DE60129997T2

DE60129997T2 - Motorsteuerungssystem für ein chirurgisches handstück

Info

Publication number: DE60129997T2
Application number: DE60129997T
Authority: DE
Inventors: Kevin L. Jacksonville McFARLIN; Cecil B Jacksonville LEWIS
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2000-09-24
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2021-09-25
Also published as: JP2004508874A; US7177533B2; US20020038102A1; ES2291353T3; WO2002024082A3; EP1322236A2; EP1322236B1; DE60129997D1; WO2002024082A2; JP4993839B2; ATE369800T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf motorbetriebene Handstücke zum Antreiben von chirurgischen Schneidinstrumenten. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Steuersystem zum Verbinden bzw. Schnittstellenbilden mit einem motorbetriebenen chirurgischen Handstück und zum Steuern seines Betriebs. Motorbetriebene chirurgische Handstücke werden in vielen medizinischen Spezialgebieten alltäglich verwendet, um chirurgische Klingen oder Schneidinstrumente anzutreiben, um verschiedene, diverse Schneidfunktionen einschließlich der Resektion, der Splitterung, des Sezierens, der Wundexzision, des Abschabens, des Bohrens, der Zermahlung und des Formens von anatomischem Gewebe auszuführen. In den Bereichen der HNO/Kopf/Nacken-Chirurgie sind die Handstücke typischerweise für eine wahlweise Kopplung an eine Vielzahl verschiedener Entwürfe chirurgischer Mikroschneidinstrumente zum Ausführen einer spezifischen Prozedur konfiguriert. Während des Gebrauchs wählt der Chirurg auf der Grundlage der spezifischen chirurgischen Prozedur das geeignete Mikroschneidwerkzeug aus und bringt es an dem motorbetriebenen Handstück an. Das motorbetriebene Handstück wird dann betrieben, um eine oder mehrere zum Ausführen des chirurgischen Vorgangs erforderliche Komponenten des Mikroschneidwerkzeugs zu bewegen (z. B. Drehung, Oszillation). Es wird darauf hingewiesen, dass die drehungsbezogenen Anforderungen, die von einem motorbetriebenen chirurgischen Handstück für HNO/Kopf/Nacken-Prozeduren typischerweise gefordert werden, von etwa 500 min^–1 bei laryngealen bzw. auf den Kehlkopf bezogenen Skimming-Vorgängen bis über 60000 min^–1 bei Hochgeschwindigkeits-Bohrvorgängen gehen. Der gewöhnliche Drehzahlbereich des motorbetriebenen chirur gischen Handstücks geht von etwa 300 min^–1 bis etwa 80000 min^–1.
Neben den Motorweiterentwicklungen wie etwa der Verwendung von bürstenlosen Gleichstrommotoren sind Gesamtsysteme zur Verwendung mit dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück und damit zusammenhängenden chirurgischen Mikroschneidinstrumenten entwickelt worden. Ein typisches System zusätzlich zu einem motorbetriebenen Handstück und einem oder mehreren Mikroschneidinstrumenten umfasst eine Steuerkonsole und ein Kabel, das das Handstück mit der Konsole verbindet. Die Steuerkonsole ist so konfiguriert, dass sie die Energieversorgung des Motors, der anderweitig dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück zugeordnet ist, aktiviert und/oder steuert. Beispielsweise kann ein Hand- oder Fußschalter als Teil des Systems vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der Handhabung des Fuß- oder Handschalters durch den Chirurgen wird ein entsprechendes Signal an die Steuerkonsole geliefert, die ihrerseits das Handstück auf eine entsprechende Drehzahl erregt.
Die verbesserten Fähigkeiten von motorbetriebenen chirurgischen Handstücken sowie die gewaltige Anzahl von verfügbaren chirurgischen Mikroschneidinstrumenten, die nun erhältlich sind, haben zweifellos die Anzahl von HNO/Kopf/Nacken-Prozeduren, die ein Chirurg unter Verwendung eines einzigen chirurgischen Systems ausführen kann, stark erhöht. Jedoch ist mit der wesentlichen Erweiterung verfügbarer Prozeduren die Möglichkeit einer falschen Vorrichtungsauswahl und/oder Bedienung entstanden. Da ein Chirurg nun ein einziges Handstück mit einer Vielfalt verschiedener Mikroschneidinstrumente verwenden kann, um eine Vielzahl verschiedener Prozeduren auszuführen, ist es nämlich möglich, dass das chirurgische Personal das Handstück unabsichtlich mit Einstellungen betreibt, die für eine bestimmte chirurgische Prozedur nicht ganz optimal sind. Beispielsweise kann ein Chirurg, der eine Kehlkopf-Dreifachschnitt-(Tricut)-Prozedur ausführt, versehentlich versuchen, das motorbetriebene Handstück mit Drehzahlen zu betreiben, die weit über dem verlangten Grenzwert von 1200 min^–1 liegen, weil es ihm nicht gelungen ist, die Steuerpulteinstellungen von einer vorhergehenden anderen Prozedur anzugleichen, oder das chirurgische Personal nicht in der Lage war, die bevorzugten Einstellungen abzurufen, usw. Außerdem müssen von dem chirurgischen Personal weitere Betriebseinstellungen wie etwa die Drehbetriebsart (z. B. vorwärts, rückwärts, oszillierend), Spülungseinstellungen usw. bestimmt und korrekt ausgeführt werden, was wiederum die Fehlermöglichkeit erhöht.
US-A-6037724 (der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Dokument) offenbart ein System für motorbetriebenes chirurgisches Handstück, das Instrumenteninformationen interpretiert, um den Typ eines an dem Handstück angebrachten Mikroschneidinstruments zu identifizieren.
Motorbetriebene chirurgische Handstücke und insbesondere motorbetriebene Handstücke, die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl verschiedener Mikroschneidinstrumente, die für chirurgische HNO/Kopf/Nacken-Eingriffe nützlich sind, wahlweise aufnehmen, sind hoch erwünscht. Jedoch kann die Weiterentwicklung verfügbarer Merkmale Anlass für eine unbeabsichtigte Fehlbedienung sein. Daher besteht ein Bedarf an einem interaktiven Steuersystem für motorbetriebenes chirurgisches Handstück, das den Betrieb des chirurgischen Handstücks steuert und dabei dem Chirurgen Informationen, eine Unterstützung und/oder eine Kontrolle verschafft, die für einen bestimmten chirurgischen Vorgang spezifisch sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Motorsteuersystem, wie es durch Anspruch 1 definiert ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung schafft ein chirurgisches Mikroschneidsystem. Ein chirurgisches Mikroschneidsystem wird zum Ausführen diverser Schneidfunktionen verwendet. Ein motorbetriebenes chirurgisches Handstück ist so konfiguriert, dass es das chirurgische Mikroschneidinstrument aufnimmt und antreibt. Eine Steuereinheit betreibt das chirurgische Mikroschneidsystem entsprechend anwenderdefinierten Prozedurinformationen.
Im Gebrauch werden Informationen und Betriebseigenschaften, die den von einem Anwender eingegebenen anwenderdefinierten Prozedurinformationen zugeordnet sind, über die Steuerkonsole erzeugt, wobei auf der Grundlage der erzeugten Informationen und Betriebseigenschaften bevorzugte Betriebseinstellungen angezeigt werden. Das System führt dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück entsprechend den Betriebseigenschaften, die den anwenderdefinierten Prozedurinformationen zugeordnet sind, Energie zu.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden nun lediglich beispielhalber bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
1 ist ein Blockschaltplan eines Steuersystems für motorbetriebenes chirurgisches Handstück gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Ablaufplan, der die allgemeine Verwendung des Steuersystems von 1 zeigt;
3 ist ein Ablaufplan, der einen durch eine bevorzugte Ausführungsform des Steuersystems von 1 ausgeführten Warnvorgang zeigt;
4 ist ein Ablaufplan, der eine spezifische Anwendung des Steuersystems von 1 zeigt;
5 ist ein Ablaufplan, der ein Drehzahlsteuermerkmal, das einer bevorzugten Ausführungsform des Steuersystems von 1 zugeordnet ist, zeigt; und
6 ist ein Ablaufplan, der eine Anwendung des Steuersystems von 1 zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 ist in Blockform eine bevorzugte Ausführungsform eines Steuersystems 10 für motorbetriebenes chirurgisches Handstück gezeigt. Das Steuersystem 10 umfasst eine Steuereinheit 12, ein motorbetriebenes chirurgisches Handstück 14, eine Dateneingabevorrichtung 16, einen Anzeigeschirm 18 und eine Drehzahlsteuereinheit 20. Die verschiedenen Komponenten des Steuersystems 10 werden nachstehend ausführlicher beschrieben. Allgemein sind jedoch das Handstück 14, die Dateneingabevorrichtung 16, der Anzeigeschirm 18 und die Drehzahlsteuereinheit 20 mit der Steuereinheit 12 elektrisch verbunden. Während des Gebrauchs erfasst die Steuereinheit 12 das Vorhandensein des motorbetriebenen Handstücks 14 und empfängt über die Dateneingabevorrichtung 16 Prozedurinformationen von chirurgischem Personal (nicht gezeigt). Auf der Grundlage dieser Informationen zeigt die Steuereinheit 12 dem chirurgischen Personal Betriebsinformationen an dem Anzeigeschirm 18 an. In Abhängigkeit von der bestimmten auszuführenden Prozedur kann die Steuereinheit 12 zusätz liche Prozedurinformationen von dem chirurgischen Personal anfordern und über die Dateneingabevorrichtung 16 empfangene und/oder zusätzliche Betriebsinformationen an dem Anzeigeschirm 18 anzeigen. Sobald die Steuereinheit 12 eine geeignete Systemkonfiguration bestimmt hat, setzt die Steuereinheit 12 das Handstück 14 auf einen bestimmten Energiepegel, der ein von dem chirurgischen Personal an der Dateneingabevorrichtung 16 ausgewählter, durch den Betrieb der Drehzahlsteuereinheit 20 usw. vorgeschriebener Vorgabewert sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Steuereinheit 12, die Dateneingabevorrichtung 16 und der Anzeigeschirm 18 in Form einer einzigen Steuerkonsole vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit 12 ein mikroprozessorgestützter Computer mit einem zugeordneten Speicher und einer zugeordneten Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung. Alternativ kann ein programmierbarer Logikcontroller (PLC) oder ein anderer Controller oder eine äquivalente Schaltungsanordnung verwendet werden.
Die Dateneingabevorrichtung 16, die als Anwenderschnittstelle dient, kann eine breite Vielfalt von Konfigurationen annehmen und ist vorzugsweise ein Membran-Tastfeld, das an sich bekannt ist und sehr nahe an dem Anzeigeschirm 18 angeordnet oder in diesen integriert ist. Ähnlich kann der Anzeigeschirm 18 eine breite Vielfalt von Formen wie etwa als Katodenstrahlröhre oder Flüssigkristallanzeige annehmen. Ungeachtet dessen ist der Anzeigeschirm 18 so konfiguriert, dass er das chirurgische Personal mit Informationen versorgt, die sich auf den Betrieb des Systems 10 beziehen.
Das motorbetriebene chirurgische Handstück 14 ist vorzugsweise ein an sich bekannter Typ und so konfiguriert, dass es ein chirurgisches Mikroschneidinstrument 22 wahlweise aufnimmt und antreibt. Annehmbare motorbetriebene chirurgische Handstücke sind beispielsweise von Medtronic-Xomed, Jacksonville, Fl, erhältlich und umfassen einen Motor 24 und ein Gehäuse 26. Beispiele von verfügbaren motorbetriebenen chirurgischen Handstücken sind in den US-Patenten Nr. 5.910.152 und Nr. 5.957.881 beschrieben, wobei jene selbstverständlich nur einige wenige Beispiele annehmbarer motorbetriebener chirurgischer Handstücke sind.
Das chirurgische Mikroschneidinstrument 22 kann eine breite Vielfalt von Formen annehmen, wie es an sich bekannt ist. Das Mikroschneidinstrument 22 kann beispielsweise ein Mikro-Resektionsinstrument, ein Mikro-Bohrinstrument, ein Mikro-Wundexzisionsinstrument, ein Mikro-Schabinstrument, ein Mikro-Abtragungsinstrument usw. sein. Ungeachtet dessen ist das Mikroschneidinstrument 22 so beschaffen, dass es wahlweise an das motorbetriebene chirurgische Handstück 14 gekoppelt und von diesem angetrieben werden kann.
Wie an sich bekannt ist, erfordern viele HNO/Kopf/Nacken-Mikroschneidprozeduren eine ununterbrochene Zufuhr eines Spülungsfluids zu der Zielstelle. Beispielsweise erfordern sowohl die Mikrobohrprozedur als auch die Mikroschabprozedur eine Fluidspülung. Dazu umfasst das System 10 vorzugsweise eine separate Spülungsfluidquelle 30, die mit der Steuereinheit 12 verbunden ist. Bei dieser Konfiguration steuert die Steuereinheit 12 deren Aktivierung und/oder die zur Zielstelle zugeführte Durchflussmenge. Beispielsweise umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform das Steuersystem 10 eine Pumpe 32 oder ist mit einer solchen verbunden, die anderweitig mit der Spülungsversorgungsquelle 30 verbunden ist. Auf die Aktivierung durch die Steuereinheit 12 hin leitet die Pumpe 32 Spü lungsfluid zu dem Schlauch bzw. der Röhrenleitung 34, die anderweitig dem Gehäuse 26 des Handstücks 14 zugeordnet ist. Wie an sich bekannt ist, ist die Röhrenleitung 34 vorzugsweise fluidisch mit einem entsprechenden Abschnitt des Mikroschneidinstruments 22 verbunden, der das Spülungsfluid anderweitig zu der Zielstelle leitet. Ein Beispiel einer annehmbaren Konfiguration ist in dem US-Patent Nr. 5.910.152 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fluidspülung-Versorgungsquelle 30 direkt mit dem Handstück 14 verbunden oder diesem zugeordnet sein, so dass das chirurgische Personal eine Zufuhr von Fluid direkt steuern kann.
Jüngste Weiterentwicklungen von motorbetriebenen Handstückentwürfen haben die Verwendung einer Flüssigkeit zum Kühlen des motorbetriebenen Handstücks 14 während des Gebrauchs ins Auge gefasst. In dieser Hinsicht umfasst das Steuersystem 10 in einer bevorzugten Ausführungsform ferner eine Kühlflüssigkeit-Versorgungsquelle 40. Wie die oben beschriebene Fluidspülung-Versorgungsquelle 30 kann die Kühlflüssigkeit-Versorgungsquelle 40 direkt mit dem Handstück 14 (z. B. dem Gehäuse 26) verbunden sein, um dieses zu kühlen, oder direkt durch die Steuereinheit 12 geleitet oder von dieser gesteuert sein.
Die Verwendung des Steuersystems 10 zum Steuern des chirurgischen Handstücks 14 ist allgemein durch den Ablaufplan von 2 dargestellt. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 beginnt ein bevorzugtes Verfahren der Verwendung des Systems 10 der vorliegenden Erfindung im Schritt 50, in dem die Steuereinheit 12 das Vorhandensein des chirurgischen Handstücks 14 erfasst. Das motorbetriebene chirurgische Handstück 14 kann beispielsweise eine Schnuranordnung (nicht gezeigt) umfassen, die in einem Verbindungsstecker (nicht gezeigt) endet, der anderweitig mit einem Aufnahmeanschluss oder Sockel (nicht gezeigt) elektrisch verbindbar ist, der mit der Steuereinheit 12 elektrisch verbunden ist. Ein Beispiel einer annehmbaren Verbindung ist in dem US-Patent Nr. 5.903.117 vorgesehen. Alternative Verbindungssysteme, die an sich bekannt sind, sind gleichfalls annehmbar, solange die Steuereinheit 12 in der Lage ist, zu bestimmen, ob das chirurgische Personal durch Auswählen und Verbinden des Handstücks 14 eine chirurgische Prozedur eingeleitet hat. Falls die Steuereinheit 12 im Schritt 50 das Handstück 14 nicht erkennt, werden Vorgänge nicht fortgesetzt.
Unter der Annahme, dass das Handstück korrekt verbunden ist, bestimmt die Steuereinheit 12 im Schritt 52, ob das Mikroschneidinstrument 22 mit dem Handstück 14 gekoppelt worden ist, sowie den Instrumententyp. In dieser Hinsicht kann das motorbetriebene Handstück 14 so konfiguriert sein, dass es die Steuereinheit 12 mit einem Signal versorgt, das die Anbringung des Mikroschneidinstruments 22 angibt. Alternativ kann das chirurgische Personal die Steuereinheit 12 über die Dateneingabevorrichtung 16 über das Vorhandensein des Mikroschneidinstruments 22 informieren. In dieser Hinsicht kann die Steuereinheit 12 entweder direkt von dem chirurgischen Handstück 14 oder von dem chirurgischen Personal über die Dateneingabevorrichtung 16 Informationen empfangen, die die exakte Form des Mikroschneidinstruments 22 angeben. Alternativ jedoch fordert das System 10, um fortsetzen zu können, keine Bestätigung der spezifischen Form des Mikroschneidinstruments 22.
Im Schritt 54 erzeugt die Steuereinheit 12 Informationen und Betriebseigenschaften, die der bestimmten auszuführenden chirurgischen Prozedur zugeordnet sind. Wie weiter unten beschrieben wird, fordert in einer bevorzugten Ausführungsform die Steuereinheit 12 das chirurgische Personal über den Anzeigeschirm 18 auf, die bestimmte auszuführende Prozedur einzugeben. Das chirurgische Personal kann beispielsweise über die Dateneingabevorrichtung 16 eine allgemeine anatomische Stelle für die Operation aus einer durch die Steuereinheit 12 an dem Anzeigeschirm 18 erzeugten Liste auswählen. Zusätzlich oder alternativ kann das chirurgische Personal eine spezifische chirurgische Prozedur und eine entsprechende anatomische Stelle aus einer durch die Steuereinheit 12 an dem Anzeigeschirm 18 erzeugten Liste auswählen. Außerdem kann die Steuereinheit 12 im Voraus gespeicherte Informationen über chirurgische Prozeduren enthalten, die dem bestimmten Mikroschneidinstrument 22 und/oder dem bestimmten Handstück 14, das anderweitig mit der Steuereinheit 12 verbunden ist, entsprechen. Bei dieser Konfiguration wählt die Steuereinheit 12 auf der Grundlage von Informationen über das erkannte oder erfasste Handstück 14 und/oder das Mikroschneidinstrument 22 geeignete Prozedurinformationen aus dieser Datenbank aus.
Im Schritt 56 veranlasst die Steuereinheit 12, dass der Anzeigeschirm 18 bevorzugte Betriebseinstellungen, die auf den erzeugten Informationen über die chirurgische Prozedur basieren, anzeigt. Beispielsweise signalisiert die Steuereinheit 12, wie weiter unten beschrieben wird, dem Anzeigeschirm 18 die bevorzugte Handstück-Betriebsgeschwindigkeit, die Drehbetriebsart, die Durchflussmenge der Fluidspülung und Informationen, die die chirurgische Prozedur, auf die sich die bevorzugten Einstellungen beziehen, anzuzeigen. Nach dem Überprüfen der angezeigten Informationen kann das chirurgische Personal bestätigen, dass die gewünschte chirurgische Prozedur ausgewählt worden ist, und die bevorzugten Betriebseinstellungen bestätigen. Im Ergebnis ist es nicht mehr erforderlich, die vorgeschlagenen Einstellungen einzeln zu untersuchen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform auf die ange zeigten Werte als Vorgabeeinstellungen für das System 10 aufgebaut werden kann.
Im Schritt 58 ermöglicht die Steuereinheit 12 den Betrieb des motorbetriebenen chirurgischen Handstücks 14. Der Chirurg kann beispielsweise das Mikroschneidinstrument 22 zu der Zielstelle führen und beispielsweise über die Drehzahlsteuereinheit 20 die Aktivierung des motorbetriebenen Handstücks 14 einleiten. Als Reaktion versorgt die Steuereinheit 12, unter der Annahme, dass alle vorhergehenden Schritte korrekt ausgeführt worden sind, das motorbetriebene Handstück 14 mit Strom bzw. Energie, so dass der Chirurg die gewünschte chirurgische Prozedur erledigen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform aktiviert und steuert die Steuereinheit ferner die Fluiddurchflussmenge von der Spülungsfluid-Versorgungsquelle 30 und der Kühlfluid-Versorgungsquelle 40 entsprechend den gewünschten Betriebsparametern. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Beispiel einer gesteuerten Versorgung eines chirurgischen Handstücks mit Energie in dem US-Patent Nr. 5.903.117 beschrieben ist. Jedoch ist auf dem Fachgebiet eine breite Vielfalt von anderen Techniken zum Signalisieren, Betreiben und Steuern eines motorbetriebenen chirurgischen Handstücks, von Fluidquellen usw. über eine Steuereinheit, die gleichfalls annehmbar sind, bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht die Steuereinheit 12 dem Chirurgen (nicht gezeigt), die Drehzahl des motorbetriebenen chirurgischen Handstücks 14 über die Drehzahlsteuereinheit 20 zu steuern. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Drehzahlsteuereinheit 20 vorzugsweise ein Fußschalter, der für die Benutzung durch den Chirurgen äußerst zweckmäßig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit 12 so konfiguriert, dass sie den Betrieb des Handstücks 14 bei Dreh zahlen, die für die auszuführende Prozedur ungeeignet wären, verhindert. Die Steuereinheit kann beispielsweise mit einer für bestimmte chirurgische Prozeduren spezifischen Datenbank mit unteren und oberen Drehzahlgrenzwerten versehen sein. Wenn der Chirurg beispielsweise über die Drehzahlsteuereinheit 20 versucht, das Handstück 14 oberhalb oder unterhalb der Grenzwerte zu betreiben, verhindert das Steuersystem 12, dass das Handstück 14 in dieser Weise betrieben wird, indem es beispielsweise dem Handstück 14 oberhalb oder unterhalb der Grenzwerte kein Signal oder keine Energie liefert.
Alternativ kann das Steuersystem 10 so konfiguriert sein, dass es den Betrieb des motorbetriebenen Handstücks 14 oberhalb oder unterhalb der voreingestellten Grenzwerte zulässt, jedoch dem chirurgischen Personal eine Warnung gibt. Wie beispielsweise durch den Ablaufplan von 3 gezeigt ist, bestimmt die Steuereinheit 12 im Schritt 70, ob die bestimmte Konfiguration des Handstücks 14 und des Mikroschneidinstruments 22 einen vorgeschriebenen oder bevorzugten Drehzahlgrenzwert oder Drehzahlbereich besitzt. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Steuereinheit 12 beispielsweise eine Drehzahlgrenzendatenbank, die Grenzwerte für ein Mikro-Resektor-Schneidinstrument und ein Hochgeschwindigkeits-Bohrinstrument enthält. Im Schritt 72 bestimmt die Steuereinheit 12, dass ein Mikro-Resektionsinstrument als Mikroschneidinstrument 22 verwendet wird, und bestimmt, ob der Chirurg versucht, das motorbetriebene Handstück 14 mit Drehzahlen zu betreiben, die einen voreingestellten Wert von beispielsweise 6000 min^–1 überschreiten. Falls im Schritt 72 bestimmt wird, dass der Chirurg nicht versucht, das Handstück 14 den Voreinstellwert überschreitend zu betreiben (oder bei "nein" im Schritt 72), kehrt das Verfahren zum Schritt 70 zurück, wobei keine Warnung angezeigt wird.
Wenn alternativ die Steuereinheit 12 im Schritt 72 bestimmt, dass der Chirurg versucht, das motorbetriebene Handstück 14 mit Drehzahlen zu betreiben, die den voreingestellten Grenzwert überschreiten, geht das Verfahren zum Schritt 74 weiter. Eine ähnliche Methodik wird im Schritt 76 verfolgt, der sich auf die Verwendung eines Hochgeschwindigkeits-Mikrobohrers, der einen anderen voreingestellten Grenzwert von beispielsweise 52.000 min^–1 besitzt, bezieht.
Ungeachtet dessen veranlasst die Steuereinheit 12, falls sie entweder im Schritt 72 oder im Schritt 76 bestimmt, dass der Chirurg das Handstück 14 mit einer Drehzahl außerhalb des vorgegebenen Bereichs betreibt, im Schritt 74, dass der Anzeigeschirm 18 eine Warnung für das chirurgische Personal anzeigt, verhindert, dass das motorbetriebene Handstück 14 bei der angeforderten Drehzahl (die andernfalls außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt) betrieben wird, und fordert Informationen von dem chirurgischen Personal an. Beispielsweise kann die dem Schritt 74 zugeordnete Warnung dem chirurgischen Personal anzeigen, dass ein anderes Mikroschneidinstrument für die gewünschte Drehzahl besser geeignet ist. Alternativ können andere Warnungen geliefert werden.
Falls im Schritt 74 das chirurgische Personal wählt, den im Voraus gewählten Drehzahlbereich nicht zu überschreiten ("Beenden" im Schritt 74), wird der Betrieb des Handstücks 14 über die Steuereinheit 12 fortgesetzt, jedoch bei einem Pegel innerhalb des vorgegebenen Bereichs, oder die Prozedur kann vollständig unterbrochen werden, damit ein geeigneteres Mikroschneidinstrument verwendet werden kann. Alternativ geht die Steuereinheit 12, falls das chirurgische Personal bestimmt, dass das bestimmte Mikroschneidinstrument 22 und die gewünschte, nicht abgestimmte Drehzahl geeignet sind ("Fortsetzen" im Schritt 74) zum Schritt 78 über, in dem die Steuereinheit 12 das chirurgische Handstück 14 auf den angeforderten Energiepegel setzt.
Ein spezifisches Verfahren der Verwendung des Systems 10 der vorliegenden Erfindung ist durch den Ablaufplan von 4 gezeigt. Mit dem Schritt 90 beginnend veranlasst die Steuereinheit 12, dass der Anzeigeschirm Vorgabeinformationen (wie sie beispielsweise im Schritt 54 in 2 beschrieben sind) anzeigt. Im Schritt 92 veranlasst die Steuereinheit 12, dass der Anzeigeschirm 18 Informationen von dem chirurgischen Personal hinsichtlich der spezifischen Form des Mikroschneidinstruments 22 anfordert. Alternativ kann, wie oben beschrieben worden ist, das motorbetriebene Handstück 14 so konfiguriert sein, dass es diese Informationen direkt an die Steuereinheit 12 signalisiert. Sobald der Typ des Schneidinstruments bestimmt ist, bestimmt die Steuereinheit 12, ob ihr zugeordneter Speicher Datenbankinformationen enthält, die auf das Mikroschneidinstrument 22 bezogen sind. Falls im Schritt 92 die Steuereinheit 12 das Schneidinstrument 22 nicht erkennt ("nein" im Schritt 92), geht das Steuersystem 10 zum Schritt 92 weiter und ist nicht fähig, dem chirurgischen Personal Optionen anzubieten. Wenn andererseits die Steuereinheit 12 das bestimmte Schneidinstrument 22 erkennt, geht das Steuersystem 10 zum Schritt 96 weiter. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das in 4 gelieferte Beispiel auf ein Mikro-Resektionsinstrument bezieht.
Im Schritt 96 veranlasst die Steuereinheit 12, dass der Anzeigeschirm 18 eine Liste von anatomischen Bereichen oder Prozeduren anzeigt, für die das gewählte Schneidinstrument 22 besonders geeignet ist. In Bezug auf das Beispiel von 4 mit dem Mikro-Resektionsinstrument veranlasst die Steuereinheit 12 beispielsweise, dass der Anzeigeschirm 18 eine Liste von vier anatomischen Bereichen anzeigt, die "Sinus", "Plastiken" (oder plastische Chirurgie), "Laryngeal" und "Adenoid" umfassen. Als Antwort wählt das chirurgische Personal eine der aufgelisteten Prozeduren oder einen der aufgelisteten anatomischen Bereiche über die Dateneingabevorrichtung 16 aus.
In Abhängigkeit von der im Schritt 96 getroffenen Auswahl geht das Verfahren zu einem der Schritte 98 (entspricht der "Laryngeal"-Auswahl), 100 (entspricht der "Sinus"-Auswahl, 102 (entspricht der "Plastiken" bzw. "Plastische"-Auswahl) oder 104 (entspricht der "Adenoid"-Auswahl) weiter.
Unter der Annahme, dass beispielsweise "Laryngeal" ausgewählt wird und somit das Verfahren zum Schritt 98 weitergegangen ist, veranlasst die Steuereinheit 12, dass der Anzeigeschirm 18 weitere Prozeduranforderungen anzeigt. Es kann beispielsweise eine Auflistung von "Tricut" bzw. "Trischritt" und "Skimmer" angezeigt werden. Als Antwort muss das chirurgische Personal über die Dateneingabevorrichtung 16 eine der angezeigten Prozeduren auswählen.
Unter der Annahme, dass das chirurgische Personal beispielsweise "Tricut" im Schritt 98 auswählt, geht das Verfahren zum Schritt 106 über, in dem die Steuereinheit 12 veranlasst, dass der Anzeigeschirm 18 bevorzugte Betriebsparameter, die der ausgewählten Prozedur zugeordnet sind, anzeigt. Beispielsweise zeigt der Anzeigeschirm 18, wie in 5 gezeigt ist, im Schritt 106 eine bevorzugte Drehzahl (d. h. 1200 min^–1), die gewählte chirurgische Prozedur (d. h. Kehlkopf-Tricut), die Betriebsart (d. h. Oszillieren) und die Spülungseinstellungen (d. h. 40 %) an. Anhand dieser Anzeige kann dann das chirurgische Personal leicht und klar die bevorzugten Betriebspa rameter identifizieren und bestätigen, dass die Informationen der gewünschten Prozedur entsprechen. Ähnliche Anzeigen sind für andere spezifisch ausgewählte (d. h. in den Schritten 104 und 108-120 allgemein angegebene) Prozeduren vorgesehen. Natürlich sind die in 5 gezeigten Anzeigen nur einige wenige Bespiele von annehmbaren Formatierungen und Informationen.
In 5 ist ein dem Steuersystem 10 der vorliegenden Erfindung zugeordnetes zusätzliches Betriebsmerkmal oder Verfahren angegeben, bei dem die Steuereinheit 12 den bevorzugten Betrieb der Drehzahlsteuereinheit 20 entweder in einer normalen Betriebsart wie etwa "Start/Stop" oder einer variablen Betriebsart bestätigt.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Steuersystem 10 für die Verwendung mit einem Bildanleitungssystem bzw. -führungssystem konfiguriert. Bildanleitungssysteme sind an sich bekannt und stützen sich auf stereotaktische Techniken, um Chirurgen beim Ausführen von Operationen in oder an dem Kopf zu unterstützen. Ein Beispiel eines annehmbaren Bildanleitungssystems ist unter dem Handelsnamen LandmarX von Medtronic-Xomed, Jacksonville, Fl, erhältlich. Ungeachtet der genauen Konfiguration umfasst das Bildanleitungssystem einen hochauflösenden Bildschirm, der die innere Anatomie des Patienten zusammen mit einer relativen Position des zu verwendenden bestimmten Instruments als Teil der chirurgischen Prozedur zeigt. Wegen der sehr komplizierten Natur dieser Prozeduren ist der Chirurg angehalten, den Anzeigeschirm des Bildanleitungssystems ständig zu betrachten. In diesem Sinne ist das Steuersystem 10 in der alternativen Ausführungsform so konfiguriert, dass die Steuereinheit 12 direkt mit dem Anzeigeschirm des Bildanleitungssystems verbunden ist. Jede von der Steuereinheit 12 erzeugte Anzeige, die sich auf Betriebsparameter des chirurgischen Handstücks 14 bezieht, ist so versetzt oder anderweitig positioniert, dass sie die Betrachtung der Bildanleitungssystemanzeige nicht stört. Jedoch kann dadurch, dass die Betriebsparameteranzeige als Teil der Bildanleitungssystemanzeige oder in unmittelbarer Nachbarschaft von dieser bereitgestellt wird, der Chirurg die Betriebsbedingungen für das Handstück, wenn die Vorrichtung betrieben wird, ständig prüfen, ohne seine Aufmerksamkeit von dem Bildschirm, der ansonsten die Position des Werkzeugs relativ zur Anatomie des Patienten zeigt, abzuwenden.
Das Steuersystem für motorbetriebenes chirurgisches Handstück und das damit zusammenhängende Verfahren der Erfindung schaffen eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Entwürfen. Insbesondere wird das chirurgische Personal ungeachtet der exakten chirurgischen Prozedur und des damit zusammenhängenden Mikroschneidinstruments sofort mit den bevorzugten Betriebsparametern versorgt. Das Steuersystem verhindert vorzugsweise, dass der Chirurg unabsichtlich von den erzeugten Betriebsparametern abweicht, und stellt eine für HNO/Kopf/Nacken-Prozeduren spezifische Anwenderschnittstelle bereit.

Claims

Motorsteuersystem für ein angetriebenes bzw. motorbetriebenes chirurgisches Handstück, das verschiedene Mikroschneidinstrumente (22) antreiben kann, wobei das System umfasst: eine Steuereinheit (12), die wahlweise mit dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit so beschaffen bzw. eingerichtet ist, dass sie: Instrumenteninformationen interpretiert, um einen Typ eines Mikroschneidinstruments, das mit dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück (14) gekoppelt ist, zu identifizieren; und dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner so beschaffen bzw. eingerichtet ist, dass sie Prozedurbezeichnungsinformationen interpretiert, um eine gewünschte chirurgische Prozedur zu identifizieren, Betriebsleistungsparameter für die identifizierte chirurgische Prozedur unter Verwendung des identifizierten Typs des Mikroschneidinstruments anhand der Instrumenteninformationen und der Prozedurbezeichnungsinformationen automatisch auswählt, und den Antrieb bzw. die Leistungsversorgung des motorbetriebenen chirurgischen Handstücks gemäß den Betriebsleistungsparametern überwacht; und eine Anzeigevorrichtung (18), die mit der Steuereinheit elektrisch verbunden ist, um die ausgewählten Betriebsleistungsparameter anzuzeigen.
System nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinheit (12) so beschaffen ist, dass sie die Betriebsleistungsparameter lediglich anhand der Instrumenteninformationen und der Prozedurbezeichnungsinformationen auswählt.
System nach Anspruch 2, bei dem die Prozedurbezeichnungsinformationen auf einen Typ einer auszuführenden chirurgischen Prozedur beschränkt sind.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Steuereinheit (12) ferner so beschaffen ist, dass sie eine einzige Menge von Betriebsleistungsparametern für die Anzeigevorrichtung (18) in Reaktion auf die Instrumenteninformationen und die Prozedurbezeichnungsinformationen anzeigt.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Steuereinheit (12) ferner so beschaffen ist, dass sie einen Typ des Mikroschneidinstruments (22), das mit dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück gekoppelt ist, automatisch identifiziert.
System nach Anspruch 5, bei dem die Steuereinheit (12) so beschaffen ist, dass sie ein Identifizierersignal von dem motorbetriebenen chirurgischen Handstück (12) bei einer Kopplung des Mikroschneidinstruments (22) empfängt, und bei dem ferner das Identifizierersignal keine Drehzahlangabe enthält.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Steuereinheit (12) ferner so beschaffen ist, dass sie: einen Anwender über die Anzeigevorrichtung (18) auffordert, die Prozedurbezeichnungsinformationen einzugeben.
System nach Anspruch 7, bei dem die Steuereinheit ferner so beschaffen ist, dass sie: eine Liste möglicher chirurgischer Prozeduren anhand der Instrumenteninformationen erzeugt; und die Anzeigevorrichtung (18) dazu veranlasst, die Liste anzuzeigen.
System nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Steuereinheit ferner so beschaffen ist, dass sie: eine Liste anatomischer Stellen anhand der Instrumenteninformationen erzeugt; die Anzeigevorrichtung (18) dazu veranlasst, die Liste anatomischer Stellen anzuzeigen; und den Anwender auffordert, aus der Liste eine anatomische Stelle auszuwählen.
System nach Anspruch 9, bei dem die Steuereinheit so beschaffen ist, dass sie die Instrumenteninformationen mit einer Datenbank für chirurgische Informationen vergleicht, in der mehrere Mikroschneidinstrument-Typen mit anatomischen Stellen, an denen wenigstens eine chirurgische Prozedur unter Verwendung eines bestimmten Mikroschneidinstruments bei der Erzeugung der Liste anatomischer Stellen verfügbar ist, quervernetzt sind.
System nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinheit ferner so beschaffen ist, dass sie: eine Liste chirurgischer Prozeduren anhand der ausgewählten anatomischen Stelle und der Instrumenteninformationen erzeugt; die Anzeigevorrichtung dazu veranlasst, die Liste chirurgischer Prozeduren anzuzeigen; und den Anwender auffordert, eine chirurgische Prozedur aus der Liste chirurgischer Prozeduren auszuwählen.
Chirurgisches Mikroschneidsystem, das umfasst: ein chirurgisches Mikroschneidinstrument (22); ein motorbetriebenes chirurgisches Handstück (14), das so konfiguriert ist, dass es das chirurgische Mikroschneidinstrument montierbar aufnimmt und antreibt; und ein Motorsteuersystem nach einem vorhergehenden Anspruch.
System nach Anspruch 12, das ferner umfasst: ein Bildanleitungssystem bzw. -führungssystem, das eine Anleitungsanzeigevorrichtung enthält; wobei die Instrumentanzeigevorrichtung und die Anleitungsanzeigevorrichtung sehr nahe nebeneinander positioniert sind.
System nach Anspruch 13, bei dem die Instrumentanzeigevorrichtung und die Anleitungsanzeigevorrichtung als ein einziger Anzeigeschirm bzw. Bildschirm (18) vorgesehen sind.
System nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem das chirurgische Mikroschneidinstrument (22) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Mikro-Resektionsinstrument, einem Mikro-Bohrinstrument und einem Mikro-Abtragungsinstrument besteht.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das System ferner eine separate Spülungsfluidquelle (30) und eine Pumpe (32) umfasst und bei dem ferner die Steuereinheit so beschaffen ist, dass sie die Aktivierung und die Durchflussmenge eines durch die separate Spülungsfluidquelle mittels der Pumpe gelieferten Fluids in Übereinstimmung mit den Betriebsleistungsparametern steuert.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das ferner umfasst: eine Quelle (40) für Kühlfluid; wobei die Steuereinheit so beschaffen ist, dass sie die Fluiddurchflussmenge von der Quelle für Kühlfluid steuert.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem das motorbetriebene chirurgische Handstück (14) und das Mikroschneidinstrument (22) so beschaffen sind, dass sie ein Identifizierersignal erzeugen, das einen Typ des Mikroschneidinstruments angibt.
System nach Anspruch 18, bei dem die Steuereinheit so beschaffen ist, dass sie eine Geschwindigkeitsbereichskomponente der Betriebsleistungsparameter lediglich teilweise anhand des Typs des Mikroschneidinstruments bestimmt.
System nach Anspruch 18, bei dem das Identifizierersignal keine Geschwindigkeitsangabe- bzw. -feststellungskomponente enthält.