DE60000793T2 - Spitze für chirurgisches handstück - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der minimalinvasiven Chirurgie, wie die Bandscheiben- und Katarakt-Chirurgie, und insbesondere ein Handstück zum Ausführen der Verflüssigungstechnik.
• Das menschliche Auge arbeitet, auf einfachste Weise ausgedrückt, so, daß es das Sehen ermöglicht, indem es Licht durch einen klaren äußeren Teil, der sogenannten Hornhaut, hindurchläßt und das Bild mittels der Linse auf die Netzhaut fokussiert. Die Qualität des fokussierten Bildes hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Größe und Form des Auges und der Lichtdurchlässigkeit der Hornhaut und der Linse.
• Wenn Alter oder Krankheit bewirken, daß die Linse weniger lichtdurchlässig wird, verschlechtert sich das Sehvermögen wegen der verringerten Lichtmenge, die zur Netzhaut durchgelassen werden kann. Diese Unzulänglichkeit der Augenlinse ist medizinisch als Katarakt bekannt. Eine akzeptierte Behandlung für diesen Zustand ist die chirurgische Entfernung der Linse und der Ersatz der Linsenfunktion durch eine künstliche intraokulare Linse (IOL).
• In den Vereinigten Staaten wird die Mehrzahl der kataraktösen Linsen durch eine chirurgische Technik, der sogenannten Phacoemulsifikation, entfernt. Während dieser Prozedur wird eine dünne Phacoemulsifikationsschneidspitze in die erkrankte Linse eingeführt und in Ultraschallschwingungen versetzt. Die schwingende Schneidspitze verflüssigt oder emulgiert die Linse, so daß die Linse aus dem Auge abgesaugt werden kann. Nachdem die erkrankte Linse entfernt ist, wird sie durch eine künstliche Linse ersetzt.
• Kürzlich wurde eine neue Technik der Gewebeentfernung entwickelt, bei der die Einspritzung von heißem (etwa 45ºC bis 105ºC) Wasser oder einer Salzlösung verwendet wird, um Gewebe, wie die harten Linsenkerne, zu verflüssigen oder in einen Gelzustand zu versetzen, wodurch es ermöglicht wird, das verflüssigte Gewebe abzusaugen. Das Absaugen wird durch die Einspritzung der erwärmten Lösung und die Einspritzung einer relativ kühlen Lösung, wodurch die erwärmte Lösung schnell abgekühlt und entfernt wird, durchgeführt. Eine Anwen dung dieser Technik wird ausführlicher in dem US-Patent Nr. 5 616 120 (Andrew, et al.) beschrieben. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Vorrichtung erwärmt die Lösung jedoch getrennt von dem chirurgischen Handstück. Die Temperatursteuerung der erwärmten Lösung kann schwierig sein, weil die Fluidschläuche, welche das Handstück versorgen, typischerweise bis zu 2 m lang sind und die erwärmte Lösung beträchtlich abkühlen kann, während sie sich entlang der Schläuche bewegt.
• Die Benutzung von elektrochirurgischen Handstücken zum Entfernen von Gewebe ist bekannt. Beispielsweise beschreibt das US-Patent Nr. 5 009 656 (Reimels) ein elektrochirurgisches Handstück mit einer inneren Elektrode und einer äußeren Röhre, die durch einen Isolator getrennt sind. Zwischen der inneren Elektrode und der äußeren Röhre fließt ein Strom, um eine Funkenentladung hervorzurufen, die zum Schneiden des Gewebes verwendet wird. Bei dieser Vorrichtung wird absichtlich einen Luftspalt zwischen den Elektroden erzeugt, um die Funkenentladung zu ermöglichen, und es wird kein erwärmtes Fluid, wie das Schneidemedium, verwendet.
• Somit besteht weiterhin ein Bedürfnis für ein chirurgisches Handstück, das intern die Lösung erwärmen kann und Wellen oder Pulse mit hohem Druck und hoher Anstiegsrate erzeugen kann, um die Verflüssigungstechnik auszuführen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung verbessert den Stand der Technik, indem sie ein chirurgisches Handstück zur Verfügung stellt, das eine Spitze mit wenigstens zwei coaxial beabstandeten, elektrisch leitenden Röhren gemäß den nachfolgenden Ansprüchen besitzt. Die Röhren sind durch einen elektrischen Isolator getrennt. Das Innere der Innenröhre wird zum Absaugen von verflüssigtem Gewebe verwendet. Der distale Abschnitt der Innenröhre endet etwas innerhalb der äußeren Röhre, so daß ein Siedebereich gebildet wird. Zwischen der inneren und der äußeren Röhre wird ein elektrischer Strom durchgeleitet, um schnell jedes chirurgische Fluid in dem Siedebereich zum Sieden zu bringen. Das siedende Fluid dehnt sich schnell aus dem Ring zwischen den Röhrenenden aus und drückt heißes Fluid in Kontakt mit zum Zielgewebe, wodurch das Gewebe verflüssigt wird und ein Absaugen des Gewebes ermöglicht wird.
• Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein chirurgisches Handstück mit einer Spitze mit wenigstens zwei Röhren zur Verfügung zu stellen.
• Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handstück zur Verfügung zu stellen, um das Verflüssigungsverfahren zum Gewebeentfernen auszuführen.
• Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Handstück zur Verfügung zu stellen, um eine Bandscheibenoperation auszuführen.
• Diese und andere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer Spitze, die bei dem Handstück der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
• Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines ersten Steuersystems, das bei dem chirurgischen Handstück der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.
• Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Spitze, die bei dem Handstück der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.
• Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Handstücks und einer Steuerkonsole, die bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.
• Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines zweiten Steuersystems, das bei dem chirurgischen Handstück der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, und welches abgesehen von dem Zusatz eines Steuerventils in der Absaugleitung ähnlich zu dem Steuersystem ist, das in Fig. 2 dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Wie man am besten in den Fig. 1 und 4 sieht, umfaßt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spitze 10, die bei dem Handstück 9 benutzt wird, allgemein eine innere Röhre 12 und eine äußere Röhre 14, die durch einen Isolator 16 getrennt sind. Die innere Röhre 12 besitzt einen Innendurchmesser D&sub1; zwischen 0,24 mm (0,010 Zoll) und 1,21 mm (0,050 Zoll), wobei 0,72 mm (0,030 Zoll) bevorzugt sind, und einen Außendurchmesser zwischen 0,36 mm (0,015 Zoll) und 1,45 mm (0,060 Zoll), wobei 0,87 mm (0,036 Zoll) bevorzugt sind. Die äußere Röhre 14 besitzt einen Außendurchmesser D&sub2; zwischen 0,60 mm (0,025 Zoll) und 1,81 mm (0,075 Zoll), wobei 1,09 mm (0,045 Zoll) bevorzugt sind. Die innere Röhre 12 und die äußere Röhre 14 können aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein, wie beispielsweise eine Röhre aus rostfreiem Stahl oder Titan. Der Isolator 16 kann aus irgendeinem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt sein, das gegen hohe Temperaturen resistent ist, wie beispielsweise Polyimid, Silikon oder Keramik. Der Isolator 16 kann irgendeine geeignete Dicke annehmen, wobei jedoch ein Wert zwischen 0,024 mm (0,001 Zoll) und 0,072 mm (0,003 Zoll) bevorzugt und 0,048 mm (0,002 Zoll) besonders bevorzugt ist.
• Die äußere Röhre 14 erstreckt sich distal über die innere Röhre 12 um einen Abstand L&sub1; hinaus, der zwischen 0,24 mm (0,010 Zoll) und 0,72 mm (0,030 Zoll) liegt, wobei 0,48 mm (0,020 Zoll) bevorzugt sind. Der Isolator 16 kann bündig mit der inneren Röhre 12 abschließen oder kann sich distal über die innere Röhre 12 um einen Abstand L&sub1; hinaus erstrecken, der zwischen 0,0 mm (0,00 Zoll) und 0,48 mm (0,020 Zoll) liegt. Der Raum zwischen der äußeren Röhre 14 und der inneren Röhre 12 bildet den Siedebereich 18. Obgleich nur zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spitze hier offenbart werden, können alle Spitzen verwendet werden, die eine geeignete Druckimpulskraft, Anstiegszeit und Frequenz erzeugen. Beispielsweise kann irgendeine geeignete Spitze verwendet werden, die eine Druckimpulskraft zwischen 0,03 g und 20,0 g mit einer Anstiegszeit zwischen 1 g/sek und 20.000 g/sek und eine Frequenz zwischen 1 Hz und 400 Hz erzeugt werden, benutzt werden, wobei eine Druckimpulskraft zwischen 3.000 g/sek und 20.000 g/sek und eine Frequenz zwischen 25 Hz und 200 Hz besonders bevorzugt sind.
• In Benutzung erreicht das chirurgische Fluid (z. B. eine Salzsspüllösung) den Siedebereich 18. Ein elektrischer Strom (vorzugsweise ein Hochfrequenzwechselstrom "HFAC") wird an die innere Röhre 12 und die äußere Röhre 14 und über diese durch das chirurgische Fluid in dem Siedebereich 18 aufgrund der leitfähigen Eigenschaft des chirurgischen Fluids angelegt. Wenn der Strom durch den Siedebereich 18 fließt, siedet das chirurgische Fluid. Sobald das chirurgische Fluid siedet, dehnt es sich schnell aus der Spitze 10 aus. Nachfolgende Pulse des elektrischen Stroms bilden aufeinanderfolgende Gasblasen. Die Größe und der Druck der Fluidimpulse, die mit dem Siedebereich 18 erzeugt werden, können durch Variieren der Länge, der Zeitabfolge und/oder der Leistung der elektrischen Pulse, die zu den Röhren 12 und 14 geschickt werden, und durch Variieren der Abmessungen des Siedebereichs 18 verändert werden.
• Wie man in den Fig. 2, 4 und 5 sieht, umfaßt das Steuersystem 300 der 300' zur Verwendung zum Betrieb des Handstücks 9, 311 oder 311', das eine Spitze 10, 110, 310 oder 310' enthält, ein Steuermodul 347 oder 347', einen HF-Verstärker 312 oder 312' und einen Fuktionsgenerator 314 oder 314'. An den HF-Verstärker 312 oder 312' wird Leistung mit einer Gleichstromversorgung 316 oder 316' angelegt, die vorzugsweise eine isolierte DC- Stromversorgung ist, die mit ± 200 Volt betrieben wird. Das Steuermodul 347 oder 347' kann irgendein geeigneter Mikroprozessor sein und ein Eingangssignal aus einer Benutzereingabevorrichtung 318 oder 318' erhalten. Der Funktionsgenerator 314 oder 314' liefert eine elektrische Wellenform an den Verstärker 312 oder 312' und wird vorzugsweise zwischen 200 kHz und 10 MHz und besonders bevorzugt zwischen 450 kHz und 1 MHz betrieben, um dabei zu helfen, Korrosion zu verringern.
• In Benutzung empfängt das Steuermodul 347 oder 347' ein Eingangssignal aus einer chirurgischen Konsole 320 oder 320'. Die Konsole 320 oder 320' kann irgendeine kommerziell erhältliche chirurgische Steuerkonsole sein, wie das LEGACY® SERIES TEWENTY THOUSAND® chirurgische System von Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas. Die Konsole 320 oder 320' ist mit dem Handstück 9, 311 oder 311' über eine Spülleitung 322 oder 322' und eine Absaugleitung 324 oder 324' verbunden, und die Strömung durch die Leitungen 322 oder 322' und 324 oder 324' wird von dem Benutzer über einen Fußschalter 326 oder 326' gesteuert. Eine Information über die Spülungs- und Absaugströmungsrate in dem Handstück 9, 311 oder 311' wird zu dem Steuermodul 347 oder 347' durch die Konsole 320 oder 320' über eine Schnittstelle 328 oder 328' geliefert, die mit dem Ultraschallhandstück-Steueranschluß an der Konsole 320 oder 320' oder mit irgendeinem anderen Ausgangsanschluß verbunden ist. Das Steuermodul 347 oder 347' verwendet Informationen von dem Fußschalter 326 oder 326', die von der Konsole 320 oder 320' zur Verfügung gestellt werden, und die Benutzereingabe aus der Eingabevorrichtung 318 und 318', um zwei Steuersignale 330 oder 330' und 332 oder 332' zu erzeugen. Das Signal 330 oder 330' wird benutzt, um den Funktionsgenerator 314 oder 314' zu steuern. Aufgrund des Signals 330 oder 330' liefert der Funktionsgenerator 314 oder 314' eine Wellenform mit der vom Betreiber ausgewählten Frequenz und Amplitude, die durch die Position des Fußschalters 326 oder 326' bestimmt werden, zu dem HF-Verstärker 312 oder 312'. Diese wird verstärkt, um die verstärkte Wellenform an die Spitze 10, 110, 310 oder 310' zu leiten, um erwärmte, unter Druck gesetzte Pulse des chirurgischen Fluids zu erzeugen.
• Wie man am besten in Fig. 5 sieht, kann beim Steuersystem 300' auch ein Ventil 350 eingesetzt werden, das in der Absaugleitung 324' angeordnet ist. Das Ventil 350 wird über das Steuermodul 347' gesteuert, um zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung umzuschalten, wodurch eine pulsartige Absaugströmung erzeugt wird.
• Wie man am besten in Fig. 3 in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht, umfaßt die Spitze 110, die bei dem Handstück 9 oder 311 benutzt werden kann, allgemein eine innere Röhre 112 und eine äußere Röhre 114, die durch einen Isolator 116 getrennt sind. Die innere Röhre 112 besitzt allgemein ein sich verjüngendes distales Ende 113. Das sich verjüngende Ende 113 erzeugt einen Siedebereich 118 zwischen der inneren Röhre 112 und der äußeren Röhre 114, der allgemein in der Größe vom Bereich 118 zum Bereich 118' und 118" anwächst. Wenn ein Strom zwischen der äußeren Röhre 114 und der inneren Röhre 112 fließt, beginnt der Siedevorgang im Bereich 118, an dem der Elektrodenabstand am geringsten ist. Sobald das Fluid im Bereich 118 siedet, wird der Widerstand für den Stromfluß erhöht, wenn das Fluid in Dampf oder Gas umschlägt. Auf diese Weise bewegt sich das siedende Fluid nacheinander vom Bereich 118 zum Bereich 118' und anschließend zum Bereich 118", wo der Dampf aus einer Öffnung 115 in der äußeren Röhre 114 entweicht, und der Dampf und/oder das erwärmte Fluid das Zielgewebe in einem Bereich 117 neben der Öffnung 115 verflüssigt.
• Die vorliegende Erfindung kann auch bei Bandscheibenoperationen benutzt werden, z. B. bei einer thermalen Annuloplastie innerhalb der Bandscheibe. Während dieser Operation werden die Ligamenten, die eine spinale Bandscheibe umgeben, erwärmt, um die eindringenden Venen und Nerven zu zerstören und die Ligamente zu schrumpfen, um jegliche Lacrima oder Rupturen zu verschließen. Dieses chirurgische Verfahren wird vollständiger in den US- Patenten 5 201 729, 5 433 739 und in den US-Patentanmeldungen 08/881 525, 08/881 527, 08/881 692, 08/881 693 und 08/881 694, die der WIPO-Veröffentlichung WO 98/17190 entsprechen, beschrieben.
• Diese Beschreibung wurde zum Zweck der Darstellung und Erklärung gegeben. Es ist für die betreffenden Fachleute klar, daß Änderungen und Modifikationen in der vorhergehend beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Beispielsweise werden die Fachleute erkennen, daß die vorliegende Erfindung mit Ultraschall und/oder rotierenden Schneidspitzen zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit kombiniert werden können.

Claims (4)

1. Handstückspitze (10, 100), welche folgendes umfaßt:

a) eine innere, elektrisch leitende Absaugröhre (12, 112) mit einem distalen Ende,

b) eine äußere, elektrisch leitende Röhre (14, 114) mit einem distalen Ende, die koaxial beabstandet die innere Röhre umgibt, wobei das distale Ende der äußeren Röhre sich distal über das distale Ende der inneren Röhre hinaus erstreckt,

c) ein Isolator (16, 116), der zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre liegt, und

d) ein Siedebereich (18, 118), der von der äußeren Röhre zwischen dem distalen Ende der äußeren Röhre und dem distalen Ende der inneren Röhre gebildet wird.

2. Spitze nach Anspruch 1, welche eine Einrichtung zum Durchschicken eines elektrischen Stroms zwischen der inneren und der äußeren Röhre umfaßt, um schnell jedes chirurgische Fluid in dem Siedebereich (18, 118) zum Sieden zu bringen.

3. Spitze nach Anspruch 2, bei der der elektrische Strom, der zwischen den Röhren fließt, in der Lage ist, eine Druckimpulskraft zwischen 0,03 g und 20,0 g in dem Fluid zu erzeugen.

4. Spitze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die innere Röhre (112) ein konisches distales Ende (113) besitzt.