-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Manipulieren (und Abstützen in
einer Rückzugsposition)
eines Organs, wie eines schlagenden Herzens. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung betreffen eine Vorrichtung zur Abstützung und
Manipulation eines schlagenden Herzens während der Operation an diesem in
einer die Sauerstoffanreicherung während der Operation begünstigenden
Weise.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
koronare Bypassoperation (CABG) wurde herkömmlich unter Verwendung einer
Herz-Lungen-Bypass- (CPB) Maschine durchgeführt, um den Körper während der
Operation mit Sauerstoff anzureichern und zu durchbluten. In letzter
Zeit wurden Techniken entwickelt, um die Durchführung einer CABG ohne die Verwendung
eines CPB durch Stabilisieren der epikardialen Oberfläche eines
schlagenden Herzens an der koronaren Anastomosenstelle mit einem
Stabilisator (z.B. Stabilisierungsfüßen) zu ermöglichen, um die Platzierung
von Nähten
durch das Transplantatgefäß und die
aufnehmende Koronararterie hindurch zu ermöglichen. Dieser Vorgang kann
durch eine teilweise oder vollständige
Sternotomie oder über
eine Thorakotomie (welche ein Einschnitt zwischen zwei benachbarten
Rippen ist) durchgeführt
werden.
-
Der
Zugang zur linksanterior absteigenden (LAD) Koronararterie wird
leicht entweder durch eine Sternotomie oder eine Thorakotomie durchgeführt. Jedoch
benötigt
der Patient üblicherweise
einen Bypass für mehrere
Koronararterien, umfassend die Kranzarterie (CxA) an dem linkslateralen
Teil des Herzens, die rechte Koronararterie (RCA) an dem rechtslateralen
Teil des Herzens, und die hintere absteigende Arterie (PDA) an der
Rückseite
des Herzens. Es ist sehr schwierig, die CxA, RCA und PDA ohne eine
Sternotomie zugänglich zu
machen, da das Herz erheblich gedreht oder gekippt (oder gedreht
und gekippt) werden muss, um seine Seite oder Rückseite zu erreichen, und mit
einem intakten Brustbein existiert ein unzureichender Raum für diese
Manöver.
Zum Beispiel wird die Spitze des Herzens im Allgemeinen durch eine
Sternotomie aus dem Körper herausgehoben,
um die PDA zu erreichen. Chirurgen platzieren häufig den Patienten in einer
Trendelenberg-Position, wobei der Operationstisch derart gekippt
wird, dass der Kopf des Patienten mit dem Patienten in Rückenlage
niedriger als der Fuß liegt,
um das Anheben des Herzens nach oben und zurück zu unterstützen.
-
Ein
zusätzliches
Problem bei der Operation am schlagenden Herzen ist, dass manche
Herzen aus einer hämodynamischen
Sicht eine Manipulation nicht gut vertragen. Das Potential besteht
bei gegenwärtigen Manipulationstechniken,
dass das Herz (z.B. durch dessen Drücken mit Stabilisierungsfüßen) oder
große
Gefäße in einer
die hämodynamische
Wirkung beeinträchtigenden
Weise zusammengedrückt
werden.
-
Es
gibt einen Bedarf an einer Vorrichtung zum Zurückziehen des schlagenden Herzens,
die zum physikalischen Umsetzen eines schlagenden Herzens aus dessen
natürlicher
Ruhelage in eine für
den chirurgischen Zugang besser geeignete Lage und dann zum Halten
des schlagenden Herzens in der letzteren Lage während der Operation ohne Zusammendrücken (oder
anderweitige Verformung) des Herzens oder großer Gefäße in einer die hämodynamische
Wirkung beeinträchtigenden
Weise fähig
ist.
-
Üblicherweise
wurde die Operation am schlagenden Herzen durch eine teilweise Sternotomie
unter Verwendung von perikardialen Nähten, um das Herz in die richtige
Position für
die Operation zurückzuziehen, und
unter Verwendung einer Stabilisierungsvorrichtung (z.B. Stabilisierungsfüßen) durchgeführt, um
den zu schneidenden Abschnitt der Herzoberfläche zu stabilisieren. Mitunter
wird die Operation an dem richtig positionierten Herzen ohne Verwendung
einer Stabilisierungsvorrichtung durchgeführt.
-
Jedoch
hat die herkömmliche
Verwendung von perikardialen Nähten
zum Zurückziehen
eines schlagenden Herzens Grenzen und Nachteile, welche die folgenden
umfassen. Es ist unbequem und eventuell schädlich für den Patienten, den Herzbeutel
einzuschneiden und Nähte
entlang der geschnittenen Ränder
des Herzbeutels einzusetzen und dann Spannung auf die Nähte auszuüben, um
das Herz zusammen als eine Einheit mit dem Herzbeutel zu bewegen.
Wenn die Nähte
gezogen werden, um das Herz (mit dem Herzbeutel) anzuheben, behindert
eine von dem Herzbeutel an wenigstens einer Seite des Herzens ausgeübte Druckkraft mitunter
eine Kontraktion und Expansion des Herzens.
-
Es
gibt drei verschiedene Stufen, die in die Vorbereitung einer Arterie
(an einem Organ) für
die Anastomose einbezogen sind:
- 1. Grobe Manipulation:
das Organ wird physikalisch aus seiner natürlichen Ruhelage in eine für den chirurgischen
Zugang besser geeignete Lage versetzt;
- 2. Arterienpräsentation:
die Zielarterie an dem Organ wird identifiziert, und die Position
des Organs wird fein eingestellt, so dass die Zielarterie zugänglich ist;
und
- 3. Arterienstabilisierung: die Zielarterie und die umliegenden
Gewebe werden ruhig gestellt, was feine chirurgische Techniken mit
sehr wenig Funktionen ermöglichen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zurückziehen
(grobe Bewegung) eines schlagenden Herzens oder eines anderen Organs
in eine gewünschte
Position und Ausrichtung, um eine an dem Organ durchzuführende Operation
zu ermöglichen.
Wenn das Organ (unter Verwendung der Erfindung) in eine gewünschte Position
und Ausrichtung zurückgezogen
wurde, können
irgendwelche der vielen handelsüblich erhältlichen
Gewebestabilisierungsprodukte (umfassend jene, die von Guidant,
Medtronic, CardioThoracic Systems und Ethicon verkauft werden) verwendet
werden, um einen Abschnitt der Oberfläche des Organs zu stabilisieren,
an welchem die Operation durchzuführen ist. Jedoch können solche
Gewebestabilisierungsprodukte die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nicht ersetzen. Das Zurückziehen
erfordert ein Anheben und üblicherweise
eine Drehung des Organs. Vorrichtungen, die speziell für die Gewebestabilisierung
gestaltet sind, sind für
diese Bewegungen nicht gut geeignet.
-
Eine
Kategorie der Stabilisierungsvorrichtungen, die allgemein verwendet
werden, um einen Zielabschnitt einer Herzoberfläche (einen Abschnitt, an welchem
die Operation durchzuführen
ist) zu stabilisieren, sind die Stabilisierungsvorrichtungen, die
starre (C-förmige
oder lineare) Strukturen aufweisen, die mit Saugglocken ausgelegt
sind, wie jene, die in dem Artikel von Borst u.a., "Koronare Bypassoperation
ohne Herz-Lungen-Bypass und ohne Unterbrechung des natürlichen
Koronarflusses unter Verwendung einer neuen Anastomosenstellen-Rückhaltevorrichtung
("Octopus"), J. des Amerikanischen
College für
Kardiologie, Vol. 27, Nr. 6, Seiten 1356–1364, Mai 1996, beschrieben
sind. Die in dem Artikel von Borst u.a. beschriebenen Stabilisierungsvorrichtungen
werden von Medtronic, Inc. verkauft und sind als "Octopus"-Vorrichtungen bekannt.
-
Es
wurde vorgeschlagen, eine solche Octopus-Vorrichtung zu verwenden,
um sowohl das Herz in eine für
die Operation gewünschte
Position zurückzuziehen
(und das zurückgezogene
Herz in dieser Position zu halten), als auch einen Abschnitt der
Oberfläche
des Herzens im Anschluss an das Zurückziehen (grobe Bewegung) des
Herzens zu stabilisieren. Siehe zum Beispiel Internationale PCT-Anmeldung
WO97/10753 (von Medtronic, Inc.) mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zum temporären Ruhigstellen
eines lokalen Gewebebereichs",
veröffentlicht
am 27. März
1997, speziell mit Bezug auf 33 daraus.
Jedoch kann keine herkömmliche
Octopus-Vorrichtung ein schlagendes Herz mit angemessener Nachgiebigkeit
abstützen,
um eine normale Herzschlagbewegung zu ermöglichen, und stattdessen würde jede
herkömmliche
Octopus-Vorrichtung eine Druck- oder Torsionskraft an wenigstens
einer Seite des schlagenden Herzens ausüben, wodurch eine Kontraktion
und Expansion des Herzens behindert wird. Ebenso würde einer
der Saugglocken mit kleinem Durchmesser einer herkömmlichen
Octopus-Vorrichtung zu klein sein, um das Herz zuverlässig zu
greifen (und abzustützen),
ohne ein Trauma an der Herzoberfläche zu verursachen. Daher müssen, um
das Herz in der Rückzugsposition
zuverlässig
(aber atraumatisch) zurückzuziehen
und abzustützen,
viele Saugglocken mit kleinem Durchmesser (die an einem starren
Rahmen abgestützt
sind, welcher selbst starr abgestützt ist) eine gleichzeitige
Saugwirkung an dem Herzen ausüben,
was das Problem der eingeschränkten
Kontraktion und Expansion des Herzens infolge der Ausübung von
Druck- oder Torsionskraft an dem Herzen verschlimmert.
-
Die
Vorrichtung der Erfindung unterscheidet sich im Zweck und in der
Form von herkömmlichen
Gewebestabilisierungsvorrichtungen. Der Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es, ein Organ grob aus einer Position in eine andere zu bewegen
und das Organ in der Endposition zu halten (ohne eine Kontraktion und
Expansion des Herzens bedeutend zu behindern). Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist nicht gestaltet, um spezielle Bereiche des Organs zu stabilisieren.
Die Form und Art der Saugglocke (oder eines anderen Saugteils) der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
unterscheidet sich von den Saugglocken der herkömmlichen Gewebestabilisierungsvorrichtungen
in der Notwendigkeit, sich an die unterschiedliche Anatomie anzupassen. Zum
Beispiel kann das erfindungsgemäße Saugteil
größer als
eine herkömmliche
Gewebestabilisierungsvorrichtung sein. Ebenso kann, da die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Saugwirkung über
einen größeren Oberflächenbereich
des Organgewebes ausübt,
die erforderliche Druckdifferenz geringer als jene sein, die bei herkömmlichen
Gewebestabilisierungsvorrichtungen erforderlich ist. Die geringe
Druckdifferenz hat einen klinischen Vorteil dadurch, dass das Potential
für die
Bildung von Hämatomen
verringert wird.
-
Das
U.S. Patent 5,799,661, herausgegeben am 1. September 1998 von Boyd
u.a. (und übertragen
auf Heartport, Inc.), beschreibt (mit Bezug auf 33A–33C) einen Saugglockenmanipulator an einer
langen Welle. Die Saugglocke ist an einem arretierten Herzen durch
Saugen anzubringen, und die Vorrichtung wird dann manipuliert, um
das Herz in der Brusthöhle
umherzubewegen. Ein Vakuum wird in der Glocke aufgebracht, um eine
Saugwirkung zu erzeugen, und das Vakuum soll bevorzugt einen wert
von nicht weniger als –150
mmHg haben (um einen Gewebeschaden zu vermeiden). Die Saugglocke
ist aus einem weichen, flexiblen Elastomermaterial, wie Silikongummi,
hat einen Durchmesser von etwa 12 mm bis 50 mm, und hat eine strukturierte
distale Oberfläche
mit hoher Reibung (zum Greifen des Herzens). Die hohe Reibung kann
durch ein Muster von Buckeln oder ein absorbierendes Material mit
hoher Reibung (wie Polyester-Vliesstoff) erreicht werden. Ein Nachteil
der Buckel ist es, dass sie wahrscheinlich ein Trauma an dem zu
manipulierenden Organ verursachen würden (selbst mit einem Vakuum
in dem bevorzugten Bereich).
-
Die
U.S. 5,799,661 schlägt
ohne Erläuterung
vor, dass die Saugglocke an dem distalen Ende einer starren Welle
flexibel montiert ist, jedoch ist es aus den 33A–33B ersichtlich, dass dies einfach bedeutet, dass
die Glocke selbst ein wenig Flexibilität hat, so dass sich die Glocke
relativ zu der starren Welle biegen kann. Die U.S. 5,799,661 lehrt
nicht die Anbringung der Saugglocke an der Welle mittels einer Verbindung,
welche eine begrenzte Freiheit zum Versetzen entlang einer ersten
Achse und/oder eine volle (oder wenigstens begrenzte) Freiheit zum
Drehen um die erste Achse, jedoch keine bedeutende Freiheit zum
Versetzen in Richtungen senkrecht zu der ersten Achse bietet. Daher
ist die in der U.S. 5,799,611 beschriebene Saugglockenvorrichtung
nur zum Zurückziehen
eines arretierten Herzens, nicht aber eines schlagenden Herzens
oder eines anderen beweglichen Organs brauchbar, da die Saugglockenvorrichtung
aus U.S. 5,799,611 keine Nachgiebigkeit aufweist, um eine normale
Organbewegung, wie einen Herzschlag, zu ermöglichen, und stattdessen eine
Druck- oder Torsionskraft an wenigstens einer Seite des beweglichen
Organs ausüben
würde,
wodurch eine Kontraktion und Expansion des Herzens oder eine andere
normale Organbewegung behindert wird.
-
Das
U.S. Patent 5,782,746, ausgegeben am 21. Juli 1998, offenbart eine
ringförmige
Saugvorrichtung zum Ruhigstellen eines Teils der Oberfläche eines
Herzens während
der Operation. Obwohl die Vorrichtung ermöglichen soll, dass das Herz
in einer "relativ
normalen" Weise
während
der Operation schlägt,
ist die Vorrichtung während
der Operation starr an einer feststehenden Montagestruktur montiert,
und somit würde
weder die Vorrichtung noch der Teil der Herzoberfläche, welchen
diese ruhig stellt, Freiheit haben, um sich während der Operation relativ
zu der Montagestruktur bedeutend zu bewegen. Die Referenz empfiehlt
das Positionieren der Vorrichtung an dem Herzen, das Aufbringen
von Vakuum an der Vorrichtung, um die Ausübung einer Saugwirkung an dem
Herzen zu bewirken, dann das Bewegen der Vorrichtung, um das Herz "teilweise" anzuheben, und dann
das starre Montieren der Vorrichtung an der feststehenden Montagestruktur,
so dass die Vorrichtung das "teilweise
angehobene" Herz
während
der Operation abstützt.
-
Ein
Hauptunterschied zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und sowohl
der herkömmlichen Vorrichtung
zur Gewebestabilisierung als auch der herkömmlichen Vorrichtung zur Organzurückziehung
ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Systemnachgiebigkeit schafft, die ermöglicht, dass das Zielorgan die
normale Bewegung (z.B. normale Kompression und Expansion in dem
Falle, dass das Organ ein schlagendes Herz ist) beibehält. Im Falle
eines schlagenden Herzens schafft diese Nachgiebigkeit einen deutlichen
klinischen Wert durch Verringerung der negativen Wirkung der Manipulation
auf die Hämodynamik.
-
Die
EP 0 919 193 A1 offenbart
eine Vorrichtung zur Stabilisierung von beweglichem Gewebe, wie
einem schlagenden Herzen, um die chirurgischen Operationen daran
zu erleichtern. Als solche sind die offenbarten Vorrichtungen konfiguriert,
um eine momentane Stabilisierungsposition aufrechtzuerhalten, wenn
sie an dem beweglichen Gewebe angewendet werden, was im Gegensatz
zu der vorliegenden Erfindung ist.
-
Die
EP 0 791 330 A2 offenbart
Vorrichtungen zur Stabilisierung des schlagenden Herzens während einer
chirurgischen Operation. Da diese Vorrichtungen wie in
EP 0 919 193 Stabilisatoren sind,
sind diese Vorrichtungen auch konfiguriert, um eine momentane Stabilisierungsposition
aufrechtzuerhalten, wenn sie an dem beweglichen Gewebe angewendet
werden, was im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
Erfindung ist in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt. In einer Kategorie von Ausführungsformen ist die Erfindung
ein Organmanipulator mit wenigstens einem Saugteil (z.B. einer Saugglocke)
und bevorzugt auch einer nachgiebigen Verbindung, an welcher das
Saugteil montiert ist. Die nachgiebige Verbindung schafft eine eingebaute
Systemnachgiebigkeit, so dass, wenn das Saugteil ein Organ (z.B.
ein schlagendes Herz) durch Saugen abstützt, das Saugteil nicht die
normale Bewegung des Organs (z.B. normale Schlagbewegung des Herzens)
entweder während
der groben Bewegung des Organs in eine Rückzugsposition oder während der
Operation behindert, wobei das Organ in der Rückzugsposition an dem Saugteil
angebracht ist oder von diesem gehalten wird. In bevorzugten Ausführungsformen
ist das Saugteil geformt und konfiguriert, um ein schlagendes Herz
zurückzuziehen
und dieses in der Rückzugsposition
während
der Operation aufzuhängen. Wenn
das aufgehängte
Herz schlägt,
ermöglicht
die nachgiebige Verbindung, dass das Herz frei expandiert und kontrahiert
(und sich andererseits natürlich
bewegt), so dass die hämodynamische
Wirkung nicht beeinträchtigt
wird. Die Aufhängung
des schlagenden Herzens unter dem Saugteil tendiert dazu, dass die
Herzkammern expandieren, was wiederum dazu tendiert, dass sich die
Größe der Druckverformung
des Herzens und der großen
Gefäße reduziert,
was anderenfalls aus dem Drücken
des Herzens mit einer Stabilisierungsvorrichtung (wie Stabilisierungsfüßen) während der
Operation resultieren würde,
so dass die Erfindung zu einer Sauerstoffanreicherung während der
Operation beiträgt.
-
Das
Saugteil ist an die Anatomie des Organs angepasst (oder kann in
einigen Ausführungsformen
zum Anpassen verformt werden). Vorzugsweise ist dessen Innenfläche glatt,
konkav und mit absorbierendem Material ausgekleidet, um den Kraftschluss
zu verbessern, ohne ein Trauma an dem Organ (z.B. Quetschung) während des
Zurückziehens
aus der einen Position in einer andere innerhalb der Körperhöhle zu verursachen. Vorzugsweise
ist das Saugteil eine Saugglocke mit einer Schaumstoffdichtung,
die um den Umfang der Glocke herum montiert ist.
-
Das
Kuppeln einer Vakuumquelle mit dem Saugteil (mit dem Teil, das an
der Organoberfläche
angelegt wird), erzeugt eine Druckdifferenz zwischen der Innen-
und Außenfläche des
Teils. Die Druckdifferenz zwängt das
Saugteil und die Organoberfläche
derart zusammen, dass ein Kraftschluss zwischen den beiden gebildet wird.
Infolge des Kraftschlusses bewegt sich die Oberfläche des
Organs mit dem Saugteil. Die Vorrichtung hält das Organ mit ausreichender
Kraft, um ein Zurückziehen
mittels des Saugens zu ermöglichen
und das Organ während
der Operation in der gewünschten
Position zu halten (d.h. indem es von dem Saugteil aufgehängt wird).
-
In
bevorzugten Ausführungsformen
kuppelt die nachgiebige Verbindung das Saugteil mit einem Arm (welcher
starr ist oder in einem starren Zustand platziert werden kann),
und der Arm ist an einer feststehenden Montagestruktur verstellbar
montiert. Die Montagestruktur kann ein herkömmlicher Sternalretraktor (von
dem Typ, der verwendet wird, um einen Brustbeineinschnitt für den Zugang
zum Herzen in einem offenen Zustand zu halten), ein Operationstisch
oder eine andere starre Struktur sein. Wenn das Organ an dem Saugteil
angebracht ist oder von diesem gehalten wird (z.B. darunter aufgehängt ist),
gibt die nachgiebige Verbindung dem Saugteil die Freiheit, um sich
(wenigstens axial entlang der Achse des Saugteils, z.B. vertikal,
wenn das Saugteil eine vertikale Achse hat) relativ zu dem Arm und
der Montagestruktur in Reaktion auf eine normale Organbewegung (z.B.
Schlagen eines Herzens) zu bewegen, um eine Beeinträchtigung
der normalen Funktion des Organs zu vermeiden. Wenn ein schlagendes
Herz unter dem Saugteil aufgehängt
ist, ermöglicht
die nachgiebige Verbindung, dass das Herz wie dessen Schläge frei
expandiert und kontrahiert (wenigstens vertikal). Optional gibt
die nachgiebige Verbindung dem Organ auch die Freiheit, um die Achse
des Saugteils (üblicherweise
eine vertikale Achse) zu drehen und/oder relativ zu dem Arm zu schwenken.
-
In
bevorzugten Ausführungsformen
sorgt die erfindungsgemäße Vorrichtung
für ein
nachgiebiges Zurückziehen
eines schlagenden Herzens (oder eines anderen Organs) in dem Sinne,
dass sie das Organ mittels Saugen zurückzieht, während eine normale Herzmuskelbewegung
(oder eine andere normale Organbewegung) wenigstens in der vertikalen
Richtung ermöglicht
wird und optional auch eine normale Organbewegung senkrecht zu der
vertikalen Richtung (z.B. eine Schwenk- oder Torsionsbewegung um
eine vertikale Achse) ermöglicht
wird. In einigen solchen bevorzugten Ausführungsformen ist die nachgiebige
Verbindung ein Kugelgleitgelenk, das an einem bewegbaren Arm angebracht
ist, und der Arm kann in irgendeiner aus einer Vielzahl von Positionen
(relativ zu einer feststehenden Stützstruktur) verriegelt sein,
um verstellbare Grade der Organzurückziehung zu ermöglichen.
Die durch das Kugelgelenk geschaffene Nachgiebigkeit ermöglicht,
dass das Organ die Manipulation besser verträgt.
-
Vorzugsweise
ist das Saugteil speziell gestaltet, um das Trauma an dem Herzmuskel
(oder anderem Organgewebe) während
der Anbringung zu verringern, und die Vorrichtung ist vorzugsweise
eingerichtet, um einen oder mehrere der folgenden Merkmale zu haben:
eine absorbierende Glockenverkleidung für eine erhöhte Haltekraft, eine glatte
und weiche innere Glockenoberfläche,
um Herzmuskelquetschung (Hämatombildung)
zu verringern und die Saugwirkung über der Glocke zu verbreiten,
ein Mittel zur Regelung der Saugintensität, und ein Vakuumspeicher in
der Saugleitung, um einen plötzlichen
Verlust von Haltekraft mit Veränderungen
in der Vakuumversorgung zu verringern.
-
In
anderen Ausführungsformen
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
mehrere Saugteile (z.B. mehrere Saugglocken), die an den Enden von
Rückzugsfingern
zum Greifen eines Organs montiert sind, wobei die Finger eine nachgiebige
Verbindung realisieren. In anderen alternativen Ausführungsformen
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine bioabsorbierbare Scheibe mit einer Klebefläche, die an das Herz oder ein
anderes Organ (anstelle eines Saugteils) zu kleben ist, wobei die
Scheibe vorzugsweise an einer nachgiebigen Verbindung montiert ist.
-
Ein
nicht patentierbares Verfahren zum nachgiebigen Zurückziehen
eines Organs umfasst die Schritte Zurückziehen des Organs mittels
Saugen und Abstützen
des Organs in der Rückzugsposition
mittels Saugen derart, dass das Organ die Freiheit hat, sich während der
beiden Schritte wenigstens in der Richtung, in welcher das Saugen
ausgeübt
wird, normal zu bewegen (z.B. zu schlagen oder sich einer anderen
Bewegung mit beschränkter
Amplitude zu unterziehen). Das nicht patentierbare Verfahren umfasst
die Schritte Zurückziehen des
Organs mittels Saugen und Aufhängen
des Organs in der Rückzugsposition
mittels Saugen derart, dass das Organ die Freiheit hat, sich während der
beiden Schritte wenigstens in der vertikalen Richtung normal zu bewegen
(z.B. zu schlagen oder sich einer anderen Bewegung mit beschränkter Amplitude
zu unterziehen). Ein nicht patentierbares Verfahren zum Zurückziehen
eines schlagenden Herzens umfasst die Schritte Fixieren eines Saugteils
(z.B. einer Saugglocke) an dem Herzen in einer Position konzentrisch
zu der Spitze des Herzens (bevorzugt hat das Saugteil eine ausreichende
Krümmung,
um mit der Spitze übereinzustimmen,
und ist derart geformt, dass es wenigstens im Allgemeinen symmetrisch
zu der Spitze ist) und Aufbringen einer Saugwirkung an dem Herzen
(z.B. durch Kuppeln des Saugteils mit einer Vakuumquelle), und Bewegen
des Saugteils, um das Herz in eine gewünschte Position zur Operation
derart zurückzuziehen,
dass das Herz die Freiheit hat, sich einer normalen Schlagbewegung
(wenigstens entlang der Achse des Saugteils) während des Zurückziehens
zu unterziehen, Vorzugsweise ist das Saugteil an einer feststehenden
Anordnung (z.B. einem fest montierten Sternalretraktor) mittels
einer nachgiebigen Verbindung derart montiert, dass das Saugteil
die normale Schlagbewegung des Herzens entweder während der
groben Bewegung des Teils (mit dem Herz) in die gewünschte Position
oder während
der Abstützung
des Herzens mittels des Teils (z.B. vertikal darunter aufgehängt) während der
Operation in einer solchen Position nicht behindert. In solchen
bevorzugten Ausführungsformen
kann, wenn das Herz schlägt,
dieses normalerweise frei expandieren und kontrahieren (wobei die nachgiebige
Verbindung ermöglicht,
dass das Saugteil entlang der Achse des Saugteils schwingt und optional auch
um diese Achse dreht), so dass die hämodynamische Wirkung nicht
beeinträchtigt
wird.
-
Andere
Aspekte der Erfindung sind ein flexibler Verriegelungsbefestigungsarm
(der sowohl einen flexiblen Zustand als auch einen starren Zustand
hat), an welchem das erfindungsgemäße Saugteil (oder die nachgiebige
Verbindung) montiert ist, und ein Organmanipulator mit einem solchen
Verriegelungsarm und wenigstens einem Saugteil (oder einer nachgiebigen
Verbindung und einem Saugteil), das an dem Arm montiert ist.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
3 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform
einer Saugglocke 1A aus 2.
-
4 ist
eine Querschnittsansicht der Ausführungsform der Glocke 1A aus 3.
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
6 ist
eine ausführlichere
perspektivische Ansicht (teilweise weggeschnitten, um das Element 29 zu
zeigen) eines Teils der Ausführungsform
aus 5.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
8 ist
eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Saugglocke.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen alternativen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Variation zu der
Ausführungsform
aus 9.
-
11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen bevorzugten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
12 ist
eine ausführlichere
perspektivische Ansicht (teilweise weggeschnitten, um das Element 55A zu
zeigen) eines Teils der Ausführungsform
aus 11.
-
13 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen alternativen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
14 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen alternativen
Ausführungsform
der erfindungs gemäßen Organmanipulationsvorrichtung,
welche schwenkbare Finger und mehrere Saugglocken verwendet.
-
15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Fingers 72 der Vorrichtung
aus 14, der die Oberfläche des Herzens 9 greift,
und zeigt (in der Phantomansicht) die Position, die der Finger haben
würde,
wenn die Herzoberfläche
in einer unteren Position wäre.
-
16 ist
eine Seitenansicht eines Teils einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Saugglocke.
-
17 ist
eine Querschnittsansicht des Glockenteils aus 16 entlang
der Linie 17-17 aus 16.
-
18 ist
eine Seitenansicht einer Dichtung zur Verwendung bei dem Glockenteil
aus den 16 und 17.
-
19 ist
eine Seitenansicht der Dichtung aus 18.
-
20 ist
eine perspektivische Ansicht der Saugglocke und der nachgiebigen
Verbindung einer anderen alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
21 ist
eine Draufsicht des Arms 93 (mit Bolzen 96) aus 20.
-
22 ist eine Seitenansicht der Saugglocke
und der nachgiebigen Verbindung einer anderen alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
23 ist
eine Seitenansicht eines Teils einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Saugglocke.
-
24 ist
eine Querschnittsansicht des Glockenteils aus 23 entlang
der Linie 24-24 aus 23.
-
25 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils der in 24 gezeigten Glockenstruktur,
wobei Gaze und eine Schaumstoffdichtung in der Glocke positioniert
sind.
-
26 ist
eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Saugglocke
mit Gaze und einer Schaumstoffdichtung, die in der Glocke positioniert
sind.
-
27 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Organmanipulationsvorrichtung.
-
28 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils.
-
29 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils.
-
30 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils
mit einer nachgiebigen Verbindung für dessen Montage an einer starren
Struktur.
-
31 ist
eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Saugteils.
-
32 ist
eine Seitenansicht eines bevorzugten flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms
für die
Verwendung beim Abstützen
des Saugteils und der nachgiebigen Verbindung der Erfindung.
-
33 ist
eine Seitenquerschnittsansicht eines Kugelgelenks des Arms aus 32.
-
34 ist
eine Seitenquerschnittsansicht eines Kugelgelenks einer anderen
Ausführungsform
eines flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms für die Verwendung beim Abstützen des
Saugteils und der nachgiebigen Verbindung der Erfindung.
-
35 ist
eine Draufsicht einer Hülse
einer anderen Ausführungsform
eines flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms für die Verwendung beim Abstützen des
Saugteils und der nachgiebigen Verbindung der Erfindung.
-
36 ist
eine Querschnittsansicht der Hülse
aus 35 entlang der Linie 36-36 aus 35.
-
37 ist
eine Seitenansicht eines Kugelgelenks für die Verwendung bei der Hülse aus 35 in
einem flexiblen Verriegelungsbefestigungsarm.
-
38 ist
eine Seitenansicht eines Teils eines flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms
mit abwechselnden Kugelgelenken (von der in 37 gezeigten
Art) und Hülsen
(von der in 35 gezeigten Art).
-
39 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Variation zu der
Vorrichtung aus 1.
-
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
In
dieser Offenbarung, einschließlich
in den Ansprüchen,
wird der Ausdruck "nachgiebige
Verbindung" in einem
weiten Sinne verwendet, um irgendeine mechanische Kupplung zu bezeichnen,
die in der Lage ist, die Belastung des erfindungsgemäßen Saugteils
(und des Organs, das durch Saugwirkung an dem Saugteil angebracht
ist) zu tragen, wobei dem Saugteil (und dem Organ) die Freiheit
ermöglicht
wird, sich in der gewünschten
Weise zu bewegen. Die nachgiebige Verbindung kann in irgendeiner
aus einer breiten Vielfalt von Art und Weisen realisiert werden,
umfassend (aber nicht darauf beschränkt) ein Kugelgleitgelenk,
ein Scharniergelenk, einen Bolzen, welcher in einem Schlitz gleitet,
ein Kreuzgelenk oder eine Federanordnung, bei welcher die Federkonstante
durch einen Balg, einen Kolben, eine Metallfeder oder irgendein
anderes nachgiebiges Element bestimmt wird).
-
Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird mit Bezug auf 1 beschrieben.
-
Die
Ausführungsform
aus 1 ist gestaltet, um das Herz 9 (durch
Ausüben
einer Saugwirkung) in eine zur Durchführung der Operation an diesem
geeignete Position zurückzuziehen
und das Herz 9 in der Rückzugsposition
(durch kontinuierliche Ausübung
einer Saugwirkung an diesem) mit begrenzter Bewegungsfreiheit zu
halten. In der Ausführungsform
aus 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die folgenden Hauptelemente
auf: eine Saugglocke 1 (umfassend eine nachgiebige Dichtung 2,
welche sich um den Umfang der Glocke 1 herum erstreckt),
eine Kugelgleitgelenkanordnung 3, einen flexiblen Verriegelungsbefestigungsarm 4 (welcher
sowohl einen starren als auch einen flexiblen Zustand hat), eine
Saugleitung 5, einen Saugstromregulator 6 und
einen Vakuumspeicher 7.
-
Wir
bezeichnen nicht die Oberfläche
der erfindungsgemäßen Saugglocke
(z.B. Glocke 1 aus 1 oder Glocke 1A aus 2),
welche das zurückzuziehende
Organ als die "innere" Oberfläche der
Saugglocke kontaktiert.
-
Vorzugsweise
ist die innere Oberfläche
der Saugglocke 1 konkav und ist derart geformt (oder kann
geformt sein), dass die Glocke 1 direkt an der Spitze des
Herzens 9 angebracht werden kann, wie mit der Dichtung 2 gezeigt
ist, die mit der Herzoberfläche
an der Spitze übereinstimmt,
so dass die Glocke 1 das Herz durch Ausüben einer Saugwirkung an diesem
anheben kann. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Glocke 1 nicht
flexibel (außer
der Dichtung 2), aber in anderen bevorzugten Ausführungsformen
ist sie flexibel. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Glocke 1 derart
realisiert, dass sie flexibel ist, jedoch ein Formgedächtnis hat,
wie durch Formen der Glocke aus Metallnetz (welches einem Hühnerdraht ähneln kann),
das mit einer kontinuierlichen Schicht aus Silikongummi beschichtet
ist (und dann die Dichtung 2 um dessen Umfang befestigt
hat). In Ausführungsformen
mit einem Formgedächtnis
kann die Bedienperson die Glocke verformen (z.B. durch dessen Drücken mit
seinen oder ihren Fingern), um übereinstimmend
mit der Glocke diese an irgendeinen aus einer Vielfalt von unterschiedlichen
Abschnitten eines Organs (oder an irgendeines aus einer Vielfalt
von unterschiedlichen Organen) anzupassen, und die Glocke bleibt
in der ausgewählten
Form, bis sie später
von der Bedienperson verformt wird.
-
In
allen Ausführungsformen
bildet die nachgiebige Dichtung 2 eine Abdichtung mit dem
Herzen 9 (oder einem anderen Organ), wobei auch verhindert
wird, dass das Organgewebe beträchtlich
in den Innenbereich der Glocke gesaugt wird. Die nachgiebige Dichtung 2 ist
bevorzugt aus biokompatiblem Schaumstoff, der an den übrigen Abschnitt
der Glocke 1 geklebt wird. In einer Kategorie von bevorzugten
Ausführungsformen
ist die Dichtung 2 identisch mit einer Dichtung 35 einer
Glocke 1A (die unten mit Bezug auf die 2, 3 und 4 beschrieben
wird).
-
Mit
Bezug auf 1 ist der Körper der Saugglocke 1 bevorzugt
aus flexiblem Material (z.B. Elastomermaterial ohne Formgedächtnis oder
einer kontinuierlichen Schicht aus Elastomermaterial, die über einem
verformbaren Metallnetz beschichtet ist, welches ein Formgedächtnis hat),
und dessen Innenfläche
ist bevorzugt mit einem weichen und absorbierenden Material ausgekleidet
(in 1 nicht gezeigt). Die absorbierende Auskleidung
kann ein biokompatibles Gewebe (bevorzugt ungewebter Rayon/Viskosefaser),
Gaze oder Material der gegenwärtig
in Neurotupfern verwendeten Art sein und ist in der Lage, genügend Blut
und/oder andere Körperflüssigkeit
zu absorbieren, um den Kraftschluss zwischen der Glocke und dem Organ
erheblich zu verbessern. Die absorbierende Auskleidung dient auch
dazu, die Saugwirkung zu verbreiten.
-
In
alternativen Ausführungsformen
ist die Innenfläche
der Glocke 1 mit nachgiebigen Stollen bestückt, die
aus dieser herausragen, oder ist andererseits derart strukturiert,
dass es zur Schaffung von Griffigkeit an dem Organgewebe beiträgt.
-
In
jeder Ausführungsform
der Erfindung ist die Innenfläche
der Saugglocke (z.B. Glocke 1) gasdurchlässig (z.B.
porös oder
mit wenigstens einer sich durch diese hindurch erstreckenden Öffnung).
Die Poren sind (oder die Öffnung
ist) in Fluidverbindung mit einer Vakuumquelle. Daher wird, wenn
die Vakuumquelle aktiv ist, ein großer Oberflächenbereich des Organs von
dem Vakuum gegen die Innenfläche
der Glocke mit einer Saugkraft angesaugt, die ausreicht, um die
Schwerkraft zu überwinden,
um zu ermöglichen,
dass das Organ durch Bewegen der Saugglocke (oder eines Elements,
an welchem die Saugglocke montiert ist) grob in eine gewünschte Position
bewegt werden kann.
-
Die
Saugwirkung wird mittels der flexiblen Saugleitung 5 an
der Saugglocke 1 geschaffen. Das distale Ende der Leitung 5 ist
in Fluidverbindung mit den Poren (oder der Öffnung) durch die Innenfläche der
Glocke 1 hindurch, und das proximale Ende der Leitung 5 ist
in Fluidverbindung mit dem Saugstromregulator 6. Die Saugstromrate
wird von dem Stromregulator 6 gesteuert. Der Vakuumspeicher 7 ist
mit dem Stromregulator 6 gekuppelt und dient als ein Niederdruckreservoir
mit einem ausreichenden Volumen, das eine Saugwirkung im Falle einer
Unterbrechung des regulären
Saugstroms von einer Vakuumquelle (nicht gezeigt, welche jedoch eine
Wandquelle sein kann) schaffen kann.
-
In
bevorzugten Ausführungen
zur Verwendung beim Zurückziehen
eines menschlichen Herzens hat die Saugglocke 1 einen Durchmesser
(an ihrem Außenumfang),
der größer als
etwa ein inch (25,4 mm) ist, und das von der Vakuumquelle bereitgestellte
Vakuum liegt im Bereich von –7
psi bis –5
psi (–362
mmHg bis –258
mmHg). Für
eine besondere Anwendung sollte das von der Vakuumquelle bereitgestellte
Vakuum so nahe wie möglich
am atmosphärischen
Druck bestimmt werden (z.B. experimentell), wobei noch genügend Saugkraft
vorgesehen ist, um das zurückzuziehende
Organ zuverlässig
zu greifen.
-
Das
Kugelgleitgelenk 3 (welches eine Kugel 3A und
ein U-förmiges Element 3C aufweist)
verbindet die Saugglocke 1 mit dem flexiblen Verriegelungsbefestigungsarm 4.
Wie in 1 gezeigt, ist das eine Ende des flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms 4 an
einem Sternalretraktor 8 angebracht (dieses Ende kann alternativ
direkt an einem Operationstisch angebracht sein), und das andere
Ende des Arms 4 ist an dem Kugelgleitgelenk 3 angebracht.
Die Kugel 3A läuft
in Nuten 3B des Elements 3C. Die Glocke 1 ist
an dem Element 3C drehbar montiert (z.B. mittels einer
Verbindungsschraube, welche diese miteinander kuppelt), so dass
sich, wenn das Element 3C vertikal zu den Nuten 3B ausgerichtet
ist (wie in 1 gezeigt), die Glocke 1 frei
um eine vertikale Achse relativ zu dem Element 3C drehen
kann. Daher ermöglicht
das Gelenk 3, dass sich die Glocke 1 (und das
Herz 9) um eine vertikale Achse relativ zu dem Arm 4 und
dem Retraktor 8 dreht (da sich die Kugel 3A relativ
zu dem Element 3C dreht). Das Gelenk 3 ermöglicht auch
der Glocke 1 (und dem Herzen 9) eine begrenzte
Freiheit zum Versetzen nach oben und unten (entlang der Mittellängsachse
L der Glocke 1, welche in 1 vertikal
ausgerichtet ist) relativ zu dem Retraktor 8 (da die vertikalen
Nuten 3B nach oben und unten relativ zu der Kugel 3A gleiten),
wodurch eine Nachgiebigkeit an dem System geschaffen wird. Wenn das
Herz 9 schlägt,
expandiert und kontrahiert dessen äußere Oberfläche (was bewirkt, dass die
Glocke 1 und das Element 3C relativ zu der stationären Kugel 3A vertikal
schwingen), und dessen Spitze kann sich um eine vertikale Achse
relativ zu der Kugel 3A und dem Arm 4 verdrehen.
-
Die
Vorrichtung aus 1 kann derart ausgerichtet sein,
dass sich der Arm 4 nicht in einer horizontalen Ebene (relativ
zu der Erde) erstreckt. Ungeachtet der Ausrichtung des Arms 4 dreht
sich, wenn sich die Glocke 1 an einem Organ abstützt, das
Element 3C relativ zu der Kugel 3A, bis die Nuten 3B vertikal
sind.
-
Der
flexible Verriegelungsbefestigungsarm 4 ist derart gestaltet,
dass er sowohl einen flexiblen als auch einen starren Zustand hat.
In einer bevorzugten Ausführung
wird dies durch Realisieren eines freien Abschnitts 4B des
Arms 4 (in einer herkömmlichen
Weise) erreicht, um ein Kabel einzusetzen, das von einem Halter 4A über eine
Reihe von Kugelgelenken 4C (oder abwechselnden Kugelgelenken
und Hülsen)
verläuft, so
dass der Abschnitt 4B durch Spannen (oder Entspannen) des
Kabels unter Verwendung eines Knopfmechanismus mit einer Kupplung
zwischen einem flexiblen Zustand und einem starren Zustand verändert werden kann.
Die Kupplung schützt
gegen Überspannen
der Anordnung und schafft eine fühlbare
Rückkopplung, wenn
die maximale Spannung erreicht ist. Bevorzugte Ausführungen
der Kugelgelenke (oder Kugelgelenke und Hülsen) für die Verwendung bei dem Arm 4 werden
unten mit Bezug auf die 32–38 beschrieben.
-
Der
Druck an der Innenfläche
der Glocke 1 wird durch Öffnen des Saugstromregulators 6 reduziert, wodurch
es möglich
ist, dass die Glocke 1 eine Saugwirkung schafft. Beim Betrieb
wird die Glocke 1 an dem geeigneten Abschnitt des Herzens 9 (zum
Beispiel an der Spitze des Herzens, wie in 1 gezeigt)
in Abhängigkeit
von der besonderen Anwendung entweder vor oder nach dem Öffnen des
Stromregulators 6 platziert. Wenn die Glocke 1 an
dem Organ 9 positioniert ist und eine Saugwirkung an diesem
schafft, wird der flexible Verriegelungsbefestigungsarm 4 manipuliert,
um das Organ (mit der Glocke 1 und dem Kugelgleitgelenk 3)
in eine gewünschte
Position zurückzuziehen.
Speziell wird der flexible Verriegelungsbefestigungsarm 4 bewegt (z.B.
durch Verschieben des Halterabschnitts 4A entlang des Teils 8 und/oder
Platzieren des freien Abschnitts 4B in einen flexiblen
Zustand und Biegen des freien Abschnitts 4B), um das Organ 9 in
die gewünschte
Position zu manipulieren. Das Kugelgleitgelenk 3 ermöglicht,
dass die Glocke 1 relativ zu dem freien Abschnitt 4B des
Arms 4 schwenkt (und die Kugel 3A entlang der
Nuten 3B verschoben wird), während das Organ manipuliert
wird. Wenn das Organ richtig positioniert ist, wird der Abschnitt 4A des
Arms 4 an dem Retraktor 8 verriegelt, und der
Abschnitt 4B des Arms 4 wird in seinen fixierten
Zustand verriegelt, jedoch ist das Kugelgleitgelenk 3 noch
konfiguriert, um Nachgiebigkeit zu schaffen.
-
Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung wird als nächstes
mit Bezug auf 2 beschrieben. Die Elemente 3, 5, 6, 7 und 8 der
Ausführungsform
aus 2 sind identisch mit den gleich nummerierten Elementen
der oben beschriebenen Ausführungsform
aus 1 (und deren Beschreibung wird nicht wiederholt). Die
Saugglocke 1A aus 2 unterscheidet
sich etwas von der Glocke 1 aus 1 dadurch,
dass die Saugleitung 5 (über die Kugel 3A und
das Element 3C) mit einem gasdurchlässigen Abschnitt (einer Öffnung oder Poren)
in der Mitte der Glocke 1A gekuppelt ist, während die
Saugleitung 5 mit einem gasdurchlässigen Abschnitt (Öffnung oder
Poren) der Glocke 1 an einer von der Mitte der Glocke 1 entfernten
Stelle gekuppelt ist.
-
In
der Ausführungsform
aus 2 übt
der starre Arm 10 (welcher den flexiblen Verriegelungsarm 4 aus 1 ersetzt)
eine Rückzugskraft
auf die Saugglocke 1A aus. Der starre Arm 10 ist
vorzugsweise durch einen normalen Werkzeughalter 11 (einer
in der Operationspraxis allgemein verwendeten Art) verstellbar an dem
Retraktor 8 montiert. Der starre Arm 10 ist hohl,
und die Saugleitung 5 wird durch den starren Arm 10 (und dann
durch die Kugel 3A und das Element 3C) hindurch
zu der Glocke 1 geführt.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
einer Glocke 1A ist in den 3 und 4 ausführlicher
gezeigt. In dieser Ausführungsform
weist die Glocke 1A eine flexible Silikongummischale 31 mit
einem im Allgemeinen zylindrischen Befestigungsabschnitt 32 auf,
der eine mittige Öffnung
durch die Schale hindurch definiert. Der Abschnitt 32 ist
für die
Anbringung an dem distalen Ende der Leitung 5 geformt.
Der Außenumfang
der Schale 31 ist eine leichte Ellipse (das Verhältnis ihrer
langen Achse zu ihrer kurzen Achse ist geringer als zwei, z.B. ist
das Verhältnis
etwa 1,45). Absorbierendes Material 33 (z.B. Gaze oder "verlaufener" Stoff) ist an der
Schale 31 lose verpackt, um Blut und andere Flüssigkeit
zu absorbieren, die an der Organoberfläche vorhanden sein kann, um
die Griffigkeit der Glocke 1A an dem Organ zu verbessern.
Ein abriebfestes, Organ kontaktierendes (z.B. Myokard kontaktierendes)
Netz 34 ist über
dem Material 33 installiert, um das Material 33 in
der gezeigten Position zu halten.
-
Eine
spitz zulaufende, nachgiebige Dichtung 35 (bevorzugt aus
biokompatiblem Schaumstoff) ist an den Abschnitt des Netzes 34 in
Kontakt mit der Schale 31 (und an den Umfangsabschnitt
der Schalte 31 selbst) geklebt. Speziell ist ein Kleber 36 an
dem Netz 34 in der Nähe
des Umfangs der Schale 31 (und an der Schale 31 um
ihren Umfang herum) platziert, und die Schaumstoffdichtung 35 ist über dem
Kleber 36 positioniert, um die Dichtung 35, das
Netz 34 und die Schale 31 wie gezeigt zusammenzukleben.
Der Kleber 36 sollte sich nicht in den inneren Rand der
Dichtung 35 hinein (oder darüber hinaus) erstrecken, um
das Einführen
einer steifen Oberfläche
(gehärteter
Kleber) zu vermeiden, die das Organ während der Ausübung der
Saugwirkung an dem Organ kontaktieren würde.
-
In
alternativen Ausführungsformen
der Erfindung ist die nachgiebige Verbindung 3 (aus den 1 und 2)
durch eine andere Art von nachgiebiger Verbindung ersetzt, wie eine
solche, die einen Bolzen, welcher in einem Schlitz gleitet, einen
Balg, einen Kolben, eine Feder oder irgendein anderes nachgiebiges
Element aufweist. In einer solchen alternativen Ausführungsform
(in 5 gezeigt) ersetzt ein starrer Arm 24 den
Arm 10 (aus 2). Das proximale Ende des Arms 24 ist
an einem Gleithalter 28 angebracht. Ein zweiter Gleithalter 26,
der an dem Arm 24 angebracht ist, kann entlang des Armes 24 in
eine gewünschte
Lage verschoben und dann an Ort und Stelle verriegelt werden. Eine
Saugglocke 21 ist an dem distalen Ende eines starren Rohres 22 angebracht
(bevorzugt derart, dass die Glocke 21 die Freiheit hat,
sich um die Achse des Rohres 22 zu drehen), und das distale
Ende eines nachgiebigen Elements 27 ist an dem proximalen
Ende des Rohres 22 angebracht. Eine Saugleitung 25 ist
an dem Element 27 derart angebracht, dass die Leitung 25 in
Fluidverbindung mit dem Inneren des Rohres 22 ist, so dass
eine Vakuumquelle die Leitung 25 und das Rohr 22 evakuieren
kann und bewirken kann, dass die Glocke 21 eine Saugwirkung
an dem Organ 9 (einem menschlichen Herzen) ausübt, wenn
die Glocke 21 wie gezeigt an dem Herz 9 positioniert
ist. Das proximale Ende des Elements 27 ist an dem Gleithalter 26 angebracht
(so dass das Element 27 und das Rohr 22 die Freiheit
haben, zusammen als eine Einheit relativ zu dem Halter 26 zu
schwenken).
-
Um
den Halter 26 in der gewünschten Position zu positionieren,
wird der Halter 28 entlang eines Sternalretraktors (oder
eines Operationstisches) verschoben, bis er in einer geeigneten
Position verriegelt ist, und der Halter 26 wird (relativ
zu dem Arm 24) gelöst,
so dass er frei entlang des Arms 24 in die gewünschte Position
gleiten kann (wodurch bewirkt wird, dass die Anordnung das mit der
Glocke 21 gekuppelte Herz 9 in eine für die Operation
gewünschte
Position zurückzieht).
In seiner gewünschten
Position ist der Halter 26 gegen den Arm 24 gespannt,
so dass er danach in der gewünschten
Position entlang des Arms 24 fixiert bleibt. Das nachgiebige
Element 27 weist einen Kolben auf und ermöglicht dem
Rohr 22 eine begrenzte Freiheit zum Verschieben (parallel
zu der gemeinsamen Achse des Rohres 22 und des Elements 27)
relativ zu dem Arm 24, um zum Beispiel die Bewegung des
Herzens 9 aufzunehmen, wenn es während der Operation schlägt. Alternativ
ist das nachgiebige Element 27 durch eine Feder, einen
Balg oder ein anderes nachgiebiges Element oder eine Anordnung ersetzt,
welche dem Rohr 22 eine solche begrenzte Freiheit zum Verschieben
relativ zu dem Arm 24 ermöglicht. In der bevorzugten
Ausführungsform,
die in 6 gezeigt ist, ist das Element 27 ein Rohr
mit einem geschlossenen Ende 28, wobei ein verschiebbarer
Kolben 29 in dem Rohr montiert ist, um das andere Ende
des Rohres abzudichten (außer
dass der Kolben 29 ermöglicht,
dass Luft von der Innenfläche der
Glocke 21 über
das Rohr 22, den Kolben 29 und das Element 27 in
die Saugleitung 25 hinein strömt). Eine Vakuumquelle zieht
Luft durch die Leitung 25 hindurch, so dass der Raum innerhalb
des Elements 27 zwischen dem Ende 28 und dem Kolben 29 evakuiert
wird (außer
der Luft, die mit einer niedrigen Strömungsrate von der Glocke 21 durch
das Rohr 22 hindurch in diesen Raum hinein strömt). Wenn
das Herz 9 schlägt,
zieht es periodisch die Glocke 21, das Rohr 22 und
den Kolben 29 zusammen als eine Einheit von dem Ende 28 des Elements 27 weg
und entspannt sich dann, um zu ermöglichen, dass die Vakuumquelle
den Kolben 29 in Richtung zu dem Ende 28 zurückzieht.
-
Der
Kraftschluss an dem Herzen 9 erfolgt automatisch, wenn
das Vakuum aktiviert ist und die Glocke 21 an dem Herz
angebracht ist. Der Kraftschluss und die Saugglockenkräfte bleiben
unabhängig
von der Stärke
des Vakuums in einem feststehenden Verhältnis zueinander. Das Verhältnis wird
durch die Fläche
der Glocke 21 (über
welcher die Glocke 21 die Saugwirkung ausübt) und
die Fläche
des Kolbens 29 bestimmt. Dieser Parameter sollte gesteuert
werden, um sicherzustellen, dass die Saugkraft nur so stark ist,
wie garantiert ist, dass das Herz zurückgezogen wird, um ein Trauma
an der Oberfläche
des Herzens zu vermeiden, das der Ansaugung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
unterzogen wird. Die Zugkraft sollte niemals so stark sein, dass
die Glocke 21 von dem Herzen abgezogen wird (zumindest
direkt). Mit einem Vakuumspeicher von ausreichender Größe (z.B.
dem Speicher 7 aus 1) kann
sichergestellt werden, dass das Herz langsam in seine Nichtrückzugsposition
zurückkehrt,
selbst wenn die Vakuumquelle plötzlich
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entkuppelt wird.
-
In
einer Variation zu der Ausführungsform
aus 5 ist die gerade Stange 24 durch eine
gekrümmte Stange
ersetzt (deren Krümmung
ausreichend begrenzt ist, um zu ermöglichen, dass der Halter 26 entlang dieser
gleitet) Eine andere Variation zu der Ausführungsform aus 5 wird
mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben.
In der Ausführungsform
aus den 11 und 12 ist
die gerade Stange 24 ersetzt durch ein starres Teil 54 (welches
an dem Halter 28 fest angebracht ist), einen langen Gewindebolzen 55,
dessen eines Ende an dem Teil 54 montiert ist (mit der
Freiheit, sich zu drehen, aber nicht relativ zu dem Teil 54 zu
verschieben), und eine Kurbel 57, die an dem anderen Ende
des Bolzens 55 angebracht ist. Der Bolzen 55 kann
durch Drehen der Kurbel 57 relativ zu dem Teil 54 gedreht
werden (wobei sich ein gewindefreier Abschnitt 55A des
Bolzens 55 in einer gewindefreien Öffnung in dem Teil 54 dreht).
Der Halter 26 (aus 5) ist durch ein
Gewindemontageteil 56 ersetzt, dessen Gewinde mit dem des
Bolzens 55 zusammenpasst. Daher kann das Gewindemontageteil 56 (zusammen
mit dem nachgiebigen Element 27 und der Saugkappe 21,
die an dem Teil 56 montiert sind) entlang des Bolzens 55 durch
Drehen der Kurbel 57 fortbewegt werden.
-
In
einer anderen alternativen Ausführungsform
der Erfindung, die in 7 gezeigt ist, ist die Saugglocke 41 mittels
eines Kabels 42 an einem hohlen, flexiblen Verriegelungsbefestigungsarm 46 (welcher
sowohl einen flexiblen Zustand als auch einen festen Zustand hat)
angebracht. Das andere Ende des Kabels 42 ist an einer
Stange 48 eines Kolbens (nicht gezeigt) innerhalb eines
nachgiebigen Elements 49 angebracht. Ein Halter 43 ist
relativ zu dem Sternalretraktor 8 verschiebbar montiert,
ein Arm 46 ist an dem Halter 43 drehbar montiert,
und eine Kammer 49 ist an dem Halter 43 fest montiert.
Nachdem der Halter 43 relativ zu dem Sternalretraktor 8 in
eine gewünschte
Position bewegt wurde, kann dieser mit dem Halter 43 verriegelt
werden. Der Arm 46 kann relativ zu dem Halter 43 gedreht
und in einer gewünschten
Drehposition relativ zu dem Halter 43 verriegelt werden.
Der Arm 46 kann auch (wie der Arm 4 aus 1)
relativ zu dem Sternalretraktor 8 (wenn er in seinem flexiblen
Zustand ist) bewegt und dann durch dessen Platzieren in seinen starren
Zustand in einer gewünschten
Position verriegelt werden. Daher kann die Glocke 41 wie
gewünscht
relativ zu dem Retraktor 8 positioniert werden. Die Vorrichtung
aus 7 schafft der Glocke 41 die Freiheit,
relativ zu dem Arm 46 (an dem Kabel 42) zu schwenken,
und sie schafft der Glocke 41 die begrenzte Freiheit, sich
relativ zu dem Retraktor 8 vertikal zu bewegen.
-
Das
nachgiebige Element 49 weist einen Kolben (nicht gezeigt)
auf, welcher mit der Stange 48 gekuppelt ist, um der Stange 48 die
begrenzte Freiheit zu ermöglichen,
sich relativ zu dem Halter 43 (parallel zu der gemeinsamen
Achse der Stange 48 und des Elements 49) zu verschieben,
um zum Beispiel die Bewegung eines Herzens (das von der Glocke 41 abgestützt wird)
aufzunehmen, wenn das Herz während
der Operation schlägt.
In einer bevorzugten Ausführung
schließt
das Element 49 ein Volumen zwischen einem geschlossenen
Ende 49A und einem verschiebbaren Kolben ein. Der Kolben
ist an der Stange 48 fest angebracht. Eine Saugleitung 50 ist
mit dem Element 49 verbunden (in Fluidverbindung mit dem
von dem Element 49 eingeschlossenen Volumen), so dass eine
Vakuumquelle Luft aus diesem eingeschlossenen Volumen über die
Leitung 50 ziehen kann. Dieselbe Vakuumquelle ist über eine
Saugleitung 45 mit der Saugglocke 41 gekuppelt. Die
Leitungen 45 und 50 sind beide über eine
Leitung 51 mit der Vakuumquelle gekuppelt. Wenn ein Herz
(das von der Saugglocke 41 abgestützt wird) schlägt, zieht
es periodisch die Glocke 41, das Kabel 42, die
Stange 48 und den Kolben zusammen als eine Einheit von
dem Ende 49A des Elements 49 weg und entspannt
sie dann, um zu ermöglichen,
dass die Vakuumquelle diese Komponenten in Richtung zu dem Ende 49A zurückzieht.
Vorzugsweise ist die Innenfläche
des Arms 46 mit Teflonmaterial oder dergleichen ausgekleidet
(oder weist Lager aus einem solchen Material auf), um die Reibung
an dem Kabel 42 zu reduzieren.
-
In
der Ausführungsform
aus 7 kann die Saugglocke 41 starr ausgeführt sein
(z.B. sie besteht aus Delrin, ABS, Ultem oder Polycarbonatplastik,
oder anderem Hartplastik, wobei deren Innenfläche mit absorbierendem Material
ausgekleidet ist), und weist eine Dichtung 41A auf, die
um deren Umfang angebracht ist (z.B. durch Kleber, welcher von Dow
Corning erhältlicher
Silastic Medical Adhesive Silicone Typ A sein kann, wenn die Glocke
aus Delrin Plastik ist). Die Dichtung 41A kann wie bei
der Glocke 1A aus den 3 und 4 eine biokompatible
Schaumstoffdichtung sein. Die Glocke 41 hat eine Form,
welche mit einem Zielabschnitt eines typischen Organs der mittels
der Glocke zusammenzuziehenden Art übereinstimmt, und deren (konkave)
Innenfläche
ist vorzugsweise glatt und mit absorbierendem Material ausgekleidet,
um den Kraftschluss zu verbessern.
-
Kleber,
die für
die Verwendung bei Plastik oder Silikonkomponenten von verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung geeignet sind, umfassen Silastic Medical Adhesive
(erhältlich
von Dow Corning) und Loctite 4541 oder Loctite 4011 Kleber.
-
In
einer Kategorie von bevorzugten Ausführungsformen ist die Saugglocke
der Erfindung derart ausgeführt,
dass sie flexibel ist, jedoch ein Formgedächtnis hat. Eine solche Ausführungsform
wird als nächstes mit
Bezug auf 8 beschrieben. Die Saugglocke 1B aus 8 ist
aus Metallnetz 40 (welches einem Hühnerdraht ähneln kann), das an beiden
Seiten mit einer kontinuierlichen Schicht 39 aus flexiblem
Silikongummi (oder einem anderen flexiblen biokompatiblen Material)
beschichtet ist. Daher kontaktiert das zu manipulierende Organ nicht
das Metallnetz 40, und stattdessen ist die Innenfläche der
Glocke eine glatte Schicht aus Silikongummi.
-
Ein
im Allgemeinen zylindrischer Befestigungsabschnitt 38 definiert
eine mittige Öffnung
durch die ansonsten kontinuierliche Schicht 39 hindurch.
Der Abschnitt 38 ist für
die Anbringung an dem distalen Ende einer Saugleitung geformt. Eine
spitz zulaufende, nachgiebige Dichtung 35 (vorzugsweise
aus biokompatiblem Schaumstoff) ist an den Umfangsabschnitt der
Schicht 39 geklebt.
-
Bei
der Benutzung wird die Glocke 1B aus 8 über dem
Organ (mit der Dichtung 35 gegen die Organoberfläche) platziert,
und das Netz 40 wird (durch die Finger der Bedienperson)
verformt, um mit der Organoberfläche übereinzustimmen.
Das Netz 40 halt die Glocke in ihrer Endform, nachdem die
Bedienperson das Formen der Glocke beendet hat. Dann wird eine Vakuumquelle
mit der Glocke gekuppelt, um Luft durch die Öffnung in dem Befestigungsabschnitt 38 hindurch
zu ziehen. Dies evakuiert den von der Innenfläche der Glocke, der Dichtung 35 und
dem Organ eingegrenzten Bereich und bewirkt, dass die Glocke 1B eine
Saugwirkung auf das Organ ausübt.
-
In
einer anderen Kategorie von bevorzugten Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Saugglocke
starr ausgeführt
(z.B. sie besteht aus Hartplastik, wobei deren Innenfläche mit
absorbierendem Material ausgekleidet ist) und weist eine Dichtung
(z.B. eine biokompatible Schaumstoffdichtung) um ihren Umfang auf. Die
Glocke hat eine Form, welche mit einem Zielabschnitt eines typischen
Organs der mittels der Glocke zurückzuziehenden Art übereinstimmt.
Die Innenfläche
der Glocke ist vorzugsweise glatt und mit absorbierendem Material ausgekleidet,
um den Kraftschluss zu verbessern. Ein Beispiel einer solchen starren
Glocke ist die Glocke 41 aus 7.
-
Ein
anderes Beispiel ist eine Saugglocke, die über eine Klebedichtung 82 (aus
den 18 und 19) mit
dem Glockenabschnitt 81 (aus den 16 und 17)
zusammengebaut ist. In der Ausführungsform
aus den 16–19 ist
der Glockenabschnitt 81 aus steifem Delrin Plastik maschinell
hergestellt, und die Dichtung 82 ist aus biokompatiblem
Schaumstoff. Die Endfläche
des Glockenabschnitts 81 weist eine sich durch diese hindurch
erstreckende mittige Öffnung 83 auf.
Um die Glocke zusammenzubauen, wird die spitz zulaufende Fläche 85 der
Dichtung 82 mit der Innenfläche 84 des Abschnitts 81 an
dem Umfang des Abschnitts 81 verklebt (z.B. mit Silastic
Medical Adhesive Silicon Typ A, erhältlich von Dow Corning). Um
die Glocke an einer Vakuumquelle anzubringen, wird ein rohrförmiges Gewindeteil
(z.B. unter Verwendung von Muttern und einer Scheibe) an der Endfläche des
Abschnitts 81 angebracht (derart, dass es sich durch die Öffnung 83 hindurch
erstreckt), und ein Saugrohr wird dann durch das rohrförmige Teil
hindurch in Fluidverbindung mit der Innenfläche 84 des Abschnitts 81 platziert.
Um die Glocke an einer nachgiebigen Verbindung (welche an einer
feststehenden Struktur verstellbar angebracht ist) anzubringen,
kann das rohrförmige
Teil mit einem Gewindeabschnitt der Verbindung verschraubt werden
(oder das rohrförmige
Teil kann anderweitig an der Verbindung angebracht werden). Stahlwolle
(oder eine andere Substanz) kann lose in den zylindrischen Boden
des Abschnitts 81 gepackt werden, um einen Verlust an Fluidverbindung
zwischen der Innenfläche 84 der
Glocke und der Saugleitung zu verhindern, und die Innenfläche 84 des
Abschnitts 81 kann mit absorbierendem Material ausgekleidet
werden.
-
Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung wird mit Bezug auf 20 beschrieben.
Die Ausführungsform
aus 20 umfasst eine Saugglocke 91 (welche
einen kreisförmigen
Umfang hat und eine Dichtung 92 aufweist, welche sich um
den Umfang der Glocke 91 herum erstreckt, um eine Vakuumabdichtung
zu schaffen, wenn die Glocke in Kontakt mit einem Organ. platziert
ist), eine Saugleitung 97 (welche mit einer Vakuumquelle
gekuppelt ist, um das Volumen innerhalb der Glocke 91 zu
evakuieren, wenn die Glocke in Kontakt mit einem Organ positioniert
ist), und eine nachgiebige Verbindung mit einem Element 94 (das
parallele Schlitze 95 an gegenüberliegenden Abschnitten seiner
Seitenwand aufweist) und einem Arm 93, der Bolzen 96 aufweist,
welche in den Schlitzen 95 laufen. Beide Schlitze 95 (nur
einer von ihnen ist in 20 gezeigt) sind parallel zu
der Mittellängsachse
der Glocke 91 ausgerichtet. Die Bolzen 96 und
der distale Abschnitt des Arms 93 sind besser in 21 gezeigt.
Mit den in den Schlitzen 95 laufenden Bolzen 96 kann
der Arm 93 das Element 94, die Glocke 91 und
ein von der Glocke 91 (durch Saugwirkung) aufgehängtes Organ
abstützen.
Da das Element 94 relativ zu dem Arm 93 (um die
Bolzen 96) schwenken kann, stellt die Schwerkraft sicher,
dass die Schlitze 95 (und die Mittellängsachse der Glocke 91)
während
der Organretraktion im Allgemeinen vertikal bleiben (obwohl sie
nicht unbedingt völlig
vertikal bleiben). Da die Schlitze 95 wesentlich länger als
der Durchmesser jedes Bolzens 96 sind, kann sich die das
Element 94 und die Glocke 91 umfassende Anordnung
während
der Organretraktion relativ zu den Bolzen 96 vertikal frei
verschieben. Daher kann in Reaktion auf das Schlagen eines von der
Glocke 91 aufgehängten
Herzens die Anordnung mit dem Element 94 und der Glocke 91 relativ
zu den Bolzen 96 und dem Arm 93, die fest gehalten
werden, vertikal schwingen. Die Glocke 91 ist an dem Element 94 (z.B.
mittels einer Verbindungsschraube) derart angebracht, dass sie sich
relativ zu dem Element 94 frei drehen kann. Typischerweise
ist jeder Schlitz 95 ausreichend lang, um eine vertikale
Schwingung der Glocke 91 mit einer Amplitude bis zu etwa
0,5 inch zu ermöglichen.
-
Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung, die mit Bezug auf 22 beschrieben
wird, ist gestaltet, um die gesamte vertikale Abmessung der Saugglocke
und der nachgiebigen Verbindungsanordnung zu minimieren. Die Ausführungsform
aus 22 umfasst eine Saugglocke 101 (welche
einen kreisförmigen
Umfang und einen Dichtungsabschnitt aufweist, welcher sich um den
Umfang herum erstreckt), eine Saugleitung 107 (welche mit
einer Vakuumquelle gekuppelt ist, um das Volumen innerhalb der Glocke 101 zu
evakuieren, wenn die Glocke mit dem Dichtungsabschnitt in Kontakt
mit einem Organ positioniert ist), und eine nachgiebige Verbindung
(mit Elementen 102, 103 und 104) zum
Anbringen eines starren Arms 104 an den Rest der Vorrichtung aus 22. Zwei Bolzen 105 sind in den
gezeigten Positionen an der Glocke 101 fest angebracht.
Das Element 102 weist in seinen linken und rechten Seitenabschnitten
parallele Schlitze 108 auf, und einer der Bolzen 105 läuft in jedem
der Schlitze 108. Das Teil 103 ist an dem Element 102 (z.B.
mittels einer Verbindungsschraube) derart drehbar angebracht, dass
sich das Element 102 um eine vertikale Achse relativ zu
dem Teil 103 frei drehen kann. Das Teil 103 ist
an der Stange 104 mit der Freiheit für das Teil 103 montiert,
dass es um die Achse der Stange 104 schwenken kann. Mit
den in den Schlitzen 108 des Teils 102 laufenden
Bolzen 105 stützt
der Arm 104 das Element 102 und das Teil 103 ab,
und das Element 102 stützt
wiederum die Glocke 101 und ein von der Glocke 101 (durch
Saugwirkung) aufgehängtes
Organ ab. Da das Teil 103 um den Arm 104 schwenken kann
und die Bolzen 105 relativ zu den Schlitzen 108 drehen
können,
stellt die Schwerkraft sicher, dass die Schlitze (und die Mittellängsachse
der Glocke 101) während
der Organretraktion vertikal bleiben. Die Schlitze 108 sollten
wesentlich länger
als der Durchmesser jedes Bolzens 105 sein, so dass sich
die Bolzen 105 und die Glocke 101 während der
Organretraktion relativ zu dem Element 102 (und somit relativ
zu dem Arm 104) vertikal frei verschieben können. Daher
kann in Reaktion auf das Schlagen eines von der Glocke 101 aufgehängten Herzens
die Glocke 101 relativ zu dem feststehenden Haltearm 104 vertikal
frei schwingen.
-
Ein
anderes Beispiel der Saugglocke der Erfindung, die mit einem geringen
Querschnitt gestaltet sind, wird mit Bezug auf 23–25 beschrieben.
Wie in den 23 und 24 gezeigt,
hat die Glocke einen kegelstumpfartigen konischen Querschnitt mit
einer ringförmigen
Endfläche 112 (die
eine sich durch diese hindurch erstreckende mittige Öffnung 113 aufweist)
an dem einen Ende und einem kreisförmigen Umfang 110 an
dem anderen Ende. Die Öffnung 113 dient
zum Anbringen der Glocke an eine nachgiebige Verbindung. Eine Saugöffnung 111 erstreckt
sich durch die konische Seitenwand der Glocke hindurch (zum Verbinden
einer Saugleitung mit der Glocke), und Gaze kann in das von einer
zylindrischen Fläche 115 umgebene
Volumen gepackt werden (25 zeigt
eine so verpackte Gaze 120). Eine Schaumstoffdichtung 121 (teilweise
in 25 gezeigt) kann an eine flache Ringfläche 116 und
den konischen Seitenwandabschnitt zwischen der Fläche 116 und
dem Umfang 110 geklebt werden. Die konische Seitenwand
ist in einem Winkel von 35 Grad in Bezug die Mittellängsachse
L der Glocke ausgerichtet. In einer typischen Ausführung hat
die Glocke eine Höhe von
2,4 cm (0,95 inch) (vom Ende 112 zu der Ebene des Umfangs 110),
die Mitte der Öffnung
ist 1,4 cm (0,56 inch) von der Ebene des Umfangs 110, der
Durchmesser der zylindrischen Fläche 115 ist
2 cm (0,75 inch), und der Umfang 110 hat einen Durchmesser
von 5 cm (1,95 inch). Die Glocke aus den 23 und 24 kann aus
ABS Material oder steifem Plastik (z.B. Delrin Material) maschinell
hergestellt werden.
-
In
Variationen zu der Ausführungsform
aus den 23 und 24 wird
der Winkel der konischen Seitenwand (relativ zu der Mittellängsachse
L) variiert, um den Durchmesser des Umfangs 110 zu variieren.
Zum Beispiel kann dieser Winkel 28 Grad (anders als 35
Grad wie in 24), damit der Umfang 110 einen
Durchmesser von 4 cm (1,64 inch) ergibt, oder 21 Grad (anders als
35 Grad) sein, damit der Umfang 110 einen Durchmesser von
3,4 cm (1,35 inch) ergibt. Eine Verringerung des Winkels zwischen
der konischen Seitenwand und der Mittellängsachse L verringert den Durchmesser
des Umfangs 110. Wir erwarten, dass der minimale zweckmäßige Durchmesser
des Umfangs 110 typischerweise etwa 3,4 cm (1,35 inch)
ist (wo die Glocke an der Spitze eines Herzens anzubringen ist),
obwohl er für
manche Anwendungen so gering wie etwa 25,4 mm (1 inch) sein kann.
-
Wie
in 25 gezeigt, kann, wenn die Gaze 120 in
das von der zylindrischen Fläche 115 (der
Glocke aus 24) umgebene Volumen gepackt
ist und die Schaumstoffdichtung 121 in ihrer richtigen
Position montiert ist, ein Spalt zwischen der Dichtung und der Gaze
an der rechtwinkligen Kreuzung der Fläche 115 mit der Fläche 116 sein.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann eine Freilegung des Herzgewebes
an einem solchen Spalt (während
der Aufbringung der Saugwirkung an dem Herzen) eine Entzündung an
dem Herzgewebe und/oder eine Ansaugung einer übermäßigen Menge von Herzgewebe
in die Glocke ergeben. Die Ausführungsform
aus 26 ist gestaltet, um diese potentielle Problem
zu reduzieren oder zu beseitigen. Anzumerken ist auch, dass der
Boden der Glocke mit Rippen (Rippenteilen) ausgestattet sein kann,
um zu verhindern, dass Fasern und Gewebe in die Saugrohröffnung der
Vorrichtung aufgesaugt werden.
-
Die
Ausführungsform
aus 26 ist etwas anders als die aus den 23–25 geformt.
Spezieller unterscheidet sich die Ausführungsform aus 26 von
der aus den 23–25 dadurch,
dass eine spitz zulaufende (kegelstumpfförmige) Fläche 125 die zylindrische
Fläche 115 aus
den 24–25 ersetzt,
und dass eine flache Ringfläche 126 die
Fläche 116 ersetzt.
Die Komponenten der Ausführungsform
aus 26, die mit denen aus den 23–25 identisch
sind, sind in den 23–26 gleich
nummeriert. Infolge der Geometrie der Ausführungsform aus 26 gibt
es, wenn die Gaze 120 in das von der Fläche 125 umgebene Volumen
gepackt ist und die Schaumstoffdichtung 121 in ihrer richtigen
Position montiert ist, einen sanften kontinuierlichen Übergang
zwischen der Dichtung und der Gaze an der Kreuzung der Fläche 125 mit
der Fläche 126.
-
Für die Herzmanipulation
hat die erfindungsgemäße Glocke
vorzugsweise eine im Allgemeinen halbkugelförmige (oder konkave elliptische)
Form mit einem kreisförmigen
(oder leicht elliptischen) Umfang, so dass sie an die Spitze des
Herzens angepasst ist. Glocken mit geringerer Krümmung (flachere Glocken) und/oder
rechteckigem Umfang wurden als weniger geeignet für die Herzretraktion
befunden, da sie an relativ flacheren Flächen des Herzens (nicht an
der Spitze) fixiert werden müssen
und eine größere Tendenz
haben, sich von dem Herzen zu entkuppeln, nachdem sie fixiert sind.
Jedoch können
solche alternative Glockenausführungsformen
für das
Zurückziehen
oder ein anderweitiges Manipulieren von anderen Organen als dem Herz
nützlich
sein.
-
In.
einer Kategorie von alternativen Ausführungsformen ist das erfindungsgemäße Saugteil
wirksam an das abzustützende
und zu manipulierende Organ anwenderspezifisch angepasst. Ein Weg
zum Erreichen einer solchen anwenderspezifischen Anpassung ist es,
das Saugteil als einen mit Pellets gefüllten flexiblen Körper auszubilden,
welcher undurchlässig
gegen Fluidstrom ist (außer
dass er eine gasdurchlässige
Innenfläche
hat, welche ermöglicht,
dass eine Vakuumquelle ein Vakuum an einem Abschnitt eines dem Saugteil zugewandten
Organs zieht). Ein Beispiel eines solchen Saugteils ist ein sitzsackartiger
Körper
mit einer flexiblen Plastikeinlage, die mit kleinen Pellets (welche
Perlen sein können)
gefüllt
ist. Bei der Benutzung wird der Körper an dem entsprechenden
Teil des Organs platziert und Luft (oder anderes Gas) innerhalb
des Körpers wird
dann evakuiert, so dass die Pellets, die in dem evakuierten Körper bleiben,
eine starre Struktur bilden, welche mit der relevanten Oberfläche des
Organs übereinstimmt.
Da die Innenfläche
(welche das Organ kontaktiert) des mit Pellets gefüllten Körpers gasdurchlässig ist,
bewirkt die Vakuumquelle, dass das Teil eine Saugkraft auf das Organ
ausübt,
während
das Teil auch in seinem starren Zustand bleibt.
-
Mit
Bezug auf 9 beschreiben wir ausführlicher
ein solches Saugteil, welches einen versteifenden Sack aufweist,
der Pellets (welche Perlen sein können) enthält. In der Ausführungsform
aus 9 weist das Saugteil elastomere Perlen 12 (welche
Spritzgussmaterial sein können)
auf, die in dem versteifenden Sack 11 enthalten sind. Die
eine Fläche
des Sacks 11 ist mittels einer nachgiebigen Verbindung 13 an
dem distalen Ende des starren Rohres 14 angebracht (wobei
eine Öffnung
in dieser Fläche
des Sacks in Fluidverbindung mit dem Inneren des Rohres ist). Das
proximale Ende des Rohres 14 ist mit einer Vakuumquelle
gekuppelt, so dass das Ziehen eines Vakuums an dem Rohr 14 den
Sack 11 evakuiert, wodurch dieser versteift wird. Die Innenfläche des
Sacks 11 ist gasdurchlässig
(z.B. ist sie porös
oder hat zumindest eine kleine Öffnung,
die sich durch diese hindurch erstreckt), so dass die Vakuumquelle
auch bewirkt, dass das Saugteil eine Saugwirkung auf ein Organ in
Kontakt mit der Innenfläche
des Teils ausübt.
-
In
einer Variation zu der Ausführungsform
aus 9 ist nur der Umfang des Saugteils versteifbar
(um mit einer Organoberfläche übereinzustimmen,
an welcher das Teil platziert ist). Der Mittelabschnitt des Teils
ist starr. Zum Beispiel umfasst, wie in 10 gezeigt
ist, das Saugteil einen starren Mittelabschnitt 18 (der
eine konkave Innenfläche
aufweist und bevorzugt aus Hartplastik ist, das mit weichem absorbierenden
Stoff oder einem anderen absorbierenden Material verkleidet ist)
und einen versteifenden Sack 19 (der elastomere Perlen
enthält),
welcher sich um den Umfang des Mittelabschnitts 18 herum
erstreckt. Die nachgiebige Verbindung 13 ist zwischen dem
distalen Ende des starren Rohres 14 und dem Mittelabschnitt 18 gekuppelt.
Das Innere des Rohres 14 ist in Fluidverbindung mit dem
Inneren des Sacks 19, so dass das Ziehen eines Vakuums
an dem Rohr 14 den Sack 19 evakuiert, wodurch
dieser versteift wird. Die Innenfläche des Abschnitts 18 (oder des
Sacks 19) ist gasdurchlässig
(z.B. ist sie porös
oder hat zumindest eine kleine Öffnung,
die sich durch diese hindurch zu dem Rohr 14 erstreckt),
so dass die Vakuumquelle auch bewirkt, dass das Saugteil eine Saugwirkung
an einem Organ in Kontakt mit der Innenfläche des Teils ausübt.
-
In
bevorzugten Ausführungsformen
(einschließlich
den Ausführungsformen
aus 1 und 2) ist das Saugteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer glatten Innenfläche
versehen (z.B. einer glatten biokompatiblen Schaumstoffdichtung
um den Umfang herum und einer glatten Stofffläche zwischen der Mitte und
dem Umfang), um einen Kraftschluss zu schaffen (z.B. durch Absorbieren
von Blut, welches anderenfalls bewirken würde, dass das Teil von dem
Organ rutscht), wobei ein Trauma an dem Organ (z.B. Quetschung) während des
Zurückziehens
vermieden wird. Für
viele chirurgische Anwendungen ist es wichtig, das Saugteil mit
einer solchen glatten Innenfläche
zu versehen. Alternativ kann es bei manchen chirurgischen Anwendungen,
bei welchen das zu manipulierende Organ nicht stark anfällig für ein Trauma
ist, erwünscht
sein, dass die Innenfläche
des Saugteils etwas rau (z.B. mit davon vorstehenden Buckeln oder
dergleichen) oder strukturiert ist, um den Kraftschluss zwischen
dem Saugteil und dem Organ zu verbessern.
-
Das
Saugteil der Erfindung (z.B. die in 13 gezeigte
Saugglocke 61) kann aus einer flexiblen Plastikfolie (z.B.
Folie 62 der Glocke 61) sein, deren Innenfläche mit
absorbierendem Material (z.B. Filz oder filzartigem Material) ausgekleidet
ist, und um deren Umfang herum eine superdehnbare Elastomerdichtung
(z.B. Dichtung 63 der Glocke 61) vorgesehen ist.
Das absorbierende Material sollte nicht zwischen dem Organ und der
Elastomerdichtung eindringen, so dass eine gute Fluidabdichtung
durch direkten Kontakt des Elastomers mit dem Organ aufrechterhalten
werden kann.
-
Das
Saugteil der Erfindung kann mit einer Federanordnung mit konstanter
Kraft verbunden sein, welche eine konstante Rückzugskraft an dem Saugteil
aufbringt, während
sie noch eine drehende und verschiebende Nachgiebigkeit schafft.
Zum Beispiel ist in der Ausführungsform
aus 13 die Saugglocke 61 an dem distalen
Ende eines Kabels 64 angebracht. Eine Stützanordnung 65 weist
eine Feder 66 mit geringer Spannung und konstanter Kraft
auf. Das proximale Ende des Kabels 64 ist an der Feder 66 angebracht.
Die Stützanordnung 65 ist
derart gestaltet, dass sie (vorzugsweise mit einem geringen Querschnitt)
an einem Sternalretraktor oder einer anderen feststehenden Struktur
verstellbar montiert ist. Die Anordnung 65 und das Kabel 64 stützen die
Glocke 61 (und das Organ, das durch die Saugwirkung an
der Glocke 61 gehalten wird) mit einer konstanten Kraft
ab, während
der Glocke 61 die Freiheit ermöglicht wird, relativ zu der
Anordnung 65 zu schwenken und zu drehen und sich einer
vertikalen Schwingung relativ zu der Anordnung 65 (z.B.
in Reaktion auf die Schlagbewegung eines schlagenden Herzens) zu
unterziehen.
-
Eine
Federanordnung mit konstanter Kraft, welche eine konstante Rückzugskraft
auf eine Saugglocke ausübt,
kann auch bei einer Variation zu der oben beschriebenen Ausführungsform
aus 1 verwendet werden. In dieser Variation ist die
Federanordnung mit konstanter Kraft (anstelle des Kugelgleitgelenks 3)
zwischen der Saugglocke 1 und dem distalen Ende des Abschnitts 4B des
Befestigungsarms 4 gekuppelt. Die Feder ist konfiguriert,
um eine konstante Rückzugskraft
an der Saugglocke 1 aufzubringen, während noch eine drehende und
verschiebende Nachgiebigkeit geschaffen wird, indem ermöglicht wird,
dass sich die Glocke relativ zu dem Arm 4 dreht und einer
vertikalen Schwingung relativ zu dem Arm 4 unterzieht.
-
In
anderen Variationen wird ein Satz von einer oder mehreren Federn
angewendet, um eine Rückzugskraft
(welche eine konstante Kraft sein kann, aber nicht sein muss) an
der Saugglocke aus 1 oder einer der anderen Ausführungsformen
der Erfindung aufzubringen. In einer solchen Variation ist der Satz
von Federn zwischen der Saugglocke (z.B. der Glocke 1)
und dem distalen Ende des Arms (z.B. Befestigungsarm 4)
gekuppelt, welcher diese abstützt.
Der Satz von Federn ermöglicht
der Glocke eine vertikale Schwingung relativ zu dem Arm 4.
Vorzugsweise ist der Satz von Federn an der Glocke drehbar montiert
(z.B. indem er zwischen dem Stützarm
und einer Platte angebracht ist, wobei die Platte an der Glocke
drehbar montiert ist), so dass sich die Glocke sowohl um eine vertikale
Achse relativ zu dem Stützarm
frei drehen als auch einer vertikalen Schwingung relativ zu dem
Stützarm
unterziehen kann.
-
In
anderen Ausführungsformen
ist die nachgiebige Verbindung der Erfindung als ein Kreuzgelenk
oder ein Satz von zwei oder mehreren Kreuzgelenken realisiert.
-
Ein
nicht patentierbares Verfahren zum Zurückziehen eines schlagenden
Herzens, bei welchem ein Saugteil (das gemäß einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
realisiert wird) an einem Herzen in einer Position konzentrisch
zu der Spitze des Herzens fixiert wird. Vorzugsweise hat das Saugteil
eine ausreichende Krümmung,
um sich an die Spitze anzupassen, und ist zumindest im Allgemeinen
symmetrisch zu der Spitze geformt. Die Saugwirkung wird an dem Herz
durch Kuppeln des Saugteils mit einer Vakuumquelle aufgebracht,
und das Saugteil wird bewegt, um das Herz in eine für die Operation
gewünschte
Position zurückzuziehen.
Vorzugsweise ist das Saugteil mittels einer nachgiebigen Verbindung
an einer feststehenden Anordnung (z.B. einem fest montierten Sternalretraktor)
montiert, so dass das Saugteil die normale Schlagbewegung des Herzens
während
der groben Bewegung des Saugteils und des Herzens in die gewünschte Position
und während
das Saugteil das Herz in einer solchen Position abstützt (z.B.
während
das Herz vertikal unter dem Teil aufgehängt ist) nicht behindert. In
solchen bevorzugten Ausführungsformen
hat das Saugteil eine Symmetrieachse, und wenn das Herz schlägt, kann
das Herz frei expandieren und kontrahieren, wobei die nachgiebige
Verbindung ermöglicht,
dass das Saugteil entlang der Achse des Saugteils (z.B. entlang
einer vertikalen Achse) schwingt und um die Achse (z.B. die vertikale
Achse) relativ zu der feststehenden Anordnung dreht, so dass die
hämodynamische
Wirkung nicht beeinträchtigt
wird.
-
Ein
anderes nicht patentierbares Verfahren umfasst die Schritte:
- 1. Platzieren einer Saugglocke an der Spitze
des Herzens, und Aufbringen einer Saugwirkung, um das Herz zu halten;
- 2. Einstellen eines Arms (z.B. des Arms 4 aus 1 oder
des Arms 10 aus 2), welcher die Saugglocke abstützt (z.B.
durch Verschieben des Arms 10 relativ zu dem Halter 11 und/oder
Verschieben des Halters 11 relativ zu dem Element 8),
um den gewünschten
Betrag des Zurückziehens
zu erreichen;
- 3. Einstellen des Arms (welcher die Saugglocke abstützt), um
einen Winkel zwischen einem solchen Arm und der Saugglocke zu erreichen,
welcher ermöglicht,
dass eine maximale Saugglockenverschiebung (relativ zu dem Arm)
mit jedem Herzschlag auftritt; und
- 4. dann Durchführen
der Operation an dem Herzen, während
es (durch Saugwirkung) von der Glocke gehalten wird.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
eine Manipulation eines schlagenden menschlichen Herzens derart,
dass die seitlichen oder hinteren Koronararterien für den Zweck
der Umgehung dieser Gefäße freigelegt
werden.
-
Da
die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Herzmuskel nicht stark behindert, ermöglicht die Erfindung, dass
die Herzanatomie ihre natürliche
Form und Funktion behält.
Die durch die Vorrichtung geschaffene Nachgiebigkeit ist vorgesehen,
um die Bewegung abzugleichen, die ermöglicht wird, wenn das Herz
entweder direkt durch die menschliche Hand oder durch Ziehen des
Herzbeutels manipuliert wird. Insgesamt gibt es wenigstens drei
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche sie zu einem überragenden
Organmanipulator bezüglich
der Hämodynamik
und des gesamten Zugangs und der Stabilisierung machen. Diese Eigenschaften
und die entsprechenden Vorteile sind in Tabelle 1 zusammengefasst: Tabelle
1
-
Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung Vorrichtungen zur Herzretraktion während einer Operation am schlagenden
Herzen sind, sind andere Ausführungsformen
Vorrichtungen zum Zurückziehen fast
aller anderen inneren Organe. Sowohl die Größe, die Form und das Material
der verwendeten Saugglocke als auch die Menge an aufzubringendem
Vakuum kann variiert werden, um mit der Topologie und Konsistenz des
Organgewebes zusammenzupassen. Mehr als eine Saugglocke können jeweils
an jedem Organ angelegt werden, um eine größere oder stabilere Manipulation
zu schaffen. Mehrere Glocken können
an einer einzigen Stützstruktur
(mit einem oder mehreren nachgiebigen Verbindungen, die eine Nachgiebigkeit
zwischen der Glocke und der Stützstruktur
schaffen) montiert sein, und die Glocken können dann an dem Organ derart
fixiert werden, dass sie das Organ in einer gewünschten Richtung ohne gegenseitige
Beeinflussung mit der natürlichen
Bewegung des Organs zurückziehen.
Die Fixierung mehrerer Saugglocken an einem Organ würde ermöglichen,
dass Torsion auf das Organ ausgeübt
wird. Die Organe müssen
häufig
zur besseren Gewebepräsentation
vor der Operation verdreht oder gedreht werden.
-
Andere
alternative Ausführungsformen
der Erfindung umfassen mehrere Saugglocken, die an den Enden von
Fingern montiert sind, wobei die Finger konfiguriert sind, um sich
aufzufächern
und dann zusammen zu bewegen, um das Herz oder ein anderes Organ
mit rutschfesten Flächen
zu greifen. Die Finger sind an einer nachgiebigen Verbindung montiert,
welche wiederum von einer feststehenden Struktur abgestützt wird
(oder die Finger selbst haben eine Nachgiebigkeit und wirken wie
eine nachgiebige Verbindung), so dass die Finger die normale Schlagbewegung
des Herzens (oder die normale Bewegung des anderen Organs) während der groben
Bewegung der Finger und des Organs in eine gewünschte Position oder während der
Operation an dem von den Fingern gehaltenen Organ nicht behindern.
-
Ein
Beispiel dieser Kategorie von Ausführungsformen wird mit Bezug
auf die 14 und 15 beschrieben.
In der Ausführungsform
aus 14 weist eine Fingeranordnung 71 drei
Saugglocken 75 und drei schwenkbare Finger 72 auf.
Jede Glocke 75 ist an dem distalen Ende eines der Finger
montiert. Jeder Finger 72 hat ein Gelenk 73 (welches
mit einem Verlängerungsteil 76 gekuppelt
ist) und ein anderes Gelenk 73A, und das Teil 76 ist
mit einem Sternalretraktor (nicht gezeigt) oder einer anderen feststehenden
Struktur verstellbar gekuppelt. Das Verlängerungsteil 76 ist
mit den Gelenken 73 derart gekuppelt, das eine Bedienperson
das Teil 76 manipulieren kann, um zu bewirken, dass die
Gelenke 73 die Finger 72 spreizen (bevor die Anordnung 71 ein
schlagendes Herz oder ein anderes Organ greift), und dann zu bewirken,
dass die Gelenke 73 die Finger 72 zusammenziehen,
bis die Glocken 75 das Organ greifen (wie in 14 gezeigt
ist). Dann wird eine Vakuumquelle aktiviert, die mit den Glocken 75 (über Saugleitungen,
die sich durch die Finger 72 und das Teil 76 hindurch
erstrecken) gekuppelt ist, um eine Saugkraft an dem Organ zu schaffen.
Das Teil 76 kann dann bewegt werden, um das Organ in eine
für die
Operation gewünschte
Position zurückzuziehen.
-
Die
Anordnung 71 wirkt zusätzlich
zu der Funktion als ein Satz von Saugglocken als eine nachgiebige Verbindung,
da, wenn die Anordnung 71 das Organ greift, die Gelenke 73 und 73A ermöglichen,
dass sich die Finger 72 in Reaktion auf eine normale Bewegung
des Organs (z.B. in Reaktion auf die Schlagbewegung eines schlagenden
Herzens) biegen. Zum Beispiel schwenken, wie in 15 gezeigt
ist, wenn sich die Oberfläche des
Herzens 9 (aus der in Phantomansicht gezeigten unteren
Position) in die durch die durchgehende Linie gezeigte Anhebposition
nach oben bewegt, die Gelenke 73 und 73A aus,
um zu ermöglichen,
dass sich der Finger 72 (aus der in Phantomansicht gezeigten
relativ weiteren Biegeposition) in die durch die durchgehende Linie
gezeigte relativ geringere Biegeposition bewegt. Diese Nachgiebigkeit,
die durch die Biegewirkung der Finger 72 geschaffen wird,
ermöglicht,
dass die Glocken 72 parallel zu der Achse des Teils 76 schwingen,
wenn das Herz schlägt.
Vorzugsweise sind die Finger 72 mit dem Verlängerungsteil 76 derart
gekuppelt, dass die Anordnung 71 auch die Freiheit hat,
sich um die Achse des Teils 76 zu drehen (während das
Teil 76 fixiert bleibt).
-
Andere
Beispiele von Ausführungsformen
mit Fingeranordnungen sind Variationen (zu einer der hierin beschriebenen
Ausführungsformen
mit "Einzelsaugglocke", welche eine einzelne
Saugglocke aufweisen), bei welchen eine Rückzugsfingeranordnung die einzelne
Saugglocke ersetzt. In Variationen zu solchen Ausführungsformen
weist die Rückzugsfingeranordnung
keine Saugglocke an dem Ende jedes Fingers auf, und stattdessen
hat jeder Finger an seinem distalen Ende eine rutschfeste Fläche, so
dass ein Organ (z.B. ein schlagendes Herz) von den rutschfesten
Flächen
gegriffen werden kann.
-
28 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils,
welches eine Variation zu der Saugglocke 61 aus 13 ist.
Das Saugteil 130 aus 28 umfasst eine
flexible sackartige Membran 131 (welche aus einer Plastikfolie
sein kann und deren Innenfläche
vorzugsweise mit absorbierendem Material ausgekleidet ist) und einen
Ring 132 um den Umfang der Membran 131 herum.
Der Ring 132 ist vorzugsweise aus Plastik oder Silikon,
und dessen Innenfläche
trägt Dichtungsmaterial
(z.B. Elastomermaterial), welches dem Herzen zugewandt und in der
Lage ist, eine Abdichtung um den Umfang des Teils 130 herum
zu bilden. Das absorbierende Material, welches die Membran 131 auskleidet,
sollte nicht zwischen dem Herzen (das durch Saugwirkung gehalten
oder bewegt wird) und der Dichtungsfläche des Rings 132 eindringen,
so dass eine gute Fluiddichtung durch direkten Kontakt des Dichtungsmaterials
mit dem Organ aufrechterhalten werden kann. Die Saugleitung 133 ist
mit dem Ring 132 gekuppelt, wobei ihr distales Ende um
eine Öffnung
herum abgedichtet ist, die sich durch den Ring 132 hindurch
erstreckt, um in Fluidverbindung mit der Innenfläche der Membran 131 zu
sein.
-
Das
Saugteil aus 29 ist eine Variation zu dem
aus 28. Das Saugteil 140 aus 29 umfasst eine
flexible sackartige Membran 141 (welche aus einer Plastikfolie
sein kann und deren Innenfläche
vorzugsweise mit absorbierendem Material ausgekleidet ist) und einen
Ring 142 um den Umfang der Membran 141 herum.
Der Ring 142 (welcher schmaler als der relativ breite Ring 132 ist)
ist vorzugsweise aus Plastik oder Silikon, und dessen Innenfläche trägt Dichtungsmaterial,
welches dem Herzen zugewandt und in der Lage ist, eine Abdichtung
um den Umfang des Teils 140 herum zu bilden. Die Saugleitung 143 ist
mit dem Ring 142 gekuppelt, wobei ihr distales Ende um
eine Öffnung
herum abgedichtet ist, die sich durch den Ring 142 hindurch
erstreckt, um in Fluidverbindung mit der Innenfläche der Membran 141 zu
sein.
-
Die
Gestaltung der Ausführungsformen
der Erfindung aus 13, 28 und 29 (die
eine flexible Folie oder Membran mit einer Dichtung um ihren Umfang
aufweisen) hat verschiedene Vorteile, umfassend die folgenden: die
Gestaltung trägt
dazu bei, die natürliche
Form des schlagenden Herzens jederzeit aufrechtzuerhalten, um die
hämodynamische
Wirkung zu behalten; und die Platzierung des Saugteils an einer
von verschiedenen Stellen an dem Herzen (z.B. an der Spitze, der
rechten Herzkammer oder der AV-Grube)
beeinträchtigt
oder stört
nicht die mechanische oder elektrische Funktion des schlagenden
Herzens.
-
30 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils
mit einer nachgiebigen Verbindung für dessen Montage an einer starren
Struktur. Das Saugteil 150 aus 30 umfasst
eine Glocke 151, eine hohle Welle 153, die an
der Glocke 151 fest angebracht ist, und ein Anschlussstück 157 (zur
Anbringung einer Saugleitung an der Welle 153). Die Welle 153 ist
mit ihrer Achse parallel zu der Mittellängsachse der Glocke 151 ausgerichtet.
Eine nachgiebige Dichtung 152 (welche dieselbe Funktion
wie die oben beschriebene Dichtung 35 ausführt) ist
an der distalen Fläche
der Glocke 151 montiert. Die Dichtung 175 bildet
eine Abdichtung mit dem Herzen (oder einem anderen Organ), wobei
verhindert wird, dass das Organgewebe im Wesentlichen in den Innenbereich
der Glocke 151 gesaugt wird. Die konkave Innenfläche der
Glocke 151 (in 30 nicht
gezeigt) ist vorzugsweise mit weichem und absorbierendem Material ausgekleidet
(vorzugsweise ungewebter Rayon oder Viskosefaser, jedoch alternativ
ein anderes Material, wie Gaze oder ein Material einer gegenwärtig in
Neurotupfern verwendeten Art). Das absorbierende Material ist vorzugsweise
in der Lage, genügend
Blut und/oder andere Körperflüssigkeit zu
absorbieren, um den Kraftschluss zwischen der Glocke und dem Organ
erheblich zu verbessern, und dient vorzugsweise auch dazu, die durch
das Teil 150 an dem Organ ausgeübte Saugwirkung zu verbreiten.
-
Die
nachgiebige Dichtung 152 ist vorzugsweise aus biokompatiblem
Schaumstoff mit offenen Zellen (um eine langsame Luftströmung durch
die Dichtung 152 hindurch zu ermöglichen), außer dass
geschlossene Zellen (welche eine "Haut" definieren)
an der distalen Fläche
der Dichtung 152 (der Fläche, die gestaltet ist, um
das Organ zu kontaktieren) vorgesehen sind.
-
Immer
noch mit Bezug auf 30 umfasst die nachgiebige Verbindung 154,
die an dem distalen Ende des Arms 159 angebracht ist, eine
Kugel 164, ein Anschlussteil 165 und einen Kugelverbinder 166.
Der Verbinder 166 ist an dem distalen Ende des Arms 159 fest
angebracht. Der Arm 159 (welcher ein Verriegelungsbefestigungsarm
mit sowohl einem flexiblen Zustand als auch einem starren Zustand
sein kann) hat ein distales Ende, welches an einer starren Struktur
(z.B. einem Sternalretraktor) fest montiert ist. Das Anschlussteil 165 ist
an dem Verbinder 166 mit der Freiheit angebracht, sich
relativ zu dem Verbinder 166 um die Achse des distalen
Abschnitts des Arms 159 zu drehen. Die Kugel 164 ist
an dem Teil 165 mit der Freiheit angebracht, sich relativ
zu dem Teil 165 zu drehen. Die Kugel 164 definiert
einen mittigen Kanal, und die Welle 153 des Saugteils 150 erstreckt
sich durch diesen Kanal hindurch (wie gezeigt ist).
-
Vorzugsweise
ist eine Feder 156 um die Welle 153 herum zwischen
dem Anschlussstück 157 und
der Kugel 164 positioniert. Vorzugsweise wird die Feder 156 von
der auf diese durch das Anschlussstück 157 und die Kugel 164 ausgeübte Kraft
zusammengedrückt,
und die Feder 156 (ein axiales Zusammendrücken der
Feder in dem Bereich 2,5 mm bis 12,7 mm (0,1 inch bis 0,5 inch)
während
der Benutzung angenommen) hat eine Federkonstante (k) in dem Bereich
von k = 2,5 bis k = 5,0, inklusive (k = 3,8 wäre typisch). Optional wird
die Feder 156 weggelassen.
-
Während der
Operation am schlagenden Herzen arbeitet die Anordnung aus 30 wie
folgt. Die Glocke 150 (mit der Welle 153) wird
durch Saugwirkung (durch das Anschlussstück 157 hindurch ausgeübt) an der
Oberfläche
des schlagenden Herzens fest angebracht und bewegt sich daher als
eine Einheit mit dem schlagenden Herzen. Das Gewicht des Herzens
bewirkt, dass sich die Welle 153 (und die gesamte Glocke 150)
und die Kugel 164 als eine Einheit (relativ zu dem Teil 165)
drehen, so dass die Welle 153 vertikal ausgerichtet ist.
Da sich die Welle 153 und die Kugel 164 wie beschrieben
relativ zu dem Teil 165 drehen, dreht sich typischerweise
auch das Teil 165 relativ zu dem die Kugel fixierenden
Verbinder 166. In manchen Ausführungen ist die Vorrichtung
derart realisiert, dass eine Drehung des Teils 165 relativ
zu dem Verbinder 166 nur während der groben Manipulation
des Saugteils auftritt (wobei das Herz durch Saugwirkung mit dem
Saugteil gekuppelt ist). Wenn die vertikal ausgerichtete Welle 153 als
eine Einheit mit der Oberfläche
des schlagenden Herzens vertikal schwingt, verschiebt sich die Welle 153 (durch
den mittigen Kanal der Kugel 164 hindurch) relativ zu der
Kugel 164 (während
die vertikale Position der Kugel 164 durch das Anschlussteil 165 fixiert
ist).
-
Die
Feder 156 dämpft
die Schwingungsbewegung der Welle 153 relativ zu der Kugel 164 in
der folgenden Weise. Wenn sich die Welle 153 relativ zu
der Kugel 164 vertikal nach unten verschiebt, wird die
Feder 156 zusammengedrückt
(wandelt etwas von der kinetischen Energie der Welle 153 in
potentielle Energie um). Dann, wenn sich die Welle 153 relativ
zu der Kugel 164 vertikal nach oben verschiebt, entspannt
sich (dehnt sich) die Feder 156 zurück in ihre Gleichgewichtsposition
(trägt
zum Ziehen der Herzoberfläche
nach oben bei, da etwas von der in der Feder gespeicherten potentiellen
Energie in kinetische Energie der Welle 153 umgewandelt
wird).
-
Vorzugsweise
weist das Anschlussteil 165 eine Drehklinke 165A auf,
welche zwischen zwei Positionen manuell gedreht werden kann: eine
erste Position (in 30 gezeigt), in welcher sie
die Welle 153 nicht an der Verschiebung relativ zu der
Kugel 164 hindert; und eine zweite (Verriegelungs-) Position,
in welcher sie die Verschiebung der Welle 153 relativ zu
der Kugel 164 verhindert. Das Gelenk, um welches sich die
Klinke 165A dreht, ist an dem Teil 165 angebracht,
und daher ist die Klinke 165A relativ zu dem Arm 159 fixiert,
außer dass
sie sich um die Achse des distalen Endes des Arms 159 (als
eine Einheit mit dem Teil 165) frei drehen kann. Wenn die
Klinke 165A in die Verriegelungsposition gedreht wird,
verhakt sich deren freies Ende mit dem Anschlussstück 157 (oder
verkeilt sich mit diesem), um eine Verschiebung der Welle 153 relativ
zu der Kugel 164 zu verhindern.
-
Es
wird in Erwägung
gezogen, dass es Chirurgen von Zeit zu Zeit (während der Operation am schlagenden
Herzen) zweckmäßig finden,
eine Klinke (z.B. die Klinke 165A) temporär in eine
Verriegelungsposition zu bewegen, um die Herzbewegung temporär zu behindern,
wie zum Beispiel, wenn der Chirurg Schwierigkeiten beim Ausführen einer
Transplantation hat.
-
Alternative
Ausführungsformen
der Erfindung weisen eine andere Klinke (oder eine andere einfache Verriegelungsstruktur)
als die Klinke 165A auf. Jede derartige Verriegelungsstruktur
kann zwischen zwei Positionen bewegt werden: eine erste Position,
in welcher sie der Welle 153 die Freiheit ermöglicht,
sich relativ zu der Kugel 164 zu verschieben (oder allgemeiner,
in welcher sie dem Saugteil die Freiheit ermöglicht, sich entlang der Mittelachse
des Saugteils relativ zu der feststehenden Struktur zu verschieben,
an welcher das Saugteil montiert ist); und eine zweite (Verriegelungs-)
Position, in welcher sie eine Relativbewegung der Welle 153 relativ
zu der Kugel 164 verhindert (oder allgemeiner, in welcher
sie eine Relativbewegung des Saugteils relativ zu der feststehenden
Struktur verhindert, an welcher das Saugteil montiert ist). In einigen
derartigen Ausführungsformen
erstreckt sich eine Klinke (in ihrer Verriegelungsposition) zwischen
dem Anschlussteil 165 (oder einer alternativen Ausführung des
Anschlussteils) und dem Anschlussstück 157. In anderen
derartigen Ausführungsformen
erstreckt sich die Klinke (in ihrer Verriegelungsposition) zwischen
dem Teil 165 (oder einer alternativen Ausführung des
Anschlussteils) und der Glocke 151.
-
31 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Saugteils.
Das Saugteil 170 aus 31 hat
einen Glockenabschnitt mit einem starren Kern 172 (bevorzugt aus
starrem Plastik) und einem flexiblen Kern 171 (bevorzugt
aus Silikon, das über
den Kern 172 gegossen ist). Der starre Kern 172 hat
einen Wellenabschnitt, durch welchen hindurch sich eine Öffnung 176 erstreckt, und
Vorsprünge 172A und 172B,
welche sich von dem Wellenabschnitt radial nach außen erstrecken.
Der Wellenabschnitt des Kerns 172 ist durch die Kugel 164 der
nachgiebigen Verbindung 154 hindurch (oder an einer anderen
Ausführungsform
der nachgiebigen Verbindung der Erfindung) zu montieren, und ein
Vakuumanschlussstück
(z.B. das Anschlussstück 157 aus 30)
ist typischerweise an dem oberen Ende der Welle montiert (so dass
die Glocke 170 relativ zu der Kugel der nachgiebigen Verbindung
frei verschoben werden kann, mit der Einschränkung, dass die Kugel das Vakuumanschlussstück an dem
einen Ende des Bewegungsbereichs der Glocke stoppt und die Kugel
die obere Fläche 178 der
Glocke 170 an dem anderen Ende des Bewegungsbereichs der
Glocke stoppt).
-
Die
Silikonglocke 171 kann über
den Kern 172 (welcher aus Plastik geformt sein kann, jedoch
nicht sein muss) gegossen werden, so dass der Kern 172 eine
axiale Stütze
für die
Glocke 171 schafft und der Schaftabschnitt des Kerns 172 an
einer nachgiebigen Verbindung angebracht werden kann (wodurch die
Glocke 171 ohne gegenseitige Beeinflussung mit der Funktion
eines flexiblen Flanschabschnitts 171A der Glocke 171 an
dem nachgiebigen Gelenk angebracht ist). Eine nachgiebige Dichtung 175 (welche
dieselbe Funktion wie die oben beschriebene Dichtung 35 ausführt) ist
an der distalen Fläche
des Flansches 171A montiert. Der Flanschabschnitt 171A der
Glocke 171 schafft eine Nachgiebigkeit, die ermöglicht,
dass sich die Dichtung 175 in der Axialrichtung (der vertikalen
Richtung in 31) und seitlichen Richtungen
(senkrecht zu der Axialrichtung) relativ zu der Fläche des
Herzens (oder eines anderen Organs) bewegt, so dass sich die Dichtung 175 an
Organoberflächen
mit irgendeiner aus einem breiten Bereich von Größen und Formen anpassen kann.
Die Dichtung 175 ist an das Herz (oder ein anderes Organ) angepasst
und bildet eine Abdichtung mit diesem, während verhindert wird, dass
das Organgewebe im Wesentlichen in den Innenbereich der Glocke gesaugt
wird. Die konkave Innenfläche
der Glocke 171 ist vorzugsweise mit weichem und absorbierendem
Material 174 ausgekleidet. Das Material 174 ist
bevorzugt ungewebter Rayon oder Viskosefaser, kann jedoch alternativ
ein anderes Material sein (wie Material einer gegenwärtig in
Neurotupfern verwendeten Art). Das Material 174 ist vorzugsweise
in der Lage, genügend
Blut und/oder andere Körperflüssigkeit
zu absorbieren, um den Kraftschluss zwischen der Glocke und dem
Organ erheblich zu verbessern, und dient vorzugsweise auch dazu,
die durch das Teil 170 an dem Organ ausgeübte Saugwirkung
zu verbreiten.
-
Die
nachgiebige Dichtung 175 ist vorzugsweise aus biokompatiblem
Schaumstoff mit offenen Zellen (um eine langsame Luftströmung durch
die Dichtung 175 hindurch zu ermöglichen), außer dass
geschlossene Zellen (welche eine "Haut" definieren)
an der distalen Fläche
der Dichtung 175 (der Fläche, die gestaltet ist, um
das Organ zu kontaktieren) vorgesehen sind.
-
In
typischen Ausführungen
des Saugteils 170 aus 31 liegt
der Flächenbereich,
welcher dem Organ zugewandt ist, in dem Bereich von 8–9,6 cm2 (0,6–1,5
inch2), und das von der Vakuumquelle (über die Öffnung 176)
bereitgestellte Vakuum liegt in dem Bereich von –65 mmHg bis –400 mmHg
(bevorzugt –250
mmHg bis –350
mmHg). In einer bevorzugten Ausführung
ist das von der Vakuumquelle bereitgestellte Vakuum gleich (oder
im Wesentlichen gleich) –300
mmHg.
-
Eine
bevorzugte Ausführung
des flexiblen Verriegelungsbefestigungsarms 4 aus 1 (oder
des Arms 159 aus 30) wird
mit Bezug auf die 32 und 33 beschrieben.
Der Arm aus 32 weist ein distales Gelenk 202,
eine Anzahl von Kugelgelenken 203, ein Gehäuse 205 (dessen
distale Fläche
an dem von dem Gelenk 202 am weitesten entfernten Kugelgelenk 203 anliegt),
und ein flexibles Kabel 200 auf, das durch die Elemente 202, 203 und 205 hindurch
gefädelt
ist. Das Kabel 200 hat einen Zylinder 201, der
an seinem distalen Ende fest angebracht ist. Ein herkömmlicher
Kabellängensteuermechanismus
mit dem Gehäuse 205,
einem Knopf 204, einem Bolzen 206 und einer Klemmriegelanordnung,
welche eine Basis 207, einen Fuß 208, einen Hebel 209 und
einen Nocken 210 (zwischen dem Hebel 209 und dem
Fuß 208)
aufweist, wird angewendet, um die Größe des Durchhangs in dem Kabel 200 zwischen
dem distalen Gelenk 202 und dem distalen Ende des Gehäuses 205 zu
steuern. Wenn die Klemmanordnung und der Knopf 204 manipuliert
werden, um einen Durchhang in dem Kabel 200 einzubringen,
haben die Kugelgelenke 203 die Freiheit, sich relativ zueinander
zu verschieben und zu drehen (und daher hat der Arm die Freiheit,
sich in eine gewünschte
Konfiguration zu biegen). Wenn sich die Kugelgelenke 203 in
Relativpositionen bewegt haben, welche dem Arm seine gewünschte Konfiguration
geben, werden die Klemmanordnung und der Knopf 204 wieder
manipuliert, um die Länge
des Kabels 200 zwischen dem Gelenk 202 und dem
distalen Ende des Gehäuses 205 zu
verkürzen. Eine
solche Verkürzung
der wirksamen Länge
des Kabels bewirkt, dass die Kugel 200 das Gelenk 202 in
Richtung zu dem Gehäuse 205 bewegt,
wodurch die Kugelgelenke 203 zwischen dem Gelenk 202 und
dem Gehäuse 205 zusammengedrückt werden,
um die Kugelgelenke 203 in ihren gewünschten Relativpositionen zu fixieren
(was wiederum den Arm in einem starren Zustand mit der gewünschten
Konfiguration fixiert hält).
-
Es
wird angemerkt, dass der Begriff "Kabel" (um ein Element eines flexiblen Verriegelungsarms
zu beschreiben) in einem allgemeinen Sinne hierin verwendet wird,
der sowohl flexible metallische Kabel und Drähte als auch andere flexible
verlängerte
Elemente bedeutet, die in der Lage sind, größere oder kleinere Beträge des Durchhangs
zu ermöglichen,
um den Arm zwischen starren und flexiblen Zuständen zu verändern.
-
Herkömmliche
Kugelgelenke (die für
die Verwendung als Kugelgelenke 203 in 32 geeignet
sind) sind aus rostfreiem Stahl und haben annähernd dieselbe Form wie das
in 33 gezeigte Kugelgelenk 203. Diese Form
hat eine konvexe "Kugel" Fläche (an
der linken Seite von 33) und eine konkave "Anschluss" Fläche (an
der rechten Seite von 33). Die Anschlussfläche jedes
Kugelgelenks wird gegen die Kugelfläche des unmittelbar distal
daran befindlichen Kugelgelenks gedrückt, wenn die Kugelgelenke
zusammengezogen sind, um den Arm in seinen starren Zustand zu versetzen.
Jedoch bietet die Form der herkömmlichen
Kugelgelenke keinen guten mechanischen Vorteil, wenn die Kugelgelenke
zusammengezogen sind, um den Arm in den starren Zustand zu versetzen.
Ferner schafft die Oberflächenbeschaffenheit
(und die glatte Struktur) der herkömmlichen Kugelgelenke eine
sehr geringe Reibung, um zu der Verriegelung des Arms beizutragen,
wenn die Kugelgelenke zusammengezogen sind.
-
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Kugelgelenkgestaltung,
welche die angemerkten Nachteile und Beschränkungen der herkömmlichen
Kugelgelenke reduziert oder beseitigt. Das Kugelgelenk 203 aus 33 verkörpert diese
verbesserte Gestaltung. Das Kugelgelenk 203 aus 33 hat
eine verkürzte
Länge und
einen vergrößerten Durchmesser
bezogen auf herkömmliche
Kugelgelenke. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Kugelgelenks 203 (in 33 von
der Oberseite zur Unterseite) größer als
die Länge
des Kugelgelenks 203 (in 33 von
links nach rechts). Zum Beispiel ist die Länge 8,7 mm (0,345 inch), und
der Durchmesser ist 11,6 mm (0,460 inch) in einer bevorzugten Ausführungsform
(oder allgemeiner, das Verhältnis
der Länge
zu dem Durchmesser ist zumindest im Wesentlichen gleich 0,345/0,460).
Die Form der Anschlussfläche
ist modifiziert (so, wie in 33 gezeigt
ist), um eine erhöhte
Kontaktfläche
zwischen den angrenzenden Kugel- und Anschlussflächen der benachbarten Kugelgelenke
zu schaffen, welche zusammengezogen werden. Eine Mittelöffnung 203B durch
jedes Kugelgelenk hindurch ist abgewinkelt (oder spitz zulaufend),
um zu ermöglichen,
dass das Kabel durch diese sanft und leicht hindurchtritt (und um
die Steifigkeit im starren Zustand zu verbessern, da sich die Kabellänge mit
der verbesserten Kugelgelenkgestaltung nicht so viel wie mit der
herkömmlichen
Kugelgelenkgestaltung bei jedem Übergang
von dem flexiblen in den starren Zustand ändert).
-
Ebenso
werden zwei Materialien bei der Herstellung des verbesserten Kugelgelenks 203 verwendet. Der
Hauptabschnitt des Kugelgelenks wird aus Hartplastik, wie Polycarbonatplastik,
Ultem (Polyetherimid) Plastik, oder SST Material, geformt. Dann
wird ein Abschnitt 203A der Anschlussfläche mit Material beschichtet,
das eine größere Reibung
hat (wie zum Beispiel ein Thermoplast oder Silikonelastomer). Diese
Beschichtung des Abschnitts 203A kann durch Spritzgießen des
Thermoplasts oder Silikonelastomers in eine Nut (an der Stelle des
Abschnitts 203A) in der Anschlussfläche der Hartplastikform erreicht
werden. Vorzugsweise ist der Abschnitt 203A ein ringförmiger (O-Ring-förmiger)
Bereich aus Thermoplastik oder Silikonelastomermaterial mit Härtemesser
Shore A im Bereich von 50 bis 90. Alternativ ist das meiste oder
alles von der Anschlussfläche
des Kugelgelenks mit Thermoplastik oder Silikonelastomer (oder einem
anderen Material mit relativ hoher Reibung) beschichtet. Ebenso
alternativ ist alles oder ein Teil von der Anschlussfläche jedes
Kugelgelenks (d.h. der Teil jeder konkaven Anschlussfläche, welcher
mit einer benachbarten konvexen Kugelfläche zusammenpasst) mit einer
rauen Struktur geformt, welche ein ausreichend hohe Reibung schafft,
um den Arm angemessen zu verriegeln, wenn eine konvexe Kugelfläche eines
benachbarten Kugelgelenks gegen den Abschnitt mit der rauen Struktur
gezogen wird. Ein Beispiel der letzteren Ausführungsform ist eine Variation
zu dem Kugelgelenk 203 aus 33, welches
aus Hartplastik mit einer glatten (nicht strukturierten) Außenfläche geformt ist,
außer
dass der Abschnitt 203A seiner konkaven Anschlussfläche mit
einer rauen Struktur geformt ist.
-
In
einigen Ausführungsformen
sind benachbarte Paare der Kugelgelenke 203 aus Materialien
mit unterschiedlicher Härte
(so dass sich das härtere
Material in dem weicheren Material verkeilt). In einer derartigen Ausführungsform
(in welcher angenommen wird, dass das Kugelgelenk an dem distalen
Ende das "erste" Kugelgelenk ist,
und die anderen Kugelgelenke entsprechend der zunehmenden proximalen
Position fortlaufend nummeriert sind) sind die geraden (oder ungeraden)
Kugelgelenke aus Polycarbonatplastik geformt, und die ungeraden
(geraden) Kugelgelenke sind aus Ultem Plastik geformt.
-
In
einer Variation zu der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen flexiblen
Verriegelungsbefestigungsarms aus
-
32 ersetzt
das Kugelgelenk 303 aus 34 jedes
Kugelgelenk 203 aus 32. Das
Kugelgelenk 303 unterscheidet sich von dem Kugelgelenk 203 dadurch,
dass die Anschlussfläche 304 des
Kugelgelenks 303 ein gezacktes Profil mit kreisförmigen Schultern 305 hat.
Die Schultern 305 sind gestaltet, um in die konvexe Kugelfläche des
benachbarten Kugelgelenks 303 zu schneiden, wodurch die
Reibung zwischen der konvexen Kugelfläche und der Anschlussfläche 304 in
Kontakt mit dieser erhöht
wird, um zu der Verriegelung des Arms beizutragen, wenn die Kugelgelenke
zusammengezogen werden. Ein ringförmiger (O-Ring-förmiger)
Abschnitt 303A des Kugelgelenks 303 ist optional
aus einem Material, welches (wenn er mit der konvexen Kugelfläche eines
benachbarten Kugelgelenks in Kontakt ist) eine größere Reibung
schafft, als wenn der Abschnitt 303A aus demselben Hartplastikmaterial
(z.B. Polycarbonat oder Ultem Plastik, oder SST Material) wäre, wie der
Rest des Kugelgelenks 303 ist. In bevorzugten Ausführungsformen
ist der Bereich 303A aus Thermoplast oder Silikonelastomermaterial
mit Härtemesser
Shore A im Bereich von 50 bis 90 (welches in einer Ausnehmung in
dem übrigen
Abschnitt des Kugelgelenks 303 geformt ist).
-
In
einer anderen Variation zu der Ausführungsform des erfindungsgemäßen flexiblen
Verriegelungsbefestigungsarms aus 32 (von
dem ein Abschnitt in 38 gezeigt ist), ersetzen abwechselnde
Kugelgelenke 350 (in 37 gezeigt)
und Hülsen 340 (in
den 35 und 36 gezeigt)
die Kugelgelenke 203. 35 ist
eine Draufsicht der Hülse 340, 36 ist
eine Querschnittsansicht der Hülse 340 entlang
der Linie 36-36 aus 35, und 37 ist
eine Seitenansicht des Kugelgelenks 350.
-
Ein
mittiger Kanal 341 durch die Hülse 340 hindurch ist
an beiden Enden spitz zulaufend (wie gezeigt), um zu ermöglichen,
dass ein Kabel durch diesen sanft und leicht hindurchtritt (und
um die Steifigkeit im starren Zustand des Arms zu verbessern). Die
Wand des Kanals 341 definiert eine Anschlussfläche an jedem
Ende des Kanals 341, wobei jede Anschlussfläche ein
gezacktes Profil mit kreisförmigen
Schultern 342 und 343 und Vertiefungen 344 aufweist
(in Phantomansicht in 36 gezeigt). An jedem Ende des
Kanals 341 sind die Schultern 342 und 343 und
die Ränder
der Vertiefungen 344 gestaltet, um in eine konvexe Kugelfläche eines benachbarten
Kugelgelenks 350 zu schneiden, wodurch die Reibung zwischen
der konvexen Kugelfläche
und der Hülse 340 in
Kontakt mit dieser erhöht
wird, um zu der Verriegelung des Arms beizutragen, wenn die Hülsen und
die Kugelgelenke zusammengezogen werden.
-
Der
mittige Kanal 351 durch das Kugelgelenk 350 hindurch
ist an beiden Enden spitz zulaufend (wie gezeigt), um zu ermöglichen,
dass ein Kabel durch diesen sanft und leicht hindurchtritt (und
um die Steifigkeit im starren Zustand des Arms zu verbessern). Das
Kugelgelenk 350 hat einen ringförmigen Flansch 352 um dessen
Umfang herum zum Begrenzen der Freiheit einer benachbarten Hülse 340, über die
Außenfläche des Kugelgelenks 350 zu
gleiten. Die Kugelgelenke 350 und die Hülsen 340 sind derart
geformt, dass sie zusammenpassen, wie in 38 gezeigt
ist, wobei sich ein Kabel (nicht gezeigt) durch ihre ausgerichteten
mittigen Kanäle 341 und 351 erstreckt.
In einigen Ausführungen
aus 38 ist jedes Kugelgelenk aus einem Hartplastik
mit einer ersten Härte,
und jede Hülse
ist aus einem Hartplastik mit einer zweiten Härte (abweichend von der ersten
Härte),
so dass sich das härtere
Material in dem weicheren Material verkeilt. Zum Beispiel können die
Kugelgelenke aus Polycarbonatplastik und die Hülsen aus Ultem Plastik geformt
sein (oder die Hülsen
können
aus Polycarbonatplastik und die Kugelgelenke aus Ultem Plastik geformt
sein).
-
Im
Allgemeinen erfüllen
die Kugelgelenke (oder Kugelgelenke und Hülsen), die bei dem in einigen Ausführungsformen
der Erfindung eingesetzten Verriegelungsarm verwendet werden, bevorzugt
die folgenden Kriterien: ihre Geometrie führt zu einem verbesserten mechanischen
Vorteil, um eine größere und
zuverlässigere
Steifigkeit zu erreichen, wenn sie zusammengezogen werden; sie ermöglichen
eine Armflexibilität,
wenn sie relativ zueinander gelockert werden; sie haben einen geringen
Querschnitt; sie beseitigen die Nachgiebigkeit in dem Arm, wenn
sie zusammengezogen werden; und es gibt eine erhöhte Reibung zwischen den anliegenden
Kugel- und Anschlussflächen,
wenn sie zusammengezogen werden.
-
Eine
Variation zu der Vorrichtung aus 1 (welche
ein eingebautes Kraftmessgerät
aufweist) wird als nächstes
mit Bezug auf 39 beschrieben. Alle Elemente
dieser alternativen Ausführungsform,
die den Elementen der Vorrichtung aus 1 entsprechen,
sind in den 1 und 39 gleich
nummeriert, und deren Beschreibung wird mit Bezug auf 39 nicht
wiederholt. In der Ausführungsform
aus 39 weist das Kugelgleitgelenk 3 (zusätzlich zu
der Kugel 3A und dem U-förmigen Element 3C)
auf: eine Federstütze 300 (zwischen
den oberen Enden des Elements 3C verbunden), und eine Feder 301,
die zwischen der Stütze 300 und der
Kugel 3A verbunden ist. Das Element 3C ist mit
einer Skale 302 markiert, welche parallel zu einer der
Nuten 3B ausgerichtet ist, und die Kugel 3A ist
mit einer Positionsanzeige 303 markiert. Wenn sich das
Element 3C relativ zu der Kugel 3A bewegt (wobei
die Kugel 3A in den Nuten 3B läuft), drückt sich die Feder 301 zusammen
oder dehnt sich aus (und daher ändert
sich die durch die Feder 301 an der Stütze 300 und dem Element 3C ausgeübte Federkraft),
und die Anzeige 303 wird zu einer anderen der Kraftindexmarkierungen
an der Skale 302 ausgerichtet. Die Relativposition der
Anzeige 303 und der Skale 302 schafft eine visuelle
Indikation der Federkraft, die in irgendeinem Moment durch die Feder 301 an
der Stütze 300 (und
daher an dem Element 3C) ausgeübt wird. Daher realisieren
die Elemente 300, 301, 302 und 303 ein
Federkraftmessgerät. Das
Kraftmessgerät
kann von dem Chirurgen verwendet werden, um dem Chirurgen zu helfen,
die Vorrichtung so zu konfigurieren, dass sie sichere Anhebkräfte an dem
Herzen während
der Benutzung ausübt.
-
Noch
andere alternative Ausführungsformen
der Erfindung umfassen (anstelle einer Saugglocke) eine bioabsorbierbare
Scheibe mit einer Klebefläche,
die an die Oberfläche
des Herzens (oder eines anderen Organs) zu kleben ist. Die Scheibe
ist an einer nachgiebigen Verbindung lösbar montiert, welche wiederum
von einer feststehenden Struktur abgestützt wird, so dass die Scheibe
die normale Schlagbewegung des Herzens (oder die normale Bewegung
des anderen Organs) während
der groben Bewegung der Scheibe und des Organs in die gewünschte Position
und der Operation an dem vertikal unter der Scheibe in der gewünschten
Position aufgehängten
Organ nicht behindert. Die Scheibe wird nach der chirurgischen Operation
von der nachgiebigen Verbindung gelöst. Dies kann eine Variation
zu einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen mit der bioabsorbierbaren
Scheibe sein, welche die Saugglocke ersetzt. Zum Beispiel umfasst
die Ausführungsform
aus 27 eine bioabsorbierbare Scheibe 141 (mit
einer klebenden, konkaven unteren Fläche) anstelle der Glocke 41 (und
der Saugleitung 45) aus 7. Die Ausführungsform
aus 27 ist ansonsten identisch mit der oben beschriebenen
Ausführungsform
aus 7, und die Beschreibung ihrer Komponenten, welche
in den 7 und 27 gleich nummeriert sind, wird
nicht wiederholt.
-
Die
Verwendung einer Saugglocke gemäß der Erfindung
stützt
wünschenswert
die Blutflussstrukturen des manipulierten Herzens (oder eines anderen
Organs) ab, um zu verhindern, dass sie unter äußeren aufgebrachten Kräften (zum
Beispiel, um die Kompression während
der Stabilisierung zum Ermöglichen
der Operation zu kompensieren) kollabieren.
-
Die
Saugglocke der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann aus hartem Material (wie Hartplastik) oder flexiblem Material
(wie Silikongummi) vorgeformt werden, wobei ihre Innenfläche mit
biokompatiblem Schaumstoff oder anderen gegenwärtig in Neurotupfern verwendeten
Materialien ausgekleidet ist (um Blut und andere Körperflüssigkeit
zu absorbieren, wodurch die Griffigkeit der Glocke an dem Herzen
oder dem anderen Organ verbessert wird). Um die Glocke in einer
gewünschten
Form (einer Form, wie sie mit dem zu manipulierenden Organ übereinstimmt)
vorzuformen, kann eine Gummiform einer typischen Organoberfläche gebildet
werden, und die Form kann dann verwendet werden, um die Glocke herzustellen
(z.B. als Massenprodukt), oder eine typische Organoberfläche kann
mit einem Laser gescannt werden, um ein Computermodell zu erzeugen,
und das Modell kann dann verwendet werden, um die Glocke herzustellen.
-
Wir
erwägen
die Verwendung eines zusätzlichen
Saugteils (mit einer der oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche ein Saugteil und eine nachgiebige Verbindung aufweisen) unter
einigen Umständen
(wie zum Durchführen
bestimmter Arten von Herzoperationen). Zum Beispiel kann, wenn das
erfindungsgemäße Saugteil
(mit nachgiebiger Verbindung) ein schlagendes Herz durch Aufbringen
einer Saugwirkung an der Spitze des Herzens zurückzieht und das Herz (durch
Saugwirkung) unter diesem aufgehängt
ist, eine zusätzliche
Saugglocke (oder ein anderes Saugteil) an der Seite des Herzens
fixiert werden, um zum Drehen oder Bewegen des Herzens beizutragen.
Das zusätzliche
Saugteil könnte
an einem tragbaren starren Stab oder an einem Arm montiert sein,
der an einer feststehenden Struktur montiert ist. Das zusätzliche
Saugteil könnte
typischerweise eine geringere Krümmung
(es würde
flacher sein) als irgendeine der oben beschriebenen Saugglocken
haben, welche speziell gestaltet sind, um die Spitze des Herzens
zu greifen. Das zusätzliche
Saugteil könnte
wünschenswert
an einer nachgiebigen Verbindung (einer der oben beschrieben Art)
montiert sein, so dass es die hämodynamische
Wirkung des zurückzuziehenden
Organs nicht beeinträchtigt.
-
Die
Erfindung kann verwendet werden, um ein anderes Organ als ein schlagendes
Herz zu manipulieren (und in einer Rückzugsposition abzustützen). Zum
Beispiel kann sie verwendet werden, um eine Leber (z.B. während einer
Gallenblasenentfernung) oder einen Magen (z.B. während einer Fundoplikation
nach Nissen) zu manipulieren (und in einer Rückzugsposition abzustützen).
-
Das
Vorangehende ist lediglich zur Darstellung und Erläuterung
von bevorzugten Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Verschiedene Änderungen
von Größen und
Formen der Komponenten und anderer Details der hierin beschriebenen
Ausführungsformen
können
innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche sein.