DE69636717T2

DE69636717T2 - Chirurgisches instrument

Info

Publication number: DE69636717T2
Application number: DE69636717T
Authority: DE
Inventors: R. John Pottstown DONAHUE; Graham Plaistow SMITH
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: EP0809466B1; WO1996025103A1; AU4979196A; ATE345737T1; JP3767903B2; EP0809466A1; EP0809466A4; US5601583A; DE69636717D1; CA2210523A1; AU690435B2; JPH11504533A

Description

Diese Erfindung betrifft chirurgische Instrumente und insbesondere arthroskopische chirurgische Instrumente mit Kraftbetrieb.
Arthroskopische chirurgische Instrumente mit Kraftbetrieb umfassen in der Regel ein unnachgiebiges, stationäres äußeres Rohr, in dem ein unnachgiebiges inneres Rohr von einem Motor gedreht wird. Am distalen Ende des inneren Rohrs ist ein Schneidegerät, wie etwa eine Klinge oder eine Schleiffräse, angeordnet. Gewebe oder Knochen wird durch eine Öffnung im distalen Ende des äußeren Rohrs dem Schneidegerät gegenüber freigelegt, und Gewebe- oder Knochenfragmente, die von der sich drehenden Klinge oder Fräse geschnitten wurden, werden durch die Verwendung eines Sogs, der am proximalen Ende des Instruments aufgebracht wird, zusammen mit Spülflüssigkeit durch den Innenraum des inneren Rohrs gezogen. Beispiele für solche chirurgischen Instrumente sind in den US-Patenten Nr. 4,203,444, 4,274,414, 4,834,729 und 4,842,578, die alle dem Zessionar des vorliegenden Patents übertragen wurden, beschrieben.
Einige arthroskopische chirurgische Instrumente sind zwischen ihrem proximalen und distalen Ende linear, das heißt gerade. Andere sind gekrümmt, um die Positionierung des Schneidegeräts gegen zu schneidendes Gewebe zu erleichtern, ohne es erforderlich zu machen, dass das Instrument aus dem Körper entfernt und durch eine zusätzliche Punktion neu eingesetzt wird. Bei einem gekrümmten Instrument ist ein Bereich des inneren Rohrs flexibel, damit das innere Rohr die von dem äußeren Rohr auferlegte Krümmung annehmen und gleichzeitig das vom Motor aufgebrachte Drehmoment auf die Klinge übertragen kann.
Die an dem distalen Ende des Instruments angeordneten Schneidegeräte des Stands der Technik neigten dazu, es an einer Einsatzflexibilität bei ihrer Steuerung fehlen zu lassen, wobei die Exzision von Gewebe ein "Alles oder Nichts"-Ereignis war. Unter gewissen Umständen kann das Schneiden von Gewebe die vorsichtige und delikate Verwendung des Schneidegeräts notwendig machen. Unter anderen Umständen wird möglicherweise ein aggressiverer Ansatz benötigt. Instrumente des Stands der Technik neigen dazu, es an dieser Einsatzflexibilität fehlen zu lassen, und somit kann der Erfolg einer Operation stärker davon abhängen, wie gut der Chirurg das Schneidegerät steuern kann, als ansonsten wünschenswert wäre.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu überwinden oder zumindest zu verringern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein chirurgisches Instrument bereitgestellt, das Folgendes beinhaltet:
eine Basis;
ein Stützelement, das sich distal von der Basis erstreckt und in einem distalen Bereich ein Fenster trägt, welches eine Öffnung definiert;
ein chirurgisches Werkzeug, das zumindest teilweise in dem distalen Bereich angeordnet und beweglich ist, um sich durch die Öffnung erstreckendes Gewebe zu schneiden;
dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit einem Schutzschild versehen ist, der zumindest teilweise in dem distalen Bereich angeordnet und mit Bezug auf das Fenster beweglich ist, um die Öffnung zumindest teilweise abzudecken.
Neben anderen Vorteilen ermöglicht die Erfindung, dass der Benutzer die Öffnung durch das Bewegen des Schutzschildes ganz oder teilweise abdeckt, wodurch zumindest ein Teil des Gewebes vom Eindringen durch die Öffnung in das Instrument abgehalten wird und verhindert wird, dass es von dem chirurgische Werkzeug geschnitten wird. Infolgedessen kann die Schneidetätigkeit des chirurgischen Werkzeugs durch angemessene Positionierung des Schutzschildes reduziert oder abgestellt werden.
Wenn das chirurgische Instrument ein Paar Öffnungen an seinem distalen Ende aufweist, ermöglicht die Erfindung zudem, dass der Benutzer eine der Öffnungen durch das Bewegen des Schutzschildes ganz oder teilweise abdeckt, wodurch zumindest ein Teil des Gewebes vom Eindringen durch die Öffnung in das Instrument abgehalten wird und verhindert wird, dass es von dem chirurgische Werkzeug geschnitten wird. Infolgedessen kann der Benutzer durch die angemessene Positionierung des Schutzschildes zwischen Fenstern, die zum Beispiel unterschiedliche Schneidekonfigurationen und unterschiedliche Drehausrichtungen aufweisen, auswählen.
Beispielsweise könnte ein Fenster für aggressiveres Schneiden konfiguriert sein als das andere. Der bevorzugte Schneidegrad kann auf diese Weise gewählt werden, indem der Schutzschild so bewegt wird, dass er die Öffnung des Fensters mit den unerwünschten Schneidecharakteristika abdeckt. Des Weiteren können sich die Fenster in unterschiedlichen Drehausrichtungen um den distalen Bereich des Stützelements befinden. Selbst wenn ihre Schneidecharakteristika identisch sind, können die Fenster somit selektiv abgedeckt und freigegeben werden, um die Schneiderichtung des Instruments zu ändern.
Bevorzugte Ausführungsformen umfassen die folgenden Merkmale:
Bei einer besonders nützlichen Ausführungsform erstreckt sich ein Betätigungselement (z. B. ein Rohr, das koaxial außerhalb des Stützelements angeordnet ist) distal von der Basis und überträgt eine Drehkraft, die an einem proximalen Ende aufgebracht wird, zum Bewegen des Schutzschildes, welcher an einem distalen Ende des Betätigungselements angebracht ist. Das proximale Ende des Betätigungselements ist unnachgiebig an einem Knopf gesichert, der drehbar an einem stationären Abschnitt der Basis montiert ist. Der Knopf kann mit Bezug auf die Basis selektiv in eine Vielzahl von diskreten Positionen gedreht werden, wodurch der Schutzschild in einer entsprechenden Vielzahl von diskreten Drehausrichtungen positioniert werden kann. Da das Betätigungselement drehbar an die Basis gekoppelt ist, können die Öffnungen selektiv abgedeckt und freigegeben werden, während das Instrument in situ innerhalb des Patienten verbleibt.
Ein Antriebselement (z. B. ein Rohr, das koaxial innerhalb des Stützelements angeordnet ist) erstreckt sich distal von der Basis und überträgt eine Drehkraft, die an einem proximalen Ende aufgebracht wird, zum Bewegen mindesten eines Abschnitts des chirurgischen Werkzeugs, eines Schneidegeräts, das an einem distalen Ende des Antriebselements angebracht ist. Wenn sich das Antriebselement dreht, bewegen sich die Kanten des Schneidegeräts in Richtung der Kanten der Fenster und dicht an ihnen vorbei. Ein hohler Durchgang in dem röhrenförmigen Antriebselement ist ausgeführt, um an seinem proximalen Ende Sog zu empfangen, und transportiert Körpermaterial, das von dem Schneidegerät geschnitten wurde, von der Chirurgiestelle weg, während das Instrument zum weiteren Schneiden in situ verbleibt.
Das Stützelement (z. B. ein Rohr) wird auf eine Art und Weise an die Basis gekoppelt, die es ermöglicht, dass es sich mit Bezug auf die Basis axial verschiebt. Während des Zusammenbaus wird das Stützrohr in das Betätigungsrohr eingesetzt, und das Betätigungsrohr wird an der Basis angebracht. Wenn das Antriebsrohr dann in das Stützrohr eingesetzt wird, drückt die äußere Oberfläche der distalen Spitze des Antriebsrohrs gegen die innere Oberfläche der distalen Spitze des Stützrohrs. Da sich das Stützrohr mit Bezug auf die Basis axial verschieben kann, zwingt dies das Stützrohr distal, bis die äußere Oberfläche der distalen Spitze des Stützrohrs gegen die innere Oberfläche der distalen Spitze des Betätigungsrohrs drückt. Nach dem Zusammenbau gibt es daher kaum einen oder keinen Zwischenraum zwischen den distalen Spitzen der verschiedenen Rohre. Dies reduziert die Menge an abgetrenntem Gewebe, Flüssigkeit und anderem Material, das ansonsten in die Ringraumbereiche, welche die drei Rohre trennen, gelangen würde.
Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Stützrohr gebogen, und ein Betätigungselement, das sich distal von der Basis erstreckt, ist zumindest in dem Biegungsbereich relativ flexibel, was es ermöglicht, dass das Betätigungselement zum Bewegen des Schutzschilds durch den Biegungsbereich Kraft überträgt. Beispielsweise können sowohl das Betätigungselement (z. B. ein Rohr, das außerhalb des Stützelements angeordnet ist) und das Antriebsrohr mit einer Reihe axial mit Abstand angeordneter Schlitze in dem Bereich der Biegung ausgespart sein. Diese Anordnung versieht das Betätigungs- und das Antriebsrohr mit der erforderlichen transversalen Flexibilität, um die Biegung unterbringen zu können, und der notwendigen Torsionssteifigkeit, um den Schutzschild bzw. das Schneidegerät zu drehen. Weil es gebogen ist, kann das Instrument verwendet werden, um an Operationsorten, die ansonsten mit einem Instrument mit geradem Schaft schwer zu erreichen wären, zu arbeiten.
Bei anderen Ausführungsformen wird eine relativ unnachgiebige Scheide zu dem gebogenen Stützelement, das zumindest in dem Biegungsbereich relativ verformbar ist, koaxial und mit Bezug auf dieses axial verschiebbar angeordnet. Durch das Vor- und Zurückverschieben der unnachgiebigen Scheide entlang dem Stützelement, um den Biegungsbereich selektiv abzudecken und freizugeben, kann ein Chirurg den Versetzungswinkel, der von dem Biegungsbereich bereitgestellt wird, ändern, während das Instrument unterdessen in situ innerhalb des Patienten verbleibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus den Ansprüchen hervor.
1 ist eine Draufsicht eines chirurgischen Instruments.
2 ist eine Seitenschnittansicht des chirurgischen Instruments entlang der Linie 2-2 aus 1.
3 ist eine Seitenansicht des chirurgischen Instruments entlang der Linie 3-3 aus 1.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht eines distalen Bereichs des chirurgischen Instruments.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines distalen Bereichs des Zwischenrohrs des chirurgischen Instruments.
6 und 7 sind eine Drauf- bzw. eine Seitenansicht des distalen Bereichs des Zwischenrohrs des chirurgischen Instruments.
8 ist eine Schnittansicht des distalen Bereichs des Zwischenrohrs des chirurgischen Instruments entlang der Linie 8-8 aus 7.
9 ist eine Endansicht des distalen Bereichs des Zwischenrohrs des chirurgischen Instruments entlang der Linie 9-9 aus 7.
10, 11 und 12 zeigen ein inneres Rohr, ein Zwischenrohr bzw. ein äußeres Rohr des chirurgischen Instruments.
13 ist eine Schnittansicht eines Sperrklinkenmechanismus des chirurgischen Instruments entlang der Linie 13-13 aus 1.
14 zeigt das chirurgische Instrument im Einsatz.
15 zeigt eine andere Ausführungsform eines chirurgischen Instruments.
16 zeigt eine andere Ausführungsform eines chirurgischen Instruments.
Wie in 1, 2 und 3 gezeigt, umfasst ein chirurgisches Instrument 10, das sich z. B. für die Durchführung eines geschlossenen arthroskopisehen chirurgischen Eingriffs am Knie mit einem chirurgischen Werkzeug 12 eignet, ein Zwischenrohr 14, in dem ein drehendes inneres Rohr 16 koaxial angeordnet ist. Das Zwischenrohr 14 ist wiederum koaxial innerhalb eines drehbaren äußeren Rohrs 18 angeordnet. Die Rohre 14, 16 und 18 erstrecken sich distal von einer Basis 20.
Auch unter Bezug auf 4 ist ein distaler Bereich des äußeren Rohrs 18 teilweise weggeschnitten, um einen Durchlass 22 zu bilden, der sich zu der Längsachse 24 des Instruments 10 erstreckt. Der verbleibende, solide Abschnitt des distalen Bereichs des äußeren Rohrs 18 beinhaltet einen Schutzschild 26. Wenn das äußere Rohr 18 relativ zu dem Zwischenrohr 14 gedreht wird, wechselt der Schutzschild 26 zwischen der Abdeckung und der Freigabe eines Einschneidefensters 28 und eines Synovatorfensters 30, die sich auf gegenüberliegenden Seiten eines Fensterzusammenbaus 31, welcher an dem distalen Ende des Zwischenrohrs 14 getragen wird, befinden.
Wie in 5-9 gezeigt, sind die Kanten 32 des Einschneidefensters 28 geschärft und gezackt, und die Kanten 34 des Synovatorfensters 30 sind geschärft und glatt. Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Fenster 35, das von den geschärften, glatten Kanten 37 eines Schneidegeräts 36, welches an dem distalen Ende des inneren Rohrs 16 getragen wird, gebildet wird, periodisch durch das Einschneidefenster 28 und das Synovatorfenster 30 freigelegt, während sich das innere Rohr 16 dreht. Auf diese Weise kann sich Gewebe, das entweder durch das Einschneidefenster 28 oder das Synovatorfenster 30 eindringt (je nach der Drehausrichtung des Schutzschildes 26) in den Innenraum des inneren Rohrs 16 erstrecken. Wenn sich das innere Rohr 16 dreht, bewegen sich die Kanten 37 des Schneidegeräts 36 in Richtung der Kanten 32, 34 der Fenster 28, 30 im Fensterzusammenbau 31 und dicht an ihnen vorbei, wobei das Gewebe, das dort hindurch vorsteht, abgetrennt wird. Das Schneidegerät 36 und der Fensterzusammenbau 31 beinhalten zusammen das chirurgische Werkzeug 12.
Das innere Rohr 16 ist aus Metall oder anderem unnachgiebigen Material, wie etwa Edelstahl, gefertigt. Wie in 10 gezeigt, stützt das distale Ende 40 des inneren Rohrs 16 das Schneidegerät 36 (das beispielsweise aus Edelstahl gefertigt und durch Schweißen oder Löten am Rohr 16 angebracht ist). Das Schneidegerät 36 ist bemessen, um eine enge Passung mit dem inneren Abschnitt des Fensterzusammenbaus 31 zum effizienten Schneiden bereitzustellen. Die von dem Fenster 35 definierte Öffnung in dem Gerät 36 ist eine Verlängerung eines zentralen Durchgangs 46 in dem inneren Rohr 16, der über die gesamte Länge des Rohrs 16 verläuft.
Der proximale Bereich 48 des inneren Rohrs 16 ist unnachgiebig an einer Antriebswelle 50 montiert, die sich innerhalb der Basis 20 dreht, wie auch in 2 gezeigt. Der zentrale Durchgang 46 endet in einer Vakuumquellenöffnung 52 in der Antriebswelle 50. Das proximale Ende 54 der Antriebswelle 50 passt in ein Handstück 110 (14), das einen Motor 112 zum Drehen der Antriebswelle 50 und des inneren Rohrs 16 mit Bezug auf sowohl das Zwischenrohr 14 als auch das äußere Rohr 18 umfasst. Ein Beispiel für ein solches Handstück ist im US-Patent Nr. 4,705,038 mit dem Titel „Surgical System for Powered Instruments", dass dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen ist, beschrieben. Die Öffnung 52 ist im Betrieb an eine Vakuumquelle 114 (14) gekoppelt, um abgetrenntes Gewebe und Spülflüssigkeit über den Durchgang 46 in einer unten ausführlich beschriebenen Weise von der Chirurgiestelle zu entfernen.
11 zeigt das Zwischenrohr 14, das ebenfalls aus einem unnachgiebigen Material wie etwa Edelstahl oder anderem Metall gefertigt ist. Der distale Bereich 56 des Zwischenrohrs 14 stützt den Fensterzusammenbau 31 (der zum Beispiel aus Edelstahl gefertigt und durch Schweißen oder Löten am Rohr 14 angebracht ist). Der innere und der äußere Durchmesser des Fensterzusammenbaus 31 gleichen im Wesentlichen dem inneren und dem äußeren Durchmesser des Rohrs 14.
Das Zwischenrohr 14 ist entlang seiner gesamten Länge hohl, um einen Durchgang 60 bereitzustellen, der das innere Rohr 16 und das Schneidegerät 36 empfängt, welches sich zu dem teilweise geschlossenen distalen Ende 62 des Fensterzusammenbaus 31 erstreckt. Die Öffnungen, die von den Fenstern 28, 30 in dem Fensterzusammenbau 31 definiert werden, sind Verlängerungen des Durchgangs 60. Der innere Durchmesser des Zwischenrohrs 14 ist nur geringfügig größer als der äußere Durchmesser des inneren Rohrs 16 (z. B. um etwa 0,002 Zoll oder 0,051 mm). Dies ermöglicht, dass sich das innere Rohr 16 frei dreht, aber hilft dabei, das Wackeln des Rohrs 16 zu minimieren, um die scharfen Schneidekanten 37 des Schneidegeräts 36 und die Kanten 32, 34 der Fenster 28, 30 eng abgestimmt zu halten.
Das proximale Ende 63 des Zwischenrohrs 16 ist unnachgiebig an einer Kopplung 64 montiert, die sich innerhalb eines Hohlraums 66 einer Nabe 68 der Basis 20 befindet, wie ebenfalls in 2 gezeigt. Der Hohlraum 66 umfasst eine sich axial erstreckende Keilnut 70, die bemessen und lokalisiert ist, um einen Keil 74 auf der Kopplung 64 zu empfangen. Obwohl sich die Kopplung 64 mit Bezug auf die Nabe 68 axial bewegen kann, verhindert der Keil 74 somit, dass sich die Kopplung 64 dreht.
Ein Hohlraum 66 in der Nabe 68 steht mit dem Durchgang 60 in Verbindung und ist zum Empfang der Antriebswelle 50 konfiguriert. Während des Zusammenbaus und nach dem Anbringen des äußeren Rohrs 18 an der Nabe 68 auf die unten beschriebene Weise wird das innere Rohr 16 durch die Nabe 68 in den Durchgang 60 des Zwischenrohrs 14 eingesetzt. Wenn die distale Spitze 78 des Schneidegeräts 36 (10) die innere Oberfläche der distalen Spitze 62 des Fensterzusammenbaus 31 kontaktiert, werden die Kopplung 64 und das Zwischenrohr 14 distal gezwungen, bis die äußere Oberfläche der distalen Spitze 62 die innere Oberfläche der teilweise geschlossenen Spitze 80 des äußeren Rohrs 18 kontaktiert. Da sich das Zwischenrohr 14 mit Bezug auf die Nabe 68 axial verschieben kann, sind der Zwischenraum zwischen den distalen Spitzen des Zwischenrohrs 14 und des äußeren Rohrs 18 sowie der Zwischenraum zwischen den distalen Spitzen des inneren Rohrs 16 und des Zwischenrohrs 14 im Wesentlichen gleich null. Dies reduziert die Menge an abgetrenntem Gewebe, Flüssigkeit und anderem Material, das ansonsten in die Ringraumbereiche, welche die Rohre 14, 16, 18 trennen, gelangen würde. Bei installiertem inneren Rohr 16 hält ein biegsames Anschlussstück 82 die Antriebswelle 50 innerhalb der Nabe 68. Das Anschlussstück 82 stellt eine flüssigkeitsfeste Dichtung bereit, wenn die Basis 20 in das Handstück 110 eingesetzt wird.
Das in 12 gezeigte äußere Rohr 18 ist auch aus einem unnachgiebigen Material wie etwa Edelstahl oder anderem Metall gefertigt. Der Durchlass 22 wird von glatten, nicht geschärften Kanten 84 des Rohrs 18 definiert. Die Kanten 84 erstrecken sich parallel zu der Achse 24 von einem Punkt, der proximal von der distalen Spitze 80 liegt, zur distalen Spitze 80. Der Durchlass 22 ist eine Verlängerung eines zentralen Durchgangs 88 in dem äußeren Rohr 18, der über die gesamte Länge des Rohrs 18 verläuft.
Ein proximaler Bereich 90 des äußeren Rohrs 18 ist unnachgiebig an einem Knopf 92 montiert, der drehbar an die Nabe 68 der Basis 20 gekoppelt wird. Wie in 11 gezeigt, erstreckt sich ein Paar Finger 94 distal von einer Basis 68, parallel zu der Achse 24, und ein erhabener Schulterbereich 96 umringt die Basis 68 unmittelbar proximal von dem Punkt, an dem die Finger 94 an der Basis 68 angebracht werden. Wenn das Zwischenrohr 14 in den Durchgang 88 des äußeren Rohrs 18 eingesetzt und der Knopf 92 und die Basis 20 zusammen gezwungen werden, greift eine Gegenschulter 98 auf der inneren Oberfläche des proximalen Endes des Knopfes 92 in die Schulter 96, wie in 2 gezeigt, wodurch verhindert wird, dass sich der Knopf 92 und die Basis 68 longitudinal trennen.
Wie in 13 gezeigt, sind die Finger 94 im Querschnitt quasi pentagonal. Bei installiertem Knopf 92 ruht der radial äußerste Punkt 100 jedes Fingers 94 in einem Gegenscheitelpunkt 102 auf der inneren Oberfläche 92. Die Scheitelpunkte 102 werden durch das Überschneiden benachbarter bogenförmiger Oberflächen 104 einer Wand 106 des Knopfes 92 gebildet. Die Finger 94 und die bogenförmigen Oberflächen 104 wirken zusammen, damit die relative Drehausrichtung zwischen dem Knopf 92 und der Nabe 68 sperrklinkenartig in diskreten Schritten von 180° verändert werden kann. Insbesondere das äußere Rohr 18, der Knopf 92 und die Finger 94 werden so ausgerichtet, dass das Einschneidefenster 28 von dem Schutzschild 26 völlig abgedeckt wird, wenn der Knopf 92 zu einem Absatz hingedreht wird, und das Synovatorfenster 30 von dem Schutzschild 26 völlig abgedeckt wird, wenn der Knopf 92 zu dem anderen Absatz hingedreht wird.
Wenn der Knopf 92 mit Bezug auf die Nabe 68 gedreht wird, bewegen sich die äußersten Punkte 100 über die bogenförmigen Oberflächen 104, wobei sie die Finger 94 anfänglich radial einwärts zwingen. Wenn sich die äußersten Punkte 100 an den jeweiligen Mittelpunkten der Oberflächen 104 vorbei bewegen, zwingt die in den verdrängten flexiblen Fingern 94 gespeicherte elastische Energie die Finger radial nach außen, bis die relative Drehausrichtung zwischen dem Knopf 92 und der Nabe 68 um 180° verändert worden ist und die Finger 98 in dem gegenüberliegenden Scheitelpunkt 102 liegen. Somit treiben die Finger 94 die äußersten Punkte 100 kraftschlüssig in jeden begegneten zugehörigen Scheitelpunkt, so dass der Chirurg eine kinästhetische Rückmeldung darüber erhält, um wie viel das äußere Rohr 18 gedreht wurde, und sie außerdem dazu beitragen, dass eine versehentliche Drehung des äußeren Rohrs 18 mit Bezug auf die Fenster 28, 30 vermieden wird. Zudem sind ein Paar diametral gegenüberliegender Auswölbungen 108 auf der äußeren Oberfläche des Knopfs 92 neben den Scheitelpunkten 102 und an der gleichen Umfangsstelle wie diese ausgerichtet. Die Auswölbungen 108 machen es somit leichter, den Knopf 92 zu fassen, und geben dem Chirurg ferner an, wann der Knopf 92 in einem ausreichenden Maße gedreht worden ist. Die Finger 94 und der Knopf 92 beinhalten zusammen einen Sperrklinkenzusammenbau.
Auch unter Bezugnahme auf 14 wird das chirurgische Instrument 10 bei Betrieb in das distale Ende eines Handstücks 110 eingesetzt. Das äußere Rohr 18 wird dann, wie gezeigt, unterhalb der Kniescheibe durch eine Punktionswunde 120 in das Kniegelenk 122 eingeführt. Über eine zweite Punktion 124 wird unter Verwendung einer faseroptischen Lichtquelle 126 Licht in das Gelenk projiziert und ein visuelles Bild der Chirurgiestelle über einen getrennten Lichtpfad zu einer Fernsehkamera 128 zurück geführt. Das Bild wird von der Kamera 128 zur Betrachtung durch den Chirurgen zu einem Fernsehbildschirm 130 geleitet. (Alternativ kann der Chirurg das Bild unter Verwendung eines Okulars betrachten, oder das Bild kann aufgezeichnet werden.)
Der Chirurg betreibt das chirurgische Werkzeug 12 durch Aktivierung des Motors 112, der von der Stromversorgung 116 Betriebspotenzial und -strom empfängt. Der Motor 112 greift in die Antriebswelle 50 ein und dreht sie, wodurch Drehkraft auf das innere Rohr 16 aufgebracht und das Rohr 16 mit Bezug auf die Rohre 14, 18 gedreht wird. Der Chirurg steuert die Drehgeschwindigkeit und -richtung (entweder unidirektional oder oszillatorisch) unter Verwendung von Fußschaltern 116a, 116b, welche die Stärke und die Polarität des dem Motor 112 von der Stromversorgung 116 bereitgestellten Betriebspotenzials und -stroms steuern. Der Motor 112 kann das innere Rohr 16 über einen breiten Geschwindigkeitsbereich hinweg drehen, z. B. zwischen etwa 100 U/min und 5000 U/min, und er kann ein Drehmoment von bis zu 0,177 Nm (25 Unzen per Zoll) abgeben.
Unterschiedliche Arten von chirurgischen Instrumenten, wie etwa Instrument 10, weisen Dreh- und Torsionsgrenzen auf. Damit der Chirurg das Instrument 10 nicht versehentlich mit gefährlich hohen Geschwindigkeiten und Drehmomenten betreiben kann, gibt das Instrument 10 Sensoren (nicht gezeigt) im Handstück 110 an, um welche Art von Instrument es sich handelt, und die Geschwindigkeit des Motors 112 und die von ihm aufgebrachte Torsion werden so gesteuert, dass diese Grenzen nicht überschritten werden. (Diese Steuertechnik ist im oben erwähnten US-Patent Nr. 4,705,038 beschrieben).
Während des chirurgischen Eingriffs wird das Körpergelenk mit Flüssigkeit aufgeweitet, die durch eine dritte Punktionswunde 132 von einer Flüssigkeitsquelle 134 eingeführt wird. Die Flüssigkeit spült die Stelle und macht das Gewebe 136 (bei dem es sich z. B. um Synovialgewebe handelt) beweglich, so dass es schwimmt und verdrängt werden kann (ähnlich der Bewegung von Seetang in Wasser).
Der Chirurg schneidet nach und nach Synovialgewebe 136 ab, indem er das chirurgische Instrument 10 unter Verwendung des Handstücks 110 von einer Seite zur anderen und in der axialen Richtung bewegt (während er auf den Fernsehbildschirm 130 blickt). Wenn beispielsweise das Einschneidefenster 28 dem Gelenkgewebe gegenüber freigelegt wird (das heißt, wenn das Synovatorfenster 30 von dem Schutzschild 26 völlig abgedeckt wird), schneidet das Instrument 10 das Gewebe aufgrund der Konfiguration der gezackten Kanten 32 aggressiv. Wenn der Chirurg während des Eingriffs stattdessen wünscht, das Gewebe weniger aggressiv zu schneiden, ermöglicht ihm die vorliegende Erfindung, dies einfach durch das Festhalten des Knopfes 92 und das Drehen des Handstücks 110 (und somit der Nabe 68) bis zur völligen Abdeckung des Einschneidefensters 28 durch den Schutzschild 26 vorzunehmen. Dies legt das weniger aggressive, glattkantige Synovatorfenster 30 frei. Der Sperrklinkenmechanismus stellt dem Chirurgen kinästhetische Rückmeldung bereit und deutet an, wenn das Handstück 110 um die erforderlichen 180° gedreht worden ist. (Alternativ dazu kann das Handstück 110 festgehalten und der Knopf 92 gedreht werden. Da sich das Einschneidefenster 28 auf der dem Synovatorfenster 30 gegenüberliegenden Seite des Fensterzusammenbaus 31 befindet, würde der Chirurg dann das Instrument 10 um 180° um die Achse 24 drehen, um das Schneiden desselben Gewebes wie zuvor wieder aufzunehmen.)
Der Chirurg kann die Drehausrichtung des Schutzschildes 26 mit Bezug auf die Fenster 28, 30 jederzeit ändern. Das innere Rohr 16 kann zum Beispiel von dem Motor 112 angetrieben werden oder stationär bleiben, während der Chirurg den Schutzschild 26 dreht. Der Chirurg kann das aggressivere Gewebeschneiden jederzeit wieder aufnehmen, indem er einfach den Knopf 92 oder das Handstück 110 in eine der Richtungen dreht.
Die von dem chirurgischen Werkzeug 12 geschnittenen Gewebefragmente und anderen Körpermaterialien werden zusammen mit der Spülflüssigkeit über den zentralen Durchgang 46 des inneren Rohrs 16 (2, 10) als Reaktion auf einen von der Vakuumquelle 114 aufgebrachten Sog von der Chirurgiestelle abgezogen.
Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Bereichs der folgenden Ansprüche.
Obwohl das chirurgische Instrument 10 zwischen seinem proximalen und distalen Ende gerade ist, könnte ein chirurgisches Instrument 210, das die hier offenbarten Lehren verkörpert, stattdessen zum Beispiel einen Biegungsbereich 212 umfassen, wie in 15 gezeigt. Der Biegungsbereich 212, der geringfügig proximal von dem distalen Ende 214 des äußeren Rohrs 216 angeordnet ist, versetzt das chirurgische Werkzeug 218 in einem Winkel von einer im Allgemeinen geraden Achse 220 des chirurgischen Instruments 210. Der Biegungsbereich 212 ermöglicht dem chirurgischen Instrument 210 die Arbeit an Chirurgieorten, die mit einem Instrument mit geradem Schaft nur schwer zu erreichen sind.
Um einen Schutzschild 222 in einem distalen Bereich des äußeren Rohrs 216 zu drehen, um ein Einschneidefenster 224 und ein Synovatorfenster (nicht gezeigt), welche sich auf gegenüberliegenden Seiten eines an dem distalen Ende eines gebogenen, unnachgiebigen Zwischenrohrs 226 getragenen Zusammenbaus befinden, selektiv abzudecken und freizugeben, ist das äußere Rohr 216 zumindest im Biegungsbereich 212 flexibel. Das innere Rohr (nicht gezeigt) ist gleichermaßen zumindest in dem Biegungsbereich 212 flexibel, was es ermöglicht, zum Betrieb des chirurgischen Werkzeugs 218 Drehmoment durch den Biegungsbereich 212 zu übertragen. Alternativ dazu können das Zwischenrohr und das innere Rohr flexibel sein, und das äußere Rohr kann unnachgiebig sein. Bei dieser letzteren Ausführungsform wird das Zwischenrohr 226 gedreht, um das Einschneide- und das Synovatorfenster selektiv abzudecken und freizugeben, und das äußere Rohr 216 (und somit auch der Schutzschild 222) verbleibt stationär. Ähnliche flexible Rohrzusammenbauten sind in der Parallelanmeldung Eingangsnr. 08/200,662, eingereicht am 23. Feb. 1994, welche eine Teilfortführung der Anmeldung Eingangsnr. 08/011,364, eingereicht am 29. Jan. 1993 ist, welche beide dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen wurden, offenbart.
Verschiedene Rohrkonfigurationen weisen die erforderliche Flexibilität vor, zumindest in dem Biegungsbereich, um in dem chirurgischen Instrument 210 gebraucht zu werden. Beispielsweise kann ein Bereich eines ansonsten unnachgiebigen Rohrs oder ansonsten unnachgiebiger Rohre mit einer Reihe axial mit Abstand angeordneter, sich im Umfang erstreckender Schlitze 228 (nur die Schlitze 228 in dem äußeren Rohr 216 sind in 15 gezeigt) ausgespart sein. Das Schlitzen eines drehbaren Rohrs für Flexibilität und Drehmomentübertragung wird in US-Patent Nr. 5,152,744, das dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, beschrieben. Um Gewebefragmente oder andere Körpermaterialien davon abzuhalten, sich an den Schlitzen in dem inneren Rohr zu verfangen oder durch diese zu gelangen, können die Schlitze mit einem biegsamen Material wie etwa RTV-Silikon oder einer wärmeschrumpffähigen Polymerscheide (nicht gezeigt) abgedeckt werden.
Der flexible Bereich oder die flexiblen Bereiche können stattdessen eine Reihe diskreter, miteinander in Eingriff stehender Segmente beinhalten, wie in der Parallelanmeldung Eingangsnr. 08/228,083, eingereicht am 15. Apr. 1994, die dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, offenbart. Alternativ können die Rohre zumindest in dem Biegungsbereich ein flexibles Material oder elastisches Polymerisationsprodukt, wie etwa Gummi, Kunststoff oder ein anders Polymer, beinhalten.
Das Zwischenrohr 226 beinhaltet ein Material (z. B. Edelstahl oder anderes Metall, Keramik oder Kunststoff), das ausreichend unnachgiebig ist, um die Gestalt und Ausrichtung des Biegungsbereich 212 während der normalen chirurgischen Verwendung des Instruments 210 zu wahren. Obwohl der Biegungsbereich 212 während der Herstellung häufig vorgeformt wird (z. B. durch das Ausformen des Zwischenrohrs 226 in der gewünschten Gestalt oder durch sein Biegen um einen Dorn), kann, wenn das Zwischenrohr 226 zumindest in dem Biegungsbereich ein plastisch verformbares Material beinhaltet, der Biegungsbereich 212 alternativ oder zusätzlich dazu von dem Chirurgen während des Eingriffs oder davor vorgestaltet oder neu gestaltet werden, um den Konturen und Charakteristika der Chirurgiestelle am Besten zu entsprechen.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das chirurgische Instrument 310, wird in 16 gezeigt. Ein Biegungsbereich 312 in dem chirurgischen Instrument 310 wird von einem gekrümmten Zwischenrohr 314 bereitgestellt, und ein inneres Rohr 316 und ein äußeres Rohr 318 des Instruments sind zumindest in dem Biegungsbereich 312 flexibel. (Alternativ dazu könnte, ähnlich wie bei der alternativen Ausführungsform, die oben im Zusammenhang mit 15 beschrieben ist, das äußere Rohr 318 gekrümmt sein, und das Zwischenrohr 314 könnte zumindest in dem Biegungsbereich 312 flexibel sein.) Ein Fensterzusammenbau 320, der an dem distalen Ende des Zwischenrohrs 314 getragen wird, weist ein Einschneide- und ein Synovatorfenster 322, 324 auf, die gegenüberliegend angeordnet sind und in denen sich ein Schneidegerät (nicht gezeigt), das an dem distalen Ende des inneren Rohrs 316 angeordnet ist, dreht. Ein Schutzschild 326, der an dem distalen Ende des äußeren Rohrs 318 getragen wird, kann gedreht werden, um selektiv eines der Fenster 322, 324 abzudecken.
Ähnlich wie bei dem in US-Patent Nr. 5,282,821 offenbarten Instrument ist das Zwischenrohr 314 des chirurgischen Instruments 310 spannkräftig, und eine gerade, unnachgiebige Scheide 328 ist außerhalb des äußeren Rohrs 318 koaxial angeordnet. Die Scheide 328 lässt sich mit Bezug auf das äußere Rohr 318 axial verschieben, und in ihrer Ruheposition (in 16 gezeigt) endet das distale Ende der Scheide 328 an einem Punkt knapp proximal vor dem Biegungsbereich 312. Das distale Verschieben der Scheide 328 (d. h. in der Richtung, die von dem Pfeil 330 angedeutet wird) über den Biegungsbereich 312 bewirkt, dass das Zwischenrohr 314 begradigt wird, wobei der Versetzungswinkel, der von dem Biegungsbereich 312 bereitgestellt wird, abnimmt. Das proximale Verschieben der Scheide 328 zurück in ihre Ruheposition ermöglicht es, dass der Biegungsbereich 312 seine vorgeformte Krümmung wiedererlangt. Auf diese Weise kann der Versetzungswinkel des distalen Bereichs 332 des Instruments 310 mit Bezug auf den proximalen Bereich 334 des Instruments selektiv geändert werden, während das Instrument in situ innerhalb des Patienten verbleibt.
Andere Arten von chirurgischen Werkzeugen wie etwa Abschleifer können mit beliebigen chirurgische Instrumenten 10, 210, 310 gebraucht werden. Des Weiteren kann das chirurgische Werkzeug abnehmbar mit dem distalen Ende des inneren Rohrs verbunden werden, was es ermöglicht, nur das chirurgische Werkzeug auszuwechseln, sollte es abgenutzt oder beschädigt werden, wie in US-Patent Nr. 5,320,635 offenbart, das dem Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Das chirurgische Werkzeug und das innere Rohr müssen zudem nicht dasselbe Material beinhalten. Das chirurgische Werkzeug wird häufig eher ein hartes Material beinhalten, das sich gut zum Schneiden eignet, wohingegen das innere Rohr stattdessen ein nachgiebigeres Material (zumindest in dem Biegungsbereich) beinhalten kann, um Drehmoment durch den Biegungsbereich zu übertragen.
Zusätzlich dazu müssen das innere Element, das Zwischenelement und das äußere Element keine Rohre sein, sondern sie könnten stattdessen auch solide Elemente oder Kabel sein. Zudem kann das proximale Ende des äußeren Elements an eine Quelle von Drehleistung gekoppelt sein, wie etwa an einen Motor (nicht gezeigt), was es ermöglicht, den Schutzschild entweder unter Leistung zu drehen oder manuell zu betätigen. Des Weiteren kann das Zwischenrohr des Instruments mit mehr oder weniger Fenstern versehen werden, und die Fensterkonfigurationen können auf unterschiedliche Schneideanwendungen zugeschnitten werden. Beispielsweise kann es bei einigen Anwendungen nützlich sein, ein einzelnes großes Fenster bereitzustellen und die Größe der Fensteröffnung zu variieren, indem sie mit dem Schutzschild teilweise abgedeckt wird. Bei einer solchen Anwendung kann es wünschenswert sein, den Sperrklinkenmechanismus zu entfernen, damit sich der Knopf 92 mit Bezug auf die Nabe 68 reibungslos drehen kann, oder den Sperrklinkenmechanismus abzuwandeln, damit er sich in kleineren Inkrementschritten dreht.
Zusätzlich dazu muss der Schutzschild nicht an einem Element angebracht sein, das sich von der Basis erstreckt. Eher kann der Schutzschild eine Kappe sein, die an dem distalen Ende des Zwischenrohrs montiert ist. Bei einer solchen Konstruktion müsste das Instrument aus dem Gelenkraum entnommen werden, um ein anderes Fenster zum Schneiden auszuwählen. Außerdem müsste sich der Schutzschild nicht drehen, sondern könnte stattdessen so konfiguriert sein, dass er sich entlang dem Zwischenrohr verschiebt, um eines der Fenster oder beide selektiv abzudecken und freizugeben. Das innere Element könnte gleichermaßen axial umgesetzt werden, um das chirurgische Werkzeug an der distalen Spitze zu betreiben.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf chirurgische Instrumente für die Arthroskopie beschrieben wurde, kann die Erfindung auch mit anderen Arten von Instrumenten verwendet werden, beispielsweise Instrumenten, die für andere Arten von endoskopischen Eingriffen und für Biopsieanwendungen konfiguriert sind.

Claims

Ein chirurgisches Instrument (10, 210, 310), das Folgendes beinhaltet: eine Basis (20); ein Stützelement (14), das sich distal von der Basis erstreckt und in einem distalen Bereich ein Fenster (28) trägt, welches eine Öffnung definiert; ein chirurgisches Werkzeug (12), das zumindest teilweise in dem distalen Bereich angeordnet und beweglich ist, um sich durch die Öffnung erstreckendes Gewebe zu schneiden; dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit einem Schutzschild (26, 222) versehen ist, der zumindest teilweise in dem distalen Bereich angeordnet und mit Bezug auf das Fenster beweglich ist, um die Öffnung zumindest teilweise abzudecken.
Instrument gemäß Anspruch 1, das ferner ein zweites Fenster beinhaltet, welches eine zweite Öffnung definiert, die in dem distalen Bereich des Stützelements getragen wird.
Instrument gemäß Anspruch 2, wobei der Schutzschild beweglich ist, um selektiv entweder die Öffnung oder die zweite Öffnung abzudecken.
Instrument gemäß Anspruch 1, das ferner ein Betätigungselement beinhaltet, welches sich distal von der Basis erstreckt, um eine an einem proximalen Ende des Betätigungselements aufgebrachte Kraft zum Bewegen des Schutzschildes zu übertragen.
Instrument gemäß Anspruch 4, wobei der Schutzschild an einem distalen Ende des Betätigungselements angebracht ist.
Instrument gemäß Anspruch 4, wobei das Betätigungselement ein Rohr beinhaltet.
Instrument gemäß Anspruch 4, wobei das proximale Ende des Betätigungselements unnachgiebig an einem Knopf (92) gesichert ist, der drehbar an einem stationären Abschnitt der Basis montiert ist.
Instrument gemäß Anspruch 7, wobei der Knopf an dem stationären Abschnitt so montiert ist, dass der Knopf mit Bezug auf den stationären Abschnitt selektiv in eine Vielzahl von diskreten Positionen gedreht werden kann, um dadurch zu ermöglichen, dass der Schutzschild selektiv in eine entsprechende Vielzahl diskreter Drehausrichtungen positioniert werden kann.
Instrument gemäß Anspruch 1, wobei das Stützelement mit Bezug auf die Basis axial verschiebbar ist.
Instrument gemäß Anspruch 1, wobei das Stützelement ein Rohr beinhaltet.
Instrument gemäß Anspruch 1, wobei das Fenster in einem Zusammenbau, der an einem distalen Ende des Stützelements angebracht ist, definiert ist.
Instrument gemäß Anspruch 1, das ferner ein Antriebselement beinhaltet, welches sich distal von der Basis erstreckt, um eine an einem proximalen Ende des Antriebselements aufgebrachte Kraft zum Bewegen zumindest eines Abschnitts des chirurgischen Werkzeugs zu übertragen.
Instrument gemäß Anspruch 12, wobei das chirurgische Werkzeug ein Schneidegerät beinhaltet, das an einem distalen Ende des Antriebselements angebracht ist.
Instrument gemäß Anspruch 13, wobei sich Kanten des Schneidegeräts als Reaktion auf die von dem Antriebselement übertragene Kraft in Richtung auf Kanten des Fensters und dicht an ihnen vorbei bewegen.
Instrument gemäß Anspruch 14, wobei sich das Schneidegerät als Reaktion auf eine von dem Antriebselement übertragene Drehkraft mit Bezug auf das Fenster dreht.
Instrument gemäß Anspruch 12, wobei das Antriebselement ein Rohr beinhaltet.
Instrument gemäß Anspruch 15, wobei das Antriebselement hohl ist und ausgeführt ist, um an seinem proximalen Ende Sog zu empfangen und um Körpermaterial, das von dem Schneidegerät geschnitten worden ist, von einer Chirurgiestelle weg zu transportieren, während das Instrument zum weiteren Schneiden in situ verbleibt.
Instrument gemäß Anspruch 1, das ferner einen Biegungsbereich (212, 312) in dem Stützelement beinhaltet.
Instrument gemäß Anspruch 18, das ferner ein Betätigungselement beinhaltet, welches sich distal von der Basis erstreckt, um eine an einem proximalen Ende des Betätigungselements aufgebrachte Kraft zum Bewegen des Schutzschildes durch den Biegungsbereich zu übertragen, wobei das Betätigungselement zumindest in dem Biegungsbereich relativ flexibel ist.
Instrument gemäß Anspruch 19, wobei das Betätigungselement ein Rohr ist, das außerhalb des Stützelements angeordnet ist, und wobei das Rohr mit einer Reihe axial mit Abstand angeordneter Schlitze in der Gegend des Biegungsbereichs ausgespart ist, um das Rohr relativ flexibel zu machen.
Instrument gemäß Anspruch 18, wobei das Stützelement zumindest in dem Biegungsbereich relativ verformbar ist.
Instrument gemäß Anspruch 21, das ferner eine unnachgiebige Scheide beinhaltet, die mit Bezug auf das Stützelement koaxial angeordnet und axial verschiebbar ist.
Chirurgisches Instrument gemäß Anspruch 1, das ferner Folgendes beinhaltet: das Stützelement, das in dem distalen Bereich ein erstes Fenster und ein zweites Fenster trägt, die eine jeweilige erste und zweite Öffnung definieren; und der Schutzschild mit Bezug auf die Fenster beweglich ist, um selektiv eine der Öffnungen abzudecken.
Instrument gemäß Anspruch 23, wobei der Schutzschild beweglich ist, um zumindest teilweise eine der Öffnungen abzudecken.
Instrument gemäß Anspruch 23, wobei das erste Fenster für aggressiveres Schneiden konfiguriert ist als das zweite Fenster.