DE102012206581A1 - Medical wedging and spreading device e.g. tissue clamp for clamping and spreading tissue of patient during surgical intervention, has actuator that is used for actuation of wedging and spreading device casing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine medizinische Klemm- und/oder Spreizvorrichtung sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen.The invention relates to a medical clamping and / or spreading device and a method for controlling such.
Bei manchen chirurgischen Eingriffen, wie z. B. der Behandlung von Aneurysmen, muss ein Blutgefäß für kurze Zeit abgeklemmt werden. Dies geschieht mittels sogenannter Gefäßklemmen. Eine Gefäßklemme verfolgt den Zweck, über eine längere Zeit den Blutfluss in einem Gefäß auf eine gewünschte Weise zu mindern oder gänzlich zu unterbinden und dabei einen möglichst geringen Schaden am Gefäß zu verursachen.In some surgical procedures, such. As the treatment of aneurysms, a blood vessel must be disconnected for a short time. This is done by means of so-called vascular clamps. A vascular clamp has the purpose of reducing the blood flow in a vessel in a desired manner over a longer period of time or to completely suppress it, thereby causing as little damage to the vessel as possible.
Gefäßklemmen existieren in vielen mechanischen Ausführungen, die eine Schädigung des Gefäßes verhindern oder minimieren sollen. Das Abklemmen erfolgt üblicherweise manuell durch den Chirurgen. Die Überwachung, ob die Klemmung dicht ist, wird direkt durch den Chirurgen oder einen Assistenten durchgeführt.Vascular clamps exist in many mechanical designs designed to prevent or minimize damage to the vessel. The clamping is usually done manually by the surgeon. Monitoring whether the clamp is tight is done directly by the surgeon or an assistant.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Gefäßklemmen bekannt, die endoskopisch in den Körper eines Patienten eingesetzt werden können. Eine solche ist beispielsweise in der Druckschrift
Die Betätigung der Gefäßklemme, um das Gefäß abzuklemmen, erfolgt mechanisch durch den Chirurgen. Nachteilig ist, dass eine Überwachung der Dichtigkeit der Klemmung manuell durchgeführt werden muss und mit einem relativ großen Aufwand verbunden ist. Auch kann diese Überwachung häufig nicht mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden. Eine Anpassung der Klemmkraft mit einer schnellen Reaktionszeit ist ebenfalls nur sehr begrenzt möglich.Operation of the vascular clamp to disconnect the vessel is done mechanically by the surgeon. The disadvantage is that a monitoring of the tightness of the clamping must be performed manually and is associated with a relatively large effort. Also, this monitoring can often not be performed with the required accuracy. An adaptation of the clamping force with a fast response time is also very limited possible.
Gefäßklemmen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind häufig zu groß, um endoskopisch verwendet werden zu können. Es muss eine Verbindung nach außen bestehen, um die Klemmwirkung zu ändern. Dies setzt einen erheblichen Aufwand voraus. Einfache Schlaufen oder Klemmen erlauben nur eine sehr ungenaue Einstellung der Klemmkraft und meist keine nachträgliche Anpassung. Einmal in Körper des Patienten platzierte und danach von den Instrumenten getrennte Klemmen können nicht mehr nachjustiert werden. Ohne eine kontinuierliche Überwachung der Klemmfunktion kann nicht unmittelbar auf Fehlfunktionen (beispielsweise einer Verletzung des Gefäßes) reagiert werden. Eine kurzfristige Aufhebung der Klemmung ist somit nicht möglich. Dies kann mit erheblichen Risiken verbunden sein.Vascular clamps known in the art are often too large to be used endoscopically. There must be a connection to the outside to change the clamping action. This requires a considerable effort. Simple loops or clamps allow only a very inaccurate adjustment of the clamping force and usually no subsequent adjustment. Once placed in the body of the patient and then separated from the instruments terminals can not be readjusted. Without continuous monitoring of the clamping function, it is not possible to react directly to malfunctions (for example, an injury to the vessel). A short-term lifting of the clamping is therefore not possible. This can be associated with considerable risks.
Die genannten Nachteile gelten nicht nur bei einer Klemmvorrichtung, wie einer Gefäßklemme, sondern auch bei einer Spreizvorrichtung, die während eines chirurgischen Eingriffs dazu verwendet wird, Gewebe eines Patienten, beispielsweise eine Öffnung, zu spreizen.The disadvantages mentioned apply not only to a clamping device, such as a vascular clamp, but also to a spreading device which is used during a surgical procedure to spread tissue of a patient, for example an opening.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemm- und/oder Spreizvorrichtung bereitzustellen, die eine einfache Handhabung ermöglicht, und deren Klemmwirkung oder Spreizwirkung insbesondere auf einfache Weise überwacht werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zum Steuern einer durch einen Aktor betätigten Klemm- und/oder Spreizvorrichtung bereitzustellen.The object of the invention is to provide a clamping and / or spreading device, which allows easy handling, and the clamping effect or spreading effect can be monitored in particular in a simple manner. The object of the invention is also to provide a method for controlling a actuated by an actuator clamping and / or spreading.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8.The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 8.
Die erfindungsgemäße medizinische Klemm- und/oder Spreizvorrichtung dient dem Klemmen und/oder Spreizen von Gewebe eines Patienten während eines chirurgischen Eingriffs. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Aktor zum Betätigen der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung aufweist, der in und/oder an der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung ausgebildet ist.The medical clamping and / or spreading device according to the invention serves for clamping and / or spreading tissue of a patient during a surgical procedure. It is characterized in that it comprises an actuator for actuating the clamping and / or spreading device, which is formed in and / or on the clamping and / or spreading device.
Eine Klemm- und/oder Spreizvorrichtung mit einem integrierten Aktor bietet zahlreiche Möglichkeiten, um sehr flexibel und schnell auf unterschiedliche Operationsszenarien zu reagieren. Zunächst ist es nicht mehr notwendig, die für die Klemmung oder Spreizung des Gewebes erforderliche Kraft durch den Chirurgen oder einen Assistenten aufzubringen, da diese Aufgabe durch den Aktor wahrgenommen wird. Der Aktor kann weiterhin sehr flexibel angesteuert werden und kann beispielsweise schnell auf Änderungswünsche, die die Änderung der erforderlichen Klemm- oder Spreizkraft betreffen, reagieren. Diese können beispielsweise dem Aktor über eine Steuer- oder Regelvorrichtung zugeführt werden, die im Folgenden näher erläutert wird. Eine derartige flexible und vor allem schnelle Reaktion auf sich ändernde Anforderungen ist bei einer manuellen Betätigung der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung durch einen Chirurgen oder Assistenten nicht gegeben. Durch diese Flexibilität kann die erfindungsgemäße Klemm- und/oder Spreizvorrichtung weiterhin das Abklemmen oder Spreizen des Gewebes in schonenderer Weise vornehmen, da die Klemmkraft, mit der das Gewebe beaufschlagt wird, jederzeit genau kontrolliert werden kann. Dies ist bei einem manuellen Aufbringen der Klemm- oder Spreizkraft ebenfalls nicht immer möglich.A clamping and / or spreading device with an integrated actuator offers numerous possibilities to respond very flexibly and quickly to different operating scenarios. First of all, it is no longer necessary to apply the force required by the surgeon or an assistant for the clamping or spreading of the tissue, since this task is performed by the actuator. The actuator can still be controlled very flexible and, for example, respond quickly to change requests that affect the change in the required clamping or spreading force. These can for example be supplied to the actuator via a control or regulating device, which will be explained in more detail below. Such a flexible and above all rapid response to changing requirements is not given in a manual operation of the clamping and / or spreading by a surgeon or assistant. By virtue of this flexibility, the clamping and / or spreading device according to the invention can furthermore make the clamping or spreading of the tissue in a gentler manner, since the clamping force with which the tissue is acted upon can be precisely controlled at any time. This is also not always possible with a manual application of the clamping or spreading force.
Die erfindungsgemäße Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann beispielsweise vollständig, insbesondere endoskopisch, in den Körper eines Patienten einführbar sein. Alternativ ist es möglich, die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung lediglich teilweise endoskopisch in den Körper eines Patienten einzuführen. Beispielsweise kann hierbei das distale Funktionselement der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung, das die Klemm- und/oder Spreizeinheit aufweist, in den Körper des Patienten eingeführt werden. Die Klemm- und/oder Spreizeinheit kann über ein Betätigungselement, beispielswiese eine Koppelstange, mit einem Antrieb verbunden sein, der sich außerhalb des Körpers des Patienten befindet. Die Einheit aus dem distalen Funktionselement, nämlich der Klemm- und/oder Spreizeinheit, dem Betätigungselement und dem Antrieb außerhalb des Körpers des Patienten wird erfindungsgemäß auch als Klemm- und/oder Spreizvorrichtung verstanden, so dass auch in dieser Ausführungsform der Antrieb oder Aktor in und/oder an der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung ausgebildet ist. The clamping and / or spreading device according to the invention, for example, completely, in particular endoscopically, be inserted into the body of a patient. Alternatively, it is possible to insert the clamping and / or spreading device only partially endoscopically into the body of a patient. For example, in this case, the distal functional element of the clamping and / or spreading device, which has the clamping and / or spreading unit, are introduced into the body of the patient. The clamping and / or spreading unit can be connected via an actuating element, for example a coupling rod, to a drive which is located outside the patient's body. The unit of the distal functional element, namely the clamping and / or spreading unit, the actuator and the drive outside the body of the patient is also understood according to the invention as a clamping and / or spreading, so that in this embodiment, the drive or actuator in and / or is formed on the clamping and / or spreading device.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine endoskopisch in den Körper eines Patienten einführbare Gefäßklemme.In a preferred embodiment, the device according to the invention is an endoscopically insertable into the body of a patient vascular clamp.
Eine endoskopisch in den Körper eines Patienten einführbare Gefäßklemme umfasst eine Klemmeinheit zum Abklemmen des Gefäßes. Bei dem Gefäß kann es sich beispielsweise um ein Blutgefäß handeln, das während einer Operation abgeklemmt werden muss. Unter einem Abklemmen wird ein vollständiges oder teilweises Abklemmen verstanden, so dass ggf. noch ein teilweiser Durchfluss durch das Gefäß möglich ist. Die Klemmeinheit kann z. B. mehrere Klemmelemente, beispielsweise mindestens zwei Klemmbacken, aufweisen, durch die das Gefäß abgeklemmt werden kann.An endoscopically insertable into the body of a patient vascular clamp comprises a clamping unit for clamping the vessel. The vessel may be, for example, a blood vessel that needs to be disconnected during surgery. Clamping is understood as meaning complete or partial disconnection, so that a partial flow through the vessel may still be possible. The clamping unit can, for. B. several clamping elements, for example, at least two jaws have, through which the vessel can be clamped.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Aktor zum Betätigen der Klemmeinheit. Der Aktor ist in oder an der Gefäßklemme selbst ausgebildet, wobei die Gefäßklemme inklusive des Aktors vollständig in den Körper eines Patienten einführbar ist. Durch den Aktor können beispielsweise die mindestens zwei Klemmbacken der Klemmeinheit betätigt werden.The device according to the invention is characterized by an actuator for actuating the clamping unit. The actuator is formed in or on the vascular clamp itself, wherein the vascular clamp including the actuator is completely insertable into the body of a patient. By way of example, the at least two clamping jaws of the clamping unit can be actuated by the actuator.
Es ist bevorzugt, dass die Gefäßklemme inklusive der Klemmeinheit und dem Aktor derartige Abmessungen aufweist, dass sie vollständig in den Körper des Patienten eingeführt und zumindest für die Zeit der Operation dort verbleiben kann. Während dieser Zeit muss keine mechanische Verbindung zwischen der Gefäßklemme und anderen Vorrichtungen außerhalb des Körpers des Patienten bestehen.It is preferred that the vascular clamp including the clamping unit and the actuator have dimensions such that they can be completely inserted into the body of the patient and remain there at least for the time of the operation. During this time there need be no mechanical connection between the hemostat and other devices outside the patient's body.
Es ist bevorzugt, dass die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung einen Klemm- und/oder Spreizkraftsensor aufweist, wobei der Sensor in oder an der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung ausgebildet und insbesondere vollständig in den Körper eines Patienten einführbar ist. Der Klemm- und/ oder Spreizkraftsensor dient zur Messung der auf das Gefäß wirkenden Klemm- oder Spreizkraft. Bei diesem Sensor kann es sich beispielsweise um einen aus dem Stand der Technik bekannten Kraftsensor handeln. Sofern die Klemmeinheit mehrere Klemmelemente umfasst, kann jedes von ihnen einen Sensor aufweisen, so dass insgesamt mehrere Sensoren, mindestens zwei Sensoren, verwendet werden können.It is preferred that the clamping and / or spreading device comprises a clamping and / or expanding force sensor, wherein the sensor is formed in or on the clamping and / or spreading device and in particular completely inserted into the body of a patient. The clamping and / or expanding force sensor is used to measure the force acting on the vessel clamping or spreading force. This sensor may, for example, be a force sensor known from the prior art. If the clamping unit comprises a plurality of clamping elements, each of them can have a sensor, so that a total of several sensors, at least two sensors, can be used.
Die erfindungsgemäße Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann ferner einen Regler zum Regeln der auf das Gefäß wirkenden Klemmkraft oder Spreizkraft aufweisen. Dies erfolgt unter Berücksichtigung einer durch einen internen und/ oder externen Sensor gemessenen Klemm- oder Spreizkraft, die dem Regler zugeführt wird. Weiterhin kann optional die Regelung gemäß einer vorgegebenen Regelungsvorschrift erfolgen, die dem Regler zugeführt wird. Auch der Regler ist in oder an der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung ausgebildet und vollständig in den Körper eines Patienten einführbar.The clamping and / or spreading device according to the invention may further comprise a controller for regulating the force acting on the vessel clamping force or spreading force. This takes place taking into account a clamping or spreading force measured by an internal and / or external sensor, which is supplied to the controller. Furthermore, optionally, the control can be carried out in accordance with a predetermined regulation, which is supplied to the controller. Also, the controller is formed in or on the clamping and / or spreading and completely inserted into the body of a patient.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung eine Empfangsvorrichtung, insbesondere eine Empfangsspule, zum Empfangen induktiv übertragener Energie von einer extrakorporalen Energiequelle. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Energie über eine induktive Kopplung von einer externen Energiequelle an eine implantierte Vorrichtung zu übertragen. Hierzu ist eine extrakorporale Sendespule vorgesehen, die mit der Energiequelle verbunden ist und ein sich veränderndes Magnetfeld erzeugt. Die Empfangsspule, die in Körper des Patienten im Bereich dieses Magnetfeldes angeordnet ist, erzeugt aufgrund der induktiven Kopplung eine induzierte Spannung, die der implantierten Vorrichtung, in diesem Fall der im Körper des Patienten befindlichen Klemm- und/oder Spreizvorrichtung, zugeführt wird.In a preferred embodiment, the clamping and / or spreading device comprises a receiving device, in particular a receiving coil, for receiving inductively transmitted energy from an extracorporeal energy source. It is known in the art to transfer energy via an inductive coupling from an external power source to an implanted device. For this purpose, an extracorporeal transmission coil is provided, which is connected to the energy source and generates a changing magnetic field. The receiving coil, which is arranged in the patient's body in the region of this magnetic field, generates an induced voltage due to the inductive coupling, which is supplied to the implanted device, in this case the clamping and / or spreading device located in the patient's body.
Zusätzlich zu der externen Energieversorgung kann die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung eine interne Energiequelle, z. B. eine wiederaufladbare Batterie, aufweisen, mit der sie sich zumindest temporär energietechnisch selbst versorgen kann. Hierdurch kann bei einem Ausfall der induktiven Kopplung die Energieversorgung aufrecht erhalten werden.In addition to the external power supply, the clamping and / or spreading device may be an internal power source, e.g. B., a rechargeable battery, with which they can provide themselves at least temporarily energy technically. As a result, in case of failure of the inductive coupling, the power supply can be maintained.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Klemm- und/oder Spreizvorrichtung eine Verbindungsvorrichtung zum lösbaren und wiederherstellbaren mechanischen Verbinden der Klemm- und/ oder Spreizvorrichtung mit einem chirurgischen Instrument zum Einführen der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung in den Körper eines Patienten auf. Dieses chirurgische Instrument kann über einen Trokar in den Körper des Patienten eingeführt werden, wobei an seinem distalen Ende über die genannte Verbindungsvorrichtung die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung lösbar befestigt ist. Sobald die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung an der gewünschten Stelle am Gefäß platziert ist und die Klemmeinheit das Gefäß abgeklemmt hat, kann die Verbindungsvorrichtung gelöst werden, so dass die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung für die gewünschte Dauer im Körper des Patienten verbleiben kann. Während dieser Zeit kann das chirurgische Instrument, durch das die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung eingeführt wurde, aus dem Patientenkörper entfernt werden. Nach Beendigung der Operation kann das chirurgische Instrument erneut in den Körper des Patienten eingeführt und über die Verbindungsvorrichtung mechanisch mit der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung verbunden werden. Die Klemmung oder Spreizung des Gewebes kann gelöst werden, so dass die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung aus dem Körper des Patienten entfernt werden kann. Die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann derart autonom sein, dass während der Zeit, in der keine mechanische Verbindung zu dem chirurgischen Instrument besteht, ein vollständig autonomer Betrieb inklusive einer Regelung der aufgebrachten Klemm- oder Spreizkraft möglich ist, ohne dass hierfür ein Einfluss von außen notwendig ist. Allerdings können auch bestimmte Teilaspekte der Regelung oder Energieversorgung durch externe Vorrichtungen vorgenommen werden.In a further preferred embodiment, the clamping and / or spreading device according to the invention has a connecting device for the releasable and recoverable mechanical connection of the clamping and / or spreading device with a surgical instrument for Inserting the clamping and / or spreading device in the body of a patient. This surgical instrument can be introduced via a trocar in the body of the patient, wherein at its distal end on the said connection device, the clamping and / or spreading device is releasably attached. Once the clamping and / or spreading device is placed at the desired location on the vessel and the clamping unit has disconnected the vessel, the connecting device can be released, so that the clamping and / or spreading device can remain in the body of the patient for the desired duration. During this time, the surgical instrument, through which the clamping and / or spreading device has been inserted, can be removed from the patient's body. After completion of the operation, the surgical instrument can be re-introduced into the body of the patient and mechanically connected via the connection device with the clamping and / or spreading device. The clamping or spreading of the tissue can be released, so that the clamping and / or spreading device can be removed from the body of the patient. The clamping and / or spreading device may be autonomous such that during the time in which there is no mechanical connection to the surgical instrument, a completely autonomous operation including a regulation of the applied clamping or spreading force is possible without any influence of outside is necessary. However, certain aspects of the control or power supply may also be made by external devices.
Der verwendete Aktor in der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann beispielsweise ein Piezo-Aktor sein. Jeglicher verwendeter Aktor der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann dazu verwendet werden, die Position der Klemmvorrichtung beliebig zu verändern oder aufrecht zu erhalten. Somit ist eine sehr flexible Anpassung der Klemm- oder Spreizwirkung über die Zeit möglich, so dass auf verschiedenste Anforderungen entsprechend der gerade durchgeführten Operation reagiert werden kann. Weiterhin kann der Aktor in einer Weise implementiert werden, dass nur während einer Änderung der Position der Klemm- oder Spreizeinheit Energie aufgewendet werden muss. Dies bedeutet, dass das Halten der Klemm- oder Spreizeinheit an einer bestimmten Position ohne Energieverbrauch geschieht. Lediglich für die Änderung der Position der Klemm- oder Spreizvorrichtung muss Energie aufgewendet werden. Hierfür kann beispielsweise der Antrieb geklemmt werden, anstatt die Klemm- oder Spreizeinheit an sich zu klemmen. Die Klemmung des Antriebs kann beispielsweise mit Resonanz gelöst werden. Ein derartiger Aktor ist somit bevorzugt nicht rücktreibbar und dies heißt, dass er durch eine externe Kraft, beispielsweise die üblicherweise auftretende Klemmkraft, nicht rückgetrieben werden kann. Weiterhin ist es sinnvoll, den Regler entsprechend zu gestalten, so dass nicht ständig der Aktor angesteuert wird, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führen würde. Dies bedeutet, dass der Regler vorzugsweise derart ausgelegt wird, dass die Klemm- bzw. Spreizkraft möglichst wenig angepasst wird. Durch die genannten Merkmale kann eine besonders energiesparende Vorrichtung bereitgestellt werden, die besonders für die minimalinvasive Chirurgie geeignet ist.The actuator used in the clamping and / or spreading device may for example be a piezoelectric actuator. Any used actuator of the clamping and / or spreading device can be used to arbitrarily change or maintain the position of the clamping device. Thus, a very flexible adaptation of the clamping or spreading over time is possible, so that it can be responded to a wide variety of requirements according to the operation just performed. Furthermore, the actuator can be implemented in such a way that only during a change in the position of the clamping or spreading unit energy must be expended. This means that the holding of the clamping or spreading unit is done at a certain position without energy consumption. Only for the change of the position of the clamping or spreading energy must be expended. For this purpose, for example, the drive can be clamped, instead of clamping the clamping or spreading unit itself. The clamping of the drive can be solved for example with resonance. Such an actuator is thus preferably not recoverable and this means that it can not be driven back by an external force, such as the usually occurring clamping force. Furthermore, it makes sense to make the controller accordingly, so that not constantly the actuator is driven, which would lead to increased energy consumption. This means that the controller is preferably designed such that the clamping or spreading force is adjusted as little as possible. By the features mentioned, a particularly energy-saving device can be provided, which is particularly suitable for minimally invasive surgery.
Die beschriebene mechatronische Klemm- und/oder Spreizvorrichtung kann endoskopisch eingesetzt werden. Unter einem endoskopischen Einsetzen wird erfindungsgemäß ein Eingriff verstanden, der minimalinvasiv über einen oder mehrere Schnitte in der Patientenhülle erfolgt. Hierbei kann die Operation mit Hilfe eines Endoskops überwacht werden. Eine Überwachung mit anderen Instrumenten ist ebenfalls möglich, so dass ein Endoskop in seinem eigentlichen Sinne nicht unbedingt eingesetzt werden muss. Wesentlich ist, dass die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung im Rahmen eines minimalinvasiven Eingriffs in den Körper eines Patienten eingeführt werden kann, ohne dass beispielsweise die Bauchdecke des Patienten komplett geöffnet werden müsste. Während des Einführungsvorgangs wird die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung durch den Schnitt mittels eines chirurgischen Instruments in den Körper des Patienten eingeführt. Neben der bereits dargestellten Ausführungsform, in der die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung vom Instrument getrennt wird, während sie mechanisch z. B. mit dem abzuklemmenden Gefäß verbunden ist, kann sie auch, während sie das Gefäß abklemmt, weiterhin mit dem Instrument verbunden bleiben.The described mechatronic clamping and / or spreading device can be used endoscopically. An endoscopic insertion is understood according to the invention to mean an intervention that is minimally invasive via one or more incisions in the patient's sheath. Here, the operation can be monitored using an endoscope. Monitoring with other instruments is also possible, so that an endoscope in its actual sense does not necessarily have to be used. It is essential that the clamping and / or spreading device can be introduced as part of a minimally invasive procedure in the body of a patient without, for example, the abdominal wall of the patient would have to be completely opened. During the insertion process, the clamping and / or spreading device is inserted into the patient's body through the incision by means of a surgical instrument. In addition to the embodiment already shown, in which the clamping and / or spreading device is separated from the instrument, while mechanically z. B. is connected to the abzuklemmenden vessel, it may also while still disconnecting the vessel, remain connected to the instrument.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Steuern einer durch einen Aktor betätigten, insbesondere vollständig in den Körper eines Patienten einführbaren Klemm- und/oder Spreizvorrichtung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Es wird die durch die Klemm- oder Spreizvorrichtung auf das Gewebe, wie z. B. ein Gefäß aufgebrachte Klemm- oder Spreizkraft durch einen internen und/oder externen Sensor erfasst. Ein interner Sensor ist hierbei ein Sensor, der in oder an der Klemm- oder Spreizvorrichtung selbst angebracht ist. Ein externer Sensor ist an einer anderen Stelle innerhalb oder außerhalb des Körpers des Patienten angebracht. Durch einen Sensor, insbesondere durch den externen Sensor, muss weiterhin nicht direkt die aufgebrachte Klemm- oder Spreizkraft erfasst werden. Beispielsweise ist es möglich, eine andere Größe zu erfassen, aus der die aufgebrachte Klemm- oder Spreizkraft, beispielsweise durch Berechnungen, abgeleitet werden kann. Z. B. ist es möglich, mittels eines externen Sensors (z. B. Doppler-Ultraschall), der in Flussrichtung nach der Gefäßklemme im oder am Gefäß angeordnet ist, einen ggf. verbleibenden Durchfluss in dem durch die Gefäßklemme abgeklemmten Gefäß zu messen. Aus dem gemessenen verbleibenden Durchfluss kann dann aufgrund vorher durchgeführter Vergleichsversuche die durch die Gefäßklemme auf das Gefäß aufgebrachte Klemmkraft abgeleitet werden. Alternativ ist es möglich, den Messwert des externen Sensors, der den verbleibenden Durchfluss in dem abgeklemmten Gefäß angibt, als Regelgröße für die Klemmkraft oder die Position der Klemmelemente zu verwenden. In Abhängigkeit von dem gemessenen Durchfluss kann somit die Klemmkraft derart eingestellt werden, dass der gewünschte Durchfluss entsteht. In diesem Fall ist es nicht notwendig, vorher Vergleichsversuche durchzuführen.The invention further relates to a method for controlling a actuated by an actuator, in particular completely insertable into the body of a patient clamping and / or spreading device. The method comprises the following steps: It is by the clamping or spreading device on the tissue, such. B. a vessel applied clamping or spreading force detected by an internal and / or external sensor. An internal sensor here is a sensor which is mounted in or on the clamping or spreading device itself. An external sensor is located elsewhere in or outside the patient's body. By a sensor, in particular by the external sensor, the applied clamping or spreading force does not need to be detected directly. For example, it is possible to detect a different size, from which the applied clamping or spreading force, for example by calculations, can be derived. For example, it is possible by means of an external sensor (eg Doppler ultrasound), which is arranged in the flow direction to the vessel clamp in or on the vessel, any remaining Flow in the vessel clamped by the vascular clamp to measure. Based on the measured remaining flow, the clamping force applied to the vessel by the vessel clamp can then be deduced on the basis of previously performed comparative experiments. Alternatively, it is possible to use the measured value of the external sensor, which indicates the remaining flow in the clamped vessel, as a controlled variable for the clamping force or the position of the clamping elements. Depending on the measured flow, the clamping force can thus be set such that the desired flow occurs. In this case it is not necessary to carry out comparative experiments beforehand.
Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird die erfasste Klemm- oder Spreizkraft einem internen Regler der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung zugeführt. Alternativ kann die erfasste Klemm- oder Spreizkraft auch einer internen Steuerung der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung zugeführt werden, während die eigentliche Berechnung der Regelung an anderer Stelle, beispielsweise außerhalb des Körpers des Patienten, stattfindet. In diesem Fall würde die außerhalb des Körpers berechnete Regelgröße der internen Steuerung der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung zugeführt werden.In the further course of the method, the detected clamping or spreading force is supplied to an internal regulator of the clamping and / or spreading device. Alternatively, the detected clamping or spreading force can also be supplied to an internal control of the clamping and / or spreading device, while the actual calculation of the control takes place elsewhere, for example outside the patient's body. In this case, the control variable calculated outside the body would be fed to the internal control of the clamping and / or spreading device.
Anschließend erfolgt ein autonomes Regeln durch den internen Regler und/oder die interne Steuerung der durch den Aktor aufgebrachten Klemm- oder Spreizkraft.Subsequently, an autonomous control by the internal controller and / or the internal control of the force applied by the actuator clamping or spreading force.
Durch die genannten Verfahrensschritte ist die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung somit in der Lage, insbesondere vollständig autonom die zum jeweiligen Zeitpunkt gewünschte Klemm- oder Spreizkraft, die auf das Gewebe wirkt, bereitzustellen. Ferner kann sehr schnell und flexibel auf verschiedene Anforderungen reagiert werden, so dass die Klemm- oder Spreizkraft entsprechend angepasst werden kann. Beispielsweise kann die Klemmung oder Spreizung unmittelbar abgestellt werden, sofern während einer Operation eine Verletzung des abgeklemmten oder gespreizten Gewebes durch die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung diagnostiziert wird.As a result of the abovementioned method steps, the clamping and / or spreading device is thus able, in particular completely autonomously, to provide the clamping or spreading force which is desired at the respective time and acts on the tissue. Furthermore, it is possible to respond very quickly and flexibly to different requirements, so that the clamping or spreading force can be adjusted accordingly. For example, the clamping or spreading can be stopped immediately, if during an operation a violation of the clamped or spread tissue is diagnosed by the clamping and / or spreading device.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Regeln der Klemm- oder Spreizkraft gemäß einer Regelvorschrift, die insbesondere dem Regler von extern, d. h. von einer anderen Vorrichtung als der Klemm- und/oder Spreizvorrichtung selbst, und insbesondere drahtlos übermittelt wird. Die Regelvorschrift kann beispielsweise verschiedene Szenarien berücksichtigen, die während einer Operation auftreten können. Je nach dem gerade vorliegenden Szenario kann der Chirurg eine entsprechende Regelvorschrift wählen, die dann an die Klemm- und/oder Spreizvorrichtung übermittelt und von dieser selbständig, d. h. ohne eine weitere Einwirkung von externen Vorrichtungen, umgesetzt wird. Auch kann der wesentliche Teil der Regelung in einem externen Regler vorgenommen werden.In a preferred embodiment, the regulation of the clamping or spreading force in accordance with a control rule, in particular the controller from the outside, d. H. from a device other than the clamping and / or spreading itself, and in particular wirelessly transmitted. For example, the rule may take into account various scenarios that may occur during an operation. Depending on the scenario just present, the surgeon can select a corresponding rule of law, which then transmits to the clamping and / or spreading device and from this independently, d. H. without further action from external devices. Also, the essential part of the control can be made in an external controller.
Bei der Verwendung eines Durchflusssensors als externer Sensor kann der durch ihn erfasste Durchfluss des durch die Gefäßklemme abgeklemmten Gefäßes auch dazu verwendet werden, hieraus die Dichtigkeit des Gefäßverschlusses zu ermitteln. Dies kann beispielsweise im Rahmen einer Schätzung erfolgen.When using a flow sensor as an external sensor, the flow of the vessel clamped by the vessel clamp can also be used to determine the tightness of the vessel closure. This can be done, for example, as part of an estimate.
Die erfindungsgemäße Klemm- und/oder Spreizvorrichtung weist vorzugsweise derartige Abmessungen auf, dass sie durch kleine Körperöffnungen eingeführt werden kann. Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Durchmesser von höchstens 12 mm, bevorzugt höchstens 10 mm und besonders bevorzugt höchstens 5 mm aufweist. Beispielsweise kann der Durchmesser dem Standard-Instrumentendurchmesser von Instrumenten in der minimalinvasiven Chirurgie entsprechen. Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine maximale Länge von weniger als 100 mm aufweisen. Die erfindungsgemäße Gefäßklemme stellt somit ein integriertes mechatronisches System dar.The clamping and / or spreading device according to the invention preferably has such dimensions that it can be introduced through small body openings. It is preferred that the device according to the invention has a diameter of at most 12 mm, preferably at most 10 mm and particularly preferably at most 5 mm. For example, the diameter may correspond to the standard instrument diameter of instruments in minimally invasive surgery. Also, the device according to the invention may have a maximum length of less than 100 mm. The hemostatic clamp according to the invention thus represents an integrated mechatronic system.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.In the following, preferred embodiments of the invention will be explained with reference to figures.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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