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Fachgebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich ganz allgemein auf chirurgische Ultraschallvorrichtungen und
im besonderen auf eine chirurgische Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung
zum Koagulieren und/oder zum Schneiden von Gewebe, die ein Gehäuse enthält, das
so konfiguriert ist, daß es
die Ultraschallantriebseinheit relativ zu der Vorrichtung ausrichtet
und drehbar lagert.
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Hintergrund
der Erfindung
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Chirurgische Ultraschallinstrumente
finden auf Grund der einzigartigen Leistungsmerkmale solcher Instrumente
eine zunehmend breitere Anwendung bei chirurgischen Eingriffen.
Je nach deren speziellen Konstruktionsausführung und den Funktionsparametern
kann man chirurgische Ultraschallinstrumente im wesentlichen gleichzeitig
zum Schneiden von Gewebe und zur Hämostase bei der Koagulation einsetzen,
was in wünschenswerter
Weise das Trauma für
den Patienten minimiert. Der Schneidvorgang wird typischerweise
durch einen am distalen Ende des Instrumentes befindlichen Endmanipulator
ausgeführt,
wobei durch den Endmanipulator Ultraschallenergie auf das mit ihm
in Kontakt gebrachte Gewebe übertragen
wird. Ultraschallinstrumente dieser Art können sowohl für den Einsatz
in der offenen Chirurgie als auch für laparoskopische oder endoskopische chirurgische
Eingriffe eingerichtet sein.
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Es sind chirurgische Ultraschallinstrumente entwickelt
worden, die einen Klemm-Mechanismus enthalten,
der dazu dient, das Gewebe gegen den Endmanipulator des Instrumentes
zu drücken,
um Ultraschallenergie in das Gewebe des Patienten einzukoppeln.
Eine solche Anordnung (die gelegentlich auch als Ultraschalltransektor
bezeichnet wird) wird in dem US-Patent Nr. 5.322.055 offenbart.
Jedoch enthalten die typischen Konstruktionen einen Klemm-Mechanismus,
der sich in einer festen Ausrichtung relativ zum Griff oder dem
Handteil des Instrumentes befindet. Bei derartigen Instrumenten mußte der
Chirurg typischerweise das ganze Instrument körperlich drehen, um die Drehausrichtung
des Klemm-Mechanismus
zu verändern.
Das kann für
die bequeme Benutzung des Instrumentes nachteilig sein.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung sieht eine
chirurgische Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung vor, die umfaßt ein Gehäuse und
ein langgestrecktes Teil, wobei das langgestreckte Teil dadurch
gekennzeichnet ist, daß es
an dem Gehäuse
drehbar angefügt
ist, eine äußere Rohrhülse, ein
darin hin- und herbewegliches Betätigungselement, um einen Klemm-Mechanismus
zu schwenken, und einen Ultraschall-Wellenleiter, der einen End-Manipulator
aufweist, der sich in distaler Richtung von der äußeren Rohrhülse erstreckt. Das Gehäuse enthält ein Paar
von Gehäuseteilen,
die zueinander passen, das Gehäuse
enthält eine
Vielzahl axial beabstandeter Stützelemente,
um eine zugehörige
Ultraschall-Antriebseinheit, die in dem Gehäuse drehbar positioniert ist,
drehbar zu lagern.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung richtet sich auf eine verbesserte chirurgische Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung,
die einen Klemm-Mechanismus aufweist, der so eingerichtet ist, daß er drehbar
relativ zu einem Gehäuse
der Vorrichtung positioniert werden kann. Die Gehäusevonichtung
ist insbesondere so konfiguriert, daß sie die Ultraschall-Antriebseinheit
der Konstruktion drehbar lagert und ausrichtet und ebenfalls das
langgestreckte Teil der Vorrichtung, das während chirurgischer Eingriffe
zum Klemmen, Schneiden und/oder Koagulieren von Gewebe positioniert
wird, drehbar lagert.
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Eine gemäß dem Wesen der vorliegenden Erfindung
ausgeführte
chirurgische Ultraschallklemmkoagulatorvomchtung ist so gestaltet,
daß sie selektives
Schneiden, Koagulieren und Klemmen von Gewebe während eines chirurgischen Eingriffes ermöglicht.
Der bequeme und effektive Einsatz der Vorrichtung wird durch die
Art und Weise unterstützt, mit
welcher der Klemm-Mechanismus der Vorrichtung selektiv drehbar in
Bezug auf das Gehäuse
der Vorrichtung positioniert werden kann. Das Gehäuse der
Vorrichtung ist besonders so ausgestaltet, daß es das langgestreckte Teil
der Vorrichtung drehbar lagert, das selektiv positioniert wird,
wie es während chirurgischer
Eingriffe erforderlich ist, und ist weiterhin so ausgestaltet, daß es die
Ultraschall-Antrtebseinheit, die in der Vorrichtung aufgenommen
ist, um diese mit Ultraschallenergie zu versorgen, drehbar lagert
und ausrichtet. Das Gehäuse
der Vorrichtung kann ökonomisch
gestaltet werden, um so den Einsatz der Vorrichtung an nur einem
Patienten und die Entsorgung nach der Abkopplung von der zugehörigen Ultraschall-Antrtebseinheit
zu ermöglichen.
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In Übereinstimmung mit der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
die vorliegende chirurgische Ultraschall-Klemnikoagulatorvorrichtung
ein Gehäuse
und ein langgestrecktes Teil, das an dem Gehäuse drehbar angefügt ist.
Das langgestreckte Teil, das für
endoskopische chirurgische Eingriffe eingerichtet sein kann, umfaßt eine äußere Rohrhülse und
ein darin hin- und herbeweglich positioniertes röhrenförmiges Betätigungselement und einen Ultraschall-Wellenleiter,
der einen End-Manipulator enthält,
der sich in distaler Richtung von der äußeren Rohrhülse erstreckt. Ein Klemm-Mechanismus
der Vorrichtung umfaßt
einen am distalen Ende der äußeren Rohrhülse schwenkbar
gelagerten Klemmarm zum Ausführen
einer Schwenkbewegung relativ zum End-Manipulator, um Gewebe zwischen
dem Klemmarm und dem End-Manipulator zu klemmen. Der Mechanismus
umfaßt
ebenfalls einen Auslösehebel, der
schwenkbar am Gerätegehäuse gelagert
und funktionell mit dem Klemmarm durch die Verbindung mit dem hin-
und herbeweglichen Betätigungselement
verbunden ist, um eine Schwenkbewegung des Klemmarmes relativ zum
End-Manipulator zu bewirken.
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In Übereinstimmung mit der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
das Gehäuse
der Vorrichtung eine Vielzahl axial beabstandeter Stützelemente,
um eine zugehörige
Ultraschall-Antriebseinheit, die
in dem Gehäuse
drehbar positioniert ist, drehbar zu lagern und zu positionieren.
In der bevorzugten Form enthält
das Gehäuse
eine Anordnung zum Führen
der Ultraschall-Antriebseinheit, wenn diese in das Gehäuse eingebracht
wird. Die Anordnung zum Führen
der Antriebseinheit umfaßt
eine abgeschrägte Einführungsfläche, die
auf wenigstens einem der Stützelemente
des Gehäuses
vorgesehen ist, sowie eine Anordnung von Fΰhrungsrippen, die sich vom am
weitesten proximal gelegenen Stützelement
proximal erstreckt.
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Es wird in Betracht gezogen, daß das Gehäuse der
Vorrichtung das langgestreckte Teil der Vorrichtung und die zugehörige Ultraschall-Antriebseinheit
drehbar hält,
damit diese als Einheit relativ zum Gehäuse zusammen rotieren können. Zu
diesem Zweck enthält
das Gehäuse
weiterhin vorzugsweise ein Paar axial voneinander beabstandeter Stützwände, um
die äußere Rohrhülse des
langgestreckten Teiles der Vorrichtung drehbar zu halten. In Übereinstimmung
mit der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
die Vorrichtung einen auf der äußeren Rohrhülse positionierten
Drehknopf, wobei der Knopf an dem langgestreckten Teil angebracht
ist, um mit diesem gedreht zu werden. Der Drehknopf wird durch ein
Paar von Stützwänden des
Gehäuses
der Vorrichtung drehbar getragen, wobei der Drehknopf der bevorzugten
Ausführungsform
eine Ringnut definiert, in der die distal am weitesten gelegene
der Stützwände aufgenommen
wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt das
Gehäuse
der Vorrichtung ein Paar von Gehäuseteilen,
die aneinander angepaßt
sind. Die Stützelemente
des Gehäuses
werden jeweils gemeinsam aus einem Paar von Stützelementeteilen gebildet,
die entsprechend an den Ge häuseteilen
vorgesehen sind. In ähnlicher
Weise werden die voneinander beabstandeten Stützwände des Gehäuses jeweils gemeinsam aus
einem Paar von Stützwändeteilen
gebildet, die entsprechend an den Gehäuseteilen vorgesehen sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden jetzt an Hand der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen verdeutlicht.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Darstellung eines chirurgischen Ultraschallsystems,
das eine Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung enthält, welche die
Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert.
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Darstellung
eines Teiles eines Klemm-Mechanismus der
in 1 dargestellten Klemmkoagulatorvorrichtung.
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3 ist
eine Darstellung einer Ausführungsform
des Klemmkoagulators gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht, teilweise freigelegt,
in funktioneller Verbindung mit einer Ultraschall-Antriebseinheit
des in l dargestellten chirurgischen
Systems.
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4 ist
eine Ausführungsform
einer chirurgischen Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung in Explosivdarstellung,
welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert.
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der vorliegenden Klemmkoagulatorvorrichtung, die deren Klemmantriebsmechanismus
mit dem zugehörigen Rastmechanismus
zeigt.
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6 ist
eine weitere Ansicht, die den Klemmantriebsmechanismus und den Rastmechanismus
der vorliegenden Klemmkoagulatorvonichtung schematisch darstellt.
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7 ist
eine schematische Darstellung des Rastmechanismus.
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8 ist
eine perspektivische Darstellung eines Antriebsbundes des Klemm-Mechanismus
der vorliegenden Klemmkoagulatorvorrichtung.
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9 ist
eine perspektivische Darstellung der zusammenpassenden Gehäuseteile
der vorliegenden Vorrichtung, wobei die Art und Weise dargestellt
wird, in der eine zugehörige
Ultraschall-Antriebseinheit in der Vorrichtung aufgenommen wird.
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Ausführliche
Beschreibung
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Obwohl die vorliegende Erfindung
viele mögliche
Ausführungsformen
in verschiedenen Formen zuläßt, wird
in den Zeichnungen ein gegenwärtig
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dargestellt und im folgenden beschrieben, wobei es als selbstverständlich betrachtet
wird, daß die
vorliegende Offenbarung lediglich als eine Veranschaulichung der
Erfindung anzusehen ist und daß es
nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besonders dargestellte
Ausführungsform
zu beschränken.
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich im besonderen auf eine verbesserte Vorrichtung eines chirurgischen
Ultraschall-Klemmkoagulators, der so eingerichtet ist, daß er das
Schneiden, Koagulieren und/oder das Klemmen von Gewebe während eines chirurgischen
Eingriffes bewirken kann. Die vorliegende Vorrichtung kann ohne
Probleme für
den Einsatz sowohl für
Eingriffe in der offenen Chirurgie als auch für laparoskopische oder endoskopische
Eingriffe eingerichtet werden. Der selektive Einsatz von Ultraschallenergie
erleichtert deren vielseitige Verwendung. Wenn die Ultraschallkomponenten
der Vorrichtung nicht aktiviert sind, kann das Gewebe ohne weiteren
Aufwand ergriffen und in der gewünschten
Weise manipuliert werden, ohne in das Gewebe einzuschneiden oder
es zu beschädigen. Wenn
die Ultraschallkomponenten im aktiven Zustand sind, kann man mit
der Vorrichtung das Gewebe zum Einkoppeln von Ultraschallenergie
fassen, um eine Gewebekoagulation durchzuführen, wobei eine Beaufschlagung
mit einem erhöhten
Druck ein effizientes Schneiden des Gewebes und Koagulieren bewirkt.
Wenn erforderlich, kann die Beaufschlagung des Gewebes mit Ultraschallenergie
erfolgen, ohne daß der
Klemm-Mechanismus der Vorrichtung zum Einsatz kommt, und zwar indem
die Ultraschall-„Klinge"
oder der Endmanipulator der Vorrichtung entsprechend manipuliert
wird.
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Wie aus der folgenden Beschreibung
deutlich wird, ist die vorliegende Klemmkoagulatorvorrichtung wegen
ihrer unkomplizierten Bauweise besonders für eine einmalige Verwendung
geeignet. Wegen dieser Beschaffenheit ist vorgesehen, daß die Vorrichtung
in Verbindung mit einer Ultraschallantriebseinheit eines chirurgischen
Systems zum Einsatz gelangt, wobei die von der Antriebseinheit gelieferte
Ultraschallenergie die gewünschte
Ultraschallbetätigung
für die
vorliegende Klemmkoagulatorvonichtung liefert. Es ist leicht einzusehen, daß eine Klemmkoagulatorvorrichtung,
die nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist,
auch für
eine Mehrfachbenutzung eingerichtet werden und unlösbarer Bestandteil
einer zugeordneten Ultraschallantriebseinheit sein kann. Jedoch
wird gegenwärig
die lösbare
Verbindung der vorliegenden Klemmkoagulatorvorrichtung mit einer
zugehörigen Ultraschallantrtebseinheit
für den
Einsatz des Gerätes
an einem einzigen Patienten der Vorzug gegeben.
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Es wird zuerst auf die 1 und 3 Bezug genommen. Dann ist eine gegenwärtig bevorzugte
Ausführungsform
eines chirurgischen Systems dargestellt, das durchgängig mit 10 bezeichnet
wird, welches eine Klemmkoagulatorvorrichtung enthält, die nach
den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen
des Ultraschallgenerators und der zugehörigen Ultraschallantrtebseinheit
des chirurgischen Systems 10 werden zuerst beschrieben,
danach folgt eine detaillierte Beschreibung der chirurgischen Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung
einschließlich
eines Klemm-Mechanismus, der für
eine indexierte Rotationsbewegung ausgelegt ist, welche nach den
Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
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Das chirurgische System 10 umfaßt einen Ultraschallgenerator 30 und
ein zugehöriges
chirurgisches Ultraschallinstrument. Das chirurgische Instrument
enthält
eine Ultraschallantrtebseinheit, die mit 50 bezeichnet
ist, und ein Ultraschallklemmkoagulatorgerät 120, das die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung verkörpert.
Wie dann weiter beschrieben wird, bilden ein Ultraschallwandler
der Antriebseinheit 50 und ein Ultraschallwellenleiter
des Klemmkoagulators 120 zusammen eine Akustikeinheit für das vorliegende
chirurgische System, wobei die Akustikeinheit die Ultraschallenergie
für den
jeweiligen chirurgischen Eingriff liefert, wenn diese durch den
Generator 30 mit Strom versorgt wird. Man wird feststellen,
daß bei
einigen Anwendungen die Ultraschallantrtebseinheit 50 als „Handstückeinheit"
bezeichnet wird, weil das chirurgische Instrument des chirurgischen
Systems derart ausgebildet ist, daß der Chirurg die Ultraschallantriebseinheit 50 während verschiedener
Eingriffe und Operationen ergreift und manipuliert. Das Klemmkoagulatorgerät 120,
das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert, enthält vorzugsweise
eine scherenähnliche
Griffanordnung, die, abgesehen von der Manipulation der Ultraschallantrtebseinheit 50,
das Positionieren und das Manipulieren des Instrumentes erleichtert.
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Der Generator 30 des chirurgischen
Systems sendet durch ein Kabel 32 ein elektrisches Signal
von ausgewählter
Amplitude/Auslenkung, Frequenz und Phase, die durch ein Steuersystem
des Generators 30 bestimmt werden. Wie im weiteren noch
beschrieben wird, bewirkt das Signal ein Ausdehnen und Zusammenziehen
eines oder mehrerer piezoelektrischer/n Elementes) der Akustikeinheit des
chirurgischen Instrumentes, wodurch die elektrische Energie in mechanische
Bewegung umgewandelt wird. Die mechanische Bewegung erzeugt Longitudinalwellen
von Ultraschallenergie, die sich durch die Akustikeinheit als stehende
Schallwelle fortpflanzt, um die Akustikeinheit mit einer ausgewählten Frequenz
und Amplitude/Auslenkung vibrieren zu lassen. Ein am distalen Ende
des Wellenleiters der Akustikeinheit angeordneter Endmanipulator
wird so plaziert, daß er
sich in Kontakt mit dem Gewebe des Patienten befindet, um die Ultraschallenergie
auf dieses zu übertragen.
Wie weiter unten noch beschrieben wird, setzt man vorzugsweise ein
chirurgisches Werkzeug ein, zum Beispiel einen Klemmbacken- oder
Klemm-Mechanismus, um das Gewebe gegen den Endmanipulator zu pressen.
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Durch die Ankopplung des Endmanipulators an
das Gewebe wird als Ergebnis der Reibung, der akustischen Absorption
und der Viskositätsverluste
in dem Gewebe Wärmeenergie
oder Hitze erzeugt. Die Hitze ist ausreichend, um Protein-Wasserstoff-Bindungen
aufzubrechen, was zur Folge hat, daß die stark strukturierten
Proteine (das heißt,
Kollagen und Muskelproteine) denaturiert werden (das heißt, sie
in eine niedere Aufbauform zu überführen). Mit
dem Denaturieren der Proteine bildet sich ein klebriges Koagulat,
so daß durch
dieses kleine Blutgefäße versiegelt
oder koaguliert werden. Eine tiefere Koagulation von größeren Blutgefäßen wird
dadurch erreicht, daß man
den Effekt länger
wirken läßt.
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Die Übertragung von Ultraschallenergie
auf das Gewebe verursacht weitere Effekte einschließlich eines
mechanischen Zerreißens,
Schneidens, Aushöhlens,
Auseinanderreißens
von Zellen und der Emulsionsbildung. Die Größe der Inzisionen sowie der
erreichbare Grad von Koagulation variiert mit der Auslenkung des
Endmanipulators, den Schwingungsfrequenzen, der Stärke des
durch den Benutzer beaufschlagten Druckes, der Schärfe des
Endmanipulators und der Kopplung zwischen Endmanipulator und Gewebe.
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Wie in 1 gezeigt
wird, umfaßt
der Generator 30 ein mit diesem integrales Steuersystem,
einen Netzschalter 34 und eine Auslösereinrichtung 36.
Der Netzschalter 34 regelt die Zuführung von elektrischem Strom
zum Generator 30, und, wenn dieser durch die Auslösereinrichtung 36 aktiviert
ist, dann liefert der Generator 30 die Energie, um die Akustikeinheit
des chirurgischen Systems 10 mit einer vorherbestimmten
Frequenz und den Endmanipulator mit einem vorherbestimmten Pegel
der Auslenkung zu fahren. Der Generator 30 fährt oder
erregt die Akustikeinheit mit bzw. zu jeder geeigneten Resonanzfrequenz
der Akustikeinheit.
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Wenn der Generator 30 über die
Auslösereinrichtung 36 aktiviert
ist, liegt kontinuierlich die vom Generator 30 gelieferte
elektrische Energie an einem Wandlerstapel oder einer Wandlereinheit 40 der Akustikeinheit
an. Ein Phasenregelkreis im Steuersystem des Generators 30 überwacht
die Rückkopplung
von der Akustikeinheit. Der Phasenregelkreis stellt die Frequenz
der vom Generator 30 gelieferten elektrischen Energie ein,
um die Resonanzfrequenz der ausgewählten longitudinalen Schwingungsform der
Akustikeinheit, unter Einschluß der
Gewebelast, anzupassen. Außerdem
hält eine
zweite Rückkopplungsschleife
in dem Steuersystem den an die Akustikeinheit abgegebenen elektrischen
Strom auf einem vorgewählten
konstanten Pegel, um eine im wesentlichen konstante Auslenkung am
Endmanipulator der Akustikeinheit zu erreichen.
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Das an die Akustikeinheit gegebene
elektrische Signal bewirkt, daß das
distale Ende des Wellenleiters, das heißt, der Endmanipulator, in
einem Bereich von, zum Beispiel, ungefähr 20 kHz bis 250 kHz und vorzugsweise
in dem Bereich von ungefähr 54
kHz bis 56 kHz, und am vorteilhaftesten bei ungefähr 55,5
kHz in longitudinaler Richtung schwingt bzw. vibriert. Die Auslenkungen
der Vibrationen am Endmanipulator können, zum Beispiel, durch Steuerung
der Amplitude des durch den Generator 30 in die Wandlereinheit 40 der
Akustikeinheit eingegebenen elektrischen Signals geregelt werden.
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Wie oben festgestellt wurde, kann
der Benutzer über
die Auslösereinrichtung 36 des
Generators 30 diesen einschalten, so daß die Akustikeinheit kontinuierlich
mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Auslösereinrichtung 36 besitzt
vorzugsweise einen Fußschalter,
der über
ein Kabel oder eine Schnur mit dem Generator 30 lösbar verbunden
oder an diesem befestigt ist. Es ist aber auch möglich, die Auslösereinrichtung
als Handschalter auszuführen, der
in der Ultraschallantriebseinheit 50 eingebaut ist, so
daß auf
diese Weise der Generator 30 durch den Benutzer aktiviert
werden kann.
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Der Generator 30 besitzt
weiterhin eine elektrische Anschlußleitung 38, die mit
einer chirurgischen Stromversorgungseinheit verbunden oder in eine
gewöhnliche
elektrische Steckdose eingesteckt werden kann. Ebenfalls kommt in
Betracht, daß der Generator 30 auch
durch eine Gleichstromquelle, wie zum Beispiel durch eine Batterie
gespeist werden kann. Der Generator 30 kann jeder geeignete
Generator sein, wie zum Beispiel das Modell Nr. GENOI, das bei Ethicon
Endo-Surgery, Inc. erhältlich
ist.
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In den 1 und 3 umfaßt die Ultraschallantriebseinheit 50 des
chirurgischen Instrumentes ein mehrteiliges Gehäuse 52, das so konstruiert
ist, daß es
die Schwingungen der Akustikeinheit nicht auf den Benutzer übernägt. Das
Gehäuse 52 der
Antriebseinheit kann eine derartige Form aufweisen, daß ein Halten
durch den Benutzer in herkömmlicher
Weise möglich
ist, es ist aber auch daran gedacht, daß der vorliegende Klemmkoagulator 120 im
Prinzip mittels einer durch das Gehäuse des Gerätes gegebenen scherenförmigen Anordnung
ergriffen und manipuliert werden kann, wie noch beschrieben werden wird.
Das Gehäuse 52 wird
zwar als ein aus mehreren Teilen bestehendes dargestellt, es kann
aber auch aus einem einzigen oder einem einheitlichen Bauteil. bestehen.
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Das Gehäuse 52 der Ultraschallantriebseinheit 50 weist
ganz allgemein ein proximales Ende, ein distales Ende und einen
sich darin in Längsrichtung erstreckenden
Hohlraum auf. Das distale Ende des Gehäuses 52 enthält eine Öffnung 60,
die so eingerichtet ist, daß sich
durch diese die Akustikeinheit des chirurgischen Systems 10 erstrecken
kann. Das proximale Ende des Gehäuses 52 ist
durch das Kabel 32 mit dem Generator 30 verbunden.
Das Kabel 32 enthält
vorzugsweise Belüftungsrohre
oder Luftkanäle 62,
welche das Zuführen
von Luft in das Gehäuse 52 der
Ultraschallantriebseinheit 50 ermöglichen, um die Wandlereinheit 40 der
Akustikeinheit zu kühlen.
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Das Gehäuse 52 der Ultraschallantriebseinheit 50 ist
vorzugsweise aus einem dauerhaften Kunststoff gefertigt, wie zum
Beispiel Ultem®.
Es ist auch möglich,
daß das
Gehäuse 52 alternativ
aus vielen anderen Stoffen gefertigt sein kann, einschließlich aus
anderen Kunststoffen [das heißt, Flüssigkristallpolymere
(LCP), Nylon oder Polycarbonate]. Eine geeignete Ultraschallantriebseinheit 50 ist das
Modell Nr. HP050, das bei Ethicon Endo-Surgery, Inc. erhältlich ist.
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Die Akustikeinheit des chirurgischen
Instrumentes enthält
im allgemeinen einen ersten Akustikbereich und einen zweiten Akustikbereich.
Der erste Akustikbereich wird vorzugsweise durch die Ultraschallantriebseinheit 50 getragen,
und der zweite Akustikbereich (in Form eines Wellenleiters und Endmanipulators,
wie noch beschrieben werden wird,) von der Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung. Das
distale Ende des ersten Akustikbereiches ist funktionell mit dem
proximalen Ende des zweiten Akustikbereiches vorzugsweise über eine
Schraubverbindung gekoppelt.
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Wie in 3 dargestellt
wird, enthält
der erste Akustikbereich einen Wandlerstapel oder eine Wandlereinheit 40 und
eine Halterungsvorrichtung 84 und der zweite Akustikbereich
ein Übertragungsteil oder
Arbeitsteil, das hier im weiteren als Wellenleiter mit einem Endmanipulator
bezeichnet wird.
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Die Bestandteile der Akustikeinheit
sind vorzugsweise akustisch aufeinander derart abgestimmt, daß die Baulänge jedes
Teiles ein Ganzzahliges der halben Wellenlänge (nλ/2) beträgt, wobei Wellenlänge λ die Wellenlänge einer
vorgewählten
oder longitudinalen Betriebsschwingungsfrequenz f0 der
Akustikeinheit und n eine nicht-negative ganze Zahl bezeichnet.
Es ist auch vorgesehen, daß die
Akustikeinheit jede geeignete Anordnung von Akustikelementen enthalten
kann.
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Die Wandlereinheit 40 der
Akustikeinheit wandelt die elektrischen Signale vom Generator 30 in mechanische
Energie um, was eine Längsschwingungsbewegung
des Endmanipulators bei Ultraschallfrequenzen zur Folge hat. Wenn
der Akustikeinheit Energie zugeführt
wird, entsteht durch die Akustikeinheit eine Vibrationsbewegungen
ausführende
stehende Welle. Die Auslenkungen dieser Vibrationsbewegungen an
jedem beliebigen Punkt entlang der Akustikeinheit hängt von
dem Ort entlang der Akustikeinheit ab, an dem die Vibrationsbewegung
gemessen wird. Ein Minimum oder ein Nulldurchgang der die Vibrationsbewegungen
ausführenden
stehenden Welle wird im allgemeinen als Knoten bezeichnet (das heißt, wo die
Bewegung gewöhnlich
minimal ist), und ein Absolutwertmaximum oder ein Scheitelwert in
der stehenden Welle wird im allgemeinen als Antiknoten bezeichnet.
Die Entfernung zwischen dem Antiknoten und dem dazu nächsten Knoten
beträgt
eine viertel Wellenlänge
(λ/4).
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Wie in 3 dargestellt
wird, enthält
die Wandlereinheit 40 der Akustikeinheit, die auch unter der
Bezeichnung „Langevin
Stapel" bekannt ist, im allgemeinen einen Wandlerbereich 90,
einen ersten Resonator 92 und einen zweiten Resonator 94.
Die Wandlereinheit ist vorzugsweise ein Ganzzahliges der halben
Systemwellenlänge
(nλ/2) bezogen
auf die Länge.
Es ist selbstverständlich,
daß die
vorliegende Erfindung aber auch so ausgeführt sein kann, daß sie eine
Wandlereinheit enthält,
die aus magnetostriktiven, elektromagnetischen oder elektrostatischen
Wandlern besteht.
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Das distale Ende des ersten Resonators 92 ist
mit dem proximalen Ende des Wandlerbereiches 90 verbunden,
und das proximale Ende des zweiten Resonators 94 ist mit
dem distalen Ende des Wandlerbereiches 90 verbunden. Der
erste Resonator 92 und der zweite Resonator 94 sind
vorzugsweise aus Titan, Aluminium, Stahl oder einem anderen geeigneten
Material gefertigt, besonders vorteilhaft ist es, den ersten Resonator 92 aus
rostfreiem 303-Stahl und den zweiten Resonator 94 aus Aluminium
vom Typ 7075-T651 zu fertigen. Der erste Resonator 92 und
der zweite Resonator 94 weisen eine Länge auf, die durch eine Anzahl
von Variablen bestimmt wird, einschließlich der Länge des Wandlerbereiches 90, der
Schallgeschwindigkeit des in den Resonatoren 92 und 94 verwendeten
Materials und der gewünsch ten
Grundfrequenz f0 der Wandlereinheit 40.
Der zweite Resonator 94 kann innen vom proximalen Ende
hin zum distalen Ende konisch verlaufen, um als Geschwindigkeitswandler
zu arbeiten und um die Auslenkungen der Ultraschallvibrationen zu
verstärken.
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Der Wandlerbereich 90 der
Wandlereinheit 40 umfaßt
vorzugsweise einen piezoelektrischen Abschnitt aus abwechselnd positiven
Elektroden 96 und negativen Elektroden 98, wobei
die piezoelektrischen Elemente 100 zwischen den Elektroden 96 und 98 alternieren.
Die piezoelektrischen Elemente 100 können aus jedem geeigneten Material
gefertigt sein, wie zum Beispiel aus Blei-Zirkonat-Titanat, Blei-Meta-Niobat,
Blei-Titanat oder anderen piezoelektrischen Stoffen. Eine durchgehende
Bohrung verläuft
mittig durch jede der positiven Elektroden 96, der negativen Elektroden 98 und
durch jedes der piezoelektrischen Elemente 100. Die positiven
Elektroden 96 und die negativen Elektroden 98 sind
elektrisch mit den Leitungen 102 bzw. 104 verbunden. Diese
Leitungen 102 und 104 übertragen das elektrische Signal
vom Generator 30 zu den Elektroden 96 und 98.
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Wie in 3 dargestellt,
werden die piezoelektrischen Elemente 100 durch einen Bolzen 106 zwischen
dem ersten Resonator 92 und dem zweiten Resonator 94 unter
Druck gehalten. Der Bolzen 106 besteht vorzugsweise aus
einem Kopf, einem Schaft und einem mit Gewinde versehenem distalen
Ende. Der Bolzen 106 wird vom proximalen Ende des ersten
Resonators 92 her durch die Bohrungen des ersten Resonators 92,
der Elektroden 96 und 98 und den piezoelektrischen
Elementen 100 gesteckt. Das mit Gewinde versehene distale
Ende des Bolzen 106 wird in eine mit Gewinde versehene
Bohrung in dem proximalen Ende des zweiten Resonators 94 eingeschraubt.
Der Bolzen kann aus Stahl, Titan, Aluminium oder einem anderen geeigneten
Material gefertigt sein, vorzugsweise aus Ti-6A1-4V Titan, und besonders
vorteilhaft ist es, wenn er aus niedrig legiertem Stahl vom Typ
4037 gefertigt ist.
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Durch ein elektrisches Signal von
dem Generator 30 werden die piezoelektrischen Elemente 100 erregt
und erzeugen in der Akustikeinheit eine stehende Schallwelle. Das
elektrische Signal bewirkt, daß sich
ein elektromagnetisches Feld über
den piezoelektrischen Elementen 100 aufbaut, was wiederum
bewirkt, daß sich
die piezoelektrischen Elemente 100 entlang der Achse des
Spannungsgefälles
kontinuierlich ausdehnen und zusammenziehen, wodurch sich hochfrequente
Longitudinalwellen mit Ultraschallenergie aufbauen. Die Ultraschallenergie
wird durch die Akustikeinheit auf den Endmanipulator übertragen.
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Die Halterungsvonichtung 84 der
Akustikeinheit weist ein proximales Ende und ein distales Ende auf
und hat vorzugsweise eine Länge,
die im wesentlichen gleich dem Ganzzahligen der halben Systemwellenlänge ist.
Das proximale Ende der Halterungsvorrichtung 84 ist vorzugsweise
axial ausgerichtet und mit dem distalen Ende des zweiten Resonators 94 durch
eine mit Innengewinde versehene Verbindung nahe einem Antiknoten
gekoppelt. (Gemäß dieser
Offenbarung definiert sich der Begriff „nahe"/"in der Nähe" als
"genau an" oder „sehr
nahe bei"). Es ist ebenfalls als Möglichkeit in Betracht zu ziehen,
die Halterungsvorrichtung 84 durch jedes geeignete Mittel
an dem zweiten Resonator 94 zu befestigen und den zweiten
Resonator 94 und die Halterungsvorrichtung 84 als
Einzelbauteil oder als einheitliches Bauteil auszubilden.
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Die Halterungsvorrichtung 84 ist
mit dem Gehäuse 52 der
Ultraschallantriebseinheit 50 in der Nähe eines Knotens verbunden.
Die Halterungsvorrichtung 84 enthält vorzugsweise einen als integralen Bestandteil
auf ihrem Umfang angebrachten Befestigungsflansch 108.
Der Befestigungsflansch 108 ist vorzugsweise in einer in
dem Gehäuse 52 der
Ultraschallantriebseinheit 50 eingearbeiteten Ringnut 110 vorgesehen,
um die Halterungsvorrichtung 84 an das Gehäuse 52 zu
koppeln. Ein elastisches Teil oder Material 112, wie zum
Beispiel ein Paar Dichtungsringe aus Silikonkautschuk, die über Abstandshalter
angebracht werden, kann zwischen der Ringnut 110 des Gehäuses 52 und
dem Flansch 108, der ein integrales Teil der Halterungsvorrichtung 84 ist,
plaziert werden, um ein Übertragen
der Ultraschallvibrationen von der Halterungsvorrichtung 84 auf
das Gehäuse 52 zu
reduzieren oder zu verhindern.
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Die Halterungsvorrichtung 84 wird
vorzugsweise in einer vorher festgelegten axialen Lage durch eine
Vielzahl von Stiften 114, vorzugsweise durch vier, gesichert.
Die Stifte 114 sind in Längsrichtung und um neunzig
(90) Grad relativ zueinander beabstandet um den Außenumfang
der Halterungsvorrichtung 84 herum angebracht. Die Stifte 114 sind
mit dem Gehäuse 52 der
Ultraschallantriebseinheit 50 verbunden und werden durch
Kerben in dem Akustikbefestigungsflansch 108 der Halterungsvorrichtung 84 angebracht.
Die Stifte 114 sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gefertigt.
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Die Halterungsvorrichtung 84 ist
vorzugsweise so ausgeführt,
daß sie
die Auslenkungen der Ultraschallschwingungen, die durch die Akustikeinheit auf
das distale Ende des Endmanipulators übertragen werden, verstärkt. In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die Halterungsvorrichtung 84 einen konisch verlaufenden
Festkörperhornstrahler.
So wie die Ultraschallenergie durch die Halterungsvorrichtung 84 übertragen
wird, wird die Geschwindigkeit der durch die Halterungsvonichtung 84 übertragene
Schallwelle beschleunigt. Es wird jede geeignete Form für die Ausführung der
Halterungsvonichtung 84 in Betracht ge zogen, wie zum Beispiel
ein stufenförmiges
Horn, ein konisches Horn, ein Horn mit Exponentialverlauf, ein kontinuierlich
zunehmendes Horn oder dergleichen mehr.
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Wie in 3 gezeigt
wird, ist die Halterungsvorrichtung 84 vorzugsweise akustisch
mit dem zweiten Akustikbereich der Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung 120 gekoppelt.
Das distale Ende der Halterungsvorrichtung 84 ist. über eine
mit Innengewinde versehene Verbindung in der Nähe eines Antiknotens vorzugsweise
an das proximale Ende des zweiten Akustikbereiches gekoppelt, aber
es sind auch alternative Kopplungsanordnungen einsetzbar.
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Es wird jetzt auf 4 Bezug genommen. Darin wird gemäß eines
bevorzugten Ausführungsbeispieles
eine Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung 120 des chirurgischen
Systems 10 in einer Explosivdarstellung gezeigt. Das proximale
Ende der Ultraschall-Klemmkoagulatorvonichtung 120 nimmt vorzugsweise
das distale Ende der Ultraschallantriebseinheit 50 auf
und wird in dieses eingepaßt,
indem die Antriebseinheit in das Gehäuse des Gerätes eingesetzt wird, wie in 3 gezeigt wird. Die Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung 120 wird
vorzugsweise als Einheit an der Ultraschallantriebseinheit 50 befestigt
oder von dieser entfernt. Der Ultraschallklemmkoagulator 120 kann
nach einmaliger Benutzung entsorgt werden.
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Die Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung 120 umfaßt vorzugsweise
eine Griffeinheit oder ein Gehäuse 130,
das vorzugsweise aus aneinander passenden Gehäuseteilen 131, 132 besteht,
und ein langgestrecktes oder endoskopisches Teil 150. Wenn das
vorliegende Gerät
für eine
endoskopische Anwendung eingerichtet ist, dann kann die Konstruktion so
dimensioniert sein, daß das
Teil 150 einen Außendurchmesser
von ungefähr
5,5 mm hat. Das langgestreckte Teil 150 der Ultraschall-Klemmkoagulatorvorrichtung 120 erstreckt
sich rechtwinklig vom Gehäuse 130 der
Vorrichtung. Das langgestreckte Teil 150 kann wahlweise
relativ zu dem Gehäuse 130 gedreht
werden, wie weiter unten noch beschrieben wird. Das langgestreckte
Teil 150 umfaßt
vorzugsweise eine äußere/s röhrenförmige/s
Bauteil oder Hülse 160,
ein inneres röhrenförmiges Betätigungselement 170 und
den zweiten Akustikbereich des Akustiksystems in Form eines Wellenleiters 180 mit einem
Endmanipulator 180'. Wie noch beschrieben werden wird,
werden die äußere Hülse 160,
das Betätigungselement 170 und
der Wellenleiter 180 vorzugsweise so miteinander verbunden,
daß sie
als eine Einheit (zusammen mit der Ultraschallantriebseinheit 50)
eine indexierte Drehbewegung in bezug auf das Gehäuse 130 ausführen.
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Wie in 4 gezeigt
wird, ist das proximale Ende des Wellenleiters 180 des
zweiten Akustikbereiches vorzugsweise lösbar mit der Halterungsvonichtung 84 der
Ultraschallantriebseinheit 50 in der Nähe eines Antiknotens verbunden,
wie oben bereits beschrieben wurde. Der Wellenleiter 180 hat
vorzugsweise eine Länge
von im wesentlichen gleich dem Ganzzahligen einer halben Systemwellenlänge (nλ/2). Der
Wellenleiter 180 besteht vorzugsweise aus einem festen
Kernschaft, der aus einem Material gefertigt ist, in dem sich in
effizienter Weise Ultraschallenergie fortpflanzen kann, wie zum
Beispiel Titanlegierungen (das heißt, Ti-6A1-4V) oder eine Aluminiumlegierung.
Es wird auch die Möglichkeit
in Betracht gezogen, daß der
Wellenleiter 180 alternativ aus jedem anderen geeigneten
Material gefertigt werden kann.
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Der Wellenleiter ist vorzugsweise
halbflexibel. Es ist aber auch möglich,
daß der
Wellenleiter alternativ im wesentlichen stan sein kann oder aus
einem flexiblen Draht besteht. Der Wellenleiter kann so ausgeführt sein,
daß er
die durch den Wellenleiter zum Endmanipulator übertragenen mechanischen Vibrationen
verstärkt,
wie es in dem Fachgebiet bekannt ist. Der Wellenleiter kann weiterhin
Eigenschaften aufweisen, welche die Verstärkung der Längsschwingungen entlang dem
Wellenleiter steuern, und Eigenschaften, die den Wellenleiter auf
die Resonanzfrequenz des Systems abstimmen.
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Selbstverständlich kann der Querschnitt
des Wellenleiters 180 jede geeignete Abmessung besitzen.
So kann, zum Beispiel, der Wellenleiter einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt
aufweisen, oder er kann an verschiedenen Abschnitten konisch sein
oder aber auch konisch über
seine ganze Länge verlaufen.
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Wie in 4 dargestellt
wird, besitzt der Wellenleiter 180 ganz allgemein einen
ersten Abschnitt 182, einen zweiten Abschnitt 184 und
einen dritten Abschnitt 186. Der erste Abschnitt 182 des Wellenleiters
erstreckt sich distal vom proximalen Ende des Wellenleiters und
weist einen im wesentlichen kontinuierlichen Querschnitt auf.
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Der erste Abschnitt 182 besitzt
vorzugsweise wenigstens eine radiale Bohrung oder Öffnung 188, die
sich im wesentlichen senkrecht zur Achse des Wellenleiters 180 diametral
hindurch erstreckt. Die Öffnung 188 ist
vorzugsweise an einem Knoten angeordnet, kann aber auch an anderer
Stelle angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, daß die Öffnung 188 jede geeignete
Tiefe aufweisen und jede geeignete Form annehmen kann. Die Öffnung ist
so gestaltet, daß sie
ein Verbindungselement aufnehmen kann, das den Wellenleiter 180,
das röhrenförmige Betätigungselement 170 und
die röhrenförmige äußere Hülse 160 miteinander verbindet,
so daß diese gemeinsam
eine indexierte Drehbewegung relativ zum Gehäuse 130 der Vorrichtung
durchführen.
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Der zweite Abschnitt 184 des
Wellenleiters 180 erstreckt sich distal von dem ersten
Abschnitt 182. Der zweite Abschnitt 184 weist
vorzugsweise ebenfalls einen im wesentlichen kontinuierlichen Querschnitt
auf. Der Durchmesser. des zweiten Abschnittes 184 ist kleiner
als der Durchmesser des ersten Abschnittes 182 und größer als
der Durchmesser des dritten Abschnittes 186. Wenn die Ultraschallenergie
vom ersten Abschnitt 182 des Wellenleiters 180 in
den zweiten Abschnitt 184 übertritt, dann führt die Verengung
des zweiten Abschnittes 184 dazu, daß die Amplitude der den Abschnitt
durchlaufenden Ultraschallenergie sich vergrößert.
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Der dritte Abschnitt 186 erstreckt
sich distal vom distalen Ende des zweiten Abschnittes 184.
Der dritte Abschnitt 186 weist ebenfalls einen im wesentlichen
kontinuierlichen Querschnitt auf. Der dritte Abschnitt 186 kann
aber auch kleine Veränderungen des
Durchmessers über
die Länge
enthalten. Wenn die Ultraschallenergie vom zweiten Abschnitt 184 des
Wellenleiters 180 in den dritten Abschnitt 186 übergeht,
dann führt
die Verengung des dritten Abschnittes 186 dazu, daß die Amplitude
der den Abschnitt durchlaufenden Ultraschallenergie sich vergrößert.
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Der dritte Abschnitt 186 kann
eine Vielzahl von auf seinem Außenumfang
ausgebildeten (nicht dargestellten) Nuten oder Kerben aufweisen.
Die Nuten können
an den Knoten des Wellenleiters 180 angeordnet sein und
dienen als Anzeige der Fluchtung bei der Installation eines (nicht
dargestellten) Dämpfungsmantels
und stabilisierender Silikonringe oder elastischer Lagerungen während der
Fertigung. Eine Dichtung ist vorzugsweise an dem äußersten
distalen Knoten in der größtmöglichen
Nähe zum
Endmanipulator 180' vorgesehen, um den Eintritt von Gewebe,
Blut und anderen Stoffen in den Bereich zwischen dem Wellenleiter
und dem Betätigungselement 170 zu
vermindern.
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Der Endmanipulator 180' des
Wellenleiters 180 ist vorzugsweise ein integraler Bestandteil
des letzteren, und sie sind als eine Einheit ausgebildet. In einer
anderen Ausführung
kann der Endmanipulator durch eine mit Gewinde versehene Verbindung
oder durch eine Schweißverbindung
verbunden sein. Das distale Ende des Endmanipulators ist in der
Nähe eines
Antiknotens vorgesehen, um die Akustikeinheit auf eine bevorzugte
Resonanzfrequenz f0 abzustimmen, wenn die
Akustikeinheit nicht durch Gewebe belastet ist. Das distale Ende
des Endmanipulators ist so ausgeführt, daß es sich in Längsrichtung
in einem Bereich von, zum Beispiel, annähernd 10 Mikrometer bis 500
Mikrometer Spitze-zu-Spitze, und vorzugsweise in einem Bereich von
ungefähr
10 Mikrometer bis ungefähr
100 Mikrometer bei einer vorherbestimmten Vibrationsfrequenz f0 bewegt, wenn die Wandlereinheit erregt
wird.
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Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist
der Endmanipulator 180', der gelegentlich als Klinge bezeichnet
wird, vorzugsweise zylindrisch; um mit dem zugeordneten Klemm-Mechanismus der vorliegenden
Klemmkoagulatorvorrichtung zusammenwirken zu können. Wie in dem Fachgebiet
bekannt ist, kann der Endmanipulator in geeigneter Weise oberflächenbehandelt
werden.
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Es wird jetzt im besonderen auf die 2 eingegangen. In dieser
wird der Klemm-Mechanismus
des vorliegenden Klemmkoagulators 120 dargestellt, der
so ausgeführt
ist, daß er
mit dem Endmanipulator 180' des Wellenleiters 180 zusammenwirken kann.
Der Klemm-Mechanismus umfaßt
einen schwenkbar beweglichen Klemmarm 190, der über sein
distales Ende an dem distalen Ende der äußeren röhrenförmigen Hülse 160 angelenkt
ist. Eine Klemmauflage 192, die vorzugsweise aus Teflon oder
einem anderen geeigneten Material von geringer Reibung besteht,
ist auf der Oberfläche
des Klemmarmes zum Zusammenwirken mit dem Endmanipulator 180' aufgebracht,
wobei die Schwenkbewegung des Klemmarmes die Klemmauflage im wesentlichen
parallel zu und in Kontakt mit dem Endmanipulator 180' positioniert.
Durch diese Konstruktion wird das zu klemmende Gewebe zwischen der
Auflage 192 und dem Endmanipulator 180' erfaßt. Wie dargestellt
wird, ist die Auflage 192 vorzugsweise mit einer sägezahnähnlichen
Ausbildung versehen, um die Greifwirkung auf das Gewebe im Zusammenwirken
mit dem Endmanipulator 180" zu steigern.
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Die Schwenkbewegung des Klemmarmes relativ
zum Endmanipulator wird dadurch bewirkt, daß mindestens ein Paar, jedoch
vorzugsweise ein Paar von Hebelabschnitten 193 des Klemmarmes 190 an
dessen proximalen Ende vorgesehen ist. Die Hebelabschnitte sind
auf den entsprechenden gegenüberliegenden
Seiten des Wellenleiters 180 und des Endmanipulators 180" angebracht
und sind funktionell mit einem Antriebsteil 194 des hin-
und herbewegbaren Betätigungselementes 170 verbunden. Die
Hin- und Herbewegung des Betätigungselementes
relativ zu der äußeren röhrenförmigen Hülse 160 und
zum Wellenleiter 180 bewirkt durch diese eine Schwenkbewegung
des Klemmarmes relativ zum Endmanipulator. Die Hebelabschnitte 193 können in einem
Paar von Öffnungen,
die durch das Antriebsteil 194 definiert werden, entsprechend
positioniert werden oder auf andere geeignete Weise mechanisch mit
diesen verbunden werden, wobei die Hin- und Herbewegung des Betäti gungselementes
durch das Antriebsteil 194 und die Hebelteile 193 derart
wirkt, daß der
Klemmarm geschwenkt wird.
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Es wird jetzt im besonderen auf die 3, 5 und 6 Bezug
genommen. Die Hin- und Herbewegung des Betätigungselementes 170 wird
dadurch bewirkt, daß ein
Antriebsbund vorgesehen ist, der generell mit 200 bezeichnet
wird und der auf dem proximalen Ende des Betätigungselementes angebracht
ist, um zusammen Drehbewegungen auszuführen. Zu diesem Zwecke enthält der Antriebsbund
ein Paar diametral gegenüberliegende
und sich axial erstreckende Arme 202, von denen jeder eine
Antriebsnase 204 besitzt, wobei die Antriebsnasen durch
die Arme 202 so ausgerichtet sind, daß sie in entsprechende Öffnungen 206,
die durch das proximale Teil des rölrenförmigen Betätigungselementes 170 definiert
werden, eingreifen können.
Indem man ein Paar von Keilen 208 (vergleiche 8) vorsieht, die diametral
in entsprechende Öffnungen 210 in
Eingriff gebracht werden können,
wobei diese Öffnungen
durch das proximale Ende des Betätigungselementes 170 bestimmt
werden, wird weiterhin die gemeinsame Drehbewegung des Antriebsbundes 200 mit
dem Betätigungselement 170 bewirkt.
Eine auf dem Betätigungselement 170 vorgesehene
Ringnut 211 dient zur Aufnahme eines Dichtungsringes 211(4) zur Anlage an der Innenfläche der äußeren Hülse 160.
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Ein Verbindungsstift 212 ermöglicht die Drehbewegung
des Betätigungselementes 170 gemeinsam
mit der röhrenförmigen äußeren Hülse 160 und
dem inneren Wellenleiter 180, indem der Verbindungsstift
sich durch diese Komponenten der Vorrichtung erstreckt. Wie in 4 dargestellt wird, definiert
das röhrenförmige Betätigungselement 170 einen
länglichen
Schlitz 214, durch den sich der Verbindungsstift 212 erstreckt,
um die Hin- und Herbewegung des Betätigungselementes relativ zur äußeren röhrenförmigen Hülse und
zu dem inneren Wellenleiter zu ermöglichen.
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Ein auf der äußeren röhrenförmigen Hülse gelagerter Drehknopf 216 erleichtert
die Einstellung der Drehposition des länglichen Teiles 150 in
Bezug auf das Gehäuse 130 der
Klemmkoagulatorvorrichtung. Der Verbindungsstift 212 verbindet
vorzugsweise den Knopf 216 mit der Hülse 160, dem Element 170 und
dem Wellenleiter 180, so daß diese als eine Einheit relativ
zum Gehäuse 130 drehbar
sind. In einer jetzigen Ausführungsform
dient der Nabenteil 216' des Drehknopfes dazu, die äußere Hülse 160, das
Betätigungselement 170 und
den Wellenleiter 180 (als Einheit mit dem Knopf 216)
an dem Gehäuse 130 drehbar
zu lagern.
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Der Antriebsbund 200 stellt
einen Teil des Klemmantriebsmechanismus des Gerätes dar, der die Schwenkbewegung
des Klemmarmes 190 durch die Hin- und Herbewegung des Betätigungselementes 170 bewirkt.
Der Klemmantriebsmechanismus umfaßt weiterhin eine Antriebsgabel 220,
die mit einem Betätigungshebel 222 des
Gerätes
funktionell verbunden ist, wodurch der Betätigungshebel auf diese Weise
mit dem hin- und herbewegbaren Betätigungselement 170 über die
Antriebsgabel 220 und den Antriebsbund 200 verbunden
ist. Der Betätigungshebel 222 ist
schwenkbar an dem Gehäuse 130 des
Gerätes
(über eine
Drehzapfenlagerung 223) angelenkt und wirkt dabei scherenartig
mit einem Griffteil 224 des Gehäuses zusammen. Die Bewegung
des Hebels 222 gegen das Griffteil 224 bewegt
das Betätigungselement 170 translatorisch
proximal und schwenkt auf diese Weise den Klemmarm 190 gegen
den Endmanipulator 180'.
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Die funktionelle Verbindung zwischen
der Antriebsgabel 220 und dem Betätigungshebel 222 wird
durch eine Feder 226 hergestellt, die vorzugsweise aus
einer Schraubendruckfeder besteht. Die Feder 226 paßt in einen
Federschlitz 228, der durch die Antriebsgabel 220 definiert
wird, die wiederum zwischen einem Paar von Federrückhalteflanschen 230 des
Betätigungshebels 222 positioniert
ist. Die Antriebsgabel 220 ist relativ zu den Federflanschen 230 schwenkbar
(um ein Schwenklager 223 des Gehäuses 130) gegen die
Schraubendruckfeder beweglich, die sich gegen die Flächen der
durch jeden der Federflansche 230 definierten Federschlitze
abstützt. Auf
diese Weise wird die Kraft, mit der das Betätigungselement 170 beaufschlagt
werden kann, durch die Schwenkbewegung des Betätigungshebels 222, der über die
Antriebsgabel 220 und den Antriebsbund 200 wirkt,
durch die Kraft begrenzt, mit der die Feder 226 sich gegen
die Federflansche 230 abstützt. Die Beaufschlagung mit
einer übermäßigen Kraft
führt zu einer
schwenkenden Verschiebung der Antriebsgabel 220 relativ
zu den Federflanschen 230 des Betätigungshebels 222 gegen
die Feder 226. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
ist die Feder 226 derart ausgewählt, daß sie die Klemmkraft am Klemmarm 190 auf
ungefähr
2 Pfund begrenzt. Anschläge
am Gehäuse 130 begrenzen
den Arbeitsweg des Betätigungshebels 222,
um ein übermäßiges Zusammendrücken der
Feder 226 zu verhindern.
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In dem Klemmantriebsmechanismus der Vorrichtung
ist ein Rastmechanismus enthalten, wodurch eine mit Index versehene
Drehpositionierung des länglichen
Teiles 150 der vorliegenden Klemmkoagulatorvorrichtung 120 gegeben
ist. Speziell der Antriebsbund 200 umfaßt ein Paar axial voneinander beabstandeter
Antriebsflansche 232. Zwischen den Antriebsflanschen 232 ist
eine Rastaufnahmefläche vorgesehen,
welche eine Vielzahl von auf dem Umfang räumlich beabstandete Zähne 234 definiert,
die wiederum generell auf dem Umfang des Antriebsbundes 200 vorgesehene
Vertiefungen zur Aufnahme der Rastzähne fest legen. In einer gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
sind zwölf
(12) solcher Zähne 234 vorgesehen,
so daß auf
diese Weise eine indexierte Positionierung des länglichen Teiles 150 der
Verrichtung in 30°-Intervallen
relativ zum Gehäuse 130 der
Vorrichtung erfolgt.
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Eine indexierte Drehbewegung wird
weiterhin dadurch erreicht, daß wenigstens
ein Anschlag und vorzugsweise ein Paar von diametral gegenüberliegender
Anschläge 236 vorgesehen
ist, die auf den jeweiligen freitragenden Jocharmen 238 der
Antriebsgabel 220 angebracht sind. Durch diese Anordnung
werden die Jocharme 238 zwischen den Antriebsflanschen 232 so
positioniert, daß sie
mit diesen ihnen gegenüberliegenden
Flächen
in Eingriff stehen und die Rasten 236 so lenken, daß sie in
dem Antriebsbund 200 eingreifen. Eine indexierte Relativdrehung
wird auf diese Weise realisiert, wobei die Rasten 236 der
Jocharme mit den Antriebsflanschen 238 zusammenwirken,
um eine Hin- und Herbewegung des Betätigungselementes 170 zu
bewirken. In einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
ist die Antriebsgabel 220 aus geeigneten polymeren Stoffen
gebildet, wobei die durch die Jocharme erzeugte Vorspannungskraft
auf deren Rasten wirkt, indem sie mit den durch den Antriebsbund
festgelegten radialen Vertiefungen zusammenwirkt, um ein relatives
Drehmoment von weniger als etwa 5 bis 20 Unzen-Zoll aufzunehmen.
Entsprechend wird das langgestreckte Teil 150 der Klemmkoagulatorvorrichtung in
jeder gewählten
indexierten Drehposition relativ zum Gehäuse 130 gehalten,
solange nicht ein Drehmoment anliegt (wie zum Beispiel durch den
Drehknopf 216), das diesen vorher festgelegten Drehmomentpegel überschreitet.
Auf diese Weise ergibt sich ein ratschender indexierter Vorgang.
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Das Drehen des langgestreckten Teiles 150 der
vorliegenden Klemmkoagulatorvorrichtung 120 wird vorzugsweise
zusammen mit der relativen Drehbewegung der Ultraschallantriebseinheit 50 in
bezug auf das Gehäuse 130 der
Vorrichtung bewirkt. Um das langgestreckte Teil 150 mit
der Ultraschallantriebseinheit 50 so miteinander zu verbinden,
daß sie den
Ultraschall übertragen,
ist der proximale Teil der äußeren röhrenförmigen Hülse 160 vorzugsweise
mit einem Paar von Schraubenschlüssel-Abflachungen 240 (siehe 4) versehen. Durch einen
geeigneten Drehmomentschlüssel
oder dergleichen können
die Schraubenschlüssel-Abflachungen
mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, wodurch der Wellenleiter 180 an
die Ultraschallantriebseinheit 50 angefügt werden kann. Sowohl die
Ultraschallantriebseinheit als auch das langgestreckte Teil 150 können auf diese
Weise als Einheit durch entsprechende Betätigung des Drehknopfes 216 relativ
zum Gehäuse 130 der
Vorrichtung gedreht werden. Das Innere des Gehäuses 130 ist so dimensioniert,
daß eine
solche relative Drehbewegung der Antriebseinheit 50 ermöglicht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
sind die Ultraschallkomponenten des vorliegenden Ultraschallsystems
einschließlich
der Ultraschall-Antriebseinheit 50 und des Wellenleiters 180 (ebenso wie
die äußere Rohrhülse 160 und
das Betätigungselement 170)
in Bezug auf das Gehäuse 130 als
Einheit drehbar gelagert. Demgemäß ist das
Gehäuse 130 speziell
so ausgeführt,
daß es
für die
Ultraschall-Antriebseinheit 50, zu der die vorliegende Klemmkoagulatorvonichtung
zugeordnet ist, eine drehbare Halterung bietet, ebenso für das langgestreckte
Teil 150 der Vorrichtung.
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Es wird jetzt speziell auf die 9 Bezug genommen. Darin
sind die zusammenpassenden Gehäuseteile 131, 132 des
Gehäuses 130 dargestellt. 9 zeigt ebenfalls einen
Teil der zugehörigen
Ultraschall-Antriebseinheit 50, die zur Anwendung der vorliegenden
Ultraschallvorrichtung in dem Gehäuse aufgenommen wird. Wie bereits
vorher beschrieben wurde, ist die Ultraschall-Antriebseinheit 50 funktionell
mit dem Wellenleiter 180 der Vorrichtung verbunden, um
durch diesen Ultraschallenergie an den End-Manipulator 180' zu übertragen.
Wie bereits vorher festgestellt wurde, umfaßt das Gehäuse 130 ein Griffstück 224,
das in der dargestellten Ausführungsform
als integraler Bestandteil des Gehäuseteiles 132 ausgebildet
ist.
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Die Gehäuseteile 131, 132 schließen beide gemeinsam
eine Außenhülle ein,
die mit 242 bezeichnet ist, die generell das Innere des Gerätegehäuses festlegt.
Die Gehäuseteile 131, 132 sind
vorzugsweise mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 244 versehen,
die in einer Vielzahl von entsprechenden Aufnahmehülsen 246 aufgenommen
werden. Ein Vorsprung 223' ist in einem der Gehäuseteile
(131 in der dargestellten Ausführungsform) vorgesehen, um in
der Art einer Steckverbindung in dem Zapfen 223 (am Griffteil 132 vorgesehen)
des Betätigungshebels 222 der
Vorrichtung positioniert zu werden.
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Wenn die Gehäuseteile 131, 132 zusammengebaut
sind, dann definieren sie gemeinsam eine Reihe von Tragestrukturen,
die räumlich
zueinander beabstandet generell entlang der Drehachse der Ultraschall-Antriebseinheit 50 und
des langgestreckten Teiles 150 positioniert sind. Am distalen
Teil des Gehäuses
ist ein Paar von axial beabstandeten Stützwänden vorgesehen, wenn die Gehäuseteile 131, 132 aneinander
in entsprechender Weise zusammengepaßt sind. Jede Stützwand wird.
gemeinsam von einem Paar von Stützwandteilen
gebildet, die ein am meisten distal gelegenes Paar 248, 248'und
ein davon proximal positioniertes Paar 250, 250' einschließen. Die
Stützwände, die
durch die Teile 248, 248'und 250, 250' gebildet
werden, lagern drehbar das langgestreckte Teil 150 der
vorliegenden chirurgischen Vorrichtung. In einer besonders bevorzugten
Form wird eine solche drehbare Lagerung dadurch geschaffen, daß man den
Drehknopf 216 zwecks drehbarer Lagerung in den Stütz wänden drehbar
positioniert. In einer besonders bevorzugten Form definiert der
Drehknopf eine Ringnut 251 (siehe 6), in welcher die distal am weitesten
gelegenen Stützwandteile 248, 248' aufgenommen
werden. Diese bevorzugte Konfiguration dient dazu, das langgestreckte
Teil 150 in funktioneller Verbindung mit dem Gehäuse 130 durch
die Art und Weise, in der die Stützwandteile 248, 248' in
der Nut 251 positioniert und festgehalten werden, (und
durch die Verbindung des, Drehknopfes 216 zu 'der äußeren Rohrhülse 160,
zu dem inneren röhrenförmigen Betätigungselement 170 und
zu dem Wellenleiter 180 durch das Vorhandensein der Verbindungsstifte 212)
zurückzuhalten.
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Wie bereits oben diskutiert wurde,
gehen die gegenwärtigen Überlegungen
dahin, daß die
vorliegende Klemmkoagulatorvorrichtung 120 nach der Benutzung
an nur einem Patienten entsorgt wird, und daß deshalb vorgesehen ist, die
Vorrichtung so zu konfigurieren, daß sie die zugehörige Ultraschall-Antriebseinheit 50 lösbar aufnimmt.
Um die Ausrichtung der Ultraschall-Antriebseinheit beim Einfügen in das Gehäuse 130 und
die folgende drehbare Lagerung der Antriebseinheit in bezug auf
das Gehäuse
zu unterstützen,
definieren die Gehäuseteile 131, 132 gemeinsam
eine Vielzahl von axial beabstandeten Stützelementen, welche die Antriebseinheit 50 in
die richtige Position im Gehäuse
führen
und die Antriebseinheit darin drehbar lagern.
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Die Stützelemente für die Ultraschall-Antriebseinheit
umfassen ein äußerstes
distales Stützelement,
das vorzugsweise eine wandähnliche
Konfiguration aufweist, die gemeinsam durch die Stützelementeteile 252, 252' gebildet
wird, die jeweils in den Gehäuseteilen 131, 132 vorgesehen
sind. Die Ultraschall-Antriebseinheit wird weiterhin durch ein Paar von
axial beabstandeten Stützelementen
getragen, die gemeinsam durch ein Paar von Teilen 254, 254' und
ein Paar von Teilen 256, 256' gebildet werden, wobei
jedes Paar eine im wesentlichen rippenähnliche Konfiguration aufweist,
die jeweils an den Gehäuseteilen 131, 132 vorgesehen
ist. Die Stützelemente 252, 252' definieren
eine Öffnung,
durch die der äußerste distale
Teil der Ultraschall-Antriebseinheit 50 sich erstreckt
zur funktionellen Verbindung mit dem Wellenleiter 180 zum
Zwecke der Ultraschallübertragung.
Es wird besonders bevorzugt, daß die Stützelementeteile 252, 252' mit
abgeschrägten
Einführungsflächen 258, 258' versehen
sind, um die Bewegung der Ultraschall-Antriebseinheit 50,
wenn diese in das Gehäuse 130 eingeführt und
von diesem aufgenommen wird, zu führen.
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Die oben erwähnten Stützelementeteile 254, 254' sind
proximal zu den Stützelementeteilen 252, 252' positioniert.
Das Stützelement,
das durch die Teile 254, 254' gebildet wird, ist
vorzugsweise so ausgebildet, daß es
das äußere Gehäuse der
Ultraschall-Antriebseinheit 50 drehbar lagert und es ist
wie das Stützelement,
das durch die Teile 252, 252' gebildet wird, vorzugsweise
mit abgeschrägten
Einführungsflächen 260, 260' versehen,
um die Bewegung der Antriebseinheit, wenn diese in dem Gehäuse der Vorrichtung'
aufgenommen wird, zu führen.
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Ein am weitesten proximal gelegenes
Stützelement,
das durch die Teile 256, 256' gebildet wird, ist
vorzugsweise in proximal beabstandeter Beziehung von dem Stützelement,
das durch die Teile 254, 254' gebildet wird, vorgesehen.
Um das geführte
Positionieren der Ultraschall-Antrtebseinheit in dem Gehäuse zu erleichtern,
erstreckt sich eine Vielzahl von Führungsrippen 252, 262' proximal
von den am weitesten proximal gelegenen Stützelementeteilen 256, 256'.
Es wird bevorzugt, daß die
proximalen Enden der Führungsrippen 262, 262' mit
Schrägen
versehen sind, um das Ausrichten der Ultraschall-Antriebseinheit 50 zu
erleichtern. Gemäß der dargestellten Ausführungsform
ist auf jedem der Gehäuseteile 131, 131' ein
Paar von Führungsrippen 262, 262' vorgesehen,
die sich proximal von den jeweiligen Stützelementen 256, 256' erstrecken.
Besonders wird bevorzugt, daß die
sich gegenüberliegenden
Flächen jedes
Paares von Führungsrippen
(d. h. der zwei Rippen 262 und der zwei Rippen 262')
parallel zueinander sein sollen, um auf diese Weise eine ökonomische
Fertigung der Gehäuseteile
zu erleichtern.
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Das Vorsehen der Führungsrippen 262, 262' ebenso
wie der abgeschrägten
Einführungsflächen 258, 258' und 260, 260' wird
besonders deshalb bevorzugt, damit die Ultraschall-Antrtebseinheit 50 so ausgestaltet
werden kann, daß sie
Außengewinde aufweist
(derart, wie in 9 dargestellt),
welche den Einsatz in anderen Anwendungen durch Schraubverbindung
an zugehörtge
Komponenten erleichtert. Das Vorsehen von verschiedenen Führungsmerkmalen
an der vorliegenden Vorrichtung erleichtert ein effizientes und
bequemes Positionieren der Ultraschall-Antriebseinheit bei gleichzeitigem
wünschenswertem
Vermeiden möglicher
Beschädigungen
an den daran befindlichen Gewinden.
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Damit ist die vorliegende chirurgische Klemmkoagulatorvorrichtung
für einen
hocheffizienten und vielseitigen Einsatz eingerichtet, wobei die Konstruktion
ausreichend unkompliziert und wirtschaftlich in der Konfiguration
ist, damit ein Einsatz an nur einem Patienten möglich wird. Die Komponenten
der Vorrichtung können
aus Material gefertigt werden, das für chirurgische Anwendungen
geeignet ist. Durch den Rastmechanismus, der durch das Zusammenwirken
von Antriebsbund 200 und Antriebsgabel 220 gegeben
ist, kann ein selektives winkliges Positionieren des langgestreckten
Teiles 150 der Vorrichtung und der zugehörigen Ultraschall-Antriebseinheit 50 in
bezug auf das Gehäuse 130 der
Vorrichtung ohne weiteres erzielt werden. Die scherenartige Arbeitsweise,
die durch den schwenkbaren Betätigungshebel 222 und
dem mit diesem zusammenwirkenden Griffteil 224 bewirkt
wird, er möglicht
eine bequeme und effiziente Handhabung und Positionierung der Vorrichtung
und der Arbeitsweise des Klemm-Mechanismus am distalen Ende der
Vorrichtung, wodurch Gewebe wirkungsvoll gegen den End-Manipulator 180' gepreßt wird.
Der Rastmechanismus setzt dem Drehen der Ultraschall-Antriebseinheit
und der zugehörigen
Kabeleinheit in bezug auf das Gehäuse 130 einen Widerstand
entgegen, wobei der Widerstand gegen das Drehen ohne weiteres und
bequem durch Beaufschlagen mit einem ausreichenden Drehmoment über den
Drehknopf 216 überwunden
werden kann.
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Aus dem Vorgenannten wird ersichtlich,
daß zahlreiche
Modifikationen und Veränderungen
erzielt werden können,
ohne vom Umfang der vorliegenden Ansprüche abzuweichen. Es ist selbstverständlich, daß eine Einschränkung in
bezug auf die hier dargestellte spezifische Ausführungsform nicht beabsichtigt
ist, noch sollte eine solche daraus abgeleitet werden. Die Offenbarung
beabsichtigt, durch die beigefügten
Ansprüche,
alle derartigen Modifikationen, wie sie im Umfang der Ansprüche liegen,
zu erfassen.