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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Körpergewebe-
und Organchirurgie. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur vorübergehenden
Immobilisierung eines lokalen Gewebebereichs in einer Körperhöhle, die
einer Bewegung ausgesetzt ist, z. B. in der Herzwand, wobei ein
endoskopischer oder roboterunterstützter Behandlungseingriff an
diesem lokalen Gewebebereich durchgeführt werden kann.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Koronararterienerkrankung bleibt die häufigste Ursache für Erkrankung
und Sterblichkeit in den westlichen Gesellschaften und manifestiert
sich auf vielerlei Weise. Beispielsweise kann die Erkrankung der
Koronararterien zu einer unzureichenden Durchblutung in verschiedenen
Bereichen des Herzes führen.
Dies kann zu Herzbeschwerden und Ischämierisiko führen. In schweren Fällen kann
ein akuter Verschluß des
Koronarblutstroms zu einer irreversiblen Schädigung des Myokardgewebes,
einschließlich
Myokardinfarkt und Risikos des Todes, führen.
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Es
ist bisher eine Anzahl von Problemlösungen zur Behandlung der Koronararterienerkrankung entwickelt
worden. In weniger schweren Fällen
ist es häufig
ausreichend, lediglich die Symptome mit Pharmazeutika oder die zugrunde
liegenden Ursachen der Erkrankung mit einer Änderung der Lebensweise zu
behandeln. In ersteren Fällen
kann der Koronarverschluß endovaskulär oder perkutan
mit solchen Methoden wie Ballonangioplastie, Atherektomie, Laserablation,
Stents und dgl. behandelt werden.
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In
den Fällen,
wo diese Problemlösungen bisher
versagt haben oder mit Wahrscheinlichkeit versagen, ist es häufig not wendig,
eine Koronararterienbypassimplantation durchzuführen. Diese Operation erfordert
im allgemeinen die Öffnung
des Brustkorbs durch mediane Sternotomie, das Auseinanderspreizen
des linken und rechten Brustkorbs und eine Öffnung des Herzbeutels, um
direkten Zugang zum Herz zu erhalten. Als nächstes werden ein Blutgefäß oder Blutgefäße zur Verwendung
bei der Implantation vom Patienten immobilisiert. Dies erfordert üblicherweise
eine Immobilisierung entweder einer Brustarterie oder einer Rosenvene,
obwohl auch andere Implantatgefäße verwendet
werden können.
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Normalerweise
wird ein Herz-Lungen- oder kardiopulmonaler Bypass durchgeführt, so
daß das Schlagen
des Herzes während
des chirurgischen Eingriffs unterbrochen werden kann. Dies erfordert normalerweise
eine Arterien- und Venenkanülation, eine
Verbindung des Blutstroms mit der Herz-Lungen-Maschine eine Abkühlung des Körpers auf etwa 32 °C, eine Aortenabklemmung
und eine kardioplegische Perfusion der Koronararterien, um das Herz
ruhig zu stellen und auf etwa 4 °C
abzukühlen.
Die Ruhigstellung oder Unterbrechung des Herzes ist allgemein erforderlich,
da die konstante Pumpbewegung des schlagenden Herzes die Operation
am Herz an bestimmten Stellen schwierig und an anderen Stellen extrem
schwierig, wenn nicht unmöglich
machen würde.
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Wenn
der Herzstillstand erreicht ist, wird ein Implantat (oder Implantate)
am relevanten Abschnitt einer Koronararterie (oder von Koronarterien)
angebracht, gefolgt von der kardiopulmonalen Bypass-Entwöhnung, dem
erneuten Schlagbeginn des Herzes und der Dekanülierung. Schließlich wird
der Brustkorb geschlossen.
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Die
Verwendung des kardiopulmonalen Bypasses kann jedoch Schwierigkeiten
für den
Patienten mit sich bringen und die Kosten und die Zeit, die für den Eingriff
erforderlich sind, erhöhen.
Bei einem kardiopulmonalen Bypass wird das gesamte Blut des Patienten,
das normalerweise in den rechten Vorhof zurückströmt, in ein System umgeleitet,
das dem Blut Sauerstoff zuführt,
Kohlendioxid abführt
und das Blut mit hinreichendem Druck in die Aorta des Patienten zur
weiteren Verteilung in den Körper
zurückführt. Im allgemeinen
erfordert ein solches System mehrere getrennte Komponenten, einschließlich eines
Oxygenators, mehrere Pumpen, ein Reservoir, ein Bluttemperaturregelungssystem,
Filter und Durchfluß-, Druck- und Temperatursensoren.
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Aufgrund
der Risiken, die während
eines kardiopulmonalen Bypasses auftreten, hat man versucht, einen
Koronararterienbypassimplantation ohne Herzstillstand und kardiopulmonalen
Bypass in einem Verfahren durchzuführen, daß als "Off pump coronary artery bypass"-(OPCAB-)Operation
bekannt ist. Beispielsweise immobilisierten Trapp und Bisarya (Annals
Thorac. Surg. 19(1):1-9, 1975) den Bereich des Bypassimplantats
durch ein ausreichend tiefes Umschließen durch Nähte, um genügend Muskel einzubeziehen,
um einen Bereich des Herzes zu unterbrechen und gleichzeitig Schaden
an der Koronararterie zu verhindern. In jüngster Zeit berichteten Fanning
et al. (Annals Thorac. Surg. 55:486-489, 1993) über eine Immobilisierung des
Bereichs des Bypassimplantats mit Stabilisationsnähten.
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Diese
Versuche haben zwar einen gewissen Erfolg gebracht, aber sie verlangen
dem Chirurgen allgemein größeres Geschick
ab, um die Anastomose richtig herzustellen, da sich auch bei Verwendung von
Nähten
zur Suspendierung eines Abschnitts der Oberfläche des Herzes, an dem die
Operation durchgeführt
wird, das schlagende Herz mehr als gewünscht in dem relevanten Bereich
weiterbewegt. Außerdem
können
die Nähte
einen Myokardriß,
eine Verletzung der Koronararterienzweige oder solche Komplikationen
wie Embolie oder fokale Arteriosklerose verursachen, die durch die
Drückeinwirkungen der
Ligaturen auf die Arterie bewirkt werden.
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Um
diese Probleme zu lösen,
die mit der Verwendung von Nähten
zur Stabilisierung der Anastomosestelle auf der Oberfläche eines
schlagenden Herzes zusammenhängen,
ist eine Vorrichtung entwickelt worden, die als "lokale Myokardkompressionsvorrichtung" bezeichnet wird
und bei der Myokardabschnitte auf beiden Seiten der Koronararterie, an
der Anastomose durchzuführen
ist, mit einem zweizinkigen gabelähnlichen Instrument komprimiert werden,
um Druck auf die Arterie und das Herz selbst auszuüben, um
die Behandlungsstelle zu stabilisieren. Obwohl die Verwendung dieser
Vorrichtung einigen Erfolg auf weisen konnte, kann die Anwendung der
Lokalkompression auf das Herz eine beträchtliche lokale Verschlechterung
der Herzfunktion bewirken, insbesondere wenn kein kardiopulmonaler
Bypass zur Ergänzung
des Blutkreislaufs verwendet wird. Zusätzlich löst diese Vorrichtung nicht
das Problem des Blutens aus der lokal sezierten Koronararterie,
die für
die Anastomose bestimmt ist.
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Um
dem unerwünschten
Effekt der Kompression des Herzes zu begegnen, wie er durch Verwendung
der lokalen Myokardkompressionsvorrichtung bewirkt wird, ist eine
auf Sog beruhende Vorrichtung entwickelt worden. Die auf Sog beruhende
Vorrichtung hat zwei Flügel,
von denen jeder eine Serie von Saugmündern aufweist, die sich an
dem Punkt befinden, wo die Vorrichtung an der Oberfläche des
Herzes anliegt, wie im US-Patent 5 836 311 beschrieben. Die Flügel werden
an die Oberfläche
des Herzes über
eine arterielle Sektion angelegt, die als Anastomosenstelle bestimmt
ist, und es wird Saugkraft aufgewendet, die durch die Saugmünder angelegt
wird, um das Oberflächengewebe
des schlagenden Herzes an der Anastomosenstelle zu heben und zu
halten, um die Bewegung der Behandlungsstelle zu minimieren, während das
Herz darunter weiterschlägt. Die
Vorrichtung kann in einer herkömmlichen
Operation bei offener Brust oder bei einem minimal invasiven endoskopischen
Eingriff verwendet werden. Es ist jedoch festgestellt worden, daß die Anwendung von
Druck an lokalen Punkten mittels einer Vorrichtung soginduzierte
Blutungen an der Oberfläche
des Herzes bewirkt, die zur Narbenbildung des Herzes führen.
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Die
Notwendigkeit zur Stabilisierung einer beweglichen chirurgischen
oder Biopsiestelle (d. h. einer Behandlungsstelle) ist nicht auf
den Fall des schlagenden Herzes begrenzt. Roboterunterstütze Chirurgie
wird gegenwärtig
bei einer Anzahl von inneren Organen durchgeführt. Solche Operationen würden durch
eine stabilisierende Vorrichtung verbessert werden, die durch eine
kleine chirurgisch erzeugte Öffnung
eingeführt
werden könnte,
um die Bewegung zu kontrollieren oder die chirurgische Stelle anderweitig
zu stabilisieren, um die Visualisierung und Manipulation der chirurgischen
Stelle aus der Ferne zu unterstützen,
nämlich
während
der roboterunterstützten
Operation.
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Eine
Anzahl von minimal invasiven (MIS-)Methoden ist bisher entwickelt
worden, um sowohl die Zeit, die für die Operation oder Diagnose
erforderlich ist, als auch die Größe der chirurgischen Öffnung,
die im Körper
des Patienten erzeugt wird, zu minimieren. Um MIS durchzuführen, verwendet
der Chirurg spezielle Instrumente, die es ihm erlauben, im Patienten
zu manövrieren.
Ein Typ von Instrument, der bei der minimal invasiven Chirurgie
verwendet wird, ist eine Pinzette, ein Instrument mit einer Spitze,
die spezifisch konfiguriert ist, um Objekte, z. B. Nadeln, zu ergreifen.
Da Pinzetten und andere Instrumente, die für minimal invasive Chirurgie
bestimmt sind, im allgemeinen lang und starr sind, schränken sie
möglicherweise
die Fingerfertigkeit und die Genauigkeit ein, die nötig sind,
um viele Prozeduren effektiv minimal invasiv durchzuführen, die ein
umfangreiches, schwieriges Nähen
erfordern. Dieses Problem wird verstärkt, wenn die Operationsstelle
während
der MIS aufgrund ihrer anatomischen Lage in Bewegung ist, z. B.
die Oberfläche
eines schlagenden Herzes.
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Roboterunterstütze Systeme
zur Verwendung in der Chirurgie werden gegenwärtig entwickelt, um die Fingerfertigkeiten
des Chirurgen zu verbessern und es dem Chirurgen zu ermöglichen,
einen Patienten von einem entfernten Ort aus zu operieren. Bei diesen
roboterunterstützten
Systemen verwendet der Chirurg eine bestimmte Form von Servomechanismus,
der normalerweise computergesteuert ist, um die Bewegungen der chirurgischen
Instrumente zu manipulieren, anstatt die Werkzeuge direkt zu halten
und zu manipulieren. In einem solchen System wird der Chirurg mit
einem Bild des Körpers
des Patienten an einem entfernten Ort versorgt. Ein Beobachtungsinstrument,
normalerweise mit einer miniaturisierten Videokamera, wird durch
eine kleine chirurgische Öffnung
in das Körperteil
eingeführt,
und durch andere kann eine Vielzahl von chirurgischen Instrumenten
und Retraktoren eingeführt
werden. Das Bild, das durch die Beobachtungsvorrichtung geliefert
wird, kann auf einem Videobildschirm oder einem Fernsehmonitor wiedergegeben
werden, was dem Chirurgen eine verbesserte Sichtkontrolle der Instrumente
gibt. Während
der Chirurg das dreidimensionale Bild betrachtet, führt er die
chirurgischen Eingriffe am Patienten durch, indem er eine Master-Vorrichtung
manipuliert, die die Bewegung des durch Servomechanismus betätigten Instruments steuert.
Die Hände
des Chirurgen und die Master-Vorrichtung sind relativ zum Bild der
Operationsstelle in der gleichen Ausrichtung positioniert, da das Instrument
relativ zum Vorgang positioniert is. Während der Operation führt das
Instrument eine mechanische Betätigung
und eine Steuerung vieler verschiedener chirurgischer Instrumente
durch, z. B. Gewebegreifzangen, Nadelantriebe usw., die jeweils verschiedene
Funktionen für
den Chirurgen erfüllen, nämlich eine
Nadel halten oder betätigen,
ein Blutgefäß ergreifen
oder Gewebe schneiden. Ein Überblick über den
Stand der Technik in bezug auf die Roboterchirurgietechnologie,
findet man in "Computer
Integrated Sugery: Technology And Clinical Applications" (MIT Press, 1996).
Außerdem
werden Systeme für die
Telechirurgie in den US-Patenten 5 417 210, 5 402 801, 5 397 323,
5 445 166, 5 279 309, 5 299 288 beschrieben.
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Das
roboterunterstützte
System kann auch höher
automatisiert sein. Die Bilderzeugungsvorrichtung kann ein Computertomographie-(CT-)Axialbilderzeugungssystem,
eine Magnetresonanzbilderzeugungs-(MRI-)Vorrichtung oder ein beliebiges
anderes geeignetes Bilderzeugungssystem sein, das Information in
bezug auf die Struktur der zu operierenden Körperstellen liefert. Der Roboterarm.
wird verwendet, um die chirurgischen Werkzeuge und andere Hilfsmittel
genau auszurichten, die bei der Durchführung der Operation oder in
bezug auf den Eingriff verwendet werden, und eine Steuervorrichtung,
z. B. ein Computer, verwendet die Information, die von der Bilderzeugungsvorrichtung
empfangen wird, allein oder zusammen mit anderer Information, um
den Roboterarm zu steuern. Eine solche bildgestützte, roboterunterstützte Chirurgie
ist im US-Patent 5 078 140 beschrieben.
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Die
in solchen begrenzten Räumen
verwendeten Instrumente, z. B. ein Instrument, das verwendet werden
könnte,
um eine Behandlungsstelle zu stabilisieren, sind notwendigerweise
für ein
leichteres Einführen
durch eine kleine Öffnung
und für
ei ne Fernmanipulation geeignet. Es besteht also in der Fachwelt
eine Notwendigkeit für
neue und bessere Vorrichtungen und Verfahren zur Stabilisierung
einer chirurgischen Stelle, z. B. der Oberfläche des schlagenden Herzes,
oder zur Stabilisierung einer innenliegenden therapeutischen oder
diagnostischen Behandlungsstelle während einer minimal invasiven oder
roboterunterstützten
Operation.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden,
wie in den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 28 definiert, Vorrichtungen zur Stabilisierung der Oberfläche einer
Behandlungsstelle in einer Körperhöhle eines
Probanden bereitgestellt.
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Die
Stabilisierungsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung weist als Merkmal einen flexiblen, windungsfähigen Saugkanal
auf, der an einem steuerbaren Stab angebracht ist, der durch eine
kleine chirurgische Öffnung
in einer offenen, langgestreckten Form in eine Körperhöhle eines Probanden geschoben
werden kann und dann in der Höhle
des Probanden zu einer gewundenen Form zur Befestigung an der Oberfläche einer
inneren Behandlungsstelle umgeformt werden kann, z. B. in einem
inneren Organ, durch Einführen
eines Teilvakuums in den Saugkanal, während der Saugkanal an die
Oberfläche
der Behandlungsstelle gehalten wird (nämlich in der gewundenen Form).
Die erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung
ist also besonders geeignet zum Stabilisieren der Oberfläche einer
Behandlungsstelle in einer Körperhöhle eines Probanden,
während
einer roboterunterstützten
Operation.
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Die
erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung
weist einen langgestreckten hohlen Stab mit einem proximalen Ende
und einem distalen Ende mit einem flexiblen Abschnitt an seinem
distalen Endbereich auf, wobei der Stab so bemessen und aufgebaut
ist, daß er
in eine Körperhöhle eines
Probanden geschoben werden kann. Die Vorrichtung weist ferner einen
Biegemechanismus auf, der am flexiblen Abschnitt des Stabes und
an einem Steuermechanismus befestigt ist, der dem proximalen Ende
des Stabes zugeordnet ist, um zu bewirken, daß der flexible Abschnitt des
Stabes sich zu einer Ring- oder Hufeisenform windet. Am flexiblen
Endbereich des Stabes in der Vorrichtung angebracht ist ein langgestreckter windungsfähiger Saugkanal
mit einer langgestreckten Basis, die entlang einer Seite des flexiblen
Endbereichs befestigt ist, einem flexiblen Rand, der den Umfang
der Basis auf der Seite gegenüber
der Befestigung der Basis am flexiblen Endbereich umgibt, und einem
oder mehreren Saugmündern
im Saugkanal, die geeignet sind, ein Teilvakuum von einer entfernten
Quelle aufzunehmen. Die Betätigung
des Steuermechanismus in der Vorrichtung bewirkt, daß sich der
Saugkanal zu einer Ring- oder Hufeisenform windet.
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Zum
Einbringen eines Teilvakuums in den Saugkanal ist in dem hohlen
Stab im allgemeinen zusätzlich
zur der Steueranordnung (d. h. dem Biegemechanismus und dem Steuermechanismus)
mindestens ein Lumen, z. B, eine Saugschlauchleitung in Fluidkommunikation
zwischen einem oder mehreren Saumündern im Saugkanal und einer
Teilvakuumquelle, angeordnet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Endbereich des Randes aufgeweitet und flexibel entlang des
Abschnitts des Randes, der entlang dem äußeren Umfang der Basis verläuft, wenn
der Saugkanal in der gewundenen Ausrichtung ist, so daß das Einbringen
eines Teilvakuums in den Saugkanal, während der Rand in Kontakt mit
der Behandlungsstelle ist, bewirkt, daß sich der aufgeweitete äußere Randabschnitt
abflacht und über
die Oberfläche
der Behandlungsstelle nach außen
ausdehnt. Dadurch entsteht eine weiche Kante für den Saugkanal, um eine Quetschung
des darunter befindlichen Gewebes zu vermeiden. Wenn das Ausdehnen
des Außenrandabschnitts
auch das Saugfeld vergrößert, um das
Teilvakuum an einen vergrößerten Gewebebereich
anzulegen, wird eine lokale Blutung (z. B. der Kapillargefäße), die
durch den Sog bewirkt wird, minimiert oder vermieden.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden windungsfähige,
flexible Saugkörper
zur Stabilisierung der Oberfläche
einer Behandlungsstelle einer Körperhöhle eines
Probanden bereitgestellt. Die Saugkörper sind geeignet, am flexiblen
Endbereich des steuerbaren Katheters, z. B. wie sie im Handel erhältlich sind,
angeordnet zu werden. Der Saugkörper
weist einen langgestreckten, aber windungsfähigen Saugka nal auf, der eine
langgestreckte Basis, einen flexiblen Rand, der den Umfang der Basis
umgibt, eine flexible langgestreckte Hülle aufweist, die normalerweise
am distalen Ende geschlossen ist. Die Hülle ist entlang dem Umfang der
Basis auf ihrer Seite gegenüber
dem flexiblen Rand befestigt und hat eine Öffnung am gegenüberliegenden
Ende zum Aufnehmen des flexiblen Endbereichs eines steuerbaren Katheters.
Der Saugkörper
weist ferner einen oder mehrere Saugmünder zum Aufbau eines Teilvakuums
im Saugkanal und eine flexible Schlauchleitung in Fluidkommunikation mit
einem oder mehreren Saugmündern
auf, die an einer Teilvakuumquelle befestigt sein können. Der Saugkörper ist
durch Betätigung
der steuerbaren Katheterspitze ohne Integritätsverlust des Saugkanals zu
einer Ring- oder Hufeisenform windungsfähig.
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Die
erfindungsgemäßen Vorrichtungen
können
in einem Verfahren zur endoskopischen Stabilisierung einer Behandlungsstelle
bei einem bedürftigen
Probanden verwendet werden. Das/die Stabilisierungsverfahren weist/weisen
auf: Schieben des flexiblen Endbereichs einer Stabilisierungsvorrichtung
in einer langgestreckten Form in eine Körperhöhle eines Probanden, Betätigen des
proximalen Steuermechanismus, um den langgestreckten Endbereich
zu einer Ring- oder Hufeisenform in der Körperhöhle zu winden, Halten des proximalen
Abschnitts des langgestreckten Stabes, so daß der gewundene Saugkanal an
der Oberfläche
der Behandlungsstelle ruht, und Anlegen eines ausreichenden Teilvakuums
an den Saugkanal über
den Saugmund, um zu bewirken, daß der Saugkanan an der Behandlungsstelle
haftet, wodurch die Behandlungsstelle stabilisiert wird. Vorzugsweise
wird die Vorrichtung in eine Körperhöhle des
Probanden durch eine kleine chirurgische Öffnung, beispielsweise in der
Brustwand, geschoben. Das Verfahren kann ferner Robotertechnik verwenden,
um die Operation an der Behandlungsstelle durchzuführen. Beispielsweise
kann die Vorrichtung verwendet werden, um eine Bypassoperation an
einem schlagenden Herzen unter torakoskopischer Visualisierung ohne Öffnung der
Brustwand durchzuführen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die dazu dient, eine Behandlungsstelle für eine endoskopische oder roboterunterstützte Operation
bewegungslos zu halten, wobei die Vorrichtung zur Einführung durch
eine kleine chirurgische Öffnung
in einer langgestreckten, nichtfunktionsfähigen Form geeignet ist und
zu einer funktionsfähigen
angepaßten
Form umgeformt werden kann, während
sie sich in der Körperhöhle des
Patienten befindet.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die dazu dient, eine Behandlungsstelle, z. B. eine Anastomosenstelle
einer Koronararterie, für
eine Behandlungsstelle für eine
endoskopische oder roboterunterstützte Operation bewegungslos
zu halten, ohne Anwendung von Druck auf die Behandlungsstelle und
ohne sich der Gefahr einer Vernarbung der Oberfläche der Behandlungsstelle durch
Anwendung der Vorrichtung auszusetzen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine praktische Vorrichtung
bereitzustellen, um eine Anastomosenstelle der Koronararterie während einer endoskopischen
oder roboterunterstützten
Operation bewegungslos und blutlos zu halten, indem der Blutfluß aus einem
sezierten Abschnitt der Koronararterie zwecks Anastomose zurückgehalten
wird.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch die Erfindung erfüllt, die
eine Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren zu deren Verwendung
zur vorübergehenden
Immobilisierung eines lokalen Gewebebereichs bereitstellt, der sich
in einer Körperhöhle befindet,
die durch eine kleine Öffnung,
z. B. in der Brustwand, zugänglich
ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorstehenden und weitere Aspekte der Erfindung wird man am besten
mit Bezug auf die ausführliche
Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
erkennen, wobei diese folgendes zeigen:
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1 ist
eine perspektivische Zeichnung, die die erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung in
einer gewundenen Konfiguration zeigt.
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2 ist
eine Schnittzeichnung der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung,
wobei die Schnittfläche
durch die Pfeile 2–2
in 1 bezeichnet ist.
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3 ist
eine perspektivische Zeichnung mit Schnittdarstellung, die den flexiblen
Endbereich mit einem flexiblen Saugkanal der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
in einer langgestreckten Konfiguration zeigt.
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4 ist
eine Schnittzeichnung des flexiblen Endbereichs und des Saugkanals
der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung,
wobei die Schnittfläche
durch Pfeile 4–4
in 3 gekennzeichnet ist.
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5 ist
eine Schnittzeichnung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung,
geschnitten durch den flexiblen Endbereich und Saugkanal, wie in 4.
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6 ist
eine Schnittzeichnung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
mit zwei Lumen, die in die Hülle
eingeformt sind, die den Saugkanal an dem Stab der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
befestigt.
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7 ist
eine Schnittzeichnung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wie in 4, wobei jedoch ein Lumen sowohl in den inneren
als auch in den äußeren Abschnitte
des Randes des Saugkanals einbezogen ist.
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8 ist
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
in gewundener Konfiguration und zeigt das Innere des Saugkanals mit
einem gekerbten Rand.
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9 ist
eine perspektivische Zeichnung, die eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Saugkörpers mit
Hülle zum
Aufnehmen des flexiblen Endbereichs eines steuerbaren Katheters
zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung stellt eine Stabilisierungsvorrichtung zur Stabilisierung
der Oberfläche
einer Behandlungsstelle während
einer endoskopischen oder roboterunterstützten Operation bereit. Die
Stabilisierungsvorrichtung weist als Merkmal einen flexiblen windungsfähigen Saugkanal
auf, der an einem steuerbaren Stab befestigt ist, der durch eine
kleine chirurgische Öffnung
in einer offenen, langgestreckten Form in eine Körper höhle eines Probanden geschoben
werden kann und dann im Körper
des Probanden in eine gewundene Form umgewandelt werden kann. In
der gewundenen Form wird der Saugkanal an der Oberfläche einer
inneren Behandlungsstelle, z. B. eines inneren Organs, durch Einführung eines
Teilvakuums in den Saugkanal befestigt, während der Saugkanal gegen die
Oberfläche
der Behandlungsstelle gehalten wird. Die erfindungsgemäße Stabilisierungsvorrichtung
ist also besonders zur Stabilisierung der Oberfläche einer Behandlungsstelle
in einer Köperhöhle eines
Probanden während
einer roboterunterstützten
Operation geeignet.
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Die
Stabilisierungsvorrichtung weist einen langgestreckten hohlen Stab
mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende mit einem flexiblen Abschnitt
an seinem distalen Endbereich auf, wobei der Stab so bemessen und
aufgebaut ist, daß er
in eine Körperhöhle eines
Probanden geschoben werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ferner einen Biegemechanismus auf, der am flexiblen Abschnitt
des Stabes und am Steuermechanismus befestigt ist, der dem proximalen
Ende des Stabes zugeordnet ist, um zu bewirken, daß sich der
flexible Abschnitt des Stabes zu einer Ring- oder Hufeisenform windet.
Am flexiblen Endbereich des Stabes in der Vorrichtung befestigt
ist ein langgestreckter windungsfähiger Saugkanal mit einer langgestreckten Basis,
die entlang einer Seite des flexiblen Endbereichs befestigt ist,
ein flexibler Rand, der den Umfang der Basis auf der Seite gegenüber der
Befestigung der Basis des flexiblen Endbereichs umgibt, und ein
oder mehrere Saugmünder
im Saugkanal, die geeignet sind, ein Teilvakuum von einer entfernten
Quelle aufzunehmen. Die Betätigung
des Steuermechanismus in der Vorrichtung bewirkt, daß sich der
Saugkanal zu einer Ring- oder Hufeisenform windet.
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Der
Rand, der die Basis des Saugkanals umgibt, ist durchgehend, aber
ist nicht unbedingt gleichmäßig in Profil
oder Höhe.
Bei der Beschreibung der Ausführungsformen
der Erfindung, bei denen der Rand nicht gleichmäßig ist, ist es praktisch,
bestimmte Abschnitte des Randes in bezug auf ihre Lage in der gewundenen
angepaßten
Form zu beschreiben. Daher wird der Ausdruck "Außenrandabschnitt" hier verwendet,
um den Abschnitt des Randes zu beschreiben, der um den äußeren Umfang (z.
B. Außenumfang)
der Basis verläuft,
wenn der Saugkanal in der gewundenen angepaßten Form ist, und der Begriff "Innenrandabschnitt" wird hier verwendet,
um denjenigen Abschnitt des Randes zu beschreiben, der um den inneren
Umfang verläuft.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Endbereich des aufgeweiteten Außenrandes des erfindungsgemäßen Saugkanals
ausreichend flexibel, so daß das
Einbringen eines Teilvakuums in den Saugkanal, während der Außenrand
des gewundenen Saugkanals in Kontakt mit der Behandlungsstelle ist,
bewirkt, daß sich
der Außenrand
abflacht und über
die Oberfläche
der Behandlungsstelle nach außen
dehnt. Dadurch entsteht eine weiche Kante für den Saugkanal, um eine Quetschung
des darunterliegenden Gewebes zu vermeiden. Da die Dehnung des Außenrandes
auch das Saugfeld vergrößert, um das
Teilvakuum auf einem vergrößerten Gewebebereich
wirken zu lassen, wird eine lokale Blutung (z. B. von Kapillargefäßen), das
durch den Sog bewirkt wird, minimiert oder vermieden.
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Der
Saugkanal, der am flexiblen Endbereich des Stabes befestigt ist,
besteht aus einem weichen, nachgiebigen Material, z. B. Gummi, oder
aus einem elastomeren Polymer, z. B. einem Silikon, Urethan oder
dgl., oder einer Mischung daraus. Da der Saugkanal flexibel ist,
paßt er
sich an die Form einer ungleichmäßigen oder
konturierten Behandlungsstelle ohne weiteres an und haftet an dieser
ohne Einwirkung von Druck auf die Behandlungsstelle, während im
Saugkanal ein Teilvakuum aufgebaut und gehalten wird.
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Der
Saugkanal hat eine solche Gesamtform und Flexibilität, daß ein ausreichendes
Teilvakuum aufgebaut und darin gehalten werden kann, um zu bewirken,
daß der
Saugkanal fest an der Behandlungsstelle haftet, wenn der Saugkanal
in eine gewundene Form umgewandelt und gegen eine Behandlungsstelle
gehalten wird, während über den Saugmund
ein Teilvakuum in den Saugkanal eingebracht wird, z. B. ein Teilvakuum
im Bereich von etwa 100 mm Quecksilbersäule bis etwa 600 mm Quecksilbersäule.
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Im
allgemeinen sind in der gewundenen angepaßten Form im Gegensatz zu einem
gekrümmten oder
konturierten Gesamtaufbau der flexible Endbereich des Stabes und
der befestigte Saugkanal geeignet, genau bündig auf einen ebenen Oberfläche zu sitzen,
während
beispielsweise die Basis und Endbereiche des inneren und äußeren Randes
in den Ebenen liegen. In einer alternativen Ausführungsform kann der gewundene
Saugkanal jedoch am Kontaktpunkt mit der Behandlungsfläche so konturiert
sein, daß er
sich an die ungleichmäßige oder konturierte
Behandlungsfläche
anpaßt,
z. B. an das Äußere eines
menschlichen Herzes und dgl. Normale konturierte Formen sind u.
a. konvex, gebogen, gekrümmt
und dgl.
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Wenn
der gewundene flexible Endbereich in der gewundenen angepaßten Form
ist, liegen er und der Rest des Stabes außerdem weitgehend in einer einzigen
Ebene. In einer alternativen Ausführungsform ist der Biegungsmechanismus,
der am flexiblen Abschnitt des Stabes und am Steuermechanismus befestigt
ist, der der proximalen Ende des Stabes zugeordnet ist, so konfiguriert,
daß sich
der flexible Endbereich des Stabes und der befestigte Saugkanal in
einer Ebene drehen können,
die in einem Winkel; zum Rest des Stabes liegt, wenn der Steuermechanismus
betätigt
wird (während
z. B. gleichzeitig bewirkt wird, daß der flexible Endbereich des
Stabes den befestigten Saugkanal zu einer Ring- oder Hufeisenform
windet).
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Der
Biegemechanismus, der zwischen dem flexiblen Abschnitt des Stabes
und dem Steuermechanismus verläuft,
kann ein beliebiger bekannter Biegemechanismus sein, z. B. ein Kabelsystem,
das entlang des Inneren des hohlen Stabes verläuft, wobei der Steuermechanismus,
der ein drehbarer Griff, eine Kurbel oder ähnliche Einrichtung sein kann,
verwendet wird, um das Kabelsystem zu verstellen, um zu bewirken,
daß sich
der flexible Endbereich zu einer Ring- oder Hufeisenform windet.
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Im
allgemeinen weist der flexible Endbereich des Stabes ein Gelenkverbindungsteil
auf, z. B. eine röhrenförmige Abdeckung
mit einem Muster aus Umfangsschlitzen, die als Wirbel für die Gelenkverbindung
des flexiblen Endbereichs wirken: Die Wirbel können, müssen jedoch nicht gelenkig
miteinander sein oder sind auf einen oder mehrere Ziehdrähte aufgefädelt. Wenn
die Spannung in einem Ziehdraht durch Manipulation des proximalen
Steuermechanismus erhöht
wird, werden die Wirbel auf der Seite, die dem bestimmten Draht
zugeordnet sind, zusammenge drückt,
was bewirkt, daß sich
die Anordnung in dieser Richtung verbiegt. Immerhin können vier
Möglichkeiten
von Gelenkbewegung in einer solchen steuerbaren endoskopischen Vorrichtung
erreicht werden, wie im US-Patent 5 846 183 beschrieben.
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Beispielsweise
kann in einer Ausführungsform
der flexible Endbereich der steuerbaren Katheteranordnung selektiv
gekrümmt
werden durch steuerbares Bewegen einer von drei flachen, sandwichartig
angeordneten Scheiben relativ zu den anderen, und zwar durch Manipulation
eines Griffabschnitts als Steuermechanismus, wie ausführlicher
im US-Patent 5 190 050 beschrieben. In anderen Ausführungsformen,
wie etwa ausführlicher
im US-Patent 5 358 479 beschrieben, kann der flexible Endbereich
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mittels einer einzelnen langgestreckten, im wesentlichen flachen
Scheibenfeder gewunden werden, die im flexiblen Endbereich als der
Biegemechanismus angeordnet ist. Die Scheibe hat mindestens eine
seitliche oder Querverdrehung, die bewirkt, daß der Endbereich des Stabes bei
Betätigung
des Steuermechanismus eine gewünschte
Krümmung
annimmt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann, wie ausführlicher
im US-Patent 4 960 134 beschrieben, der flexible Endbereich des
Stabes in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein Lumen haben, das in bezug auf die Achse des Katheterendbereichs
versetzt ist, und der Steuermechanismus und der Biegemechanismus
weisen ein Gehäuse
mit einer Kolbenkammer an ihrem distalen Ende auf. Ein Kolben ist
in der Kolbenkammer angeordnet, wobei das proximale Ende des Katheterstabes
fest mit dem distalen Ende des Kolbens verbunden ist. Ein Ziehdraht
ist am Gehäuse
befestigt und erstreckt sich durch den Kolben, durch den Stab und
koaxial mit diesem und in das versetzte Lumen des Katheterendbereichs,
wo er befestigt ist. Eine Bewegung des Kolbens relativ zur Länge des
Gehäuses
(oder Stabes) führt
zu einer Verbiegung des flexiblen Endbereichs. In dem hohlen Stab
der steuerbaren Katheteranordnung ist ein Kolben angeordnet.
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Die
Vorrichtung ist so bemessen und aufgebaut, daß sie in eine Körperhöhle eines
Probanden durch eine chirurgische Öffnung eingeführt werden kann,
die nicht größer ist
als, wie sie bei der Durchführung
einer endoskopischen oder roboterun terstützten Operation verwendet wird,
wenn sie in der langgestreckten, offenen angepaßten Form ist.
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Die
Größe des gewundenen
Saugkanals ist besonders geeignet zur Befestigung an einer Anastomosenstelle
an der Oberfläche
eines Herzes, wenn die Öffnung
der gewundenen Basis so geformt und bemessen ist, daß durch
sie die Befestigung eines Koronararterienbypassimplantats an der
Anastomosenstelle möglich
ist. Beispielsweise kann die Form der Öffnung, die durch den Saugkanal
gebildet wird, im wesentlichen kreisförmig, elliptisch, quadratisch und
dgl. sein. Wenn der gewundene Saugkanal im wesentlichen kreisförmig ist,
hat die Öffnung
56 im allgemeinen einen Durchmesser im Bereich von etwa 1 bis etwa
25 mm, vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis etwa 20 mm, kann
man sagen, daß der
Saugkanal die Form eines Pfannkuchens hat. Wenn die Öffnung im
wesentlichen elliptisch ist, hat sie im allgemeinen eine kürzere Achse
im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 mm und eine längere Achse im Bereich von
etwa 5 bis etwa 25 mm. Es ist nicht notwendig, daß sich die
Ringform vollständig
schließt,
wenn der Steuermechanismus betätigt
wird, da die Integrität des
Saugkanals zum Halten eines Vakuums unabhängig von der Form oder dem
Grad der Windung des Saugkanals ist.
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Um
sicherzustellen, daß Quetschung
oder Vernarbung, die durch Anwendung der Vorrichtung an der Behandlungsstelle
verursacht wird, minimiert wird, ist in der bevorzugten Ausführungsform
der Abschnitt des Randes des Saugkanals, der entlang des Außenumfangs
der gewundenen Basis liegt, aufgeweitet und dehnbar, wobei er hoch
flexibel und nachgiebig gegen die Oberfläche der Behandlungsstelle ist;
so daß die
Einwirkung eines Teilvakuums auf den Saugkanal, während der
Rand in Kontakt mit der Behandlungsstelle ist, bewirkt, daß sich dieser
Abschnitt des Randes abflacht und über die Fläche der Behandlungsstelle nach
außen
dehnt. Dieses Merkmal der offenbarten Vorrichtung wird verbessert, wenn
der äußere Randabschnitt
des Randes im Endbereich im wesentlichen dünner ist als an dem Punkt der
Befestigung an der Basis.
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Daher ändert sich
in einer bevorzugten Ausführungsform
die Dicke des Abschnitts des Randes, der entlang des äußeren Umfangs
der gewundenen Basis, d. h. "des äußeren Randabschnitts", liegt, von dem
Punkt der Befestigung an der Basis bis zum Endbereich des Randes
allmählich,
und die Entfernung von der Basis bis zum Endbereich ist bei diesem
Abschnitt des Randes größer als
bei dem Abschnitt des Randes, der entlang des inneren Umfang (d.
h. der inneren Randabschnitts) der gewundenen Basis liegt. Der Rand ändert allmählich das
Profil und die Höhe
in seinen Abschnitten zwischen den inneren und äußeren Abschnitten des Randes
(z. B. an den Enden des Saugkanals in der langgestreckten angepaßten Form)
entsprechend, um sicherzustellen, daß der gewundene Saugkanal den
entsprechenden Grad des Teilvakuums halten kann, wenn er an der Behandlungsstelle
plaziert und mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Wenn ferner in
dieser bevorzugten Ausführungsform
der gewundene Saugkanal gegen eine Behandlungsstelle gehalten wird,
und zwar mit dem Endbereich des äußeren Randabschnitts
an der Behandlungsstelle und ein Teilvakuum über einen oder mehrere Sauganschlüsse in den
Saugkanal eingebracht wird, zieht der Sog, der sich im Saugkanal
entsteht, den Saugkanal gegen die Behandlungsstelle, während sich
der Endabschnitt des flexiblen äußeren Randabschnitts
abflacht und entlang der Oberfläche
der Behandlungsstelle nach außen
dehnt, bis der Innenrandabschnitt, der kürzer und als Wahlmöglichkeit
weniger aufgeweitet und nachgiebig ist als der Endabschnitt des äußeren Randabschnitts,
auch mit der Oberfläche der
Behandlungsstelle in Kontakt kommt.
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Diese
Abflachung und Dehnung des hoch flexiblen äußeren Randabschnitts stellt
sicher, daß die
Kraft des Saugkanals an der Behandlungsstelle, die durch das Teilvakuum
darin erzeugt wird, über
einen viel größeren Bereich
der Behandlungsstelle verteilt wird als in Ausführungsformen, wo der äußere Randabschnitt
vergleichsweise starr und unflexibel ist, wobei eine Beschädigung von
Blutkapillargefäßen und
Gewebe an der Behandlungsstelle weiter minimiert wird.
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Die
Abflachung und Dehnung des äußeren Randabschnitts
nach außen,
während
der Saugkanal an der Behandlungsstelle befestigt wird, vergrößert auch
den Bereich des Saugfeldes. In dieser Ausführungsform ist daher das Saugfeld
des Saugkanals im allgemeinen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 cm2, beispielsweise etwa 3,5 bis etwa 6,0 cm2.
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Die
erhöhte
Größe des Saugfeldes,
verglichen mit Ausführungsformen,
wo der Rand des Saugkanals gleichmäßiger ausgeführt ist,
reduziert den Vakuumdruck, der auf einen gegebenen Gewebebereich
von einer gegebene Teilvakuumquelle ausgeübt wird, wobei das Risiko,
daß die
Verwendung der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
oder des Saugkörpers
eine lokale soginduzierte Blutung erzeugt, z. B. an den Kapillargefäßen im Saugfeld,
weiter minimiert wird. Der Vakuumdruck (d. h. pro Gewebefläche), der
durch den erfindungsgemäßen Saugkanal
aufgebaut wird, ist im allgemeinen im Bereich von etwa 100 bis etwa
600 mm Quecksilbersäule
und vorzugsweise etwa 250 bis etwa 450 mm Quecksilbersäule, in
Abhängigkeit
von der Größe des Saugfeldes
und des Vakuumdrucks der Teilvakuumquelle. Auf jeden Fall liegt
der minimale Vakuumdruck über
dem systolischen Blutdruck des Probanden.
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Der
Saugkanal kann am flexiblen Endbereich des Stabes in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf jede geeignete Art befestigt sein, um entweder permanent fest
oder lösbar
zu sein. Beispielsweise kann der Saugkanal permanent am flexiblen
Endbereich des Stabes eines steuerbaren Katheters befestigt sein,
und zwar durch Erweiterung des weichen, nachgiebigen Materials,
aus dem der Saugkanal besteht, um den flexible Endbereich des steuerbaren
Katheters herum und durch Einformung desselben bei der Herstellung
unter Verwendung von Verfahren und Formbedingungen, z. B. Vernetzungsbedingungen,
Wärme und/oder
Temperatur, die dem Fachmann bekannt sind. Als Alternative kann
der Saugkanal so vorgefertigt sein, daß er eine Hülle aus flexiblem oder elastischem
Material hat, die so bemessen ist, daß sie sich genau um den flexible
Endbereich des Stabes anfügt
und wahlfrei am distalen Endbereich verschlossen ist. Beispielsweise
kann die Hülle
am Umfang der Basis gegenüber
der Seite der Basis befestigt sein, an der der Rand des Saugkanals
befestigt oder zusammenhängend
mit ihm geformt ist. Der vorgefertigte Saugkanal kann dann auf die
Basis entweder permanent oder lösbar
angeordnet werden.
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Zum
Einbringen eines Teilvakuums in den Saugkanal kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner
eine flexible Saugschlauchleitung aufweisen, die zur Befestigung
an der Vakuumquelle geeignet und in Fluidkommunikation mit einem
oder mehreren Saugmündern
ist, die sich in den Saugkanal der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung öffnen. Beispielsweise
ist in einer Ausführungsform
die Saugschlauchleitung mit einer Saugleitung verbunden oder mit
dieser zusammengefügt,
die durch einen Abschnitt der Basis oder des Randes des Saugkanals
verläuft
und mit einem oder mehreren Saugmündern verbunden ist. Wahlweise
kann die Saugschlauchleitung in einem Lumen in dem hohlen Stab enthalten
sein und eine luftdichte Verbindung zwischen einem Saugmund, der
sich an der proximalen Außenseite
des Stabes befindet, und der Saugschlauchleitung herstellen.
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Als
Wahlmöglichkeit
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
ferner auf: einen oder mehrere Münder,
die in die Öffnung
führen,
die durch den gewundenen Saugkanal gebildet wird (z. B. Münder, die nach
außerhalb
des Saugkanals führen)
und eine zweite Schlauchleitung, die eine Verbindung mit einem oder
mehreren Mündern
herstellt. Beispielsweise kann der Saugkanal eine Leitung haben,
die durch einen Abschnitt der Basis oder des Randes verläuft, durch
den die zweite Schlauchleitung führen
kann oder mit dem die zweite Schlauchleitung verbunden ist. Vorzugsweise
befindet sich die Leitung im Innenrandabschnitt des Saugkanals.
In einer Ausführungsform
ist die zweite Schlauchleitung eine Gasschlauchleitung, die zur
Herstellung einer fluiddichten Verbindung zwischen einer Druckgasquelle
und den Mündern
geeignet ist, die in die Öffnung
führen, die
durch den gewundenen Saugkanal gebildet wird. In dieser Ausführungsform
wird die zweite Schlauchleitung verwendet, um einen Druckgasstrom
zur Behandlungsstelle zu leiten, um zur Entfernung eines Fluids
(z. B. Blut) von der Oberfläche
der Behandlungsstelle beizutragen, auch während der Saugkanal daran befestigt
ist. Als Wahlmöglichkeit
kann der proximale Abschnitt der Gasschlauchleitung in den hohlen
Stab der Vorrichtung aufgenommen und mit einem äußeren Gasanschluß verbunden
sein, der sich proximal am Stab der Vorrichtung befindet. Die Möglichkeit,
Fluid während
der Operation in der Öffnung
von der Behandlungsstelle zu entfernen, verbessert die Sicht des
Chirurgen auf die Behandlungsstelle während des chirurgischen Eingriffs.
In einer weiteren Ausführungsform
ist die zweite Schlauchleitung eine Faseroptik oder ist geeignet,
eine Faseroptik aufzunehmen, die am proximalen Ende einer Lichtquelle
befestigt ist. Um die Behandlungsstelle mit einer Lichtquelle zu
versorgen, wird ein aktiver Endbereich der Faseroptik vorzugsweise
durch die Leitung gefädelt,
die durch einen Abschnitt der Basis oder des Randes des Saugkanals
führt (z.
B. durch den Innenrandabschnitt), um Licht durch einen oder mehrere
Anschlüsse
in die Öffnung
zu führen,
die außerhalb
des Saugkanals liegen. Der Saugkanal kann transparent oder durchscheinend
sein, um die Sichtbarkeit der Behandlungsstelle weiter zu verbessern, während der
Saugkanal daran befestigt ist.
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Eine
Ausführungsform
der Stabilisierungsvorrichtung ist in 1 bis 7 gezeigt. 1 zeigt die
Stabilisierungsvorrichtung 2 in gewundener Konfiguration,
wobei der Saugkanal 22 am flexiblen Endbereich 26 des
hohlen Stabes 4 der Vorrichtung befestigt ist oder diesen
einhüllt.
Ein drehbarer Griff 6, der als Steuermechanismus dient,
ist am proximalen Ende des hohlen Stabes 4 angeordnet und
ist mit mehreren Kabeln 14 verbunden, die an ihren distalen Enden
mit dem flexiblen Endbereich 26 der Vorrichtung verbunden
sind. Wenn der drehbare Griff 6 gedreht wird, wirken die
Kabel 14 als Biegemechanismus und bewirken, daß sich der
flexible Endbereich des Stabes in eine gewundene Konfiguration umwandelt.
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Der
flexible Endbereich 26 des hohlen Stabes 4 kann
aus einer Serie von kurzen Teilen des Stabes mit Schlitzen oder Öffnungen
zwischen diesen bestehen (z. B. kann er eine Gelenkvariante eines
steuerbaren Katheters sein, die eine Serie von "Wirbeln" im flexiblen Endbereich haben). Ein
Saugkanal 8, der sich entlang des inneren Lumens 52 des hohlen
Stabes 4 erstreckt, tritt aus der Mitte des drehbaren Griffes 6 zur
Befestigung einer Saugquelle aus. Wie in 4 und 5 gezeigt,
erstreckt sich in einer solchen Gelenkvariante des flexiblen Endbereichs
der Saugkanal 8 entlang dem inneren Lumen 52 des
hohlen Stabes 4 und öffnet
sich in die Saugmünder 12 im
Inneren des Saugkanals durch einen oder mehrere der Umfangs schlitze
im flexiblen Endbereich 26, die als Wirbel zwecks Gelenkfunktion
des flexiblen Endbereichs wirken. Eine wahlfreie Druckgasschlauchleitung 16,
die sich auch entlang des inneren Lumens 52 des hohlen
Stabes 4 erstreckt, ist über einen oder mehrere Umfangsschlitze
im flexiblen Endbereich 26 in Fluidkommunikation mit einem oder
mehreren Gasdurchlässe 18.
Druckgas von einer entfernten Gasquelle strömt also durch die Gasdurchlässe 18,
um einen Druckgasstrom in die Öffnung 56 zu
führen,
die durch den flexible Endbereich und den befestigten Saugkanal
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gebildet wird, wenn sie in der gewundenen Konfiguration ist, die
in 1 gezeigt ist.
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Als
Alternative ist, wie in 2, 6 und 7 gezeigt,
die Leitung 8 über
einen Kanal 48, der durch die Hülle 24 in den äußeren Randabschnitt 28 des
Saugkanals 22 führt,
in Fluidkommunikation mit den Saugmündern 12. In dieser
Ausführungsform sind
die Saugmünder 12 kleine Öffnungen,
die sich im äußeren Randabschnitt 28 befinden,
um aus der Leitung 8 in den Saugkanal 22 ein Teilvakuum
bereitzustellen. Ebenso kann sich eine wahlfreie Druckgasschlauchleitung 16 entlang
des inneren Lumens 52 des hohlen Stabes 4 erstrecken
und über
den Kanal 50, der durch die Hülle 24 und den inneren Randabschnitt 30 des
Saugkörpers 54 führt, in
Verbindung mit einem oder mehreren Gasdurchlässen 18 stehen. Die
wahlfreien Gasdurchlässe 18 sind kleine Öffnungen,
die in der Hülse 24 angeordnet sind,
so daß das
Druckgas von einer entfernten Druckgasquelle in die Öffnung 26 geleitet
wird, die entsteht, wenn die Vorrichtung 22 in einer gewundenen
Konfiguration ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird die Schlauchleitung 16 nicht verwendet, um Gas durchzulassen,
sondern wird verwendet, um eine optische Faser in optischer Kommunikation
mit einer äußeren Lichtquelle
zu halten, und ein Durchlaß 18 ist
ein Lichtdurchlaß,
der entlang der Außenseite
des Saugkanals oder des flexiblen Abschnitts des Stabes angeordnet
ist, so daß Licht,
das vom Lichtdurchlaß durchgelassen
wird, eine Behandlungsstelle in der Öffnung 26 beleuchtet.
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Zwei
Ausführungsformen
des Saugkanals sind in 4, 5 und 7 dargestellt.
In der in 5 gezeigten Ausführungsform sind
der innere 30 und der äußere 28 Randabschnitt
im wesentlichen äquivalent
und so befestigt oder geformt, daß sie die gleiche Ausdehnung
haben wie die Basis 10 und die Hülle 24. Dagegen ist
die vertikale Höhe
des aufgeweiteten Außenrandes 28 in
einer in 4 und 7 gezeigten
Ausführungsform
(gemessen von der Ebene der Basis bis zu der des Endbereichs) größer als die
des Innenrandes 30. In dieser zweiten Ausführungsform ändert sich
die Dicke des Außenrands auch
allmählich,
wobei der Punkt der Befestigung an der Basis am dicksten und der
Endbereich 32 am dünnsten
ist. Wenn der Saugkanal gegen eine Behandlungsstelle gehalten wird
und dabei der Endbereich 32 des Außenrandes 28 an die
Behandlungsstelle gehalten wird und ein Teilvakuum über den Saugmund
in den Saugkanal eingebracht wird, zieht das Teilvakuum, das im
Saugkanal entsteht, den Saugkanal an die Behandlungsstelle, während sich der
Endbereich des flexiblen Außenrandes
abflacht und entlang der Oberfläche
der Behandlungsstelle nach außen
dehnt, bis der Innenrand auch in Kontakt mit der Oberfläche der
Behandlungsstelle kommt. Ein Saugkanal, der aus elastomerem Polymer
besteht und den in 4 und 7 gezeigten
Aufbau hat, behält
die Integrität
des Saugkanals bei, wenn der Saugkanal an eine Behandlungsstelle
angelegt wird und ein Teilvakuum von bis zu 600 mm Quecksilbersäule an den
Saugmund angelegt wird.
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Da
der negative Druck, der im Saugkörper entsteht,
bei einem gegebenen Saugdruck umgekehrt proportional zur Saugfläche des
Saugkörpers ist,
ist erkennbar, daß,
wenn der Saugkanal seine minimale Größe hat, wie hier offenbart,
der Saugdruck, der im Saugkörper
entsteht, sich stark erhöht.
Die Ausführungsform,
wo der Außenrandabschnitt
aufgeweitet und dehnbar ist, ist somit zur Verhinderung einer unerwünschten
Beschädigung
der Behandlungsstelle, z. B. der Oberfläche eines Herzes, besonders geeignet.
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Die
langgestreckte Konfiguration des Saugkanals ist in perspektivischer
Ansicht von oben in 3 dargestellt. In dieser Konfiguration
ist die Basis (nicht sichtbar) langgestreckt, und der Rand 40 umgibt
den Umfang der Basis. Die gewundene Konfiguration ist in perspektivischer
Form von oben in 1 und in einer Draufsicht in 8 dargestellt.
In der gewundenen Konfiguration ist der Saugkanal zu einer im wesentlichen
kreisförmigen
Konfiguration gewunden, wobei eine Öffnung 56 entsteht.
In dieser Konfiguration ist der Innenrandabschnitt 30 derjenige
Abschnitt, der entlang dem Innenumfang der gewundenen Basis liegt,
und der Außenrandabschnitt 28 ist derjenige
Abschnitt, der entlang dem Außenumfang der
gewundenen Basis liegt. Zusammen umgeben die Randabschnitte 28, 30 und 40 die
Basis.
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Als
Wahlmöglichkeit
kann ein einmalig verwendbare Ansaugrückhalteeinrichtung, z. B. das
Medi-vacTM System (Baxter Healthcare, Deerfield,
IL), zwischen der Saugquelle und dem Saugkanal angeordnet sein,
um Fluide, die sich im Saugkanal ansammeln, abzufangen.
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Als
Wahlmöglichkeit
können
die Basis und der Rand des Saugkanals entlang der Innenseite des Saugkanals
so angeformt sein, daß eine
Serie von Bereichen entstehen, wo das Teilvakuum, das bei der Befestigung
an der Behandlungsstelle entsteht, größer ist als in angrenzenden
Bereichen. Beispielsweise kann das Innere des Saugkanals gekerbt
sein, wie in 8 gezeigt, um eine Vielzahl
von Bereichen 42 entlang der Länge des Kanals zu bilden, die
etwa äquivalent
zu den Saugnäpfen
funktionieren.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die mit Bezug auf 9 beschrieben ist, werden windungsfähige flexible
Saugkörper, wahlweise
einmalig verwendbare Saugkörper,
zur Überwachung
des flexiblen Endbereichs eines steuerbaren Katheters und zur Stabilisierung
der Oberfläche
einer Behandlungsstelle in einer Körperhöhle eines Probanden bereitgestellt.
In dieser Ausführungsform
kann der erfindungsgemäße Saugkanal
getrennt von dem steuerbaren Katheter hergestellt und/oder vertrieben
werden. Der erfindungsgemäße windungsfähige, flexible
Saugkörper 54,
der in 9 in langgestreckter Konfiguration dargestellt
ist, weist auf: einen langgestreckten, aber windungsfähigen Saugkanal 22 mit
einer langgestreckten Basis 10, einem flexiblen Rand 40 mit
einem inneren 28 und einem äußeren 30 Randabschnitt,
der den Umfang der Basis umgibt, einer flexibler langgestreckter
Hülle 24, die
entlang dem Umfang der Basis auf ihrer Seite gegenüber dem
flexiblen Rand angeordnet ist. Die Hülle 24 ist an einem
Ende 36 verschlossen, hat aber eine Hüllenöffnung 46 am gegenüberliegenden
Ende der langgestreckten Hülle.
Der Saugkörper
weist ferner einen oder mehreren Saugmünder zur Herstellung eines
Teilvakuums in dem Saugkanal und eine flexible Schlauchleitung 8 in
Fluidkommunikation mit dem einen oder mehreren Saugmündern auf.
Wie auch in 9 gezeigt, erstreckt sich die
Saugschlauchleitung 8 entlang der Außenseite der Hülle 24 und
ist dann in Fluidkommunikation mit dem Kanal 48, der durch
den Außenrandabschnitt 28 des
Saugkörpers 54 führt, wo
er in Fluidkommunikation mit den Saugmündern (in diesen Figuren nicht
dargestellt) tritt, die sich in den Saugkanal öffnen.
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Der
Saugkörper
mit der flexiblen oder elastischen Hülle besteht aus einem flexiblen
oder elastischen Material, vorzugsweise einem elastomeren Polymer,
z. B. einem Silikon oder Urethan, und ist geeignet, auf dem flexiblen
Endbereich eines steuerbaren endoskopischen Katheters zu gleiten
oder daran befestigt zu sein, z. B. durch Reibeingriff. Als Alternative
kann der Saugkörper
lösbar
oder permanent am flexiblen Endbereich eines steuerbaren Katheters durch
jedes geeignete Mittel befestigt sein, z. B. durch Leimen, Aufbringen
durch Erwärmung,
Umschnüren
oder Verbinden des flexiblen Saugkörpers mit dem flexiblen Endbereich.
Da der Saugkörper sehr
flexibel und windungsfähig
ist, kann er ohne Verlust an Integrität des Saugkanals in eine Ring-
oder Hufeisenform umgewandelt werden.
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Die
Saugschlauchleitung ist zur Verbindung mit einer Vakuumquelle zur
Einbringung eines Teilvakuums in den Saugkanal geeignet. Als Wahlmöglichkeit
weist der erfindungsgemäße Saugkörper, wie ferner
in 9 gezeigt, ferner eine Gasschlauchleitung 16 in
Fluidkommunikation mit einem oder mehreren Gasdurchlässen auf,
die angeordnet sind, um einen Druckgasstrom in eine Öffnung zu
leiten, die entsteht, wenn der Saugkörper am flexiblen Endbereich
eines steuerbaren Katheters befestigt ist und durch Betätigung des
Steuermechanismus im Katheter in eine gewundene Konfiguration umgewandelt wird.
Wie in 9 gezeigt, ist die Gasschlauchleitung 16 mit
der Leitung 50, die sich entlang der Außenseite der Hülle 24 erstreckt,
zusammengefügt
und führt dann
in den Innenrandab schnitt 30 des Saugkörpers 54, wo sie sich
mit den Gasdurchlässen
verbindet, die nicht in dieser Figur gezeigt sind.
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Ferner
sind Verfahren zur Stabilisierung einer Behandlungsstelle unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung
offenbart. Die Verfahren weisen die Schritte auf: Schieben des flexiblen
Endbereichs der Stabilisierungsvorrichtung in einer langgestreckten
angepaßten
Form in eine Körperhöhle eines
Probanden, Betätigen
des proximalen Biegemechanismus, um den flexible Endbereich zu einer
Ring- oder Hufeisenform in der Körperhöhle zu winden,
Halten des proximalen Abschnitts des langgestreckten Stabes, so
daß der
gewundene Saugkanal an der Oberfläche der Behandlungsstelle ruht,
und Anlegen eines ausreichenden Teilvakuums an den Saugkanal über einen
oder mehrere Saugmünder,
um zu bewirken, daß der
Saugkanal an der Behandlungsstelle haftet, wobei die Behandlungsstelle
stabilisiert wird. Vorzugsweise erfolgt das Schieben des Behandlungsstellenstabilisators
in die Körperhöhle des
Probanden gemäß den offenbarten Verfahren
mittels einer kleinen chirurgisch erzeugten Öffnung im Körper des Patienten, z. B. einer Öffnung mit
den Dimensionen im Bereich von etwa 3 bis etwa 20 mm, z. B. von
etwa 8 bis etwa 15 mm.
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Diese
Behandlungsstellen, die in dem Verfahren erwogen werden, sind die
Oberfläche
eines inneren Organs, z. B. Herz, Magen, Speiseröhre, Gallenblase, Leber, Darm,
Niere oder Lunge, des Probanden und dgl., ohne darauf beschränkt zu sein. Unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren
und Vorrichtungen legt der Saugkanal ein stabilisierendes Teilvakuum
an die Oberfläche
im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 cm2 an
die Behandlungsstelle an.
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Wenn
die Vorrichtung des Typs, bei dem der Außenrandabschnitt aufgeweitet
und dehnbar ist, besteht die Tendenz, daß der Außenrandabschnitt sich abflacht
und nach außen
dehnt, wenn das Teilvakuum im Saugkanal aufgebaut wird, wobei die
Bildung eines lokalen soginduzierte Blutung auf der Oberfläche der
Behandlungsstelle minimiert wird.
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Bei
Verwendung ergreift der Chirurg das proximale Ende des Stabes der
Vorrichtung, der mit einem Griff versehen sein kann, während er
den proximal angeordnete Steuermechanismus beispielsweise manuell
betätigt,
um zu bewirken, daß der
flexible Endbereich des Stabes sich zu einer Ring- oder Hufeisenform
windet. Wahlweise kann das Verfahren ferner den Schritt aufweisen:
vorübergehendes
Befestigen des proximalen Abschnitts des Stabes an einem äußeren Gegenstand,
z. B. Operationstisch, um der Behandlungsstelle eine weitere Stabilisierungsmaßnahme zu
bieten.
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Die
Stabilisierung der Behandlungsstelle weist im allgemeinen das Anlegen
einer Spannung an die Oberfläche
der Behandlungsstelle in der Körperhöhle auf,
was für
eine deutlichere Visualisierung der Behandlungsstelle und/oder die
Durchführung
einer Inzision eben dort geeignet sein kann und dgl. Im allgemeinen
bewirkt das Einbringen eines Teilvakuums und das Haften des Saugkanals
an der Behandlungsstelle auch ein partielles Herauspressen der Behandlungsstelle
durch die Öffnung,
die durch den ring- oder hufeisenförmigen Saugkanal gebildet wird, was
auch die Sicht verbessern und der Behandlungsstelle gewünschte Attribute
verleihen kann. Wenn beispielsweise die Behandlungsstelle eine Anastomosenstelle
einer Koronararterie an der Oberfläche eines schlagenden Herzes
ist, bedeutet der Stabilisierungseffekt der Vorrichtung eine wesentlich
Reduzierung der Bewegung der Behandlungsstelle am schlagenden Herz
während
einer Bypassoperation, insbesondere während einer roboterunterstützten Bypassoperation.
Unter Verwendung der Vorrichtung und der Verfahren kann eine Behandlungsstelle
ohne weiteres auch auf einer vorderen Seite des schlagenden Herzes
stabilisiert werden.
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Bei
bekannten Verfahren der Herzchirurgie war es notwendig, die Brustwand
zu "öffnen", beispielsweise
durch mediane Sternotomie oder durch Thoraktomie. Beispielsweise
wurde ein MIDCAB-Verfahren durch eine kleine (6 bis 9 cm große) linke
vordere Brustinzision im vierten Interkostalraum verwendet, und
die linke innere Thoraxarterie wurde entnommen. Dann wurde die innere
Thoraxarterie ohne kardiopulmonalen Bypass mit der linken vorderen
absteigenden Arterie anastomosiert. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren
und der erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung kann
jedoch der flexible Endbereich, der den langgestreckten Saugkanal
trägt,
durch eine kleine chirurgisch erzeugte Öffnung in der Brustwand geschoben und
verwendet werden, um das schlagende Herz zu stabilisieren, während die
Bypassoperation mit Roboterunterstützung durchgeführt wird,
beispielsweise unter thorakoskopischer Visualisierung, ohne die Brustwand
zu "öffnen".
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Wenn
die Stabilisierungsvorrichtung, die in dem Verfahren des Typs verwendet
wird, der eine Druckgasschlauchleitung in Fluidkommunikation mit einem
oder mehreren Gasdurchlässen
aufweist, die sich an der Außenseite
des Saugkanals befinden, um Druckgas in eine Öffnung einzuleiten, die durch
den gewundenen Saugkanal gebildet wird, kann das Verfahren ferner
die Schritte aufweisen: Leiten von Druckgas durch eine oder mehrere
Gasdurchlässe
in die Öffnung,
um ein akkumuliertes Fluid, z. B. Blut, von der Behandlungsstelle
zu entfernen.
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In
den beschriebenen Verfahren wird der Saugkörper verwendet, um ein Teilvakuum
auf die Oberfläche
im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 cm2 und
vorzugsweise von etwa 3,5 bis etwa 6,0 cm2 aufzubringen,
um die Bildung einer durch Sog bewirkten lokalen Blutung an der
Oberfläche
der Behandlungsstelle zu minimieren.
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In
einem alternativen Verfahren wird die Stabilisierungsvorrichtung
zusammengefügt,
indem der flexible distale Endbereich des Katheters in die Öffnung in
der Hülle
des Saugkörpers
eingefügt
wird, der Saugkörper
entlang des flexiblen Endbereichs des steuerbaren Katheters geschoben
und der Saugkörper
am flexiblen distalen Endbereich des steuerbaren endoskopischen
Katheters dann fest, aber vorzugsweise lösbar befestigt wird, beispielsweise durch
Reibeingriff. Im allgemeinen bringt die Elastizität der Hülle ausreichend
Kraft gegen den Endbereich des Katheters auf, so daß der Saugkörper fest an
Ort und Stelle gehalten wird. Es ist jedoch innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung denkbar, daß solche
Mittel wie Kleber, Bindungen oder andere geeignete Klemmeinrichtungen
verwendet werden können,
um den Saugkörper
am flexiblen Endbereich des Katheters zu befestigen und/oder den
Saugkörper
in richtiger Ausrichtung dazu zu halten. Der verwendete Katheter
muß jedoch
einer sein, der geeignet ist, sich bei Betätigung des Steuermechanismus zu
einer Ring- oder Hufeisenform zu win den, z. B. EndoFlexTM (Genzyme
Surgical Products, Cambridge, MA).