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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der chirurgischen Instrumente
und insbesondere auf fernbetätigbare
chirurgische Vorrichtungen, die in Verbindung mit Endoskopen, Gastroskopen,
Kolonoskopen und ähnlichen
länglichen
Diagnose- und Behandlungsmethoden
eingesetzt werden, welche verwendet werden, um solche fernbedienbaren
chirurgischen Vorrichtungen an chirurgische Stellen im Körper eines
Patienten zu führen.
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Hintergrund der Erfindung
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Beim
Erhalten einer Biopsie von Ösophagus- oder
anderem Organtraktgewebe über
ein in Endrichtung blickendes Endoskop, muss das distale Ende des
Endoskops zur Seite gedreht werden, um das Instrument in Richtung
der zu entnehmenden Gewebe zu richten, damit eine Biopsienadel oder -zange
korrekt ausgerichtet werden kann, wenn ein solches Instrument aus
der distalen Endöffnung
des Instrumentenlumens des Endoskops austritt. Zusätzlich liegt
das konische Bildfeld, das vom optischen Element des Endoskops bereitgestellt
wird, im Allgemeinen in der Größenordnung
von ungefähr
90° und ist
entlang der Achse des distalen Endabschnitts des Endoskops zentriert.
Dieses Vorgehen ist jedoch aufgrund der Enge des Ösophagus
häufig
schwierig. Obwohl ein seitlich blickendes Endoskop verwendet werden
kann, um eine Ösophagusbiopsie
zu erhalten, ist das Endoskop praktisch nutzlos bei der Untersuchung
des Magens, wodurch häufig
die Notwendigkeit entsteht, während
desselben chirurgischen Eingriffs sowohl ein in Endrichtung blickendes
Endoskop als auch ein seitlich blickendes Endoskop zu verwenden.
Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung, um das
Erhalten einer Ösophagusbiopsie
oder einer Biopsie eines anderen engen Organwegs über ein
in Endrichtung blickendes Endoskop zu erleichtern.
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Einige
Endoskope umfassend zwei separate Biopsiekanäle für das gleichzeitige Einführen mehrere
endoskopischer Instrumente. Zusätzlich
offenbaren die
US-Patente Nr.
5,025,778 und
4,646,722 an Silverstein
et al. die Anwendung von entfernbaren Hülsen mit expandierbaren Biopsiekanälen auf
Endoskopeinführelemente.
Solche Endoskophülsen
ermöglichen
es jedem existierenden Endoskop, mit mehreren Biopsiekanälen nachgerüstet zu
werden. Solche mehreren Biopsiekanäle können jedoch nicht ihrem vollen
Potential gerecht verwendet werden ohne die Existenz von flexiblen
endoskopischen Instrumenten mit disatlen Endabschnitten, welche
an den proximalen Enden des Instruments von einem Benutzer gedreht
oder ausgerichtet werden können. Eine
Lösung
ist es, jedes endoskopische Instrument mit seinem eigenen Satz von
Orientierungskontrollkabeln zu versehen. Obwohl diese Lösung sicherlich machbar
ist, wäre
eine weniger teure Lösung
von Vorteil.
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Eine
weitere vorgeschlagene Lösung
ist im
US-Patent Nr. 5,386,818 offenbart,
welches ein endoskopisches Instrument offenbart, das ein Endoskopeinführrohr umfasst,
welches mit einem Biopsiekanal und einem in den Biopsiekanal eingeführten länglichen
rohrförmigen
Elements versehen ist, wobei das rohrförmige Element mit einem distalen
Endabschnitt versehen ist, der eine Federvorspannung aufweist, die
dazu neigt, den distalen Endabschnitt in eine bogenförmige Gestalt
umzuformen. Das rohrförmige
Element ist auf dem Biopsiekanal in Längsrichtung gleitbar, wobei
der distale Endabschnitt alternativ an einem distalen Ende des Biopsiekanals
in einer relativ geraden Gestalt gehalten werden kann und aus dem
Biopsiekanal herausbewegt werden kann, um die bogenförmige Gestalt
anzunehmen. Ein längliches
flexibles endoskopisches Instrument ist gleitbar in das rohrförmige Instrument
eingesetzt, sodass eine Arbeitsspitze an einem distalen Ende des
Instruments nach außen
aus dem distalen Endabschnitt hervorstehen kann, wenn mindestens
ein Teil des distalen Endabschnitts des rohrförmigen Elements aus dem Biopsiekanal
ausgestoßen
wird. Solch eine Vorrichtung leidet jedoch an einer Anzahl von Nachteilen,
und zwar aufgrund des begrenzten Blickfelds am distalen Ende des
Endoskops. Da der federvorgespannte Abschnitt des rohrförmigen Elements
beginnt sich zu biegen, sobald er über die Spitze des Endoskops
hinaus verlängert
wird, lenkt das Ende des rohrförmigen
Elements das Instrument schnell an eine Stelle, die möglicherweise
außerhalb
des Blickfelds des Betrachters liegt. Bei weiterer Bewegung des
rohrförmigen
Elements in distaler Richtung von der Spitze des Endoskops weg,
dreht sich das rohrförmige
Element zu sich selbst zurück
und lenkt dabei das Instrument in eine Position, die proximal zur
Endoskopspitze und völlig
außerhalb
des Blickfelds des Betrachters liegt. Während somit das im
US-Patent Nr. 5,386,818 offenbarte
Element für
einige Eingriffe zufriedenstellend sein kann, wäre ein chirurgisches Instrument,
das vollständig
im Blickfeld des Betrachters verbleibt, wenn es senkrecht zur Achse
des Endoskops ausgerichtet wird, besonders vorteilhaft.
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Die
US 5,254,130 offenbart eine
chirurgische Vorrichtung, die ein rohrförmiges gerades Gehäuse und
ein erstes und zweites längliches
Element umfasst, die in Längsrichtung
relativ zum Gehäuse
beweglich sind. Das erste und zweite längliche Element nehmen eine
gebogene Form ein, wenn sie aus dem geraden Gehäuse zurückgezogen werden, da ein Segment
des ersten länglichen
Elements ein pseudoelastisches oder superelastisches Material umfasst.
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Darstellung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine chirurgische Vorrichtung
bereitstellen, die mit einem Endoskop, einem Gastroskop, einem Kolonoskop
oder einem anderen flexiblen oder starren länglichen Diagnostik- und/oder Behandlungswerkzeug
eingesetzt werden kann, wobei die Vorrichtung leichter an eine chirurgische
oder diagnostische Stelle im Organweg eines Patienten oder einem
anderen entfernten inneren Körperabschnitt
geleitet wird.
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Eine
weitere speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
solche Vorrichtung bereitzustellen, die kostensgünstig herzustellen und einfach
zu verwenden ist.
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Eine
verbesserte chirurgische Instrumentenanordnung umfasst gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Endoskop oder ein anderes Körpereinführrohr, das mit einem Instrumentenkanal
versehen ist, und ein mit Hülse
versehenes längliches
rohrförmiges
Element, das in den Instrumentenkanal eingesetzt ist, wie es in
Anspruch 1 spezifiziert ist. Das rohrförmige Element ist mit einem
distalen Endabschnitt versehen, der ein Paar von elastischen gekrümmten Abschnitten
aufweist, die dazu neigen, die Spitze des distalen Endabschnitts
in einer Richtung auszurichten, die von der Achse des Körpereinführrohrs
an seinem distalen Ende winkelversetzt ist. Das längliche
rohrförmige
Element ist in Längsrichtung
gleitbar in einer relativ starren geraden Hülse positioniert, welche ausreichende
mechanische Eigenschaften aufweist, um die gekrümmten Abschnitte des rohrförmigen Elements
gerade zu richten, wenn die gekrümmten
Abschnitte sich in der Hülse proximal
von dem distalen Ende der Hülse
befinden. Ein längliches
flexibles endoskopisches Instrument ist im rohrförmigen Element angebracht,
sodass eine Arbeitsspitze an einem distalen Ende des rohrförmigen Elements
platziert ist. Alternativ kann ein endoskopisches Instrument gleitbar
in einem rohrförmigen Element
untergebracht sein und kann aus dem distalen Ende des rohrförmigen Elements
nach außen hervorschiebbar
sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die relativ starre Hülse darin vorgeformte elastische
gekrümmte
Abschnitte besitzen und das rohrförmige Element/die endoskopische
Instrumentenanordnung kann in seinem/ihrem ungespannten bzw. entspannten
Zustand gerade sein. Die gekrümmten
Abschnitte der Hülse
würden
in diesem Fall ihre gekrümmten
Gestaltungen lediglich in Abwesenheit einer geraderichtenden Kraft
annehmen, die darauf von den Instrumentenkanalwänden des Endoskops ausgeübt werden.
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Ein
Verfahren zum Durchführen
von endoskopischen, gastroskopischen, kolonoskopischen oder ähnlichen
Eingriffen umfasst die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen von
einem Endoskop oder ähnlichem
mit einem Instrumentenkanal, (b) Bereitstellen eines mit Hülse versehenen
länglichen
rohrförmigen
Elements, das in den Biopsiekanal einführbar ist, wobei das rohrförmige Element
mit einem distalen Endabschnitt ausgebildet ist, das ein Paar von elastischen
gekrümmten
Abschnitten aufweist, die dazu neigen, die Spitze des distalen Endabschnitts
in einer Richtung auszurichten, die von der Achse des Körpereinführrohrs
an seinem distalen Ende winkelversetzt ist, (c) Bereitstellen eines
länglichen
flexiblen endoskopischen Instruments, das im rohrförmigen Element
angebracht ist oder gleitbar darin einführbar ist, wobei das Instrument
an einem distalen Ende eine Arbeitsspitze besitzt, (d) Einführen eines distalen
Endsegments des Einführrohrs
in einen Patienten, (e) Drücken
des mit Hülse
versehenen rohrförmigen
Elements in einer distalen Richtung, um mindestens einen Teil des
mit Hülse
versehenen distalen Endabschnitts davon aus dem Instrumentenkanal
hinaus in den Patienten auszustoßen, und (f) Vorschieben des
rohrförmigen
Elements in Bezug auf die Hülse,
während
das distale Ende des mit Hülse
versehenen rohrförmigen
Elements im Blickfeld des Benutzers gehalten wird, um dadurch selektiv
einen oder beide gekrümmte
Abschnitte des rohrförmigen Elements
dazu zu veranlassen, distal aus der Hülse ausgestoßen zu werden
und dadurch das Ende des rohrförmigen
Elements zu veranlassen, sich um einen vorbestimmten Winkel in Bezug
auf die Längsachse
des Endoskops unter Einwirkung der elastischen Vorspannkraft des
rohrförmigen
Elements zu biegen. Die nachfolgenden Schritte umfassen (g) Arbeiten
an internen Geweben des Patienten mit der Arbeitsspitze.
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Das
Verfahren umfasst weiter den Schritt des Anordnens eines Abschnitts
des mit Hülse
versehenen rohrförmigen
Elements in einem Instrumentenkanal vor dem Einführen des Endoskops oder eines ähnlichen
Körpereinführrohrs
in den Patienten. Dieser Schritt ist besonders dort nützlich,
wo der Instrumentenkanal ein permanenter Teil des Endoskops oder
Körpereinführrohrs
ist. Zusätzlich
kann das endoskopische Instrument vor der Anordnung des mit Hülse versehenen
rohrförmigen
Elements im Instrumentenkanal des Körpereinführrohrs in das rohrförmige Element
eingesetzt werden.
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Alternativ
kann das endoskopische Instrument oder ähnliches lediglich bei zumindest
teilweiser Anordnung des rohrförmigen
Elements im Instrumentenkanal des Endoskops oder einer anderen Vorrichtung
in das mit Hülse
versehene Element eingeführt
werden.
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Wo
das Endoskop oder das Körpereinführrohr flexibel
ist und mit Betätigungsmitteln
zur Steuerung der Orientierung seines distalen Endes versehen ist,
umfasst das Verfahren weiter die Schritte des Betätigens der
Betätigungsmittel,
um das distale Ende des Körpereinführrohrs
bei zumindest teilweisem Einführen
des Körpereinführrohrs
in den Patienten zu drehen, des Positionierens des distalen Endabschnitts
des rohrförmigen
Elements im gedrehten Abschnitt des Körpereinführrohrs, und des Vorschiebens
des rohrförmigen
Elements in Bezug auf die Hülse,
um dadurch das rohrförmige
Element zu veranlassen, in einer vorbestimmten Richtung orientiert zu
werden, und zwar als Ergebnis der Neigung seiner gekrümmten Abschnitte
der Biegung des distalen Endes des Körpereinführrohrs zu folgen.
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Das
Ausmaß,
zu dem das rohrförmige
Element aus der relativ starren Hülse hervorsteht, wird den Winkel
zwischen dem distalen Endabschnitt des rohrförmigen Elements und der Achse
des Endoskops oder des Körpereinführrohrs
an seinem distalen Ende bestimmen, d.h. ob einer oder beide gekrümmte Abschnitte über die
distale Spitze der Hülse
hinaus vorgeschoben werden. Um somit die Winkelorientierung des
Instruments in Bezug auf die Achse des Endoskops zu steuern, sobald
das distale Ende der Hülse
distal vom distalen Ende des Endoskops hervorsteht, steuert der
Benutzer die relativen axialen Positionen des rohrförmigen Elements
und der Hülse
unabhängig
davon, wieweit über
das distale Ende des Instrumentenkanals hinaus die Hülse vorgeschoben wird.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung können
ein längliches
rohrförmiges
Element mit mehr als zwei gekrümmten
Abschnitten umfassen, d.h. drei oder mehr solche gekrümmte Abschnitte.
Durch diese Bauweise kann der schräge Annäherungswinkel feiner gesteuert
werden, und zwar entsprechend der Anzahl der distal aus der Hülse ausgestoßenen gekrümmten Abschnitte.
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Eine
Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
erleichtert das Durchführen
von endoskopischen, gastroskopischen, kolonoskopischen und anderen ähnlichen
chirurgischen Eingriffen an Organwegen oder von chirurgischen Eingriffen
an entfernt liegenden Stellen, in dem die Führung eines chirurgischen Instruments
an eine chirurgische Stelle erleichtert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Diese
und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus den Zeichnungen
und den hierin gegebenen detaillierten Beschreibungen offensichtlich,
in welchen:
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1 eine
schematische perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Querschnittsansicht der Vorrichtung der 1 ist, genommen
entlang der Linie 2-2;
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3 eine
teilweise schematische perspektivische Seitenansicht der Ausführungsform
der 1 ist;
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4 bis 5 teilweise
Schnittansichten der Ausführungsform
der 1 bei unterschiedlichen Arbeitsschritten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind;
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6 bis 7 teilweise
Schnittansichten der Ausführungsform
der 1 bei unterschiedlichen Schritten eines chirurgischen
Eingriffs sind;
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8 eine
teilweise schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung bei
einem Schritt eines chirurgischen Eingriffs ist;
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9 eine
teilweise schematische Schnittansicht einer chirurgischen Vorrichtung
des Stands der Technik ist; und
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10 eine
teilweise schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung im
Einsatz ist; und
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11 eine
teilweise schematische Ansicht einer schematischen Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Eine
lenkbare chirurgische Vorrichtung 10 ist in 1 zu
sehen und ist von besonderem Nutzen in Verbindung mit einem Endoskop,
einem Gastroskop, einem Kolonoskop oder einem anderen länglichen flexiblen
chirurgischen Gerät.
In der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ist die Vorrichtung 10 ein Biopsiezangenwerkzeug,
obwohl jedes kleine endoskopische Instrument oder ein Instrument ähnlicher
Art gemäß dieser
Erfindung vorteilhaften Nutzen finden kann. Die lenkbare chirurgische
Vorrichtung 10 umfasst fernbetätigbare Zangenbacken 12,
die scharnierartig am distalen Ende eines mit Hülse versehenen länglichen
rohrförmigen
Elements 14 angebracht sind. Das rohrförmige Element 14 ist
an seinem proximalen Ende mit einem Instrumentensteuerungsgriff 20 verbunden.
Der Steuerungsgriff ist in jeder Hinsicht herkömmlich und ist von zahlreichen
Lieferanten kommerziell erhältlich.
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Auf
dem rohrförmigen
Element 14 ist gleitbar eine relativ starre Hülse 16 angebracht,
die eine Länge
besitzt, welche geringfügig
kürzer
als die Länge des
rohrförmigen
Elements 14 ist, deren Zweck im Folgenden weiter erläutert wird.
Die Gesamtlänge der
Vorrichtung 10 wird gemäß dem speziellen
chirurgischen Werkzeug und dem speziellen Körpereinführrohr, für das es gedacht ist, variieren.
In der vorliegend beschriebenen Ausführungsform beträgt die Gesamtlänge ungefähr 180 cm.
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Ein
Anschlussstück 17 ist
am proximalen Ende der Hülse 16 befestigt,
um einen Greif- oder Haltepunkt bereitzustellen, durch welchen die
relative axiale Position der Hülse 16 in
Bezug auf das rohrförmige
Element 14 manipuliert wird. Das Anschlussstück 17 ist
bevorzugt entfernbar, jedoch fest mit dem Steuerungsgriff 20 verbindbar,
wie z.B. durch Reibungseingriff passender Teile, durch Zusammenpassende
Verbindungsteile der Luerlockart oder durch irgendeinen anderen
bekannten Mechanismus.
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Der
Steuerungsgriff 20 umfasst Fingerringe 22, 23,
die ganzheitlich mit einem allgemein zylindrischen Gehäuse 24 geformt
sind, sowie einen axial gleitbaren Steuerungsschaft 26,
der durch das Gehäuse 24 hindurchtritt,
um die Zangenbacken 12 zu betätigen, wobei der Schaft 26 einen
Daumenring 27 an seinem proximalen Ende aufweist. Das proximale Ende
des rohrförmigen
Elements 14 ist fest mit dem distalen Abschnitt des Steuerungsschafts 26 verbunden.
Auf herkömmliche
Weise tritt ein Zug- oder Steuerungsdraht 30 (siehe 2)
durch ein mittiges Lumen 32 im rohrförmigen Element 14 hindurch
und ist an seinem distalen Ende mit den proximalen Enden der Zangenbacken 12 verbunden
und an seinem proximalen Ende mit einer Schraubenklemme 28 oder
einem anderen Befestigungsmechanismus verbunden, welcher ganzheitlich
mit dem Gehäuse 24 des
Steuerungsgriffs 20 ausgebildet ist oder anderweitig Teil
davon ist. Die Zangenbacken 12 sind wiederum scharnierartig
mit einem Zangenbackenbefestigungskörper 29 verbunden,
welcher starr mit dem Ende des rohrförmigen Elements 14 verbunden
ist.
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Durch
den eben beschriebenen Aufbau, der lediglich veranschaulichend ist,
und auf eine dem Durchschnittsfachmann äußerst wohl bekannte Weise bewirkt
die relative axiale Bewegung des Zugdrahts in Bezug auf das rohrförmige Element 14 durch
Bewegen des Daumenrings 27 proximal und distal in Bezug
auf die Fingerringe 22 bzw. 23, dass sich die
Zangenbacken 12 öffnen
und schließen.
Es wird dem Durchschnittsfachmann leicht verständlich sein, dass zahlreiche
andere Instrumentenbetätigungsmechanismen
in anderen Ausführungsformen der
Erfindung eingesetzt werden können.
Die Erfindung liegt nicht im Einsatz irgendeines bestimmten Instruments
oder Betätigungsverfahrens
begründet, sondern
betrifft stattdessen die Natur, den Aufbau und die Verwendung des
rohrförmigen
Elements 14 und der darüber
in Längsrichtung
gleitbaren Hülse 16,
wie in größerem Detail
im Folgenden erläutert wird.
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Darüber hinaus
kann der Steuerungsgriff 20 einen elektrischen Verbinder 25 oder
eine andere leitende Befestigungsvorrichtung umfassen, um chirurgisch
nützliche
elektrische Energie bereitzustellen, wie z.B. Niederspannungs- oder
Hochspannungsgleichstrom oder -wechselstrom oder Radiofrequenz-(RF-)
oder Mikrowellenenergie oder irgendeine andere therapeutische Energie,
und zwar von einer äußeren Quelle
einer solchen Energie an das spezielle chirurgische Instrument,
das am distalen Ende des rohrförmigen
Elements 14 angebracht ist. Andere solche chirurgische
Instrumente müssen
keine beweglichen Teile enthalten und würden daher nicht die spezielle
Art des oben in Zusammenhang mit der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform beschriebenen
Betätigungsgriffs
benötigen.
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In
noch weiteren Fällen
könnte
das chirurgische Instrument auch gar nicht am rohrförmigen Element 14 angebracht
sein und kann einfach in das rohrförmige Element 14 einsetzbar
sein, nachdem der distale Endabschnitt des rohrförmigen Elements 14 geeignet
durch den Benutzer der Vorrichtung positioniert wurde. Gemäß den Anforderungen
noch weiterer Ausführungsformen
können
einer oder mehrere Fluidströmungswege
mit zugehörigen
Fluidströmungssteuerungen
gemäß der Erfindung
in einem geeigneten Steuerungsgriff vorgesehen sein. Einige Beispiele
chirurgischer Instrumente, die gemäß den Prinzipien der Erfindung
aufgebaut sein können,
sind Sklerotherapienadeln, hämostatische
Sonden, elektrochirurgische Nadeln und andere Elektroden, Infusions- oder Aspirations-
oder Biopsienadeln, Greifer, Scheren und andere Schneidvorrichtungen,
Kauterisierungsschlingen oder -sonden, Laserfaseroptiken usw., und
zwar ohne Einschränkung.
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Der
rohrförmige
Abschnitt 14 kann um seine eigene Längsachse drehbar sein, wie
von den Pfeilen in 1 gezeigt ist.
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Wie
in 6 dargestellt, ist das mit Hülse versehene rohrförmige Element 14 durch
einen Instrumentenkanal eines Endoskops oder eines anderen Körpereinführrohrs 40 einsetzbar,
welches herkömmlich
ebenfalls mit einer faseroptischen Beleuchtungsquelle, einem faseroptischen
Abbildungssystem mit einer Beobachtungslinse am distalen Ende des
Einführrohrs
und irgendeinem Steuerungsmechanismus versehen ist, wie z.B. Zugkabeln
zur Steuerung der Orientierung des distalen Endes des Einführrohrs 40.
Alle mechanischen und funktionellen Details des Einführrohrs 40 sind
in dieser beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung gänzlich
herkömmlich.
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Wie
aus dem Querschnitt in 2 ersichtlich ist, ist in der äußeren relativ
starren Hülse 16 das längliche
rohrförmige
Element 14 eng untergebracht, welches in der gegenwärtig beschriebenen
Ausführungsform
eine mit Polytretrafluoroethylen (PTFE) ummantelte (Ummantelung:
Bezugsziffer 34) getemperte 302/304 Edelstahlfederdrahtspule 35 mit
einem Durchmesser von 0,0406 cm (0,016 Zoll) ist. Die Drehmomentübertragungsfähigkeit
kann der Drahtspule beispielsweise durch Verbinden (z.B. durch Punktschweißen) von
benachbarten Spulen an gegebenen Spulenintervallen verliehen werden,
beispielsweise an jeder dritten Spule oder ähnlichem. Alternativ können andere
rohrförmige
Konstruktionen eingesetzt werden, wie z.B. geflochtene Rohrkonstruktionen,
welche gute Drehmomentübertragungseigenschaften
besitzen.
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Der
Steuerungsdraht 30 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung ebenfalls
aus Edelstahl.
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Die
Hülse 16 umfasst
bevorzugt ein extrudiertes Rohr aus Polyetheretherketon (PEEK) Harz mit
einem Innendurchmesser von ungefähr
0,2057 cm (0,081 Zoll) und einer Rohrwanddicke von ungefähr 0,0127
cm (0,005 Zoll). Ein bevorzugtes PEEK-Material ist VICTREX 450P, erhältlich von
ICI Americas, Inc., aus Wilmington, Delaware. Andere geeignete Materialien
für die
Hülse 16 umfassen
TECOPLASTO® (Op-570-341-Harz,
das von Thermedics, Inc., aus Woburn, Massachusetts erhältlich ist, sowie
PEBAXO® Polyether-Amidthermoplast-Blockelastomere,
die für
Extrusionsformanwendungen geeignet sind und die von Atochem North
America, Plastics Additives Division aus Cleveland Ohio erhältlich sind.
Die Hülse 16 und
die PTFE-umantelte Spule 35,
die das rohrförmige
Element 14 bilden, besitzen solche Oberflächen-Gleiteigenschaften,
dass das rohrförmige
Element 14 relativ leicht proximal und distal in der Hülse 16 gleitet,
wobei eine relative Leichtigkeit der Gleitbewegung ein wichtiges
Merkmal der Erfindung ist.
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Mit
Bezug auf 1 und 3 bis 5 ist das
rohrförmige
Element 14 mit einer ersten proximalen Biegung 50 und
einer zweiten distalen Biegung 52 in derselben Winkelrichtung
und Ebene wie die proximale Biegung 50 dargestellt. Es
wird von den Erfindern erwartet, dass die optimalen Winkel und Positionen
dieser Biegungen 50, 52 relativ zum chirurgischen
Werkzeug gemäß den unterschiedlichen Verwendungen
des speziellen chirurgischen Elements variieren werden. Jedoch umfasst
eine vorliegend bevorzugte Ausführungsform
eine distale Biegung 52, die ungefähr 1 cm proximal von der Spitze des
chirurgischen Instruments angeordnet ist, wobei die proximale Biegung 50 ungefähr 4 cm
proximal von der distalen Biegung 52 angeordnet ist. Der
distale Biegungswinkel α liegt
bevorzugt im Bereich von ungefähr
25° bis
60°, und
der proximale Biegungswinkel β liegt
bevorzugt im Bereich von ungefähr
15° bis
45°. Das
rohrförmige
Element 14 nimmt die in 3 dargestellte
doppelt gebogene Form nur dann an, wenn sowohl die distale Biegung 52 als
auch die proximale Biegung 50 aus dem distalen Ende 55 der Hülse 16 ausgestoßen wurden.
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In
den relativen axialen Positionen der Komponenten, die in 4 gezeigt
sind, ist die distale Biegung 52 vorhanden, jedoch die
proximale Biegung 50 nicht, da das rohrförmige Element 14 durch distales
Vorschieben (in der Richtung des Pfeils) der relativ starren Hülse 16 gerade
gerichtet wurde. In vielen speziellen Anwendungen wird der Benutzer wählen, nur
die distale Biegung 52 über
das distale Ende des Endoskops hinaus zu erstrecken, während die
proximale Biegung 50 in einem gekrümmten Endabschnitt des Endoskops
gehalten wird, entweder innerhalb oder außerhalb der Hülse 16,
wie im Folgenden erläutert
wird.
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Durch
fortschreitendes distales Vorschieben der Hülse 16 über das
rohrförmige
Element 14 werden sowohl die proximale Biegung 50 als
auch die distale Biegung 52 in der Hülse 16 geradegerichtet (siehe 5).
Die physikalischen Eigenschaften der Hülse 16, nämlich dass
sie ausreichend flexibel ist, um innerhalb des gekrümmten Instrumentenkanals eines
Endoskops hindurchzutreten, jedoch ausreichend steif ist, um die
in das rohrförmige
Element 14 gelegten Biegungen gerade zu richten, ist ein
wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung.
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Es
ist zu verstehen, dass weitere Ausführungsformen der Erfindung
längliche
rohrförmige
Elemente mit mehr oder weniger als zwei Biegungen an ihren distalen
Endabschnitten umfassen können. Z.B.
können
gewisse chirurgische Werkzeuge besonders vorteilhaft unter einem
bekannten spezifischen Winkel positioniert werden. Für Anwendungen,
die den höchsten
Grad an Winkelgenauigkeit erfordern, kann eine einzelne Biegung
zwei oder mehr Biegungen vorzuziehen sein. Für gewisse andere Anwendungen
kann eine Vielzahl von separaten Biegungen dabei nützlich sein,
es dem Benutzer zu erlauben, den speziellen schrägen Annäherungswinkel innerhalb eines
weiteren Bereichs von Optionen auszuwählen, und zwar abhängig von
der Anzahl der aus dem distalen Ende der Hülse ausgestoßenen Krümmungen.
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Sich
nun der
9 zuwendend ist dort eine Vorrichtung
des Stands der Technik gezeigt, die darauf abzielt, viele derselben
Probleme zu lösen,
die von der vorliegenden Erfindung angegangen werden, wobei die
Vorrichtung detailliert im
US-Patent
Nr. 5,386,818 beschrieben ist. Jene Vorrichtung umfasst ein
rohrförmiges
Element
90 mit einem distalen Endabschnitt
94,
der mit einer Federvorspannung oder einem Formgedächtnis versehen
ist, das dazu neigt, den distalen Endabschnitt in eine bogenförmige Gestalt
umzuformen, z.B. in eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt. Der Grad der
Biegung des distalen Endabschnitts
94 des rohrförmigen Elements
90 wird dadurch
bestimmt, dass der Ausstoßgrad
des distalen Endabschnitts
94 aus dem Biopsiekanal eines Endoskops
92 gesteuert
wird. Je mehr das rohrförmige
Element
90 in distaler Richtung geschoben wird, desto größer ist
der Winkel, den eine Spitze
96 des rohrförmigen Elements
90 in
Bezug auf eine Längsachse
des Biopsiekanals aufspannt. Bei Erreichen eines erwünschten
Annäherungswinkels
wird ein längliches
flexibles endoskopisches Instrument gleitbar durch das rohrförmige Element
90 eingeführt, sodass eine
Arbeitsspitze
98 an einem distalen Ende des Instruments
aus dem distalen Endabschnitt
94 nach außen hervorsteht.
Somit dient das rohrförmige
Element
90 als Instrumentenführung zur Steuerung der Orientierung
der Arbeitsspitze
98 in Bezug auf das endoskopische Einführrohr
92.
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Wie
aus 9 ersichtlich ist, leidet die Vorrichtung des
Stands der Technik an mehreren Nachteilen im Gebrauch. Wie mit den
gestrichelten Linien 91 gezeigt ist, ist das distale Blickfeld
des Benutzers des Endoskops typischerweise von der Größenordnung
von 90° und
ist entlang der Längsachse
des Endoskops zentriert. Beim Vorschieben des vorgekrümmten rohrförmigen Führungselements 90 distal vom
Ende des Biopsiekanals des Endoskops tritt die Spitze 96 des
rohrförmigen
Elements schnell aus dem Blickfeld des Benutzers. Blosses Vorschieben des
rohrförmigen
Elements 90 weiter distal löst dieses Problem nicht, da
während
die Spitze 96 des rohrförmigen
Elements somit zurück
in das Blickfeld gelangen kann, sie nur in ihrer vollständig U-förmigen Gestalt positionierbar
ist und nicht geeignet verwendet werden kann, um die Arbeitsspitze 98 des
Instruments unter einem schrägen
Winkel zur Wand des Organwegs zuzuführen. Da des Weiteren die Krümmungswirkung
des distalen Endabschnitts 94 auftritt, sobald der Abschnitt 94 beginnt
aus dem Biopsiekanal auszutreten, kann dieses Merkmal der Vorrichtung
des Stands der Technik nur an chirurgischen Stellen nützlich sein,
die einen Zugang durch den vollen Außendurchmesser des Endoskops
erlauben.
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Mit
Bezug auf 6, 7 und 10 erlaubt
im Gegensatz dazu die verbesserte chirurgische Instrumentenanordnung
der vorliegenden Erfindung einen schrägen Annäherungswinkel an chirurgische
Stellen eines Organwegs, welche zu klein sind, um bequem mithilfe
des vollen Außendurchmessers
des Endoskops erreichbar zu sein, und wobei die Spitze des chirurgischen
Instruments stets im Blickfeld des Benutzers gehalten wird. 6 und 7 zeigen
spezielle Schritte im Diagnostik- oder Behandlungsverfahren, wie
nun erläutert
wird. Ein Endoskop oder ein Körpereinführungsrohr 40 mit
einem dort durch vorgesehenen longitudinalen Instrumentenkanal wurde
vorgesehen. Eine mit Hülse
versehenes längliches
rohrförmiges
Element 14 wurde in den Biopsie- oder Instrumentenkanal
eingeführt, wobei
die Hülse 16 distal
so vorgeschoben wurde, dass die Hülse 16 vollständig den
gesamten distalen Endabschnitt 68 des rohrförmigen Elements 14 enthält, inklusive
einer Arbeitsspitze 69, die am distalen Ende des rohrförmigen Elements
angebracht ist (siehe 6). Ein distales Endsegment
des Endoskops 14 wurde in den Ösophagus 70 eines
Patienten eingeführt.
Das mit Hülse
versehene rohrförmige
Element 14 wurde in einer distalen Richtung vorgeschoben,
um mindestens einen Teil des mit Hülse versehenen distalen Endabschnitts 68 davon
aus dem Instrumentenkanal in den Patienten auszustoßen. Während das
distale Ende des mit Hülse
versehenen rohrförmigen
Elements 14 im Blickfeld des Benutzers gehalten wird, wurde
schließlich,
wie in 7 gezeigt, das rohrförmige Element 14 distal
in Bezug auf die Hülse 16 vorgeschoben
(indem die Hülse 16 wie von
den Pfeilen 72, 73 gezeigt, proximal bewegt wurde),
wodurch beide gekrümmte
Abschnitte 50, 52 des rohrförmigen Elements 14 selektiv
veranlasst wurden, distal aus der Hülse 16 ausgestoßen zu werden und
dadurch das Ende des rohrförmigen
Elements 14 dazu zu bewegen, sich um einen vorbestimmten
Winkel in Bezug auf die Längsachse
des Endoskops unter der Wirkung der elastischen Vorspannkraft des rohrförmigen Elements
zu biegen. Nachfolgende Schritte (nicht gezeigt) umfassen das Operieren
an internen Geweben des Patienten mit der Arbeitsspitze 69.
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Verschiedene
Abwandlungen dieses Verfahrens sind möglich, wobei alle wohl innerhalb
des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Abhängig von der Art des chirurgischen
Eingriffs, des speziellen Körpereinführrohrs
und des verwendeten chirurgischen Instruments wird die Abfolge der
Schritte, mit welcher die endgültige
Operationsposition erreicht wird, stark variieren. Z.B. kann das
mit Hülse
versehene rohrförmige
Element in ein bereits positioniertes Endoskop eingeführt werden.
In einigen Fällen,
in denen das chirurgische Element entfernbar in das rohrförmige Element
einführbar
ist, wird die sequentielle Zeit oder der Schritt, zudem das Instrument
in das rohrförmige
Element eingeführt
wird, vom Benutzer gewählt.
Die Variationen sind ebenso zahlreich wie verschiedene Präferenzen
zum Durchführen
unterschiedlicher Eingriffe existieren, z.B. unter Verwendung von
Endoskopen, Bronchoskopen, Kolonoskopen, Gastroskopen, Uteroskopen,
Laparoskopen und ähnlichen.
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Wie
aus
10 ersichtlich ist, verbleibt die Arbeitsspitze
69 wohl
innerhalb des Bildfelds des Benutzers, sowohl wenn sie sich innerhalb
der Hülse
16 befindet
als auch wenn sie sich in ihrer abgewinkelten Gestalt befindet,
um sich der chirurgischen Stelle anzunähen. Mit einer geeignet langen
Vorrichtung kann das mit Hülse
versehene rohrförmige
Element
14 um einen beträchtlichen Abstand distal über das Ende
des Körpereinführrohrs
40 hinaus
verlängert werden,
bevor die Hülse
16 zurückgezogen
wird, um die Arbeitsspitze
69 abzuwinkeln. DA der Außendurchmesser
der Hülse
16 soviel
geringer ist als jener des Körpereinführrohrs
oder des Endoskops
40 (eine bevorzugte Vorrichtung gemäß der Erfindung passt
in einen Instrumentenkanal der Größe 5 French), kann der Benutzer
die Arbeitsspitze
96 an chirurgische Stellen führen, welche
ansonsten für
ein Endoskop oder für
die im
US-Patent Nr. 5,386,818 beschriebene
und dargestellte Vorrichtung des Stands der Technik unzugänglich wären.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist die Fähigkeit, die dem Benutzer des
Endoskops zur Verfügung
gestellt wird, die Ebene der proximalen Biegung 50 und
der distalen Biegung 52 in einer erwünschten Winkelposition um die
Längsachse
eines lenkbaren und ablenkbaren (biegbaren) Endoskops oder einer ähnlichen
Vorrichtung zu positionieren, welche einen steuerbaren, ablenkbaren
(biegbaren) Endabschnitt aufweist. In solch einem Endoskop 80, wie
es in 8 dargestellt ist, kann sein distaler Endabschnitt 82 gelenkt
oder abgelenkt werden, um um eine Ecke 83 oder Biegung
in der inneren Anatomie des Patienten herum zu navigieren, wie es
herkömmlich
getan wird. Bei Erzielen der dargestellten Gestalt des Endoskops 80 kann
der Benutzer dann die Hülse 84 proximal
vom distalen Endabschnitt 86 des rohrförmigen Elements 87 zurückziehen,
um so die distale Biegung 88 und die proximale Biegung 89 darin
zu enthüllen.
Die Federkräfte
im rohrförmigen
Element 87 als Ergebnis der darin enthaltenen Biegungen 88, 89,
gekoppelt mit den Gleiteigenschaften der PTFE-Ummantelung, erlauben
es der Vorrichtung, sich um ihre eigene Achse zur am meisten entspannten
Winkelorientierung zu drehen, in welcher die Ebene der Biegungen 88, 89 mit
der Ebene des gekrümmten
distalen Endabschnitts 82 des Endoskops zusammenfällt, wobei
die planare Orientierung dem Benutzer bekannt ist. Die Arbeitsspitze 85 kann
dann distal vorgeschoben und aus dem Instrumentenkanal ausgestoßen werden,
oder alternativ, sobald eine geeignete Winkelorientierung erreicht
ist, kann der distale Endabschnitt 86 des rohrförmigen Elements
wieder mit der Hülse
versehen werden und an eine chirurgische Stelle im Blickfeld des
Benutzers im mit Hülse
versehenen Zustand vorgeschoben werden. In einer Situation, in der
die chirurgische Stelle sich in der Nähe des distalen Endes des Endoskops
befindet, kann der Benutzer einfach den distalen Endabschnitt 86 lediglich
soweit vorstrecken, dass die distale Biegung 88 aus dem
Instrumentenkanal ausgestoßen wird,
während
die proximale Biegung 89 im gekrümmten Endabschnitt des Endoskops
gehalten wird. Solch ein Einsatz stellt den Benutzer auch eine rotationale
Winkelsteuerung und eine Vorhersagbarkeit der Richtung der Arbeitsspitze
zur Verfügung.
Au diese Weise wird eine zusätzliche
Steuerung über
die Position des distalen Endes der chirurgischen Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung erzielt.
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Mit
abschließendem
Bezug auf 11 ist eine alternative Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht und wird nun beschrieben. In dieser Ausführungsform,
welche für
gewisse chirurgische Eingriffe besonders vorteilhaft sein kann,
ist mindestens eine abgewinkelte Biegung in einem distalen Endabschnitt
der Hülse
selbst ausgebildet, wobei das flexible rohrförmige Element, das die Arbeitsspitze oder
ein anderes chirurgisches Instrument trägt, oder an die chirurgische
Stelle hinführt,
in Abwesenheit von äußeren Kräften im
Allgemeinen gerade ist. Die gegenwärtig bevorzugte Version dieser
Ausführungsform
umfasst zwei Biegungen. Die Hülse
wird in einem allgemein gerade gerichteten Zustand gehalten, während sie
sich innerhalb des Instrumentenkanals des Endoskops oder eines ähnlichen
Körpereinführrohrs
befindet, und zwar durch die geradrichtenden Kräfte, die darauf von den Wänden des
Instrumentenkanals ausgeübt
werden. Bei weiterem distalem Vorschieben der Hülse im Instrumentenkanal des
Endoskops und über
das distale Ende des Endoskops hinaus, wird die Hülse selektiv
entweder ihre einfach gebogene oder doppelt gebogene Gestalt annehmen,
abhängig
davon, wieweit aus dem Instrumentenkanal die Hülse vorgeschoben wird. Bei
Positionierung des distalen Endes der Hülse seitens des Benutzers in
der erwünschten
Position und unter dem erwünschten
schrägen
Annährungswinkel
an die chirurgische Stelle kann das gleitbar untergebrachte rohrförmige Element
distal in Bezug auf die Hülse vorgeschoben
werden, um die Arbeitsspitze darauf oder darin an die Stelle vorzuschieben.
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Wie
es für
die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der Fall war, kann die Hülse
der 11 so positioniert werden, dass die proximale
Biegung in einem gekrümmten
Endabschnitt des Endoskops oder eines ähnlichen Körpereinführrohrs positioniert ist, mit
der Wirkung, dass die proximale Biegung der Krümmung des distalen Endabschnitts
des Endoskops folgen möchte.
Auf diese Weise wird die distale Biegung der Hülse vorhersagbar in einer Richtung orientiert,
welche vom Benutzer steuerbar ist. Es ist zu verstehen, dass die
hier im Zuge eines Beispiels dargestellten Zeichnungen und Beschreibungen
bevorzugt sind, um das Verständnis
der Erfindung zu erleichtern, und dass sie nicht als deren Schutzbereich
einschränkend
auszulegen sind.
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Während die
Erfindung spezifisch mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass
verschiedene Änderungen
an der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen.