DE69830184T2

DE69830184T2 - Steriles tuch

Info

Publication number: DE69830184T2
Application number: DE69830184T
Authority: DE
Inventors: C. John McNEIRNEY; H. William BURNS
Original assignee: Minrad Corp
Current assignee: Minrad Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2018-09-26
Also published as: AU9668798A; US20020000231A1; CA2304811C; NO20084510L; KR100540432B1; WO1999015098A1; ATE295128T1; CZ20001093A3; CZ297513B6; SK285741B6; DE69830184D1; ID26518A; CN1278156A; PT1018966E; CA2304811A1; SK4212000A3; EP1018966A4; RO119222B1; KR20010024275A; PL339491A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der unverzerrten Durchlassung eines gebündelten Strahls sichtbaren Lichts durch einen optisch klaren Werkstoff. Die Erfindung betrifft insbesondere ein steriles Tuch, das den Durchgang eines Laserstrahls durch einen klaren Abschnitt des Tuchs ermöglicht, während die Klarheit der Projektion und die Präzision der Strahlausrichtung aufrechterhalten bleiben. Das Tuch dient zum Aufrechterhalten einer sterilen Umgebung bei einer Operation oder einer diagnostischen Einstellung, bei denen ein Laserzielsystem und eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie etwa ein Röntgenbildschirm, verwendet werden.
2. Technischer Hintergrund
Viele diagnostische und chirurgische Prozeduren, die komplexe Vorrichtungen enthalten oder die Verwendung von mehreren medizinischen Werkzeugen und Ausrüstungsteilen verlangen, müssen in einer sterilen Operationsumgebung ausgeführt werden. Die meisten bekannten medizinischen Prozeduren erfordern, dass ein Chirurg oder ein Assistent die Position eines bestimmten Bereichs, der von Interesse ist, im Körper eines Patienten identifiziert und später auf diesen Bereich zugreift, um die erforderliche Operation auszuführen.
Das Identifizieren eines interessierenden Bereichs in dem Patienten erfolgt häufig mit Hilfe von Bilderzeugungsvorrichtungen, wie etwa Röntgenbildschirme, Computertomographen (CT-Scanner) oder Magnetresonanz-Bilderzeugungsvorrichtungen (MRI), die für diagnostische und chirurgische Zwecke allgemein bekannt sind und weit verbreitet verwendet werden.
Bilderzeugungsvorrichtungen werden häufig in Verbindung mit einem Zielsystem verwendet, das einen gebündelten sichtbaren Lichtstrahl, wie etwa einen Laserstrahl, aussendet. Bei vielen Anwendungen wird der Laserstrahl von einem Chirurgen verwendet, um die Stelle und die Richtung des Eintritts in den Körper eines Patienten für Prozeduren, wie Biopsien, Knochenfixierungen und andere Präzisionsoperationen festzulegen, die normalerweise unter Verwendung von Röntgenbildschirm-Verfahren ausgeführt werden.
Wenn der gewünschte Bereich oder ein unter der Oberfläche liegendes Ziel in dem Patienten festgelegt wird, muss der Chirurg den bevorzugten Weg zum Annähern an das Ziel und zum Erreichen des Ziels festlegen, um eine Operation oder eine andere invasive medizinische Prozedur auszuführen. Ein Zielsystem unterstützt den Chirurgen beim Festlegen dieses Weges. Der sichtbare Lichtstrahl des Zielsystems beleuchtet den ausgewählten Weg, indem er eine sichtbare und bequeme Führung zu dem unter der Oberfläche liegenden Ziel bildet. Die Richtung des Lichtstrahls repräsentiert den Winkel der Annäherung an das Ziel. Der Lichtstrahl projizier ferner einen Lichtpunkt auf die Haut des Patienten, der einen Eintrittspunkt zu dem inneren Bereich, der von Interesse ist, markiert, so dass der Bereich mit einem geringen Fehler erreicht werden kann. Ein Beispiel eines Laserzielsystems zur Verwendung bei Röntgenbildschirm-Prozeduren ist ein Zweistrahl-Zielsystem (DRTS), das von MINRAD hergestellt und vertrieben wird.
Es kommt außerdem häufig vor, dass die Bilderzeugungsvorrichtung oder das Zielsystem, das mit der Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, nicht in einfacher Weise sterilisiert werden kann, deswegen werden verschiedene sterile Tücher verwendet, um in dem Raum, in dem Operationen oder diagnostische Prozeduren ausgeführt werden, sterile Bedingungen aufrechtzuerhalten. Gewöhnliche sterile Tücher sind üblicherweise formbare Kunststofftücher. Diese Tücher sind gewöhnlich klar und bei vielen Anwendung anwendbar, einschließlich jene, bei denen erforderlich ist, dass ein Benutzer ein Gerät durch das Tuch bedient. Derartige Tücher können jedoch keine solche Klarheit besitzen, die für eine Laserübertragung erforderlich ist. Ohne Tuch beträgt die Genauigkeit eines Laserstrahls +/–1 mm bei einer Entfernung von 1 m, wobei der Laserstrahl einen Punkt mit einem Durchmesser von annähernd 1 mm Durchmesser projiziert. Wenn sich der Laserstrahl durch klare Tücher ausbreitet, wird der Laserstrahl gewöhnlich verzerrt, sowohl in der Klarheit der Projektion des Punktes als auch in der Präzision der Identifikation des unter der Oberfläche liegenden Ziels, zu dem der Chirurg durch den Strahl geleitet wird.
Sterile Tücher, die in der Technik bekannt sind und speziell für Bilderzeugungs- und Zielvorrichtungen verwendet werden, sind gewöhnlich optisch klar oder durchlässig, diese Tücher verzerren jedoch aus einer Vielzahl von Gründen die Qualität der Projektion des Laserstrahls sowohl in der Klarheit als auch in der Richtung.
Ferner kann jede Bewegung oder Verlagerung des Tuchs aus seiner vorgesehenen Position die Klarheit des Durchlassens und die Präzision der Projektion des Laserstrahls auf der Haut des Patienten ändern. Weiterhin werden Fehler bei der Position des Strahls oder bei der Stelle des Eintrittspunkts durch die Verwendung von vorhandenen sterilen Tüchern erzeugt.
Das US-Patent Nr. 5.490.524 an Williams u.a. offenbart z.B. ein chirurgisches Tuch zur Verwendung mit einer Laserzielvorrichtung, die an einem Röntgengerät angebracht ist. Bei diesem Patent ist ein durchlässiges Fenster aus einer flexiblen Acetatschicht an dem für Röntgenstrahlen durchlässigen Bahnmaterial angebracht. Es gibt zwei offensichtliche Nachteile bei dem flexiblen Acetatfenster, das in diesem Patent offenbart ist. Der erste Nachteil betrifft die Tatsache, dass ein flexibles Fenster beim Verpacken oder vom Lagerungsdruck oder dann, wenn es um eine Laserzielvorrichtung gewickelt wird, gekrümmt werden kann. Wenn das Tuch gebogen oder gekrümmt wird, wird es einen Querschnitt einer Meniskuslinse annehmen, die einen auftreffenden Lichtstrahl von seiner gewünschten Richtung ablenkt. Der zweite Nachteil besteht in der Unfähigkeit von Acetatschichten, dem Prozess, und zwar der Sterilisierung durch Gammastrahlen, zu widerstehen, der normalerweise verwendet wird, um Operationstücher während der Herstellung zu sterilisieren. Dieser Typ der Sterilisation bewirkt, dass Acetat gelb wird und beeinflusst daher die Durchlassung von Licht mit Frequenzen über 600 nm. Es wäre natürlich wünschenswert, ein Tuch mit einem optisch klaren Fenster zu haben, das aus einem Werkstoff hergestellt ist, auf dessen optische Eigenschaften eine Gammastrahl-Sterilisierung einen minimalen oder keinen Einfluss hat.
Ein System und ein Verfahren, die im Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 8 definiert sind, sind im Patent US-A-5.433.221 offenbart.
Es wäre außerdem wünschenswert, ein Tuch zu schaffen, das in einer korrekten Ausrichtung auf eine Zielvorrichtung gehalten werden könnte, um zu ermöglichen, dass der Lichtstrahl aus der Zielvorrichtung ohne Brechung oder Verzerrung austritt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Problem oder mehrere der Probleme, die mit bekannten Tüchern verbunden sind, zu überwinden oder zu mindern.
Es wird dementsprechend ein System geschaffen, das in den Ansprüchen darge stellt ist. Ein derartiges System kann den Vorteil nutzen, dass es möglich ist, eine Fehlausrichtung zwischen dem Fenster und dem Strahl der Zielvorrichtung zu erfassen oder zu verringern.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann auf diesem Gebiet aus der folgenden genauen Beschreibung in einfacher Weise deutlich, in der eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben ist, wobei einfach die beste Art der Ausführung der Erfindung dargestellt ist. Es ist klar, dass die Erfindung andere und unterschiedliche Ausführungsformen aufweisen kann und dass ihre diversen Einzelheiten Modifikationen in verschiedenen offensichtlichen Aspekten darstellen können, ohne jedoch jeweils von der Erfindung abzuweichen. Demzufolge sind die Zeichnung und die Beschreibung als erläuternd und nicht als einschränkend zu betrachten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Für ein weiteres Verständnis der Erfindung sowie ihrer kennzeichnenden Merkmale sollte auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen werden, in der:
1 eine schematische Darstellung ist, die die Abmessungen des Tuchs zeigt, das ein optisch klares Fenster enthält, durch das ein Laserstrahl durchgelassen werden kann;
2 eine schematische Darstellung der Fehlausrichtung zwischen dem Fenster des Tuchs der vorliegenden Erfindung und einer Laserzielvorrichtung ist;
3 eine schematische Darstellung des Fensters des Tuchs der vorliegenden Erfindung ist, das in der ausgerichteten Position durch die Tuchfenster-Positionierungsleiste befestigt ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Laserzielvorrichtung mit dem sterilen Tuch der vorliegenden Erfindung ist; und
5 eine perspektivische Ansicht einer Laserzielvorrichtung mit dem Halteelement der vorliegenden Erfindung ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 ein Tuch 10 mit einer sterilen Tasche 12 und einem Fenster 14 gezeigt. Das Tuch 10 ist für eine Verwendung mit verschiedenen Zielvorrichtungen geeignet, die bei Bilderzeugungsprozeduren verwendet werden, wie etwa ein Zielsystem 20, das in den 2 und 3 gezeigt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Tuch 10 mit einem Zweistrahl-Zielsystem (DRTS) verwendet, das in den US-Patenten Nr. 5.212.720 und Nr. 5.644.616 beschrieben ist und von MINRAD Inc. hergestellt wird. Das DRTS ist ein Laserzielsystem zur Verwendung bei Röntgenbildschirm-Prozeduren, das einen roten Laserstrahl Klasse IIIa auf einen Patienten projiziert.
Die sterile Tasche 12 kann aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, das herkömmlich verwendet wird, um Operationstücher herzustellen. Die sterile Tasche 12 ist aus Polyethylen mit geringer Dichte der Dicke 0,0038 cm (0,0015 Zoll) hergestellt. Die Größe der Tasche ist derart, dass sie um die Zielvorrichtung 20 gewickelt werden kann, um die Vorrichtung und den Patienten vor Verschmutzung zu schützen, wie in 4 dargestellt ist.
Um die Klarheit und die Präzision der Projektion und der Position eines Lichtstrahls aufrechtzuerhalten, enthält das sterile Tuch 10 außerdem ein hartes, starres, klares Kunststofffenster 14, durch das ein sichtbarer Lichtstrahl, wie etwa der in den 2 und 3 gezeigte Lichtstrahl 16, durchgelassen werden kann. Das Fenster 14 besitzt vorzugsweise eine scheibenförmige Form. Das Fenster 14 kann an der sterilen Tasche 12 durch irgendein Verfahren angebracht sein, das die Oberfläche des Fensters 14 und die sterile Tasche 12 zusammenklebt, wie etwa Ultraschallschweißen, Heißsiegeln, Warmkleben oder Kleben. Das Fenster 14 ist aus einem optisch klaren Werkstoff hergestellt, wie z.B. Polyethylenterephalatglycol (PETG), es können jedoch eine Vielzahl von optisch klaren Polymeren, wie etwa Polycarbonat oder Acrylpolymere, als ein geeigneter Werkstoff verwendet werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, dass das Polymer des Fensters 14 starr ist, da eine dünne Schicht oder ein flexibles Polymer entweder vor oder während der Verwendung des Tuchs 10 an der Zielvorrichtung 20 unvermeidlich gebogen oder gekrümmt wird. Ein gekrümmtes Fenster wirkt als eine Linse, die defokussiert und den Lichtstrahl 16 aus seiner gewünschten Richtung ablenkt. PETG, das in der bevorzugten Ausführungsform des sterilen Tuchs der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist starr genug, um dem Biegen und Krümmen zu widerstehen und das Fenster 14 somit in der nicht gebogenen Form zu halten, die für das Durchlassen des Lichtstrahls 16 am besten geeignet ist. Das Scheibenfenster des sterilen Tuchs ist dick genug, damit es hart, starr und unbiegsam ist. Diese Eigenschaft des Fensters schafft einen Widerstand gegen Biegen oder Krümmen während Herstellung, Lagerung, Transport oder Verwendung. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des PETG-Polymers für das Fenster 14 ist seine Eignung für eine Sterilisation durch Gammastrahlung, die eine normale Prozedur ist, die bei der Sterilisierung von chirurgischen Tüchern während der Herstellung verwendet wird. PETG ist widerstandsfähig gegen Tönen oder die Annahme von Farbschattierungen während der Bestrahlung durch Gammastrahlen, wodurch ein klarer Durchgang von Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen durch das Fenster 14 während Zielprozeduren sichergestellt ist.
Beim Gebrauch wird das sterile Tuch 10 so um die Zielvorrichtung 20 gewickelt, dass das Fenster 14 des Tuchs einem Zielvorrichtungsfenster 18 "gegenüberliegt", wie in 3 dargestellt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zielvorrichtungsfenster 18 aus PETG hergestellt. Wie in 4 gezeigt ist, hilft ein Befestigungsmittel 30, das sterile Tuch 10 über der Zielvorrichtung 20 anzubringen, wobei das sterile Tuch 10 während einer medizinischen Prozedur um die Zielvorrichtung gewickelt bleibt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Befestigungsmittel 30 ein Gummiband.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Lichtstrahl 16 ein Laserstrahl, der in der Zielvorrichtung 20 erzeugt und durch einen Spiegel 22 durch das Zielvorrichtungsfenster 18 geleitet wird. Damit sich der Lichtstrahl 16 in der gewünschten Richtung ausbreitet, dient die vorliegende Erfindung für eine möglichst minimale Verzerrung, Ablenkung und Beugung des Lichtstrahls 16 auf seinem Weg von der Zielvorrichtung 20 zu dem Patienten, wie in 3 zu sehen ist. Wenn das Fenster 14 in Bezug auf das Zielvorrichtungsfenster 18 fehlausgerichtet ist, wie in 2 gezeigt ist, wird ein Teil des Lichtstrahls 16 weg von der gewünschten Richtung des Lichtstrahls 16 gebeugt, wodurch die Klarheit und die Präzision der Projektion des Strahls verschlechtert werden. Der gebeugte Teil des Lichtstrahls 16 ist in 2 als ein oder mehrere sekundäre Strahlen 24 gezeigt. In diesem Fall bewirkt das Vorhandensein von sekundären Strahlen 24, dass die Zielvorrichtung 20 auf die Haut des Patienten keinen Punkt, sondern einen verschwommenen Punkt projiziert, wodurch die Genauigkeit der Angabe, wo der Eintrittspunkt zu dem unter der Oberfläche liegenden Ziel in dem Patienten liegt, verringert wird, außerdem verschleiert das Vorhandensein des sekundären Strahls 24 die Linie, längs der sich der Lichtstrahl 16 ausbreiten soll, wodurch sich die Genauigkeit der Beleuchtung der Richtung zur Annäherung an das unter der Oberfläche liegende Ziel verschlechtert.
Um die korrekte Ausrichtung des Fensters 14 des sterilen Tuchs und des Zielvorrichtungsfensters 18 während einer Operation oder einer diagnostischen Prozedur sicherzustellen und aufrechtzuerhalten, schafft die vorliegende Erfindung ein Fensterhalteelement 28, das in 5 dargestellt ist. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Halteelement 28 eine Feder oder ein Stift, wobei jedoch die beiden verlängerten Enden des Halteelements 28 an einem Fensterpositionierungssteg 26 angebracht sind, der in den 2, 3 und 5 gezeigt ist. Wenn das sterile Tuch 10 mit der Laserzielvorrichtung 20 verwendet wird, wird ein Teil des Fensters 14 unter das Halteelement 28 geschoben, um sicherzustellen, dass das Fenster 14 in geeigneter Weise auf die Zielvorrichtung 20 ausgerichtet bleibt.
Die obige Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des Aufbaus der vorliegenden Erfindung und die Beschreibung ihrer Funktionsweise sollen lediglich eine oder zwei Ausführungsformen der besten Art zum Realisieren der Erfindung darstellen. Weitere Modifikationen und Variationen werden wahrscheinlich von einem Fachmann beim Lesen der bevorzugten Ausführungsformen und bei der Betrachtung der beigefügten Ansprüche und der Zeichnung ersonnen. Diese Modifikationen und Variationen liegen trotzdem im Umfang und im Geltungsbereich der Offenbarung der vorliegenden Erfindung.

Claims

System für die unverzerrte Durchlassung eines sichtbaren Lichtstrahls längs einer vorgegebenen Richtung, wobei das System umfasst: eine Zielvorrichtung (20), die den sichtbaren Lichtstrahl erzeugt, wobei die Vorrichtung ein Vorrichtungsfenster (18) besitzt, durch das sich der sichtbare Lichtstrahl längs der vorgegebenen Richtung bewegt; ein Halteelement (28); und eine Schutzabdeckung (10), die einen flexiblen Körper mit einer Öffnung und einem Fenster (14), das aus einem optisch klaren Werkstoff gebildet ist und an den flexiblen Körper geklebt ist, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fenster (14) längs eines Abschnitts seines Umfangs zwischen das Halteelement (28) und das Vorrichtungsfenster (18) eingefügt werden kann, um die richtige Ausrichtung zwischen dem Vorrichtungsfenster (18) und dem zweiten Fenster (14) aufrechtzuerhalten, wobei sich das Halteelement (28) über das Vorrichtungsfenster (18) erstreckt, wobei das Halteelement (28) gegenüberliegende Enden besitzt und an seinen gegenüberliegenden Enden an der Zielvorrichtung (20) befestigbar ist.
System nach Anspruch 1, bei dem das Halteelement eine lang gestreckte Struktur in Form einer Feder oder eines Stifts ist.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Zielvorrichtung (20) einen Laserstrahl erzeugt.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, das ferner Befestigungsmittel (30) umfasst, um die Schutzabdeckung um die Zielvorrichtung (20) gewickelt zu halten.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Körperfenster (14) starr ist.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem sich das Halteelement über einen Bereich des Vorrichtungsfensters (18) erstreckt, durch den der sichtbare Lichtstrahl nicht verläuft.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Vorrichtungsfenster (18) im Wesentlichen kreisförmig ist und bei dem das Halteelement (28) eine Sehne eines Kreises definiert, der durch das Vorrichtungsfenster (18) definiert ist.
Verfahren zum Durchlassen eines sichtbaren Lichtstrahls durch ein Fenster (14), wobei der sichtbare Lichtstrahl durch eine Zielvorrichtung (20) erzeugt wird, die ein Vorrichtungsfenster (18) besitzt, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen einer Schutzabdeckung (10), die einen flexiblen Körper und ein Fenster (14), das darin aus einem optisch klaren Werkstoff gebildet ist, besitzt; Anordnen der Schutzabdeckung (10) an der Zielvorrichtung, um das Körperfenster (14) über dem Vorrichtungsfenster (18) zu positionieren und um das Körperfenster relativ zu dem Vorrichtungsfenster so einzustellen, dass der Lichtstrahl längs einer vorgegebenen Richtung ohne Verzerrung durchgelassen wird, wobei die Zielvorrichtung ferner ein Halteelement (28) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Positionierens des optisch klaren Fensters (14) das Positionieren des optisch klaren Fensters (14) zwischen dem Vorrichtungsfenster (18) und dem Halteelement (28), derart, dass sich das Halteelement (28) über das Vorrichtungsfenster (18) erstreckt, umfasst, wobei das Halteelement (28) gegenüberliegende Enden besitzt und durch die gegenüberliegenden Enden an der Zielvorrichtung (20) befestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Bestimmen des Vorhandenseins eines sekundären Lichtstrahls, der als Folge einer Verzerrung des durch das Körperfenster (14) sich ausbreitenden sichtbaren Lichtstrahls erzeugt wird, wenn das Körperfenster (14) auf die Ebene des Vorrichtungsfensters (18) fehlausgerichtet ist; und Einstellen des Körperfensters (14) in Bezug auf das Vorrichtungsfenster (18), wenn das Vorhandensein des sekundären Lichtstrahls festgestellt worden ist, so dass der sekundäre Lichtstrahl verschwindet und nur der sichtbare Lichtstrahl sich längs der vorgegebenen Richtung bewegt.