DE60221294T2 - Chirurgische flüssigkeitsstrahlinstrumente mit entlang dem strahl ausgerichteten kanalöffnungen - Google Patents

Chirurgische flüssigkeitsstrahlinstrumente mit entlang dem strahl ausgerichteten kanalöffnungen Download PDF

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsstrahl bildende chirurgische Instrumente zum Schneiden, Abtragen, Waschen und ähnlichen Behandlungen eines Gewebes eines Patienten während eines chirurgischen oder medizinischen Eingriffs.
  • Hintergrund
  • Herkömmlich haben viele chirurgische Eingriffe sowohl bei der offenen Chirurgie als auch bei der minimal invasiven Chirurgie (d.h. endoskopische, laparoskopische oder arthroskopische chirurgische Eingriffe) chirurgische Werkzeuge wie z.B. Skalpelle, Schabmesser, stumpfe Sezierer, Laser, elektrochirurgische Vorrichtungen usw. verwendet, welche eine geringe Gewebeunterscheidungsfähigkeit besitzen können, was leicht unbeabsichtigten Schaden an dem eine chirurgische Behandlungsstelle umgebenden Gewebe verursachen kann und was typischerweise nicht erlaubt, die Schnitttiefe und/oder Gewebeablation mit dem Instrument präzise zu steuern und/oder effektiv für eine Austragung von geschnittenem/abgetragenen Gewebe von der Behandlungsstelle zu sorgen. Viele solche chirurgischen Eingriffe können ein umfassenderes Trauma für den Patienten mit sich bringen und/oder längere Operationseingriffe erfordern als erwünscht ist, mit den damit zusammenhängenden Problemen von langen Rekonvoleszenzzeiträumen und möglichen Komplikationen.
  • Instrumente, die Flüssigkeitsstrahlen einsetzen, wurden ebenfalls in chirurgischen Eingriffen für das Schneiden und Abtragen von Gewebe verwendet. Solche Instrumente können gewisse Vorteile gegenüber den oben genannten herkömmlichen chirurgischen Instrumenten zum Durchführen chirurgischer und medizinischer Eingriffe haben. Z.B. kann die Schneid- oder Abtragungsleistung des Flüssigkeitsstrahls vom Benutzer des Instruments eingestellt oder gesteuert werden, indem z.B. der Druck der zur Ausbildung des Strahls zugeführten Flüssigkeit variiert wird, um eine verbesserte Gewebeunterscheidung zu erlauben und unbeabsichtigten Schaden am umgebenden Gewebe zu verringern, wenn das Zielgewebe geschnitten oder abgetragen wird. Beim Betrieb mit geringeren Flüssigkeitsdrücken können die Instrumente zum Spülen (Waschen) und/oder Entfernen (Debridement) von Gewebe verwendet werden, ohne im Wesentlichen zu schneiden. Eine Vielzahl solcher chirurgischer Flüssigkeitsstrahlinstrumente zum Durchführen von offenen chirurgischen Eingriffen, minimal invasiven chirurgischen Eingriffen und von an einem äußeren Körperabschnitt eines Patienten durchgeführten chirurgischen Eingriffen (z.B. Wundreinigung oder Hautentfernung (Hautdebridement)) sind aus dem Stand der Technik bekannt. Mehrere solche Instrumente sind in den US-Patenten der Anmelder Nr. 5,944,686 , erteilt am 31. August 1999, 6,375,635 , erteilt am 23. April 2002, und 6,451,017 , erteilt am 17. September 2002 beschrieben, auf die der Leser zur weiteren Information verwiesen wird.
  • Die US-A-5,527,330 offenbart (10) ein Instrument, in welchem ein flüssiger Schneidstrahl über eine Kerbe im distalen Teil eines chirurgischen Instruments gerichtet wird und dazu dient, Gewebe, das in die Kerbe eindringt, wegzuschneiden. Die zweiteilige Form des Anspruchs 1 basiert auf diesem Dokument. Die EP-A-485133 offenbart in größerem Detail ein Instrument, das dasselbe macht. Die US-A-5,947,988 offenbart ein weiteres Instrument zum Wegschneiden von Körpergewebe, welches in ein Lumen des Instruments eindringt, jedoch wird hier der Flüssigkeitsstrahl von hohlen Wänden des Lumens in das Lumen gerichtet und zwar in einer Richtung, die quer zur Längsrichtung des Lumens und der Öffnung liegt, durch welche das Gewebe in das Lumen eintritt.
  • Die US-A-5,792,167 offenbart ein chirurgisches Schneid- und Spülinstrument mit einem Fenster, durch welches chirurgische Ablagerungen durch einen Flüssigkeitsstrom mitgenommen werden und durch das Fenster in ein Lumen der Vorrichtung gezogen werden. Eine Drehwelle im Lumen kann das Gewebe, das durch das Fenster in das Lumen eintritt, schneiden.
  • Mehrere Faktoren können für die Funktionsfähigkeit eines für chirurgische Eingriffe oder andere medizinische Anwendungen verwendeten Flüssigkeitsstrahlinstruments wichtig sein. In vielen chirurgischen oder medizinischen Eingriffen ist es erwünscht, in der Lage zu sein, die Tiefe, bis zu welcher eine Oberfläche eines Gewebes mit einem chirurgischen Instrument geschnitten oder abgetragen wird, zu steuern oder auszuwählen. Zusätzlich kann es in einigen chirurgischen und medizinischen Eingriffen (z.B. Wundreinigung) erwünscht sein, eine effektivere Reinigung und Spülung einer Gewebeoberfläche und/oder eine selektive Entfernung von Verunreinigungen und/oder nekrotischem Gewebe von einer solchen Oberfläche durchzuführen, ohne dabei gesundes Gewebe wesentlich zu schneiden oder abzutragen. Während viele der oben genannten chirurgischen Instrumente des Stands der Technik und insbesondere Flüssigkeitsstrahl basierte chirurgische Instrumente zum Durchführen solcher chirurgischen und medizinischen Eingriffe von Nutzen sind, verbleibt im Stand der Technik Bedarf nach chirurgischen Instrumenten, insbesondere Flüssigkeitsstrahl basierten chirurgischen Instrumenten, welche eine erhöhte Kontrolle über den Grad und das Ausmaß des Schneidens und/oder der Ablation mit dem Instrument bereitstellen. Die vorliegende Erfindung stellt in gewissen Ausführungsformen solche verbesserten chirurgischen Flüssigkeitsstrahl-Instrumente bereit und stellt weiter Verfahren für ihren Aufbau und ihre Verwendung in einer Vielzahl von chirurgischen Eingriffen bereit.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist im vorliegenden Anspruch 1 definiert. Die abhängigen Ansprüche sind auf optionale und bevorzugte Merkmale gerichtet.
  • Gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Reihe chirurgischer Instrumente bereit, die Flüssigkeitssträhle zum Schneiden, Abtragen, Debridement, Waschen usw. von Gewebe und/oder anderer Materialien von der inneren und/oder äußeren Oberfläche des Körpers eines Patienten verwenden. Gewisse Ausführungsformen der chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente, die gemäß der Erfindung bereitgestellt werden, verwenden einen neben einer Flüssigkeitsstrahl bildenden Düse positionierten und stromabwärts davon gelegenen Kanal, sodass mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstrahls im Kanal und/oder neben dem Kanal und entlang der Länge mindestens eines Teils einer längs orientierten Öffnung im Kanal durchtritt, wenn das Instrument in Betrieb ist. Wie detaillierter im Folgenden erläutert wird, kann die Verwendung solcher Kanäle in gewissen Ausführungsformen der erfinderischen chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente die Instrumente in die Lage versetzen, eine größere Kontrolle über die Tiefe und den Grad des Schneidens und/oder des Abtragens von Gewebe bereitzustellen; und/oder kann eine verbesserte und erweiterte Funktionalität zur Reinigung, zum Debridement und/oder zum Zuschneiden und Abschneiden einer Gewebeoberfläche bereitstellen; und/oder längere effektive Schnitt-/Ablationslängen des Flüssigkeitsstrahls bereitstellen, indem der Dispersionsgrad des Strahls entlang seiner Länge verringert wird, insbesondere für Instrumente, die in einer gasförmigen Umgebung eingesetzt werden.
  • Wie im Folgenden beschrieben wird, können gewisse Ausführungsformen der chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente, die gemäß der Erfindung bereitgestellt werden, für eine große Vielfalt chirurgischer und medizinischer Eingriffe sowohl im Körper eines Patienten (z.B. in offenen chirurgischen Eingriffen, in laparoskopischen, endoskopischen oder arthroskopischen chirurgischen Eingriffen), wo der Flüssigkeitsstrahl typischerweise in einer flüssigen Umgebung gebildet wird, als auch an einer externen Körperoberfläche des Patienten (z.B. auf der Haut), wo der Flüssigkeitsstrahl typischerweise von einer gasförmigen Umgebung (z.B. Luft) umgeben ist, verwendet werden. In vielen Ausführungsformen können die hier beschriebenen chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente abgewandelte Versionen chirurgischer Flüssigkeitsstrahlhandstücke umfassen, die detailliert in dem erteilten US-Patent der Anmelder Nr. 6,375,635 offenbart und beschrieben sind. Tatsächlich werden eine große Vielfalt von Betriebs- und Designparametern, Gestaltungen und Designbetrachtungen für den Aufbau und die Verwendung der chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente bei chirurgischen und medizinischen Anwendungen detailliert im oben genannten US-Patent Nr.6,375,635 diskutiert. Solche Parameter, Gestaltungen und Betrachtungen, die im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder offenbart sind, können in vielen Fällen auf das Praktizieren vieler Aspekte der gegenwärtigen Erfindung anwendbar und nützlich dafür sein (es sei denn es ist hier anderweitig angemerkt oder abgewandelt).
  • Wie oben erwähnt, können gewisse Ausführungsformen der hier offenbarten Instrumente mit einer Funktionalität ausgestattet sein, die in typischen chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumenten des Stands der Technik nicht vorhanden sind. In gewissen Ausführungsformen umfassen die gemäß der Erfindung bereitgestellten chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente eine Flüssigkeitsstrahl bildende Düse, die so aufgebaut und positioniert ist, dass ein Flüssigkeitsstrahl tangential, und in gewissen Ausführungsformen im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Gewebes eines mit dem Instrument zu behandelnden Patienten gerichtet wird. Wenn in solchen Ausführungsformen der Flüssigkeitsstrahl und/oder das mit dem Flüssigkeitsstrahl mitgeschleppte umgebende Fluid das Gewebe trifft, kann das Gewebe aufgeweicht, geschnitten, abgelöst, delaminiert, einem Debridement unterzogen und/oder durch den Flüssigkeitsstrahl und/oder das mitgeschleppte Fluid gespült werden (für zusätzliche Erläuterungen und Details siehe US-Patent Nr. 6,375,635 ). Wie oben erwähnt ist und in größerem Detail im US-Patent Nr. 6,375,635 diskutiert wird, wird umgebendes Fluid, das an der Operationsstelle, an der das chirurgische Flüssigkeitsstrahlinstrument verwendet wird, entweder vorher in flüssiger Form (z.B. Kochsalzlösung, Körperflüssigkeiten usw.) oder als Luft vorhanden ist, typischerweise vom Flüssigkeitsstrahl des chirurgischen Instruments mitgeschleppt und kann über die Oberfläche des behandelten Gewebes fließen, wodurch Ablagerungen und/oder vom Flüssigkeitsschneidstrahl aufgeweichtes Gewebe entfernt wird. Um die Ablagerungen zu sammeln und von der Operationsstelle zu entfernen und/oder Gewebe davon wegzuschneiden, wie im Folgenden in größerem Detail erläutert wird, stellen gewissen Ausführungsformen der von der Erfindung bereitgestellten Instrumente ein Evakuationslumen bereit, welches eine Strahl aufnehmende Öffnung aufweist, die gegenüber der Strahlöffnung der Flüssigkeitsstrahl bildenden Düse positioniert ist. In solchen Ausführungsformen kann das Evakuationslumen so gestaltet und positioniert sein, dass die Entfernung der den Flüssigkeitsstrahl ausmachenden Flüssigkeit sowie in gewissen Ausführungsformen der mitgeschleppten Flüssigkeit und/oder der Ablagerungen ermöglicht wird. In gewissen Ausführungsformen der Instrumente, die ein Evakuationslumen bereitstellen, ist das Instrument so gestaltet, dass der vom Flüssigkeitsstrahl erzeugte Impuls ausreichend ist, um das Fluid des Strahls und/oder mitgeschleppte Fluide und Ablagerungen von der Operationsstelle zu entfernen, ohne dabei eine externe Vakuumquelle in Flüssigverbindung mit dem Evakuationslumen zu erfordern.
  • Wie in größerem Detail im Folgenden erläutert wird, enthalten die chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente in Ausführungsformen der Erfindung einen Kanal, der neben einer Düse des Instruments und stromabwärts dazu positioniert ist, sodass mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstahls im Kanal und/oder benachbart dazu und entlang der Länge von mindestens einem Teil einer dem Gewebe zugewandten Öffnung des Kanals verläuft, wenn das Instrument in Betrieb ist. Wie unten erläutert wird, kann das Vorsehen eines solchen Kanals (solcher Kanäle) in gewissen Ausführungsformen der erfinderischen Instrumente zumindest einen, und in einigen Ausführungsformen viele oder alle oben und im Folgenden detaillierter besprochenen positiven Funktionalitäten bereitstellen und/oder verstärken.
  • Indem in einer Ausführungsform insbesondere die Düse des Instruments selektiv so positioniert wird, dass der von der Düse gebildete Flüssigkeitsstrahl an einer ausgewählten Entfernung von einer Gewebe berührenden Oberfläche des Kanals platziert ist, kann eine bestimmte erwünschte Schnitttiefe oder Ablationstiefe des vom chirurgischen Instrument zu behandelnden Gewebes bewirkt werden. In gewissen Ausführungsformen kann die Düse so positioniert werden, dass der Flüssigkeitsstrahl in das Innere des Kanals gerichtet ist, und zwar so, dass das chirurgische Instrument zum Durchführen von Spülungen, Wundreinigung und/oder dem Debridement von Gewebe von Nutzen ist, ohne dabei gesundes Gewebe wesentlich zu schneiden oder abzutragen. Wie weiter im Folgenden erläutert wird, kann zusätzlich zur relativen Position der Düse und des Flüssigkeitsstrahls in Bezug auf den Gewebe berührenden Abschnitt des Kanals solcher Instrumente in einigen Ausführungsformen eine weitere Kontrolle der Schneid-/Waschwirkung des Flüssigkeitsstrahls erhalten werden, indem andere Betriebsparameter wie z.B. der Druck der den Flüssigkeitsstrahl bildenden Flüssigkeit, die Größe und Form der Flüssigkeitsstrahldüse, die Gestalt des oben genannten Kanals usw. variiert werden.
  • Die vorliegenden Erfinder haben im Kontext der vorliegenden Erfindung entdeckt, dass gewisse zusätzliche Funktionalitäten eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments bereitgestellt werden können und gewisse Betriebseigenschaften eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments unter gewissen Umständen leichter kontrollierbar gemacht werden können, indem chirurgische Flüssigkeitsstrahlinstrumente mit Komponenten und/oder Strukturen bereitgestellt werden, die die Kontrolle der Position des Flüssigkeitsstrahls in Bezug auf die Oberfläche des zu behandelnden Gewebes und/oder die Oberfläche eines Gewebe berührenden Abschnitts des chirurgischen Instruments ermöglichen, und/oder indem Komponenten und/oder Strukturen bereitgestellt werden, die den Dispersionsgrad des Flüssigkeitsstrahls und/oder die Wechselwirkung des Flüssigkeitsstrahls mit der Umgebung reduzieren können.
  • In einigen Ausführungsformen umfassen die gemäß der Erfindung bereitgestellten Flüssigkeitsstrahlinstrumente einen Kanal, der zumindest teilweise einen Abschnitt des Flüssigkeitsstrahls umgibt und/oder zumindest teilweise einem Teil des Flüssigkeitsstrahls benachbart ist, wobei die Kanäle Gewebe berührende Abschnitte enthalten, welche in ihnen eine Öffnung (Öffnungen) bestimmter Größen und Formen umfassen. Die Größen und/oder Formen solcher Öffnungen können in einigen Ausführungsformen spezifisch gestaltet werden, um gewisse Leistungsparameter zu beeinflussen, wie z.B. den Grad und das Ausmaß des vom Instrument durchgeführten Schneidens des Gewebes, die Größe und Form des Gewebebehandlungsbereichs, den Grad der vom Instrument zwischen der Gewebe berührenden Oberfläche und dem Gewebe erzeugten Saugwirkung usw. In einigen Ausführungsformen stellen die gemäß der Erfindung bereitgestellten Instrumente neue und nützliche Funktionalitäten zur Verfügung, wie z.B. jene oben beschriebenen, und insbesondere in gewissen Ausführungsformen können die Instrumente für einen Benutzer leichter zu steuern sein und/oder können in Bezug auf die Tiefe und Fläche des vom Instrument entfernten Gewebes präziser gemacht werden, und/oder können so gestaltet werden, dass sie ein selektives Gewebeschneiden, Waschen oder beides erlauben. In einigen Ausführungsformen können die Instrumente weiter so gestaltet sein, dass sie eine reproduzierbare Änderung eines oder mehrerer der oben beschriebenen Parameter durch einen Benutzer des Instruments während des Einsatzes erlauben, und in gewissen besonderen Ausführungsformen intraoperativ.
  • Im Folgenden wird in der detaillierten Beschreibung der Erfindung eine Reihe chirurgischer Instrumente in größerem Detail beschrieben, die einen Kanal enthalten, der neben der Düse des chirurgischen Instruments und stromabwärts davon positioniert ist. Die Düse und der Kanal liegen typischerweise an oder in der Nähe eines distalen Endes des chirurgischen Instruments, das geeignet ist, um einen chirurgischen oder medizinischen Eingriff an einem Patienten durchzuführen. Eine längsorientierte Öffnung (d.h. eine mit der Längsachse des Kanals ausgerichtete oder ungefähr ausgerichtete Öffnung), deren Kante(n) oder umgebende Oberfläche(n) eine Gewebe berührende Oberfläche(n) des Kanals umfasst (umfassen), welche mit dem durch den Flüssigkeitsstrahl des Instruments zu behandelnden Gewebe in Kontakt gebracht werden kann. In solchen Gestaltungen liegt die Gewebe berührende(n) Oberfläche(n) des Kanals typischerweise auf Gewebe, das neben dem vom Flüssigkeitsstrahl behandelten Gewebe liegt. Wie in größerem Detail im Folgenden erläutert wird, kann dies in gewissen Ausführungsformen eine Kontrolle der Position des Flüssigkeitsstrahls in Bezug auf die Gewebe berührende Oberfläche des Kanals erlauben. Solch eine Kontrolle (Steuerung) kann in gewissen Ausführungsformen eine präzisere Steuerung der Schnitttiefe und/oder des Grads des Schneidens des Gewebes mit dem Flüssigkeitsstrahl durch das chirurgische Instrument ermöglichen. In gewissen Ausführungsformen kann eine zusätzliche Kontrolle des Grads oder des Ausmaßes des Schneidens und/oder des Operationsbereichs bewirkt werden, indem die Querschnittsform das Kanals, die Breite der in Längsrichtung orientierten Gewebe berührenden Öffnung des Kanals, der Winkel des Strahls in Bezug auf den Kanal usw. gesteuert werden, wie im Folgenden in größerem Detail erläutert wird.
  • Die oben genannten und im Folgenden beschriebenen Vorteile und Funktionalitäten der Verwendung eines neben der Strahl bildenden Düse der erfinderischen chirurgischen Instrumente und stromabwärts davon positionierten Kanals kann sowohl durch Instrumente realisiert werden und auf sie anwendbar sein, die zur Verwendung in einer flüssigen Umgebung konzipiert sind, als auch auf Instrumente, die zur Verwendung in einer gasförmigen Umgebung konzipiert sind. Da jedoch einige Wirkungen, insbesondere die Verringerung der Strahldispersion und die Verringerung der Strahlwechselwirkung mit der umgebenden Atmosphäre in einigen Fällen bei in einer gasförmigen Umgebung verwendeten Instrumenten ausgeprägter sein können, werden in der folgenden Erörterung solche Instrumente und Anwendungen hervorgehoben. Es sollte jedoch zu verstehen sein, dass die Parameter, Konfigurationen, Instrumente usw., die im Folgenden besprochen werden, potentiell in chirurgischen oder medizinischen Eingriffen verwendet werden können, in welchen der Flüssigkeitsstrahl in einer flüssigen Umgebung sowie in einer gasförmigen Umgebung gebildet wird, es sei denn etwas anderes ist spezifiziert.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Instrument ein distales Ende, das geeignet ist, einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten durchzuführen, und ein proximales Ende; ein Drucklumen, das gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigkeit vom proximalen Ende zum distalen Ende des Instruments zu führen; eine Düse in Flüssigverbindung mit dem Drucklumen, die so geformt ist, dass sie einen Flüssigkeitsstrahl bildet, wenn die Flüssigkeit dort durchströmt; und einen länglichen Kanal mit einer Tiefe und einer Länge, wobei die Länge entlang einer Längsachse des Kanals gemessen wird, wobei der Kanal eine in Längsrichtung orientierte Öffnung zu einer Umgebung hin aufweist, die sich entlang mindestens eines Abschnitts der Länge des Kanals erstreckt, wobei die in Längsrichtung orientierte Öffnung eine effektive Gesamtlänge, gemessen entlang der Länge des Kanals, und eine Breite, gemessen in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Kanals, besitzt, wobei der Kanal neben und stromabwärts von der Düse positioniert ist, sodass mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstrahls im Kanal und/oder neben und entlang der Länge mindestens eines Teils der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals verläuft, wenn das Instrument in Betrieb ist, und wobei die effektive Gesamtlänge der in Längsrichtung orientierten Öffnung die maximale Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung um einen Faktor von mindestens vier überschreitet.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein chirurgisches Instrument offenbart, umfassend ein zum Durchführen eines chirurgischen Eingriffs an einem Patienten geeignetes distales Ende und ein proximales Ende; ein Drucklumen, das gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigkeit vom proximalen Ende zum distalen Ende des Instruments zu leiten; eine Düse in Flüssigverbindung mit dem Drucklumen, die so geformt ist, dass sie einen Flüssigkeitsstrahl bildet, wenn Flüssigkeit dort durchströmt; und einen Kanal mit einer Tiefe und einer Länge, wobei die Länge entlang einer Längsachse des Kanals definiert ist und der Kanal einen Gewebe berührenden Abschnitt enthält, der eine in Längsrichtung orientierte Öffnung zu einer Umgebung hin aufweist, die sich entlang mindestens eines Teils der Länge des Kanals erstreckt, wobei der Kanal mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist, die so gestaltet und positioniert ist, dass eine Flüssigverbindung zwischen einem inneren Bereich des Kanals und der Umgebung bereitgestellt wird, wenn die in Längsrichtung orientierte Öffnung des Gewebe berührenden Abschnitts des Kanals verschlossen ist, und wobei der Kanal neben und stromabwärts von der Düse positioniert ist, sodass mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstrahls in- und/oder neben und entlang der Länge mindestens eines Teils der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals verläuft, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein chirurgisches Instrument offenbart, umfassend ein distales Ende, das geeignet ist, einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten durchzuführen, und ein proximales Ende; ein Drucklumen, das gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigkeit vom proximalen Ende zum distalen Ende des Instrumentes zu führen; eine Düse in Flüssigverbindung mit dem Drucklumen, die so geformt ist, dass sie einen Flüssigkeitsstrahl bildet, wenn die Flüssigkeit dort durchströmt; und einen Kanal mit einer Tiefe und einer Länge, wobei die Länge entlang einer Längsachse des Kanals definiert ist und der Kanal eine in Längsrichtung orientierte Öffnung zu einer Umgebung hin enthält, die sich entlang mindestens eines Teils der Länge des Kanals erstreckt, wobei die Form, die Position relativ zur Düse und/oder die Abmessungen des Kanals so ausgewählt wird/werden, sodass der von der Düse gebildete Flüssigkeitsstrahl entlang seiner Länge eine geringere Dispersion erfährt, wenn das Instrument in Betrieb ist, als ein von einem identischen Instrument ohne den Kanal gebildeter Flüssigkeitsstrahl.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Aufbau eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments zur Behandlung eines Gewebes eines Patienten mit einem Flüssigkeitsstrahl zur Verfügung. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Kanals neben und stromabwärts von einer Flüssigkeitsstrahl bildenden Düse des Instruments, wobei der Kanal eine entlang einer Längsachse des Kanals gemessene Länge aufweist, der Kanal einen Gewebe berührenden Abschnitt mit einer in Längsrichtung orientierten Öffnung zu einer Umgebung hin aufweist, die sich entlang mindestens eines Teils der Länge des Kanals erstreckt, wobei der kürzeste Abstand zwischen der in Längsrichtung orientierten Öffnung und der untersten Innenfläche des Kanals eine Tiefe des Kanals definiert; und das Positionieren der Düse an einer Stelle, die zu einem ausgewählten Abstand zwischen einer Mittellinie der Düse und der untersten Innenfläche des Kanals und/oder dem Gewebe berührenden Abschnitt des Kanals führt, um so eine gewünschte Schnitt- und/oder Ablationstiefe des Gewebes mit der aus der Düse ausgestoßenen Flüssigkeit zu erzielen, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  • Ein Verfahren zum Verringern der Dispersion eines Flüssigkeitsstrahls eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments ist hier offenbart. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Kanals neben und stromabwärts von einer Flüssigkeitsstrahl bildenden Düse des Instruments, wobei der Kanal eine entlang einer Längsachse des Kanals gemessene Länge aufweist, der Kanal einen Gewebe berührenden Abschnitt mit einer in Längsrichtung orientierten Öffnung zu einer Umgebung hin aufweist, die sich entlang mindestens eines Teils der Länge des Kanals erstreckt; und das Positionieren der Düse, um einen Flüssigkeitsstrahl so zu lenken, dass er im Kanal und/oder neben und entlang der Länge von mindestens einem Teil der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals verläuft.
  • Weitere Vorteile, neue Merkmale und Verwendungen der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, welche schematisch sind und nicht als maßstabsgetreu anzusehen sind. In den Figuren wird jede identische oder im Wesentlichen ähnliche Komponente, die in den verschiedenen Figuren dargestellt ist, typischerweise durch eine einzige Ziffer oder Bezeichnung dargestellt. Aus Gründen der Klarheit ist nicht jede Komponente in jeder Figur beschriftet, auch ist nicht jede Komponente jeder Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wenn die Darstellung derselben nicht notwendig ist, um es dem Durchschnittsfachmann zu erlauben, die Erfindung zu verstehen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlselements, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 2A ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlelements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2B ist eine schematische teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 2C ist eine beispielhafte transversale Querschnittsansicht der Ausführungsform der 2B, genommen entlang der Linien 2C-2C;
  • 2D ist eine beispielhafte transversale Querschnittsansicht der Ausführungsform der 2B, genommen entlang der Linien 2D-2D;
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments mit einer einstellbaren Strahlhöhe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine schematische, teilweise weg geschnittene, perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments, die eine zweite Ausführungsform zur Bereitstellung einer einstellbaren Strahlhöhe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 5A ist eine schematische, teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments mit einer einstellbaren Belüftungsöffnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 5B ist eine transversale Querschnittsansicht der Ausführungsform der 5A, genommen entlang der Linie 5B-5B;
  • 5C ist eine Längsschnittansicht der Ausführungsform der 5B, genommen entlang der Linien 5C-5C;
  • 5D ist eine Draufsicht eines automatischen Druckablasseinsatzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 5E ist eine schematische, teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht eines Teils einer Ausführungsform einer Strahlspitze, die einen Kanal mit dem automatischen Druckablasseinsatz der 5D enthält;
  • 5F ist eine beispielhafte Längsschnittansicht der Ausführungsform der 5E, die Druckablassventile des Einsatzes in einer offenen Konfiguration zeigt;
  • 5G ist eine bruchstückhafte Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kanals einer Strahlspitze mit einer zweiten Ausführungsform zur Bereitstellung von automatischen Druckablassventilen, die ein Druckablassventil in einer geschlossenen Konfiguration zeigt;
  • 5H ist eine beispielhafte bruchstückhafte Längsschnittansicht der Ausführungsform der 5G, die das Druckablassventil in einer offenen Konfiguration zeigt;
  • 6A ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments mit einer einstellbaren Kanalform gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 6B ist eine schematische, teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht der Ausführungsform der 6A;
  • 6C ist eine Endansicht des distalen Endes der Ausführungsform der 6A;
  • 6D ist eine schematische explodierte perspektivische Ansicht der Ausführungsform der 6A;
  • 7A ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlhandstücks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 7B ist eine schematische bruchstückhafte perspektivische Ansicht der inneren Schlauchgestaltung des Handstücks der 7A;
  • 8A ist eine Längsschnittansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 8B ist eine Draufsicht der Kanal bereitstellenden Komponente der 8A;
  • 8C ist eine Endansicht der Kanal bereitstellenden Komponente der 8A, betrachtet entlang der Pfeile 8C-8C;
  • 8D ist eine Draufsicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 8E ist eine Endansicht der Kanal bereitstellenden Komponente der 8D, betrachtet von rechts;
  • 9A ist eine beispielhafte transversale Querschnittsansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 9B ist eine beispielhafte transversale Querschnittsansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 9C ist eine transversale Querschnittsansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 9D ist eine beispielhafte transversale Querschnittsansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 9E ist eine transversale Querschnittsansicht einer Kanal bereitstellenden Komponente einer Strahlspitze gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
  • 10A ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 10B ist eine Längsschnittansicht einer Strahlspitze mit einem aufgeweiteten distalen Ende, die zum Verständnis der Erfindung nützlich ist;
  • 11 ist eine graphische Darstellung, bei der die Gewebeentfernungsaggressivität (Y-Achse) als Funktion der Strahlhöhe (X-Achse) für ein chirurgisches Instrument mit einer Strahlspitze mit einem Kanal aufgetragen wird, der einen transversalen Querschnitt besitzt, wie er schematisch im unteren Teil der Figur dargestellt ist;
  • 12A ist eine schematische perspektivische Draufsicht einer Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 12B ist eine schematische perspektivische Ansicht von unten der Strahlspitze der 12A;
  • 12C ist eine Draufsicht der Strahlspitze der 12A; und
  • 12D ist eine Längsschnittansicht der Strahlspitze der 10, genommen entlang der Linien 12D-12D.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die chirurgischen Instrumente, die gemäß gewissen Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt sind, können viele Gestaltungen annehmen, abhängig von der besonderen Anwendung. Z.B. können die chirurgischen Instrumente ein chirurgisches Handstück mit einem Körper umfassen, der dazu konzipiert ist, von der Hand eines Operateurs während eines chirurgischen oder medizinischen Eingriffs ergriffen zu werden. Alternativ können die chirurgischen Instrumente eine längliche, rohrförmige Vorrichtung umfassen, wie z.B. einen Katheter, oder können andere Gestaltungen annehmen. Zusätzliche Gestaltungen, die bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung verkörpern können, sind im US-Patent Nummer 375,635 der Anmelder besprochen. Solche Instrumente enthalten typischerweise ein „distales Ende" und ein „proximales Ende". Ein „distales Ende" eines chirurgischen Instruments bezieht sich gemäß der Erfindung auf jenen Abschnitt des Instruments, der geeignet ist, um an einem Patienten einen chirurgischen Eingriff durchzuführen. Das distale Ende enthält typischerweise einen Aufbau wie z.B. die Strahldüse, den mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal und andere Gewebe berührende und/oder Gewebe ändernde Komponenten. Während das „distale Ende" typischerweise an einer Position auf dem Instrument platziert ist, die vom Benutzer während des Einsatzes am Weitesten entfernt ist (d. h. an einer am meisten distalen Position), muss dies nicht immer der Fall sein. Das „proximale Ende" des Instruments bezieht sich auf jenen Abschnitt des Instruments, der geeignet ist, um von einem Benutzer des Instruments gesteuert zu werden. Für Ausführungsformen, in denen das Instrument ein chirurgisches Handstück umfasst, enthält das proximale Ende typischerweise einen Körper, der gestaltet und geeignet ist, um von der Hand eines Benutzers während des Gebrauchs ergriffen zu werden. Während in der folgenden Diskussion die chirurgischen Instrumente typischerweise als „Flüssigkeitsstrahl"-Instrumente bezeichnet werden, sollte zu verstehen sein, dass während in gewissen Gewebe schneidenden Ausführungsformen die Verwendung von Flüssigkeiten zur Ausbildung des Flüssigkeitsstrahls bevorzugt ist, in alternativen Ausführungsformen chirurgische Instrumente gemäß der Erfindung von Flüssigkeiten verschiedene Fluide, wie z.B. gewisse Gase, verwenden könnten. Dementsprechend sollten, wann immer die Begriffe „Flüssigkeit" oder „Flüssigkeitsstrahl" angegeben sind, die Begriffe „Fluid" (sowohl Flüssigkeiten als auch Gase umfassend) und „Fluidstrahl" jeweils als äquivalent angesehen werden, es sei denn etwas anderes ist spezifiziert.
  • Der Begriff „Strahlspitze", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Anordnung von Komponenten am distalen Ende des Instruments, mit welcher der Flüssigkeitsstrahl erzeugt und manipuliert sowie wahlweise von der Behandlungsstelle evakuiert wird. Dementsprechend umfasst die „Strahlspitze" typischerweise den Flüssigkeitsstrahl-Düsenabschnitt des Hochdrucklumens des Instruments, den mit dem Strahl wechselwirkenden Kanalaufbau des Instruments und, für Ausführungsformen mit Evakuation (Ausräumung), die Strahl aufnehmende Öffnung und das distale Ende des Evakuationslumens sowie jegliche vorhandene Verbindungshülse, die den Kanal mit den weiter proximal liegenden Abschnitten des Evakuationslumens verbindet.
  • Ein „mit dem Strahl wechselwirkender Kanal" oder äquivalent ausgedrückt „Kanal", wie hier verwendet, bezieht sich auf eine neuartige Struktur, die gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist und die neben und stromabwärts von der Düse des Instruments positioniert ist, so dass während des Betriebs und während der Flüssigkeitsstrahl nicht auf das Gewebe oder anderes Material an der Operationsstelle auftrifft, mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstrahls im Kanal und/oder neben und entlang der Länge mindestens eines Teils einer in Längsrichtung orientierten Öffnung eines Kanals verläuft. „Kanal" bezieht sich geometrisch auf eine Leitung mit mindestens einer Öffnung, die in Längsrichtung entlang mindestens eines Teils der Länge der Leitung gerichtet ist (das heißt der „in Längsrichtung orientierten Öffnung"), wobei die Öffnung im Instrument gelegen und positioniert ist, wie in größerem Detail im Folgenden beschrieben und gezeigt ist, um zumindest ungefähr mit der Längstrajektorie des Flüssigkeitsstrahls ausgerichtet zu sein, wenn das Instrument in Betrieb ist und der Flüssigkeitsstrahl nicht auf Gewebe oder anderes Material an der Operationsstelle auftrifft; die in Längsrichtung orientierte Öffnung ist auch so positioniert, dass sie dem Gewebe an der zu schneidenden, abzutragenden oder anderweitig von der Strahlspitze zu manipulierenden Operationsstelle zugewandt ist und damit in Kontakt gebracht werden kann. Zusätzlich zu der in Längsrichtung orientierten Öffnung, die im Gewebe berührenden Abschnitt des mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals des Instruments enthalten ist, können solche Kanäle in gewissen Ausführungsformen auch an ihren distalen und/oder proximalen Enden offen sein und dabei jeweils einen Fluideinlass bzw -auslass bereitstellen. Solche Ausführungsformen können, wie im Folgenden beschrieben, einen von dem Instrument erzeugten Strahl in die Lage versetzen, während des Betriebs in und durch einen Kanal gelenkt zu werden. Während der Begriff „Kanal", wie er im obigen Zusammenhang verwendet wird, häufig verwendet wird, um sich auf den den Fluidfließbereich definierenden geometrischen Leerraum und die den Leerraum definierenden und ihn umgebenden Wände zu beziehen, wird dieser Begriff hier verwendet, um sich auf die physikalische Struktur und/oder die Komponente zu beziehen (wie z.B. einen Einsatz oder einen anderen Teil des distalen Endes des Instruments), der den Leerraum bereitstellt und/oder in welchem eine solche leere Struktur gebildet ist. Wenn es nicht anderweitig angegeben ist, können die Begriffe „Kanal" und mit dem Strahl wechselwirkender Kanal" austauschbar verwendet werden und besitzen dieselbe Bedeutung.
  • Wie im Folgenden in größerem Detail besprochen und dargestellt wird, umfassen die verwendeten, mit dem Strahl wechselwirkenden Kanäle darin mindestens eine „Ventilationsöffnung". Der Begriff „Ventilationsöffnung" oder „Belüftungsöffnung", wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Öffnung des Kanals, die gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigverbindung zwischen einem inneren Bereich des Kanals und der die Strahlspitze umgebenden Umgebung bereitzustellen, wenn die in Längsrichtung orientierte Öffnung des Gewebe berührenden Abschnitts des Kanals verschlossen ist. In anderen Worten können solche Belüftungsöffnungen die Fähigkeit bereitstellen, das im inneren Bereich des Kanals während des Betriebs erzeugte Unterdruckniveau zu verringern, selbst unter Bedingungen, in denen das Gewebe vollständig die Gewebe berührende, in Längsrichtung orientierte Öffnung des Kanals verschließt. Wie im Folgenden besprochen wird, kann es dieses den Instrumenten erlauben, leichter und mit einer geringeren wahrgenommenen „Anhaftung" über das Gewebe zu gleiten sowie in einigen Fällen eine präzisere Kontrolle über das Ausmaß des Schnitts und/oder der Evakuation (des Ausräumens) mit dem Instrument erlauben. Die Belüftungsöffnungen können, wie im Folgenden besprochen und dargestellt wird, einen offenen Einlassbereich des Kanals umfassen (d.h. einen Querschnittsbereich am stromaufwärts gelegenen Ende des Kanals neben der Düse, der nicht von der den Flüssigkeitsstrahl ausstoßenden Düse oder dem distalen Ende des Hochdrucklumens blockiert wird). Belüftungsöffnungen können auch als Löcher, Schlitze oder anderweitig gestaltete Öffnungen gestaltet sein, die irgendwo entlang der Länge des Kanals platziert sind. In einer bestimmten Ausführungsform können die Belüftungsöffnungen, wie im Folgenden gezeigt und besprochen, Kanten, Nuten, Einkerbungen usw. umfassen, die in einer Gewebe berührenden Oberfläche des Gewebe berührenden Teils des Kanals gebildet sind. Wie in größerem Detail im Folgenden besprochen wird, neigt eine Zunahme der Gesamtquerschnittsfläche der in dem Kanal vorgesehenen Belüftungsöffnungen dazu, das in dem Innenbereich des Kanals während des Betriebs erzeugte Unterdruckniveau zu verringern. Die Menge an Belüftung kann in einigen Ausführungsformen von einem Benutzer gesteuert werden (in einigen Ausführungsformen während der Operation), indem die offene Fläche der Belüftungsöffnung(en) variiert wird. In gewissen Ausführungsformen kann die Belüftungsöffnung so gestaltet sein, dass sie sich abhängig vom im Innenbereich des Kanals während des Betriebs vorhandenen Unterdruckniveau automatisch öffnet und schließt.
  • Der Begriff „Strahlhöhe" bezieht sich auf den kürzesten Abstand, der zwischen der Position einer Mittellinie, die den mittleren Bereich des von der Düse gebildeten Strahls an einem gegebenen Punkt entlang der Länge des Strahlwegs definiert, und einer Ebene existiert, die tangential zu den Gewebe berührenden und die gegenüberliegenden Seiten der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals definierenden Oberflächen liegt (d.h. einer Ebene koplanar mit der Ebene, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung des Kanals definiert). Anders ausgedrückt kann die Strahlhöhe auch als senkrechter Abstand zwischen einer Mittellinie, die den mittleren Bereich des Strahls definiert, und der Ebene, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung definiert, definiert werden, gemessen in einer Ebene, die transversal zur Längsachse des Kanals ist und die senkrecht zu der Ebene ist, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung definiert. Es sollte bemerkt werden, dass diese Höhe in einigen Ausführungsformen entlang der Länge des Strahls variieren kann (z.B. für Ausführungsformen, in denen der Strahl unter einem Winkel nach oben oder unten in Bezug auf die Längsachse des Kanals gerichtet ist – d.h. unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse in einer Ebene senkrecht sowohl zu einer Ebene, die die in Längsrichtung orientierende Öffnung definiert, als auch einer Ebene, die transversal zur Längsachse des Kanals ist und die senkrecht zur Ebene ist, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung definiert). Strahlhöhen besitzen positive Werte, wenn sich die Mittellinie des Strahls außerhalb des Innenbereichs des Kanals befindet, und haben negative Werte, wenn sich die Mittellinie des Strahls im Kanal befindet. Eine Strahlhöhe von 0 zeigt an, dass die Position der Mittellinie des Strahls sich in der Ebene befindet, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung des Kanals bildet (d.h. die Ebene tangential zu den Gewebe berührenden Oberflächen, die die gegenüberliegenden Seiten der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals definieren). Wo zudem Bezug auf „medizinische" oder „chirurgische" Verwendungen gemacht wird, ist beabsichtigt, dass jeder dieser Begriffe den anderen miteinschließt, ebenso wie die Verwendung in einer tiermedizinischen oder kosmetischen Anwendung, es sei denn etwas anderes ist spezifiziert.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass durch Vorsehen eines mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals in einem chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrument gewisse Betriebseigenschaften des Instruments für gewisse Anwendungen verbessert werden können. Während das Vorsehen eines mit dem Flüssigkeitsstrahl wechselwirkenden Kanals in der Strahlspitze eines chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstruments potentiell positive Leistungscharakteristiken für eine große Vielfalt von Interessen und eine große Vielfalt von chirurgischen und medizinischen Anwendungen bereitstellen kann, hat man herausgefunden, dass der mit dem Strahl wechselwirkende Kanal insbesondere für Instrumente nützlich ist, die dazu gestaltet sind, einen Flüssigkeitsstrahl tangential oder parallel zur Oberfläche eines zu behandelnden Gewebes zu richten, und zwar für Anwendungen, die das Schneiden oder Entfernen einer erwünschten Tiefe oder Menge von Gewebe mit sich bringen (z.B. auf eine Weise ähnlich dem „in Scheiben schneiden" oder „hobeln") und/oder für Anwendungen, die das Waschen und Spülen von Gewebe (z.B. an einer Wundstelle) mit sich bringen. Während die erfinderischen Vorrichtungen, Strukturen und Verfahren, die hier beschrieben werden, in gewissen Fällen für Instrumente verwendet werden können, die dazu bestimmt sind, benutzt zu werden, während sie in einer flüssigen chirurgischen Umgebung eingetaucht sind, sind die Instrumente von besonderem Nutzen für Instrumente, welche zur Verwendung in einer Luft- oder Gasumgebung konzipiert sind.
  • Ohne an eine bestimmte physikalische oder strömungsmechanische Theorie oder Erklärung der Funktion der gemäß der Erfindung bereitgestellten mit dem Strahl wechselwirkenden Kanäle gebunden zu sein, glaubt man, dass solche Kanäle, so wie sie hier gemäß der Erfindung gestaltet und vorgesehen sind, mit dem von einem Instrument erzeugten Strahl auf solche Weise Wechselwirken können, dass sie den Dispersionsgrad des Strahls entlang seiner Länge im Vergleich zu einem im Wesentlichen identischen Flüssigkeitsstrahlinstrument, welches jedoch nicht den mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal enthält, verringern können. Auch glaubt man, dass die mit dem Strahl wechselwirkenden Kanäle, die gemäß der Erfindung vorgesehen sind, ihre positive Funktion zumindest teilweise dadurch erzielen können, dass das Ausmaß der Wechselwirkung zwischen der den Strahl bildenden Flüssigkeit und der die Strahlspitze umgebenden Luft- oder Flüssigkeitsumgebung, in welcher der Strahl gebildet wird, verringert wird. Insbesondere glaubt man, dass dadurch, dass der Strahl im Kanal oder dicht daneben und entlang einer in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals gerichtet wird, der Kanal dazu dienen kann, die Größe des den Strahl umgebenden Mitschleppbereichs zu verringern und den Mitschleppbereich nur auf eine Seite des Strahls konzentrieren zu können, wodurch der Dispersionsgrad des Strahls entlang seiner Länge verringert wird. Insbesondere glaubt man, dass das Vorsehen der mit dem Strahl wechselwirkenden Kanäle, die gemäß gewissen Aspekten der Erfindung vorgesehen sind, die Instrumente in die Lage versetzen kann, eine ausgedehnte Schnittlänge des Strahls für eine gegebene Düsengestaltung im Vergleich mit einem Instrument, das einen solchen Kanal nicht enthält, bereitzustellen, und zwar, so glaubt man, zumindest teilweise aufgrund der Fähigkeit des mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals, den Zerfall des Strahls (z.B. in Tröpfchen) zu verringern, der zu höheren Dispersionsgraden führen kann. Wie im Folgenden erörtert und dargestellt wird, kann die in Längsrichtung orientierte Öffnung des Kanals zusätzlich auch einen Wechselwirkungsbereich des Strahls mit dem zu behandelnden Gewebe definieren, wodurch es der Fläche, Form, Tiefe usw. des zu behandelnden Gewebebereichs ermöglicht wird, gemäß der Geometrie und Größe der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals variiert zu werden. Solch eine Steuerung kann vorteilhaft sein, wenn die erfinderischen Instrumente für spezifische medizinische oder chirurgische Eingriffe verwendet werden.
  • Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wurde auch entdeckt, dass durch selektives Ändern gewisser physikalischer und geometrischer Eigenschaften der Strahlspitze und insbesondere des mit dem Strahl wechselwirkenden Kanalabschnitt der Strahlspitze es möglich ist, auf vorteilhafte Weise einige oder viele der funktionellen/Leistungseigenschaften der gemäß der Erfindung bereitgestellten chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumente einzustellen und zu steuern. In gewissen Ausführungsformen, die in größerem Detail im Folgenden beschrieben werden, können einige dieser Parameter, z.B. die Strahlhöhe des Strahls in Bezug auf den Kanal, die Querschnittsform das Kanals und/oder die Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals usw. von einem Benutzer des Instruments variiert werden, wahlweise während der Operation, um so eine Feinabstimmung der Betriebs- und Funktionscharakteristiken des Instruments während eines chirurgischen Eingriffs zu ermöglichen. Die Steuerung gewisser geometrischer Eigenschaften der Strahlspitze, wahlweise in Verbindung mit der Steuerung des der Düse zur Ausbildung des Flüssigkeitsstrahls zugeführten Flüssigkeitsdrucks, kann den Bau von chirurgischen Flüssigkeitsstrahlvorrichtungen gemäß der Erfindung erlauben, die gewisse vorhersagbare und vorteilhafte Eigenschaften besitzen, wie im Folgenden detaillierter besprochen wird.
  • 1 stellt ein erstes Beispiel einer Strahlspitze 1 dar, welche am distalen Ende eines chirurgischen Instruments vorgesehen ist, das zum Verständnis der Erfindung nützlich ist. Ein Drucklumen 10 ist vorgesehen, das gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigkeit vom proximalen Ende des Instruments (nicht gezeigt) zum distalen Ende des Instruments zu leiten. In der dargestellten Ausführungsform ist das distale Ende des Drucklumens 10 abgedichtet und eine Düse 2 ist in der Seitenwand des Lumens beispielsweise mithilfe von Bohren oder Ätzen ausgebildet. Es sollte bemerkt werden, dass die dargestellte Konfiguration des distalen Endes des Hochdrucklumens 10 und der Düse 2 lediglich beispielhaft ist und dass eine große Vielfalt anderer Techniken zur Ausbildung der Düse verwendet werden kann. Eine Anzahl solcher Techniken und der dadurch ausgebildeten beispielhaften Düsen, welche in gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind detaillierter im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder beschrieben.
  • Im Allgemeinen kann die Düse im Hochdrucklumen durch jedes dem Durchschnittsfachmann bekannte Mittel gebildet werden. Der Durchmesser und die Form der Strahlöffnung 3 der Düse 2 wird basierend auf dem erwünschten Querschnittsdurchmesser des vom Instrument gebildeten Flüssigkeitsstrahls ausgewählt und bestimmt werden und kann in Abhängigkeit von den speziellen Anwendungen und Einsätzen des Instruments variieren. In gewissen typischen Ausführungsformen, die Instrumente umfassen, welche zum Flüssigkeitsstrahlschneiden und/oder -spülen konzipiert sind, kann der Durchmesser der Strahlöffnung der Düse in einem Bereich von ungefähr 25 μm (0,001 Zoll) bis ungefähr 0,25 mm (0,01 Zoll) variieren. In einer besonderen und beispielhaften Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Strahlöffnung 3 der Düse 2 ungefähr 127 μm (0,005 Zoll).
  • Wie im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder erörtert, betrifft ein weiterer Gedanke bei der Ausbildung der Düse das Verhältnis des minimalen Durchmessers der Düse, wie oben beschrieben, zur Gesamtlänge der Düse, die einen solchen minimalen Durchmesser besitzt (die „Düsenlänge" oder „charakteristische Länge der Düse") (d.h. gemessen entlang der Mittellinie der Düse). Je größer das Verhältnis dieser charakteristischen Länge der Düse zum minimalen Durchmesser der Düse ist, desto größer ist im Allgemeinen der Kohärenzgrad des von der Düse gebildeten Strahls und des desto geringer ist der Dispersionsgrad des Strahls mit zunehmendem Abstand von der Stahlöffnung der Düse, desto größer ist jedoch auch der Druckabfall an der Düse. Für viele Ausführungsformen ist es erwünscht, dass der Strahl über seine Schneidlänge relativ kohärent ist (im Folgenden beschrieben). Es wurde im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass das Vorsehen eines mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals (z.B. einem Kanal 9, im Folgenden detaillierter beschrieben) das Kohärenzniveau des Strahls erhöhen und die Dispersion entlang seiner Länge verringern kann. Dementsprechend kann in gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein kleineres Verhältnis von charakteristischer Düsenlänge zum minimalen Düsendurchmesser verwendet werden, um einen ähnlichen Kohärenzgrad für eine von der Düse ausgesandte Flüssigkeit zu erzielen, im Vergleich mit typischen chirurgischen Flüssigkeitsstrahlinstrumenten des Stands der Technik, die keinen mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal enthalten. Dies kann es den vorliegenden Instrumenten, welche solche Kanäle enthalten, erlauben, in gewissen Bedingungen mit etwas verringerten Flüssigkeitsstahl bildenden Flüssigkeitsdrücken zu arbeiten und/oder kann die Möglichkeit verschaffen, kürzere Düsen zu verwenden, um einen bestimmten Stahlkohärenzgrad mit dem Instrument zu erzielen. Typischerweise können die in den Instrumenten gemäß der Erfindung vorgesehenen Düsen ein Verhältnis von charakteristischer Düsenlänge zum minimalen Strahlöffnungsdurchmesser von ungefähr 1:1 bis 10:1 aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform besitzt die Düse ein Verhältnis von charakteristischer Düsenlänge zum minimalen Strahlöffnungsdurchmesser von ungefähr 4:1.
  • Wie detailliert in dem US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder besprochen, hängt der besondere Flüssigkeitsdruck der zur Düse für die Ausbildung des Flüssigkeitsstrahls zugeführten Flüssigkeit von der besonderen Anwendung ab, für welche das chirurgische Instrumente verwendet werden soll. Insbesondere beeinflusst der Druck der den Flüssigkeitsstrahl bildenden Flüssigkeit den Impuls des Flüssigkeitsstrahls und die Schneidkraft des Flüssigkeitsstrahls. Je höher im Allgemeinen der Flüssigkeitsdruck für eine gegebene Düsengestaltung ist, desto größer ist die Schneid- und Ablationskraft des dadurch gebildeten Flüssigkeitsstrahls. Für typische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Ausbildung eines Flüssigkeitsstrahls zum Schneiden und/oder Abtragen von Gewebe wird der der Düse des Instruments zugeführte Flüssigkeitsdruck typischerweise in einem Bereich von ungefähr 6,996 MPa (1.000 psig) bis ungefähr 137,996 MPa (20.000 psig) variieren, wobei ein Bereich zwischen ungefähr 6,996 MPa (1.000 psig) und ungefähr 41,470 MPa (6.000 psig) typischerweise eingesetzt wird, um Flüssigkeitsstrahlen zu erzeugen, die in der Lage sind, weicheres Gewebe zu schneiden, während zäheres Gewebe wie z.B. Knochen, Knorpel, Nervengewebe usw., nicht wesentlich geschnitten wird. Für Ausführungsformen, in denen die gemäß der Erfindung vorgesehenen chirurgischen Instrumente hauptsächlich für das Debridement, das Waschen und/oder Spülen konzipiert sind, können niedrigere Drücke als die oben genannten vorteilhaft verwendet werden.
  • In gewissen Ausführungsformen, wie dargestellt, können die Düsen der erfinderischen Instrumente ein Loch mit kleinem Durchmesser umfassen, das in die Seite des Hochdruckrohrs eingeätzt ist. Solche Löcher können leicht durch im Stand der Technik bekannte Techniken gebildet werden, wie z.B. jene, die elektrochemisches Ätzen (z.B. „EDM", wobei eine Elektrode an die Stelle der Düse positioniert wird und ein elektrisches Potential angelegt wird, um Strom von der Elektrode zu der Stelle fließen zu lassen und dadurch ein Loch an der Stelle auszufressen), Laserätzen, Mikro-Sandstrahlen oder mechanisches Bohren umfassen, jedoch nicht hierauf beschränkt sind. In alternativen Ausführungsformen, die in größerem Detail im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder besprochen werden, kann die Düse dadurch gebildet werden, dass das distale Ende des Hochdrucklumens auf den erwünschten Düsendurchmesser gestreckt wird, und in gewissen Ausführungsformen der eingeschnürte Bereich des Lumens wenn nötig oder erwünscht gebogen und/oder versetzt wird, um es dem Flüssigkeitsstrahl zu ermöglichen, entlang der Längsachse des Kanals des Instruments gerichtet zu werden. In noch einer weiteren Ausführungsform könnte die Düse separat hergestellt und nachfolgend mit den Rohrleitungen verbunden werden. In einer besonderen Ausführungsform ist die Düse in einem zylindrischen Einsatz ausgebildet, welcher in ein Loch mit größerem Durchmesser in der Seitenwand des Hochdrucklumens eingesetzt wird und durch eine geeignete Technik befestigt wird, welche z.B. das Presspassen und/oder Hartlöten umfasst.
  • Zurückkehrend zur 1 ist die Düse 2 stromaufwärts und neben, und in einigen Ausführungsformen anliegend an der Einlassfläche 4 des Kanals 9 positioniert. Der mit dem Strahl wechselwirkende Kanal 9 umfasst, wie dargestellt, einen Leerraum 5, in dessen Kanal bereitstellender Struktur 7 ein unterster Abschnitt 6 ausgebildet ist. Es sollte zu verstehen sein, dass die Form und Gestaltung der gezeigten Struktur 7 (d.h. zylindrisch) nicht in allen Ausführungsformen erforderlich ist. Die den Kanal bildende Struktur kann jede Form haben die damit kompatibel ist, einen Kanal der erwünschten Abmessungen und Form zu enthalten, und kann in einigen im Folgenden besprochenen Ausführungsformen ein separates und alternativ entfernbares Element umfassen, wie z.B. einen Einsatz, oder kann einen Teil der permanenten Struktur des distalen Endes des chirurgischen Instruments umfassen.
  • Ein von der Düse 2 ausgestoßener Flüssigkeitsstrahl 13 wird so gerichtet und positioniert, dass er in dem Kanal 9 entlang einer Richtung verläuft, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 17 des Kanals liegt. Der Kanal 9 umfasst weiter eine in Längsrichtung orientierte Öffnung 8, die sich entlang der gesamten Länge des Kanals erstreckt und welche im Betrieb einen Gewebe berührenden Abschnitt des Kanals umfasst, der an der zu behandelnden Gewebeoberfläche platziert ist. Im Betrieb würde in diesen Ausführungsformen das Gewebe typischerweise mit dem Kanal an den Gewebe berührenden Oberflächen 11 in Berührung kommen.
  • Verschiedene Gestaltungen einer vollständigen Strahlspitze für eine Ausführungsform und für Beispiele der Erfindung, die die Fähigkeit bereitstellen, Flüssigkeit und Ablagerungen von der chirurgischen Stelle auszuräumen, sind in den 2A bis 2D dargestellt. Diese Figuren werden verwendet, um gewisse geometrische Verhältnisse darzustellen und zu diskutieren, welche die Leistungsfähigkeit der Strahlspitze beeinflussen können. In der in 2A dargestellten Ausführungsform 15 ist das Hochdrucklumen 10 so gebogen, dass sein distales Ende ungefähr einen rechten Winkel mit der Längsachse 17 der Strahlspitze bildet, sodass der von der Düse 2 ausgestoßene Flüssigkeitsstrahl 13 im Kanal 9 durchtritt und die longitudinale Länge des Kanals hinab läuft. Das distale Ende des Hochdrucklumens 10 verschließt die Einlassfläche 4 des Kanals 9 nicht und lässt dabei eine Öffnung darin, die eine Belüftungsöffnung bereitstellt. Während die axial orientierte Strahlspitzengestaltung der Strahlspitze 15 als spezielles Beispiel hier dargestellt ist, sollte zu verstehen sein, dass in alternativen Ausführungsformen andere geometrische Gestaltungen und Relativorientierungen der Strahlspitze in Bezug auf das proximale Ende und/oder den Körper des chirurgischen Instruments möglich sind. Viele geeignete alternative Gestaltungen, welche im Kontext der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden können, sind im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder besprochen und dargestellt.
  • Der Strahl 13, der in und entlang des Kanals 9 verläuft, wenn das Instrument in einem chirurgischen Eingriff verwendet wird, wird mit dem an der in Längsrichtung orientierten Öffnung 8 des Kanals 9 anliegenden und mit den Gewebekontaktflächen 11 in Kontakt stehenden Gewebe Wechselwirken. Nachdem der Strahl 13 durch den Kanal 9 durchgetreten ist, tritt er in eine Verbindungshülse 12 ein, welche ein distales Ende des Evakuationslumens 16 bildet. Die Verbindungshülse 12 enthält an ihrem distalen Ende eine Öffnung 14, die eine Strahl aufnehmende Öffnung umfasst. Der Kanal 9 wird über die Verbindungshülse 12 mit dem distalen Ende des Evakuationslumens 16 in Flüssigverbindung verbunden. Die Verbindungshülse 12 ist, wie dargestellt, so gestaltet, dass sie den Kanal 9 in der Strahlspitze an Ort und Stelle hält, wahlweise im Zusammenwirken mit dem Hockdruckschlauch 10 oder einer anderen Haltevorrichtung am distalen Ende des Kanals. Die Verbindung zwischen der den Kanal 9 tragenden Komponente 7 und der Hülse 12 kann in einigen Ausführungsformen durch eine Vielzahl wohlbekannter Techniken permanenter gemacht werden, beispielsweise durch Verkleben, Hartlöten, Verschweißen, Presspassen oder durch andere dem Durchschnittsfachmann bekannte Mittel. In alternativen Ausführungsformen kann die Verbindung nicht permanent sein und die den Kanal bereitstellende Komponente 7 kann einen Einsatz umfassen, der von einem Benutzer des Instruments entfernbar und ersetzbar ist. In alternativen Ausführungsformen kann die Hülse 12 ganzheitlich mit der Komponenten 7 und/oder dem Evakuationslumen 16 ausgebildet sein. Wie dargestellt kann in gewissen Ausführungsformen die Hülse 12 getrennt vom Evakuationslumen 16 sein und permanent oder reversibel mit dem Evakuationslumen 16 verbunden sein, welches dazu gestaltet ist, Material von der Strahlspitze zum proximalen Ende des Instruments (nicht gezeigt) und typischerweise zu einem Abfluss (nicht gezeigt) durch ein Evakuationsrohr des Instruments (wie z.B. das in der folgenden 7 gezeigte Evakuationsrohr 86) auszuräumen.
  • Die Strahl aufnehmende Öffnung der Hülse 12 kann gestaltet sein, um sowohl die den Flüssigkeitsstrahl bildende Flüssigkeit als auch jede andere Flüssigkeit, Luft und/oder Gewebeablagerungen zu sammeln, die während des Betriebs des Instruments vom Flüssigkeitsstrahl mitgeschleppt werden. In einigen Ausführungsformen, die im Folgenden und in größerem Detail im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder besprochen sind, können die Hülse und/oder das Evakuationslumen so gestaltet und betrieben werden, dass der Impuls und die Energie des Flüssigkeitsstrahls das mitgeschleppte Fluid durch das Evakuationslumen zum proximalen Ende des Instruments (nicht gezeigt) treiben können, ohne dabei eine externe Vakuum- oder Absaugquelle in Flüssigverbindung mit dem Evakuationslumen bereitstellen zu müssen. Wie auch im Folgenden und in größerem Detail im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder beschrieben wird, können zusätzlich die Form und die Größe der Strahl aufnehmenden Öffnung 14 und der Evakuationsleitungen (z.B. Hülse 12 und Evakuationslumen 16) so gewählt und gestaltet werden, dass gewisse Venturi-Effekte und/oder andere physikalische und strömungsmechanische Phänomene bereitgestellt werden, die die Entfernung des Fluids und der Ablagerungen von der Stelle verstärken, wenn es erwünscht ist.
  • In gewissen Ausführungsformen, insbesondere in jenen, für welche das chirurgische Instrument eine Strahl- und/oder Ablagerungsausräumung enthält, die keine externe Absaugquelle erfordert, können eine gewisse Größe und geometrische Parameter des Verbinders 12, wenn im Evakuationslumen 16 vorhanden, oder falls nicht, am distalen Endbereich des Evakuationslumens vorgesehen werden. Um z.B. in gewissen Ausführungsformen das Zurücksprühen und den Widerstand gegen den Ausräumungsfluss zu minimieren, ist es erwünscht, dass jegliche Öffnung im stromabwärts liegenden Ende des Kanals 9 eine kleinere Querschnittsfläche oder eine im Wesentlichen gleiche Querschnittsfläche wie die Querschnittsfläche der Strahl aufnehmenden Öffnung 14 unmittelbar neben und stromabwärts des stromabwärts liegenden Endes des Kanals aufweist. In einigen Ausführungsformen fluchtet das stromabwärts liegende offene Ende des Kanals mit dem benachbarten Abschnitt der Strahl aufnehmenden Öffnung, sodass keine Oberflächen vorhanden sind, die den Fluidfluss behindern oder irgendeinen Teil des Kanals verschließen, was bei Einsatz des Instruments eine Ablenkung oder Umkehr des vom Kanal in das Evakuationslumen fließenden Fluids bewirken könnte. Während die besondere Größe der Strahl aufnehmenden Öffnung natürlich von der Größe und/oder der Querschnittsform des mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals abhängt, besitzt in typischen Ausführungsformen die Strahl aufnehmende Öffnung einen maximalen Querschnittsdurchmesser im Bereich zwischen ungefähr 0,254 mm (0,01 Zoll) und ungefähr 5,08 mm (0,2 Zoll), noch typischer zwischen ungefähr 0,762 mm (0,03 Zoll) und ungefähr 2,54 mm (0,1 Zoll) und, in einer besonderen Ausführungsform, einen maximalen Querschnittsdurchmesser von ungefähr 1,52 mm (0,06 Zoll).
  • In gewissen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann das distale Ende des Evakuationslumens oder des Verbinders für jene Ausführungsformen, die einen Verbinder zwischen dem Evakuationslumen und dem Kanal umfassen, so gestaltet sein, dass sie eine Verengung (d.h. einen eingeschnürten Bereich mit verringertem Durchmesser) stromabwärts von der Strahl aufnehmenden Öffnung enthalten und dadurch ein Venturirohr erzeugen. In solchen Ausführungsformen kann der Durchmesser des eingeschnürten Bereichs mit verringertem Durchmesser des Venturirohrs vorteilhafterweise gleich groß oder größer als der an der Eintrittsebene des Bereichs mit minimalem Durchmesser des eingeschnürten Abschnitts mit verringertem Durchmesser gemessene Durchmesser des Flüssigkeitsstrahls sein. Der Durchmesser des Flüssigkeitsstrahls an dieser Stelle wird typischerweise etwas größer als der Durchmesser der Flüssigkeitsstrahl bildenden Düse sein, wie dem Durchschnittsfachmann leicht verständlich sein wird, und zwar aufgrund der Dispersion und Ausdehnung des Flüssigkeitsstrahls entlang seiner Länge. Diese Dispersionsneigung kann durch das neuartige Vorsehen des oben beschriebenen, mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals 9 verringert werden. In einigen Ausführungsformen kann der Kanal 9 mit dem Strahl 13 so Wechselwirken, dass der Durchmesser des Strahls beim Eintritt in die Strahl aufnehmende Öffnung den Durchmesser des Strahls beim Ausstoß aus der Düse für typische, im Folgenden beschriebene Strahllängen um nicht mehr als einen Faktor von ungefähr 30, in gewissen Ausführungsformen um nicht mehr als einen Faktor von ungefähr 20, in weiteren Ausführungsformen um einen Faktor von nicht mehr als ungefähr 10, in anderen Ausführungsformen um einen Faktor von nicht mehr als ungefähr 5, in anderen Ausführungsformen um einen Faktor von nicht mehr als ungefähr 4, in anderen Ausführungsformen um einen Faktor von nicht mehr als ungefähr 3, und in noch weiteren Ausführungsformen um einen Faktor von nicht mehr als ungefähr 2 übertrifft.
  • Für Ausführungsformen mit einem Venturi-Rohr, wie oben besprochen, kann der dispergierte Durchmesser des in den eingeschnürten Abschnitt mit verringertem Durchmesser eintretenden Flüssigkeitsstrahls typischerweise einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 20% bis ungefähr 100% des minimalen Durchmessers des eingeschnürten Bereichs besitzen und kann einen Durchmesser aufweisen, gemessen an der Ebene des am meisten distalen Teils der Strahl aufnehmenden Öffnung, der zwischen ungefähr 20% und ungefähr 50% der an diesem Punkt gemessenene maximalen Querschnittsabmessung der Strahl aufnehmenden Öffnung beträgt.
  • Während die Verbindungshülse 12 aus jedem geeigneten Material hergestellt sein kann, inklusive ohne Einschränkung aus verschiedenen Hartkunststoffen und Metallen, wie z.B. jenen, die im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder beschrieben sind, ist in gewissen Ausführungsformen, wieder bezugnehmend auf 2A, die Hülse aus einem chirurgisch kompatiblen Metall wie z.B. Edelstahl hergestellt. Im Allgemeinen können die zur Ausbildung verschiedener Komponenten der Strahlspitze ausgewählten Materialien und die hier beschriebenen Instrumente im Wesentlichen ähnlich jenen sein, die im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder beschrieben sind. Für Ausführungsformen, in denen das Evakuationslumen 16 aus einem elastischen Material aufgebaut ist, das bei Kontakt mit einem Flüssigkeitsstrahl anfälliger für eine Abtragung ist als es die Materialien sind, aus welchen die Verbindungshülse 12 gebildet ist, kann es erwünscht sein, dass sich die Verbindungshülse 12 proximal in das Evakuationslumen 16 erstreckt, und zwar um einen Abstand, der zumindest ausreichend ist, um es dem Flüssigkeitsstrahl 13 zu erlauben, auf die innere Oberfläche des Verbinders 12 aufzutreffen, anstatt auf das Evakuationslumen 16.
  • In gewissen Ausführungsformen kann die Effizienz der Ausräumung dadurch erhöht werden, dass eine Vergrößerung des Innendurchmessers des Verbinders 12 und/oder des Evakuationslumens 16 proximal zur Strahl aufnehmenden Öffnung 14 und proximal jeder ein Venturi-Rohr bildenden Einschnürung, wenn vorhanden, vorgesehen wird. In diesen gewissen Ausführungsformen nimmt der Innendurchmesser der Hülse und/oder des Evakuationslumens von einem gewissen Minimalwert an einer ersten distalen Stelle zu einem gewissen Maximalwert an einer weiter proximalen Stelle zu, wonach der Innendurchmesser des Evakuationslumens konstant bleibt. Größere Details bezüglich der Gestaltung des Evakuationslumens in solchen Ausführungsformen können im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder gefunden werden. In gewissen Ausführungsformen, in welchen der Flüssigkeitsstrahl nicht parallel zur Längsachse des Kanals 9 gerichtet ist, dargestellt in 2A, sondern stattdessen in Bezug auf die dargestellte Orientierung nach unten in den Kanal abgewinkelt ist, kann das Ausräumen des Fluids weiter dadurch erleichtert werden, dass die Längsachse der Verbindungshülse unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse 17 des distalen Endes des Evakuationslumens 16 festgelegt wird, um so dem Abwärtswinkel des aus der Düse ausgestoßenen Strahls zu entsprechen, sodass die Längsachse der Verbindungshülse colinear mit der Trajektorie des Strahls ist. Solch eine Konfiguration ist für Ausführungsformen mit abgewinkelten Strahlen wichtig, wie z.B. jenen, die in den folgenden 12A bis 12D dargestellt sind. Um auch in gewissen Ausführungsformen die Handhabung des Instruments zu erleichtern und es den Gewebekontaktoberflächen 11 des Kanals 9 zu ermöglichen, an ein mit dem Instrument zu behandelndes Gewebe leichter angelegt zu werden, kann die Längsachse 17 der Strahlspitze unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse 18 des proximalen Endes/Körpers (nicht gezeigt) des Instruments festgelegt werden. In gewissen Ausführungsformen kann der Winkel zwischen der Längsachse 17 der Strahlspitze und der Längsachse 18 des proximalen Endes (nicht gezeigt) des Instruments in einem Bereich von ungefähr 15° bis ungefähr 90° liegen, um dem Benutzer des Instruments eine wünschenswerte Ergonomie bereitzustellen.
  • Die 2A veranschaulicht auch eine Konfiguration zur Bereitstellung von Belüftungsöffnungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Gewebekontaktoberflächen 11 umfassen wie dargestellt eine Vielzahl von Einkerbungen 19. Obwohl in der dargestellten Ausführungsform die Einkerbungen 19 halbkreisförmige Einkerbungen umfassen, sollte zu verstehen sein, dass in anderen Ausführungsformen die spezielle Form und Anzahl solcher Einkerbungen und ihre Positionen entlang der Länge der Gewebekontaktflächen 11 variiert werden könnten, um einen erwünschten Belüftungsgrad zu erzielen. Die Belüftungsöffnungen erlauben die Fluidkommunikation zwischen der die Strahlungsspitze umgebenden Atmosphäre und dem inneren Bereich des Kanals 9, selbst wenn ein unter Behandlung stehendes Gewebe so in Kontakt mit den Gewebekontaktflächen 11 gebracht wird, dass das Gewebe im Wesentlichen vollständig die längsgerichtete Öffnung 8 des Kanals 9 verschließt. Das Vorsehen von Belüftungsöffnungen, wie z.B. den Öffnungen 19, kann die Gewebebehandlungseigenschaften des Instruments und die Bedienfreundlichkeit des Instruments verbessern, indem die Neigung der Strahlspitze verringert wird, im Betrieb an der Oberfläche des behandelten Gewebes „anzuhaften". Eine geeignete Belüftung kann die Strahlspitze in die Lage versetzen, im Gebrauch leichter über die Oberfläche des Gewebes zu gleiten und kann die Neigung des Gewebes verringern, auf unerwünschte Weise in den inneren Bereich des Kanals 9 hineinverformt zu werden, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  • Die 2B veranschaulicht in teilweisem Querschnitt eine Strahlspitze 29 mit einer ähnlichen Konfiguration wie jene, die in 2A dargestellt ist, außer dass sie unterschiedlich gestaltete Belüftungsöffnungen entlang der Länge des Kanals 9 bereitstellt. Die 2B veranschaulicht auch die Definition der Strahllänge 20 des Strahls 13. Die Strahllänge definiert die effektive Schneidlänge und/oder Gewebewechselwirkungslänge des Strahls 13, wenn das Instrument im Gebrauch ist. Wie oben besprochen, wird angenommen, dass das erfindungsgemäße Vorsehen eines mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals 9, der neben dem Flüssigkeitsstrahl 13 liegt und/oder ihn zumindest teilweise umgibt, den Dispersionsgrad des Flüssigkeitsstrahls über seine Länge verringert und es dadurch ermöglicht, längere Strahllängen für ein gegebenes Verhältnis von Düsenlänge zu Düsendurchmesser zu erzielen. Während in gewissen Ausführungsformen die Länge 20 des Strahls 13 im Wesentlichen jede erwünschte Länge haben könnte, wird für typische, in chirurgischen Instrumenten verwendete Konfigurationen die Strahllänge in einem Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 3 cm liegen und besonders typisch in einen Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 2 cm fallen. Wie oben im Zusammenhang mit der 2C und 2D besprochen, kann die maximale Kanalbreite und/oder die maximale Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung 8 des Kanals auch eine Funktion der erwünschten Länge des Flüssigkeitsstrahls und/oder der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals sein.
  • In der in 2B dargestellten Ausführungsform ist die Strahllänge 20 im Wesentlichen gleich der effektiven Länge des Kanals 9 der Strahlspitze. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die in Längsrichtung orientierte Öffnung 8 entlang der gesamten Länge des Kanals 9. In anderen Ausführungsformen kann sich die in Längsrichtung orientierte Öffnung jedoch lediglich über einen Teil der gesamten Strahllänge 20 des Strahls 13 erstrecken, sodass die effektive Gesamtlänge der in Längsrichtung orientierten Öffnung weniger als die Strahllänge 20 des Strahls 13 beträgt. Die "effektive Gesamtlänge" der in Längsrichtung orientierten Öffnung, sowie sie im obigen Zusammenhang verwendet wird, bezieht sich auf die kummulative Länge aller Segmente (für Ausführungsformen, in denen der Kanal mehrere Segmente besitzt) der in Längsrichtung orientierten Öffnung (gemessen entlang der Länge des Kanals), welche mit zumindest einer Eigenschaft des Flüssigkeitsstrahls in Wechselwirkung treten kann und sie beeinflussen kann. Anstatt aus einem einzelnen Stück zu bestehen, welches entlang seiner Länge durchgehend ist, könnte der Kanal in gewissen anderen Ausführungsformen als jenen dargestellten aus einer Vielzahl kürzerer Kanalsegmente bestehen, die in Bezug aufeinander entlang des Flusswegs des Strahl sequentiell und in Längsrichtung gestapelt sind, wahlweise mit Abständen zwischen den Segmenten, die Belüftungsöffnungen bereitstellen könnten. In einer solchen Ausführungsform wäre die "effektive Länge" der dem Gewebe zugewandten Öffnungen, welche kollektiv die "in Längsrichtung orientierte Öffnung" darstellen, gleich der Summe der Längen (gemessen entlang der Längsachse der Strahlspitze) der dem Gewebe zugewandten Öffnungen der einzelnen Segmente. In der obigen Diskussion und in den Ansprüchen, wo gewisse Verhältnisse der Kanalbreite, der Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung oder anderer Parameter in Bezug auf die "effektive Länge" der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals spezifiziert sind, werden solche Parameter mit Bezug auf die oben beschriebene effektive Länge bestimmt, nämlich die entlang der Länge des Kanals gemessene kumulative Länge aller einzelnen Segmentöffnungen, die insgesamt die Kanalöffnung der Vorrichtung ausmachen.
  • Die 2B veranschaulicht auch eine Alternative für das Bereitstellen von Belüftungsöffnungen entlang der Länge des Kanals 9. Der Kanal 9 enthält Belüftungsöffnungen 21, die in der untersten Oberfläche 6 des Kanals gebildet sind. Diese Belüftungsöffnungen können eine kontrollierte Entlastung des Unterdrucks bereitstellen, der dazu neigt, sich im inneren Bereich des Kanals 9 zu bilden und der die Strahlspitze gegen das Gewebe pressen kann, wie im Folgenden besprochen wird. Die Belüftungslöcher 21 können unter einem gewissen Winkel 67, der in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 17 des Kanals 9 gemessen wird, gebohrt oder anderweitig ausgebildet werden. In gewissen Ausführungsformen ist der Winkel 67 größer als Null (d.h. die Belüftungslöcher 21 sind distal von der untersten Oberfläche 6 des Kanals 9 zur äußeren Oberfläche der Komponente 7 geneigt). Solch eine Neigung kann ein unbeabsichtigtes Eintreten eines Teils des Strahls 13 in eines oder mehrere der Belüftungslöcher während des Betriebs verhindern. Typischerweise läge der Winkel 67 im Bereich von ungefähr 45° bis ungefähr 60°. Anstatt die Belüftungslöcher 21 so zu positionieren, dass sie in Fluidkommunikation mit der unteren Oberfläche 6 des Kanals 9 stehen, könnten in alternativen Ausführungsformen die Belüftungslöcher in Fluidkommunikation mit einem oder beiden der seitlichen Oberflächen des Kanals 9 gestellt werden.
  • Nun wird auf 2C und 2D Bezug genommen, die den mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal 9 darstellen, wie er im Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu seiner Längsachse aussieht. Diese Ansichten werden verwendet, um gewisse geometrische Parameter des Kanals zu veranschaulichen, die seine Leistungsfähigkeit in den erfinderischen chirurgischen Instrumenten beeinflussen können. Solche Parameter umfassen die Querschnittsform des Kanals, die Tiefe 22 des Kanals, das Volumen der offenen Fläche das Kanals, die Breite 23 des Kanals und/oder der längsorientierten Öffnung 8 des Kanals im Verhältnis zur Länge 20 des Strahls und/oder der Länge des Kanals und/oder der in Längsrichtung orientierten Öffnung, den anfänglich nicht expandierten Durchmesser 24 des Strahls 13, den maximalen Durchmesser 25 des expandierten Strahls am Ende seiner Lauflänge und die Strahlhöhe 26 der Mittellinie des Strahls in Bezug auf die Ebene 134, die die in Längsrichtung orientierte Öffnung 8 des Kanals definiert. Wie im Folgenden erläutert wird, kann mindestens einer und im Allgemeinen mehrere oder jeder der oben genannten geometrischen Parameter dafür wichtig sein, die funktionalen Charakteristiken und die Leistungsfähigkeit der Strahlspitze des chirurgischen Instruments zu definieren. Während gewisse allgemeine Leitlinien und Betrachtungen im Folgenden besprochen werden, die auf die Auswahl solcher Parameter gerichtet sind, wird es dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, dass die speziellen Abmessungen und Parameter unter Leitung der hiesigen Lehre ausgewählt werden müssen, basierend auf der speziellen Anwendung und den gewünschten Eigenschaften des betrachteten Instruments, und zwar unter Verwendung von Routineexperimenten und Optimisierungen.
  • Die Querschnittsform des Kanals, welche für den Kanal 9 dargestellten Ausführungsform eine „V"-Form mit einem abgerundeten Boden umfasst, kann eine große Vielfalt an Formen einnehmen, abhängig von den Bedürfnissen der speziellen Anwendung. Im Allgemeinen kann die Querschnittsform die hydrodynamischen Eigenschaften der Strahlspitzen und die Schneid- und/oder Spüleigenschaften des strahlinduzierten Flüssigkeitsflusses beeinflussen. Während die präzises Auswirkung irgendeiner bestimmten Form auf die hydrodynamischen Eigenschaften der Strahlspitze nur schwer präzise vorherzusagen ist, glaubt man im Allgemeinen, dass offenere Geometrien, wie z.B. die offene „C"-Gestaltung, die im Folgenden in 9 und 11 dargestellt ist, und Gestaltungen, wie z.B. das gezeigte „V"-, welches eine relativ breite Kanalbreite als Funktion des Kanalvolumens besitzt, im Allgemeinen Strahlspitzen liefert, welche ein relativ hohes Niveau an Fluidaspiration und -mitschleppen für eine gegebene Strahlgeschwindigkeit erzeugen, wobei die Spitzen geeignet oder vorteilhaft für Instrumente sein können, welche Strahlen zum Spülen oder Debridement verwenden (z.B. ohne wesentliches Gewebeschneiden), insbesondere wenn sie in Verbindung mit negativen Strahlhöhen verwendet werden, wie in dem Beispiel der 2C und 2D dargestellt.
  • Wie oben besprochen, definiert die Breite und die Fläche der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals eine Wirkungsfläche des Strahls auf das an der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals anliegende Gewebe, sodass breitere Kanäle dazu neigen werden, über eine größere Gewebefläche zu wirken als engere Kanäle. Wie oben besprochen erzeugen breitere Kanäle häufig höhere Niveaus an Gewebeaspiration in den Kanal und können dementsprechend häufig zu einem größeren Grad des Anhebens des Gewebes in den Kanal während des Betriebs führen, was wiederum für eine gegebene Strahlhöhe zu einem tieferen Schnittniveau und einer aggressiveren Behandlung des Gewebes führen kann und das zu einer größeren Variabilität des Schneidens und/oder der Ablationstiefe entlang der Länge und über die Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung führen kann. Für Anwendungen, in denen stärker kontrollierbare Tiefen des Gewebeschneidens mit dem Strahl wünschenswert sind (z.B. für Ausführungsformen wie gewisse im Folgenden besprochene Ausführungsformen, in denen die Strahlhöhe positiv ist und das Instrument zum „in Scheiben schneiden" oder „hobeln" von Gewebeschichten von einer Oberfläche verwendet wird), kann es dementsprechend vorteilhaft sein, einen Kanal bereitzustellen, der eine Querschnittsform besitzt, welche relativ eng und seicht ist oder eng und tief ist. Z.B. könnte in einigen Ausführungsformen der Kanal eine Querschnittsform besitzen, welche „U"-förmig, rechteckig oder quadratisch ist.
  • In einigen dieser Ausführungsformen ist es vorteilhaft, eine Form auszuwählen, die einen Kanal bereitstellt, welcher einen Innenbereich mit einer maximalen Breite besitzt, die im Wesentlichen gleich der maximalen Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals ist (d.h. der Breite 23).
  • In gewissen Ausführungsformen, insbesondere in jenen, in denen das Instrument für Flüssigkeitsstrahl-Schnitt-/Ablationsanwendungen verwendet wird, kann es wünschenswert sein, den Kanal so zu konfigurieren, dass die maximale Breite 23 der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals (z.B. die Öffnung 8 des Kanals 9), und/oder die maximale Breite des Innenbereichs des Kanals groß genug ist, um einen unerwünschten Kontakt des ausgedehnten Strahldurchmessers 25 mit den Wänden des Kanals zu verhindern, wenn das Instrument unter Bedingungen in Betrieb ist, unter denen der Strahl kein Gewebe oder andere Objekte im chirurgischen Feld trifft. In gewissen Ausführungsformen ist es erwünscht, den Kanal so zu gestalten, dass die maximale Breite des Kanals und/oder der in Längsrichtung orientierten Öffnung am stromabwärts gelegenen Ende des Kanals so klein wie möglich ist, während der Kontakt zwischen dem ausgedehnten Strahl und den Wänden des Kanals verhindert wird. Aus ähnlichen Gründen kann es im Allgemeinen vorteilhaft sein, den Strahl in Bezug auf die Längsachse des Kanals auszurichten, sodass der Strahl allgemein parallel zur Längsachse ist (gemessen in der horizontalen Ebene in Bezug auf die in 2C und 2D gezeigte Orientierung – z.B. Ebene 134 wie gezeigt), oder alternativ unter einem ausreichend geringen Winkel in Bezug auf die Längsachse gerichtet ist, sodass der ausgedehnte Strahl nicht die Wände des Kanals in seiner Lauflänge 20 berührt.
  • Im Allgemeinen sollte die spezifische Breite des Kanals und/oder die Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals in Bezug auf den Durchmesser der Düse, die Länge der Düse, die Schneidtiefe des Strahls, die effektive Länge der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals, der zur Ausbildung des Strahls zugeführte Flüssigkeitsdruck usw. basierend auf Routineexperimenten und Optimisierung für die bestimmte Konfiguration und den Gebrauch ausgewählt werden. Im Allgemeinen können Eignungstests zur Bestimmung solcher Verhältnisse und Designkriterien zur Auswahl solcher Parameter auf der folgenden allgemeinen Methodologie basieren. Zuerst kann für eine gegebene chirurgische oder medizinische Anwendung eine erwünschte Schneid- oder Behandlungslänge des Strahls spezifiziert werden. Dann kann für eine bestimmte ausgewählte Düsengröße und -gestaltung eine Bestimmung des Dispersionsgrads eines Flüssigkeitsstrahls gemacht werden, der von der ausgewählten Düse unter den ausgewählten Betriebsbedingungen des der Düse zugeführten Drucks ausgebildet wird, und zwar als Funktion der Länge des Strahls. Eine Breite des Kanals und/oder eine Breite einer in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals kann dann so ausgewählt werden, dass sie mindestens so groß wie der gemessene Durchmesser des dispergierten Strahls ist, der im vorherigen Schritt an der anfänglich spezifizierten maximalen Schnitttiefe bestimmt wurde. Da im Betrieb das Vorhandensein des Kanals dazu neigen wird, den Dispersionsgrad zu verringern, wird die oben genannte Prozedur dazu neigen, konservativ zu sein.
  • Während, wie oben erwähnt, die speziellen Abmessungen und Parameter für eine bestimmte Anwendung basierend auf Routineexperimenten und Optimisierungen ausgewählt werden sollten, können für eine Vielfalt von Ausführungsformen die folgenden Werte für verschiedene Parameter typisch sein. Für die oben beschriebenen Düsendurchmesser/Düsenlängen, effektiven Kanalöffnungslängen und Strahllängen können typische Breiten der in Längsrichtung orientierten Öffnung typischer Kanäle von ungefähr 2,54 mm (0,01 Zoll) bis ungefähr 5,08 mm (0,2 Zoll), besonders typisch von ungefähr 0,254 mm (0,01 Zoll) bis ungefähr 2,032 mm (0,08 Zoll) variieren. Das Verhältnis der maximalen Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung zur effektiven Länge der Kanalöffnung variiert typischerweise von ungefähr 1:4 bis ungefähr 1:40 oder mehr. Typische Werte der maximalen Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals geteilt durch den Düsendurchmesser können im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 30 oder mehr liegen. Für Ausführungsformen mit Evakuationslumina und/oder Verbindungshülsen, wie z.B. der Verbindungshülse 12, sind typische Verhältnisse der maximalen Querschnittsabmessungen der Strahl aufnehmenden Öffnung 14 zur maximalen Breite des inneren Bereichs des Kanals 9 an der Ebene der Strahl aufnehmenden Öffnung typischerweise ≥ 1. Kanalbreiten und/oder Breiten der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals können am in der 2D dargestellten Querschnitt (d.h. an einem ebenen Schnitt, der am stromabwärts liegenden Ende des Strahlwegs 20 genommen wurde) im Bereich von ungefähr einem Wert gleich dem expandierten Durchmesser 25 des Strahls bis zu einem Wert, der ihn um einen Faktor von ungefähr 4 bis 6 oder mehr übertrifft, liegen. Die größeren Verhältnisse dieser Abmessungen können für nicht schneidende Anwendungen wie z.B. Spülungsanwendungen vorteilhaft sein. Die Kanalhöhe 22 kann vorteilhafterweise ähnlich der oben beschriebenen Kanalbreite und der Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung so ausgewählt werden, dass sie groß genug ist, das ein unbeabsichtigter Kontakt zwischen dem Strahl und der untersten Oberfläche 6 des Kanals unter Betriebsbedingungen verhindert wird, in denen der Strahl das Gewebe oder anderes Material im chirurgischen Feld nicht berührt. In gewissen Ausführungsformen kann das Verhältnis der Kanaltiefe zum expandierten Strahldurchmesser (z.B. dem Durchmesser 25) von ungefähr 1 bis ungefähr 3 oder mehr variieren. Da eine kontrollierte Gewebeschnitttiefe wünschenswert ist, wie oben besprochen wurde, besitzt die Strahlspitze eine Düse, die in Bezug auf den Kanal so positioniert ist, dass der Strahl eine positive Strahlhöhe aufweist und neben und außerhalb des Kanals über zumindest einen Teil seiner Länge verläuft.
  • Wie im Folgenden in den 11 und 12A bis 12D veranschaulicht, kann die Schnitttiefe eine Funktion der maximalen Strahlhöhe des Strahls über seine Lauflänge sein und in einigen Ausführungsformen dieser angenähert sein.
  • In gewissen Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere geometrische und/oder funktionale Eigenschaften der Strahlspitze der Erfindung so gestaltet sein, dass sie von einem Benutzer des erfinderischen chirurgischen Instruments einstellbar sind, und zwar wahlweise während der Operation. Eine solche Einstellbarkeit kann dem Benutzer beim Durchführen von gewissen medizinischen oder chirurgischen Eingriffen zusätzliche Flexibilität verleihen.
  • In einer solchen Ausführungsform, die in 3 und 4 dargestellt ist, kann ein chirurgisches Instrument mit einer Strahlspitze versehen sein, die eine Änderung der Strahlhöhe erlaubt. In der in 3 dargestellten Ausführungsform 41 der Strahlspitze kann die Einstellung der Strahlhöhe durch Verwendung der Einstellschraube 68 bewirkt werden, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem Hochdrucklumen 10 in Kontakt steht und alternativ daran befestigt ist. Die Einstellschraube 68 wird durch ein Gewindeloch 27 in einer distalen Erstreckung 28 der den Kanal 9 bildenden Komponente 7 eingeschraubt. Die Einstellschraube 68 wirkt beim Drehen auf den Hochdruckschlauch 10 und verschiebt dadurch die Düse 2 in Bezug auf den Kanal 9, wodurch die Strahlhöhe des Strahls 13 verändert wird. Indem somit die Einstellschraube 28 gedreht wird, kann die Strahlhöhe des Strahls durch Verschieben des distalen Endes des Hochdruckschlauchs zunehmen oder abnehmen. Wie dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein wird, können verschiedene andere Mittel alternativ verwendet werden, um die Strahlhöhe des Strahls neben dem Kanal zu variieren, von dem jede im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen wird.
  • Die in der 4 dargestellte Ausführungsform 44 der Strahlspitze stellt dieselbe Funktionalität zur Verfügung, verwendet jedoch einen Mechanismus, bei dem die Strahlhöhe von einem Benutzer der Vorrichtung im Gebrauch intraoperativ eingestellt werden kann. Bei der Strahlspitze 44 der 4 ist ein Schlauch 30 vorgesehen, der einen Draht 31 in einem Lumen trägt. Der Draht 31 kann mit einem Griff, Hebel, Knopf, Gleitschieber oder einem anderen Steuerungselement (nicht gezeigt) verbindbar sein, der am Körper oder am proximalen Ende des die Strahlspitze der 4 umfassenden chirurgischen Instruments positioniert ist, um die Einstellung und Steuerung des Instruments durch den Benutzer zu erleichtern. Solch ein Benutzer könnte je nach Wunsch durch intraopratives Einstellen der Strahlhöhe ein größeres oder geringeres Ausmaß des Schnitts oder der Ablation des mit Strahlspitze bearbeiteten Gewebes erzielen. Das distale Ende des Drahts 31 umfasst darauf wahlweise einen Wulst oder eine Plattform 32, die verhindern kann, dass er aus dem Loch 33 im distalen Ende des den Draht tragenden Schlauchs herausgezogen wird. Indem auf den Draht 31 Druck ausgeübt wird, indem z.B. ein Gleitschieber oder ein anderes Steuerungselement auf einem Griff (nicht dargestellt) des chirurgischen Instruments, das die in 4 dargestellte Strahlspitze umfasst, bewegt wird, kann der Benutzer die Position des Lumens 10 in Bezug auf den Kanal variieren und dadurch die Strahlhöhe des Flüssigkeitsstrahls 13 ändern, um so die Schneid-/Waschaktivitität der Strahlspitze zu ändern.
  • Die 5A bis 5H veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen von Strahlspitzen mit einstellbarer Belüftung zur Steuerung des Absauggrads im mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal während der Verwendung einiger der von der Erfindung bereitgestellten chirurgischen Instrumente. Die in 5A bis 5C veranschaulichte Ausführungsform 48 des Kanals stellt eine manuelle Benutzersteuerung des Belüftungsgrads zur Verfügung, während die in 5E bis 5H dargestellten Ausführungsformen des Kanals eine automatische Steuerung der Belüftung bereitstellen, die auf das Unterdruckniveau reagiert, welches im Innenbereich des Kanals während des Betriebs enthalten ist.
  • Mit Bezug auf die in 5A bis 5C dargestellte Ausführungsform erlaubt die Strahlspitze 48 des dort dargestellten Kanals 9, dass die Gesamtquerschnittsfläche der die Flüssigverbindung zwischen dem Innenbereich des Kanals 9 und der Umgebung bereitstellenden Belüftungsöffnungen von einem Benutzer ferngesteuert wird. Die Komponente 34 mit dem darin enthaltenen Kanal 9 umfasst weiter die Gleitabdeckung 35, die vom Griff oder dem proximalen Ende (nicht gezeigt) der Vorrichtung über einen Draht 36 oder alternativ über einen Stab oder andere Mittel betätigt werden kann. Mithilfe der Gleitabdeckung 35 kann der Benutzer einige oder alle Belüftungsöffnungen 21 im Kanal abdecken oder teilweise abdecken. Dies kann die selektive Steuerung der vom Unterdruck erzeugten Kraft erlauben, mit welcher die Gewebekontaktflächen 11 des Kanals gegen das Gewebe gedrückt werden, und kann dadurch die Schnelligkeit und Aggressivität des Schneidens oder des Spülens beeinflussen, die im Betrieb von der Strahlspitze erzeugt werden. Die Kanal bereitstellende Komponente 34 umfasst einen gekerbten Schlitz 37 auf ihrer Unterseite 38, eine Gleitplatte 35 ist mit einem Positionierungsdraht 36 verbunden, welcher wiederum mit einer (nicht gezeigten) Vorrichtung am Griff oder dem proximalen Ende des Instruments verbunden ist, um die Steuerung der Positionsplatte 35 durch einen Benutzer des Instruments zu erleichtern. Die Platte 35 umfasst darin Löcher 39, welche in ihrer Anzahl und ihrem Abstand den Belüftungslöchern 21 des Kanals 9 entsprechen. Die Platte 35 wird während des Betriebs der Vorrichtung im Schlitz 37 gehalten. Indem der Draht 36 bewegt wird, können die Belüftungslöcher teilweise oder vollständig blockiert werden, um die Vakuumkraft zu erhöhen, die dazu neigt, das Gewebe gegen die Gewebekontaktflächen 11 des Kanals zu drängen. In einer ähnlichen Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, könnte ein Mechanismus (nicht dargestellt) so angepasst werden, dass die offene Fläche der Eingangsöffnung 4 des Kanals 9 auf ähnliche Weise variiert wird, um so den Belüftungseffekt zu erhöhen oder zu verringern, der von der offenen Fläche einer solchen Öffnung während des Betriebes erzeugt wird.
  • Die 5D bis 5F veranschaulichen eine erste Ausführungsform zur Bereitstellung einer automatischen Steuerung der offenen Fläche der Belüftungsöffnung, die auf ein Unterdruckniveau im Innenbereich des Kanals 9 während des Betriebs des die Strahlspitze 49 umfassenden chirurgischen Instruments reagiert. Wie dargestellt, umfasst die den Kanal bereitstellende Komponente 7, welche im Wesentlichen identisch zu der zuvor in 2B dargestellten ist, in einer Position neben und in Kontakt mit der untersten Oberfläche 6 des Inneren des Kanals einen Einsatz 40. Der Einsatz 40 kann einen Streifen umfassen, der aus elastischem Material aufgebaut ist, z.B. einem elastischen Kunststoffmaterial, und der eine Vielzahl von Druck entlastenden Öffnungen (Anschlüssen) 42 enthält, die in dem Einsatz ausgebildet sind. Die Druckentlastungsöffnungen 42 umfassen Klappen, die durch die Dicke des Einsatzes 40 auf drei Seiten eingeschnitten sind und welche einen Scharnierbereich 43 enthalten, der jenen Abschnitt des Klappenmaterials umfasst, welcher noch einstückig mit dem Rest des Einsatzes 40 verbunden ist. Die Druckentlastungsöffnungen 42 entsprechen in ihrer Zahl und ihrem Abstand den Belüftungslöchern 21 des Kanals 9. Der Einsatz 40 ist an der untersten Oberfläche 6 des Kanals 9 so befestigt, dass die Druckentlastungsöffnungen den Belüftungslöchern überlagert sind. Der Einsatz 40 kann auf verschiedene Weisen an der Oberfläche 6 befestigt werden, die dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sind. In einer besonderen Ausführungsform ist der Einsatz mit einem Klebstoff an der Oberfläche angebracht.
  • Das Material und die Dicke des Einsatzes 40 können so ausgewählt werden, dass die über dem Belüftungsloch liegenden Klappen 42 einen gewissen erwünschten Kraftbetrag erfordern, um um einen gegebenen Betrag verschoben zu werden. Indem somit spezielle Materialien und Dicken ausgewählt werden, kann die Reaktionsfähigkeit der Änderung der offenen Fläche der Belüftungsöffnungen auf einen Unterdruck im Kanal ausgewählt werden. Wie in den 5E und 5F dargestellt, sind die Druckentlastungsöffnungen 42, wenn das Unterdruckniveau im Innenbereich des Kanals 9 sich unter einem bestimmten Grenzwert befindet, in der geschlossenen Position vorgespannt und verhindern dabei eine Fluidkommunikation durch die Öffnungen 21. Wenn, wie in der 5F gezeigt, ein vom Durchtritt des Strahls 13 erzeugtes Unterdruckniveau einen gewissen Grenzwert überschreitet, wird die zur Öffnung der Öffnungen 42 neigende Kraft die Kraft überschreiten, die notwendig ist, um die Klappen an ihrem Scharnierbereich 43 zu biegen, sodass sich die Klappen öffnen werden und dadurch eine Fluidkommunikation durch die Belüftungsöffnungen 21 in den inneren Bereich des Kanals erleichtern, wodurch ein Unterdruckniveau im Kanal in einem gewünschten Bereich aufrecht erhalten wird.
  • Eine alternative Ausführungsform, die im Wesentlichen dieselbe Funktionalität bewirkt, ist in den 5G und 5H dargestellt. Anstatt einen elastischen Einsatz mit einer Vielzahl von Druckentlastungsöffnungen darin bereitzustellen, wie oben beschrieben wurde, sind in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von mit Feder belasteten Druckentlastungsventilen 45 vorgesehen (eines pro Belüftungsöffnung 21). Die Feder belasteten Druckentlastungsventile 45 umfassen eine Feder oder ein anderes Vorspannelement 46, das ein Abdichtelement 47, welches aus Gummi oder einem anderen elastischen Material besteht, verschließend gegen die unterste Oberfläche 6 des Innenbereichs des Kanals 9 vorspannt. Wenn, wie in 5A dargestellt, das Unterdruckniveau im Kanal jenes überschreitet, das notwendig ist, um die vom Vorspannelement 46 erzeugte Kraft zu überwinden, wird sich das Druckentlastungsventil 45 öffnen und eine Fluidkommunikation zwischen der Umgebung und dem Innenbereich des Kanals 9 durch die Belüftungsöffnung 21 erlauben.
  • In gewissen Ausführungsformen können die gemäß der Erfindung bereitgestellten chirurgischen Instrumente so gestaltet werden, dass der mit dem Strahl wechselwirkende Kanal in einem Kanal bereitstellenden Einsatz enthalten ist, welcher von einem Benutzer des Instruments entfernt und mit einem anderen Einsatz ersetzt werden kann, der einen unterschiedlich gestalteten Kanal darin enthält. In einer solchen Ausführungsform könnte der Kanal in einer Komponente ähnlich der oben dargestellten Komponente 7 ausgebildet sein, wobei die Komponente nicht permanent an der Hülse 12 befestigt ist, sodass sie entfernt und mit einer ähnlichen Komponente ersetzt werden kann, die eine unterschiedliche Kanalform, -größe usw. aufweist, wodurch eine unterschiedliche Balance der Instrumenteneigenschaften bereitgestellt wird. Nachdem in einer solchen Anwendung z.B. beschädigtes Gewebe unter Verwendung eines Einsatzes mit einer Art von Kanal darin weggeschnitten wird, könnte dieses mit einem Einsatz mit einer anderen Art von Kanal ersetzt werden, um eine rasche und gründliche Spülung des zuvor behandelten Bereichs zu erleichtern. Kanal bereitstellende Ersatzkomponenten könnten in einer Ausführungsform einfach in die Hülse eingeschoben werden und durch das Hochdrucklumen 10 in Position gehalten werden, oder könnten alternativ von einem Klipp oder einem anderen Befestigungselement befestigt werden. Für gewisse Ausführungsformen, in denen der Kanal in einer aus Metallblech geformten Komponente bereitgestellt ist, könnte eine solche Komponente während des Einsetzens der Komponente in das Hülsenelement geringfügig zusammengedrückt werden und in der Hülse durch die natürliche Federwirkung des Metallblechs in Position gehalten werden.
  • Die 6A bis 6D veranschaulichen eine Ausführungsform einer Strahlspitze 58 mit einem mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal, welcher eine Querschnittsform besitzt, die von einem Benutzer des Instruments während des Gebrauchs der Vorrichtung und wahlweise intraoperativ eingestellt werden kann. Die Seiten des dargestellter Kanals 50 sind durch bewegliche Blätter 51 und 52 bereitgestellt und der Winkel 59 zwischen den Blättern kann durch Schieben der Kanal bereitstellenden Komponente 53 in Längsrichtung in einem Wagen 61 über einen Draht/Stab 65 variiert werden. Die Kanal bereitstellende Komponente 53 ist von der Hülse 12 durch ein Adapterelement 54 getrennt. Das Adapterelement umfasst einen Schlitz 55 auf jeder Seite, in welchem Stiftelemente 56 und 57 gleiten, die am stromabwärts liegenden Ende der Blätter 51 bzw. 52 befestigt sind. Die Blätter 51 und 52 bilden die Seiten des Kanals 50. Jede Hülse umfasst, wie oben bemerkt, einen Stift an ihrem am meisten distalen Ende, der mit den Schlitzen 55 wechselwirkt. Jede Hülse ist über ein Scharnier 60 mit einem Träger 53 schwenkbar verbunden. Die Blätter 51 und 52 können im Träger 53 über Endplatten 62 und 63 oder über jedes andere geeignete Mittel zum Befestigen des Scharniers befestigt werden, wie dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein wird. Der Träger 53 wird im Wagen 61 durch Schieben oder Ziehen des Drahts/Stabs 65 in Längsrichtung bewegt, der Winkel 59 zwischen den Blättern wird durch die Bewegung der Stifte 56 und 57 in den abgeschrägten Schlitzen 55 des Adapters 54 geändert, wodurch die Form des Kanals 50 geändert wird. Wie dargestellt, umfasst der Wagen 61 auf seiner Unterseite einen Schlitz 64 durch welchen das Hochdrucklumen 10 (nicht gezeigt) hindurchtritt, wenn die Strahlspitze zu einer Betriebskonfiguration zusammengebaut wird. Wenn der Träger 53 in Längsrichtung im Wagen 61 hin- und herbewegt wird, wird das Hochdrucklumen 10, welches mit der Platte 62 verbunden werden kann im Schlitz 64 hin und her gleiten, wodurch ein konsistenter Abstand zwischen der Strahldüse und der Einlassöffnung 66 des Kanals 50 beibehalten wird. Es ist zu verstehen, dass die in den 6A bis 6D gezeigte besondere Ausführungsform nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen und Mechanismen ist, welche verwendet werden könnten, um die Benutzereinstellung der Form und/oder der Breite des mit dem Strahl wechselwirkenden Kanals einer erfindungsgemäßen Strahlspitze zu erleichtern. Der Durchschnittsfachmann wird leicht verschiedene zusätzliche Wege erkennen, um dieselben oder ähnliche Konfigurationsänderungen des Kanals zu bewirken, die andere Mechanismen oder mechanische Schemas verwenden, welche dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sind. Solche Änderungen und Abwandlungen werden als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegend angesehen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • Die 7A und 7B veranschaulichen eine Ausführungsform eines zusammengebauten chirurgischen Handstückinstruments 70 mit einem distalen Ende 72, welches eine Ausführungsform einer Strahlspitze 74 enthält, die gemäß der Erfindung bereitgestellt ist. Die Strahlspitze 74 umfasst das distale Ende des Hochdrucklumens 10, die Kanal bildende Komponente 7 mit dem Kanal 9 darin, und die Verbindungshülse 12 am distalen Ende des Evakuationslumens 16, die das Evakuationslumen in Fluidverbindung mit dem Kanal 9 setzt. Das mit dem chirurgischen Handstück zu behandelnde Gewebe ist mit 76 bezeichnet. Das Hochdrucklumen 10 und das Evakuationslumen 16 treten in den Handstückkörper 78 ein, welcher in der dargestellten Ausführungsform zwei zusammenpassende Abschnitte 80 und 82 umfasst. In gewissen Ausführungsformen muss der Körper 78 nicht druckdicht sein (d.h. er muss keinen Innendruck aushalten). In solchen Ausführungsformen kann der Körper 78 vorteilhafterweise Schlitze oder andere Öffnungen enthalten, die das Innere des Körpers mit der umgebenden Atmosphäre verbinden und so die Sterilisierung der inneren Komponenten im Körper erleichtern. Die Komponenten 80 und 82 des Handstückkörpers 70 können durch jedes geeignete Mittel, das dem Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, miteinander verbunden werden, wie z.B. ohne Einschränkung durch Schraubenverbinder, Tab-in-slot-Verbinder, Haftmittel usw.
  • Zwei Schläuche treten aus dem proximalen Ende 84 des Handstückkörpers hervor: ein Niederdruck-Evakuationsschlauch 86 und ein flexibler Hochdruckschlauch 88, von denen jeder aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien hergestellt sein kann, die dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sind. In einer besonderen Ausführungsform besteht jeder der oben genannten Schläuche aus einem geeigneten Polymermaterial. Die Verbindungen im Körper 78, welche die Fluidverbindung zwischen dem Hochdrucklumen 10 und dem flexiblen Hochdruckschlauch 88 und zwischen dem Evakuationslumen 16 und dem Niederdruck-Evakuatonsschlauch 68 erleichtern, sind in 7B dargestellt. Während in der dargestellten Ausführungsform die Hochdruckverbindung 90 und ein Niedrigdruckverbinder 92 sich im Handstückkörper 78 befinden, können in alternativen Ausführungsformen die Verbindungen entweder proximal oder distal vom Handstückkörper gemacht werden. In noch weiteren Ausführungsformen können das Hochdrucklumen 10 und/oder das Evakuationslumen 16 einfach mit einer ausreichenden Länge vorgesehen werden, um sich vollständig durch den Handstückkörper 78 zu erstrecken und sich alternativ proximal dazu zu erstrecken, sodass eine separate Hochdruckleitung und ein Unterdruckschlauch nicht vorgesehen werden müssen. Die Hochdruckverbindung 90 kann eine große Vielfalt an geeigneten Hochdruckanschlüssen umfassen, die dafür eingestuft sind, den angelegten Betriebsdrücken zu widerstehen, wobei die Verbindungen dem Fachmann wohl bekannt sind und in größerem Detail im US-Patent Nr. 6,375,635 der Anmelder beschrieben sind (ebenso wie geeignete Materialien zur Ausbildung der verschiedenen Komponenten des Handstücks 70). Auf ähnliche Weise kann der Niederdruckverbinder 92 aus einer großen Vielfalt von geeigneten Schlauchverbindern bestehen, die dem Durchschnittsfachmann wohl bekannt sind und im oben genannten US-Patent beschrieben sind.
  • Der Hochdruckschlauch 88 ist mit einer Quelle von Druckflüssigkeit verbunden (z.B. einer nicht gezeigten Hochdruckpumpe). Das Evakuationsrohr 86 kann mit einem geeigneten Behälter zur Aufnahme und Unterbringung der gesammelten Fluide und Ablagerungen verbunden sein und wahlweise einen gefilterten Auslass für mitgeschleppte Luft (nicht gezeigt) enthalten. Für Ausführungsformen, in denen das chirurgische Handstück eine äußere Unterdruckquelle erfordert und verwendet, um die Ausräumung (Evakuation) zu erleichtern, kann das Evakuationsrohr 86 mit einer geeigneten Unterdruckquelle in Fluidverbindung gesetzt werden, wie z.B. einer Vakuumpumpe, einem Aspirator, einer hausinternen Vakuumleitung usw.
  • Die 8A bis 8E zeigen verschiedene Ansichten zweier beispielhafter Ausführungsformen von Kanal bereitstellenden Einsätzen, die gemäß der Erfindung vorgesehen sind. Die besondere Gestaltung und die Abmessungen, die im Folgenden dargestellt und rezitiert werden, sind für eine besondere Ausführungsform beispielhaft, die zu darstellerischen Zwecken bereitgestellt ist. Wie oben beschrieben, können die speziellen Parameter variiert werden und sollten durch Routineexperimente und Optimisierungen bestimmten werden, die auf den speziellen erwünschten Betriebscharakteristiken des Instruments basieren, wie dem Durchschnittsfachmann offensichtlich sein wird.
  • Mit Bezug auf 8A bis 8C enthält der dargestellte Kanal bereitstellende Einsatz 100 einen „U"-geformten Kanal 102. Der Kanal 102 enthält eine in Längsrichtung orientierte Öffnung 104, die sich entlang der gesamten Länge des Kanals erstreckt und eine Breite 106 von ungefähr 1,524 mm (0,06 Zoll) aufweist.
  • Die Kanaltiefe 108 beträgt ungefähr 1,05 mm (0,075 Zoll). Das stromabwärts liegende Ende 110 des Einsatzes wurde mit einem verringerten Durchmesser versehen, um eine Einschiebepassung in eine Verbindungshülse (nicht gezeigt) zu erleichtern, wie z.B. die zuvor dargestellte Verbindungshülse 12. Drei Belüftungsöffnungslöcher 21 mit einem Durchmesser 112 von ungefähr 0,058 mm (0,02 Zoll) wurden im Einsatz 100 unter einem Winkel 114 von ungefähr 60° in Bezug auf die Längsachse 17 des Kanals 102 gebohrt. Ebenfalls vorgesehen ist eine Kerbe 116 am stromaufwärts liegenden distalen Ende des Kanals, um den Durchtritt des Hochdrucklumens (nicht gezeigt) zu ermöglichen, welcher in der dargestellten Ausführungsform durch den Boden 118 des Einsatzes in den Kanal eintreten würde. In der dargestellten Ausführungsform bleibt die Breite 106 der in Längsrichtung orientierten Öffnung 104 des Kanals 102 im Wesentlichen über die gesamte Länge 119 der in Längsrichtung orientierten Öffnung 104 des Kanals 102 konstant, wenn der Einsatz in einer Betriebsgestaltung in einer Strahlspitze eingebaut wird.
  • Die 8D und 8E zeigen eine Ausführungsform eines Kanal bereitstellenden Einsatzes 120 mit einem Kanal 122 mit einer in Längsrichtung orientierten Öffnung 124 darin, die eine Breite aufweist, welche entlang ihrer Länge zunimmt. Solch eine Ausführungsform kann für Instrumente vorteilhaft sein, die Strahlspitzen verwenden, welche Düsen besitzen, die Flüssigkeitsstahlen bilden, die dazu neigen, sich mehr über die effektive Länge 126 der in Längsrichtung orientierten Öffnung 124 des Kanals 122 aufzuweiten. In solchen Ausführungsformen kann das Vorhandenseins eines Kanals mit einer in Längsrichtung orientierten Öffnung, die sich vom Strahleinlass entlang der Lauffläche des Strahls expandiert, den unerwünschten Kontakt des expandierten, aufgeweiteten Strahls mit den Wänden des Kanals zu verhindern, und kann auch dazu neigen, den Uniformitätsgrad des Luft-/Flüssigkeitseinströmens und die Aspiration in den Kanal entlang der Länge der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals zu erhöhen. Wie veranschaulicht und am deutlichsten in 8E gezeigt, besitzt der Kanal 122 an seinem stromaufwärts liegenden Ende 127, welches im Betrieb neben der Düse liegen würde, eine „U"-förmige Mulde, die darin ausgebildet ist und eine ähnliche Form und Abmessungen besitzt wie jene zuvor für die Ausführungsform der 8C dargestellte. Wenn man sich entlang des Kanals in die Richtung des proximalen Abschnitts 110 mit verringertem Durchmesser bewegt, expandiert sich die Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung 124 und die Abmessung des Kanalquerschnitts wird allmählich die eines „V" mit einem abgerundeten Boden, wie zuvor in der in 2C und 2D gezeigten Ausführungsform dargestellt wurde.
  • Die 9A bis 9E veranschaulichen alternative Formen für die mit dem Strahl wechselwirkenden Kanäle und die Kanal bereitstellenden Komponenten, betrachtet im Querschnitt durch eine Ebene senkrecht zur Längsachse solcher Kanäle. Die dargestellten Kanäle sind Beispiele von verschiedenen Profilen, die von den Kanal bereitstellenden Einsätzen bereitgestellt werden können, welche durch das Formen eines Metallblechs oder anderer Materialien gemäß gewissen Ausführungsformen der Erfindung gebildet werden können. Die asymmetrischen Designs, d.h. die 9B, 9C und 9E sind so gestaltet, dass die Wirkung und Aggressivität des Strahls 13 variiert, wenn der Kanal seitlich über das zu behandelnde Gewebe bewegt wird. Für Ausführungsformen der Strahlspitzen mit solchen asymmetrischen Kanälen würde die geeignete Strahlhöhe als der Abstand 130 gemessen werden, der entlang einer Normallinie 132 gemessen wird, die die Mittellinie des Strahls 13 von einer Ebene 134 tangential zu den Gewebe berührenden Oberflächen 11 der Kanäle trennt. Z.B. ist die Strahlhöhe des in 9B dargestellten Beispiels geringfügig negativ (d.h. die Mittellinie des Strahls fällt auf die Seite des Kanals der Ebene 134), während die Strahlhöhen für die asymmetrischen Designs in 9C und 9E ungefähr 0 betragen.
  • Die 9D und 9E veranschaulichen ein Beispiel und eine Ausführungsform von Kanal bereitstellenden Komponenten mit „ausgedehnten” Gewebekontaktflächen 136. Solche Oberflächen können vorteilhafterweise eingesetzt werden, um dabei zu helfen, weiches Gewebe, wie z.B. Haut, während solcher Techniken wie Dermabrasion zu „glätten" um die Schnitttiefe oder Ablationstiefe des Gewebes konsistenter zu machen und ein gleichmäßigeres, besser kontrollierbares Gleiten des Kanals über die Oberfläche des Gewebes während des Betriebs zu erleichtern.
  • Die in 9A dargestellte „C"-Konfiguration kann vorteilhafterweise für Ausführungsformen verwendet werden, die negative Strahlhöhen, wie dargestellt, mit sich bringen, insbesondere für Anwendungen, die das Waschen/Spülen von Gewebe umfassen, während sie für Gestaltungen mit positiven Strahlhöhen und Gewebeschneiden im Allgemeinen weniger wünschenswert ist.
  • Die 10A veranschaulicht eine Ausführungsform einer Strahlspitze 137, die an der Eingangsöffnung am distalen Ende des Kanals 9 eine offene Fläche 4 bereitstellt, welche eine Belüftungsöffnung bildet, wenn die Strahlspitze in Betrieb ist. Die offene Querschnittsfläche der so gebildeten Belüftungsöffnung kann in solchen Ausführungsformen dadurch eingestellt werden, dass das Hochdrucklumen 10 in Bezug auf den Einlass des Kanals 9 selektiv so beabstandet wird, dass ein erwünschter Bruchteil der Querschnittsfläche des Einlasses des Kanals 9 durch das Hochdrucklumen verschlossen wird. Alternativ kann das Hochdrucklumen an seinem distalen Ende relativ zum Einlass des Kanals so geformt und bemessen sein, dass auf ähnliche Weise ein erwünschter Grad der offenen Fläche zur Ausbildung einer Belüftungsöffnung bereitgestellt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Bereitstellen einer Belüftungsöffnung, die mindestens einen Teil einer Einlassfläche des Kanals umfasst, wie in 10A (und im Folgenden in 10B) dargestellt ist, besonders wünschenswert sein, da das in den Kanal durch die Belüftungsöffnung mitgeschleppte Fluid in solchen Ausführungsformen die Neigung besitzen kann, den Strahl effektiver zu umgeben, was in gewissen Situationen zu geringeren strömungsdynamischen Störungen des Strahls entlang seiner Länge führen kann als es für Ausführungsformen der Fall sein kann, die weiter stromabwärts im Kanal und entlang der Länge des Strahls positionierte Belüftungsöffnungen enthalten.
  • Die 10B veranschaulicht eine alternative Ausführungsform 139, in welcher das distale Ende 138 des Kanals 9 nach außen aufgeweitet ist, und zwar in einem Bereich, der das Hochdrucklumen 10 umgibt und/oder neben diesem liegt, um einen größeren offenen Bereich 4 am Einlass des Kanals zu erzeugen und dadurch eine Belüftungsöffnung bereitzustellen. Um im Allgemeinen für alle Belüftungsöffnungen bereitstellende Ausführungsformen während des Gebrauchs das „Anhaften" zu verringern oder zu minimieren, kann die offene Gesamtfläche der bereitgestellten Belüftungsöffnungen von weniger als 1% bis ungefähr 150% der offenen Gesamtfläche der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals variiert werden, die während des Gebrauchs der Instrumente durch Gewebe verschlossen werden kann. Besonders typisch wird die Fläche der Belüftungsöffnung in den Bereich von ungefähr 1% bis ungefähr 40% fallen, noch typischer von ungefähr 2% bis ungefähr 10% und in einer Ausführungsform beträgt die offene Fläche der Belüftungsöffnungen ungefähr 4% der offenen Gesamtfläche des Gewebe berührenden Abschnitts der in Längsrichtung orientierten offenen Fläche des Kanals. Während die obigen Werte gewisse Leitlinien zur Auswahl geeigneter Belüftungsöffnungsgrößen bereitstellen, sollte zu verstehen sein, dass die gesamte Öffnungsfläche, die benötigt wird, um einen erwünschten chirurgischen Effekt zu erzeugen, nicht nur eine Funktion der Belüftungsöffnungsfläche und der Fläche der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals sein wird, sondern auch der Neigung der Strahlspitze, einen hydrodynamischen Unterdruck zu erzeugen, was eine Funktion verschiedener Faktoren ist, inklusive des Drucks des der Düse zugeführten Fluids, der Größe und der Form der Düse, der Form und der Querschnittsfläche des mit dem Stahl wechselwirkenden Kanals usw., wie dem Fachmann offensichtlich sein wird. Dementsprechend sollten geeignete Belüftungsöffnungsgrößen und -gestaltungen für bestimmte Anwendungen über Routineeignungstests, Experimente und Routineoptimierungen ausgewählt werden.
  • Die 11 veranschaulicht ein Beispiel tatsächlicher experimenteller Ergebnisse der Gewebebehandlung unter Verwendung eines chirurgischen Instruments, das eine Strahlspitze mit einem mit dem Strahl wechselwirkenden Kanal aufweist, der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Die experimentellen Ergebnisse zeigen ein Verhältnis zwischen der Strahlhöhe und der Schnitttiefe/Ablationstiefe des Gewebes mit der Strahlspitze und im Allgemeinen den Aggressivitätsgrad der Gewebeentfernung mit der Strahlspitze als Funktion der Strahlhöhe. Die verwendete Strahlspitze besitzt eine Gestaltung ähnlich jener, die zuvor in 10A dargestellt wurde, außer dass der Kanal so gestaltet wurde, dass er eine Querschnittsform ähnlich der zuvor in 9A dargestellten besaß. Der untere Abschnitt der 11 zeigt schematisch einen Querschnitt des verwendeten „C"-förmigen Kanals. Der Kanal umfasste einen Abschnitt aus Metallschlauch, der am distalen und proximalen Ende offen war und eine rechteckig geformte in Längsrichtung orientierte Öffnung enthielt, die entlang der gesamten effektiven Länge des Kanals verlief, welche in der Seitenwand des Schlauchs ausgebildet war. Der Kanal besaß einen Maximaldurchmesser des Innenbereichs von ungefähr 2,413 mm (0,095 Zoll) und besaß eine in Längsrichtung orientierte Öffnung 8 mit einer Breite von ungefähr 0,7874 mm (0,031 Zoll). Das im Experiment verwendete Gewebe umfasste tierisches Muskelgewebe, wie z.B. Hühnerbrustgewebe.
  • Die Strahlspitze enthielt auch ein Hochdrucklumen mit einer 0,127 mm (0,005 Zoll) messenden I.D. Düse. Die Düse besaß eine Düsenlänge von ungefähr 0,508 mm (0,02 Zoll) und umfasste einen eingeschnürten Bereich des distalen Endes des Metallschlauchs. Der Graph zeigt die Aggressivität der Gewebeentfernung an der Strahlspitze (Y-Achse) als Funktion der Strahlhöhe (in mils = Tausendstel Zoll) (X-Achse). Die „Aggressivität" wurde als die Menge (in Gramm) an Muskelgewebe quantifiziert, die pro Minute von der Strahlspitze während des Betriebs entfernt wurde.
  • Die Position der Strahldüse und dadurch die Strahlhöhe wurde von Hand über den vom Graph bezeichneten Bereich eingestellt. Die Positionen der Mittellinie des im Kanal und unterhalb der Ebene 134 der in der Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals liegenden Strahls (wie in 11 unten links gezeigt) umfassten negative Strahlhöhen, d.h. Abstände 150 unter der Ebene 134 der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals. Die 11, unten Mitte, zeigt eine Konfiguration, wo die Mittellinie des Strahls an einer Strahlhöhe von Null positioniert ist. Die 11, unten rechts, zeigt eine Konfiguration, wo die Mittellinie des Strahls neben der in Längsrichtung orientierten Öffnung 8 und außerhalb des Kanals an einer positiven Strahlhöhe 152 positioniert ist. Für Konfigurationen, die die positiven Strahlhöhen einsetzen, wie z.B. in 11, unten rechts gezeigt, ist im Allgemeinen die Schnitttiefe und/oder die Ablationstiefe des Gewebes proportional zum positiven Abstand zwischen dem Gewebe berührenden Abschnitt der in Längsrichtung orientierten Öffnung und der Mittellinie des Strahls, und kann in gewissen Situationen dieser ungefähr gleichgesetzt werden.
  • Wie im Graph gezeigt ist, gab es für Strahlhöhen im Bereich zwischen –0,508 mm (–0,02 Zoll) bis ungefähr –0,254 mm (0,01 Zoll) eine vernachlässigbare Schneidwirkung (Bereich A). solch ein Bereich wäre bezeichnend für eine Strahlspitze, die eine Wasch-/Spülwirkung des Gewebes ohne wesentliche Gewebeentfernung bereitstellt. Für eine Strahlhöhe im Bereich von ungefähr –0,0254 mm (–0,01 Zoll) bis ungefähr –0,0762 mm (–0,003 Zoll) wurde der Strahl schnell aggressiver (Bereich B). Im Bereich von ungefähr –0,0762 mm (–0,003 Zoll) bis ungefähr 0,2032 mm (0,008 Zoll) stieg die Aggressivität der Gewebeentfernungstiefe gleichmäßig und vorhersagbar mit der Strahlhöhe an (Bereich C). Jenseits von 0,2032 mm (0,008 Zoll) stieg die Aggressivität und die Gewebeschnitttiefe stark an (von den Bereichen D und E bezeichnet). Tests, die ähnlich den oben beschriebenen sind, können auch leicht auf andere Designs und Gestaltungen, die hier beschrieben sind, angewendet werden und können Teil der Routineexperimente und Optimisierungen sein, die verwendet werden können, um spezielle Abmessungen, Konfigurationen, Parameter usw. auszuwählen, wie oben besprochen.
  • Die 12A bis 12D zeigen eine alternative Ausführungsform des chirurgischen Handstückinstruments, das oben in 7A bis 7B dargestellt ist, und das ein distales Ende 160 mit einer Strahlspitze 162 aufweist, in welcher sowohl die Düse als auch der mit dem Strahl wechselwirkende Kanal als einzelnes Stück ausgebildet sind. Zusätzlich verwendet diese Ausführungsform, wie am deutlichsten in 12D dargestellt ist, eine Strahlspitze mit einer Düse 164, welche eine Mittellinie aufweist, die außerhalb des Kanals 166 positioniert ist und von der Gewebe berührenden Oberfläche 168 des Kanals neben der in Längsrichtung orientierten Öffnung 170 des Kanals um einen Abstand 172 getrennt ist, wobei der Abstand eine Strahlhöhe des Strahls 174 definiert, gemessen an der Ebene der Strahlöffnung der Düse 164. In einer bestimmten Ausführungsform kann der Abstand 172 ungefähr 0,508 mm (0,02 Zoll) betragen, wodurch die Strahlspitze in die Lage versetzt wird, dünne Gewebeschichten von ähnlicher Dicke abzuschneiden, abzutragen und/oder abzuhobeln.
  • Um zusätzlich das Sammeln des flüssigkeitsumfassenden Strahls 174 zu erleichtern, während der notwendige Außendurchmesser des distalen Endes 180 des Evakuationslumens und des Überhangs 182 verringert wird, ist die Mittellinie der Düse 164 so gestaltet, dass sie entlang einer ersten Richtung gerichtet ist, die im Wesentlichen parallel zu einer Projektion der Längsachse des Kanals 166 auf eine Ebene koplanar mit der in Längsrichtung orientierten Öffnung 170 des Kanals liegt. Mit Bezug auf die in 12D dargestellte Orientierung ist die Düse 164 mit anderen Worten nach oben in Bezug auf die Längsachse des Kanals 166 abgewinkelt, sodass der Strahl 174 neben und außerhalb von einem ersten Abschnitt 184 der in Längsrichtung orientierten Öffnung 170 des Kanals 166 vorbeitritt und stromabwärts des ersten Abschnitts 184 im Kanal 166 verläuft. In alternativen Ausführungsformen, in welchen die Mittellinie der Düse 164 im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Kanals in allen Messebenen liegt, würde der von der Düse gebildete Strahl nicht dazu neigen, wenn der Strahl im Operationsfeld kein Gewebe trifft, in den Kanal einzutreten, sondern würde stattdessen neben und außerhalb von und im Wesentlichen entlang der gesamten effektiven Länge der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals verlaufen, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  • Um zusätzlich das Sammeln der den Flüssigkeitsstrahl bildenden Flüssigkeit mit verringertem oder im Wesentlichen keinem Überhang 182 der Strahl aufnehmenden Öffnung des Evakuationslumens der Strahlspitze zu erleichtern, kann die dargestellte Gestaltung unter Verwendung einer nach oben abgewinkelten Düse auch zwei diskrete Funktionalitätsbereiche des Strahls entlang der Strahllänge bereitstellen. Im Bereich 184 ist der Strahl durch eine positive Strahlhöhe gekennzeichnet und erleichtert ein Schneiden/Abtragen des Gewebes mit kontrollierter Tiefe. Stromabwärts dieses Bereichs wird der Strahl, sobald er in den Kanal 166 eintritt, dazu neigen, weniger aggressiv zum Gewebe zu sein und kann das Spülen/Waschen des zuvor geschnittenen/abgetragenen Gewebebereichs durch den Strahl im Bereich 184 erleichtern.
  • Um in gewissen besonderen Ausführungsformen zusätzlich die Verwendung des Instruments oder der zuvor dargestellten Instrumente/Strahlspitzen auf Gewebeoberflächen mit natürlicher Krümmung zu erleichtern, kann die Strahlspitze 162 einen Kanal 166 mit einer Gewebe berührenden Oberfläche 168 umfassen, die etwas bogenförmig ist, wenn sie in der in 12D dargestellten Querschnittsebene betrachtet wird. Solche Ausführungsformen können in gewissen Fällen eine verbesserte und/oder zusätzliche Funktionalität zur Behandlung von gekrümmten Innenflächen bereitstellen, z.B. gewissen Knochenoberflächen, und/oder gekrümmten äußeren Oberflächen, z.B. gewissen natürlich gekrümmten Körperteilen wie z.B. Fingern, Zehen usw. Für Ausführungsformen, wie jenen in 12A bis 12D dargestellten, die Düsen enthalten, welche unter einem Winkel gerichtet sind, sodass der von der Düse geformte Flüssigkeitsstrahl von einem untersten Abschnitt 208 des Kanals um einen Betrag getrennt ist, der entlang der Länge des Kanals zunimmt, kann der Winkel zwischen der Mittellinie der Düse und der Längsachse des Kanals für gewisse Ausführungsformen typischerweise im Bereich zwischen ungefähr 1° und ungefähr 20° und in gewissen Ausführungsformen zwischen ungefähr 3 und ungefähr 15° liegen.
  • Der mit dem Strahl wechselwirkende Kanal 166 der Strahlspitze 162 enthält auch zwei Belüftungsöffnungen 179, die auf jeder Seite des Kanals 166 darin positioniert sind. Ein Hochdruckschlauch 110 tritt in die distale Düsen bildende Komponente 186 am Einlass 188 ein. An seinem proximalen Ende ist der Kanal 166 in Fluidverbindung mit der Hülse/dem Evakuationslumen 192 verbunden. Um die Ausräumungseffizienz (Evakuationseffizienz) in der veranschaulichten Ausführungsform zu erhöhen, enthält der Kanal 166 einen am meisten proximalen Bereich 194 mit einem erhöhten Innendurchmesser, welcher einen Expansionsbereich neben dem distalen Ende des Evakuationslumens bereitstellt, wo dieses sich mit dem Kanal verbindet.
  • Wie am deutlichsten in 12B dargestellt ist, besitzt der Kanal 166 eine „U"-förmige Querschnittsgestalt. In alternativen Ausführungsformen, die zuvor besprochen wurden, kann der Kanal 166 andere Formen besitzen. In einer besonderen Ausführungsform besitzt der Kanal 166 eine Querschnittsform, die rechteckig ist.
  • Wieder mit Bezug auf 12D steht das Strahlrohr 110 mit einem Eintritt 196 in die distale Düsen bildende Komponente 186 in Verbindung, welche wiederum in Fluidverbindung mit einer dünnen Kammer 198 steht, die senkrecht zur Längsachse des Kanals 166 orientiert ist. Die Kammer 198 kann in einer beispielhaften Ausführungsform dadurch gebildet werden, dass eine Endplatte 200 in einer Vertiefung 202 eingelötet wird, die im distalen Ende der Komponente 204 gebildet ist und den Kanal 166 bildet. Die Düse 164 kann vorteilhafterweise zu einem Vorsprung 206 der Komponente 204 ausgebildet werden, bevor die Endplatte 200 angebracht wird.
  • Wie oben besprochen, ist anfänglich während des Betriebs der Stahl 174 außerhalb des Kanals 166 und von den Kanten 168 beabstandet positioniert, welche das Gewebe (nicht gezeigt) während der Verwendung eines chirurgischen Instruments mit der Strahlspitze während eines chirurgischen Eingriffs berühren würden. Da jedoch der Strahl entlang des Kanals voranschreitet, winkelt er sich zur untersten Oberfläche 208 des Kanals 166 ab und weitet sich typischerweise aufgrund von Dispersion etwas auf. Bei Eintritt in die Hülse 192 kann in gewissen Ausführungsformen der expandierte Strahl einen wesentlichen Bruchteil (wie oben besprochen) der Fläche der Strahl aufnehmenden Öffnung der Hülse 192 einnehmen. Wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, sind Belüftungsöffnungen 179 über dem Strahl 174 und am distalen Ende des Kanals 166 positioniert. Diese Gestaltung kann unter gewissen Bedingungen das Aufrechterhalten der Trajektorie des Strahls entlang der Projektion der Mittellinie der Düse 164 erleichtern. In einer bestimmten beispielhaften Ausführungsform beträgt die Tiefe 210 des Kanals 166 ungefähr 2,032 mm (0,08 Zoll), die Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung 170 des Kanals 166 beträgt ungefähr 1,016 mm (0,04 Zoll) und die Strahlhöhe, gemessen an der Ebene der Strahlöffnung der Düse 164, wie oben erwähnt, beträgt ungefähr 0,508 mm (0,02 Zoll).
  • Während mehrere Ausführungsformen der Erfindung hier beschrieben und dargestellt wurden, wird der Durchschnittsfachmann leicht eine Vielzahl anderer Mittel und Strukturen in Betracht ziehen, um die Funktionen durchzuführen und/oder die Ergebnisse und Vorteile zu erhalten, die hier beschrieben wurden, und jede dieser Variationen und Abwandlungen ist als im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten anzusehen. Allgemeiner gesagt wird der Fachmann leicht verstehen, dass alle Parameter, Abmessungen, Materialien und Gestaltungen, die hier beschrieben wurden, als beispielhaft gedacht sind und dass die tatsächlichen Parameter, Abmessungen, Materialien und Gestaltungen von den spezifischen Anwendungen abhängen werden, für welche die Lehre der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Jene Fachleute werden viele Äquivalente zu den hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen der Erfindung erkennen oder in der Lage sein, sie durch Verwendung von nicht mehr als Routineexperimenten festzustellen. Es ist daher zu verstehen, dass die vorangegangenen Ausführungsformen lediglich im Zuge eines Beispiels präsentiert wurden und dass die Erfindung im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche anderweitig als spezifisch beschrieben praktiziert werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf jedes einzelne Merkmal, System, Material und/oder Verfahren, die hier beschrieben wurden, gerichtet. Zusätzlich ist jede Kombination von zwei oder mehr solchen Merkmalen, Systemen, Materialien und/oder Verfahren im Schutzbereich der vorliegenden Ansprüche enthalten, vorausgesetzt, dass solche Merkmale, Systeme, Materialien und/oder Verfahren gegenseitig nicht inkonsistent sind.

Claims (12)

  1. Chirurgisches Instrument, umfassend: ein distales Ende, das geeignet ist, einen chirurgischen Eingriff an einem Patienten durchzuführen, und ein proximales Ende; ein Drucklumen (10), das gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigkeit vom proximalen Ende zum distalen Ende des Instruments zu führen; eine Düse (164) in Flüssigverbindung mit dem Drucklumen, die so geformt ist, dass sie einen Flüssigkeitsstrahl (13) bildet, wenn die Flüssigkeit dort durchströmt; und einen Kanal (9) bildende Oberflächen, der eine Tiefe, eine Breite über einen Hohlraum (5) und einen Länge besitzen, wobei die Länge entlang einer Längsachse (17) des Kanals definiert ist, wobei der Kanal eine in Längsrichtung orientierte Öffnung (8) zu einer Umgebung hin aufweist, die sich entlang mindestens eines Abschnitts der Länge des Kanals erstreckt, wobei die in Längsrichtung orientierte Öffnung eine effektive Gesamtlänge, gemessen entlang der Länge des Kanals, und eine Breite, gemessen in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Kanals, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung von Gewebe berührenden Oberflächen (11) flankiert ist und die Tiefe des Kanals sich durch den Hohlraum des Kanals von den Gewebe berührenden Oberflächen (11) zu einem untersten Abschnitt (6) des Kanals erstreckt; wobei der Kanal neben und stromabwärts von der Düse und näher zum proximalen Ende des Instruments als die Düse positioniert ist, so dass mindestens ein Abschnitt des Flüssigkeitsstrahls neben und entlang einer Länge von mindestens einem Abschnitt der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals vorbeiführt, wenn das Instrument in Betrieb ist; wobei der Kanal mindestens eine Belüftungsöffnung (19) aufweist, die gestaltet und positioniert ist, um eine Flüssigverbindung zwischen einem inneren Bereich des Kanals und der Umgebung bereitzustellen, wenn die in Längsrichtung orientierte Öffnung verschlossen ist; und wobei die mindestens eine Belüftungsöffnung eine Einlassöffnung (4) an einem stromaufwärts gelegenen Ende des Kanals, ein an einer Stelle entlang der Länge des Kanals positioniertes Belüftungsloch (21) oder eine Einkerbung (19) in der Gewebe berührenden Oberfläche umfasst.
  2. Instrument nach Anspruch 1, wobei die effektive Gesamtlänge der in Längsrichtung orientierten Öffnung die maximale Breite der in Längsrichtung orientierten Öffnung um einen Faktor von mindestens 4 überschreitet.
  3. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Düse fähig ist, einen Flüssigkeitsstrahl zu bilden, der eine Mittellinie aufweist, die entlang einer ersten Richtung gerichtet ist, wobei die erste Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Projektion der Längsachse des Kanals auf einer Ebene koplanar mit der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals ist.
  4. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Form, die Position relativ zur Düse und/oder die Abmessungen des Kanals so gewählt ist/sind, dass der von der Düse gebildete Flüssigkeitsstrahl eine geringere Dispersion entlang seiner Länge erfährt, wenn das Instrument in Betrieb ist, als ein Flüssigkeitsstrahl erfahren würde, der von einem Instrument gebildet wird, das den Kanal nicht enthält, ansonsten jedoch identisch ist.
  5. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Düse an einer Stelle positioniert ist, die einen ausgewählten Trennabstand zwischen einer Mittellinie der Düse und der untersten Innenfläche des Kanals und/oder einem Gewebe berührenden Abschnitt des Kanals bereitstellt, der die in Längsrichtung orientierte Öffnung darin enthält, um so eine erwünschte Schnitttiefe und/oder Ablation des Gewebes mit der Flüssigkeit zu erzielen, die den aus der Düse ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahl darstellt, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  6. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der ausgewählte Trennungsabstand zwischen der Mittellinie der Düse und der untersten Innenfläche des Kanals und/oder dem Gewebe berührenden Abschnitt des Kanals durch einen Benutzer des chirurgischen Instruments einstellbar ist (44, 58).
  7. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Form und Größe der in Längsrichtung orientierten Öffnung eine Schneid- und/oder Ablationsfläche des Gewebes definiert, wenn die in Längsrichtung orientierte Öffnung neben dem während des Betriebs des Instruments zu behandelnden Gewebe und damit in Berührung positioniert wird.
  8. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter ein Absauglumen (16) umfassend, das eine Strahl aufnehmende Öffnung umfasst, die gegenüber einer Strahlöffnung der Düse und neben sowie stromabwärts des länglichen Kanals angeordnet ist, wobei das Absauglumen so aufgebaut und positioniert ist, dass es in die Lage versetzt wird, Flüssigkeit aufzusammeln, die den von der Düse gebildeten Flüssigkeitsstrahl darstellt, wenn das Instrument in Betrieb ist.
  9. Instrument nach Anspruch 8, wobei ein stromabwärts gelegenes Ende des länglichen Kanals in Flüssigverbindung mit der Strahlaufnahmeöffnung des Absauglumens verbunden ist.
  10. Instrument nach Anspruch 9, wobei das Absauglumen so geformt und positionierbar ist, um das Absaugen von im Wesentlichen der gesamten, den Flüssigkeitsstrahl umfassenden Flüssigkeit aus der Strahlaufnahmeöffnung zum proximalen Ende (70) des Instruments ermöglicht, ohne Bedarf nach einer externen Unterdruckquelle.
  11. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die gesamte Querschnittsfläche der mindestens einen Belüftungsöffnung zwischen 2% und 150% der Gesamtfläche der in Längsrichtung orientierten Öffnung des Kanals beträgt.
  12. Instrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhe der Düse über der oberen Öffnung des Kanals 0,508 mm (0,02 Zoll) oder weniger beträgt.
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