DE4306629A1

DE4306629A1 - Insufflationsvorrichtung

Info

Publication number: DE4306629A1
Application number: DE4306629A
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof Semm
Original assignee: Wisap Gesellschaft fuer Wissenschaftlichen Apparatebau mbH
Current assignee: Wisap Gesellschaft fuer Wissenschaftlichen Apparatebau mbH
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-09-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Insufflieren von Gas in einen Körperhohlraum gemäß Oberbegriff des Anspru ches 1.

Eine Insufflationsvorrichtung der vorgenannten Art, wie sie beispielsweise aus der DE 30 00 218 C1 bekannt ist, dient in der minimal invasiven Chirurgie dazu, ein Pneumoperito neum aufzubauen und durch diese Möglichkeit intraabdomi nelle Untersuchungen oder Eingriffe vorzunehmen.

Bekannte Vorrichtungen, wie die eingangs genannte Vorrich tung arbeiten aus Sicherheitsgründen mit einer einzigen In sufflations- und Meßleitung. Hierüber wird sowohl das er forderliche Gasvolumen z. B. in das Abdomen eingeblasen (In sufflations-Intervall), als auch nach einer Unterbrechung des Gasflusses unter Ausschaltung von dynamischen Meßfeh lern aufgrund des Strömungsdruckes, der statische, intraab dominelle Druck gemessen (Meß-Intervall).

Da man in der MIC-Chirurgie immer stärker mit Trokaren größeren Durchmessers arbeitet und z. B. auch Laserver schweißungen im Abdomen durchführt, ist es erforderlich den Nachfüllvorgang mit sehr hohem Gasfluß (Flow), z. B. im Be reich von 13 bis 14 l/min. oder mehr, etwa bis 18 l/min. durchzuführen.

Teilweise ist dies auch dadurch bedingt, daß beim Koagulie ren von Gewebe mittels Laser entstehende Dämpfe unverzüg lich abgesaugt werden müssen, so daß ein Druckabfall im Ab domen eintritt, der bei einem Behandlungseingriff unverzüg lich ausgeglichen werden muß. Dies erfordert daher einen raschen Nachfüllvorgang des abgesaugten Gases. Ähnliche Situationen können beim Instrumentenwechsel durch den Trokar auftreten.

Bisherige Insufflationsvorrichtungen arbeiteten etwa bis zu einem intraabdominellen Druck von ca. 10 mmHg mit einem Flow-Intervall von ca. 2,8 sec und einem Meß-Intervall von 0,3 s bis 0,4 sec. Diese Intervallrelation galt etwa bei einem Gasfluß von 7 l/min, so daß pro Flow-Intervall etwa eine Gasfüllung von 300 ml in das Abdomen geleitet werden konnten.

Bei ansteigendem intraabdominellen Druck bis zu 14 mmHg wurden daher die Flow-Intervalle immer kürzer, so daß rela tiv geringe Gasvolumen pro Flow-Intervall bzw. Fülltakt nachgefüllt werden konnten.

Um abrupte Gas- und Druckverluste bei einem chirurgischen Eingriff unverzüglich und mit hoher Flow-Leistung von 15 bis 20 l/min an CO₂-Gas z. B. ausgleichen zu können, ist die Intervall-Messung zu träge. Andererseits jedoch be nötigt der behandelnde Arzt nach wie vor größtmögliche Si cherheit, damit ein Maximaldruck von z. B. 14 mmHg im Abdo men auf keinen Fall überschritten wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die eingangs ge nannte Vorrichtung zum Insufflieren von Gas unter Berück sichtigung größtmöglicher medizinisch erforderlicher Si cherheiten im Hinblick auf eine hohe Nachfüll-Leistung und die zuverlässige Messung des intraabdominellen Druckes zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum Insufflieren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspru ches 1 gelöst.

Ein ganz essentieller Gedanke der Erfindung kann daher da rin gesehen werden, das intervallmäßige Schließen der In sufflationsleitung des Gases zu eliminieren und statt dessen einen kontinuierlichen Gasfluß bis zu einem maximal zu lässigen intraabdominellen Druck, der als Soll-Druck vor gebbar ist, mit höher Flow-Leistung durchzuführen. Hierbei wird dies jedoch kombiniert mit der Plazierung eines Druck sensors möglichst nahe im oder am Abdomen, wobei der Druck sensor im Bereich des Leitungsendes der in den Körperhohl raum führenden Insufflationsleitung angeordnet ist.

Aufgrund dieser Konzeption erreicht man gerade bei großvo lumigen Trokaren eine relativ genaue Erfassung des effekti ven intraabdominellen Druckes. Dies deshalb, da der Strö mungsdruck nahezu vernachlässigbar ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit den Druckabfall bzw. Staudruck der bei einer bestimmten Dimensionierung des Leitungsendes oder des Trokares in Abhängigkeit vom Gasflow auftritt, prozeßmäßig zu berücksichtigen. Beispielsweise können durch die Leitung und den Strömungsdruck Druckunterschiede von etwa 1 mmHg auftreten.

Es ist daher über die Prozeßsteuerung des Insufflationsvor ganges jederzeit möglich unter Berücksichtigung des sich am Drucksensor einstellenden Druckes sehr präzis den tatsäch lichen intraabdominellen Druck zu messen und anzuzeigen. Der Füllvorgang mit z. B. CO₂-Gas kann daher bis zu dem maximal eingestellten Soll-Druck ohne jegliche Unter brechung der Insufflationsleitung in dieser Phase erfolgen.

Erst bei Erreichen des Soll-Druckes würde dann abrupt der Gasflow unterbrochen.

Der Drucksensor kann vorteilhafter Weise als kleiner Chip oder als Silicium-Plättchen in Sinne einer Wheatstone′schen Brücke ausgelegt sein. In dieser kleinen Chip-Größe ist der Drucksensor relativ leicht im Bereich des Leitungsendes zu plazieren, ohne daß dies mit Strömungsturbulenzen und Druckverfälschungen verbunden ist.

Man kann daher bei dieser Erfindung von der bisherigen Phi losophie einer einzigen Insufflations- und Meßleitung abge hen und statt dessen eine allein für den Gasflow bestimmte Insufflationsleitung zwischen der Vorrichtung und der in die Körperhöhle eingeführten Veress-Nadel bzw. des Trokares vorsehen. Zusätzlich jedoch wird an die Veress-Nadel bzw. den Trokar eine eigene Druckmeßleitung zur Vorrichtung ange legt.

Als denkbare Alternative hierfür kommt auch eine elektri sche Verbindung mit kleinem Querschnitt innerhalb der In sufflationsleitung in Betracht. Geeigneter Weise wird eine Transducer-Leitung zwischen Drucksensor und der Insuffla tionsvorrichtung vorgesehen.

Um möglichst nahe am bzw. im Abdomen plaziert werden zu können, können vorteilhafter Weise doppelkanülige Trokare verwendet werden. Hierbei kann in einem etwa sichelförmi gen Nebenkanal der Drucksensor separat von der Hauptkanüle angeordnet sein.

Eine weitere sehr vorteilhafte Plazierungsmöglichkeit be steht in der Ausstattung des Trokares mit einem zweiten An schluß, z. B. einen zweiten Luer-Lock. Auf diese Weise kann ein Luer-Lock als Insufflationsanschluß genutzt und der zweite mit Anbringung eines Transducers und einer Trans ducer-Leitung zur eigentlichen Vorrichtung für die Druck messung benutzt werden.

Eine weitere geeignete Lösung besteht darin, den Drucksen sor als Transducer mit angeschlossener Leitung direkt auf der federbelasteten Seite des Ventiles des Trokars anzu bringen. Zur Druckaufnahme ist es in diesem Fall erforder lich, daß die federbelastete Seite des zylindrischen Ven tils eine axiale Bohrung aufweist, die mindestens einen radial abgehenden Kanal hat. Zusätzlich sollte in der Öffnung des Ventiles, die zur Durchführung der Instrumente dient, eine nutartige Rinne mit der Bohrung zur Druckmessung in Verbindung stehen. Diese Rinne gestattet es auch bei durchgeführtem Instrument die Druckmessung zum Abdomen durchzuführen. Andererseits ist bei geschlossenem Ventil die radiale Bohrung im Bereich der Öffnung der Trokarhülse, so daß darüber die Druckmessung erfolgen kann.

Bei diesen beiden letztgenannten Ausführungsformen ist durch minimale Änderung des Trokares die separate Druck messung einfach durch auf schrauben oder aufsetzen des Transducers mit Leitung in Verbindung mit der Vorrichtung möglich.

Zur weiteren Verbesserung kann die Einströmrichtung und der Anschluß der Insuffiationsleitung am Trokar geneigt, z. B. im spitzen Winkel zur Hauptachse des Trokars erfolgen. Hierdurch werden Strömungsverwirbelungen und Beeinträchti gungen der Druckmessungen weitgehend eliminiert.

Die Steuerung der Vorrichtung kann daher in Übereinstimmung mit der separaten Insufflationsleitung und einer separaten Meßleitung derart erfolgen, daß ein maximaler intraabdomi neller Soll-Wert an der Vorrichtung vorgegeben wird und der Füllvorgang oder Nachfüllvorgang mit einer ebenfalls ein stellbaren maximalen Flow-Leistung durchgeführt wird. Der Flow erfolgt dann relativ rasch, aber kontinuierlich, bis der eingestellte Soll-Druck im Abdomen erreicht ist. Es sind daher Flow-Leistungen im Bereich von 15 bis 20 l/min. möglich, ohne daß der Füllvorgang hierbei auch nur kurzzeitig oder durch ein Meßintervall unterbrochen werden müßte.

Es besteht sogar die Möglichkeit, den Gasverlust im Abdo men aufgrund des gemessenen Druckabfalles zu erfassen und abhängig von der gewünschten Nachfüllzeit die Vorrichtung so zu programmieren, daß mit einer entsprechenden Flow-Lei stung die Nachfüllung durchgeführt wird. Dies kann auch innerhalb eines gewünschten Zeitraumes auf den aufgetre tenen Gasverlust ausgelegt werden. In ähnlicher Weise kann die Druckmessung und die Vorrichtung auch einen vorhandenen kontinuierlichen Druckabfall im Abdomen feststellen und Ausgleich hierfür durch ein kontinuierliches "Dagegenfüllen" realisieren, so daß annähernd ein konstanter Druck im Abdomen permanent aufrechterhalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeich nungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit elektronischem Gerät und einem Trokar als Leitungsende einer Insufflations leitung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Trokars im Be reich der Anschlüsse für die Insufflationsleitung und eine Meßleitung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen doppelkanüligen Tro kar;

Fig. 4 einen Aufbau der Vorrichtung ähnlich wie nach Fig. 1, jedoch mit Anschluß der Meßleitung im Bereich des Trokarventiles und

Fig. 5 eine schematische axiale Schnittzeichnung im Be reich des Trokarventiles nach Fig. 4 mit den er forderlichen Bohrungen für die Druckmessung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 mit einem elektronisch pneumatischen Gerät 2 und einem Trokar 4 dargestellt. Der Trokar 4 besteht wie in üblicher Weise aus einer Tro karhülse 3, die mittels einer Überwurfmutter 5 am eigent lichen Trokarkörper befestigt ist. Im unteren Bereich ist ein Anschluß 7 an einem Luer-Lock 6 gezeigt. Von diesem Anschluß 7 führt eine Meßleitung 8 auf einen Meßanschluß 9 des Gerätes 2.

Weiterhin ist an einem Insufflations-Anschluß 12 des Gerä tes 2 eine Insufflationsleitung 11 vorgesehen, die auf einen weiteren Luer-Lock (nicht gezeigt) auf der gegenüber liegenden, rückwärtigen Seite des Trokars geführt ist. Der Trokar 4 weist ein zylindrisches Schiebeventil 15 auf, das im gezeigten Zustand die Durchgangsöffnung des Trokares 4 sperrt. Kopfseitig ist eine Trokaröffnung 16 mit Ab schlußmembrane zur Durchführung von Optiken oder medizini schen Instrumenten vorgesehen.

Das Gerät 2 weist eine Meßeinrichtung 21, eine Steuerein richtung 22 und eine Durchflußeinrichtung 23 auf. Weiterhin sind Displays 25 bis 28 vorgesehen. Z.B. kann das Display 25 den intraabdominellen Druck anzeigen. Das Display 26 den Gasflow. Weiterhin kann das Display 27 als Anzeige des ver brauchten Gasvolumens vorgesehen sein. Ebenfalls ist ein Strömungsdruck oder ein Volumen für das in eine Körperhöhle insufflierte Gas an einem Display 28 darstellbar.

In der gezeigten Konzeption ist es nunmehr mit der Vorrich tung 1 möglich, über einen unmittelbar am Anschluß 7 vorge sehenen Drucksensor 14 den in einer Körperhöhle anstehenden Druck über die in die Körperhöhle eingeführte Trokarhülse 3 direkt zu erfassen. Der Drucksensor 14 steht dabei über die Meßleitung 8 mit der Meßeinrichtung 21 in Verbindung. Abhängig von einem z. B. am Display 25 eingestellten Soll- Druck des intraabdominellen Druckes regelt die Steuerein richtung 22, die als Prozessor ausgelegt sein kann, über die Durchflußeinrichtung 23 den Flow. Vorteilhafterweise wird daher mit einer hohen Flow-Leistung von z. B. 15 l/min. bis 20 l/min. das Gas über die Insufflationsleitung 11 und den rückwärtigen Anschluß durch den Trokar in die Körper höhle gedrückt. Da auch in dieser Phase des Gasflow der Drucksensor aktiv den Druck erfaßt, bedarf es keiner inter mittierenden Messung mehr, sondern es erfolgt eine paralle le kontinuierliche Druckerfassung während eines kontinuier lichen Gasflows.

Die Darstellung nach Fig. 2 stellt schematisch einen Schnitt im Bereich des Anschlusses 7 des Trokars 4 dar. Die Insufflationsleitung 11 ist hierbei auf den Anschluß 13 geführt, der mit einer Neigung zur Hauptströmungsrichtung in den Trokarkörper mündet. Dies ermöglicht geringste Strö mungsverwirbelungen, so daß Druckverfälschungen am An schluß 6, der mit dem Drucksensor 14 verbunden, vermieden werden.

In einer weiteren Variante ist nach Fig. 3 ein Querschnitt durch eine doppelkanülige Trokarhülse 4 gezeigt. Die Haupt kanüle 18 ist kreisförmig ausgelegt und weist eine sichel förmige Nebenkanüle 19 auf. In dieser Nebenkanüle 19 ist ein Drucksensor 20 plaziert. Dies geschieht möglichst nahe am distalseitigen Ende der Trokarhülse 3, was einer Pla zierung des Drucksensors im Abdomen weitgehend gleichkommt. Der Drucksensor 20 steht hierbei über eine Signalleitung, die über eine separate Meßleitung 8 oder innerhalb der In sufflationsleitung 11 geführt werden kann, mit dem elektro nischen Gerät 2 in Verbindung.

Die Darstellung nach Fig. 4 entspricht weitgehend der Dar stellung nach Fig. 1. Insofern stimmen Baugruppen mit gleichem Bezugszeichen überein. Im Falle des Ausführungs beispiels nach Fig. 4 ist jedoch der Drucksensor als Trans ducer 30 ausgelegt und in diesem Fall mit einer Schraub kappe 31 am Trokarkörper im Bereich des Ventiles 15 aufge schraubt.

Weiterhin ist in diesem Beispiel die Insufflationsleitung auf den Luer-Lock-Anschluß 6 geführt.

In einem schematischen Axialschnitt nach Fig. 5 ist eine Möglichkeit des Aufbaus des Ventiles 15 gezeigt. Der Ventilkörper ist im rechten Bereich durch eine Feder 32 in Richtung zu einem in der Mitte vorgesehenen Instrumen tenschaft 33 vorgespannt. Zur Ermöglichung der Druckmessung ist eine axiale Bohrung 35 vorhanden, die eine Fluidverbin dung zwischen einer vorderen an der Innenfläche der Öffnung des Ventiles 15 endenden vertikalen Rinne 37 und dem mit einer Schraubkappe 31 mit dem Trokar verbundenen Transducer 30 schafft.

In diesem Fall erfolgt die Druckmessung über die Rinne 37, die axiale Bohrung 35 und die Feder 32. Die Rinne 37 steht hierbei mit der Körperhöhle in Fluidverbindung, zumal die eingeführten Instrumente nicht die gesamte lichte Weite der Trokarhülse einnehmen.

Aber auch im Sperrzustand des Ventiles 15, d. h. ohne einge führtes Instrument 33, ist die Druckmessung möglich. Dies erfolgt dadurch, daß der radiale Kanal 36 nunmehr etwa in der Mitte der Durchgangsöffnung des Trokares 4 zu liegen kommt, so daß hierüber und über die axiale Bohrung 35 eben falls eine Fluidverbindung zum Transducer 30 besteht.

Unter Berücksichtigung eines eventuellen Stau- oder Strö mungsdruckes in der Insufflationsleitung und dem Trokar, wobei dies empirisch oder prozeßgesteuert ermittelt werden kann, wird mittels der Vorrichtung ein präziser intraabdo mineller Druck ermittelt und abhängig von diesem Soll-Druck ein kontinuierlicher Gasflow bis zu Erreichung des Soll-Wer tes durchgeführt.

Claims

1. Vorrichtung zum Insufflieren von Gas in einen Kör perhohlraum, mit mindestens einer zur Insufflation des Gases und zur Druckmessung dienenden Leitung,
mit einer einen Gasfluß unter Überdruck durch die Leitung bewirkenden und den Gasfluß mittels einer Sperreinrichtung unterbrechenden Durchfluß-Einrichtung, und
mit mindestens einer einen Drucksensor aufweisenden Meßeinrichtung zur Ermittlung des Druckes im Körperhohlraum, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drucksensor (14; 30) im Bereich des Leitungsendes (3) der in den Körperhohlraum führenden Leitung plaziert ist, und
daß die Durchfluß-Einrichtung (23) bis zu einem vor wählbaren Soll-Druck (25) einen kontinuierlichen Gas fluß regelt und bei Erreichen des Soll-Druckes (25) die Sperreinrichtung (in 23) aktiviert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsende (3) als Veress-Nadel oder Trokar (4) mit Trokarhülse (5) sowie mit einem Absperrventil (6) und mindestens einem Leitungsanschluß (11), insbe sondere einem Luer-Lock-Anschluß, für die Leitung (11) des Gases ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trokarhülse (3) doppelkanülig (18, 19) ausge legt ist und der Drucksensor (20) in einer Kanüle vor gesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelkanülige Trokarhülse (4) einen ellip tischen Querschnitt mit einer kreisförmigen Hauptka nüle (18) und einer sichelförmigen Nebenkanüle (19) für den Drucksensor (20) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, schließbarer Anschluß (6), insbeson dere als Luer-Lock-Anschluß, zur Verbindung mit einem Drucksensor (14) mit nachgeschalteter Meßleitung (8) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drucksensor (30) im Bereich des Sperrventiles (15) vorgesehen ist, und
daß das Sperrventil (15) eine permanente Fluidverbin dung (35, 36, 37) zwischen Drucksensor (30) und distalseitigem Ende des Trokares (4) oder der Veress- Nadel aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (15) quer zur Hauptachse des Tro kares (4) verschiebbar ausgelegt ist und die permanen te Fluidverbindung mindestens eine axiale (35) und ra diale (36, 37) miteinander kommunizierende Bohrung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine radiale Bohrung (37) als nutartige Rinne (37) im Mantel der Sperrventilöffnung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (30) als Transducer (30) mit einer Leitungsverbindung (8) zur Meßeinrichtung (21) ausge legt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (13) für die Insufflationsleitung (11) in Strömungsrichtung geneigt zur Hauptachse des Trokars (4) angeordnet ist.