt durch Fig. 3 entlang der gezeigten Schnittlinie mit Detaildarstellung des Antriebs;

Fig. 6: Proximaler Teil des Trokars nach Fig. 3 mit aufgesetzter Antriebseinheit und Gaszuführung;

Fig. 7: Blockschaltbild des Gasflußsensors zur optoakustischen Anzeige des Durchdringens der Bauchdecke;

Fig. 8: Trokar mit umlaufender Messerkette als Schneidwerkzeug;

Fig. 9: Messerkette;

Fig. 10: Selbstschneidender Trokar mit manuell bewegten Messerklingen;

Fig. 11: Ansicht von der Spitze des Trokars nach Fig. 10 mit drei ausgefahrenen Messern;

Fig. 12: Detailausführung der Messerhalterung;

Fig. 13: Darstellung der Messerführung mit seitlichen Ausnehmungen.

Claims (14)

1. Trokar zum Einführen in eine Trokarhülse und zum Durchdringen der Bauchdecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Trokar selbstschneidend ist, indem er manuell oder motorisch bewegte, am Umfang verteilte, in Längsrichtung arbeitende Schneidwerkzeuge (3, 29, 36) hat, welche das Gewebe in Längsrichtung des Trokars einschneiden, damit dieser ohne wesentliche Kraftaufwendung durch die Bauchdecke hindurchgeführt werden kann.

2. Trokar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisförmiges Schneidmesser (3) im konischen Teil des Trokars (1) angebracht ist, welches in Längsrichtung der Trokarachse verschiebbar ist und in Ruhestellung samt seiner Schneide innerhalb der Nut (4) liegt und eine Rückstellfeder (11) das Messer (3) bei Nichtbetätigung automatisch in seine Ruhestellung bringt.

3. Nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisförmige Messer (3) mit seinem Antrieb eine Einheit (9) bildet, welche längs im Trokar verschiebbar ist und von einer abnehmbaren Motoreinheit (10) angetrieben wird.

4. Selbstschneidender Trokar zum Einführen in eine Trokarhülse und zum Durchdringen der Bauchdecke, dadurch gekennzeichnet, daß bei diesem Trokar im distalen konischen Teil eine oder mehrere Öffnungen (12) enden, die proximal zu einem Gasversorgungsanschluß (20) führen, an welchen ein Gasflußsensor (60) zur Anzeige des Durchdringens der Bauchdecke angeschlossen werden kann.

5. Selbstschneidender Trokar gemäß der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Abnehmen der Motoreinheit (10) auch der Gaskanal zwischen Öffnung (12) und Anschluß (20) getrennt wird.

6. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Messer (36) jedes für sich in einer im Trokarkörper (47) angebrachten Längsnut (34) verschiebbar ist und über die Verbindungsstange (37) betätigt wird.

7. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verbindungsstangen (37) federnd ausgeführt ist und das ihr zugeordnete Messer (36) im konischen Teil auf den Grund der Nut (34) drückt.

8. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer einen durchgehenden Stift (45) besitzen, welcher als Lager für die Verbindungsstange (37) dient und in seitlichen Nuten (46) läuft, um zu verhindern, daß die Messer aus der Nut (34) heraustreten.

9. Selbstschneidender Trokar gemäß der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer über die Verbindungsstangen (37) mit dem Betätigungsrohr (38) verbunden sind und über eine Rückstellfeder (40) in ihre Ruhestellung im zylindrischen Teil des Trokars gebracht werden.

10. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug aus einer umlaufenden Kette (29) besteht, wobei jedes zweite Kettenglied als Schneidmesser (29a) ausgebildet ist.

11. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 10, dadurch gekenzeichnet, daß die Schneideeinheit (33) längsverschiebbar ist und in ihrer Ruheposition die Kettenmesser 29a nicht mit dem Gewebe in Eingriff stehen.

12. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorantriebseinheit abnehmbar ist, zum Trokar einen rechten Winkel bildet und als Griff dient.

13. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor der Antriebseinheit (10) beim Vorschieben der Schneidwerkzeuge aus der Ruheposition heraus über einen in der Antriebseinheit eingebauten Schalter aktiviert wird.

14. Selbstschneidender Trokar gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Gasflusses in der Öffnung (12) der Gasversorgungsanschluß (20) des entsprechenden Trokars mit dem Gasflußsensor (60) verbunden ist, welcher über einen Sensor (54) die Änderung des Gasflusses erfaßt und diese als akustisches und/oder optisches Signal wiedergibt, um dem Operateur anzuzeigen, daß der Trokar die Bauchdecke durchdrungen hat, wobei die Signalgabe erst nach einer Gasflußzeit t1 erfolgt und der Gasfluß über Ventil 55 nach der Zeit t2 abgeschaltet wird.