DE19780707C2

DE19780707C2 - Vorrichtung für die perkutane Chirurgie

Info

Publication number: DE19780707C2
Application number: DE19780707T
Authority: DE
Inventors: Kevin Thomas Foley; Maurice Mell Smith; John B Clayton; Joseph Moctezuma
Original assignee: SDGI Holdings Inc
Current assignee: SDGI Holdings Inc
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: JP4276248B2; DE19780707T1; EP1466564B1; US6217509B1; JP2007007438A; DE69729858T2; JP2007007437A; US6162170A; JP4250647B2; EP0891156B1; ATE270850T1; EP1466564A1; ES2224228T3; DE69729858D1; JP2000511788A; WO1997034536A2; US6176823B1; AU2324697A; DE29724233U1; WO1997034536A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die perkutane Chirurgie an insbesondere tief im Körper gelegenen Stellen. Eine spezifische Anwendung der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und insbesondere ein Instrument zur perku tanen, minimal invasiven spinalen Chirurgie. Die perkutane Chirurgie wird dabei vorzugsweise bei direkter Beobachtung jeder Stelle im Körper vorgenommen.

Herkömmliche chirurgische Behandlungen für tief im Körper ge legene Pathologien können ein signifikantes Trauma bei zwi schenliegenden Geweben verursachen. Diese offenen Behandlun gen erfordern oft eine lange Inzision, ein extensives Mus kelabstreifen, eine ausgedehnte Retraktion von Geweben, eine Entnervung und ein Devaskularisieren von Gewebe. Die meisten dieser Chirurgien setzen einen Aufenthalt in der Intensivsta tion von einigen Stunden und eine postoperative Erholungszeit von einigen Wochen aufgrund des Einsatzes allgemeiner Anäs thesie und der Zerstörung des Gewebes während des chirurgi schen Eingriffes voraus. In einigen Fällen führen diese inva siven Eingriffe zu bleibenden Vernarbungen und Schmerzen, die stärker als der Schmerz sein können, der den chirurgischen Eingriff veranlaßt hat.

Minimal invasive Alternativen, wie beispielsweise Arthrosko pien, verringern den Schmerz, die postoperative Erholungszeit und die Zerstörung von gesundem Gewebe. Orthopädische Chirur gie-Patienten haben insbesondere Vorteile aus der minimal in vasiven Chirurgie gezogen. Der Zugang zur Lage der Pathologie erfolgt durch Portale statt durch eine signifikante Inzision, wodurch die zwischenliegenden Gewebe unversehrt belassen wer den. Diese minimal invasiven Techniken erfordern oft ledig lich eine lokale Anästhesie. Das Vermeiden einer allgemeinen Anästhesie reduziert die postoperative Erholungszeit und das Risiko von Komplikationen.

Minimal invasive Chirurgien sind insbesondere wünschenswert für spinale und neurochirurgische Anwendungen, was auf der Notwendigkeit eines Zuganges zu Stellen tief im Körper und der Gefahr einer Beschädigung vitaler zwischenliegender Gewe be beruht. Beispielsweise erfordert eine allgemein offene Be handlung einer Scheiben-Hernienbildung bzw. eines Bandschei benvorfalles, eine von einer Diskektomie gefolgte Laminekto mie ein Abstreifen oder eine Disektion der Hauptmuskeln des Rückens, um die Wirbelsäule freizulegen. Bei einer jüngeren Behandlung muß Gewebe einschließlich spinaler Nerven und Blutgefäße um die durale Tasche, Bändern und Muskeln retrak tiert werden, um einen Kanal von der Haut zu der Bandscheibe freizulegen. Diese Eingriffe dauern gewöhnlich wenigstens ein bis zwei Stunden, sind unter Vollnarkose auszuführen und er fordern eine postoperative Erholungszeit von wenigstens eini gen Wochen. Zusätzlich zu der langen Erholungszeit ist die Zerstörung des Gewebes ein Hauptnachteil von offenen spinalen Eingriffen. Dieser Aspekt der offenen Eingriffe ist selbst mehr invasiv, wenn die Diskektomie durch eine Fusion der be nachbarten Wirbel begleitet ist. Zahlreiche Patienten sind darauf aus, chirurgisch als eine Lösung ihrer durch Band scheibenvorfall oder anderer spinaler Zustände verursachten und gelegentlich von Muskeldissektion begleiteten starken Schmerzen behandelt zu werden.

Um die postoperative Erholungszeit und den spinalen und andere Eingriffe begleitenden Schmerz zu verringern, wurden mikro chirurgische Techniken entwickelt. Beispielsweise erfolgt bei mikrochirurgischen Diskektomien ein Zugang zur Bandscheibe durch Schneiden eines Kanales von der Oberfläche des Patien tenrückens zu der Bandscheibe mittels einer kleinen Inzision. Ein Operationsmikroskop oder eine Lupe werden verwendet, um das chirurgische Feld zu visualisieren. Mikrochirurgische In strumente von kleinem Durchmesser werden durch die kleine In zision und zwischen zwei Plättchen bzw. Laminae und in die Bandscheibe gebracht. Die zwischenliegenden Gewebe werden we niger unterbrochen, da die Inzision geringer ist. Obwohl die se mikrochirurgischen Eingriffe weniger invasiy sind, bein halten sie immer noch einige Komplikationen, die offenen Ein griffen zugeordnet sind, wie beispielsweise eine Beeinträch tigung der Nervenwurzel und der duralen Tasche, eine peri neurale Narbenbildung, eine Rehernierung am chirurgischen Ort und Instabilität aufgrund übermäßiger Knochenentfernung.

Andere Versuche wurden für minimal invasive Eingriffe unter nommen, um symptomatische spinale Zustände zu korrigieren. Ein Beispiel ist eine chemonukleose Behandlung, die die In jektion eines Enzyms in die Bandscheibe einschließt, um teil weise den Nukleus aufzulösen, damit eine Bandscheibenhernie rung erleichtert wird. Unglücklicherweise ist das Enzym, Chy mopapin, hinsichtlich seiner Wirksamkeit beschränkt und ruft Komplikationen hervor, wie beispielsweise ernsthaften Spasmus, postoperativen Schmerz und Empfindlichkeitsreaktio nen einschließlich eines anaphylaktischen Schocks.

Die Entwicklung der perkutanen spinalen Eingriffe hat zu ei ner Hauptverbesserung bei der Reduzierung der Erholungszeit und des postoperativen Schmerzes geführt, da sie eine minima le Muskeldissektion, wenn überhaupt, erfordern und unter lo kaler Narkose ausgeführt werden können. Beispielsweise offen bart die US 4 545 374 eine perkutane lumbale Diskektomie mit tels lateraler Annäherung vorzugsweise unter Fluoroskop- Röntgenstrahlung. Dieser Eingriff ist beschränkt, da er keine direkte Visualisierung des Diskektomieortes gibt.

Andere Verfahren wurden entwickelt, die eine arthroskopische Visualisierung der Wirbelsäule und zwischenliegender Struktu ren umfassen. Die US 4 573 448 und 5 395 317 A beschreiben eine perkutane Dekompression von hernierten Bandscheiben mit po sterolateralem Zugang. Fragmente der hernierten Bandscheiben werden durch eine Kanüle evakuiert, die gegenüber dem Annulus gelegen ist. Die US 5 395 317 beschreibt einen biportalen Eingriff, der ein perkutanes Plazieren einer Arbeitskanüle und einer Visualisierungskanüle für ein Endoskop umfaßt. Die ser Eingriff erlaubt gleichzeitiges Visualisieren und Saugen, Irrigation und Resektion bei Bandscheibenbehandlungen.

Unglücklicherweise verbleiben Nachteile bei diesen Verfahren und eingesetzten Instrumenten, da sie auf eine spezifische Anwendung oder Annäherung begrenzt sind. Beispielsweise er fordern die Verfahren gemäß US 4 545 374, 4 573 448 und 5 395 317 einen lateralen oder posterolateralen Zugang für eine perkutane Diskektomie. Diese Vorgehensweisen versuchen, eine Beschädigung von weichen Gewebestrukturen und die Not wendigkeit einer Knochenentfernung zu vermeiden, da es als unpraktikabel angesehen wird, Knochen durch einen Kanal zu schneiden und zu entfernen. Jedoch wenden sich diese Vorgehen nicht an andere spinale Zustände, die einen Zugang auf mitt lerer Linie, eine Entfernung von Knochen oder Implantaten er fordern können.

Die. US 5 439 464 offenbart ein Verfahren und Instrumente zum Durchführen arthroskopischer spinaler Chirurgien, wie bei spielsweise Laminektomien und Fusionen mit einem auf mittle rer Linie gelegenem oder medialem posteriorem Zugang mittels drei Kanülen. Jede der Kanülen erfordert eine getrennte Inzi sion. Während die US 5 439 464 eine Verbesserung gegenüber früherer Verfahren angibt, die auf einen posterolateralen oder lateralen Zugang für Bandscheibenbehandlung begrenzt sind, leidet das in der US 5 439 464 beschriebene Vorgehen unter zahlreichen Nachteilen von bekannten früheren perkuta nen spinalen Chirurgien und Instrumenten. Ein Nachteil des in der US 5 439 464 beschriebenen Vorgehens ist dessen Erforder nis eines fluiden Arbeitsraumes. Ein anderer merklicher Man gel liegt darin, daß das Vorgehen mehrere Portale in den Pa tienten benötigt.

Ein Fluid ist bei diesen früheren Vorgehen erforderlich, um den Arbeitsraum in geeigneter Funktion der in einer herkömm lichen Kanüle festgelegten und perkutan eingeführten Optiken zu halten. Eine Irrigation oder Einführung eines Fluids in den Arbeitsraum kann oft logistisch nachteilhaft und selbst für den Patienten aus verschiedenen Ursachen gefährlich sein. Die Einführung des Fluids in den Arbeitsraum macht die Hämo stase schwieriger und kann umgebendes Gewebe beschädigen. Übermäßiges Fluid kann in gefährlicher Weise die Natriumkon zentration der Patienten-Blutversorgung verdünnen, was Anfäl le oder schlimmeres verursachen kann. Die Fluidumgebung kann auch ein Bohren aufgrund Kavitation schwierig machen. Das Er fordernis für eine Fluidumgebung steigert auch den der Chir urgie zugeordneten Aufwand und trägt zur Komplexität der Chirurgie bei, was teilweise auf dem relativ großen Volumen des benötigten Fluids beruht.

Die DE 39 36 811 A1 beschreibt ein Instrument zur endoskopi schen Entfernung von Gallensteinen, bei dem eine Beobachtungs einrichtung durch einen Bajonettverschluß fixiert ist, also in keiner Weise in Bezug auf die Kanüle drehbar ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die perkutane Chirurgie bereitzustellen, die geeignet ist für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen und Behandlun gen. Dabei soll die Vorrichtung nicht notwendig einen mit Fluid gefüllten Arbeitsraum benötigen und bei einem chirurgi schen Eingriff eine direkte Beobachtung erlauben. Auch die Anzahl der Zugänge und die Anzahl der Invasionen in den Pati enten sollen minimiert werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgaben ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Vorteilhafter Ausgestal tungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Die Vorrichtung ermöglicht Eingriffe unter direkter Visualisierung selbst an Stellen tief in einem Patienten. In einem Ausführungsbeispiel hat ei ne Vorrichtung zur Verwendung in perkutaner Chirurgie eine längliche Kanüle mit einer ersten Innendimension und einer Außendimension, die für eine perkutane Einführung in einen Patienten bemessen sind. Die Kanüle umfaßt weiterhin ein di stales Arbeitsende und ein entgegengesetztes proximales Ende und definiert einen Arbeitskanal zwischen den Enden mit einer zweiten Dimension, die gleich zu der ersten Innendimension ist. Der Arbeitskanal ist bemessen, um dort hindurch ein In strument aufzunehmen. Die Vorrichtung umfaßt auch ein Beob achtungselement, das innerhalb der Kanüle neben dem Arbeits kanal befestigt ist. Das Beobachtungselement hat ein erstes Ende, das mit einem Beobachtungsgerät verbindbar ist, und ein entgegengesetztes zweites Ende, das neben dem distalen Ar beitsende der Kanüle gelegen ist. In einigen Ausführungsbei spielen kann das Beobachtungselement ein optisches Faserka bel, ein GRIN-Stab, eine Stablinsenvorrichtung oder eine Fernoptik ("Chip auf Stäbchen") sein.

Eine Befestigung zum Anbringen des Beobachtungselementes ist an der Kanüle vorgesehen, die Befe stigung umfaßt ein Gehäuse, das an dem proximalen Ende der Kanüle anbringbar ist. Das Gehäuse definiert eine Arbeitska nalöffnung dort hindurch in Verbindung mit dem Arbeitskanal. Die Arbeitskanalöffnung ist so bemessen, daß sie im wesentli chen der zweiten Dimension des Arbeitskanales entspricht. Das Gehäuse definiert auch eine Optikbohrung neben der Arbeitska nalöffnung. Die Optikbohrung ist bemessen, um dort hindurch das längliche Beobachtungselement aufzunehmen.

In einigen Ausführungsbeispielen trägt die Befestigung die Beobachtungsvorrichtung für eine Bewegung innerhalb der Op tikbohrung entlang der Längsachse der Bohrung, um die Linse bezüglich des distalen Arbeitsendes der Kanüle vor- oder rückzufahren. In anderen Ausführungsbeispielen trägt die Be festigung die Beobachtungsvorrichtung für eine Drehung inner halb der Optikbohrung um eine Längsachse der Bohrung. In ei nigen Ausführungsbeispielen ist das Gehäuse bezüglich der Ka nüle drehbar, so daß die Längsachse der Optikbohrung um die Längsachse des Arbeitskanales drehbar ist.

Der Arbeitskanal kann durch andere Komponenten als eine rohrförmige Kanüle geschaffen werden. Beispielsweise kann auch ein Gewebedilatator oder ein Geweberetraktor in Erwägung gezogen werden. Bei dieser Ab wandlung ergreift die Befestigung den Dilatator oder Retrak tor in seinem gedehnten Zustand.

Die optische Beobachtungsvorrichtung ist mit einem Gewerbe retraktor, wie bei spielsweise einem Spekulum, verbunden. Ein Gerät von dieser Art kann insbesondere bei zahlreichen Anwendungen nützlich sein, wie beispielsweise einer transnasalen transphänoidalen Chirurgie und bei hypophysen Eingriffen.

Der durch die Kanüle oder ähnliche Komponenten gehaltene Arbeits- Kanal kann eine Länge haben, die derart kalibriert ist, daß der Chirurg ein taktiles Gefühl für Instrumente behält, die durch den Ar beitskanal manipuliert werden. Bei spinalen Anwendungen wer den gewisse vorteilhafte Aspekte erhalten, in dem eine Kanüle vorgesehen wird, die eine Länge aufweist, die etwas größer als der Abstand von dem Plättchen eines Wirbels bis zur Oberfläche der Patientenhaut für posteriore Eingriffe ist. Die Beobachtungsvorrichtung ist bezüglich der Kanüle derart bemessen, daß das Beobachtungsende der Vorrichtung über das distale Arbeitsende der Kanüle oder des Arbeitskana les vorstehen kann, um dem Chirurgen einen selektiven Über blick über den chirurgischen Ort zu erlauben.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Befestigung wenig stens einen Irrigation/Aspirationsport. Vorzugsweise kann (können) der (die) Port(s) mit wenigstens einem Irrigation/Aspirationskanal in der optischen Beobachtungsvorrichtung kommunizieren. Auf diese Weise können eine Irrigation und/oder Aspiration auch an dem chirurgischen Ort vorgenommen werden. Wenn eine Aspiration allein angewandt wird, ist der Port mit einem Vakuum oder einer Saugquelle verbunden. Die Aspiration wird zur Umgebungsluft durch den Arbeitskanal über den distalen Arbeitsraum und in den Irrigation/Aspirations kanal der Beobachtungsvorrichtung gezogen. Ein Vorteil liegt darin, daß diese Umgegungsluft-Aspiration Rauch ausschließt, der an verschiedenen Arbeitsinstrumenten erzeugt wird, und die optische Linsen von Beschlag und Schmutz freimacht.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Befestigung über dem proximalen Ende der Kanüle angebracht und dort gelagert.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Befestigung ne ben dem proximalen Ende der Kanüle durch eine Klammer gela gert sein, die in die Außenfläche der Kanüle eingreift. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel ist die Klammer ein Trommelklammermechanismus, der selektiv durch einen Hebelarm und eine Trommelkurvenscheibe betrieben ist. Bei diesem Aus führungsbeispiel kann die Befestigung selbst entlang der Län ge der Kanüle gefahren werden, um die Linse der Beobachtungs vorrichtung bezüglich des Endes des Arbeitskanales vor- oder zurückzuziehen.

Es sind Instrumente, vorgesehen, die in den Ar beitskanal der Kanüle einführbar sind. Ein Geweberetraktor in einem Ausführungsbeispiel umfaßt einen Körper und eine inte grale Arbeitsspitze, die gestaltet ist, um atraumatisch Gewe be zu verlagern, wenn der Retraktor durch Gewebe manipuliert wird. Der Körper hat eine konvexe Oberfläche, die gestaltet ist, um mit der inneren zylindrischen Oberfläche der Kanüle konform zu sein, und eine entgegengesetzte konkave Oberflä che, die nicht den Arbeitskanal oder die Visualisierung des Arbeitsraumes behindert. Mit Kanülen versehene Gewebedilata toren sind ebenfalls vorgesehen, die über einen Führungsdraht oder einen anderen Dilatator einführbar sowie in den Arbeits kanal einführbar sind. In einigen Ausführungsbeispielen um fassen die Gewebedilatatoren ein kegelförmig zulaufendes Ar beitsende, um Gewebe zu verlagern, sowie einen Greifteil mit einer Anzahl von Umfangsrillen, um ein Greifen und Manipulie ren des Dilatators zu verbessern.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß per kutane Behandlungen in einer trockenen Umgebung vorgenommen werden können, da ein Fluid-Arbeitsraum für die richtige Funktion der Optik nicht erforderlich ist. In vorteilhafter Weise schafft die Erfindung Instrumente und Verfahren, die die Kosten, das Risiko, den Schmerz und die Erholungszeit, die mit der Chirurgie verbunden sind, verringern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Seitenaufriß einer Vorrichtung gemäß der Erfin dung,

Fig. 2 eine Draufsicht einer Befestigung zum Lagern einer Beobachtungsvorrichtung in einer Kanüle gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Seitenschnitt der in Fig. 2 gezeigten Befe stigung,

Fig. 4 einen Seitenaufriß eines Retraktors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4A einen Endschnitt des Retraktors von Fig. 4 längs einer Linie A-A,

Fig. 5 eine Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten Retraktors,

Fig. 6 einen Endaufriß des in den Fig. 4 und 5 gezeigten Retraktors,

Fig. 7 einen Seitenaufriß eines Retraktors gemäß einem an deren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7A einen Endschnitt des Retraktors von Fig. 7 längs einer Linie A-A,

Fig. 7B einen Endschnitt des Retraktors von Fig. 7 längs einer Linie B-B,

Fig. 8 eine Draufsicht des in Fig. 7 gezeigten Retraktors,

Fig. 9 einen Seitenaufriß eines Dilatators gemäß der Erfindung,

Fig. 10(a) bis (i) Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 11 einen Seitenschnitt einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 einen Seitenschnitt einer in Fig. 11 gezeigten Aspirationskappe,

Fig. 13 eine perspektivische Draufsicht einer Vorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung,

Fig. 14 eine perspektivische Seitendarstellung einer Befe stigung zum Lagern einer Beobachtungsvorrichtung, die einen Teil der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung bildet,

Fig. 15 einen Seitenaufriß der in Fig. 13 veranschaulichten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung mit einer opti schen Ausrüstung verbunden gezeigt ist, die in Strichlinien angegeben ist,

Fig. 16 eine Seitendraufsicht eines Bereichskörpers, der einen Teil der in der Fig. 13 und 14 gezeigten Be festigung bildet,

Fig. 17 eine Bodendarstellung des in Fig. 16 gezeigten Be reichskörpers,

Fig. 18 eine Draufsicht eines Hebelarmes, der einen Teil eines Trommelklammermechanismus bildet, der bei der in Fig. 14 gezeigten Befestigung verwendet wird,

Fig. 19 einen Endschnitt des in Fig. 18 gezeigten Hebelar mes längs einer Linie 19-19, betrachtet in der Richtung von Pfeilen,

Fig. 20 eine Draufsicht einer Trommelkurvenscheibe, die ei nen Teil eines Trommelklammermechanismus bildet, der in der in Fig. 14 gezeigten Befestigung enthal ten ist,

Fig. 21 eine Seitendarstellung der in Fig. 20 gezeigten Trommelkurvenscheibe,

Fig. 22 eine Bodendarstellung, die den Zusammenbau des He belarmes der Fig. 18 und 19, der Trommelkurven scheibe der Fig. 20 und 21 mit dem in Fig. 14 ge zeigten Bereichskörper veranschaulicht,

Fig. 23 eine Seitendarstellung eines Bereichskörpers, wie dieser in Fig. 14 gezeigt ist, verbunden mit einer Aspirationsschaltung,

Fig. 24 eine Schnittdarstellung eines menschlichen Patien ten in einer lumbalen vertebralen Ebene mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Er findung, die in dem Patienten gelegen ist, um einen Arbeitskanal über den Plättchen des Wirbels zu de finieren,

Fig. 25 einen Seitenaufriß eines Geweberetraktors, der eine optische Beobachtungsvorrichtung enthält, und

Fig. 26 eine Draufsicht des in Fig. 25 gezeigten Gewebe retraktors, der eine optische Beobachtungsvorrich tung enthält.

Für ein besseres Verständnis der Grundlagen der Erfindung wird im folgenden auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele Bezug genommen. Diese Ausführungs beispiele sollen die Erfindung nicht einschränken, da zahl reiche Abänderungen und Modifikationen für den Fachmann mög lich sind.

Die vorliegende Erfindung schafft Instrumente und Verfahren zum Durchführen einer perkutanen Chirurgie, einschließlich spinaler Anwendungen, wie beispielsweise Laminotomie, Lami nektomie, Foramenotomie, Faketektomie oder Diskektomie mit einem Endoskop mit einem einzigen Arbeitskanal. Die Erfinder haben erkannt, daß zahlreiche perkutane Chirurgien ohne einen Fluid-Arbeitsraum durch die Verwendung einer Optik durchführ bar sind, die unabhängig von einer Kanüle beweglich ist. Die Erfindung schafft Techniken und Instrumente, die mit oder oh ne Fluidumgebung ausführbar sind.

Die Erfindung liefert auch die Vorteile von perkutanen Be handlungen bei Anwendungen, die früher eine offene Chirurgie erforderten. Ein Vorteil beruht auf der weiteren Erkenntnis, daß Arbeit am Knochen perkutan durch einen großen Arbeitska nal ausgeführt werden kann. Ein anderer Vorteil wird durch die Verwendung eines einzigen Portales innerhalb des Patien ten realisiert, um einen weiten Bereich gleichzeitiger Be handlungen auszuführen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Vorrichtung 10 zur Ver wendung bei perkutaner Chirurgie vorgesehen, die eine längli che Kanüle 20 mit einem ersten Innendurchmesser D_I und einem Außendurchmesser D_O umfaßt, die für eine perkutane Einführung in einen Patienten bemessen sind. Die Kanüle hat auch ein di stales Arbeitsende 21 und ein entgegengesetztes proximales Ende 22. Die Kanüle definiert einen Arbeitskanal 25 zwischen den Enden 21, 22 mit einem zweiten Durchmesser d₂, der gleich zu dem ersten Innendurchmesser D_I ist, der zur Aufnahme eines Werkzeuges dort hindurch bemessen ist. Die Kanüle hat eine Länge entlang ihrer Längsachse L, die bemessen ist, um durch den Patienten von der Haut bis zu einer Operationsstelle oder einem Arbeitsraum zu verlaufen. In einigen Fällen kann der Arbeitsraum neben einem Wirbel oder einer Bandscheibe oder in dem spinalen Kanal gelegen sein.

Ein längliches Beobachtungselement 50 ist innerhalb der Kanü le 20 neben dem Arbeitskanal 25 befestigbar. Das Beobachtung selement 50 hat ein erstes Ende 51, das mit einem Beobach tungsgerät, wie beispielsweise einem Okular oder einer Kame ra, verbindbar ist, und ein entgegengesetztes zweites Ende 52, das neben dem distalen Arbeitsende 21 der Kanüle 20 gele gen oder positionierbar ist. Das besondere längliche Beobach tungselement 50 ist für die Erfindung nicht wesentlich. Jedes geeignete Beobachtungselement kann herangezogen werden, das einen optischen oder Bildübertragungskanal schafft. In einem Ausführungsbeispiel hat das längliche Beobachtungselement 50 eine Faseroptikeinheit 54 und eine Linse 55 an dem zweiten Ende 52. Vorzugsweise umfaßt die Faseroptikeinheit Beleuch tungsfasern und Bildübertragungsfasern (nicht gezeigt). Al ternativ kann das Beobachtungselement ein starres Endoskop oder ein Endoskop mit einer steuerbaren oder biegbaren Spitze sein.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie eine Optik hat, die bezüglich der Kanüle 20 beweglich ist. Da die Optik beweglich ist, ist es nicht erforderlich, einen unter Fluid gehaltenen Arbeitsraum zu schaffen. Die Optik kann entfernt, gereinigt und ersetzt werden, wobei die Kanüle perkutan in dem Patienten über dem Arbeitsraum positioniert bleibt. Jegliche Konfiguration kann in Betracht gezogen werden, die es der Optik erlaubt, beweglich neben dem Arbeitskanal 25 gela gert zu sein. In einem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel ist eine Befestigung 30 vorgesehen, um das längliche Beobachtungselement 50 an der Kanüle 20 anzubrin gen. Vorzugsweise umfaßt die Befestigung 30 ein Gehäuse 31, das am proximalen Ende 22 der Kanüle 20 anbringbar ist. Eine Arbeitskanalöffnung 35 ist bemessen, um im wesentlichen dem zweiten Durchmeser d₂ des Arbeitskanales 25 zur Aufnahme von Werkzeugen zu entsprechen. Die Befestigung 30 umfaßt das Ge häuse 31, das die Arbeitskanalöffnung 35 festlegt, welche vorgesehen ist, um mit dem Arbeitskanal 25 zu kommunizieren, wenn die Befestigung 30 an der Kanüle 20 angebracht ist. Die Arbeitskanalöffnung 35 ist bemessen, um dort hindurch Werk zeuge für einen Durchgang durch den Arbeitskanal 25 aufzuneh men. In den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispie len ist die Befestigung 30 gestaltet, um das Beobachtungsele ment 50 innerhalb des Arbeitskanales 25 anzubringen.

Das Gehäuse 31 definiert auch eine Optikbohrung 60 neben der Arbeitskanalöffnung 35. Die Optikbohrung 60 hat eine Längs achse l, die vorzugsweise im wesentlichen parallel zu der Achse L der Kanüle und dem Arbeitskanal ist. Die Optikbohrung 60 ist vorzugsweise bemessen, um entfernbar dort hindurch das längliche Beobachtungselement 50 aufzunehmen. Die Befestigung 30 lagert vorzugsweise das Beobachtungselement 50 für eine Bewegung innerhalb der Optikbohrung 60 entlang der Längsachse l der Bohrung 60, um die Linse 55 bezüglich des distalen Ar beitsendes 21 der Kanüle 20 vor- oder rückzufahren. Die rück /vorfahrbare Eigenschaft der Optik der Erfindung liefert ei nen Vorteil gegenüber bestehenden Endoskopen, da sie das Er fordernis für einen Fluidarbeitsraum ausschließt. Während die Vorrichtung 10 und deren Beobachtungselement 50 leicht in einer Fluidumgebung verwendbar sind, ist das Fluid nicht we sentlich für den Betrieb des Systems, was entgegengesetzt zu bestehenden Systemen ist. Weiterhin sind zahlreiche bestehen de Endoskope nicht geeignet für einen Zugang zu gewissen Be reichen infolge ihrer großen Durchmesser. Beispielsweise kön nen bestehende Endoskope nicht in den spinalen Kanal einge führt werden. Jedoch ist bei der vorliegenden Erfindung ein Zugang zu dem spinalen Kanal nicht durch den Durchmesser des (Arbeits-)Kanals oder der Kanüle begrenzt. Die Kanüle 20 kann zurück im weichen Gewebe belassen oder durch die. Plättchen gelagert werden, während das zweite Ende 52 des länglichen Beobachtungselementes 50 in den spinalen Kanal zusammen mit beliebigen spinalen Instrumenten vorrückt, die in den Ar beitskanal 25 eingeführt wurden.

Vorzugsweise lagert die Befestigung 30 auch das Beobachtung selement 50 für eine Drehung innerhalb der Optikbohrung 60 um die Längsachse l der Bohrung 60. Die Linse 55 des Beobach tungselementes 50 definiert eine optische Achse A_o. Wie in zahlreichen Endoskopen kann die optische Achse A_o um einen Winkel bezüglich der Längsachse l der Optikbohrung 60 ver setzt sein. Diese Eigenschaft erlaubt es der optischen Achse A_o der Linse, ein konisches Beobachtungsfeld F für größere Sichtbarkeit des Arbeitsraumes zu überstreichen. Die Befesti gung 30 kann weiter so gestaltet werden, daß das Beobachtung selement 50 bezüglich der Kanüle 20 drehbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 31 bezüglich der Kanüle 20 drehbar, so daß die zweite Längsachse l der Optikbohrung 60 sich um die Längsachse L des Arbeitskanales 25 dreht. Die drehbaren Eigenschaften der Erfindung erlauben eine Visuali sierung des gesamten Arbeitsraumes. Diese Eigenschaft unter stützt auch ein Vereinfachen des chirurgischen Vorgehens, da die Optik 50 und deren Zubehör aus dem Weg der Hände des Chirurgen gebracht und Werkzeuge durch den Arbeitskanal ge schickt werden können.

In einem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel definiert das Gehäuse 31 eine Aufnehmerbohrung 40 mit einem Innendurch messer d_I, der etwas größer als der Außendurchmesser D_O der Kanüle 20 ist. Bei dieser Gestaltung kann das proximale Ende 22 der Kanüle 20 in die Aufnehmerbohrung 40 aufgenommen wer den, so daß das Gehäuse 31 sich um das proximale Ende 22 der Kanüle 20 drehen kann. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt das Gehäuse 31 auch eine obere Bohrung 41, die zusammenhängend mit der Arbeitskanalöffnung 35 und der Aufnehmerbohrung 40 ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die Optikbohrung 60 in nerhalb der oberen Bohrung 41 des Gehäuses 31 angeordnet.

In einem in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Optikbohrung 60 durch eine C-förmige Schelle 61 defi niert, die in der oberen Bohrung 41 angeordnet ist. Vorzugs weise ist die C-förmige Schelle 61 aus einem nachgiebigen Ma terial gebildet, und die durch die Schelle 61 definierte Op tikbohrung 60 hat einen Innendurchmesser D_i, der etwas klei ner als der Außendurchmesser des länglichen Beobachtungsele mentes 50 ist. Wenn das Beobachtungselement 50 in die Optik bohrung 60 gestoßen wird, lenkt es federnd die C-förmige Schelle 61 ab. Die Nachgiebigkeit der Schelle 61 liefert eine Greifkraft auf das Element 50, um dieses in der gewünschten Position zu halten, während es noch möglich ist, das Element 50 genau zu positionieren.

Alternativ kann die Optikbohrung 60 einen Innendurchmesser haben, der etwas größer als der Außendurchmesser des Beobach tungselementes ist. In diesem Fall kann das Beobachtungselement 50 außerhalb der Vorrichtung 20 entweder manuell oder durch eine getrennte Lagerbefestigung gehalten werden.

Vorzugsweise liefert die Vorrichtung 10 eine Eingriffeinrich tung, um sicher, jedoch drehbar, die Befestigung 30 an der Kanüle 20 eingreifen zu lassen. Vorzugsweise ist die Befesti gung 30 gestaltet, um eine Standardkanüle 20 zu ergreifen. Die Eingriffeinrichtung kann zwischen dem Gehäuse 31 und der Kanüle 20 angeordnet sein, wenn die Befestigung 30 an dem proximalen Ende 22 der Kanüle 20 angebracht ist, um einen Greifeingriff zwischen dem Gehäuse 31 und der Kanüle 20 zu schaffen. In einem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Eingriffeinrichtung eine Anzahl von Rillen 32 in nerhalb der Aufnehmerbohrung 40 und ein nachgiebiges Dich tungsglied, wie beispielsweise einen O-Ring (vgl. Fig. 11), der in jeder Rille 32 angeordnet ist. Die Abdichtungsglieder oder O-Ringe, die zwischen dem Gehäuse 31 und dem Außendurch messer D_O der Kanüle 20 angeordnet sind, sichern drehbar die Befestigung 30 an der Kanüle 20. Die O-Ringe liefern einen ausreichenden Widerstand gegen eine Bewegung, um die Befesti gung 30 in einer wählbaren Position auf der Kanüle zu halten. In einem anderen Ausführungsbeispiel definiert das Gehäuse 31 eine Aufnehmerbohrung 40 mit einem Innendurchmesser d_I, der lediglich etwas größer als der Außendurchmesser D_O der Kanüle 20 ist, so daß das Gehäuse 31 sich frei um die Kanüle 20 dre hen kann.

Der Arbeitskanal 25 und die Arbeitskanalöffnung 35 sind beide so bemessen, daß sie dort hindurch ein Werkzeug oder Instru ment aufnehmen können. Vorzugsweise hat die Arbeitskanalöff nung 35 des Gehäuses 31 einen Durchmesser Dw, der im wesent lichen gleich zu dem Innendurchmesser d₂ des Arbeitskanals 25 ist, so daß der effektive Durchmesser des Arbeitskanales nicht durch die Befestigung 30 reduziert wird. Diese Gestal tung liefert ein maximales Ausmaß an Raum für das Einführen von Werkzeugen in den Arbeitskanal 25. Die vorliegende Erfin dung ist vorteilhaft, da mikrochirurgische spinale Standard werkzeuge in den Arbeitskanal eingeführt und manipuliert wer den können, um eine chirurgische Behandlung durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, da der Arbeitskanal 25 gleichzeitig eine Vielzahl von bewegli chen Instrumenten aufnimmt. Keine andere herkömmliche Vor richtung hat einen Arbeitskanal, der mehr als ein bewegliches Instrument zu einer Zeit durch einen einzigen Port aufnimmt. Daher kann erfindungsgemäß eine gesamte perkutane chirurgi sche Behandlung durch den Arbeitskanal 25 der Vorrichtung 10 unter direkter Visualisierung mittels des in der optischen Bohrung 60 angeordneten Beobachtungselementes 50 vorgenommen werden.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Komponen ten der Vorrichtung 10 in ihrer Gestaltung zylindrisch. Mit anderen Worten, die Kanüle 20, der Arbeitskanal 25 und die Befestigung 30 haben entsprechende zylindrische Konfiguratio nen, die zu den verschiedenen Durchmessern D_i, D_O, D_w und d₂ führen. Gemäß anderen, als Teil der Erfindung betrachteten Ausführungsbeispielen können diese Durchmesser nicht-kreis förmige Innen- und Außenabmessungen sein, wie beispielsweise oval oder quadratisch gestaltet sein. Beispielsweise würde eine zu einem quadratischen Querschnitt modifizierte Kanüle 20 noch einen großen Arbeitskanal ergeben, wie beispielsweise den Arbeitskanal 25. In ähnlicher Weise würde eine entspre chende Befestigung 30, die einen quadratischen Querschnitt hat, ebenfalls eine große Arbeitskanalöffnung D_w ergeben. In dem Fall von nicht-kreisförmigen Konfigurationen würde die Befestigung 30 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht in der Lage sein, um den Umfang der Kanüle 20 zu rotie ren, wie dies bei kreisförmigen Konfigurationen möglich ist. Selbst die nicht-kreisförmigen Konfigurationen erlauben aber andererseits eine axiale Bewegung des optischen Beobachtung selementes und eine Drehung des Beobachtungselementes um sei ne eigene Achse, wie dies hier näher beschrieben ist.

Gemäß einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann die Kanüle 20 durch eine ähnliche Vorrichtung ersetzt werden, die in der Lage ist, einen großen Arbeitskanal 25 aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann die Kanüle 20 durch eine sich ausdehnende Kanüle oder ein Dilatatorgerät ersetzt werden. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel kann das Gerät ein spiralförmig gewickeltes Rohr sein, das ungewunden oder gedehnt ist, um die Abmessung für den Arbeitskanal zu liefern. Alternativ können Mehrfachgewebedilatatoren, wie beispielsweise Spekulae, gedehnt werden, um einen Arbeitsraum zu schaffen. Bei diesen Konfigurationen kann die Befestigung 30 noch verwendet werden, um das optische Beobachtungselement 50 zu lagern, sobald der dehnbare Dilatator oder Gewebe retraktor seine volle Arbeitskanalabmessung erreicht.

Obwohl mikrochirurgische Standardinstrumente bei der vorlie genden Erfindung verwendet werden können, zieht die Erfindung auch gewisse neuartige Werkzeuge in Betracht, die die Vortei le der Erfindung zur Geltung bringen und steigern.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Geweberetraktor 70 vorgesehen, wie dieser in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist. Der Retraktor 70 ist beweglich und drehbar durch den Arbeitskanal 25 und die Arbeitskanalöffnung 35 der Vorrichtung 10 einführbar. Der Geweberetraktor 70 umfaßt eine Arbeitsspitze 75, die gestaltet ist, um atraumatisch Gewebe zu verlagern, wenn der Retraktor 70 durch das Gewebe manipu liert wird, und einen Körper 76 mit einem proximalen ersten Ende 77 und einem distalen zweiten Ende 78. Das zweite Ende 78 kann integral mit der Arbeitsspitze 75 sein, die vorzugs weise ein stumpfes gekrümmtes Ende 82 hat. Zusätzlich ist die Arbeitsspitze 75 auch vorzugsweise gebogen oder von dem Kör per 76 weg gekrümmt, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Der Kör per 76 ist bemessen, um drehbar in der Kanüle 20 aufgenommen zu werden, und weist eine Länge B von dem ersten Ende 77 zu dem zweiten Ende 78 auf, die ausreichend ist, so daß das er ste Ende 77 und die Arbeitsspitze 75 sich beide außerhalb der Kanüle 20 erstrecken können, wenn der Körper 76 in der Kanüle 20 ist.

Die vorliegende Erfindung zieht jeden geeigneten Retraktor für eine Verwendung durch den Arbeitskanal 25 in Betracht. Jedoch werden Retraktoren, wie der in den Fig. 4-6 gezeigte Retraktor 70, bevorzugt, in welchem der Körper 76 eine ge krümmte Platte 84 umfaßt, die gestaltet ist, um an die innere zylindrische Oberfläche 26 der Kanüle angepaßt zu sein, ohne wesentlich den Arbeitskanal 25 zu blockieren. Die gekrümmte Platte 84 hat eine konvexe Oberfläche 80 und eine gegenüber liegende konkave Oberfläche 81. In einem Ausführungsbeispiel umfaßt die gekrümmte Platte 84 einen ersten Plattenteil 85, der eine erste konvexe Oberfläche 80 und eine gegenüberlie gende erste konkave Oberfläche 81 definiert. Ein zweiter Plattenteil 86 ist integral mit dem ersten Plattenteil 85 und zwischen dem ersten Plattenteil 85 und der Arbeitsspitze 75 angeordnet. Der zweite Plattenteil 86 definiert eine zweite konvexe Oberfläche (nicht gezeigt) und eine gegenüberliegende zweite konkave Oberfläche 81'. Der erste Plattenteil 85 und der zweite Plattenteil 86 umfassen beide gegenüberliegende Kanten oder Ränder 90, die sich im wesentlichen parallel zu der Länge B des Körpers 76 erstrecken.

Vorzugsweise hat die gekrümmte Platte 84 einen Bogen A₁ zwi schen den gegenüberliegenden Kanten oder Rändern 90 von we nigstens 200 Grad und insbesondere von 270 Grad. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel hat der zweite Plattenteil 86 und insbesondere die zweite konkave Oberfläche 81' einen Winkel, der entlang der Länge des Retraktors abnimmt. Somit hat in einem Ausführungsbeispiel die zweite konkave Oberflä che 81' einen Winkel von etwa 200 Grad neben dem ersten Plat tenteil 85, der zu einem Winkel von weniger als etwa 10 Grad beim Ende 78 abnimmt.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geweberetraktors ist in den Fig. 8-11 gezeigt. Dieser Retrak tor 100 hat einen Körper 106, der einen ersten Plattenteil 115 umfaßt, welcher eine erste konvexe Oberfläche 110 und ei ne gegenüberliegende erste konkave Oberfläche 111 definiert, und weist erste gegenüberliegende Kanten oder Ränder 120 auf, die sich im wesentlichen parallel zu der Länge B des Körpers 106 erstrecken. Der erste Plattenteil 115 hat einen ersten Bogen A₂ zwischen den ersten gegenüberliegenden Rändern 120. Der Retraktorkörper 106 umfaßt auch einen zweiten Plattenteil 116, der integral mit dem ersten Plattenteil 115 vorgesehen ist und zwischen dem ersten Plattenteil 115 und einer Ar beitsspitze 105 gelegen ist. Der zweite Plattenteil 116 defi niert eine zweite konvexe Oberfläche 110' sowie eine gegen überliegende zweite konkave Oberfläche 111' und umfaßt zweite gegenüberliegende Ränder 120', die sich im wesentlichen par allel zu der Länge B erstrecken. Der zweite Plattenteil 116 hat einen zweiten Bogen A₃ zwischen den zweiten entgegenge setzten Rändern 120', der verschieden von dem ersten Bogen A₂ in diesem Ausführungsbeispiel ist. Vorzugsweise hat der erste Bogen A₂ einen Winkel von weniger als 180 Grad, und der zwei te Bogen A₃ hat einen Winkel von mehr als 180 Grad. Insbeson dere hat der erste Bogen A₂ einen Winkel von etwa 90 Grad, und der zweite Bogen A₃ hat einen Winkel von etwa 270 Grad.

Die Retraktoren der vorliegenden Erfindung können mit Mitteln versehen sein, um die Retraktoren 70, 100 in den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 eingreifen zu lassen. Beispielsweise können die konvexen Oberflächen 80, 110 gestaltet werden, um einen Durchmesser zu haben, der größer als der Durchmesser D_I der inneren zylindrischen Oberfläche 26 der Kanüle 20 ist. In diesem Fall kann der Körper 76, 106 aus einem nachgiebigen Material gebildet werden, das deformierbar ist, um in die Ka nüle 20 eingeführt zu werden, so daß die konvexe Oberfläche 80, 110 in Berührung mit der inneren zylindrischen Oberfläche 26 der Kanüle 20 ist. Wenn der Körper 76, 106 deformiert ist, übt er eine nach außen gerichtete Kraft gegen die Oberfläche 26 aus, um durch Reibung den Retraktor in seiner gewählten Position zu halten.

Die bevorzugten Komponenten, die bei der Erfindung vorgesehen sind, sind so gestaltet, daß Mehrfachwerkzeuge und Instrumen te in den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 aufgenommen und mani puliert werden können. Die Komponenten können auch so gestal tet sein, daß mehr als ein Chirurg Instrumente durch den Ar beitskanal 25 der Kanüle 20 zu einer Zeit manipulieren kann. Beispielsweise kann ein Chirurg den Retraktor manipulieren, während ein anderer Chirurg in einen Knochen bohrt. Die Krüm mung des Körpers 76, 106 der Retraktoren 70, 100 schafft mehr Arbeitsraum und steigert die Sichtbarkeit. Ein anderes Merk mal liegt darin, daß die Längsachse der Komponente in den Ar beitskanal 25 gebracht werden kann, während eine Biegung oder Krümmung in dem Handteil Hände weg von dem Kanal 25 hält, so daß mehr als ein Chirurg in dem Kanal 25 arbeiten kann und mehrere Werkzeuge in dem Kanal 25 untergebracht werden kön nen. Die in den Fig. 4-11 gezeigten Retraktoren umfassen je weils einen Arm 71, 101, der an dem proximalen ersten Ende 77, 107 des Körpers 76, 106 angebracht ist. Vorzugsweise ist, wie in den Fig. 4-11 gezeigt ist, der Arm 71, 101 unter einem Winkel α, der kleiner als 180 Grad ist, von der Längsachse der Länge L des Körpers 76. Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Winkel α etwa 90 Grad beträgt, so daß der Arm 71, 101 im wesentlichen senkrecht zu der Länge L des Körpers 76, 106 ist. Vorzugsweise hat der Arm 71, 101 eine Greifoberfläche 72, 102, um eine Manipulation des Retraktors 70, 100 zu er leichtern.

Die vorliegende Erfindung schafft auch Gewebedilatatoren, die mit der Vorrichtung 10 verwendbar sind. Jeder Dilatator, der in den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 einführbar ist, wird in Betracht gezogen; jedoch ist ein durch die vorliegende Erfin dung vorgesehener bevorzugter Dilatator in Fig. 12 gezeigt. Ein Dilatator 130 umfaßt vorzugsweise eine einen Kanal 131 definierende Hohlbüchse oder Hülse 135. Der Kanal 131 ermög licht es, den Dilatator 130 über einen (nicht gezeigten) Füh rungsdraht oder andere Dilatatoren zu plazieren. Die Hohl büchse 135 hat ein Arbeitsende 136, das eine erste Öffnung 132 in Verbindung mit dem Kanal 131 definiert, und ein entge gengesetztes Ende 137, das eine zweite Öffnung 133 definiert. Das Arbeitsende 136 läuft konisch zu einer kegelförmigen Spitze 138 zu, um atraumatisch Gewebe zu verlagern. Vorzugs weise ist ein Greifteil 140 auf der Außenfläche 141 der Büch se 135 neben dem entgegengesetzten Ende 137 vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel wird der Greifteil 140 durch eine Vielzahl von Umfangsrillen 142 gebildet, die in der Außenflä che 141 vorgesehen sind. Die Rillen 142 sind gestaltet, um manuell den Dilatator 130 für ein Manipulieren des Dilatators 130 durch Gewebe zu, ergreifen. Vorzugsweise sind die Rillen 142 teilweise zylindrisch. In dem in Fig. 12 gezeigten Aus führungsbeispiel umfaßt der Greifteil 140 eine Anzahl von Um fangsabflachungen 143 für jede der Umfangsrillen 142. Die Rillen 142 haben eine erste Breite W₁ entlang der Länge der Büchse 135, und die Abflachungen 143 haben eine zweite Breite W₂ entlang der Länge. Vorzugsweise sind die ersten und zwei ten Breiten W₁ und W₂ im wesentlichen gleich.

Die vorliegende Erfindung ist in einem weiten Bereich chirur gischer Behandlung und insbesondere spinaler Behandlungen, wie beispielsweise Laminotomie, Laminektomie, Foramenotomie, Faketektomie und Diskektomie anwendbar. Herkömmliche chirur gische Techniken für jede dieser Behandlungen wurden aus stark invasiven offenen Chirurgien zu minimal invasiven Tech niken entwickelt, wie dies in US 4 573 448, 5 395 317 und 5 439 464 beschrieben ist. Jedoch erfordert jede dieser mini mal invasiven Techniken einen mehrfachen Zugang in den Pati enten. Darüber hinaus sind die meisten der herkömmlichen mi nimal invasiven Techniken sofort lediglich für eine postero laterale Annäherung an die Wirbelsäule geeignet. Die Vorrich tungen und Instrumente der vorliegenden Erfindung sind bei einer chirurgischen Technik anwendbar, die eine Ausführung jeder dieser verschiedenen Typen von chirurgischen Behandlun gen über einen einzigen Arbeitskanal erlaubt. Die Erfindung kann auch bei jeglicher Annäherung und in anderen Regionen neben der Wirbelsäule verwendet werden. Beispielsweise schafft die Erfindung ein Gerät, das für eine Verwendung in transnasalen, transphänoidalen und hypophysen Chirurgien ge eignet bemessen ist.

Die Schritte einer spinalen chirurgischen Behandlung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in Fig. 10 ge zeigt. Wie sofort aus jedem der dargestellten Schritte (a)- (i) ersehen werden kann, erlaubt das vorliegende Ausführungs beispiel der Erfindung eine im wesentlichen mittellinige oder mediale posteriore Annäherung an die Wirbelsäule. Tatsächlich ist zu verstehen, daß zahlreiche der folgenden chirurgischen Schritte von anderen Annäherungen an die Wirbelsäule, wie beispielsweise einer posterolateralen und anterioren Annähe rung, durchgeführt werden können. In einem ersten Schritt der Technik kann ein Führungsdraht 150 durch die Haut und das Ge webe in die Plättchen M eines Wirbelkörpers V vorrücken. Vor zugsweise wird eine kleine Inzision in die Haut gemacht, um das Eindringen des Führungsdrahtes durch die Haut zu erleich tern. Zusätzlich wird insbesondere der Führungsdraht, der ein K-Draht sein kann, unter radiographischer oder bildgeführter Steuerung eingeführt, um sein richtiges Positionieren inner halb des Plättchens L des Wirbels V zu verifizieren. Selbst verständlich kann der Führungsdraht 150 an virtuell jeder Stelle in der Wirbelsäule und in jedem Teil eines Wirbels V positioniert werden. Das Positionieren des Führungsdrahtes hängt von dem chirurgischen Eingriff ab, der durch die Ar beitskanalkanüle der vorliegenden Erfindung auszuführen ist. Vorzugsweise ist der Führungsdraht 150 fest in dem Wirbelkno chen verankert, wobei er bei Bedarf durch einen Hammer punk tiert ist.

In folgenden Schritten des bevorzugten Verfahrens wird eine Reihe von Gewebedilatatoren über den Führungsdraht 150 vorge schoben, wie dies in Schritten (b)-(d) in Fig. 10 gezeigt ist. Alternativ können die Dilatatoren durch die Inzision oh ne die Hilfe eines Führungsdrahtes vorgerückt werden, worauf sich eine stumpfe Dissektion der darunterliegenden Gewebe an schließt. In dem spezifischen veranschaulichten Ausführungs beispiel sind eine Reihe von nacheinander größeren Dilatato ren 151, 152 und 153 konzentrisch übereinander und über dem Führungsdraht 150 angeordnet und rücken in den Körper vor, um sequentiell die perispinösen weichen Gewebe zu dilatieren. Insbesondere sind die Gewebedilatatoren von dem in Fig. 9 der vorliegenden Anmeldung gezeigten Typ. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel haben die Dilatatoren nacheinander größe re Durchmesser, die von 5 mm bis 9 mm bis 12,5 mm für den größten Dilatator reichen. Andere Dilatatorengrößen können abhängig von der anatomischen Annäherung und der gewünschten Abmessung des Arbeitskanales in Betracht gezogen werden.

Im nächsten Schritt der dargestellten Technik rückt die Ar beitskanalkanüle 20 über den größten Dilatator 153 vor, wie dies in Schritt (e) gezeigt ist, und die Dilatatoren sowie der Führungsdraht 130 werden entfernt, wie dies in Schritt (f) gezeigt ist. Vorzugsweise hat die Arbeitskanalkanüle 20 einen Innendurchmesser D_I von 12,7 mm, so daß sie leicht über den 12,5 mm großen Außendurchmesser des größten Dilatators 153 vorrücken kann. Größere Arbeitskanalkanülen werden abhän gig von dem anatomischen Bereich und der chirurgischen Be handlung in Betracht gezogen.

Wenn die Kanüle 20 in Position ist, wird ein Arbeitskanal zwischen der Haut des Patienten zu einem Arbeitsraum neben der Wirbelsäule gebildet. Es ist zu verstehen, daß die Länge der Kanüle 20 durch die besondere chirurgische Operation, die gerade durchgeführt wird, und die den Arbeitsraum umgebende Anatomie bestimmt wird. Beispielsweise erfordert in der lum balen Wirbelsäule der Abstand zwischen dem Plättchen M eines Wirbels V bis zu der Haut des Patienten eine längere Kanüle 20 als ein ähnliches Vorgehen, das bei der zervikalen Wirbel säule durchgeführt wird, wo der Wirbelkörper näher bei der Haut ist. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel, bei wel chem die Kanüle 20 bei einer lumbalen Diskektomie-Behandlung verwendet wird, hat die Kanüle eine Länge von 87 mm, obwohl im allgemeinen nur etwa die Hälfte der Länge der Kanüle wäh rend der Behandlung in dem Patienten gelegen ist.

Gemäß der vorliegenden chirurgischen Technik wird die Ar beitskanalkanüle 20 wenigstens anfänglich lediglich durch das weiche Gewebe und die Haut des Patienten getragen. Somit kann gemäß einem Aspekt des bevorzugten Ausführungsbeispiels die Kanüle 20 einen Befestigungsbügel 27 umfassen, der an der Au ßenfläche der Kanüle festgelegt ist (Fig. 10(f), Fig. 11). Dieser Befestigungsbügel 27 kann an einem flexiblen Trägerarm 160 angebracht sein, der von üblichem Aufbau ist. Vorzugswei se greift der flexible Trägerarm 160 in den Bügel 27 mittels einer Schraube und einer Flügelmutter 161 ein, wie dies in Fig. 10(i) und in Einzelheiten in Fig. 11 gezeigt ist, obwohl andere Befestigungsmittel ebenfalls in Betracht gezogen wer den. Der flexible Arm 160 kann an dem Operationstisch befe stigt und sofort in einer festgelegten Stellung angebracht werden, um ein sicheres Lager für die Kanüle 20 zu liefern. Der flexible Arm 160 ist vorzugsweise derart aufgebaut, daß er bei Bedarf schwenkbar ist, um deutlich den chirurgischen Ort freizugeben und den Chirurgen ausreichend Raum zu lassen, um die Vielzahl von Werkzeugen zu manipulieren, die während der Behandlung zu verwenden sind.

Sobald in Fig. 10 die Kanüle 20 in dem Patienten gelegen ist, kann die Befestigung 30 über das proximale Ende der Kanüle 20 eingreifen. Die Befestigung 30 hat, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt und oben beschrieben ist, eine Optikbohrung 60 zum Lagern eines länglichen Beobachtungselementes, wie beispiels weise des in Schritt h gezeigten Elementes 50. Erfindungsge mäß rückt das Beobachtungselement 50 in die Befestigung 30 vor und wird durch die Optikbohrung 60 gelagert (Fig. 2). In einem spezifischen Ausführungsbeispiel ist das Element 50 am zweckmäßigsten eine Faseroptikeinheit, obwohl eine Stablin seneinheit, ein "Chip auf einem Stab" oder andere Beobach tungseinheiten verwendbar sind. In einem letzten Schritt (i) der in Fig. 10 gezeigten Prozedur wird der flexible Arm 160 an dem Bügel 27 angebracht, um die Kanüle 20 zu tragen, die ihrerseits das optische Beobachtungselement 50 trägt. Diese Endposition von Schritt (1) in Fig. 10 ist in mehr Einzelhei ten in Fig. 11 gezeigt. Das Beobachtungselement 50 kann von einer Vielzahl von Typen, einschließlich einem starren Endo skop oder einer flexiblen und steuerbaren Einheit sein.

Mit dem Beobachtungselement bzw. mit der Einheit 50, die durch die Befestigung 30 gelagert ist, kann der Chirurg di rekt den Bereich unter dem Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 sichtbar machen. Der Chirurg kann frei das Beobachtungsele ment 50 innerhalb des Arbeitskanales 25 oder über das distale Ende der Kanüle hinaus in den Arbeitsraum manipulieren. In dem Fall einer steuerbaren, spitzen Einheit kann das zweite Ende 52 des Beobachtungselementes 50, das die Linse 55 trägt, zu verschiedenen Positionen manipuliert werden, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. Mit virtuell irgendeinem Typ eines Beob achtungselementes ist die Manipulation und Positionierung der Einheit nicht durch den Arbeitskanal 25 begrenzt, was entge gengesetzt zu bestehenden Systemen ist.

Vorzugsweise wird die durch die Befestigung 30 gelieferte Po sitionierbarkeit ausgenutzt, um eine Erstreckung der Linse 55 in den Arbeitsraum oder ein Zurückfahren in die Kanüle 20 zu erlauben, wie dies durch Pfeile T in Fig. 1 veranschaulicht ist. Auch ist die Befestigung vorzugsweise an eine Drehung des Elementes 50 um seine eigene Achse (Pfeile R in Fig. 1) angepaßt, um den Beobachtungswinkel zu verändern, der durch die Winkellinse 55 geboten ist, oder an eine Drehung des ge samten Beobachtungselementes 50 um die Kanüle 20 und um den Umfang des Arbeitskanales 25, wie dies durch Pfeile N in Fig. 1 gezeigt ist. Auf diese Weise ist der Chirurg mit einem vollständigen und uneingeschränkten Blickfeld für den gesam ten Arbeitsraum unter dem Arbeitskanal 25 ausgestattet. In Fällen, in welchen die Befestigung 30 um die Kanüle 20 ge dreht wird, wird die Beobachtungsorientierung der Optik (d. h. links-rechts und aufwärts-abwärts) nicht verändert, so daß das Beobachtungsfeld des Chirurgen für die Behandlung und die umgebende Anatomie nicht gestört ist.

Ein anderer Vorteil, der durch die einzige Arbeitskanalkanüle 20 der vorliegenden Erfindung geliefert wird, liegt darin, daß die Kanüle sofort über einem geeigneten Zielgewebe oder -knochen positioniert werden kann, um den Arbeitsraum bei Be darf für die chirurgische Behandlung zu verfahren. Mit ande ren Worten, da die Arbeitskanalkanüle 20 frei innerhalb der Haut und des Gewebes des Patienten gelegen ist, kann sie so manipuliert werden, daß der Arbeitsraum unter der Kanüle 20 geeigneter über der Zielregion der Wirbelsäule zentriert ist. Ein erneutes Positionieren der Kanüle 20 kann unter Fluoro skop-Führung ausgeführt werden. Alternativ kann die Kanüle mit Positionssensorvorrichtungen, wie beispielsweise LEDs (Leuchtdioden) eingepaßt sein, um stereotaktisch geführt zu werden. Wenn die Kanüle gerade erneut positioniert wird, kann der Chirurg auch direkt die Wirbelsäule durch das Beobach tungselement 50 sichtbar machen.

Sobald die Position der Kanüle 20 aufgebaut und ein Arbeits raum über dem eigentlichen Zielgewebe ausgerichtet ist, kann eine Vielzahl von Werkzeugen und Instrumenten durch den Ar beitskanal 25 erstreckt werden, um die durchzuführende beson dere chirurgische Behandlung zu erbringen. Beispielsweise können in dem Fall einer Laminotomie, Laminektomie, Forameno tomie oder Faketektomie eine Vielzahl von Hohlmeißelzangen, Küretten und Trepanen durch die Arbeitskanalöffnung 35 (vgl. Fig. 2) und durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 (vgl. Fig. 11) in den Arbeitsraum erstreckt werden. Es ist zu ver stehen, daß diese verschiedenen Werkzeuge und Instrumente ausgelegt sind, um durch den Arbeitskanal zu passen. Bei spielsweise kann in einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Arbeitskanal 25 durch die Kanüle 20 einen Maximaldurch messer d₂ von 12,7 mm haben. Bei dem sich in den Arbeitskanal 25 erstreckenden Beobachtungselement 50 beträgt jedoch der effektive Durchmesser etwa 8 mm in dem spezifischen veran schaulichten Ausführungsbeispiel, obwohl ein angemessener Raum innerhalb des Arbeitskanales 25 um das Beobachtungsele ment 50 vorgesehen ist, um einen weiten Bewegungsbereich des Werkzeuges oder Instrumentes in dem Arbeitskanal zu erlauben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die besonderen Abmes sungen für den Arbeitskanal und den effektiven Durchmesser begrenzt, da die Abmessungen der Komponenten von der Anatomie des chirurgischen Ortes und der Art der gerade durchgeführter Behandlung abhängen.

Vorzugsweise ist jedes der mit der Arbeitskanalkanüle 20 ver wendeten Werkzeuge und Instrumente so ausgelegt, daß eine Be hinderung von Beobachtung und Zugang des Chirurgen zu dem Ar beitsraum am distalen Ende der Arbeitskanalkanüle minimal ist. In ähnlicher Weise sind die Instrumente und Werkzeuge so ausgelegt, daß ihre Betätigungsenden, die durch den Chirurgen manipuliert werden, von der Arbeitskanalkanüle 20 versetzt sind. Ein derartiges Beispiel ist der in den Fig. 4 bis 8 ge zeigte Geweberetraktor. Bei diesen Retraktoren sind die Grif fe, die manuell durch den Chirurgen ergriffen sind, um etwa einen Winkel von 90 Grad bezüglich der Längsachse des Werk zeuges selbst versetzt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die durch die Arbeitskanalkanüle 20 und innerhalb des Arbeitsrau mes am distalen Ende der Kanüle vorgenommenen chirurgischen Behandlungen "trocken" ausgeführt, d. h., ohne die Verwendung eines Spülungsfluids. Bei bestehenden chirurgischen Techniken ist der Arbeitsraum am chirurgischen Ort fluidgefüllt, um den Arbeitsraum aufrechtzuerhalten und den Einsatz der Visuali sierungsoptik zu unterstützen. Jedoch werden bei diesen be stehenden Systemen die Visualisierungsoptiken innerhalb des Endoskops festgelegt. Dagegen erlaubt die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung einen weiten Bewegungsbereich für das Beobachtungselement 50, so daß die Linse 55 vollständig in dem Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 zurückgefahren werden kann, um sie vor einer Berührung mit dem perispinösen Gewebe oder Blut zu schützen, das am chirurgischen Ort auftreten kann.

Da darüber hinaus das Beobachtungselement 50 entfernbar und ersetzbar ist, kann das Element 50 vollständig aus der Befe stigung 30 entfernt werden, so daß die Linse 55 gereinigt werden kann, wonach das Beobachtungselement 50 wieder in die Befestigung eingesetzt und zurück zu dem Arbeitsraum gebracht werden kann. Unter diesen Umständen ist dann der Bedarf für eine Spülung weniger kritisch. Dieses Merkmal kann von beson derem Wert sein, wenn Schneidoperationen mit einem Leistungs bohrer ausgeführt werden. Es hat sich bei bestehenden chirurgischen Behandlungen gezeigt, daß der Einsatz eines Lei stungsbohrers in einer Fluidumgebung eine Turbulenz oder Ka vitation des Fluids verursachen kann. Diese Turbulenz kann vollständig das Blickfeld des Chirurgen am chirurgischen Ort, wenigstens während der Bohrer gerade betrieben wird, ver schleiern. Bei der vorliegenden Erfindung erlaubt die trocke ne Umgebung eine kontinuierliche Beobachtung der Operation des Leistungsbohrers, so daß der Chirurg schnell und wirksam die notwendigen Schneidoperationen ausführen kann.

Während es die vorliegende Erfindung dem Chirurgen erlaubt, chirurgische Behandlungen in dem Arbeitsraum unter einer trockenen Umgebung auszuführen, kann eine Spülung getrennt durch den Arbeitskanal 25 vorgesehen werden. Alternativ kann die Beobachtungsvorrichtung 50 selbst ein durch ein Paßstück 53 gelagertes Rohr 54 umfassen, durch das mäßige Mengen an Fluid geliefert werden können, um den Beobachtungsraum klar zu halten. Zusätzlich wird während einer Diskektomie eine As piration von dem ausgeschnittenen Gewebe bevorzugt, und eine Spülung unterstützt häufig ein rasches Entfernen von diesem Gewebe. Somit können auch getrennte Spülungs- und Aspirati onselemente durch den Arbeitskanal 25 eingeführt werden, wenn dies durch die Behandlung erforderlich ist.

Bei Bedarf kann eine Aspiration direkt durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 durchgeführt werden. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel ist eine Aspirationskappe 165 vorgesehen, wie dies in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Die Kappe 165 um faßt einen Körper 166, der eine Paßbohrung 167 mit einem In nendurchmesser d_b definiert, der größer als der Außendurch messer D_h des Gehäuses 31 der Befestigung 30 ist. Eine Werk zeugöffnung 168 ist in Verbindung mit der Paßbohrung 167 vor gesehen. Wenn die Aspirationskappe 165 über dem Gehäuse 31 befestigt wird, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, steht die Werkzeugöffnung 168 direkt in Verbindung mit der oberen Boh rung 41 und liefert die gleichen Zutrittsmöglichkeiten wie die Arbeitskanalöffnung 35 des Gehäuses 31. Die Aspirations kappe 165 ist auch mit einer Rohraufnehmerbohrung 169 verse hen, die die Paßbohrung 167 schneidet. Die Aufnehmerbohrung 169 ist gestaltet, um ein Aspirationsrohr zu empfangen, durch das ein Vakuum oder eine Saugkraft einwirkt. In bestimmten Fällen kann die Werkzeugöffnung 168 bedeckt werden, während eine Saugkraft durch die Werkzeugaufnehmerbohrung 169 und die Paßbohrung 167 und letztlich durch den Arbeitskanal 25 an liegt. Ein Bedecken der Öffnung 168 kann den Aspirationsef fekt durch den Arbeitskanal optimieren.

Wieder zurück zu der chirurgischen Technik des einen Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann, sobald die Arbeitskanalkanüle 20 und die Optik 50 positioniert sind, wie dies in Fig. 10 in Schritt (i) und in Fig. 11 gezeigt ist, das paraspinöse Gewebe mittels Instrumenten, wie oben be schrieben, und einer Laminektomie, die mittels verschiedener Hohlmeißelzangen, Küretten und Bohrern ausgeführt wird, re flektiert werden. Bei Bedarf kann die Kanüle 20 gewinkelt sein, um einen größeren Bereich einer Knochenentfernung zu erlauben, was für einen Zugang zu anderen Teilen der spinalen Anatomie erforderlich sein kann. In einigen Fällen kann ein Zugang zu dem spinalen Kanal und den posterioren medialen Aspekten des Scheibenanulus ein Schneiden eines Teiles des Wirbelknochens erfordern, der größer als der Innendurchmesser des Arbeitskanales 25 ist. Somit kann eine gewisse Manipula tion der Kanüle 20 erforderlich sein, um ein Entfernen eines größeren Teiles eines Knochens zu erlauben. In anderen Opera tionen können mehrstufige Laminektomien oder Foramenotimien erforderlich sein. In diesem Fall können diese mehrstufigen Behandlungen durch sequentielles Einführen der Arbeitskanal kanüle 20 durch einige kleine kutane Inzisionen längs der spinalen Mittellinie ausgeführt werden. Alternativ können ei nige Arbeitskanalkanülen 20 an jeder der kleinen kutanen In zisionen angebracht werden, um die mehrstufigen Knochenent fernungsbehandlungen vorzunehmen.

Gemäß der bevorzugten dargestellten chirurgischen Technik wird wiederum eine Öffnung in die Plättchen M des Wirbels V geschnitten, was einen direkten visuellen Zugang zu dem spi nalen Kanal selbst ergibt. Bei Bedarf kann die spinale Nerv wurzel umgebendes Gewebe mittels mikrochirurgischer Messer und Küretten entfernt werden. Sobald die spinale Nervwurzel freigelegt ist, kann ein Retraktor, wie beispielsweise die in den Fig. 4-8 gezeigten Retraktoren, verwendet werden, um sanft die Nervwurzel außerhalb des Arbeitsraumes zu bewegen und zu halten. Gemäß einem wichtigen Aspekt der beiden Retraktoren 70, 100 ist im allgemeinen der Teil des Retrak tors, der durch den Arbeitskanal 25 verläuft, an die Innen fläche der Kanüle 20 angepaßt, so daß der Arbeitskanal 25 nicht durch das Retraktorwerkzeug unterbrochen wird. Insbe sondere ist der effektive Durchmesser innerhalb des Arbeits kanales 25 lediglich durch die Dicke der gekrümmten Platten 84, 114 der Retraktoren 70, 100 reduziert. In einem spezifi schen Ausführungsbeispiel beträgt diese Dicke etwa 0,3 mm, so daß zu ersehen ist, daß die Geweberetraktoren nicht merklich den Raum reduzieren, der in dem Arbeitskanal 25 für die Ein führung von anderen Werkzeugen und Instrumenten verfügbar ist.

Wenn der Geweberetraktor in dem Arbeitskanal 25 plaziert ist, kann Knochen in dem spinalen Kanal, wie dieser bei einer Berstfraktur auftreten kann, mit einer Kürette oder einem Hochgeschwindigkeitsbohrer entfernt werden. Alternativ kann der frakturierte Knochen zurück in den Wirbelkörper mit einem Knochenimpaktor gestoßen werden. Wenn an dieser Stelle die durchzuführende spinale Behandlung die Entfernung von epidu ralen spinalen Tumoren ist, können die Tumore mittels ver schiedener mikrochirurgischer Instrumente reseziert werden. Bei anderen Behandlungen kann die Dura geöffnet werden, und die intradurale Pathologie kann mit mikrochirurgischen In strumenten angenähert werden, die durch die Arbeitskanalkanü le 20 verlaufen. Gemäß der spezifischen dargestellten Technik können mit posterior retraktierter Nervenwurzel mediale Band scheibenhernierungen sofort direkt an der Stelle der Hernie rung herausgenommen werden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Arbeitskanalkanüle, wie beispielsweise die Kanüle 20, mit ei ner Befestigung 170 zum Lagern der Optik- und Spülungs/Aspi rationskomponenten versehen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Befestigung 170 einen Einheitskörper 171, der am deutlichsten in den Fig. 13, 14, 16 und 17 gezeigt ist. Der Einheitskörper 171 umfaßt einen Klemmring 172, der so gestal tet ist, daß er die Außenfläche 23 der Kanüle 20 umgibt. Ins besondere umfaßt der Klemmring 172 eine innere Klemmfläche 175 (vgl. Fig. 14). Diese Klemmfläche 175 hat im wesentlichen die gleiche Konfiguration und Gestalt wie die Außenfläche 23 der Kanüle 20. Der Klemmring 172 umfaßt Klemmarme 173a, b an den freien Enden des Ringes. Die Klemmarme 173a, b definieren dazwischen einen Schlitz 174 (vgl. Fig. 17).

Der Klemmring 172 ist integral mit einer Trägersäule 176, die einen Teil des Einheitskörpers 171 bildet. Ein Säulenschlitz 177 ist in der Trägersäule 176 ausgebildet, wobei der Säulen schlitz 177 angrenzend an den Schlitz 174 zwischen den Klemmarmen 173a, b ist. Wie hier in Einzelheiten beschrieben ist, erlauben die Schlitze 174 und 177 ein Komprimieren der Klem marme 173a, b aufeinander zu, um dadurch die Klemmoberfläche 175 des Ringes 172 um die Außenfläche 23 der Kanüle 20 zu pressen. Auf diese Weise kann die Befestigung 170 an einer spezifischen Position auf der Kanüle 20 festgelegt werden. Es ist zu verstehen, daß dann, wenn der Klemmring 172 gelöst wird, die Befestigung 170 frei um den Umfang der Kanüle 20 in der Richtung des Pfeiles N rotieren kann. Zusätzlich kann die Befestigung 170 eine Translationsbewegung längs der Longitu dinallänge der Kanüle 20 in der Richtung des Pfeiles T aus führen. Tatsächlich ist die Richtung der Laufdistanz der Be festigung 170 entlang der Länge der Kanüle 20 durch das proximale Ende 22 und den Bügel 27, der zum Eingreifen in ei nen tragenden flexiblen Arm 160 verwendet wird, wie dies oben beschrieben ist, begrenzt.

Anhand der Fig. 13-17 können zusätzliche Einzelheiten der Be festigung 170 erkannt werden. Insbesondere umfaßt die Befe stigung 170 einen Optikmontagekörper 178, der durch die La gersäule 176 getragen und vorzugsweise integral mit dieser ist. Der Optik-Montagekörper 178 definiert eine Stoppkante 179 an der Zwischenfläche zwischen der Trägersäule 176 und dem Montagekörper 178. Diese Stoppkante definiert die Höhe der Trägersäule von dem Klemmring 172 zu der Stoppkante 179. Die Stoppkante 179 des Optik-Montagekörpers 178 kann verwen det werden, um den Abwärtslauf der Befestigung 171 in der Richtung des Pfeiles T zu begrenzen, was insbesondere bei den Ausführungsbeispielen der Kanüle 20, die nicht den Bügel 27 umfaßt, von Bedeutung ist.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel definiert der Op tik-Montagekörper 178 eine Optikbohrung 180, die gestaltet ist, um eine Optikkanüle 190 aufzunehmen und zu lagern. Die Optikbohrung 180 kann mit einem Beleuchtungsport 181 in Ver bindung stehen, der eine Beleuchtungsquelle aufnehmen kann, wie beispielsweise ein faseroptisches Lichtkabel. Die Optik bohrung 180 kommuniziert auch mit einer von einer Vorderflä che der Befestigung 170 vorspringenden Optikkopplungbohrung 182. Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel umfaßt die Befestigung 170 auch einen Kopplungskörper 183, der vorzugs weise innerhalb der Optikkopplungsbohrung 182 preßeingepaßt ist. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, kann der Kopplungskörper 183 in einen Koppler 184 eingreifen, um darauf eine Kamera 185 zu lagern.

Gemäß einem weiteren Aspekt des Optikmontage- bzw. -befesti gungskörpers 178 können ein Aspirationsport 186 und ein Spü lungsport 187 vorgesehen werden, die mit der Optikbohrung 180 kommunizieren. Vorzugsweise umfaßt die Optikkanüle 190 Kanäle entlang von deren Länge, um den verschiedenen Ports in dem Optikmontagekörper 178 zu entsprechen. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel wird der Port 181 nicht verwendet, wobei der Port 186 benutzt wird, um ein Beleuchtungselement aufzu nehmen. Wie insbesondere in Fig. 23 gezeigt ist, kann der Port 187 mit einer Aspirationsschaltung verbunden sein. Ins besondere kann der Port 187 in ein Aspirationsrohr 225 ein greifen, das ein Strömungssteuerventil 226 und ein Luer-Paß stück 227 an seinem freien Ende trägt. Das Luer-Paßstück 227 kann in eine Quelle eines Spülungsfluids oder eines Aspirati onsvakuumdruckes abhängig von der besonderen Verwendung ein greifen, die für den Port 187 und einen entsprechenden Kanal innerhalb der Optikkanüle 190 ins Auge gefaßt ist.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Port 187 als ein Aspirationsport mit dem Luer-Paßstück 227 verwendet, das mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Es ist zu verstehen, daß der Port 187 in Fluidkommunikation mit einem entsprechen den Kanal in der Optikkanüle 190 ist, so daß eine Saugkraft bzw. ein Unterdruck, der über das Rohr 225 und den Port 187 einwirkt, durch das distale oder Arbeitsende 192 der Optikka nüle 190 gezogen wird. Das Arbeitsende 192 liegt an dem chir urgischen Ort, so daß der Unterdruck bzw. die Saugkraft Luft durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 zu dem chirurgischen Ort und durch den Aspirations/Spülungskanal in die optische Kanüle 190 zieht. Es hat sich gezeigt, daß das Vorsehen einer Aspirationssaugkraft auf diese Weise Rauch ausschließt, der während einer Operation von bestimmten Instrumenten, wie bei spielsweise einer Bovie, sich entwickeln kann. Darüber hinaus kann die an den Port 187 gelegte Saugkraft Luft über die Lin se 191 (vgl. Fig. 14, 15) der Optikkanüle 190 ziehen, um eine Schleierbildung der Linse zu verhindern. Wenn ein getrenntes Aspirationsrohr durch den Arbeitskanal erstreckt wird, wird ein Freimachen der Linse 191 am besten erzielt, wobei die Öffnung des Aspirationsrohres neben der Linse gelegen ist. Auf diese Weise schließt das Vorsehen eines Aspirationsvolu mens durch den Arbeitskanal und den Arbeitsraum virtuell den Bedarf zum Zurückfahren der Optikkanüle 190 aus, um die Linse 191 zu reinigen. Dies ist im Gegensatz zu bestehenden Vor richtungen, bei denen entweder die Linse aus dem chirurgi schen Ort zur Reinigung entfernt werden muß, oder zu Vorrich tungen, in welchen ein wesentlicher Fluidfluß gefordert ist, um die Linse rein und klar zu halten.

Anhand der Fig. 18-22 werden nunmehr Einzelheiten eines Trom melklammermechanismus 195 gezeigt. Der Trommelklammermecha nismus 195 preßt die Arme 173a, b des Klemmringes 172 zusam men, um die Befestigung 170 auf der Kanüle 20 zu klemmen. Der Trommelklammermechanismus 195 umfaßt eine Trommelkurvenscheibe 196, die unmittelbar neben einem der Klemmarme 173b gele gen ist, und einen Hebelarm 197, der arbeitet, um die Trom melkurvenscheibe 196 gegen den Klemmarm 173 zu pressen. Eine Ansatz- bzw. Schulterschraube 198 legt jede dieser Komponen ten zusammen fest. Insbesondere umfaßt die Schulterschraube 198 einen Gewindeschaft 199, der gestaltet ist, um in eine Paßschraubbohrung 202 in einem der Klemmarme 173a einzugrei fen. Die Schulterschraube 198 umfaßt einen Lagerschaft 200, der glatt und nicht mit einem Gewinde versehen ist. Der La gerschaft 200 wird in einer Lagerbohrung 203 in dem Klemmarm 173b, einer kolinearen Lagerbohrung 204 in der Trommelkurven scheibe 196 und einer Lagerbohrung 205 in dem Hebelarm 197 aufgenommen. Die Schulterschraube 198 umfaßt weiterhin einen vergrößerten Kopf 201, der vorzugsweise in eine Kopfausspa rung 206 in dem Hebelarm 197 aufgenommen ist (vgl. Fig. 19). Vorzugsweise umfaßt der vergrößerte Kopf 201 der Schulter schraube eine Antriebswerkzeugaussparung, um in ein Antriebs werkzeug einzugreifen, damit der mit einem Gewinde versehene Schaft 199 der Schraube in der Eingriffschraubbohrung 202 des Klemmarmes 173a zu verschrauben. Es ist zu verstehen, daß die Trommelkurvenscheibe 196 und der Hebelarm 197 frei um den La gerschaft 200 der Schulterschraube 198 rotieren können.

Speziell in den Fig. 18 und 19 umfaßt der Hebelarm 197 einen Arm 210, der integral mit einem Körper 211 ist. Die Lagerboh rung 205 und die Kopfaussparung 206 sind in dem Körper 211 definiert. Der Körper 211 legt ein Paar von Vorsprüngen 312 auf entgegengesetzten Seiten der Lagerbohrung 205 fest. Wie in Fig. 19 gezeigt ist, umfaßt jeder der Vorsprünge 212 eine abgerundete Spitze 213, um eine glatte Gleitfläche zu lie fern.

Speziell in den Fig. 20 und 21 umfaßt die Trommelkurvenschei be 196 eine flache Fläche 215, die dem Klemmarm 173b gegen überliegt. Vorzugsweise liefert die flache Fläche eine glatte Drehung der Trommelkurvenscheibe 196 bezüglich des stationä ren Armes 173b. Die gegenüberliegende Seite der Trommelkur venscheibe 196 ist eine Kurvenscheibenseite 216, die ein Paar von diametral gegenüberliegenden Kurvenscheibenteilen 217 um faßt. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel definieren die Kurvenscheibenteile 217 eine Rampe 218, die nach oben zu einer Anschlagaussparung 219 geneigt ist. Jede Anschlagaus sparung 219 endet in einer Stoppeinheit 220, die höher bezüg lich der Basisanschlagaussparung 219 als die Rampe 218 ist.

Bei zusammengebauter Konfiguration arbeitet der Trommelklam mermechanismus 195, um die Arme 173a, b des Klemmringes 172 zusammenzupressen, wenn der Hebelarm 197 um die Schulter schraube 198 gedreht wird. Wenn insbesondere der Hebelarm 197 gedreht wird, gleiten die Vorsprünge 219 auf deren abgerunde ter Spitze 230 längs der Rampen 218, bis die abgerundeten Spitzen 213 in die entgegengesetzten Anschläge 219 fallen. Wenn sich die Vorsprünge 212 nach oben zu den Rampen 218 be wegen, stoßen die Projektionen 212 die Trommelkurvenscheibe 196 zu den Klemmarmen 173a, b. Das heißt, da der entgegenge setzte Klemmarm 173a relativ festgelegt durch den Schraub schaft 199 der Schulterschraube 198 festgelegt ist, preßt die Bewegung der Trommelkurvenscheibe 196 den Klemmarm 173b gegen den relativ stationären Klemmarm 173a. Da dies eintritt, wird der Klemmring 172 um die Außenfläche 23 der Kanüle 20 festge legt. Wenn die Vorsprünge 212 innerhalb der Aussparungen 219 der Trommelkurvenscheibe 196 gelegen sind, wird die Befesti gung auf der Kanüle 20 verriegelt. Es ist zu verstehen, daß die Aussparungen 219 flach genug sind, um ein sofortiges ma nuelles Trennen der Vorsprünge 212 von den Aussparungen 219 zu erzielen, da der Hebelarm 197 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

In einem spezifischen Ausführungsbeispiel sind die Anschlag aussparungen 219 um 180° entgegengesetzt zueinander. Die Ram pen 218 sind gekrümmt und halten einen Winkel von etwa 90°. Somit dreht sich der Hebelarm 197 um 90°, um die Aussparungen 212 von einem Ende der Kurvenscheibenrampen 218 zu den Aus sparungen 219 zu bewegen. In dem bevorzugten Ausführungsbei spiel verfährt der Hebelarm mit 90°-Bewegung (Pfeil J in Fig. 15) den Arm aus einer ersten Position, in welcher der Arm 197 im wesentlichen parallel zu der Kanüle ist, zu einer zweiten Position, in welcher der Arm im wesentlichen senkrecht zu der Kanüle ist. Vorzugsweise wird in der zweiten Position der Arm unmittelbar neben der Kanüle orientiert, anstelle dort weg projizierend zu sein. In den ersten und zweiten Positionen hält der Hebelarm 197 ein niedriges Profil aufrecht, so daß keine Störung mit einer Manipulation der Werkzeuge und In strumenten durch den Arbeitskanal auftritt. In einem spezifi schen Ausführungsbeispiel entspricht die erste Position des Hebelarmes der losen bzw. unverriegelten Position des Trom melklammermechanismus 195, während die zweite Position der verriegelten Konfiguration entspricht.

Damit der Trommelklammermechanismus 195 richtig arbeitet, wird bevorzugt, daß die Trommelkurvenscheibe 196 stationär bezüglich des beweglichen Hebelarmes 197 verbleibt, mit der Ausnahme, daß die Trommelkurvenscheibe 196 frei ist, eine Translationsbewegung entlang der Länge der Schulterschraube 198 auszuführen. Folglich umfaßt der Klemmarm 173b eine Aus sparung 122, die eine Konfiguration hat, die im wesentlichen ähnlich zu der Außenperipherie der Trommelkurvenscheibe 196 ist. Auf diese Weise kann die Trommelkurvenscheibe leicht innerhalb des Klemmarmes 173b eingeschnitten werden, so daß die Kurvenscheibe nicht in der Lage ist, sich um die Schulterschraube 198 zu drehen, da der Hebelarm 197 verschwenkt wird.

Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Komponenten der Befestigung 170 aus einem flexi blen und nachgiebigen Material gebildet. Beispielsweise kann der Einheitskörper 171 aus einem Kunststoff, wie beispiels weise Polycarbonat, gebildet werden. Der Einheitskörper 171 kann insbesondere gut selbst in typischen Kunststoff-Form techniken eingesetzt werden. In ähnlicher Weise können die Trommelkurvenscheibe 196 und der Hebelarm 197 aus einem Kunststoffmaterial geformt werden. In einem spezifischen Aus führungsbeispiel werden diese Komponenten aus Delrin gebil det, da Delrin eine glatte Oberfläche für die Relativbewegung zwischen den Vorsprüngen 212 auf den Hebelarm 197 und der Kurvenscheibenfläche 216 der Trommelkurvenscheibe 196 lie fert.

Es ist zu verstehen, daß der Lauf des Trommelklemm-Mechanis mus 195 ausreichend kalibriert werden kann, um fest die Klemmringe 172 um die Kanüle 20 zu pressen. Es ist auch zu verstehen, daß diese Kompression nicht so groß sein darf, da mit ein Kompromiß mit der Integrität oder Stärke der Kanüle 20 erreicht wird. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel ist der Schlitz 174 größer als der maximale Lauf des Trommel klemm-Mechanismus 195, so daß die Vorsprünge 212 des Hebelar mes 197 fest innerhalb der Anschlagaussparungen 219 der Trom melkurvenscheibe 196 verbleiben. Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel hat der Schlitz eine Abmessung von 2,0 mm, während der Hub des Trommelklammer-Mechanismus 195, der durch die Trommelkurvenscheibe 196 erzielt ist, 1,0 mm be trägt.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung la gert die Befestigung 170 eine Optikkanüle 190 in fester Ori entierung bezüglich des Einheitskörpers 171. Mit anderen Wor ten, bei diesem spezifischen Ausführungsbeispiel kann die Op tikkanüle 190 nicht um ihre Achse rotieren, wie es die Ein heit 50 des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels kann. Die Linse 191 ist daher unter einem Winkel B bezüglich des distalen Endes der Optikkanüle 190 angebracht. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel liegt die Linse 191 unter einem Winkel B von 30°. Zusätzlich hat in dem spezifischen Ausführungsbeispiel die Linse eine optische Achse, die gewin kelt zu der Mitte des Arbeitsraumes 25 oder der Kanüle 20 ist. Während die Linse 191 eine feste Orientierung bezüglich des Einheitskörpers 171 aufweist, kann die Linse noch um den Arbeitsraum durch Drehung der Befestigung 170 um die Außen fläche 23 der Kanüle 20 gedreht werden. Zusätzlich liefern die Linse 191 und das optische System eine Tiefe des Beobach tungsfeldes, die es dem Chirurgen erlaubt, die Anatomie au ßerhalb des Arbeitskanales 25 zu betrachten.

Selbst in den vorliegenden spezifischen Ausführungsbeispielen erlaubt die Befestigung 170 eine Drehung der Optikkanüle 190 um den Arbeitsraum und eine Translation der Optikkanüle 190 und 191 entlang der Längsachse des Arbeitskanales 25. Es ist zu verstehen, daß der Chirurg diese Bewegungen erzielen kann, indem er den Trommelklammer-Mechanismus 195 freigibt und dann erneut die Klammer durch Drehen des Hebelarmes 197 in seine verriegelte Position ergreift. Vorzugsweise ist die Optikka nüle 190 so bemessen, daß die Linse 191 über das distale Ende 21 der Kanüle 20 vorspringen kann. In ähnlicher Weise erlaubt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Befestigung 170 das Zurückfahren der Linse 191 und der Optikkanüle 190 inner halb des Arbeitskanales 25 und der Kanüle 20.

In einem spezifischen Ausführungsbeispiel erlaubt die Befe stigung 170 bis zu 15 mm einen Lauf längs der Richtung des Pfeiles T, wobei 7,5 mm des Laufes innerhalb des Arbeitsrau mes 25 und 7,5 mm des Laufes jenseits des distalen Endes 21 der Kanüle 20 liegen. Gemäß dem spezifischen Ausführungsbei spiel ist diese Laufdifferenz von 15 mm auf die Höhe der Trä gersäule 176 von der Spitze des Klemmringes 172 bis zum An schlagrand 179 des Optikbefestigungskörpers 178 bezogen. Die Größe der Erstreckung der Linse 191 der Optikkanüle 190 über das distale Ende 21 der Kanüle 20 hinaus beruht auch auf der Gesamtlänge der Optikkanüle 190 bezüglich der Gesamtlänge der Arbeitskanalkanüle 20. In einem spezifischen Ausführungsbei spiel hat die Optikkanüle 190 eine Länge von 100 mm, gemessen von der Linse 191 bis zu dem Anschlagrand 179 der Optikbefe stigungsbohrung 178. Es ist zu verstehen, daß die Optikkanüle länger als dieser Abstand von 100 mm ist, da ein Teil der Ka nüle innerhalb der Optikbohrung 180 des Optikbefestigungskör pers 178 gelagert ist. In dem spezifischen Ausführungsbei spiel hat wiederum die Kanüle 20 eine Gesamtlänge von 92 mm von ihrem distalen Ende 21 zu ihrem proximalen Ende 22 (vgl. Fig. 15).

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Gesamtlänge der Kanüle und folglich der Optikkanüle 190 teilweise durch die spinale Anatomie bestimmt. Insbesondere hat sich gezeigt, daß für Anwendungen der vorliegenden Erfindung auf dem Gebiet der spinalen Chirurgie eine Verlagerung des proximalen Endes 22 des Arbeitskanales 25 zu entfernt von dem chirurgischen Ort an dem distalen Ende 21 den Chirurgen veranlaßt, ein tak tiles Gefühl zu verlieren, während er bestimmte Instrumente manipuliert. Mit anderen Worten, wenn der Chirurg Instrumente durch den Arbeitskanal schickt und diese an dem chirurgischen Ort manipuliert, ist ein gewisses Ausmaß an "Gefühl" erfor derlich, so daß der Chirurg genau die jeweiligen Operationen mit dem Instrument ausführen kann. Wenn der Abstand zwischen dem chirurgischen Ort und dem manuellen Ende des Instrumentes zu groß ist, ist der Chirurg nicht in der Lage, stabil und komfortabel das Instrument zu bedienen.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, daß die Arbeitskanalkanüle 20 eine Länge haben muß, die bezüglich des Abstandes L (Fig. 24) zwischen den Wirbelplättchen und der Oberfläche der Haut begrenzt ist. In dem lumbalen Bereich der Wirbelsäule beträgt dieser Ab stand etwa 65 bis 75 mm. Folglich hat in einem Ausführungs beispiel der Erfindung die Arbeitskanalkanüle 20 einen ersten Teil ihrer Länge, der etwas kleiner als det anatomische Ab stand ist. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel beträgt diese Länge des ersten Teiles etwa 66 mm von dem distalen En de 21 zu dem Befestigungsbügel 27. In einigen chirurgischen Anwendungen kann der Befestigungsbügel 27 tatsächlich gegen die Haut des Patienten verbleiben, so daß das distale Ende 21 der Arbeitskanalkanüle enger bei dem chirurgischen Ort sein kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der verbleibende zweite Teil der Länge der Kanüle 20 über dem Befestigungsbügel 27 minimiert. Erfindungsgemäß muß dieser Abstand ausreichend sein, um ein Ausdehnen und Zurückfahren der Linse 191 bezüg lich des distalen Endes 21 der Kanüle 20 zu erlauben. Wie oben erläutert wurde, beträgt die Laufstrecke der optischen Linse 191 vorzugsweise 15 mm, so daß die verbleibende Länge der Kanüle 20 etwa 26 mm ist, um an diesen Lauf angepaßt zu sein und eine angemessene Oberfläche für einen Eingriff durch den Klemmring 172 zu liefern. Somit hat in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Arbeitskanalkanüle 20 eine Gesamtlän ge von 92 mm. Gemäß einem Aspekt der Erfindung hat sich ge zeigt, daß die relative Länge zwischen dem ersten Teil der Kanüle, der innerhalb des Patienten angeordnet ist, zu dem zweiten Teil der Kanülenlänge, der außerhalb des Patienten liegt, ein Verhältnis von 2 : 1 bis 3 : 1 beträgt. Mit anderen Worten, die Länge des ersten Teiles ist zwischen zwei- und dreimal länger als die Länge des zweiten Teiles.

Es hat sich auch gezeigt, daß es wünschenswert ist, die Höhe der Befestigung 170 über das Ende der Arbeitskanalkanüle 20 hinaus zu minimieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Optikbefestigungskörper 178 eine Höhe von etwa 21 mm zwi schen dem Anschlagrand 179 und der Oberseite des Körpers 178. Dieser Abstand ist nicht so groß, daß der Chirurg am Manipu lieren von Instrumenten direkt über der Befestigung 170 ein geschränkt ist. Tatsächlich ist es vorzuziehen, daß der Chir urg die Instrumente direkt über dem proximalen Ende 22 des Arbeitskanales 20 unmittelbar neben der Befestigung 170 mani puliert.

In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Arbeitskanalkanüle einen Innendurchmesser von etwa 15 mm und einen Außendurchmesser von etwa 16 mm. Alternativ kann die Kanüle in einer kleineren Abmessung für andere Bereiche der Wirbelsäule vorgesehen sein. In einem weiteren spezifischen Ausführungsbeispiel beträgt der Kanülen-Innendurchmesser 12,7 mm bei einem Außendurchmesser von 14 mm. In einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Gesamtlänge und der Durchmesser der Arbeitskanalkanüle 20 wieder bezüglich des Abstandes L der spinalen Anatomie kalibriert. Bei dem Arbeitskanal mit größerem Durchmesser kann der Chirurg gewisse Instrumente un ter einem Winkel bezüglich der Längsachse der Kanüle 20 ori entieren. In spezifischen Ausführungsbeispielen beträgt die ser Winkel ungefähr 5 bis 6°. Es hat sich gezeigt, daß dieser Winkel zusammen mit dem großen Arbeitskanal 25 dem Chirurgen eine größere Flexibilität und Beweglichkeit innerhalb des chirurgischen Ortes vermittelt, um verschiedene Operationen auszuführen. Zu diesem Zweck sind die Länge und der Durchmes ser der Arbeitskanalkanüle 20 ungefähr so bemessen, daß diese Flexibilität aufrechterhalten wird, ohne zu groß zu werden. Eine Arbeitskanalkanüle 20, die einen zu großen Durchmesser hat, ist weniger für die spinale Anatomie geeignet.

Gemäß bevorzugten Verfahren, die die erfindungsgemäße Vor richtung 10 verwenden, ist der Arbeitsraum im allgemeinen auf den Bereich direkt neben den Plättchen eines Wirbels be grenzt. Eine Kanüle mit einem Durchmesser, der zu groß ist, stört den spinalen Prozeß, wenn der Arbeitsraum geschaffen wird, und erfordert eine Resektion von größeren Mengen an G 14245 00070 552 001000280000000200012000285911413400040 0002019780707 00004 14126e webe, als für ein optimales perkutanes Vorgehen bevorzugt wird. Daher hat gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Arbeitskanalkanüle eine Beziehung zwischen ihrer Länge und ihrem Durchmesser, um Werkzeugwinkel durch die Kanüle zwischen 5 bis 8° zu erlauben. Gemäß einem spezifischen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kanüle ein Ver hältnis von Länge zu Durchmesser haben, das zwischen etwa 5,5 : 1 bis 7 : 1 liegt. Weiterhin hat gemäß der vorliegenden Er findung die Arbeitskanalkanüle eine Länge, die nicht mehr als 20 bis 30 mm größer als der Abstand L (Fig. 24) zwischen den Plättchen und der Haut des Patienten ist.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung wird durch den großen Durchmesser des Arbeitskanales 25 in der Kanüle 20 erreicht. Dieser große Durchmesser erlaubt es dem Chirurgen oder den Chirurgen, die chirurgische Behandlung vorzunehmen, indem eine Vielzahl von Instrumenten oder Werkzeugen in den Arbeitsraum eingeführt wird. Beispielsweise können, wie oben beschrieben wurde, ein Geweberetraktor und Diskektomie- Instrumente gleichzeitig durch den Arbeitskanal erstreckt werden. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel können die Diskektomie-Instrumente einen Trepan zum Bohren eines Lo ches durch den Bandscheibenannulus und einen mit Leistung versorgten Gewebeschneider zum Herausnehmen des hernierten Bandscheibennucleus umfassen. In ähnlicher Weise sieht die vorliegende Erfindung die gleichzeitige Einführung von ande ren Typen von Instrumenten oder Werkzeugen vor, wie dies durch das vorzunehmende, besondere chirurgische Vorgehen vor geschrieben ist. Beispielsweise können eine geeignet bemesse ne Kürette und eine Hohlmeißelzange gleichzeitig durch den Arbeitskanal in den Arbeitsraum erstreckt werden. Da alle Operationen, die in dem Arbeitsraum ausgeführt werden, unter direkter Visualisierung durch das Beobachtungselement 50 sind, kann der Chirurg sofort jedes der Instrumente manipu lieren, um eine Gewebeentfernung und Knochenschneidoperatio nen auszuführen, ohne ein Werkzeug zu entfernen und das ande re einzuführen zu haben. Da zusätzlich die chirurgischen Maß nahmen ohne die Notwendigkeit eines Spülungsfluids durchge führt werden können, hat der Chirurg eine klare Sicht über den Arbeitsraum des Zielgewebes. Weiterhin erlauben es Aspek te der Erfindung, die einen weiten Bewegungsbereich des Beob achtungselementes 50 ermöglichen, dem Chirurgen, klar das Zielgewebe zu sehen und deutlich das chirurgische Vorgehen zu betrachten, das in dem Arbeitsraum ausgeführt wird.

Der Chirurg kann die gleichen Vorteile beim Durchführen eines weiten Bereiches von Behandlungen in einem weiten Feld von Stellen im menschlichen Körper realisieren. Beispielsweise können Facettektomien durch den Arbeitskanal ausgeführt wer den, indem einfach die Arbeitskanalkanüle 20 über den beson deren Facette-Gelenken ausgerichtet wird. Die Einführung der Wirbel-Befestigungselemente kann auch durch die Vorrichtung 10 vorgenommen werden. Bei diesem Typ des Vorgehens kann eine Inzision in die Haut hinter der Stelle des Wirbels vorgenom men werden, an der das Befestigungselement zu implantieren ist. Beim Ausführen der in Fig. 10 gezeigten Schritte kann die Kanüle 20 durch die Inzision und Gewebe direkt über der besonderen Stelle auf dem zu instrumentierenden Wirbel posi tioniert werden. Mit einer Optik, die sich durch den Arbeits kanal erstreckt, kann ein Einführungswerkzeug, das das verte brale Befestigungselement hält, durch die Kanüle 20 vorgefah ren und am Wirbel manipuliert werden. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel kann das Befestigungselement eine Kno chenschraube sein. Der Arbeitskanal 25 hat einen Durchmesser, der ausreichend groß ist, um die meisten Knochenschrauben und deren zugeordneten Einführungswerkzeuge zu akzeptieren. In einigen Fällen ist die Lage der Knochenschraube innerhalb des Wirbels kritisch, so daß eine Identifikation der Lage der Ka nüle über dem Knochenort notwendig ist. Wie oben erläutert wurde, kann diese Position fluoroskopisch oder mittels ste reotaktiler Technologie verifiziert werden.

Bei zahlreichen bestehenden Behandlungen werden mit Kanülen versehene Knochenschrauben in den Wirbel längs K-Drähten vor gebracht. Die vorliegende Erfindung eliminiert die Notwendig keit für den K-Draht und für eine mit einer Kanüle versehene Schraube. Der Arbeitskanal selbst kann wirksam als eine Posi tionierführung wirken, sobald die Kanüle 20 richtig bezüglich des Wirbels orientiert ist. Darüber hinaus erlaubt die Vor richtung 10 auch eine Einführung der Knochenschraube in den Wirbel, so daß diese unter direkter Beobachtung ausgeführt ist. Der Chirurg kann dann sofort verifizieren, daß die Schraube in geeigneter Weise in den Wirbel eindringt. Dies kann insbesondere für Knochenschrauben von Bedeutung sein, die in den Stiel eines Wirbels geschraubt werden. Die Ar beitskanalkanüle 20 kann verwendet werden, um direkt eine selbstpunktierende Knochenschraube in den Stiel einzuführen, oder sie kann eine Vielzahl von Werkzeugen akzeptieren, um eine geschraubte Bohrung in dem Stiel zur Aufnahme einer Kno chenschraube vorzubereiten.

Die Vorrichtung 10 kann auch verwendet werden, um einen Ort für eine Fusion von zwei benachbarten Wirbeln oder zur Im plantation von einer Fusionsvorrichtung oder Material vorzu bereiten. Beispielsweise kann in einer chirurgischen Technik eine Inzision in die Haut hinter einem besonderen Bandschei benraum erfolgen, der zu verschmelzen ist. Die Inzision kann anterior, posterior oder posterior-lateral erfolgen. Wenn die Inzision anterior für eine anteriore Einführung des Arbeits kanales vorgenommen wird, wird vorausgesetzt, daß Gewebe, Muskeln und Organe zurückgezogen werden, die dem Weg der In zision zu dem Bandscheibenraum folgen können. Jedoch erlaubt es die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung, diese Gewe beretraktion unter direkter Beobachtung auszuführen, so daß der Chirurg einfach und genau die Kanüle 20 zu dem Bandschei benort leiten kann, ohne befürchten zu müssen, von dem umge benden Gewebe beeinträchtigt zu sein. Da das Gewebe unter der Haut nacheinander herausgenommen oder retraktiert wird, kann die Arbeitskanalkanüle 20 progressiv zu dem vorausgesetzten Arbeitsraum neben der vertebralen Bandscheibe vorrücken. Wie der kann unter direkter Beobachtung der Bandscheibenraum für eine Implantation von Fusionsmaterialien oder einer Fusions vorrichtung präpariert werden. Typischerweise umfaßt diese Präparation ein Präparieren einer Öffnung in dem Scheibenan nulus und ein Herausnehmen eines Teiles oder des gesamten Bandscheibennucleus durch diese Öffnung.

In folgenden Schritten wird eine Bohrung durch den Schei benannulus und in die Endplatten der benachbarten Wirbel ge schnitten. Eine Fusionsvorrichtung, wie beispielsweise ein Knochendübel, ein Einstoßimplantat oder ein verschraubtes Im plantat, kann dann durch den Arbeitskanal der Vorrichtung 10 und in die präparierte Bohrung am vorliegenden Bandscheiben raum vorrücken. In einigen Fällen umfassen die präparatori schen Schritte ein Präparieren der vertrebralen Endplatten durch Reduzieren der Endplatten zu einem blutenden Knochen. In diesem Fall kann eine gewisse Aspiration und Spülung vor teilhaft sein. Alle diese Prozeduren können durch Werkzeuge und Instrumente vorgenommen werden, die sich durch die Ar beitskanalkanüle 20 unter direkter Beobachtung von dem Beob achtungselement 50 erstrecken.

In einigen Fällen wird ein Implantat-Material einfach in die präparierte Bohrung plaziert. Dieses Implantat-Material kann auch durch die Arbeitskanalkanüle 20 in die Stelle des Band scheibenraumes gebracht werden. Bei anderen Prozeduren werden Implantat-Material oder Knochenchips über posterioren Lagen der Wirbelsäule positioniert. Wiederum kann diese Behandlung durch die Arbeitskanalkanüle vorgenommen werden, wobei die Kanüle insbesondere in der Lage ist, zu verschiedenen Winkeln von einem einzigen Inzisionsort in der Haut bewegt zu werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht Instrumente und Techni ken zum Durchführen einer Vielzahl von chirurgischen Behand lungen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen werden diese Behandlungen an der Wirbelsäule vorgenommen. Jedoch können die gleichen Vorrichtungen und Techniken auch an ande ren Stellen im Körper eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine geeignet bemessene Arbeitskanalvorrichtung 10 verwendet werden, um im Gehirn Läsionen zu entfernen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere von Vorteil für perkutane Behand lungen, bei denen ein minimales Eindringen in den Patienten wünschenswert ist und wo eine genaue Manipulation von Werk zeugen und Instrumenten am chirurgischen Ort gefordert ist. Während die oben veranschaulichten bevorzugten Ausführungs beispiele spinale Behandlungen betreffen, können die vorlie gende Erfindung und die beschriebenen Techniken überall am Körper eingesetzt werden, wie beispielsweise im kranialen Hohlraum, den Hypophysenbereichen, dem gastro-intestinalen Trakt usw.. Die Fähigkeit, die Beobachtungsoptik bei Bedarf zum Visualisieren des chirurgischen Ortes zu justieren, er laubt eine viel größere Genauigkeit und eine Steuerung des chirurgischen Vorgehens. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung von lediglich einem Eingang in den Patienten, was stark das Risiko verringert, das einer offenen Chirurgie oder einem Mehrfacheindringen durch die Patientenhaut zuge ordnet ist.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Geweberetraktorgerät 230 vorgesehen, das einen Gewe beretraktor 231 mit einer optischen Beobachtungsvorrichtung 232 kombiniert. In den Fig. 25 und 26 umfaßt das Retraktorge rät 230 eine Retraktorplatte 234, die an einem Griff 235 für eine manuelle Unterstützung der Manipulation des Retraktors angebracht ist. Der Griff 235 liegt am proximalen Ende 236 der Platte. Das distale Ende 237 der Retraktorplatte hat vor zugsweise eine stumpfe Spitze 238, um ein Trauma für das Ge webe nach Einführen und Manipulation des Geweberetraktors zu vermeiden. Vorzugsweise ist die stumpfe Spitze 23 leicht von der Platte 234 weggewinkelt. Die Retraktorplatte 234 defi niert eine äußere Retraktionsfläche 239, die gemäß der Art der durchgeführten Chirurgie gestaltet werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Platte 234 halbzylin drisch in ihrer Konfiguration, um eine atraumatische Retrak tion des Gewebes neben einem chirurgischen Ort zu erlauben. Zusätzlich definiert die Retraktorplatte 234 einen Kanal 240, der das Festlegen eines Arbeitskanales unterstützt. Wie so weit beschrieben ist, ist der Retraktor 231 im wesentlichen ähnlich zu dem Retraktor 70, der in den Fig. 4 bis 6 gezeigt und oben beschrieben ist.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine opti sche Beobachtungsvorrichtung 232 in dem Retraktor 231 mittels einer Anzahl von C-Schellen 245 gelagert. Vorzugsweise sind die C-Schellen 245 aus einem nachgiebigen Material, wie bei spielsweise Kunststoff oder einem dünnen flexiblen Metall, gebildet und an dem Kanal 240 der Retraktorplatte 234 festge legt. Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel sind zwei derartige C-Schellen 245 vorhanden, um stabil die optische Beobachtungsvorrichtung 232 bezüglich des Retraktors 231 zu montieren. Vorzugsweise sind die Schellen 245 bemessen, um eine optische Beobachtungsvorrichtung 232 zu lagern, die im wesentlichen identisch zu der oben beschriebenen Beobach tungsvorrichtung 50 ist. In dem bevorzugten Ausführungsbei spiel hat die Beobachtungsvorrichtung 232 eine distale Spitze 52 mit einer gewinkelten Linse 54. Gemäß diesem Ausführungs beispiel liefern die C-Schellen 245 einen nachgiebigen Rei bungssitz für die optische Beobachtungsvorrichtung 232, wäh rend noch ein relatives Gleiten und Drehen der Beobachtungs vorrichtung 232 bezüglich des Retraktors 231 erlaubt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Geweberetraktorge rät 230 bei einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich nicht-spinalen Anwendungen, eingesetzt werden. Beispielsweise kann dieser Geweberetraktor bei transnasalen und transphenoi dalen Chirurgien und den hypophysen Behandlungen angewandt werden. In Chirurgien von dieser Art ist es nicht notwendi gerweise wünschenswert, eine geschlossene Kanüle, wie bei spielsweise die Arbeitskanalkanüle 20, vorzusehen. Darüber hinaus bedeutet der kleinere Arbeitsraum selbst nicht die Verwendung einer geschlossenen Kanüle, was dazu führen würde, den für die Manipulation von chirurgischen Instrumenten ver fügbaren Raum einzuschränken. Folglich können ein Gewebe retraktor oder ein Spekulum des in den Fig. 25 und 26 gezeig ten Typs sehr angepaßt für Chirurgien von dieser Art sein. In diesem Fall wird dann der Arbeitskanal in einem Teil durch den Patientenkörper selbst und in einem Teil durch den Gewe beretraktor festgelegt. Die optische Beobachtungsvorrichtung 232 ist bezüglich des Retraktors gelagert, um die gleichen Bewegungsgrade zu erlauben, wie diese bei der oben beschrie benen Vorrichtung 10 verfügbar sind.

Claims

1. Vorrichtung für die perkutane Chirurgie, umfassend:
eine längliche Kanüle (20) mit einem distalen Ende (21) und einem proximalen Ende (22), wobei zwischen diesen Enden ein Arbeitskanal (25) verläuft, der eine innere Abmessung aufweist, die geeignet ist, um zumindest ein Werkzeug (70) aufzunehmen;
eine Beobachtungseinrichtung (50) mit einem ersten Ende (51), das mit einem Beobachtungsgerät verbindbar oder damit verbunden ist, und mit einem zweiten Ende (52), das am dista len Ende (21) der Kanüle (20) oder daraus vorstehend positio nierbar ist, wobei die Beobachtungseinrichtung (50) in dem selben Arbeitskanal (25) angeordnet ist, der das Werkzeug (70) aufnimmt und
die Beobachtungseinrichtung (50) so abgestützt ist, daß sie um eine Achse drehbar ist, die sich parallel zur Längs achse (L) der Kanüle (20) erstreckt, und der Arbeitskanal (25) am proximalen Ende der Kanüle offen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Beobachtungsein richtung (50) umlaufend um die Längsachse (L) der Kanüle (20) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Beobachtungseinrichtung (50) so in bezug auf das distale Ende (21) der Kanüle (20) bewegbar ist, daß ihr zweites Ende (52) vom distalen Ende (21) der Kanüle (20) vorsteht oder darin zurückgezogen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Kanüle (20) so bemessen ist, daß darin eine Mehrzahl von Werkzeugen aufnehmbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Beobachtungseinrichtung (50) eine Linse am zweiten Ende (52) aufweist und einen Bild-Übertragungskanal, der sich daran anschließt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit weiterhin einer Befestigungseinrichtung (30) zum Befestigen der Beobachtungseinrichtung (50) an der Kanüle (20).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Befestigungsein richtung (30) ein Gehäuse (31) mit einer zylindrischen Form aufweist, das an die zylindrische Form der Kanüle (20) ange paßt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Befestigungseinrichtung (30) so ausgelegt ist, daß mit ihr die Beobachtungseinrichtung (50) innerhalb des Arbeitskanals (25) der Kanüle (20) montierbar ist.