DE69827193T2

DE69827193T2 - Arthroskopie-Kanüle mit Flüssigkeitsdichtungen

Info

Publication number: DE69827193T2
Application number: DE69827193T
Authority: DE
Inventors: Michel P. Glowa; Phillip J. Berman
Original assignee: Linvatec Corp
Current assignee: Linvatec Corp
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: US5779697A; CA2239143A1; EP0880977A2; DE69827193D1; EP0880977A3; EP0880977B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kanüle zur Verwendung bei arthroskopischen oder endoskopischen chirurgischen Eingriffen, bei denen die Kanüle die Einführung von chirurgischen Instrumenten in einen Patienten erlaubt und wobei die Kanüle abgedichtet sein muß, um einen unkontrollierten Abgang von Spül- oder sonstigem Fluid von der Operationsstelle zu minimieren. Insbesondere betrifft die Erfindung eine arthroskopische Kanüle mit Fluiddichtungen zum Abdichten der Operationsstelle, wenn langgestreckte arthroskopische Instrumente durch die Kanüle eingeführt werden und wenn kein Instrument in der Kanüle vorhanden ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt zahlreiche Vorrichtungen, um arthroskopische oder endoskopische Kanülen mit Dichtungen zu versehen, um den Abgang von Spül- oder Insufflationsfluid von der Operationsstelle zu verhindern. Obwohl solche Kanülen geeignet sind, ähnliche Probleme bei laparoskopischen (und anderen ähnlichen) Eingriffen unter Verwendung von Druckgas zur Erweiterung eines Körperhohlraums und bei arthroskopischen Eingriffen unter Verwendung von unter Druck stehenden Flüssigkeiten zur Erweiterung und Spülung eines Gelenks oder Körperhohlraums zu lösen, wird die hier offenbarte Erfindung im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben, die für arthroskopische Eingriffe bestimmt ist. Es versteht sich, daß die Erfindung für alle endoskopischen Eingriffe geeignet ist, bei denen eine Kanüle verwendet wird.
Arthroskopische (oder allgemein endoskopische) chirurgische Eingriffe ermöglichen die Durchführung geschlossener Eingriffe durch Portale, durch die viele verschiedene langgestreckte Instrumente hindurchgeführt werden können, um Zugang zu einem inneren Operationsstelle zu erlangen. Sehr häufig wird eine Einwegkanüle in das Portal eingeführt, um einen bequemen Durchgang zu erhalten, durch den verschiedene Instrumente geführt werden können. Da viele arthroskopische Eingriffe die Verwendung eines Druckfluids erfordern, um das zu operierende Gelenk zu erweitern und zu spülen, muß die Kanüle einen abgedichteten Durchgang aufweisen, damit Instrumente in die Kanüle eingeführt und aus dieser herausgeführt werden können, während gleichzeitig eine Fluiddichtung erhalten bleibt, ganz gleich, ob ein Instrument im Kanülendurchgang ist oder nicht. Die Abdichtung solcher Kanülendurchgänge erfolgt normalerweise durch eine oder mehrere elastomere Membranen, die am proximalen Ende der langgestreckten Kanüle angebracht sind, und solche Kanülen werden hier als Kanülendichtungen oder dichtende Kanülen bezeichnet. Bekannte Versuche mit Dichtungen sind auf wechselnden Erfolg gestoßen, aber Verbesserungen sind erwünscht. Da verschiedene Überlegungen zu verschiedenen Zeiten bei der Verwendung solcher Kanülen aufkommen, benutzen einige bekannte Vorrichtungen zwei verschiedene Dichtungsmechanismen: einer, der zum Dichten optimiert ist, wenn kein Instrument in der Kanüle vorhanden ist und ein anderer, der zum Dichten optimiert ist, während ein Instrument vorhanden ist, weshalb mitunter der Begriff "zweistufig" verwendet wird, um diese Kanülen zu beschreiben.
Die vielen verschiedenen Instrumente, die durch die Kanülendichtung eingeführt werden müssen, sind u. a. Instrumente verschiedener Größen und Konfigurationen. Während die Instrumentenschafte normalerweise zylindrisch sind, haben bestimmte Instrumente ungewöhnlich große oder scharfe distale Spitzen, die ein Dichtungselement beim Einführen oder Herausziehen des Instruments schneiden können, so daß sie für nachfolgende Instrumente weniger geeignet sind, die während des gleichen chirurgischen Eingriffs eingeführt werden müssen. Es ist daher erwünscht, eine dichtende Kanüle zu erfinden, die dieses Problem minimiert.
Eine bekannte Kanülendichtung ist im US-Patent 4 655 752 (Honkanen et al.) beschrieben, in dem ein Paar kegelförmige Dichtteile im proximalen Ende einer Kanüle angeordnet ist. Eines der Dichtteile hat eine kreisförmige Öffnung am kleinen Ende eines kegelförmigen Teils, und das andere Dichtteil hat einen quer verlaufenden Schlitz, der an der Achse des zweiten kegelförmigen Teils angeordnet ist. Die kreisförmige Öffnung ermöglicht es, daß eine Fluiddichtung um einen Instrumentenschaft herum erhalten bleibt, der durch die Kanüle eingeführt wird, während das erste Dichtteil es ermöglicht, daß der Fluiddruck im Gelenk die beiden Lippen der Dichtung zusammendrückt, um einen Druck zu erhalten, wenn kein Instrument vorhanden ist.
Zwar etwas besser als viele planare Dichtelemente, werden bekannte kegelförmige Dichtstrukturen wie diese mitunter von Reibung zwischen einem Instrumentenschaft und den Kegeldichtteilen beim Herausziehen beeinträchtigt, was bewirkt, daß die Kegeldichtteile umgestülpt werden. Dies beeinträchtigt offensichtlich die Integrität der Dichtung, und mitunter muß die Dichtung manuell neu positioniert werden, bevor das nächste Instrument eingeführt werden kann.
Weitere komplexere Dichtsysteme sind bekannt. Beispielsweise sind im US-Patent 5 603 702 (Smith et al.), das ein Ventilsystem beschreibt, in dem mehrere konzentrisch angeordnete, drehbare Schutzteile zwischen dem Instrument und einer elastomeren Kegeldichtung angeordnet. Der Sinn besteht darin, das Einführen des Instruments zu erleichtern, indem die Kräfte minimiert werden, die vom Instrument auf das elastische Dichtteil ausgeübt werden.
Bekannt ist das US-Patent 5 380 288 (Hart et al.), das eine chirurgische Kanüle und ein Trokarsystem und ein Verfahren zur Verwendung desselben beschreibt. Das System weist eine chirurgische Kanüle mit einer Schirmeinrichtung zum Schutz des Operationssaalpersonals vor unbeabsichtigten Kontakt mit der scharfen Spitze des Trokars auf. Die chirurgische Kanüle weist außerdem eine Dichteinrichtung auf, die zuverlässig verhindern soll, daß Fluide durch die Kanüle gelangen, wenn sich ein Instrument durch die Kanüle erstreckt oder wenn sich kein Instrument durch die Kanüle erstreckt.
Es ist demzufolge eine Aufgabe der Erfindung, eine dichtende Einwegkanüle bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Fluiddichtung mit und ohne ein im Kanülendurchgang befindliches Instrument zu erhalten.
Da das Fluid an der Operationsstelle unter Druck ist, muß darauf geachtet werden, eine Undichtigkeit während der Zeit, in der das Instrument eingeführt wird, zu vermeiden. Folglich ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine dichtende Kanüle herzustellen, die in der Lage ist, sich während der Instrumenteinführung an ändernde Grade von Fehlausrichtungen anzupassen.
Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, eine dichtende Kanüle herzustellen, die die Verformung (Umstülpung) eines elastomeren Teils beim Herausziehen eines Instruments minimiert.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine dichtende Kanüle herzustellen, die jegliche Neigung von Instrumenten minimiert, ein Dichtelement beim Einführen des Instruments zu schneiden oder zu zerstören.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. In einer hier offenbarten bevorzugten Ausführungsform wird eine dichtende Kanüle bereitgestellt, die den Durchgang von langgestreckten Instrumenten durch diese ermöglicht, mit einem röhrenförmigen Gehäuse mit einer Achse, einer Innenfläche und einer Außenfläche, einem distalen Ende, einem proximalen Ende und einem axial ausgerichteten röhrenförmigen Körper, der sich vom distalen Ende distal erstreckt. Eine erste, proximale elastomere Dichtung ist am Gehäuse vorgesehen, wobei diese Dichtung eine erste röhrenförmige Wand mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer ersten querliegenden Endwand am proximalen Ende aufweist. Die erste querliegende Endwand weist eine dehnbare kreisförmige Öffnung auf, die von einer Schwimmeinrichtung zur Ermöglichung einer seitlichen und geneigten Bewegung der kreisförmigen Öffnung relativ zur Achse getragen wird, wenn ein langgestrecktes Instrument durch die Kanüle eingeführt wird. Die erste röhrenförmige Wand ist am Gehäuse fest angeordnet, um die kreisförmige Öffnung entlang der Achse auszurichten und sie in einem bestimmten Abstand vom proximalen Ende des Gehäuses zu halten. Eine zweite, distale elastomere Dichtung ist im Gehäuse vorgesehen, wobei diese Dichtung eine zweite röhrenförmige Wand mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer zweiten querliegenden Endwand am distalen Ende aufweist. Die zweite querliegende Endwand hat eine proximale und eine distale Seite, einen quer ausgerichteten geradlinigen Schlitz und ist im Gehäuse fest angeordnet, um den Schlitz entlang der Achse auszurichten und ihn in einem bestimmten Abstand von der kreisförmigen Öffnung zu halten. Ein im allgemeinen rechteckiges, primäres Verstärkungsteil ist um den Schlitz ausgebildet und erstreckt sich distal von der zweiten querliegenden Endwand auf der distal zugewandten Seite der Endwand. Dieses Verstärkungsteil ist eine rennbahnförmige, erhöhte Rippe, die planare, geneigte Einführungsflächen auf beiden Seiten des Schlitzes hat, um die Einführung und Herausnahme von Instrumenten zu erleichtern.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens weist das Abdichten einer Kanüle zur Ermöglichung des Dichtens auch während einer Fehlausrichtung des Instruments relativ zur Achse der Kanüle die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines langgestreckten Kanülenkörpers mit einem röhrenförmigen Durchgang und Bereitstellen einer distalen Dichtung zum Abdichten der Operationsstelle am proximalen Ende des Körpers, wenn kein Instrument in der Kanüle vorhanden ist. Das Verfahren weist außerdem die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer proximalen Dichtung zum dichtenden Eingriff mit einem Instrumentenschaft eines Instruments, das durch die Kanüle geführt wird, und Bereitstellen einer Schwimmeinrichtung, die dieser proximalen Dichtung zugeordnet ist und durch die sie relativ zur Achse der Kanüle bewegt werden kann, um den Eingriff zwischen der proximalen Dichtung und dem Instrumentenschaft in einem vorbestimmten Bereich der Fehlausrichtung der Achse des Instrumentenschafts mit der Achse der Kanüle zu erhalten. Die Schwimmeinrichtung ist ein relativ dünnes ringförmiges Wandteil, die die proximale Dichtung (z. B. eine axial ausgerichtete, dehnbare kreisförmige Öffnung) in einem vorbestimmten Abstand vom proximalen Ende des Kanülenkörpers hält.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer arthroskopischen Kanüle, die gemäß den Prinzipien der Erfindung aufgebaut ist.
2 ist eine rechte Seitenansicht von 1.
3 ist eine Explosionsansicht von 2 und zeigt einen Ventilschaft, der vom Körper der Kanüle getrennt ist.
4 ist eine Schnittansicht von 1, wobei der Ventilschaft der Deutlichkeit halber weggelassen ist.
5 ist eine Explosionsansicht von 4.
6 ist eine gesonderte Ansicht eines Abschnitts von 5 und zeigt das erfindungsgemäße distale Dichtteil.
7 ist eine rechte Seitenansicht von 6.
8 ist eine linke Seitenansicht von 6.
9 ist eine Seitenansicht von 7, geschnitten entlang der Linie 9-9.
10 ist eine rechte Seitenansicht von 9.
11 ist eine Schnittansicht von 10.
12 ist eine gesonderte Ansicht eines Abschnitts von 5 und zeigt ein Dichtungsverstärkungsteil.
13 ist eine rechte Seitenansicht von 12.
14 ist eine gesonderte Ansicht eines Abschnitts von 5 und zeigt das erfindungsgemäße proximale Dichtteil.
15 ist eine linke Seitenansicht von 14.
16a und 16b sind schematische Darstellungen der Bedienung des proximalen Dichtteils mit einem Instrumentenschaft in Position.
17a und 17b sind schematische Darstellungen von erfindungsgemäßen alternativen Ausführungsformen des proximalen Dichtteils.
18a und 18b sind schematische Darstellungen von alternativen Ausführungsformen des kegelförmigen Wandteils des proximalen Dichtteils.
19 ist eine Schnittansicht von 5, geschnitten entlang der Linie 19-19.
20 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts von 3 und zeigt nur den Ventilschaft.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Mit Bezug auf die Zeichnungen weist eine arthroskopische Kanüle 10 einen langgestreckten hohlen, zylindrischen Körperabschnitt 12 auf, der mit einem durchgehenden Außengewinde 14 zwischen seinem proximalen Ende 16 und seinem distalen Ende 18 versehen ist. Der röhrenförmige Körper 12 hat einen inneren Durchgang 22, der entlang einer Achse 24 ausgerichtet ist, durch die langgestreckte endoskopische Instrumente reichen können. Ein wahlfreier Fluideinlaßanschluß 26 hat einen inneren Kanal 28, der mit dem inneren Durchgang 22 des röhrenförmigen Körpers 12 in Verbindung steht, um einen Fluidzufluß zur Operationsstelle zu ermöglichen. Es versteht sich, daß, wenn dieser Anschluß vorhanden ist, das Fluid um jeden Instrumentenschaft (nicht dargestellt) strömt, der sich durch den Durchgang erstreckt. Ein oder mehrere wahlfreie Fenestrationen 20 können am distalen Ende des Körpers vorhanden sein, um den Fluidweg zu variieren. Der Kanal 28 ist mit einer vergrößerten querliegenden Vertiefung 31 versehen, die ein Absperrhahnventil 200 aufnimmt, der später ausführlicher beschrieben wird. Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Kanülendichtung, die hier beschrieben ist, ohne Fluideinlaß 26 verwendet werden kann.
Integriert am proximalen Ende des röhrenförmigen Körpers 12 ausgebildet ist ein röhrenförmiges Gehäuse 30, das eine Kammer 32 umschließt, die mit der Achse 24 ausgerichtet ist. In der bevorzugten Ausführungsform hat das Gehäuse 30 eine zylindrische Innen- und Außenfläche, die mit verschiedenen ringförmigen Rillen und Rippen versehen sind, um das Anbringen der elastomeren Ventilanordnung 40 am proximalen Ende des Gehäuses zu erleichtern. Die Ventilanordnung 40 weist drei ein zelne Komponenten auf: eine innere oder distale elastomere Dichtung 42, ein mittleres, starres Verstärkungs- und Begrenzungsteil 44 und eine äußere oder proximale elastomere Dichtung 46. Im zusammengefügten Zustand dehnt sich die äußere Dichtung 46 um das zylindrische Gehäuse 30 und kann daher eine verformte Form annehmen (in 1 und 4 gezeigt), bei der der Durchmesser seines proximalen Endes kleiner ist als der Durchmesser seines distalen Endes.
Die innere Dichtung 42 weist einen elastomeren Körper auf, der in die Gehäusekammer 32 eingesetzt werden kann. Da in der bevorzugten Ausführungsform das Gehäuse zylindrisch ist, hat die innere Dichtung 42 einen zylindrischen Körper 50 mit einer vorbestimmten axialen Länge L1, einer ringförmigen Rille 52 nahe ihrem proximalen Ende und einen geradlinigen Schlitz 54 nahe ihrem distalen Ende. Der Schlitz 54 hat eine Länge L2 in einer Richtung quer zur Achse 24 und ist von einem im allgemeinen rechteckigen oder rennbahnartig (langgestreckt oval) geformten primären Verstärkungsteil 56 umgeben. Die Verstärkungsfunktion des Teils 56 ist durch ein Paar gegenüberliegende, seitliche (sekundäre) Verstärkungsteile 58 und 60 eingespannt. Die Länge L2 ist relativ lang, um die Instrumentenschafte mit großem Durchmesser unterzubringen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die distale Dichtung 42 aus einem biologisch abbaubaren elastomeren Material mit einem ausreichenden Grad an Flexibilität, einem Rückfederungs- und Dehnungsbereich ausgebildet, um einen gewählten Bereich von Instrumentenschaftgrößen (z. B. einen Bereich von 2,7 mm bis 8,4 mm Durchmesser) aufzunehmen. Der maximale Gesamtdurchmesser D1 des Körpers 50 ist 0,9 Zoll (22,86 mm), und seine Länge in Längsrichtung L1 ist 0,5 Zoll (12,70 mm). Die Schlitzlänge L2 kann in der Größenordnung von 0,3 Zoll (7,62 mm) sein, während die Abmessungen D2 und D3 des Teils 56 in der Größenordnung von 0,7 Zoll (17,78 mm) bzw. 0,4 Zoll (10,16 mm) sein können.
Der Schlitz 54 wird durch ein Paar gegenüberliegende geradlinige Kanten 70 und 72 gebildet, die durch die Überschneidung eines Paares planarer Einführungsflächen gebildet werden. Die Kante 70 wird also am Schnittpunkt der proximalen Einführungsfläche 74 und der distalen Einführungsfläche 76 gebildet, während die Kante 72 am Schnittpunkt der proximalen Einführungsfläche 78 und der distalen Einführungsfläche 80 gebildet wird. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Kanten 70, 72 an einem Punkt zentriert, der 0,063 Zoll (1,59 mm) von der distalen Fläche des Verstärkungsteils 56 und 0,175 Zoll (4,46 mm) von der proximalen Fläche (d. h. der unteren oder Bodenfläche 81 des Innenbereichs 83) beabstandet ist. Diese Kanten 70, 72 können tatsächlich während der Herstellung durch eine dünne, zerbrechliche Membran verbunden sein, die dann zerschnitten wird, um zwei gegenüberliegende Flächen mit einer Länge in Längsrichtung (parallel zu L1) in der Größenordnung von 0,002 bis 0,020 Zoll (0,05 mm bis 0,51 mm) auszubilden. Die Herstellungstoleranzen können zu Kanten 70, 72 führen, die (wenn sie in 6 betrachtet werden) von relativen Punktkontakten bis zu Kontakten zwischen gegenüberliegenden flachen Flächen reichen. Die proximalen Einführungsflächen 74 und 78 sind in einem Winkel A relativ zueinander ausgerichtet, während die distalen Einführungsflächen 76 und 80 in einem Winkel B relativ zueinander ausgerichtet sind. In der bevorzugten Ausführungsform sind diese Winkel in der Größenordnung von 60° bzw. 90°. Wie man am besten in 7 sehen kann, sind die proximalen Einführungsflächen 74 und 78 planar in einer Richtung quer zur Achse 24 parallel zum Schlitz 54 und sind an ihren benachbarten Enden durch die gegenüberliegenden kegelförmigen Wandteile 82 und 84 verbunden. Der Scheitelpunkt jedes dieser proximalen kegelförmigen Wandteile stimmt mit dem Ende des Schlitzes nahe einem bestimmten Teil überein, so daß die Fläche jedes planaren Teils glatt in die Fläche der kegelförmigen Wandteile übergeht. Die distalen Einführungsflächen 76 und 78, wie am besten in 8 zu sehen ist, sind ebenfalls an ihren Enden durch gegenüberliegende kegelförmige Wandteile 86 und 88 verbunden. Der Scheitelpunkt dieser distalen Wandteile stimmt ebenfalls mit den Enden des Schlitzes überein. Der Begriff "Einführung" wird für die proximal zugewandten Flächen 74, 78 verwendet, da diese Flächen zur mittigen Positionierung der Spitze eines Instruments beitragen, um ihre Durchführung durch die Kanüle zu erleichtern. Distal ge richteter Druck auf diese Flächen (nach links in 4) durch ein Instrument zwingt den Schlitz 54, sich zu öffnen, bevor die Schlitzkanten 70, 72 tatsächlich die Instrumentenspitze berühren. Dieser Vorgang minimiert jegliche Neigung des Instruments, den Schlitz zu zerreißen oder bei der Einführung hängenzubleiben. Der Begriff "Einführung" wird aus Gründen der Symmetrie also auch für die distal zugewandten Flächen 76, 80 verwendet. Diese Flächen dienen jedoch dazu, den Flächenkontakt zwischen dem Instrumentenschaft und der Fläche nahe dem Schlitz zu minimieren, wobei jegliche Neigung zur Umstülpung der Dichtung, während Instrumente proximal zurückgezogen werden, minimiert wird. Wie nachstehend verständlich wird, trägt das Profil der Verstärkungsteile auch dazu bei, die Umstülpung zu verhindern.
Das Verstärkungsteil 56 hat einen im allgemeinen abgerundeten Querschnitt, wie am besten in 9 und 10 zu sehen ist. Das abgerundete Profil ist jedoch geringfügig durch Weglassung von Materials modifiziert, das notwendig ist, um die proximale und distale Einführungsfläche und die zugehörigen kegelförmigen Wandteile zu bilden, wie am besten in 11 zu sehen ist. Die Kombination aus dem abgerundeten Profil und der Materialweglassung bringt ein primäres Verstärkungsteil 56 hervor, das entlang seines Umfangs ein etwas bauchiges Querschnittsbild hat. Wenn es, wie am besten in 11 zu sehen ist, in einer Ebene senkrecht zu den planaren Flächen 74 und 78 betrachtet wird, bewirkt dieser Querschnitt, daß das Teil 56 eine Dicke T entlang einer Linie senkrecht zu einer querliegenden Mittellinie durch die Flächen 74 und 78 hat, wobei die Dicke proximal und distal relativ zu dieser Mittellinie abnimmt. Die Querschnittsform dieses Verstärkungsteils 56 verbessert den Reibeingriff zwischen dem Schlitz und einem in diesen eingeführten Instrument und trägt auch zum Zusammendrücken der gegenüberliegenden Schlitzkanten 70, 72 bei, wenn kein Instrument in der Kanüle ist. Die seitliche Verstärkungsteile 58 und 60 ergänzen die Verstärkungswirkung des Teils 56 dadurch, daß sie bogenförmige Außenflächen 90 bzw. 92 haben, die die Innenfläche des Gehäuses 30 berühren, um die Kanten des Schlitzes weiter zusammenzudrücken. Die Teile 58 und 60 erstrecken sich gemeinsam in Längsrichtung mit dem Teil 56. In der bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Teile 56, 58 und 60 vom Boden 81 distal bis zu einem Punkt in der Größenordnung von 0,238 Zoll (6,05 mm). Die bogenförmigen Flächen 90, 92 befinden sich an einem Durchmesser D4, der in der Größenordnung von 0,77 Zoll (19,56 mm) ist, größer als der Durchmesser D2, so daß sie auf die Teile 58 und 60 einwirken können, um den Schlitz 54 mit einem vorbestimmten Betrag an Schließkraft vorzubelasten, wenn kein Instrument vorhanden ist.
Die distale Dichtung 42 kann in das Innere des Gehäuses 30 eingesetzt werden, das mit einer zylindrischen Wand 94, einer angrenzenden ringförmigen Rille 96 und einer zylindrischen proximalen ringförmigen Rippe 98 versehen ist. Die ringförmige Rippe 50 und die ringförmige Rille 52 der Dichtung 42 sind geeignet, mit der ringförmigen Rille 96 bzw, der ringförmigen Rippe 98 des Gehäuses 30 in Eingriff zu treten. Die bogenförmigen Wandteile 90 und 92 des Ventilkörpers sind geeignet, mit gegenüberliegenden Abschnitten der zylindrischen Wand 94 aneinandergrenzend in Eingriff zu treten, um einen seitlichen Widerstand gegen die Verstärkungsteile 58 und 60 zu bewirken. Um die Herstellung und Montage zu erleichtern, kann in der bevorzugten Ausführungsform das proximale Ende 30a des Gehäuses 30 getrennt vom distalen Ende 30b (das Teil des Körpers 12 sein kann) geformt sein.
Das Verstärkungs- und Begrenzungsteil 44 hat einen ringförmigen Körper, der mit einer mittigen Freiraumöffnung 110 versehen ist. In der bevorzugten Ausführungsform weist das Teil 44 ein starres Kunststoffmaterial auf, um in die Innenfläche 83 des Ventilteils 42 eingesetzt zu werden, um es im Gehäuse fest anzuordnen. Der Durchmesser und die Starrheit des Teils 44 sind derartig, daß es, wenn es eingefügt ist, wie in 4 dargestellt, bewirkt, daß das Ventilteil 42 gegen die ringförmige Rippe 98 gedrückt wird. Das Teil 44 dient als Größenbegrenzer, da seine mittige Öffnung 110 eine feste Größe hat, und es dient auch in Kombination mit dem proximalen Dichtteil 46 dazu, den Winkel zu begrenzen, mit dem Instrumente in die Kanüle eingeführt werden können. Die ringförmige Fläche 112 begrenzt die Winkelabweichung eines langgestreckten Instruments, das entlang der Achse 24 eingeführt ist, auf einen Bereich, in dem sich kreisförmige Öffnungen 142 der proximalen Dichtung 46 seitlich bewegen können, ohne daß ihrer kreisförmige Form verzerrt wird. Dadurch wird die Dichtungsintegrität in einem Bereich von Winkelabweichungen gehalten. Dieser Bereich kann durch einen imaginären Kegel dargestellt werden, dessen Achse mit der Achse 24 ausgerichtet ist und der eine Kegelfläche 115 hat (nicht maßstäblich dargestellt). Wie in 16b gezeigt, kann ein Instrument irgendwo innerhalb der Kegelfläche 115 durch die Freiraumöffnung 110 eingeführt werden, ohne die Öffnung 142 formverändernd zu dehnen. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Teil 44 aus einem relativ starren biologisch abbaubaren Material geformt, und der Durchmesser der mittigen Öffnung 110 kann in der Größenordnung von 0,323 Zoll (8,2 mm) sein, wenn die Schlitzlänge L2 0,3 Zoll (7,62 mm) beträgt. Die proximal zugewandte, ringförmige Fläche 112 hat einen Krümmungsradius in der Größenordnung von 0,188 Zoll (4,78 mm). Diese Fläche erlaubt einen begrenzten Umfang an axialer Bewegung der proximalen, äußeren Dichtung 46, wie nachstehend deutlich wird. Die distal zugewandte ringförmige Fläche 116 ist kegelförmig, damit sich Boden 81 der distalen Dichtung 42 in der Kammer 32 axial bewegen kann, wie es notwendig sein kann, wenn ein Instrument aus der Kanüle 10 zurückgezogen wird.
Das äußere, proximale Dichtteil 46 weist einen elastomeren Körper auf, der außen auf das Gehäuse 30 aufgesetzt werden kann. In der bevorzugten Ausführungsform mit einem zylindrischen Gehäuse hat die Dichtung 46 eine zylindrische Wand 120 mit einem distalen ringförmigen Teil 122 und einem proximalen ringförmigen Teil 124. Eine ringförmige, sich radial nach innen erstreckende Rippe 126 ist am distalen Ende der Wand 122 vorgesehen und geeignet, mit der ringförmigen Rille 128 in der Außenfläche des Gehäuses 30 in Eingriff zu treten. Die Innenfläche des Wandteils 122 ist so bemessen, daß sie in Reibeingriff mit der äußeren Zylinderfläche 130 des Gehäuses 30 tritt. Das Wandteil 124 hat eine vorbestimmte in Längsrichtung verlaufende Länge L3 und stützt an seinem proximalen Ende ein querliegendes Endwandteil 140, dessen axial ausgerichtete kreisförmige Öffnung 142 von einem flachen ringförmigen querliegenden Wandteil 150 umgeben ist. Die Endwand 140 hat ein äußeres, flaches ringförmiges querliegendes Teil 144 und ein angrenzendes inneres kegelförmiges Teil 146, das zwischen den querliegenden Teilen 144 und 150 angeordnet ist. Drei gleichseitig beabstandete Stützrippen 148 verbinden die ringförmige Wand 124 mit dem querliegenden Wandteil 144 und dem kegelförmigen Wandteil 146. Die Funktion der Endwand 140 besteht darin, alle ungünstigen Effekte der Umstülpung zu minimieren und eine schwimmende kreisförmige Dichtung zur Verhinderung des Austritts von Fluid entlang der Schäfte der langgestreckten Instrumente, die in die Kanüle eingeführt sind, bereitzustellen.
Die umstülpungsverhindernde Funktion der Wand 140 erleichtert es, die Wand dafür bereitzuhalten, ein Instrument aufzunehmen. Die Umstülpung der Dichtungen, die mit einem Instrumentenschaft in Eingriff sind, kann mitunter beim Zurückziehen des Instruments erfolgen. Der Reibkontakt zwischen einem Instrumentenschaft und der kreisförmigen Öffnung 142 kann also bewirken, daß letztere kurzzeitig zur proximalen Seite der Endwand 140 verschoben wird (z. B. durch Umstülpung des kegelförmigen Teils 146). Die Rippen 148 würden dann gedehnt werden und hätten die Neigung, die Öffnung 142 in ihre richtige Position zurückzuführen.
Die Schwimmfunktion wird erfüllt durch das kegelförmige Wandteil 146 und durch das relativ dünne Wandteil 124, das sich um eine vorbestimmte Strecke weg vom proximalen Ende des Kanülengehäuses erstreckt, damit die Endwand 140 vom Gehäuse Abstand hält. Wie am besten in 16a und 16b zu sehen ist, ermöglichen die axiale Länge und die dünne Dicke des Wandteils 124, daß dieses sich als Antwort auf Kräfte seitlich verbiegt, die durch einen Instrumentenschaft 143 auf die Öffnung 142 und das kegelförmigen Wandteil 146 ausgeübt werden. Die Dichtfunktion der Öffnung 142 selbst wird durch das kegelförmige Wandteil 14b und das Verstärkungswandteil 152, das die Öffnung 142 umgibt, verbessert. Das Verstärkungsteil 152 hat eine Dicke, die größer ist als die des angrenzenden kegelförmigen Wand teils 146, um den Kontakt mit einem Instrumentenschaft sicherzustellen, wenn er mit einem Winkel C geneigt ist. Das kegelförmige Wandteil, das relativ dünn ist, kann sich also durchbiegen, damit sich das Teil 152 in eine geneigte oder schräge Position (16b) relativ zu einer querliegenden Ebene (das heißt, zu der Ebene der Öffnung 142 in 16a in einem nichtvorgespannten Modus senkrecht zur Achse 24, wenn ein Instrument vorhanden und axial ausgerichtet ist) verschieben kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die proximale Dichtung 46 aus einem biologisch abbaubaren elastomeren Material geformt, das dem Material gleicht, das verwendet wird, um die distale Dichtung 42 auszubilden, und die axiale Gesamtlänge des Dichtteils 46 ist 0,856 Zoll (21,74 mm), während die Länge des dünnen Teils 124 0,240 (6,10 mm) ist. Der Durchmesser des Teils 46 ist 1,050 Zoll (26,67 mm), und der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 142 ist 0,070 Zoll (1,78 mm). Die Dicke des distalen Wandteils 122 kann in der Größenordnung von 0,064 Zoll (1,63 mm) sein, während die des proximalen Wandteils in der Größenordnung von 0,020 Zoll (0,51 mm) sein kann, obwohl diese Abmessungen bei verschiedenen Materialien variieren können. Es versteht sich, daß sich das proximale Dichtteil 46 um einen bestimmten Betrag biegen muß, um seine beabsichtigten Funktionen zu erfüllen. Wenn diese Flexibilität durch Auswahl der zu verwendenden elastomeren Materialien nicht gegeben ist, dann können geringe Abweichungen in der Struktur verwendet werden, von denen bestimmte Beispiele nachstehend aufgeführt sind.
Wie in 16a und 16b gezeigt, tritt ein Instrumentenschaft, der axial durch die Öffnung 142 eingeführt wird, in Reibeingriff mit dem umgebenden ringförmigen Verstärkungswandteil 152. Wenn der Instrumentenschaft relativ zur Achse 24 geneigt ist, wie in 16b gezeigt, bleibt der Reibeingriff zwischen dem Schaft und dem Wandteil 152 durch einen Winkel C erhalten. Die radialen Rippen 148 dehnen sich entsprechend, wie auch das ringförmige Wandteil 124 und das kegelförmige Wandteil 146, um sich an die Ablenkung des Instrumentenschafts in einem bestimmten vorbestimmten Bereich anzupassen.
Es versteht sich, daß der schwimmende, dichtende Charakter der Endwand 140 auf vielerlei Weise hergestellt werden kann. Wie in 17a und 17b und 18a und 18b gezeigt, kann die Schwimmfunktion der Endwand 140 durch andere Strukturen als die oben gezeigten erreicht werden. Mit Bezug auf 17a kann die proximale Dichtung 46 die Form der proximalen Dichtung 300 mit einem zylindrischen gewundenen Wandteil 302 und einem kegelförmigen gewundenen Teil 304 haben, alle anderen Abschnitte der Dichtung 300 können dabei im wesentlichen die gleichen sein wie die entsprechenden Teile der Dichtung 46. Ebenso hat in 17b die proximale Dichtung 306 eine zylindrische Rippenwand 308 mit ringförmigen Rippen 310 und Rillen 312. 18a und 18b zeigen zwei mögliche Varianten des kegelförmigen Wandteils 146 in Form eines mehrfach facettierten kegelförmigen Wandteils 320 und eines zylindrischen Wandteils 322.
Das elastomere Absperrhahnventil 200, der in der Kanüle von 1 bis 4 verwendet wird, ist am besten in 1, 3, 19 und 20 zu sehen. Das Hahnventil 200 weist einen Ventilschaft 202 und einen Ventilsitz 204 auf. Der Schaft 202 ist vollständig aus einem elastomeren Material, z. B. Polyurethan, mit einer Shore-Härte in der Größenordnung von 40 bis 80 (Skala A) ausgebildet und weist einen Schaft 206 mit einer Achse 207, einer querliegenden Durchgangsbohrung 208 und gegenüberliegenden Enden 210 und 212 auf, die mit ringförmigen Rippen 214 und 216 versehen sind, die sich vom Schaft 206 radial nach außen erstrecken. Ein Griff 220 ist am proximalen Ende des Schafts 206 integriert ausgebildet und erstreckt sich auf herkömmliche Weise quer, damit der Schaft 206 um seine Achse 207 gedreht werden kann. Die Ventilspindel 202 ist so bemessen, daß sie in den querliegenden Ventilsitz 204 paßt, der, wie am besten in 19 zu sehen ist, eine Öffnung ist, die in einer querliegenden Vertiefung 31 ausgebildet und entlang der Achse 207 ausgerichtet ist. Ringförmige abgesenkte Ränder 222 und 224 an gegenüberliegenden Enden des Ventilsitzes 204 sind nach außen abgeschrägt und geeignet, mit den Rippen 214 bzw. 216 in Eingriff zu treten. Die Durchgangsbohrung 208 kann mit dem Kanal 28 ausgerichtet oder quer zu diesem gedreht werden, um das Ventil zu schließen. Die elastomere Beschaffenheit des Ventilschafts 202 erlaubt eine einfache Ventilausführung, die es ermöglicht, daß das Absperrhahnventil mit minimaler Komplexität effizient funktioniert.
Der Fachmann wird verstehen, daß zahlreiche Verbesserungen und Modifikationen an den hier offenbarten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung möglich sind, ohne ihren Schutzbereich zu verlassen.

Claims

Abdichtende Kanüle (10) zur Bereitstellung eines Durchgangs, durch den langgestreckte Instrumente aus einem nichtfluidgefüllten Umgebungsbereich in ein fluidgefülltes Eingriffsfeld geführt werden können, während ein Abschnitt der Kanüle von dem anderen dichtend getrennt ist, mit: einem hohlen zylindrischen Gehäuse mit einer Achse, einem distalen Ende (18), einem proximalen Ende (16) und einem axial ausgerichteten röhrenförmigen Körper (12), der sich von dem distalen Ende distal erstreckt; einer proximalen ersten Dichtkappeneinrichtung (46) zur Verhinderung des Durchtritts eines Fluids aus dem Gehäuse, wenn ein Instrumentenschaft durch dieses eingeführt wird, mit: einer ersten zylindrischen elastomeren Wand (120) mit einer Achse, einem proximalen Ende und einem distalen Ende, einer ersten querliegenden Endwand (140), die das proximale Ende der ersten zylindrischen Wand schließt, wobei die Endwand eine axial ausgerichtete kreisförmige Öffnung (142) aufweist; einer Einrichtung (126) zum Beabstanden der ersten Endwand um eine vorbestimmte Längsstrecke von dem proximalen Ende des Gehäuses; einer distalen zweiten Dichtung (42) mit: einer zweiten zylindrischen Wand (50) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende; einer zweiten Endwand, die das distale Ende der zweiten zylindrischen Wand umschließt, wobei die zweite Endwand einen querliegenden geradlinigen Schlitz (54) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende der ersten zylindrischen elastomeren Wand eine erste vorbestimmte Dicke über einen vorbestimmten distalen axialen Längenabschnitt desselben hat und das proxi male Ende der ersten zylindrischen elastomeren Wand eine zweite vorbestimmte Dicke über einen vorbestimmten proximalen axialen Längenabschnitt desselben hat, wobei die vorbestimmte erste Dicke größer ist als die vorbestimmte zweite Dicke; und ein im allgemeinen rechteckiges Verstärkungsteil (56) in der zweiten Endwand um den Schlitz herum ausgebildet ist und sich um eine vorbestimmte Strecke von der zweiten Endwand auf der distal zugewandten Seite der zweiten Endwand distal erstreckt, wobei der Schlitz durch ein Paar proximal und distal zugewandte geradlinige Einführungsflächen (74, 76) begrenzt ist.
Abdichtende Kanüle nach Anspruch 1, wobei die proximal und distal zugewandten geradlinigen Einführungsflächen (74, 76) jeweils an ihren benachbarten Enden durch jeweilige konische Wandteile (82, 84) aneinandergefügt sind.
Abdichtende Kanüle nach Anspruch 1, wobei die proximal und distal zugewandten geradlinigen Einführungsflächen (74, 76) mit Winkeln zwischen etwa 60° und 90° zueinander ausgerichtet sind.
Abdichtende Kanüle nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Beabstanden der ersten Endwand eine Einrichtung zur Ermöglichung der Seitenbewegung aufweist, mittels der die kreisförmige Öffnung relativ zu der Achse seitlich bewegt werden kann, wobei die Einrichtung zur Ermöglichung der Seitenbewegung aufweist: einen einheitlichen zylindrischen Körper mit einem proximalen Wandteil (124) und einem distalen Wandteil (122), wobei der proximale Wandteil eine erste vorbestimmte Festigkeit hat und der distale Wandteil eine zweite vorbestimmte Festigkeit hat, wobei die erste vorbestimmte Festigkeit geringer ist als die zweite vorbestimmte Festigkeit, wobei das proximale und das distale Wandteil zur Seitenbewegung relativ zueinander geeignet sind; und eine Befestigungseinrichtung (126) zum lösbaren Befestigen des distalen Wandteils an dem Gehäuse (30), um die erste Endwand vom proximalen Ende des Gehäuses beabstandet zu halten, um eine Seitenbewegung zwischen diesen zu ermöglichen.
Verfahren zum Abdichten einer Kanüle (10), das einen Durchgang für langgestreckte chirurgische Instrumente bereitstellt, durch den langgestreckte chirurgische Instrumente aus einem nichtfluidgefüllten Umgebungsbreich an eine fluidgefüllte chirurgische Eingriffsstelle geführt werden können, wobei das Verfahren die Schritte ausweist: Bereitstellen eines hohlen zylindrischen Gehäuses mit einer Achse, einem distalen Ende (18), einem proximalen Ende (16) und einem axial ausgerichteten röhrenförmigen Körper (12), der sich von dem distalen Ende distal erstreckt; Bereitstellen einer proximalen ersten Dichtkappe (46) zur Verhinderung des Durchtritts von Fluid aus dem Gehäuse, wenn ein Instrumentenschaft durch dieses eingeführt wird, wobei die Kappe (46) aufweist: eine erste zylindrische elastomere Wand (120) mit einer Achse, einem proximalen Ende und einem distalen Ende; und eine erste querliegende Endwand (140), die das proximale Ende der ersten zylindrischen Wand umschließt, wobei die Endwand eine axial ausgerichtete kreisförmige Öffnung (142) aufweist; Beabstanden der ersten Endwand um eine vorbestimmte Längenstrecke von der proximalen Wand des Gehäuses; Bereitstellen einer distalen zweiten Dichtung (42) mit: einer zweiten zylindrischen Wand (50) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende; und einer zweiten Endwand, die das distale Ende der zweiten zylindrischen Wand umschließt, wobei die zweite Endwand einen querliegenden geradlinigen Schlitz (54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende der ersten zylindrischen Wand eine erste vorbestimmte Dicke über einen vorbestimmten distalen Längenabschnitt derselben hat und das zweite proximale Ende der ersten zylindrischen elastomeren Wand eine zweite vorbestimmte Dicke über einen vorbestimmten proximalen axialen Längenabschnitt derselben hat, wobei die vorbestimmte erste Dicke größer ist als die vorbestimmte zweite Dicke, und durch Ausbilden eines im allgemeinen rechteckigen Verstärkungsteils (56) in der zweiten Endwand um den Schlitz herum, das sich um eine vorbestimmte Strecke von der zweiten Endwand auf der distal zugewandten Seite der zweiten Endwand distal erstreckt, wobei der Schlitz durch ein Paar proximal und distal zugewandte geradlinige Einführungsflächen (74, 76) begrenzt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner mit dem Schritt: Bereitstellen einer Schwimmeinrichtung, die der Dichtkappe zugeordnet ist und mittels der die Dichtkappe sich relativ zur Achse der Kanüle bewegen kann, um den Eingriff zwischen der Dichtkappe und dem Instrumentenschaft in einem vorbestimmten Bereich der Fehlausrichtung der Achse des Instrumentenschafts mit der Achse der Kanüle zu halten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Bereitstellens einer Schwimmeinrichtung die Schritte umfaßt: Bereitstellen einer dehnbaren kreisförmigen Öffnung (142) in der Dichtkappe und Ausrichten der Achse der kreisförmigen Öffnung mit der Achse der Kanüle; Anordnen eines kreisförmigen zylindrischen Wandteils (50) mit einer vorbestimmten axialen Länge zwischen der distalen zweiten Dichtung und der Dichtkappe; und Befestigen der dehnbaren kreisförmigen Öffnung an dem kreisförmigen zylindrischen Wandteil in einer Position, die um eine vorbestimmte Strecke von dem proximalen Ende des röhrenförmigen Durchgangs beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt: Anordnen einer Begrenzungseinrichtung (44) zwischen der distalen zweiten Dichtung und der Dichtkappe, zum Begrenzen der Winkelabweichung eines langgestreckten Instruments von der Kanülenachse bis zu einem Bereich zwischen einer ersten Richtung, die mit der Kanülenachse ausgerichtet ist, und einer zweiten Richtung, die auf der konischen Fläche eines imaginären Konus liegt, dessen Achse mit der Kanülenachse ausgerichtet ist und der einen vorbestimmten Scheitelwinkel um die Kanülenachse aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Begrenzungseinrichtung eine axial ausgerichtete Spielraumöffnung (110) zum Aufnehmen eines Instrumentenschafts aufweist, wobei die Spielraumöffnung, die von einer sich radial nach außen und proximal erstreckenden ringförmigen Fläche (112) umgeben ist, ein vorbestimmtes bogenförmiges Profil in einer axialen Ebene aufweist.