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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Schließen oder
Zusammenfügen
von Öffnungen
oder Wunden, das Verbinden von Gefäßen und das Anheften von anatomischen
und fremden Strukturen im Gewebe von Mensch und Tier und dergl.
und insbesondere Vorrichtungen zum Annähen, Ligieren und Anbringen
von Strukturen einschließlich
tragbarer Vorrichtungen mit spezifischer Anwendung und Nützlichkeit
in schwer zu erreichenden chirurgischen Orten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
den US-Patenten 3,513,848 von Winston et al., 4,662,068 von Polonsky
und 5,383,383 von Wilk et al. wird das Zusammenfügen einer chirurgischen Naht
durch das Zusammenschweißen
oder Verschmelzen der Stränge
beschrieben. Die vorliegende Erfindung umfasst signifikante Verbesserungen
des Standes der Technik.
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Unter
diesen ist zunächst
die Kontrolle der kritischen Parameter, welche die Festigkeitseigenschaften
der Schweißstelle
beeinflussen. Unter diesen ist hauptsächlich die Kraft, mit welcher
das Ultraschallelement gegen das zu verschweißende Material gedrückt wird.
Winston et al. beschreiben eine Vorrichtung, wo diese Kraft vom
Benutzer durch einen von Daumen und Zeigefingern ausgeübten Druck
erzeugt wird. Dieses Verfahren einer Druckkontrolle unterliegt von
Schweißstelle
zu Schweißstelle
und von Benutzer zu Benutzer einer wesentlichen Schwankung. Auf ähnliche
Weise beschreiben Polonsky und Wilk über Scheren bediente Instrumente mit
sich drehenden Klemmbacken, die einen dem Handdruck des Benutzers
proportionalen Druck ausüben.
Ein anderer kritischer Kontrollparameter ist die an der Schweißstelle
abgegebene Energiemenge. Wird der Schweißstelle zu viel Energie zugeführt, führt dies
zu einem vollständigen
Schmelzen der Schweißstellenregion,
was zu einer amorphen Masse von äußerst geringer
Festigkeit führt. Ähnlich würde zu wenig
Energie zu einem verkleinerten oder fehlenden Schweißbereich
und auch einer geringen Festigkeit der Schweißstelle führen. Auch hier sorgen Winston
et al., Polonsky und Wilk et al. lediglich für eine zeitlich festgelegte
Energiezufuhr nach der Disposition des Benutzers, was wieder einer
wesentlichen Schwankung unterliegen würde.
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Ein
andere Fortschritt der vorliegenden Erfindung gegenüber dem
Stand der Technik ist die Verwendung von Mitteln zur Kontrolle der
Morphologie des Materials in der Schweißregion, um Schweißstellen
mit signifikant größerer Festigkeit
zu erzeugen als die mit den von Winston et al., Polonsky und Wilk
et al. beschriebenen Vorrichtung und Verfahren erzeugten. Unsere
Erfahrung hat gezeigt, dass sich Schweißstellen von größerer Festigkeit
erzeugen lassen, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
1) Die Schweißnaht
wird als Überlappungsnaht ausgebildet,
wobei die Ladung von den einander gegenüberliegenden Enden der Längsachse
der Schweißnaht
angelegt wird (d.h. es wird auf Druck und nicht auf Zug beansprucht),
2) die Fläche
der geschweißten
Region ist groß,
3) ein wesentlicher Abschnitt der Naht auf jeder Seite der Schweißzone wurde
keiner zur Verringerung der Zugfestigkeit des Materials ausreichenden
Hitze unterworfen und 4) es gibt einen allmählichen Übergang von dem vollen unter
Spannung stehenden Querschnitt des Materials außerhalb der Schweißregion
bis zu dem Punkt, wo der größte Anteil
des Querschnitts für
das Schweißen zur
Bildung der Schweißnaht
geopfert worden ist. Polonsky und Wilk et al. schreiben, dass die
austretenden Enden des Nahtmaterials in einer solchen Ausrichtung
geschweißt
wurden, dass die auf die Naht ausgeübten Spannungen die Schweißnaht einer Zugbelastung
aussetzen würden.
Winston et al. beschreiben Schweißnähte, die einer Zugbelastung
unterliegen andere die einer Druckbelastung unterliegen, diejenigen
jedoch, die einer Druckbelastung unterliegen werden durch Überkreuzen
des Nahtmaterials gebildet, was zu Schweißbereichen führt, die
auf die kleine Region beschränkt
ist, wo sich die Segmente kreuzweise überlappen. Auf ähnliche
Weise beziehen sich Polonsky und Wilk auf ein Verdrillen des Nahtmaterials,
was zu dem gleichen Endergebnis wie das Überkreuzen der Stränge führt. Um
einen nicht geschmolzenen (und daher nicht geschwächten) Abschnitt
des Materialquerschnitts außerhalb des
Schweißbereichs
zu bewahren, muss das Schmelzen auf die Region lokalisiert werden,
wo sich die überlappenden
Segmente des Nahtmaterials berühren.
Diese Bedingung wird am besten beim Ultraschall-Verschweißen einer
Wickelverbindung eingehalten, wenn die zwei zu verbindenden Segmente akustisch
miteinander zu Strukturen verbunden werden, die relativ zueinander
vibrieren. Die Erfahrung hat gezeigt, dass das akustische Verbinden
mit den vibrierenden und nicht vibrierenden oder gegenvibrierenden
Anordnungen am besten über
große
Kontaktbereiche erfolgt. Winston et al. beschreiben "Schweißspitzen
mit kleinem Kontaktbereich" und Winston
et al., Polonsky und Wilk et al. zeigen flache Schweißflächen in
Kontakt mit rundem Nahtmaterial, eine Situation, die zu einem dünnen, linienförmigen Kontakt
eines kleinen Bereichs führt.
Die vorliegende Erfindung umfasst Oberflächen, die an das Nahtmaterial
angepasst sind, um das akustische Verbinden zu maximieren.
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Ein
weiterer Fortschritt gegenüber
Winston et al., Polonsky und Wilk et al. ist die Einbeziehung von
Mitteln, welche das Einführen
des Nahtmaterials in die Vorrichtung in einer für optimale Schweißeigenschaften
in vivo zuträglichen
Ausrichtung erleichtern. Winston et al., Polonsky und Wilk et al.
fordern, dass der Benutze das Nahtmaterial verkreuzt oder verdrillt und
es in der Vorrichtung in einen Schlitz schiebt. Dieses Manöver ist
in der chirurgischen Laparoskopie schwierig auszuführen und
würde auch
erfordern, die Enden des Nahtmaterials und das Instrument aus der
Körperhöhle zu entnehmen,
um das Nahtmaterial einzuführen.
In der vorliegenden Erfindung brauchen die Enden des Nahtmaterials
nur unter einer leichten Spannung gehalten und eine einfache Greif-Dreh-Greif-Beweging
ausgeführt
zu werden, um das Nahtmaterial einzuführen. Ein weiterer Vorteil der
vorliegenden Erfindung gegenüber
Winston et al. sind die Mittel zum Freigeben der fertigen Naht von der
Vorrichtung ohne das Gewebe in der Naht zusammenzudrücken oder
das Nahtmaterial zu strecken. Die vorliegende Erfindung bietet auch
einen Fortschritt gegenüber
Winston et al., indem sie eine mit einem langen Schaft versehene
Anordnung eines Schweißapparats
umfasst, welcher für
eine Verwendung in der Minimal Invasiven Chirurgie (MIC) geeignet
ist, wo das Nähen
im Innern durch einen kleinen Einschnitt zu erfolgen hat oder wo
das Instrument durch eine röhrenförmige Struktur
eingeführt
werden muss. Weitere Fortschritte gegenüber Winston et al. und Wilk
et al. umfassen ein Mittel zum Abschneiden der herausstehenden Endes
des Nahtmaterials.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zum Verbinden
von Abschnitten eines polymeren Nahtmaterials in Bereichen mit schwierigem
oder beschränktem
Zugang wie z.B. in der Minimal Invasiven Chirurgie (MIC) zur Verfügung zu
stellen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel für
einen Stich zur Gewebeannäherung,
für einen
Wundverschluss, für
eine Ligation, für
eine Anheftung oder Funktionen zum Fixieren des Nahtmaterials liefert.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel umfasst, um für eine verbundene Struktur
mit herausstehenden Strängen
zu sorgen, die für
eine weiter Gewebeannäherung,
einen Wundverschluss, eine Ligation, eine Anheftung oder Funktionen
zum Fixieren des Nahtmaterials verwendet werden.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel umfasst, um das Einführen der Stränge des Nahtmaterials
in Bereiche mit schwierigem oder beschränktem chirurgischen Zugang
zu erleichtern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel umfasst, um verbundene chirurgische Nahtmaterialschlaufen
ohne Strecken der Schlaufe oder Zusammendrücken des Gewebematerials in
der Schlaufe zu lösen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel zum Erleichtern des gleitenden Durchgangs von
mindestens einem der aus einer Schlaufe herausstehenden Nahtmaterialstränge umfasst,
um das Festzurren der Schlaufe zu erleichtern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel zum Festklemmen oder Befestigen eines aus einer
Schlaufe herausstehenden Nahtmaterialstrangs umfasst, um das Festzurren
der Schlaufe durch Ziehen an dem verbleibenden nicht befestigten Strang
zu erleichtern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, das Mittel zum Abschneiden von einem oder mehreren der
aus der festgezurrten, verbundenen fertigen Schlaufe herausstehenden
Nahtmaterialstränge
umfasst.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, welches Mittel zum Abschirmen des zu nähenden Gewebes
vor einem direkten Kontakt mit dem vibrierenden Ultraschallelement
umfasst, wodurch das Gewebe vor einer Verletzung geschützt wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, welches Mittel zum Entfernen und Ersetzen von Teile
der Vorrichtung berührendem
Gewebe umfasst, um durch Zerlegen oder Beseitigen und Ersetzen der
von Gewebe kontaminierten Elemente bei der Aufrechterhaltung der
Sterilität
zu helfen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, welches Mittel zur Kontrolle der Kraft umfasst, mit
welcher die zu verschweißenden
Materialsegmente vor während
und nach dem Schweißvorgang
zusammengehalten werden.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Instrument zur
Verfügung
zu stellen, welches Mittel zur Kontrolle der auf die zu verschweißenden Segmente übertragenen
gesamten Schweißenergie
umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bildung einer Schweißverbindung
in einem zum Ligieren von lebendem Gewebe verwendeten gestreckten
Material zur Verfügung
gestellt. Die Vorrichtung umfasst die in Anspruch 1 angegeben Merkmale.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Amboss eine zur Querbewegung relativ zum Horn
geeignete Spaltstruktur, um das Schließen des Ambosses um einen Teil
des Horns zu bewirken. Der Amboss kann entweder symmetrisch oder
asymmetrisch gespalten sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Segmente überlappt,
so dass sie sich in dem Verbindungsbereich eine gemeinsame Ausrichtung
teilen.
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Mindestens
ein Vertreter aus Horn und Amboss weist eine Kontur für einen
maximalen Kontakt mit dem gestreckten Material auf.
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Die
Vorrichtung kann ferner ein Trennelement auf mindestens einem Vertreter
von Horn und Amboss umfassen, welches geeignet ist, ein lokalisiertes
Schmelzen eines Nahtmaterialsegments in dessen Nähe zu bewirken.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Element zur Betätigung
von Horn und Amboss für
eine relativ zueinander erfolgende Bewegung einen auf dem Griff
befindlichen und mit Horn und Amboss verbundenen Schalter, eine
in dem Griff angeordnete und mit dem Horn verbundene Feder, um das
Horn in Richtung auf das distale Ende des Schafts auszurichten,
und eine in dem rohrförmigen Schaft
angeordnete zweite Feder, um den Amboss vom distalen Ende weg auszurichten.
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Die
Vorrichtung kann ferner eine Element zum Nachweis einer Kenngröße von mindestens
entweder der Schweißanordnung
oder der Schweißverbindung
nach der Betätigung
von Horn und Amboss umfassen sowie ein Element zur Kontrolle der
Energieabgabe an die Schweißanordnung,
wenn die Kenngröße einen
vorbestimmten Wert erreicht. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das letztere Element einen Schalter zum Einschalten oder Unterbrechen
eines elektrischen Stromkreises, wenn die Kenngröße einen vorbestimmten Wert
erreicht.
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In
einer Ausführungsform
ist die zu bestimmende Kenngröße die Verschiebung
des Horns relativ zum Amboss nach Betätigung von Horn und Amboss.
In dieser Ausführungsform
umfasst das Nachweiselement ein Messinstrument für die lineare Verschiebung,
welches auf dem Horn oder Amboss oder einer Struktur angeordnet
sein kann, welche relativ zum Horn stationär ist.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die zu bestimmende Kenngröße die Zeit,
die nach der Betätigung
von Horn und Amboss vergangen ist. In dieser Ausführungsform
umfasst das Nachweiselement eine Uhr.
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In
noch einer anderen Ausführungsform
ist die zu bestimmende Kenngröße die Kraft,
die nach Betätigung
von Horn und Amboss und während
des Schweißens
der Segmente auf die Segmente ausgeübt wird. In dieser Ausführungsform
umfasst das Nachweiselement einen Messwandler.
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Die
Stromversorgungseinheit umfasst vorzugsweise einen Generator für Ultraschallsignale und
einen mit dem Horn und der Schweißanordnung verbundenen Utraschallwandler.
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Diese
und andere Merkmale der Erfindung werden mit Bezugnahme auf die
nachfolgende genaue Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
besser verstanden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1a ist
eine isometrische Ansicht der Vorrichtung nach einer bevorzugten
Ausführungsform,
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1b ist
eine detaillierte isometrische Ansicht der Spitze der Vorrichtung,
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2a ist
ein Schnittbild der Vorrichtung bei geschlossenem Amboss und zurückgezogenem Horn,
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2b ist
ein Schnittbild der Vorrichtung bei geöffnetem Amboss und zurückgezogenem
Horn,
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2c ist
ein Schnittbild der Vorrichtung bei geschlossenem Amboss und eingerastetem
Horn,
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3 ist
eine detaillierte isometrische Ansicht der Spitze mit entfernten
Außenkomponenten,
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4a ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der x-z-Ebene bei
offenem Amboss und in Eingriff stehendem Horn,
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4b ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der y-z-Ebene bei
offenem Amboss und zurückgezogenem
Horn,
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5a ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der x-z-Ebene bei
geschlossenem Amboss und zurückgezogenem
Horn,
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5b ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der y-z-Ebene bei
geschlossenem Amboss und zurückgezogenem
Horn,
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6a ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der x-z-Ebene bei
geschlossenem Amboss und in Eingriff stehendem Horn,
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6b ist
ein Schnittbild der Spitze der Vorrichtung in der y-z-Ebene bei
geschlossenem Amboss und in Eingriff stehendem Horn,
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6c ist
ein detailliertes Schnittbild des Trimmungsmechanismus,
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6d ist
die Ansicht eines vollständigen freigegebenen
Stichs,
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7a bis 7f sind
Ansichten von in einem Nähtyp
verwendeten aufeinander folgenden Schritten, die nach der vorliegenden
Erfindung ausgeführt
wurden.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1a zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer Vorrichtung zum Verbinden von
Nahtmaterial 1 mit einem Griffabschnitt 2, einem
Schaftabschnitt 3 von einer Länge und einem Durchmesser,
welche für
die Einführung
durch eine Trokarkanüle
eines Laparoskops geeignet sind, sowie einem geschlitzen Spitzenabschnitt 4 am
distalen Ende des Schafts. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine in drei Positionen einstellbare mechanische Betätigungsvorrichtung 5 zur
Kontrolle der Aufnahme des Nahtmaterials, des Schweißens und
der Freigabefunktionen der Vorrichtung enthalten. In anderen Ausführungsformen
werden zur Kontrolle der mechanischen Elemente Motoren, Solenoide,
pneumatische Vorrichtungen und andere im Stand der Technik bekannte Betätigungstechnologien
verwendet. Eine bevorzugte Ausführungsform
enthält
einen über
ein elektrisches Kabel mit dem Griffabschnitt 2 verbundenen Generator
für Ultraschallsignale 6.
Andere bevorzugte Ausführungsformen
besitzen selbst im Griffabschnitt 2 einen integrierten
Generator für
Ultraschallsignale sowie eine Batterie oder andere Stromquelle.
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In 2a sitzt
im Griff ein mit einem abgestimmten Ultraschallhorn 8 verbundener
Ultraschallwandler 7. Der Wandler und das Horn können in
axialer Richtung in einem Gehäuse 9 frei
gleiten, welches seinerseits im Griffgehäuse 10 in axialer
Richtung frei gleiten kann. Die Feder 11 spannt den Wandler 7 und
das Horn 8 in dem Gehäuse 9 in
distaler Richtung ein. Die von der Feder 11 ausgeübte Kraft
ist gleich der optimalen Kraft des Horns, die benötigt wird,
um für
die Schweißeigenschaften
Spitzenwerte zu erzielen, wenn das Horn an die Schweißstelle
gedrückt
wird. Die Feder 12 spannt das Gehäuse 9 und dessen Inhalte
in proximaler Richtung ein. Die Betätigungsvorrichtung 5 ist
so konstruiert, dass sie die zweifache Funktion des Öffnens der
geschlitzten Spitze 4 durchführt, wodurch das Instrument
Nahtmittelstränge
aufnehmen kann (in 2b gezeigte Position der Betätigungsvorrichtung 5),
sowie den Schweißprozess
zu beginnen (in 2c gezeigte Position der Betätigungsvorrichtung 5).
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3 zeigt
das Innere des distalen Endes der Vorrichtung, wobei der rohrförmige Schaft 3 und die
geschlitzte Spitze 4 entfernt wurden. Hier kann das distale
Ende des Horns 8 und ein röhrförmiger innerer Schaft 13 gesehen
werden. Das Horn 8 endet in einer gerundeten angepassten
Fläche 14,
die so konzipiert ist, dass sie der Form des Nahtmaterials angepasst
ist, um über
die Breite des Horns 8 und den halben Umfang des Nahtmaterials
eine maximale Kontaktfläche
herzustellen. In anderen Ausführungsformen
werden V-förmige,
facettierte oder nicht kreisförmige
Konturen verwendet, um die Kontaktfläche gegenüber einer solchen mit flacher
Oberfläche zu
vergrößern. In
einer Ausführungsform
gibt es an einem Ende der gerundeten angepassten Fläche 14 eine
vorstehende Kante 15. Der rohrförmige innere Schaft 13 endet
in einer Ambossstruktur 16, welche in der dargestellten
Ausführungsform
eine im Wesentlichen offene oder geschlitzte Struktur ist, die dazu
angepasst ist, sich in einer Querbewegung um einen Abschnitt des
Horns zu schließen.
Werden die beiden Hälften
der geschlitzten Ambossstruktur 16 zusammengebracht, bilden
sie eine gerundete angepasste Fläche 17 ähnlich der
gerundeten angepassten Fläche 14 auf
dem Horn und können
wie das Horn eine Anzahl von Geometrien annehmen, um die Kontaktoberfläche zu maximieren.
Ebenso wie die angepasste Fläche 14 des
Horns ist auch die angepasste Fläche 17 des
Ambosses mit einer vorstehenden Kante 18 versehen. In anderen
Ausführungsformen,
in denen ein Abschneiden der losen Enden des Nahtmaterials nicht
erforderlich ist oder in welchen die Enden mit Hand abgeschnitten
werden, fehlen die vorstehenden Kanten 15 und 18.
In der bevorzugten Ausführungsform
gibt es eine relative Krümmung
der gerundeten angepassten Flächen 14 und 17 in
der Ebene der Achse der gerundeten angepassten Flächen 14 und 17.
Bei einer bevorzugten (gezeigten) Ausführungsform ist die angepasste
Fläche 17 des gespaltenen
Ambosses relativ zu dem Raum zwischen dem Horn und dem Amboss 16 konvex,
während
die angepasste Fläche 14 des
Horns gerade ist. In anderen Ausführungsformen ist die Fläche des Ambosses
gerade und das Horn konvex, in noch anderen Ausführungsformen sind beide konvex,
aber in geringerem Maße,
bei noch anderen Ausführungsformen
ist das Horn konkav und der Amboss konvex, aber in größerem Ausmaß als das
Horn konkav ist, in noch einer anderen Ausführungsform ist es umgekehrt
wie bei letzterer. Diese vorstehenden Ausführungsformen lassen sich insofern
verallgemeinern, als der Raum 19 zwischen den Flächen 14 und 17 eine
relative Krümmung
aufweist, welche vom Innern des Raumes 19 aus betrachtet
konvex ist.
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Das
Zusammenwirken von Horn 8 und gespaltenem Amboss 16 in
dem Verfahren zur Bildung einer geschweißten Naht lässt sich in den 4, 5 und 6 erkennen. 4a ist
ein Querschnitt der geschlitzten Spitze 4 in der Ebene
der Achse des Radius der angepassten Flächen 14 und 17,
welche mit der getrennten Anordnung des gespaltenen Ambosses 16 zur
Aufnahme von überlappenden
Strängen 20a und 20b des
Nahtmaterials gezeigt wird. 4b ist
ein Schnittbild einer geschlitzten Spitze 4 senkrecht zu
der Ebene der Achse des Radius der angepassten Flächen 14 und 17.
In einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Schlitz 21 der geschlitzten Spitze 4 eine
Breite auf, die gleich oder größer ist als
der Durchmesser der überlappenden
Stränge
des Nahtmaterials 20a und 20b, aber kleiner als
zwei Durchmesser ist. Auf diese Weise lassen sich die überlappenden
Stränge
des Nahtmaterials 20a und 20b in den Schlitz nur
parallel und nicht über
Kreuz einführen.
In anderen bevorzugten Ausführungsformen
ist der Schlitz 21 geringfügig enger als der Durchmesser
der Stränge 20a und 20b des
Nahtmaterials, um die austretenden Stränge 22a und 22b beim
Anspannen festzuhalten und sie während
des Schweißvorgangs
an Ort und Stelle zu halten. Die 5a und 5b zeigen
den gespaltenen Amboss in angenäherter
Konfiguration, wodurch die Bildung der angepassten Fläche des
Ambosses 17 vervollständigt
wird. Die Annäherung
des gespaltenen Ambosses 16 erfolgt durch Verschieben des
rohrförmigen
inneren Schafts 13, welcher relativ zur geschlitzten Spitze 4 distal
in der Anordnung des gespaltenen Ambosses 16 endet, wobei
die beiden gegenüberliegenden
Segmente der Anordnung des gespaltenen Ambosses 16, die
gespannt sind, um auseinander zu springen, auf den Rampenflächen 23a und 23b entlang
gleiten, um sich aufeinander zu zu bewegen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
wird das Öffnen und
Schließen
der Anordnung des gespaltenen Ambosses 16 durch Betätigen des
Schalters 5 kontrolliert. In anderen Ausführungsformen
werden zur Durchführung
dieser Aktion andere im Stand der Technik bekannte Schaltmittel
eingesetzt. Hat sich die Anordnung des gespaltenen Ambosses 16 erst einmal
angenähert,
sitzen die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b im
Schlitz 21 fest uns lassen sich durch Ziehen an den austretenden
Strängen 20a und/oder 20b spannen.
Die 6a und 6b zeigen,
wie die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b zusammengeschweißt werden. Horn 8 wird
relativ zur Ambossanordnung 16 in die distale Richtung
verschoben. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schalter 5 so
betätigt, dass
das Gehäuse 9 verschoben
wird, bis die angepasste Fläche 14 des
Horns mit den überlappenden Nahtmaterialsträngen 20a und 20b in
Kontakt kommt, was die Bewegung des Horns 8 und des Wandlers 7 anhält und den
Wandler 7 veranlasst, die Feder 11 zusammenzudrücken, wodurch
die überlappenden
Nahtmaterialsträngen 20a und 20b mit
einer von der Feder 11 gelieferten vorbestimmten Kraft gegeneinander
und gegen die angepassten Flächen 14 und 17 gedrückt werden.
Der Ultraschallwandler 7 wird betätigt, wodurch die angepasste
Fläche 14 des Horns
zur Vibration angeregt wird. Der Nahtmaterialstrang 20a,
der akustisch mit der großen
Kontaktfläche
der angepassten Fläche 14 des
Horns gekoppelt ist, vibriert im Einklang mit Horn 8. Der
Nahtmaterialstrang 20b, welcher akustisch mit der großen Kontaktfläche der
angepassten Fläche 17 des
Ambosses gekoppelt ist, vibriert nicht. Die Nahtmaterialstränge 20a und 20b,
die jeweils an eine vibrierende und eine nicht vibrierende Anordnung
gekoppelt sind, vibrieren gegeneinander, und da sie im Wesentlichen
einen runden Querschnitt haben, konzentriert sich die Ultraschallenergie
längs der
dünnen
Linie oder des Punktes, wo sie miteinander in Kontakt kommen. Diese
Konzentration der Energie auf die Stellen, wo die Nahtmaterialstränge 20a und 20b miteinander
in Kontakt sind, führt
zur Entstehung von Hitze, welche letztlich ein lokalisiertes Schmelzen
des Nahtmaterials zur Folge hat. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine
größere Schweißfestigkeit
erreicht wird, wenn ein Teil des Nahtmaterialquerschnitts auf jeder
Seite der Schweißnaht
nicht zum Schmelzen benutzt wird und dadurch seine ursprüngliche äußerst lineare
molekulare Ausrichtung beibehalten kann. Ferner muss die Menge des
ausgerichteten Materials auf jeder Seite der Schweißnaht genau
kontrolliert werden, um eine optimale Schweißfestigkeit zu erzielen. Ein
bevorzugter Weg zur Kontrolle der Menge des zum Schweißen bestimmten
Querschnitts besteht darin, die menge der an die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b abgegebenen
Ultraschallenergie zu kontrollieren. Die bevorzugte Ausführungsform umfasst
Mittel zum Messen einer Kenngröße entweder
von der Schweißverbindung
oder der Schweißanordnung
selbst, um die an die Schweißanordnung abgegebene
Energie zu kontrollieren. Solche Kenngrößen sind z.B. die vom Horn
bei seiner Verschiebung zurückgelegte
Wegstrecke, die Zeit die nach der Betätigung des Horns und des Ambosses
verstrichen ist sowie die von dem Horn auf die Segmente ausgeübte Kraft.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Veränderung
bei der Verschiebung des Horns 8 relativ zu der gespaltenen
Ambossanordnung 16 während
des Schweißvorgangs
gemessen. Die Ultraschallenergie aus der Stromquelle wird abgeschaltet,
wenn die Verschiebung, die proportional zum Volumen des geschmolzenen
Materials ist, das seinerseits proportional zu der an die überlappenden Nahtmaterialstränge 20a und 20b abgegebene
Energie ist, einen vorbestimmten Wert erreicht. In der bevorzugten
Ausführungsform
behält
das Horn 8 während
des Abkühlens
und dem Wiederverfestigungsvorgang einen vorbestimmten Druck auf
die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b bei.
Dieser Druck kann gemessen und dazu verwendet werden, die Energieabgabe
an das Schweißhorn
zu kontrollieren. In einer andern bevorzugten Ausführungsform ist
ein elektrischer Kontakt vorgesehen, der bei einer vorbestimmten
Verschiebung des Horns 8 relativ zu der gespaltenen Ambossanordnung 16 während des Schweißvorgangs
aufgebaut oder unterbrochen wird und dabei die Ultraschallenergie
bei der geeigneten Energiezufuhr ausschaltet. In einer anderen Ausführungsform
wird die nach der Betätigung
des Horns und des Ambosses verstrichene Zeit von einer Uhr gemessen
und, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, die Abgabe
von Energie an das Schweißhorn
durch Unterbrechen des von der Stromquelle kommenden elektrischen
Stromes kontrolliert. Andere Ausführungsformen umfassen die Kontrolle
der Energieabgabe direkt über
elektronische Messung und durch Kontrolle des Stroms und der Zeit.
Dieses Verfahren berücksichtigt
nicht den Verlust an Ultraschallenergie an die umgebenden Verhältnisse
(insbesondere das Vorkommen von Blut und anderer Materialien im
Schweißbereich)
sowie andere Variablen. Eine andere Ausführungsform sieht einen physikalischen
Stop vor, um die Verschiebung des Horns 8 bis zu einem
vorbestimmten Abstand zu beschränken.
Diese Ausführungsform
hat den Nachteil, dass der auf die überlappenden Nahtmaterialstränge 20a und 20b während des
Abkühlens
und des Wiederverfestigungsvorgangs ausgeübte Druck aufgehoben wird und
dadurch die Morphologie der Schweißregion und der fertigen Schweißnaht beeinträchtigt wird.
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Andere
Ambossanordnungen werden als in Geltungsbereich der vorliegenden
Erfindung liegend angesehen. Obwohl die Ambossanordnung 16 als
im Wesentlichen symmetrisch gespalten dargestellt ist, kann sie
auch asymmetrisch gespalten oder anders konstruiert sein, um die
zu verschweißenden
Segmente und mindestens einen Abschnitt der Hornanordnung teilweise
oder ganz zu umgeben.
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Wie
aus den 6a und 6c ersichtlich, sind
in einer bevorzugten Ausführungsform
Mittel zum Abschneiden der herausstehenden Stränge 22a und 22b vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
gibt es an den vorstehenden Kanten 15 und 18 angepasste
Flächen 14 und 17.
Während
des Verschweißens
verhindern die die vorstehenden Kanten 15 und 18 das
akustische Verbinden der angepassten Flächen 14 und 17 an
speziellen Stellen auf den überlappenden
Nahtmaterialsträngen 20a und 20b,
die dem Punkt entsprechen, wo die austretenden Stränge 22a und 22b an
den Rändern
der Schmelzregion mit den überlappenden
Nahtmaterialsträngen 20a und 20b verbunden
sind. Indem ein akustisches Verbinden an der vorstehenden kante 15 verhindert
wird, verbinden sich die überlappenden Nahtmaterialstränge 20a und 20b vorzugsweise
mit der gespaltenen Ambossanordnung 16, was zu einer Konzentrierung
der Energie an der Schnittstelle der vorstehenden Kante 15 und
dem Nahtmaterialstrang 20a führt. Das Ergebnis ist ein an
dieser Schnittstelle lokalisiertes Schmelzen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
reicht die Länge
der vorstehenden Kante 15 aus, um ein Schmelzen durch den
größten Teil
des Querschnitts von Strang 20a zu verursachen, so dass
er zwar immer noch an dem austretenden Strang 22a angeheftet
ist, sich aber durch ein leichtes Ziehen an dem austretenden Strang 22a vom Strang 20a trennen
lässt.
Wo die überlappenden Nahtmaterialstränge 20a und 20b vorzugsweise
in Nachbarschaft mit der vorstehenden Kante 18 mit dem
Horn 8 verbunden sind, wird der vorstehende Ablauf wiederholt,
was zu einer fast vollständigen
Abtrennung der Schnittstelle von dem überlappenden Strang 20b und
dem austretenden Strang 22b führt. In anderen bevorzugten
Ausführungsformen
bleiben die Stränge
für ein
manuelles Trimmen völlig
intakt oder es lassen die austretenden Stränge für eine weitere Gewebsannäherung,
einen Wundverschluss, eine Ligation oder Fixierung des Nahtmaterials
verwenden.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird die Vorrichtung wie in den 7a bis 7b gezeigt
betrieben. 7a zeigt eine mit einer Naht
zu schließende
Wunde 24. Eine Nadel 25 für das Nahtmaterial wird durch
jede Seite der die Wunde verlassenden austretenden Stränge 22a und 22b gezogen.
Bei geöffneter
Anordnung des gespaltenen Ambosses 16 wird Strang 22a in
Schlitzt 21 der geschlitzten Spitze 4 geschoben. 7b zeigt
die Vorrichtung 1 um 180° gedreht.
Strang 22a wird durch seine um den Umfang der Spitze 4 verlaufende
Lage daran gehindert, aus dem Schlitz 21 zu entschlüpfen. 7c zeigt
den in den Schlitz 21 geschobenen Strang 22b.
Zu diesem Zeitpunkt kann die gespaltene Ambossanordnung 16 durch
Betätigen
des Schalters 5 auf dem Griffabschnitt 2 einander
angenähert
werden, wodurch die Stränge 22a und 22b festgehalten
und die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b positioniert
werden. 7d zeigt, wie die austretenden Stränge 22a und 22b unter
Spannung gehalten werden, während
die geschlitzte Spitze 4 nahe an die Wunde 24 geschoben
wird und die Ränder
der Wunde 24 geschlossen hält. 7c zeigt
den Schweiß/Schneide-Schritt,
in welchem die überlappenden
Nahtmaterialstränge 20a und 20b miteinander
verbunden und die austretenden Stränge 22a und 22b abgeschnitten
werden. 7f zeigt die von dem Instrument
durch Öffnen
der gespaltenen Ambossanordnung 15 freigegebene fertige
Naht 27. In anderen Ausführungsformen der Vorrichtung
und des chirurgischen Verfahrens wird das Nahtmaterial dazu verwendet,
ein Gefäß einzufassen
(z.B. eine Ligation usw.), eine anatomische oder fremde Struktur
anzunähen
oder aufzuhängen
(z.B. Blasenhalsaufhängung,
Annähen
von Gittern und feinem Gewebe, Transplantation, Anastomose usw.)
oder andere Nahtformen zu erzeugen (z.B. subkutane Naht, Matrazennaht,
Anchor for Running-Naht usw.).
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Die
Erfindung lässt
sich in anderen spezifischen Formen ausführen ohne vom Geist und Umfang
der Erfindung abzuweichen. Die angegebenen Ausführungsformen sollen daher nur
der Veranschaulichung dienen und sollen die Erfindung nicht einschränken und
der Geltungsbereich der Erfindung wird eher durch die beigefügten Ansprüche als
durch die vorstehende Beschreibung definiert. Alle im Geltungsbereich
der Ansprüche
erfolgenden Abänderungen
sollen daher mit umfasst werden.