RU2796105C1

RU2796105C1 - Device for minimally invasive surgical intervention

Info

Publication number: RU2796105C1
Application number: RU2021134100A
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Кайгородов; Александр Павлович Болштянский; Александр Александрович Шапошков
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2023-05-17

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: invention relates to a device for performing minimally invasive surgical intervention during operations using a laparoscopic instrument. A device for minimally invasive surgical intervention to remove affected tissues, neoplasms or outgrowths consists of a rod passing through a pipeline, at one end of which a cutting tool is fixed, and at the other, a device for controlling this tool. The tool control device is made in the form of a rotation electric motor. The cutting tool is made in the form of a screw with cutting edges and the possibility of rotation in the pipeline. The end of the rod attached to the rotation motor is connected to a vacuum pump.

EFFECT: use of the invention provides a reduction in the time of the operation and the amount of bleeding by increasing the productivity of the surgeon through the use of a mechanized surgical device.

4 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области хирургической медицины, а именно – к технологии и инструменту для проведения малоинвазивного хирургического вмешательства при проведении операций с использованием лапароскопического инструмента.The invention relates to the field of surgical medicine, namely, to a technology and instrument for performing minimally invasive surgical intervention during operations using a laparoscopic instrument.

Широко известны устройства для осуществления малоинвазивного хирургического вмешательства, например, для удаления пораженных тканей, новообразований или наростов, состоящее из стержня, на одном конце которого закреплен режущий инструмент, а на другом конце - устройство для управления этим инструментом (см., например, «Лапароскопические инструменты и оборудование. Каталог продукции. Хирургические технологии Aesculap. Эндоскопия». Изд-во ООО «Б. Браун Медикал», С. Петербург; а также В.Н. Степанов, З.А. Кадыров. Атлас лапароскопических операций в урологии. - М.: Изд-во «Миклош», 2001, - 120 с., рис. 27-32 на стр. 14-16).Devices for minimally invasive surgical intervention are widely known, for example, for removing affected tissues, neoplasms or growths, consisting of a rod, at one end of which a cutting instrument is fixed, and at the other end - a device for controlling this instrument (see, for example, "Laparoscopic Instruments and equipment Product catalog Surgical technologies Aesculap Endoscopy Publishing house OOO B. Braun Medical, St. Petersburg, as well as V. N. Stepanov, Z. A. Kadyrov Atlas of laparoscopic operations in urology - M .: Publishing house "Miklosh", 2001, - 120 p., Fig. 27-32 on p. 14-16).

Недостатком известных инструментов является необходимость отдельного иссечения пораженной ткани, захвата отделенных фрагментов и удаление их из зоны хирургического вмешательства. Это обстоятельство замедляет темп проведения операции, требует от хирурга высокоточных действий и периодического введения отдельного инструмента для удаления пораженных тканей, что увеличивает время проведения операции и нахождения пациента под наркозом, увеличивает объем кровотечения. Кроме того, при нахождении поврежденных тканей внутри какого-либо органа, хирург зачастую вынужден удалять и вышележащие слои этого органа, что снижает медицинский эффект от операции, увеличивает время проведения операции и объем кровотечения.The disadvantage of the known tools is the need for a separate excision of the affected tissue, the capture of the separated fragments and their removal from the area of surgical intervention. This circumstance slows down the pace of the operation, requires the surgeon to perform highly precise actions and periodically introduce a separate instrument to remove the affected tissues, which increases the time of the operation and the patient's stay under anesthesia, and increases the amount of bleeding. In addition, when damaged tissues are found inside an organ, the surgeon is often forced to remove the overlying layers of this organ, which reduces the medical effect of the operation, increases the time of the operation and the amount of bleeding.

Технической задачей изобретения является сокращение времени проведения операции и объема кровотечения путем увеличения производительности работы хирурга за счет использования механизированного хирургического инструмента.The technical objective of the invention is to reduce the time of the operation and the amount of bleeding by increasing the productivity of the surgeon through the use of a mechanized surgical instrument.

Эта задача решается тем, что устройство для малоинвазивного хирургического вмешательства, состоящее из стержня, проходящего через трубопровод, на одном конце которого закреплен режущий инструмент, а на другом конце - устройство для управления этим инструментом, согласно изобретению, устройство для управления инструментом выполнено в виде электродвигателя вращения, а режущий инструмент выполнен в виде винтового шнека с режущими кромками и возможностью вращения в этом трубопроводе. При этом конец стержня, соединенного с двигателем вращения, может быть подключен к вакуум-насосу, часть стержня может быть изготовлена из гибкого троса, стержень может быть установлен в трубопроводе с применением промежуточных опор, вдоль стержня могут быть установлены дополнительные проталкивающие шнеки, а трубопровод, в котором размещен стержень со шнеком, может иметь имеет боковое отверстие в зоне действия шнека и заглушенный торец со стороны торца шнека.This problem is solved by the fact that a device for minimally invasive surgical intervention, consisting of a rod passing through a pipeline, at one end of which a cutting tool is fixed, and at the other end - a device for controlling this tool, according to the invention, the device for controlling the tool is made in the form of an electric motor rotation, and the cutting tool is made in the form of a screw screw with cutting edges and the possibility of rotation in this pipeline. In this case, the end of the rod connected to the rotation motor can be connected to a vacuum pump, part of the rod can be made of a flexible cable, the rod can be installed in the pipeline using intermediate supports, additional pushing screws can be installed along the rod, and the pipeline, in which the rod with the auger is placed, may have a side hole in the auger action zone and a plugged end on the side of the auger end.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема устройства для удаления пораженной ткани, расположенной в теле пациента. В качестве пораженной ткани может быть новообразование, например доброкачественная или злокачественная опухоль, флегмона, фиброз, аденома, абсцесс, гангрена и др.In FIG. 1 shows a diagram of a device for removing diseased tissue located in the patient's body. The affected tissue may be a neoplasm, such as a benign or malignant tumor, phlegmon, fibrosis, adenoma, abscess, gangrene, etc.

На фиг. 2 показана укрупненная схема работы режущей части устройства.In FIG. 2 shows an enlarged diagram of the operation of the cutting part of the device.

На фиг. 3 показан участок трубки с тросом, на котором установлены промежуточные опоры, выполненные в виде участков проталкивающего шнека.In FIG. 3 shows a section of a tube with a cable, on which intermediate supports are installed, made in the form of sections of a pushing screw.

На фиг. 4 и 5 показан режущий конец устройства с боковым отверстием и заглушенным торцом, которое может быть использовано, например, при удалении наростов в крупных сосудах, протоках, кишечнике, пищеводе.In FIG. 4 and 5 show the cutting end of the device with a side hole and a plugged end, which can be used, for example, when removing growths in large vessels, ducts, intestines, esophagus.

На фиг. 6 - 9 показана работа такого устройства при удалении, например, аденоматозного полипа в толстой кишке или атеросклеротической бляшки в крупном кровеносном сосуде.In FIG. 6-9 show the operation of such a device when removing, for example, an adenomatous polyp in the colon or an atherosclerotic plaque in a large blood vessel.

На фиг. 10 – 14 показан процесс удаления нароста в виде мозоли на пятке стопы In FIG. 10 - 14 shows the process of removing a build-up in the form of a callus on the heel of the foot

Устройство (фиг. 1 и 2) состоит из стержня 1, часть которого 2 выполнена гибкой (например, в виде троса), и на одном конце которого закреплен режущий инструмент, выполненный в виде одно- или многозаходного винтового шнека 3, а на другом конце – устройство 4 для управления этим инструментом. Шнек 3 имеет режущие кромки на рабочем торце 5, а стержень 1 с частью 2 размещен в трубопроводе 6, внутренний диаметр которого близок к наружному диаметру шнека 3, с возможностью вращения шнека в трубопроводе. Стержень 1 противоположным шнеку 3 концом соединен с двигателем вращения 7, входящим в состав устройства 4.The device (Fig. 1 and 2) consists of a rod 1, part of which 2 is made flexible (for example, in the form of a cable), and at one end of which a cutting tool is fixed, made in the form of a single or multi-thread screw screw 3, and at the other end – device 4 to control this instrument. The screw 3 has cutting edges on the working end 5, and the rod 1 with part 2 is placed in the pipeline 6, the inner diameter of which is close to the outer diameter of the screw 3, with the possibility of rotation of the screw in the pipeline. The rod 1 opposite to the screw 3 end is connected to the rotation motor 7, which is part of the device 4.

Двигатель 7 питается от источника 8 электрического тока через выключатель 9 и имеет на своем валу отражатель 10. Корпус устройства 4 герметичен и соединен шлангом 11 с вакуум-насосом 12. На шлаге 12 установлен электромагнитный клапан 13, который включается выключателем 14. Корпус устройства 4 имеет съемную крышку 15 для извлечения кусочков отсеченной ткани 16 и воздухопроницаемую перегородку 17.The motor 7 is powered by a source 8 of electric current through a switch 9 and has a reflector 10 on its shaft. The body of the device 4 is sealed and connected by a hose 11 to a vacuum pump 12. A solenoid valve 13 is installed on the hose 12, which is turned on by a switch 14. The body of the device 4 has a removable cover 15 for extracting pieces of cut-off tissue 16 and a breathable partition 17.

Трубопровод 6 с шнеком 3 введен через кожный покров 18 и подкожную ткань 19 к пораженному участку 20 внутреннего органа 21, находящегося, например, в брюшной полости 22. The pipeline 6 with the screw 3 is inserted through the skin 18 and subcutaneous tissue 19 to the affected area 20 of the internal organ 21, located, for example, in the abdominal cavity 22.

На фиг. 3 показан участок трубопровода, в котором часть 2 стержня 1, выполненного гибким, установлена в трубопроводе 6 с применением промежуточных опор 23, которые закреплены на стержне 2, опираются при вращении на внутренние стенки трубопровода 6 и снабжены лопастями 24, проталкивающими кусочки ткани при вращении стержня 2 вместе с опорами 23 через отверстия 25.In FIG. 3 shows a section of the pipeline, in which part 2 of the flexible rod 1 is installed in the pipeline 6 using intermediate supports 23, which are fixed on the rod 2, rotate on the inner walls of the pipeline 6 and are equipped with blades 24, pushing pieces of tissue when the rod rotates 2 together with supports 23 through holes 25.

На фиг. 4 и 5 показан наконечник 26 трубопровода 6, в котором размещен шнек 3 (показан условно штриховой линией), и который имеет боковое отверстие 27 в зоне действия шнека 3 и заглушенный торец 28 со стороны торца шнека 3.In FIG. 4 and 5 shows the tip 26 of the pipeline 6, in which the screw 3 is located (shown conventionally by a dashed line), and which has a side hole 27 in the area of action of the screw 3 and a plugged end 28 on the side of the end of the screw 3.

На фиг. 6 – 10 дополнительно введены следующие обозначения: 30 - боковая режущая кромка шнека 3, стенка крупного кровеносного сосуда 31, пищевода или кишечника, атеросклеротическая бляшка или полип 32, кусочки 33 бляшки или полипа 32, срезанные шнеком 3.In FIG. 6 - 10 additionally introduced the following designations: 30 - side cutting edge of the auger 3, wall of a large blood vessel 31, esophagus or intestines, atherosclerotic plaque or polyp 32, pieces 33 of a plaque or polyp 32, cut off by auger 3.

На фиг. 10 – 14 дополнительно введены следующие обозначения: стопа ноги 40, пяточная мозоль 41, срезанные кусочки мозоли 42.In FIG. 10–14, the following designations are additionally introduced: foot 40, calcaneal callus 41, cut pieces of callus 42.

Работа устройства производится следующим образом. The operation of the device is as follows.

Например, при операции в брюшной полости, после проведения предварительных процедур (наполнение брюшной полости углекислым газом, введение оптического телескопа и обзор операционной области, введение поддерживающего инструмента) рассекается кожа, в нужном направлении делается прокол, через который вводится трубопровод 6 со шнеком 3, при этом трубопровод 6 выполняет функцию троакара. For example, during an operation in the abdominal cavity, after carrying out preliminary procedures (filling the abdominal cavity with carbon dioxide, inserting an optical telescope and reviewing the operating area, inserting a supporting instrument), the skin is dissected, a puncture is made in the right direction, through which the pipeline 6 with the screw 3 is inserted, with this pipeline 6 performs the function of a trocar.

Далее трубопровод подводится к пораженному участку 20 внутреннего органа 21 и упирается в него. После этого выключателем 14 включается клапан 13, и на торце трубопровода 6 в зоне шнека 3 образуется разрежение, под действием которого поверхность поврежденного участка 20 «всасывается» вовнутрь трубопровода 6. Затем выключателем 9 включается двигатель 7, который через стержень 1 и трос 2 вращает шнек 3, который своими режущими кромками на торце 5 разрушает участок 20 и проталкивает кусочки отрезанной ткани участка 20 вовнутрь трубопровода 2.Next, the pipeline is brought to the affected area 20 of the internal organ 21 and abuts against it. After that, the switch 14 turns on the valve 13, and a vacuum is formed at the end of the pipeline 6 in the area of the screw 3, under the action of which the surface of the damaged area 20 is "sucked" into the pipeline 6. Then the switch 9 turns on the engine 7, which rotates the screw through the rod 1 and the cable 2 3, which, with its cutting edges at the end 5, destroys section 20 and pushes pieces of the cut tissue of section 20 into the pipeline 2.

Периодически включая и выключая клапан 13, и постепенно проталкивая шнек 3 в нужном направлении, производят удаление пораженного участка, после чего извлекают трубопровод 6 вместе со шнеком 3, и при необходимости накладывают швы.Periodically turning on and off the valve 13, and gradually pushing the screw 3 in the right direction, the affected area is removed, after which the pipeline 6 is removed along with the screw 3, and, if necessary, sutures are applied.

В том случае, когда для проведения операции необходим длинный трубопровод 6, во избежание «перекручивания» стержня 1 и его части 2 вследствие потери устойчивости, необходимо использовать трубопровод 6 с промежуточными опорами 23, снабженными лопастями 24 (фиг. 3), которые образуют дополнительные шнеки. Эти шнеки проталкивают кусочки отделенной ткани по трубопроводу 6 в полость устройства 4. Там эти кусочки попадают на торцовую поверхность вращающегося отражателя 10, отбрасываются на периферию центробежными силами, и под действием гравитационных сил опускаются по стенкам устройства 4 вниз, попадая в полость пробки 15, откуда они извлекаются после окончания операции. Воздухопроницаемая перегородка 17 не позволяет кусочкам отделенной ткани проникнуть в шланг 11. In the event that a long pipeline 6 is required for the operation, in order to avoid "twisting" of the rod 1 and its part 2 due to loss of stability, it is necessary to use the pipeline 6 with intermediate supports 23 equipped with blades 24 (Fig. 3), which form additional screws . These screws push the pieces of the separated tissue through the pipeline 6 into the cavity of the device 4. There, these pieces fall on the end surface of the rotating reflector 10, are thrown to the periphery by centrifugal forces, and under the action of gravitational forces fall down the walls of the device 4, falling into the cavity of the plug 15, from where they are retrieved after the end of the operation. The air-permeable partition 17 does not allow pieces of the separated tissue to penetrate into the hose 11.

Для проведения различных операций шнек 3 может быть изготовлен с различной геометрией режущей части и из разных по твердости материалов. To carry out various operations, the screw 3 can be made with different geometry of the cutting part and from materials of different hardness.

Так, например, для разрушения и удаления крупных камней из почек режущая поверхность шнека может иметь зубцы, а сам шнек может быть изготовлен из таких твердых материалов, как быстрорежущая сталь Р9 или Р18, или из твердых спеченных сплавов титанокобальтовой титановольфрамовой группы типа Т5К10, Т15К6, ВК6 и др., которые используются, в частности, для разрушения горных пород.So, for example, for the destruction and removal of large stones from the kidneys, the cutting surface of the screw can have teeth, and the screw itself can be made of hard materials such as high-speed steel P9 or P18, or from hard sintered alloys of the titanium-cobalt titanium-tungsten group of the T5K10, T15K6 type, VK6 and others, which are used, in particular, for the destruction of rocks.

В качестве пораженных тканей могут быть опухоли различного происхождения, флегмона, фиброз, аденома, абсцесс, гангрена, камни в почках и протоках и др., которыми поражены различные внутренние органы – печень, легкие, почки, железы и т.д.Tumors of various origins, phlegmon, fibrosis, adenoma, abscess, gangrene, stones in the kidneys and ducts, etc., which affect various internal organs - the liver, lungs, kidneys, glands, etc., can be affected tissues.

Конструкция, изображенная на фиг. 4 и 5 предназначена для удаления новообразований различного типа в крупных сосудах, пищеводе, кишечнике. Технология ее применения включает проталкивание трубопровода 6 со шнеком 3 (фиг. 6) через просвет, например, толстого кишечника 31, до того положения, при котором отверстие 27 окажется напротив новообразования. Далее через клапан 13 подключается вакуум (фиг. 7), новообразование вдавливается в шнек 3, который имеет острые кромки по винтовой поверхности, и включается двигатель 7. Шнек срезает новообразование и проталкивает кусочки отделенной ткани в трубопровод 6 (фиг. 8). После окончания удаления вакуум выключается, и устройство извлекается из кишечника.The structure shown in Fig. 4 and 5 is designed to remove neoplasms of various types in large vessels, the esophagus, and the intestines. The technology of its application includes pushing the pipeline 6 with the screw 3 (Fig. 6) through the lumen, for example, of the large intestine 31, to the position at which the hole 27 is opposite the neoplasm. Then a vacuum is connected through the valve 13 (Fig. 7), the neoplasm is pressed into the screw 3, which has sharp edges along the helical surface, and the engine 7 is turned on. The screw cuts off the neoplasm and pushes the pieces of the separated tissue into the pipeline 6 (Fig. 8). After removal is complete, the vacuum is turned off and the device is removed from the bowel.

Для удаления различных новообразований с поверхности кожи (наростов в виде мозолей, родинок и др.), трубопровод 6 со шнеком 3 торцом прижимают к месту обработки (например, мозоли 41 на стопе 40, фиг. 10), включают вакуум (фиг. 11) и затем двигатель 7 (фиг. 12), после чего перемещают торец трубопровода 6 по обрабатываемой поверхности (фиг. 13 и 14) до тех пор, пока мозоль 41 не будет удалена с поверхности кожи. To remove various neoplasms from the skin surface (growths in the form of corns, moles, etc.), the pipeline 6 with the screw 3 is pressed against the treatment site (for example, corns 41 on the foot 40, Fig. 10), a vacuum is turned on (Fig. 11) and then the engine 7 (Fig. 12), after which the end of the pipeline 6 is moved along the treated surface (Fig. 13 and 14) until the callus 41 is removed from the skin surface.

Шнек 3 во всех случаях может быть как однозаходным, так и многозаходным. Однозаходный или двухзаходный шнеки рекомендуется использовать для работы с мягкими тканями, когда есть возможность срезать за один оборот шнека сравнительно большие фрагменты удаляемой ткани. В том случае, когда удаляемая ткань имеет сравнительно большую твердость и прочность (например, камни различного состава), рекомендуется использовать многозаходные шнеки.Screw 3 in all cases can be either single or multiple. It is recommended to use a single or double-thread auger for working with soft tissues, when it is possible to cut relatively large fragments of the tissue to be removed in one revolution of the auger. In the case when the removed tissue has a relatively high hardness and strength (for example, stones of various compositions), it is recommended to use multiple screws.

Предлагаемое устройство при проведении лапароскопических операций делает ненужной длительную процедуру ручного извлечения отделенных частей ткани из тела пациента, обладает более высокой производительностью отделения пораженной ткани и наростов, что сокращает время проведения операции, снижает кровопотерю, в связи с чем следует считать, что техническая задача полностью выполнена.The proposed device during laparoscopic operations makes unnecessary the lengthy procedure of manually extracting the separated parts of the tissue from the patient's body, has a higher productivity of the separation of the affected tissue and growths, which reduces the time of the operation, reduces blood loss, and therefore it should be considered that the technical task is fully completed .

Claims

1. A device for minimally invasive surgical intervention for the purpose of removing affected tissues, neoplasms or growths, consisting of a rod passing through a pipeline, at one end of which a cutting tool is fixed, and at the other - a device for controlling this tool, characterized in that the device for controlling the tool is made in the form of a rotation motor, and the cutting tool is made in the form of a screw screw with cutting edges and the possibility of rotation in the pipeline, and the end of the rod connected to the rotation motor is connected to a vacuum pump.

2. The device according to claim. 1, characterized in that part of the rod or the entire rod is made of a flexible cable.

3. The device according to claim 1, characterized in that the rod is installed in the pipeline using intermediate supports.

4. The device according to claim 1, characterized in that additional pushing screws are installed along the rod.

5. The device according to claim 1, characterized in that the pipeline, in which the rod with the screw is placed, has a side opening in the screw action zone and a plugged end on the side of the screw end.