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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Ausführen von
perkutanen Operationen, insbesondere an Orten tief innerhalb des
Körpers. Eine
spezifische Anwendung der Erfindung betrifft Vorrichtungen, Instrumente
und Techniken für
eine perkutane, minimal-invasive Wirbelsäulenchirurgie. Bei einem anderen
Aspekt der Erfindung wird die perkutane Operation unter unmittelbarer
Beobachtung an einer beliebigen Stelle im Körper ausgeführt.
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Herkömmliche
chirurgische Verfahren für
tief im Körper
befindliche Krankheitsbilder können
beträchtliche
Verletzungen an den dazwischenliegenden Geweben verursachen. Diese
offenen Verfahren erfordern oft eine lange Inzision, umfangreiches
Muskelabtrennen, ausgedehntes Zurückziehen von Geweben, Nervenentfernung
und Gefäßentfernung
aus Geweben. Die meisten dieser Operationen erfordern auf Grund
der Anwendung einer Vollnarkose und der Zerstörung von Gewebe während des
chirurgischen Verfahrens eine Aufwachraumzeit von mehreren Stunden
und mehrere Wochen postoperativer Genesungsdauer. In einigen Fällen führen diese
invasiven Verfahren zu dauerhafter Vernarbung und Schmerzen, die
stärker
sein können
als die Schmerzen, die zu dem chirurgischen Eingriff führten.
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Minimal-invasive
Alternativen, wie beispielsweise arthroskopische Techniken, verringern
die Schmerzen, die postoperative Genesungsdauer und die Zerstörung von
gesundem Gewebe. Orthopädische
Operationspatienten haben besonders von minimal-invasiven chirurgischen
Techniken profitiert. Der Ort der Erkrankung wird durch Pforten
statt durch eine bedeutende Inzision erreicht, und folglich wird die
Integrität
der dazwischenliegenden Gewebe erhalten. Diese minimal-invasiven
Techniken erfordern außerdem
oft nur eine Lokalanästhesie.
Das Vermeiden einer Vollnarkose verringert die postoperative Genesungsdauer
und die Gefahr von Komplikationen.
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Minimal-invasive
chirurgische Techniken sind, auf Grund der Notwendigkeit eines Zugangs
zu Orten tief innerhalb des Körpers
und der Gefahr einer Schädigung
dazwischenliegender vitaler Gewebe, besonders wünschenswert für spinale
und neurochirurgische Anwendungen. Zum Beispiel erfordert ein verbreitetes
offenes Verfahren bei einem Bandscheibenvorfall, eine Laminektomie,
gefolgt von einer Nukleotomie, eine Abtrennung oder Dissektion der Hauptmuskeln
des Rückens,
um die Wirbelsäule
freizulegen. Bei einem späteren
Zugriff muß Gewebe einschließlich von
Spinalnerven und Blutgefäßen um den
Duralsack, Bändern
und Muskeln, zurückgezogen
werden, um einen Kanal von der Haut zur Bandscheibe freizuräumen. Es
erfordert normalerweise wenigstens eine bis zwei Stunden, diese
Verfahren unter Vollnarkose auszuführen, und sie erfordern postoperative
Genesungsdauern von wenigstens mehreren Wochen. Neben der langen
Genesungsdauer ist die Zerstörung
von Gewebe ein Hauptnachteil von offenen Wirbelsäulenoperationen. Dieser Aspekt
offener Verfahren ist noch invasiver, wenn die Nukleotomie von einer
Fusion der benachbarten Wirbel begleitet wird. Auf Grund der starken
Schmerzen, die manchmal mit der Muskeldissektion verbunden sind,
sind viele Patienten wenig geneigt, eine Operation als eine Lösung für Schmerzen
anzustreben, die durch Bandscheibenvorfälle und andere Wirbelsäulenleiden
verursacht werden.
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Um
die postoperative Genesungsdauer und die Schmerzen, die mit Wirbelsäulen- und
anderen Operationen verbunden sind, zu verringern, sind mikrochirurgische
Techniken entwickelt worden. Zum Beispiel wird bei mikrochirurgischen
Nukleotomien dadurch auf die Bandscheibe zugegriffen, daß durch eine
kleine Inzision ein Kanal von der Oberfläche des Rückens des Patienten zu der
Bandscheibe geschnitten wird. Es wird ein Operationsmikroskop oder eine
-lupe verwendet, um den Operationsbereich sichtbar zu machen. Mikrochirurgische
Instrumente mit kleinem Durchmesser werden durch die kleine Inzision
und zwischen zwei Wirbelplatten und in die Bandscheibe geführt. Die
dazwischenliegenden Gewebe werden weniger zerstört, weil die Inzision kleiner
ist. Obwohl diese mikrochirurgischen Verfahren weniger invasiv sind,
bringen sie doch noch einige der gleichen Komplikationen mit sich,
die mit offenen Verfahren verbunden sind, wie beispielsweise Verletzung
der Nervenwurzel und des Duralsacks, perineurale Narbenbildung,
erneute Herniation an der Operationsstelle und Instabilität auf Grund übermäßiger Knochenentfernung.
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Es
sind andere Versuche für
minimal-invasive Verfahren zum Korrigieren symptomatischer Wirbelsäulenleiden
unternommen worden. Ein Beispiel ist die Chemonukleolyse, die das
Injizieren eines Enzyms in die Bandscheibe mit sich brachte, um
den Bandscheibenkern teilweise aufzulösen, um einen Bandscheibenvorfall
zu lindern. Unglücklicherweise ist
das Enzym, Chymopapain, von Besorgnissen sowohl über seine Wirksamkeit als auch über Komplikationen,
wie beispielsweise schwere Krämpfe,
postoperative Schmerzen und Überempfindlichkeitsreaktionen
einschließlich
eines anaphylaktischen Schocks, begleitet worden.
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Die
Entwicklung von perkutanen Wirbelsäulenoperationen hat eine bedeutende
Verbesserung beim Verringern der Genesungsdauer und der postoperativen
Schmerzen erbracht, weil sie, wenn überhaupt, eine minimale Muskeldissektion
erfordern und sie unter Lokalanästhesie
ausgeführt
werden können.
Zum Beispiel legt das US-Patent Nr. 4545374 an Jacobson eine perkutane
Lumbalnukleotomie unter Verwendung eines lateralen Zugangs, vorzugsweise unter
Röntgendurchleuchtung,
offen. Dieses Verfahren ist begrenzt, weil es kein unmittelbares
Sichtbarmachen der Nukleotomiestelle gewährleistet.
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Es
sind andere Verfahren entwickelt worden, die ein arthroskopisches
Sichtbarmachen der Wirbelsäule
und der dazwischenliegenden Strukturen einschließen. Die US-Patente Nr. 4573448
und 5395317 an Kambin legen eine perkutane Dekompression von Bandscheibenvorfällen mit
einem posterolateralen Zugang offen. Fragmente der vorgefallenen
Bandscheibe werden durch eine am Faserknorpelring positionierte
Kanüle
entfernt. Das Patent '317
von Kambin legt ein Zweipforten-Verfahren
offen, das einschließt,
sowohl eine Arbeitskanüle
als auch eine Visualisierungskanüle
für ein
Endoskop perkutan zu plazieren. Diese Verfahren ermöglicht gleichzeitiges Sichtbarmachen
und Absaugen, Spülen
und Resezieren bei Bandscheibenoperationen.
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Unglücklicherweise
bleiben bei diesen Verfahren und den dazugehörigen Instrumenten Nachteile
bestehen, da sie auf eine spezifische Anwendung oder einen spezifischen
Zugang begrenzt sind. Zum Beispiel erfordern Jacobson, Kambin und
andere Referenzen einen lateralen oder einen posterolateralen Zugang
für eine
perkutane Nukleotomie. Diese Zugänge
versuchen eine Schädigung
von weichen Gewebestrukturen und die Notwendigkeit einer Knochenentfernung
zu vermeiden, da angenommen wurde, es sei undurchführbar, Knochen
durch einen Kanal zu schneiden und zu entfernen. Jedoch richten sich
diese Zugänge
nicht auf andere Wirbelsäulenleiden,
die einen medianen Zugang, das Entfernen von Knochen oder Implantaten
erfordern können.
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Das
US-Patent Nr. 5 439 464 an Shapiro legt ein Verfahren und Instrumente
zum Ausführen
von arthroskopischen Wirbelsäulenoperationen,
wie beispielsweise Laminektomien und Fusionen, mit einem medianen
oder median posterioren Zugang, unter Verwendung von drei Kanülen offen.
Jede der Kanülen
erfordert eine gesonderte Inzision. Während Shapiro eine Verbesserung
gegenüber
früheren
Verfahren, die auf einen posterolateralen oder einen lateralen Zugang
für Arbeiten
an Bandscheiben begrenzt waren, leidet Shapiros Verfahren noch unter
vielen der Nachteile von bekannten früheren perkutanen Wirbelsäulenoperationstechniken
und -instrumenten. Ein Nachteil des Shapiro-Verfahrens ist ihr Erfordernis
eines Fluid-Arbeitsraums. Ein anderer bedeutender Nachteil ist,
daß das
Verfahren mehrere Pforten in den Patienten erfordert.
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Eine
Flüssigkeit
ist bei diesen früheren
Verfahren erforderlich, um den Arbeitsraum für ein richtiges Funktionieren
der Optik zu erhalten, die innerhalb einer Kanüle nach dem bekannten technischen Stand
befestigt und perkutan eingesetzt wird. Spülen oder das Einleiten von
Flüssigkeit
in den Arbeitsraum kann häufig
logistisch nachteilig und aus mehreren Gründen sogar gefährlich für den Patienten
sein. Das Einleiten von Flüssigkeit
in den Arbeitsraum macht die Blutstillung schwieriger und kann umgebendes Gewebe
schädigen. Überschüssige Flüssigkeit
kann das Natriumkonzentrat der Blutversorgung des Patienten gefährlich verdünnen, was
Krämpfe
oder Schlimmeres verursachen kann. Die Fluidumgebung kann außerdem auf
Grund von Kavitation das Bohren erschweren. Das Erfordernis einer
Fluidumgebung steigert allgemein die mit der Operation verbundenen Kosten
und vergrößert die
Kompliziertheit der Operation, zum Teil auf Grund des erforderlichen,
verhältnismäßig großen, Fluidvolumens.
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DE-C-33
19 049 beschreibt ein Rektoskop zur Untersuchung des Rektums. Ein
Rektalrohr hat an dem einen Ende einen angeschlossenen Instrumentenhalter.
Der Halter wird über
eine Kupplung dicht an das Rohr angeschlossen und ermöglicht einen
wasserdichten Durchgang eines optischen Beobachtungssystems in das
Rohr. Der Halter hat für
die Aufnahme von unterschiedlichen Instrumenten eine Vielzahl von
einzelnen abgedichteten Durchgängen durch
denselben.
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Es
besteht weiter ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahren, die eine
perkutane minimal-invasive Chirurgie für alle Anwendungen und Zugänge bereitstellen.
Es besteht ebenfalls weiter ein Bedarf an perkutanen Verfahren und
Vorrichtungen, die keinen flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum
erfordern, die aber, falls es notwendig ist, an eine Fluidumgebung angepaßt werden
können.
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Es
ist auf diesem Gebiet ein beträchtlicher Bedarf
an Techniken und Instrumenten vorhanden, die chirurgische Operationen
im Arbeitsraum unter unmittelbarer Beobachtung ermöglichen.
Verfahren, welche die Zahl der Zugänge in den Patienten verringern,
sind ebenfalls sehr wünschenswert.
Die Gebiete der Spinal- und der Neurochirurgie haben besonders nach
Vorrichtungen und Techniken gesucht, die das Eindringen in den Patienten
auf ein Minimum verringern und die in ihrer Anwendung rationell
organisiert und präzise
sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung beschrieben, wie
sie in Anspruch 1 definiert wird, geeignet zur Verwendung bei einer
perkutanen Operation ohne einen durch ein Fluid aufrechterhaltenen
Arbeitsraum.
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Bei
einer kurzen Beschreibung eines Aspekts der Erfindung werden Vorrichtungen
und ein Verfahren zum Ausführen
von perkutanen Operationen unter unmittelbarer Sichtbarmachung,
selbst an Orten tief innerhalb eines Patienten, bereitgestellt. Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer perkutanen Operation eine
längliche
Kanüle
mit einer ersten Innenabmessung und einer Außenabmessung, bemessen zum perkutanen
Einführen
in einen Patienten. Die Kanüle schließt außerdem ein
distales Arbeitsende und ein entgegengesetztes proximales Ende ein
und definiert einen Arbeitskanal zwischen den Enden, der eine zweite
Abmessung hat, die der ersten Innenabmessung gleicht. Der Arbeitskanal
wird so bemessen, daß er
ein Werkzeug durch denselben aufnimmt. Die Vorrichtung schließt außerdem ein
innerhalb der Kanüle
angrenzend an den Arbeitskanal angebrachtes Betrachtungselement
ein. Das Betrachtungselement hat ein erstes Ende, das an eine Betrachtungseinrichtung
angeschlossen werden kann, und ein entgegengesetztes zweites Ende,
das angrenzend an das distale Arbeitsende der Kanüle angeordnet
wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann das Betrachtungselement ein Glasfaserkabel, ein Gradientenstab,
ein Stablinsengerät
oder ein Fernoptikgerät („Chip on
a stick") sein.
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Es
wird eine Einbauvorrichtung bereitgestellt, um das Betrachtungselement
an der Kanüle anzubringen.
Die Einbauvorrichtung schließt
ein Gehäuse
ein; das am proximalen Ende der Kanüle befestigt werden kann. Das
Gehäuse
definiert eine Arbeitskanalöffnung
durch dasselbe in Verbindung mit dem Arbeitskanal. Die Arbeitskanalöffnung wird
so bemessen, daß sie
wesentlich der zweiten Abmessung des Arbeitskanals entspricht. Das
Gehäuse
definiert außerdem
angrenzend an die Arbeitskanalöffnung
eine Optikbohrung. Die Optikbohrung wird so bemessen, daß sie das
längliche
Betrachtungselement durch dieselbe aufnimmt.
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Bei
einigen Ausführungsbeispielen
trägt die Einbauvorrichtung
das Betrachtungselement für
eine Bewegung innerhalb der Optikbohrung längs der Längsachse der Bohrung, um die
Linse im Verhältnis zum
distalen Arbeitsende der Kanüle
auszufahren oder einzufahren. Bei anderen Ausführungsbeispielen trägt die Einbauvorrichtung
das Betrachtungselement für
eine Drehung innerhalb der Optikbohrung um die Längsachse der Bohrung. Bei einigen
Ausführungsbeispielen
kann das Gehäuse
im Verhältnis
zur Kanüle
gedreht werden, so daß die
Längsachse
der Optikbohrung um die Längsachse
des Arbeitskanals gedreht werden kann.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die optische Betrachtungseinrichtung
mit einem Gewebshaken, wie beispielsweise einem Spekulum, verbunden.
Eine Vorrichtung dieser Art kann bei verschiedenen Anwendungen,
wie beispielsweise transnasaler transsphenoidaler Chirurgie und
Hypophysenoperationen, besonders nützlich sein.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der durch die Kanüle oder ähnliche
Komponenten aufrechterhaltene Arbeitskanal eine so eingestellte Länge haben,
daß der
Chirurg ein taktiles Gefühl
für durch
den Arbeitskanal gehandhabte Instrumente aufrechterhalten kann.
Bei Wirbelsäulenanwendungen
werden gewisse vorteilhafte Aspekte der Erfindung durch das Bereitstellen
einer Kanüle
mit einer Länge,
die geringfügig
größer ist
als der Abstand von der Wirbelplatte eines Wirbels zur Oberfläche der Haut
des Patienten, für
posteriore Verfahren erreicht. Die Betrachtungseinrichtung wird
im Verhältnis
zur Kanüle
so bemessen, daß das
Betrachtungsende der Einrichtung über das distale Arbeitsende
der Kanüle oder
des Arbeitskanals hinaus vorstehen kann, um zu ermöglichen,
daß der
Chirurg die Operationsstelle selektiv untersucht.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
schließt die
Einbauvorrichtung wenigstens eine Spül-/Absaugöffnung ein. Vorzugsweise kann/können die Öffnung(en)
in Verbindung mit wenigstens einem Spül-/Absaugkanal in der optischen
Betrachtungseinrichtung stehen. Auf diese Weise können Spülen und/oder
Absaugen ebenfalls an der Operationsstelle angewendet werden. Wenn
nur das Absaugen angewendet wird, wird die Öffnung mit einer Quelle eines
Unterdrucks oder eines Sogs verbunden. Das Absaugen wird Umgebungsluft
durch den Arbeitskanal über
den distalen Arbeitsraum und in den Spül-/Absaugkanal der Betrachtungseinrichtung
ziehen. Ein Vorteil ist, daß dieses
Absaugen von Umgebungsluft den durch verschiedene Arbeitsgeräte erzeugten
Rauch beseitigt und die Optiklinse von Schleiern und Schutt reinigt.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird die Einbauvorrichtung über
dem proximalen Ende der Kanüle
angebracht und von demselben getragen.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel kann
die Einbauvorrichtung angrenzend an das proximale Ende der Kanüle durch
eine Klemme getragen werden, welche die Außenfläche der Kanüle in Eingriff nimmt. Bei einem
spezifischen Ausführungsbeispiel
ist die Klemme ein Trommelklemmenmechanismus, der selektiv durch
einen Hebelarm und eine Mantelkurve betätigt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann die Einbauvorrichtung selbst längs der Länge der Kanüle verschoben werden, um die
Linse der Betrachtungseinrichtung im Verhältnis zum Ende des Arbeitskanals
auszufahren oder einzufahren.
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Es
werden außerdem
Werkzeuge beschrieben, die in den Arbeitskanal der Kanüle eingesetzt werden
können.
Bei einem Ausführungsbeispiel schließt ein Gewebshaken
einen Körper
und eine integrierte Arbeitsspitze ein, dafür konfiguriert, atraumatisch
Gewebe zu verschieben, wenn der Haken durch Gewebe bewegt wird.
Der Körper
hat eine konvexe Oberfläche,
dafür konfiguriert,
der zylindrischen Innenfläche
der Kanüle
zu entsprechen, und eine gegenüberliegenden
konkave Oberfläche,
die den Arbeitskanal oder das Sichtbarmachen des Arbeitsraums nicht
versperrt. Außerdem
werden kanülierte Gewebsdilatatoren
bereitgestellt, die sowohl über
einen Führungsdraht
oder einen anderen Dilatator eingesetzt werden können als auch in den Arbeitskanal eingesetzt
werden können.
Bei einigen Ausführungsbeispielen
schließen
die Gewebsdilatatoren ein vejüngtes
Arbeitsende zum Verschieben von Gewebe und einen Greifabschnitt
mit einer Vielzahl von Umfangsnuten ein, um das Ergreifen und das
Handhaben des Dilatators zu verbessern.
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Dementsprechend
können
Wirbelsäulen- und
andere Operationen perkutan mit unmittelbarem Sichtbarmachen ausgeführt werden,
ohne das Erfordernis eines durch ein Fluid aufrechterhaltenen Arbeitsraums.
In einem anderen Aspekt der chirurgischen Techniken werden alle
Schritte eines chirurgischen Verfahrens unter unmittelbarer Beobachtung durch
eine Kanüle
mit einem einzigen Arbeitskanal ausgeführt. Ein optisches Gerät oder eine
Betrachtungseinrichtung wird aus einer Vielzahl von Winkeln und
Ausrichtungen innerhalb des Arbeitskanals und durch den gesamten
Arbeitsraum bewegt, um eine deutliche Beobachtung der Operationsschritte
zu gewährleisten.
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Die
Techniken umfassen ebenfalls, mehrere Werkzeuge und Instrumente
durch die Kanüle
mit einem einzigen Arbeitskanal zu führen und die Instrumente und
Werkzeuge innerhalb des Arbeitsraums zu handhaben. Bei einem spezifischen
Ausführungsbeispiel
wird ein Gewebshaken bereitgestellt, der sich durch den Arbeitskanal
erstreckt, ohne die Abmessungen des Kanals wesentlich zu verringern.
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Es
ist ein Vorzug dieser Erfindung, daß perkutane Operationen in
einer trockenen Umgebung ausgeführt
werden können,
weil für
das richtige Funktionieren der Optik kein Fluid-Arbeitsraum erforderlich
ist. Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, daß sie es ermöglicht,
die mit einer Operation verbundenen Kosten, Gefahren, Schmerzen
und Genesungsdauer zu verringern. Diese und andere Ziele, Vorteile
und Merkmale werden entsprechend den Vorrichtungen und Verfahren
der vorliegenden Erfindung erreicht.
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BESCHREIBUNG
DER ABBILDUNGEN
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1 ist
ein Seitenriß einer
Vorrichtung nach dieser Erfindung.
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2 ist
ein Aufriß einer
Einbauvorrichtung zum Tragen einer Betrachtungseinrichtung innerhalb einer
Kanüle
nach dieser Erfindung.
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3 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der in 2 gezeigten
Einbauvorrichtung.
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4 ist
ein Seitenriß eines
Hakens.
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4A ist
eine Querschnittsstirnansicht des Hakens von 4, längs der
Linien A-A.
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5 ist
ein Aufriß des
in 4 gezeigten Hakens.
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6 ist
ein Stirnaufriß des
in 4 und 5 gezeigten Hakens.
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7 ist
ein Seitenriß eines
anderen Hakens.
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7A ist
eine Querschnittsstirnansicht des Hakens von 7, längs der
Linien A-A.
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7B ist
eine Querschnittsstirnansicht des Hakens von 7, längs der
Linien B-B.
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8 ist
ein Aufriß des
in 7 gezeigten Hakens.
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9 ist
ein Seitenriß eines
Dilatators.
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10(a) bis (i) bilden
die Schritte eines Verfahrens unter Verwendung einer Vorrichtung
nach dieser Erfindung ab.
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11 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer Vorrichtung nach einem
Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung.
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12 ist
eine seitliche Querschnittsansicht einer Absaugkappe, wie sie in 11 gezeigt
wird.
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13 ist
eine perspektivische Draufsicht einer Vorrichtung nach einem anderen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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14 ist
eine perspektivische Seitenansicht einer Einbauvorrichtung zum Tragen
einer Betrachtungseinrichtung, die einen Teil der in 13 gezeigten
Vorrichtung bildet.
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15 ist
ein Seitenriß der
in 13 abgebildeten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung
verbunden mit einer in Phantomlinien abgebildeten optischen Ausrüstung gezeigt
wird.
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16 ist
ein Seitenriß eines
Optikkörpers, der
einen Teil der in 13 und 14 abgebildeten Einbauvorrichtung
bildet.
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17 ist
ein Aufriß des
in 16 gezeigten Optikkörpers von unten.
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18 ist
ein Aufriß eines
Hebelarms, der einen Teil eines mit der in 14 abgebildeten
Einbauvorrichtung verwendeten Trommelklemmenmechanismus' bildet.
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19 ist
eine Querschnittsstirnansicht des in 18 gezeigten
Hebelarms, längs
der Linie 19-19, gesehen in der Richtung der Pfeile.
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20 ist
ein Aufriß einer
Mantelkurve, die einen Teil eines in die in 14 abgebildete
Einbauvorrichtung eingebauten Trommelklemmenmechanismus' bildet.
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21 ist
ein Seitenriß der
in 20 gezeigten Mantelkurve.
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22 ist
eine Zusammenbauansicht von unten, die den Zusammenbau des Hebelarms
von 18 bis 19 und
der Mantelkurve von 20 bis 21 mit
dem in 14 gezeigten Optikkörper zeigt.
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23 ist
ein Seitenriß eines
Optikkörpers, wie
er in 14 abgebildet wird, verbunden
mit einem Absaugkreis.
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24 ist
eine Querschnittsansicht eines menschlichen Patienten auf einer
Lendenwirbelebene, wobei eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung innerhalb des Patienten angeordnet ist, um einen Arbeitskanal
oberhalb der Wirbelplatten des Wirbels zu definieren.
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25 ist
ein Seitenriß eines
Gewebshakens, der eine optische Betrachtungseinrichtung einschließt.
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26 ist
ein Aufriß des
Gewebshakens, der eine optische Betrachtungseinrichtung einschließt, wie
er in 25 gezeigt wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung stellt Instrumente und Verfahren zum Ausführen von
perkutanen Operationen, einschließlich von Wirbelsäulenanwendungen,
wie beispielsweise Laminotomie, Laminektomie, Foramenotomie, Facettektomie
oder Nukleotomie, mit einem Endoskop mit einem einzigen Arbeitskanal bereit.
Die Erfinder des Vorliegenden haben entdeckt, daß durch die Verwendung einer
Optik, die sich unabhängig
von der Kanüle
bewegt, viele perkutane Operationen ohne einen Fluid-Arbeitsraum
ausgeführt
werden können.
Die vorliegende Erfindung sieht Techniken und Instrumente vor, die
mit oder ohne Fluidumgebung eingesetzt werden können.
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Diese
Erfindung bringt außerdem
für Anwendungen,
die zuvor eine offene Operation erforderten, die Vorteile von perkutanen
Verfahren. Ein Vorteil beruht auf der weiteren Entdeckung, daß Knochenarbeit
durch einen großen
Arbeitskanal perkutan ausgeführt
werden kann. Ein anderer Vorteil wird mit der Verwendung einer einzigen
Pforte innerhalb des Patienten zum Ausführen einer breiten Auswahl
von gleichzeitigen Verfahren verwirklicht.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie es in 1 abgebildet
wird, wird eine Vorrichtung 10 zur Verwendung bei einer perkutanen
Operation bereitgestellt, die eine längliche Kanüle 20 mit einem ersten
Innendurchmesser DI und einem Außendurchmesser
Do, bemessen zum perkutanen Einführen in
einen Patienten, einschließt. Die
Kanüle 20 schließt außerdem ein
distales Arbeitsende 21 und ein entgegengesetztes proximales Ende 22 ein.
Die Kanüle
definiert einen Arbeitskanal 25 zwischen den Enden 21, 22,
der einen zweiten Durchmesser d2 gleich
dem ersten Innendurchmesser DI hat, bemessen
zum Aufnehmen eines Werkzeugs durch denselben. Die Kanüle hat längs ihrer Längsachse
L eine Länge,
die so bemessen wird, daß sie
von der Haut bis zu einer Operationsstelle oder einem Arbeitsraum
durch den Patienten hindurchgeht. In einigen Fällen kann der Arbeitsraum angrenzend
an einen Wirbel oder eine Bandscheibe oder im Wirbelkanal liegen.
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Ein
längliches
Betrachtungselement 50 kann angrenzend an den Arbeitskanal 25 innerhalb
der Kanüle 20 angebracht
werden. Das Betrachtungselement 50 hat ein erstes Ende 51,
das mit einer Betrachtungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Okular
oder einer Kamera, verbunden werden kann, und ein entgegengesetztes
zweites Ende 52, das angrenzend an das distale Arbeitsende 21 der
Kanüle 20 liegt
oder angeordnet werden kann. Das einzelne längliche Betrachtungselement 50 ist
nicht entscheidend für
die Erfindung. Es wird jedes geeignete Betrachtungselement erwogen,
das einen optischen oder Bildübertragungskanal
erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel
schließt
das längliche
Betrachtungselement 50 ein faseroptisches Gerät 54 und eine
Linse 55 am zweiten Ende 52 ein. Vorzugsweise schließt das faseroptische
Gerät Beleuchtungsfasern und
Bildübertragungsfasern
(nicht gezeigt) ein. Als Alternative dazu kann das Betrachtungselement
ein starres Endoskop oder ein Endoskop mit einer lenkbaren oder
biegsamen Spitze sein.
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Es
ist ein Vorteil dieser Erfindung, daß sie eine Optik bereitstellt,
die im Verhältnis
zur Kanüle 20 bewegt
werden kann. Weil die Optik bewegt werden kann, ist es nicht notwendig,
einen durch ein Fluid aufrechterhaltenen Arbeitsraum bereitzustellen.
Die Optik kann entfernt, gereinigt und ausgetauscht werden, während die
Kanüle
perkutan innerhalb des Patienten über dem Arbeitsraum angeordnet
ist. Es wird jede Konfiguration erwogen, die es ermöglicht,
daß die
Optik beweglich angrenzend an den Arbeitskanal 25 getragen
wird. Bei einem Ausführungsbeispiel, das
in 1 bis 3 gezeigt wird, wird eine Einbauvorrichtung 30 bereitgestellt,
um das längliche Betrachtungselement 50 an
der Kanüle 20 anzubringen.
Vorzugsweise schließt
die Einbauvorrichtung 30 ein Gehäuse 31 ein, das am
proximalen Ende 22 der Kanüle 20 befestigt werden
kann. Die Arbeitskanalöffnung 35 wird
so bemessen, daß sie
wesentlich dem zweiten Durchmesser d2 des
Arbeitskanals 25 entspricht, um Werkzeuge aufzunehmen.
Die Einbauvorrichtung 30 schließt ein Gehäuse 31 ein, das eine
Arbeitskanalöffnung 35 definiert,
die in Verbindung mit dem Arbeitskanal 25 steht, wenn die
Einbauvorrichtung 30 an der Kanüle 20 angebracht wird. Die
Arbeitskanalöffnung 35 wird
so bemessen, daß sie
durch dieselbe Werkzeuge für
einen Durchgang durch den Arbeitskanal 25 aufnimmt. Bei
den in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen wird
die Einbauvorrichtung 30 für ein Anbringen des Betrachtungselements 50 innerhalb
des Arbeitskanals 25 konfiguriert.
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Das
Gehäuse 31 definiert
außerdem
angrenzend an die Arbeitskanalöffnung 35 eine
Optikbohrung 60. Die Optikbohrung 60 hat eine
Längsachse 1, die
vorzugsweise parallel zur Achse L der Kanüle und des Arbeitskanals ist.
Die Optikbohrung 60 wird vorzugsweise so bemessen, daß sie das
längliche
Betrachtungselement 50 abnehmbar durch dieselbe aufnimmt.
Vorzugsweise trägt
die Einbauvorrichtung 30 das Betrachtungselement 50 für eine Bewegung innerhalb
der Optikbohrung 60 längs
der Längsachse l
der Bohrung 60, um die Linse 55 im Verhältnis zum distalen
Arbeitsende 21 der Kanüle 20 auszufahren oder
einzufahren. Dieses Einfahr-/Ausfahrmerkmal der Optik dieser Erfindung
bietet einen Vorzug gegenüber
früheren
Endoskopen, weil es das Erfordernis eines Fluid-Arbeitsraums beseitigt.
Während
die Vorrichtung 10 und ihr Betrachtungselement 50 leicht in
einer Fluidumgebung verwendet werden können, ist die Flüssigkeit,
im Gegensatz zu früheren
Systemen, für
das Funktionieren des Systems nicht erforderlich.
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Darüber hinaus
waren viele der früheren
Endoskope auf Grund ihrer großen
Durchmesser nicht für
den Zugang zu bestimmten Bereichen geeignet. Zum Beispiel konnten
frühere
Endoskope nicht den Wirbelkanal erreichen. Mit dieser Erfindung
wird jedoch der Zugang zum Wirbelkanal nicht durch den Durchmesser
des Kanals oder der Kanüle
begrenzt. Die Kanüle 20 kann
im weichen Gewebe zurückgelassen
oder durch die Wirbelplatte getragen werden, während das zweite Ende 52 des
länglichen
Betrachtungselements 50, zusammen mit beliebigen Spinalinstrumenten,
die in den Arbeitskanal 25 eingesetzt worden sind, in den
Wirbelkanal vorgeschoben werden kann.
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Vorzugsweise
trägt die
Einbauvorrichtung 30 das Betrachtungselement 50 auch
für eine
Drehung innerhalb der Optikbohrung 60 um die Längsachse 1 der
Bohrung 60. Die Linse 55 des Betrachtungselements 50 definiert
eine optische Achse AO. Wie bei vielen Endoskopen
kann die optische Achse AO in einem Winkel
im Verhältnis
zur Längsachse
l der Optikbohrung 60 versetzt werden. Dieses Merkmal ermöglicht es,
daß die
optische Achse AO der Linse für eine bessere
Sichtbarkeit des Arbeitsraums durch ein konisches Sichtfeld F geschwenkt
wird. Die Einbauvorrichtung 30 kann außerdem so konfiguriert werden, daß das Betrachtungselement 50 im
Verhältnis
zur Kanüle 20 gedreht
werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann das Gehäuse 31 im
Verhältnis
zur Kanüle 20 gedreht
werden, so daß sich
die zweite Längsachse 1 der
Optikbohrung 60 um die Längsachse L des Arbeitskanals 25 dreht.
Die Drehbarkeitsmerkmale dieser Erfindung ermöglichen ein Sichtbarmachen
des gesamten Arbeitsraums. Dieses Merkmal hilft außerdem dabei,
das chirurgische Verfahren zu vereinfachen, weil die Optik 50 und
die zugeordneten Anschlußstücke aus
dem Weg der Hände
des Chirurgen und der durch den Arbeitskanal hindurchgehenden Werkzeuge
bewegt werden können.
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Bei
einem in 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel
definiert das Gehäuse 31 eine
Aufnahmebohrung 40 mit einem Innendurchmesser dI, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser
Do der Kanüle 20. Bei dieser
Konfiguration kann das proximale Ende 22 der Kanüle 20 innerhalb
der Aufnahmebohrung 40 aufgenommen werden, so daß sich das
Gehäuse 31 um
das proximale Ende 22 der Kanüle 20 drehen kann.
Wie es in 3 gezeigt wird, schließt das Gehäuse 31 außerdem eine
obere Bohrung 41 ein, die an die Arbeitskanalöffnung 35 und die
Aufnahmebohrung 40 angrenzt. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird die Optikbohrung 60 innerhalb der oberen Bohrung 41 des
Gehäuses 31 angeordnet.
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Bei
einem in 2 abgebildeten bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die Optikbohrung 60 durch eine innerhalb der oberen
Bohrung 41 angeordnete C-förmige Schelle 61 definiert.
Vorzugsweise wird die C-förmige
Schelle 61 aus einem elastischen Material hergestellt,
und die durch die Schelle 61 definierte Optikbohrung 60 hat
einen Innendurchmesser Di, der geringfügig kleiner
ist als der Außendurchmesser
des länglichen
Betrachtungselements 50. Wenn das Betrachtungselement 50 in
die Optikbohrung 60 geschoben wird, lenkt es die C-förmige Schelle 61 elastisch
ab. Die Elastizität
der Schelle 61 stellt eine Greifkraft am Element 50 bereit,
um es in der gewünschten
Position zu halten, während
sie doch ermöglicht,
daß das
Element 50 neu positioniert wird.
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Als
Alternative dazu kann die Optikbohrung 60 einen Innendurchmesser
haben, der größer ist
als der Außendurchmesser
des Betrachtungselements. In diesem Fall kann das Betrachtungselement 50, entweder
von Hand oder durch eine gesonderte Stützbefestigung, außerhalb
der Vorrichtung 10 gestützt
werden.
-
Vorzugsweise
stellt die Vorrichtung 10 Eingriffsmittel bereit, um die
Einbauvorrichtung 30 sicher, aber drehbar, mit der Kanüle 20 in
Eingriff zu bringen. Am bevorzugtesten wird die Einbauvorrichtung 30 so
konfiguriert, daß sie
eine Standardkanüle 20 in
Eingriff nimmt. Eingriffsmittel können zwischen dem Gehäuse 31 und
der Kanüle 20 angeordnet
werden, wenn die Einbauvorrichtung 30 am proximalen Ende 22 der
Kanüle 20 angebracht
wird, um einen Halteeingriff zwischen dem Gehäuse 31 und der Kanüle 20 zu
gewährleisten.
Bei einem in 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel
schließt
das Eingriffsmittel eine Zahl von Nuten 32 innerhalb der
Aufnahmebohrung 40 und ein in jeder Nut 32 angeordnetes elastisches
Dichtungselement, wie beispielsweise einen O-Ring (siehe 11),
ein. Die zwischen dem Gehäuse 31 und
dem Außendurchmesser
Do der Kanüle 20 angeordneten
Dichtungselemente oder O-Ringe befestigen die Einbauvorrichtung 30 drehbar
an der Kanüle 20.
Die O-Ringe setzen einer Bewegung ausreichenden Widerstand entgegen,
um die Einbauvorrichtung 30 in einer wählbaren Position an der Kanüle zu halten.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
definiert das Gehäuse 31 eine
Aufnahmebohrung 40, die einen Innendurchmesser dI hat, der nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser
Do der Kanüle 20, so daß sich das
Gehäuse 31 frei
um die Kanüle 20 drehen
kann.
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Der
Arbeitskanal 25 und die Arbeitskanalöffnung 35 werden beide
dafür bemessen,
ein Werkzeug oder Instrument durch dieselben aufzunehmen. Vorzugsweise
hat die Arbeitskanalöffnung 35 des Gehäuses 31 einen
Durchmesser Dw, der wesentlich dem Innendurchmesser
d2 des Arbeitskanals 25 entspricht,
so daß der
wirksame Durchmesser des Arbeitskanals durch die Einbauvorrichtung 30 nicht
verringert wird. Diese Konfiguration gewährleistet ein maximales Maß an Raum
für das
Einsetzen von Werkzeugen in den Arbeitskanal 25. Die vorliegende Erfindung
ist vorteilhaft, weil standardmäßige mikrochirurgische
Wirbelsäulenwerkzeuge
in den Arbeitskanal eingesetzt und gehandhabt werden können, um
ein chirurgisches Verfahren auszuführen. Die vorliegende Erfindung
ist besonders vorteilbaft, weil der Arbeitskanal 25 eine
Vielzahl von beweglichen Instrumenten gleichzeitig aufnehmen wird.
Keine andere bekannte Vorrichtung nach dem technischen Stand hat
einen Arbeitskanal, der zur gleichen Zeit mehr als ein bewegliches
Instrument durch eine einzige Öffnung
aufnimmt. Daher kann nach dieser Erfindung durch den Arbeitskanal 25 der
Vorrichtung 10 ein ganzes perkutanes chirurgisches Verfahren
unter unmittelbarem Sichtbarmachen unter Verwendung des innerhalb
der Optikbohrung 60 angeordneten Betrachtungselements 50 ausgeführt werden.
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Nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind
die Bauteile der Vorrichtung 10 von zylindrischer Konfiguration.
Mit anderen Worten, die Kanüle 20, der
Arbeitskanal 25 und die Einbauvorrichtung 30 haben
entsprechende zylindrische Konfigurationen, welch die verschiedenen
Durchmesser Di, Do,
Dw und d2 ergeben.
Nach anderen, als Teil der Erfindung angesehenen, Ausführungsbeispielen
können
diese Durchmesser nicht-kreisförmige
Innen- und Außenabmessungen,
wie beispielsweise oval oder quadratisch geformte, sein. Zum Beispiel
würde eine
zu einem quadratischen Querschnitt modifizierte Kanüle 20 noch
einen großen
Arbeitskanal, wie beispielsweise den Arbeitskanal 25, bereitstellen. Ähnlich würde eine
entsprechende Einbauvorrichtung 30 mit einem quadratischen
Querschnitt ebenfalls eine große
Arbeitskanalöffnung
Dw bereitstellen. Im Fall von nicht-kreisförmigen Konfigurationen
wäre die
Einbauvorrichtung 30 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
nicht in der Lage, sich um den Umfang der Kanüle 20 zu drehen, wie
es durch die kreisförmigen Konfigurationen
ermöglicht
wird. Andererseits werden selbst die nicht-kreisförmigen Konfigurationen eine
Bewegung des optischen Betrachtungselements in Axialrichtung und
ein Drehen des Betrachtungselements um seine eigene Achse ermöglichen, wie
es hierin vollständiger
dargelegt wird.
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Nach
einer weiteren Variation der vorliegenden Erfindung kann die Kanüle 20 durch
eine ähnliche
Vorrichtung ersetzt werden, die in der Lage ist, einen großen Arbeitskanal 25 aufrechtzuerhalten. Zum
Beispiel kann die Kanüle 20 durch
eine Spreizkanüle
oder eine Dehnvorrichtung ersetzt werden. Bei einem spezifischen
Ausführungsbeispiel
kann die Vorrichtung eine spiralig gewundene Röhre sein, die aufgewickelt
oder ausgedehnt wird, um die Arbeitskanalabmessung zu gewährleisten.
Als Alternative können
mehrere Gewebsdilatatoren, wie beispielsweise Spekulae, ausgedehnt
werden, um einen Arbeitsraum zu erzeugen. Bei diesen Konfigurationen kann
die Einbauvorrichtung 30 noch verwendet werden, um das
optische Betrachtungselement 50 zu tragen, sobald der ausdehnbare
Dilatator oder Gewebshaken seine volle Arbeitskanalabmessung erreicht.
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Obwohl
mit der vorliegenden Erfindung standardmäßige mikrochirurgische Instrumente
verwendet werden können,
sieht diese Erfindung auch bestimmte Werkzeuge vor, welche die Vorteile
dieser Erfindung nutzen und steigern.
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Dementsprechend
wird ein Gewebshaken 70 bereitgestellt, wie er in 4 bis 6 abgebildet wird.
Der Haken 70 kann entfernbar und drehbar durch den Arbeitskanal 25 und
die Arbeitskanalöffnung 35 der
Vorrichtung 10 eingesetzt werden. Der Gewebshaken 70 schließt eine
Arbeitsspitze 75, dafür
konfiguriert, atraumatisch Gewebe zu verschieben, wenn der Haken 70 durch
das Gewebe gehandhabt wird, und einen Körper 76 mit einem
proximalen ersten Ende 77 und einem distalen zweiten Ende 78 ein.
Das zweite Ende 78 kann mit der Arbeitsspitze 75 integriert
sein, die vorzugsweise ein stumpfes gekrümmtes Ende 82 hat.
Außerdem
wird die Arbeitsspitze 75 ebenfalls vorzugsweise vom Körper 76 weg gebogen
oder gekrümmt,
wie es in 7 gezeigt wird. Der Körper 76 wird
so bemessen, daß er
drehbar innerhalb der Kanüle 20 aufgenommen
wird, und hat eine Länge
B vom ersten Ende 77 zum zweiten Ende 78, die
dafür ausreicht,
daß sich
das erste Ende 77 und die Arbeitsspitze 75 beide
außerhalb
der Kanüle 20 erstrecken
können,
wenn sich der Körper 76 innerhalb
der Kanüle 20 befindet.
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Es
kann jeder geeignete Haken zur Verwendung durch den Arbeitskanal 25 erwogen
werden. Es werden jedoch Haken wie beispielsweise der in 4 bis 6 abgebildete
Haken 70 bevorzugt, bei denen der Körper 76 eine gekrümmte Platte 84 einschließt, die
so konfiguriert wird, daß sie
der zylindrischen Innenfläche 26 der
Kanüle
entspricht, ohne den Arbeitskanal 25 wesentlich zu blockieren.
Die gekrümmte
Platte 84 hat eine konvexe Fläche 80 und eine gegenüberliegende
konkave Fläche 81.
Bei einem Ausführungsbeispiel
schließt
die gekrümmte Platte 84 einen
ersten Plattenabschnitt 85, der eine erste konvexe Fläche 80 und
eine gegenüberliegende
erste konkave Fläche 8l definiert,
ein. Ein zweiter Plattenabschnitt 86 ist integriert mit
dem ersten Plattenabschnitt 85 und wird zwischen dem ersten
Plattenabschnitt 85 und der Arbeitsspitze 75 angeordnet. Der
zweite Plattenabschnitt 86 definiert eine zweite konvexe
Fläche
(nicht gezeigt) und eine gegenüberliegende
zweite konkave Fläche 81'. Sowohl der
erste Plattenabschnitt 85 als auch der zweite Plattenabschnitt 86 schließen gegenüberliegende
Kanten 90 ein, die wesentlich parallel zu der Länge B des
Körpers 76 verlaufen.
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Vorzugsweise
umschreibt die gekrümmte Platte 84 zwischen
den gegenüberliegenden
Kanten 90 einen Bogen A1 von wenigstens
200 Grad und am bevorzugtesten 270 Grad. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
umschreibt der zweite Plattenabschnitt 86 und insbesondere
die zweite konkave Fläche 81' einen Winkel,
der längs
der Länge
des Hakens abnimmt. Folglich umschreibt die zweite konkave Fläche 81' bei einem Ausführungsbeispiel
angrenzend an den ersten Plattenabschnitt 85 einen Winkel von
etwa 200 Grad, der am Ende 78 auf weniger als etwa 10 Grad
abnimmt.
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In 8 bis 11 wird
ein alternatives Ausführungsbeispiel
eines Gewebshakens nach dieser Erfindung abgebildet. Dieser Haken 100 hat
einen Körper 106,
der einen ersten Plattenabschnitt 115 einschließt, der
eine erste konvexe Fläche 110 und eine
gegenüberliegende
erste konkave Fläche 111 definiert
und erste gegenüberliegende
Kanten 120 einschließt,
die wesentlich parallel zur Länge
B des Körpers 106 verlaufen.
Der erste Plattenabschnitt 115 umschreibt zwischen den
ersten gegenüberliegenden
Kanten 120 einen ersten Bogen A2.
Der Hakenkörper 106 schließt außerdem einen
zweiten Plattenabschnitt 116 ein, der mit dem ersten Plattenabschnitt 115 integriert
ist und zwischen dem ersten Plattenabschnitt 115 und einer
Arbeitsspitze 105 angeordnet wird. Der zweite Plattenabschnitt 116 definiert
eine zweite konvexe Fläche 110' und eine gegenüberliegende
zweite konkave Fläche 111' und schließt zweite
gegenüberliegende
Kanten 120' ein, die
wesentlich parallel zur Länge
B verlaufen. Der zweite Plattenabschnitt 116 umschreibt
zwischen den zweiten gegenüberliegenden
Kanten 120' einen zweiten
Bogen A3, der sich bei diesem Ausführungsbeispiel
vom ersten Bogen A2 unterscheidet. Vorzugsweise
umschreibt der erste Bogen A2 einen Winkel
von weniger als 180 Grad, und der zweite Bogen A3 umschreibt
einen Winkel von mehr als 180 Grad. Am bevorzugtesten umschreibt
der erste Bogen A2 einen Winkel von etwa
90 Grad, und der zweite Bogen A3 umschreibt
einen Winkel von etwa 270 Grad.
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Die
Haken können
mit Mitteln versehen werden, um die Haken 70, 100 innerhalb
des Arbeitskanals 25 der Kanüle 20 in Eingriff
zu bringen. Zum Beispiel können
die konvexen Flächen 80, 110 so
konfiguriert werden, daß sie
einen Durchmesser haben, der größer ist
als der Durchmesser DI der zylindrischen
Innenfläche 26 der
Kanüle 20.
In diesem Fall kann der Körper 76, 106 aus
einem elastischen Material geformt werden, das verformt werden kann,
um in die Kanüle 20 eingeführt werden
zu können,
so daß sich
die konvexe Fläche 80, 110 in
Kontakt mit der zylindrischen Innenfläche 26 der Kanüle 20 befindet.
Wenn der Körper 76, 106 verformt
wird, übt
er eine nach außen
gerichtete Kraft gegen die Fläche 26 aus,
um den Haken reibschlüssig
in seiner gewählten
Position zu halten.
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Die
bevorzugten mit dieser Erfindung bereitgestellten Bauteile werden
so konfiguriert, daß innerhalb
des Arbeitskanals 25 der Kanüle 20 mehrere Werkzeuge
und Instrumente aufgenommen und gehandhabt werden können. Die
Bauteile werden ebenfalls so konfiguriert, daß gleichzeitig mehr als ein
Chirurg Instrumente durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 handhaben
kann. Zum Beispiel kann ein Chirurg den Haken handhaben, während ein
anderer Chirurg in einen Knochen bohrt. Die Krümmung des Körpers 76, 106 der
Haken 70, 100 gewährleistet mehr Arbeitsraum
und steigert die Sichtbarkeit. Ein anderes Merkmal ist, daß die lange
Achse des Bauteils im Arbeitskanal 25 untergebracht werden
kann, während
eine Biegung im Griffabschnitt die Hände vom Kanal 25 entfernt
hält, so
daß mehr
als ein Chirurg im Kanal 25 arbeiten kann und mehr Werkzeuge im
Kanal 25 untergebracht werden können. Die in 4 bis 8 gezeigten
Haken umfassen jeder einen am proximalen ersten Ende 77, 107 des
Körpers 76, 106 befestigten
Arm 71, 101. Vorzugsweise liegt, wie es in 4 bis 11 gezeigt
wird, der Arm 71, 101 in einem Winkel α, der geringer
ist als 180 Grad, zur Längsachse
der Länge
L des Körpers 76.
Am bevorzugtesten beträgt
der Winkel α etwa
90 Grad, so daß der
Arm 71, 101 wesentlich senkrecht zur Länge L des
Körpers 76, 106 liegt.
Vorzugsweise hat der Arm 71, 101 eine Greiffläche 72, 102,
um das Handhaben des Hakens 70, 100 zu erleichtern.
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Es
wird jeder Dilatator erwogen, der in den Arbeitskanal 25 der
Kanüle 20 eingesetzt
werden kann, jedoch wird in 9 ein bevorzugter
Dilatator abgebildet. Ein Dilatator 130 umfaßt vorzugsweise eine
hohle Hülse 135,
die einen Kanal 131 definiert. Der Kanal 131 ermöglicht,
daß der
Dilatator 130 über einem
Führungsdraht
(nicht gezeigt) oder anderen Dilatatoren plaziert wird. Die hohle
Hülse 135 hat
ein Arbeitsende 136, das eine erste Öffnung 132 in Verbindung
mit dem Kanal 131 definiert, und ein gegenüberliegendes
Ende 137, das eine zweite Öffnung 133 definiert.
Das Arbeitsende 136 wird zum atraumatischen Verschieben
von Gewebe zu einer verjüngten
Spitze 138 verjüngt.
Vorzugsweise wird an einer Außenfläche 141 der
Hülse 135 angrenzend
an das gegenüberliegende
Ende 137 ein Greifabschnitt 140 bereitgestellt.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird
der Greifabschnitt 140 durch eine Vielzahl von in der Außenfläche 141 definierten
Umfangsnuten 142 definiert. Die Nuten 142 werden
für ein
manuelles Ergreifen des Dilatators 130 konfiguriert, um
den Dilatator 130 durch Gewebe zu bewegen. Vorzugsweise sind
die Nuten 142 teilzylindrisch. Bei dem in 9 gezeigten
Ausführungsbeispiel
schließt
der Greifabschnitt 140 zwischen jeder der Umfangsnuten 142 eine
Zahl von Umfangsflachstellen 143 ein. Die Nuten 142 haben
eine erste Breite W1 längs der Länge der Hülse 135, und die Flachstellen 143 haben
eine zweite Breite W2 146 längs der
Länge.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Breite W1 und
W2 wesentlich gleich.
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Die
vorliegende Erfindung findet Anwendung bei einer breiten Auswahl
von chirurgischen Verfahren und insbesondere bei Wirbelsäulenoperationen, wie
beispielsweise Laminotomie, Laminektomie, Foramenotomie, Facettektomie
und Nukleotomie. Frühere
chirurgische Techniken für
jede dieser Operationen haben sich von höchst invasiven offenen Operationen
zu den durch die Patente von Kambin und Shapiro repräsentierten
minimal-invasiven Techniken entwickelt. Jedoch sind bei jeder dieser
minimalinvasiven Techniken mehrere Zugänge in den Patienten erforderlich.
Darüber
hinaus sind die meisten der früheren
minimal-invasiven Techniken leicht nur für einen posterolateralen Zugang
zur Wirbelsäule
anzupassen. Die Vorrichtungen und Instrumente der vorliegenden Erfindung
finden Anwendung bei einer chirurgischen Technik, die es ermöglicht,
daß jede
dieser mehreren Arten von chirurgischen Verfahren über einen
einzigen Arbeitskanal ausgeführt
wird. Diese Erfindung kann ebenfalls von einem beliebigen Zugang
aus und in anderen Bereichen außer
der Wirbelsäule
verwendet werden. Zum Beispiel erwägt die Erfindung eine Vorrichtung,
die entsprechend bemessen wird für
eine Verwendung bei transnasalen, transsphenoidalen und Hypophysenoperationen.
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In 10 werden die Schritte einer Wirbelsäulenoperation
abgebildet. Wie es leicht aus jedem der abgebildeten Schritte (a)
bis (i) zu ersehen ist, ermöglicht
das vorliegende Ausführungsbeispiel
der Erfindung einen wesentlich medianen oder median posterioren
Zugang zur Wirbelsäule.
Selbstverständlich
versteht es sich von selbst, daß viele
der folgenden chirurgischen Schritte aus anderen Zugängen zur
Wirbelsäule,
wie beispielsweise posterolateral oder anterior, ausgeführt werden
können.
Bei einem ersten Schritt der Technik kann ein Führungsdraht 150 durch
die Haut und das Gewebe in die Wirbelplatten M eines Wirbelkörpers V
vorgeschoben werden. Vorzugsweise wird eine kleine Inzision in der Haut
vorgenommen, um das Eindringen des Führungsdrahts durch die Haut
zu erleichtern. Außerdem wird
der Führungsdraht,
der ein K-Draht sein kann, am bevorzugtesten unter Röntgen- oder
bildgeführter Kontrolle eingesetzt,
um seine richtige Positionierung innerhalb der Wirbelplatten L des
Wirbels V zu überprüfen. Selbstverständlich versteht
es sich von selbst, daß der
Führungsdraht 150 an
praktisch jeder Stelle der Wirbelsäule und in jedem Abschnitt
eines Wirbels V positioniert werden kann. Das Positionieren des
Führungsdrahts
hängt von
dem durch die Arbeitskanalkanüle
der vorliegenden Erfindung auszuführenden chirurgischen Verfahren
ab. Vorzugsweise wird der Führungsdraht 150 fest
im Wirbelknochen verankert, wobei er, falls es notwendig ist, mit
einem Hammer eingeschlagen wird.
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Bei
anschließenden
Schritten des bevorzugten Verfahrens wird eine Reihe von Gewebsdilatatoren über den
Führungsdraht 150 vorgeschoben,
wie es in 10 in den Schritten (b)
bis (d) abgebildet wird. Als Alternative dazu können die Dilatatoren ohne die
Hilfe eines Führungsdrahts
durch die Inzision vorgeschoben werden, gefolgt von einer stumpfen Dissektion
der darunterliegenden Gewebe. Bei dem spezifischen illustrierten
Ausführungsbeispiel
wird eine Reihe von nacheinander größer werdenden Dilatatoren 151, 152 und 153 konzentrisch übereinander
und über
dem Führungsdraht 150 angeordnet und
in den Körper
vorgeschoben, um aufeinanderfolgend die perispinalen weichen Gewebe
zu erweitern. Am bevorzugtesten sind die Gewebsdilatatoren von der
in 9 gezeigten Art der vorliegenden Anmeldung. Bei
einem spezifischen Ausführungsbeispiel haben
die Dilatatoren nacheinander größer werdende
Durchmesser, die von 5 mm zu 9 mm bis zu 12,5 mm für den größten Dilatator
reichen. In Abhängigkeit
vom anatomischen Zugang und von der gewünschten Größe des Arbeitskanals werden
andere Dilatatorgrößen erwogen.
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Beim
nächsten
Schritt der illustrierten Technik wird die Arbeitskanalkanüle 20 über den
größten Dilatator 153 vorgeschoben,
wie es in Schritt (e) gezeigt wird, und die Dilatatoren und der
Führungsdraht 150 werden
entfernt, wie es in Schritt (f) gezeigt wird. Vorzugsweise hat die
Arbeitskanalkanüle 20 einen Innendurchmesser
DI von 12,7 nun, so daß sie leicht über den
Außendurchmesser
von 12,5 mm des großen
Dilatators 153 geschoben werden kann. In Abhängigkeit
von dem anatomischen Bereich und dem chirurgischen Verfahren werden
größere Arbeitskanalkanülen erwogen.
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Wenn
sich die Kanüle 20 in
Position befindet, wird von der Haut des Patienten bis zu einem
Arbeitsraum angrenzend an die Wirbelsäule ein Arbeitskanal gebildet.
Es versteht sich von selbst, daß die
Länge der
Kanüle 20 durch
das spezifische ausgeführte chirurgische
Verfahren und die den Arbeitsraum umgebende Anatomie bestimmt wird.
Zum Beispiel erfordert in der Lendenwirbelsäule der Abstand von den Wirbelplatten
M eines Wirbels V bis zur Haut des Patienten eine längere Kanüle als eine ähnliche
Operation, die in der Halswirbelsäule ausgeführt wird, wo der Wirbelkörper näher an der
Haut liegt. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel, bei dem die
Kanüle 20 bei
einem Lenden-Nukleotomieverfahren verwendet wird, hat die Kanüle eine
Länge von
87 mm, obwohl sich während
der Operation allgemein nur etwa eine Hälfte der Länge der Kanüle innerhalb des Patienten
befinden wird.
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Nach
der vorliegenden chirurgischen Technik wird die Arbeitskanalkanüle 20 wenigstens
anfangs nur durch das weiche Gewebe und die Haut des Patienten gestützt. Folglich
kann die Kanüle 20 in einem
Aspekt des bevorzugten Ausführungsbeispiels eine
an der Außenfläche der
Kanüle
angebrachte Befestigungsstütze 27 (10(f), 11) einschließen. Diese
Befestigungsstütze 27 kann
an einem flexiblen Stützarm 160 befestigt
werden, der eine bekannte Konstruktion haben kann. Vorzugsweise
wird der flexible Stützarm 160,
wie es in 10(i) und detaillierter
in 11 gezeigt wird, mit Hilfe einer Schraube und
einer Flügelmutter 161 mit
der Stütze 27 in
Eingriff gebracht, obwohl andere Befestigungselemente ebenfalls
erwogen werden. Dieser flexible Arm 160 kann am Operationstisch
angebracht werden und kann leicht in eine unbewegliche Position
eingestellt werden, um eine feste Stütze für die Kanüle 20 bereitzustellen.
Der flexible Arm 160 wird vorgezogen, damit er so konturiert
werden kann, wie es erforderlich ist, um entfernt von der Operationsstelle
zu bleiben und zu ermöglichen,
daß die
Chirurgen ausreichend Raum haben, um die Vielzahl von Werkzeugen
zu handhaben, die während
der gesamten Operation verwendet werden.
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Bei
einer Rückkehr
zu 10 kann die Einbauvorrichtung 30 über dem
proximalen Ende der Kanüle 20 in
Eingriff gebracht werden, sobald die Kanüle 20 innerhalb des
Patienten festsitzt. Die Einbauvorrichtung 30 stellt, wie
es in 2 und 3 gezeigt wird und wie es oben
beschrieben wird, eine Optikbohrung 60 zum Tragen eines
länglichen
Betrachtungselements, wie beispielsweise des in Schritt (h) gezeigten
Elements 50, bereit. Nach der Erfindung wird das Betrachtungselement 50 in
die Einbauvorrichtung 30 vorgeschoben und durch die Optikbohrung 60 getragen
(2). Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
ist das Element 50 am bevorzugtesten ein faseroptisches
Gerät,
obwohl ein Stablinsengerät,
ein „Chip
on a stick" oder
andere Betrachtungsgeräte
eingesetzt werden können.
Beim abschließenden
Schritt (i) des in 10 gezeigten Verfahrens
wird der flexible Arm 160 an der Stütze 27 angebracht,
um die Kanüle 20 zu
stützen,
die wiederum das optische Betrachtungselement 50 stützt. Diese
Endposition von Schritt (i) in 10 wird
in 11 detaillierter gezeigt. Das Betrachtungselement 50 kann
von einer Vielzahl von Arten, einschließlich eines starren Endoskops
oder eines flexiblen und lenkbaren Geräts, sein.
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Mit
dem durch die Einbauvorrichtung 30 getragenen Betrachtungselement
oder Gerät 50 kann der
Chirurg den Bereich unterhalb des Arbeitskanals 25 der
Kanüle 20 unmittelbar
sichtbar machen. Der Chirurg kann das Betrachtungselement 50 frei
innerhalb des Arbeitskanals 25 oder unterhalb des distalen
Endes der Kanüle
in den Arbeitsraum bewegen. Im Fall eines Geräts mit einer lenkbaren Spitze
kann das zweite Ende 52 des Betrachtungselements 50, das
die Linse 55 trägt,
zu unterschiedlichen Positionen bewegt werden, wie es beispielsweise
in 11 gezeigt wird. Im Gegensatz zu früheren Systemen werden
bei praktisch keiner Art von Betrachtungselement das Handhaben und
das Positionieren des Geräts
durch den Arbeitskanal 25 begrenzt.
-
Vorzugsweise
wird die durch die Einbauvorrichtung 30 bereitgestellte
Positioniermöglichkeit
eingesetzt, um ein Ausfahren der Linse 55 in den Arbeitsraum
oder ein Einfahren zurück
in die Kanüle 20 zu
ermöglichen,
wie es in 1 durch die Pfeile T abgebildet
wird. Außerdem
paßt sich
die Einbauvorrichtung vorzugsweise der Drehung des Elements 50 um seine
eigene Achse (Pfeile R in 1), um den
durch die abgewinkelte Linse 55 bereitgestellten Betrachtungswinkel
zu variieren, oder der Drehung des gesamten Betrachtungselements 50 um
die Kanüle 20 und
um den Umfang des Arbeitskanals 25, wie sie in 1 durch
die Pfeile N gezeigt wird, an. Auf diese Weise wird dem Chirurgen
eine vollständige
und ungehinderte Sicht auf den gesamten Arbeitsraum unterhalb des
Arbeitskanals 25 gewährleistet.
In Fällen, in
denen die Einbauvorrichtung 30 um die Kanüle 20 gedreht
wird, wird die Sichtausrichtung der Optik (d. h. rechts-links und
hinauf-hinab) nicht verändert,
so daß die
Sicht des Chirurgen auf die Operation und die umgebende Anatomie
nicht gestört
wird.
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Ein
anderer durch die Kanüle 20 mit
einem einzigen Arbeitskanal der vorliegenden Erfindung gewährleisteter
Vorteil ist, daß die
Kanüle
leicht über
einem entsprechenden Zielgewebe oder Knochen angeordnet werden kann,
um dadurch den Arbeitsraum so zu bewegen, wie es für das chirurgische
Verfahren erforderlich ist. Mit anderen Worten, weil die Arbeitskanalkanüle 20 frei
innerhalb der Haut und des Gewebes des Patienten anzuordnen ist,
kann sie so bewegt werden, daß der
Arbeitsraum unterhalb der Kanüle 20 passender über dem
Zielgebiet der Wirbelsäule
zentriert wird. Ein erneutes Positionieren der Kanüle 20 kann
unter Röntgendurchleuchtungsführung ausgeführt werden.
Als Alternative dazu kann die Kanüle mit Positionserfassungsvorrichtungen, wie
beispielsweise LED, ausgestattet werden, um stereotaktisch geführt zu werden.
Wenn die Kanüle erneut
positioniert wird, kann der Chirurg die Wirbelsäule ebenfalls durch das Betrachtungselement 50 unmittelbar
sichtbar machen.
-
Sobald
die Position der Kanüle 20 eingerichtet
ist und ein Arbeitsraum über
dem richtigen Zielgewebe ausgerichtet ist, kann eine Vielzahl von
Werkzeugen und Instrumenten durch den Arbeitskanal 25 ausgefahren
werden, um das spezifische auszuführende chirurgische Verfahren
durchzuführen.
Zum Beispiel kann im Fall einer Laminotomie, Laminektomie, Foramenotomie
oder Facettektomie eine Vielzahl von Rongeuren, Küretten und
Trepans durch die Arbeitskanalöffnung 35 (siehe 2)
und durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 (siehe 11)
in den Arbeitsraum ausgefahren werden. Es versteht sich von selbst,
daß diese
verschiedenen Werkzeuge und Instrumente dafür gestaltet werden, durch den
Arbeitskanal zu passen. Zum Beispiel kann der Arbeitskanal 25 durch
die Kanüle 20 bei
einem spezifischen Ausführungsbeispiel
einen maximalen Durchmesser d2 von 12,7
mm haben. Da sich jedoch das Betrachtungselement 50 in
den Arbeitskanal 25 erstreckt, wird der tatsächliche
Durchmesser bei dem spezifischen illustrierten Ausführungsbeispiel
etwa 8 mm betragen, obwohl innerhalb des Arbeitskanals 25 um das
Betrachtungselement 50 ausreichend Raum bereitgestellt
wird, um einen weiten Bewegungsbereich des Werkzeugs oder Instruments
innerhalb des Arbeitskanals zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung
ist nicht auf bestimmte Größen für den Arbeitskanal
und wirksame Durchmesser begrenzt, da die Abmessungen der Bauteile
von der Anatomie der Operationsstelle und der Art der auszuführenden Operation
abhängen.
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Vorzugsweise
wird jedes der mit der Arbeitskanalkanüle 20 verwendeten
Werkzeuge und Instrumente so gestaltet, daß die Behinderung der Sicht des
Chirurgen auf den Arbeitsraum am distalen Ende der Arbeitskanalkanüle und des
Zugangs zu demselben auf ein Minimum verringert wird. Ebenso werden die
Instrumente und Werkzeuge so gestaltet, daß ihre Betätigungsenden, die durch den
Chirurgen gehandhabt werden, von der Arbeitskanalkanüle 20 versetzt
werden. Ein solches Beispiel ist der in 4 bis 8 gezeigte
Gewebshaken. Bei diesen Haken werden die Griffe, die durch den Chirurgen
manuell ergriffen werden, in einem Winkel von etwa 90 Grad im Verhältnis zur
Längsachse
des Werkzeugs selbst versetzt.
-
Die
durch die Arbeitskanalkanüle 20 und
innerhalb des Arbeitsraums am distalen Ende der Kanüle durchgeführten chirurgischen
Verfahren können „trocken" – das heißt, ohne die Verwendung einer Spülflüssigkeit – durchgeführt werden.
Bei früheren chirurgischen
Techniken ist der Arbeitsraum an der Operationsstelle flüssigkeitsgefüllt, um
den Arbeitsraum aufrechtzuerhalten und die Verwendung der Visualisierungsoptik
zu unterstützen.
Bei diesen früheren
Systemen wurde die Visualisierungsoptik jedoch innerhalb des Endoskops
fixiert. Im Gegensatz dazu ermöglicht
die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung einen breiten
Bewegungsbereich für
das Betrachtungselement 50, so daß die Linse 55 vollständig in
den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 eingefahren werden
kann, um es vor einem Kontakt mit dem perispinalen Gewebe oder dem
Blut, das an der Operationsstelle hervorgebracht werden kann, zu
schützen.
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Da
das Betrachtungselement 50 entfernbar und austauschbar
ist, kann das Element 50 darüber hinaus vollständig aus
der Einbauvorrichtung 30 entfernt werden, so daß die Linse 55 gereinigt
werden kann, wonach das Betrachtungselement 50 erneut in die
Einbauvorrichtung eingesetzt und wieder zum Arbeitsraum vorgeschoben
werden kann. Unter diesen Umständen
ist dann die Notwendigkeit einer Spülung weniger entscheidend.
Diese Merkmale können
von besonderem Wert sein, wenn Schneidvorgänge mit einem angetriebenen
Bohrer auszuführen
sind. Bei früheren
chirurgischen Verfahren hat es sich gezeigt, daß die Verwendung eines angetriebenen
Bohrers in einer Fluidumgebung eine Turbulenz oder eine Kavitation
der Flüssigkeit
erzeugen kann. Diese Turbulenz kann die Sicht des Chirurgen auf
die Operationsstelle, wenigstens, während der Bohrer eingesetzt wird,
vollständig
verdecken. Bei der vorliegenden Erfindung ermöglicht die trockene Umgebung
ein ununterbrochenes Beobachten des Betriebs des angetriebenen Bohrers,
so daß der
Chirurg schnell und wirksam die notwendigen Schneidvorgänge ausführen kann.
-
Während es
die vorliegende Erfindung einem Chirurgen ermöglicht, chirurgische Verfahren
im Arbeitsraum in einer trockenen Umgebung auszuführen, kann
eine Spülung
gesondert durch den Arbeitskanal 25 bereitgestellt werden.
Als Alternative dazu kann die Betrachtungsvorrichtung 50 selbst
eine durch den Anschluß 53 getragene
Röhre 54 einschließen, durch
die mäßige Flüssigkeitsmengen
zugeführt
werden können,
um den Beobachtungsraum freizuhalten. Außerdem wird während einer
Nukleotomie das Absaugen des resezierten Gewebes bevorzugt, und
eine Spülung
wird häufig
das schnelle Entfernen dieses Gewebes unterstützen. Folglich können entsprechend
den Erfordernissen des Verfahrens gesonderte Spül- und Absaugelemente durch den Arbeitskanal 25 eingesetzt
werden.
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Wenn
es notwendig ist, kann das Absaugen unmittelbar durch den Arbeitskanal 25 der
Kanüle 20 ausgeführt werden.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
wird eine Absaugkappe 165 bereitgestellt, wie sie in 11 und 12 gezeigt
wird. Die Kappe 165 schließt einen Körper 166 ein, der
eine Anschlußbohrung 167 mit
einem Innendurchmesser db definiert, der
größer ist
als der Außendurchmesser Dh des Gehäuses 31 des
Anschlusses 30. Es wird eine Werkzeugöffnung 168 in Verbindung
mit der Anschlußbohrung 167 bereitgestellt.
Wenn die Absaugkappe 165 über dem Gehäuse 31 angebracht
wird, wie es in 11 gezeigt wird, steht die Werkzeugöffnung 168 in
unmittelbarer Verbindung mit der oberen Bohrung 41 und
gewährleistet
die gleichen Zugangsmöglichkeiten
wie die Arbeitskanalöffnung 35 des Gehäuses 31.
Die Absaugkappe 165 wird außerdem mit einer Röhrenaufnahmebohrung 169 versehen, die
sich mit der Anschlußbohrung 167 überschneidet. Die
Aufnahmebohrung 169 wird dafür konfiguriert, eine Absaugröhre aufzunehmen,
durch die ein Unterdruck oder ein Sog angelegt wird. In bestimmten
Fällen
kann die Werkzeugöffnung 168 abgedeckt
werden, während
durch die Röhrenaufnahmebohrung 169 und
die Anschlußbohrung 167 und
schließlich durch
den Arbeitskanal 25 ein Sog ausgeübt wird. Das Abdecken der Öffnung 168 kann
die Absaugwirkung durch den Arbeitskanal optimieren.
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Bei
einer erneuten Rückkehr
zu der chirurgischen Technik eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung kann, sobald die Arbeitskanalkanüle 20 und die Optik 50 in
Position sind, wie es in 10, Schritt
(i) und 11 abgebildet wird, das paraspinale
Gewebe unter Verwendung von Instrumenten, wie sie oben beschrieben
werden, zurückgebogen
werden und unter Verwendung mehrerer Rongeure, Küretten und Bohrer eine Laminektomie ausgeführt werden.
Wenn es notwendig ist, kann die Kanüle 20 abgewinkelt
werden, um einen größeren Bereich
der Knochenentfernung zu ermöglichen,
was für
einen Zugang zu anderen Abschnitten der Wirbelsäulenanatomie notwendig sein
kann. In einigen Fällen
kann ein Zugang zu dem Wirbelkanal und den posterior medianen Aspekten
des Bandscheiben-Faserrings erfordern, einen Abschnitt des Wirbelknochens
herauszuschneiden, der größer ist
als der Innendurchmesser des Arbeitskanals 25. Folglich
kann eine gewisse Bewegung der Kanüle 20 notwendig sein,
um ein Entfernen eines größeren Knochenabschnitts
zu ermöglichen.
Bei anderen Operationen können
Mehrebenen-Laminektomien oder -Foramenotomien notwendig sein. In
diesem Fall können
diese Mehrebenen-Operationen durch aufeinanderfolgendes Einsetzen
der Arbeitskanalkanüle 20 durch mehrere
kleine Hauteinschnitte längs
der Wirbelsäulenmittellinie
ausgeführt
werden. Als Alternative dazu können
an jedem der kleinen Hauteinschnitte mehrere Arbeitskanalkanülen 20 plaziert
werden, um die Mehrebenen-Knochenentfernungsoperationen auszuführen.
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Wieder
wird nach der bevorzugten illustrierten chirurgischen Technik eine Öffnung in
die Wirbelplatten M des Wirbels V geschnitten, die einen direkten
visuellen Zugang zum Wirbelkanal selbst gewährleistet. Wenn es notwendig
ist, kann die Wurzeln der Spinalnerven umgebendes Gewebe unter Verwendung
von mikrochirurgischen Skalpellen und Küretten entfernt werden. Sobald
die Wurzel der Spinalnerven freigelegt ist, kann ein Haken, wie
beispielsweise die in 4 bis 8 gezeigten
Haken, verwendet werden, um die Nervenwurzel vorsichtig zu bewegen
und außerhalb
des Arbeitsraums zu halten. In einem wichtigen Aspekt der zwei Haken 70, 100 entspricht
der Abschnitt des Hakens, der durch den Arbeitskanal 25 hindurchgeht,
allgemein der Innenfläche
der Kanüle 20,
so daß der
Arbeitskanal 25 nicht durch das Hakenwerkzeug unterbrochen
wird. Genauer gesagt, der wirksame Durchmesser innerhalb des Arbeitskanals 25 wird
nur um die Dicke der gekrümmten
Platten 84, 114 der Haken 70, 100 verringert.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel beträgt diese
Dicke etwa 0,3 mm, so daß zu
erkennen ist, daß die
Gewebshaken den im Arbeitskanal 25 zum Einsetzen von anderen
Werkzeugen und Instrumenten verfügbaren
Raum nicht wesentlich verringern.
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Wenn
sich der Gewebshaken an seinem Platz innerhalb des Arbeitskanals 25 befindet,
kann Knochen innerhalb des Wirbelkanals, wie es beispielsweise bei
einer Berstfraktur auftreten kann, mit einer Kürette oder einem Hochgeschwindigkeitsbohrer
entfernt werden. Als Alternative dazu kann der gebrochene Knochen
mit einem Knochenschlaghammer zurück in den Wirbelkörper geschlagen
werden. Falls die auszuführende
Wirbelsäulenoperation
die Entfernung von epiduralen Wirbelsäulentumoren ist, können die
Tumore an diesem Punkt unter Einsatz verschiedener mikrochirurgischer
Instrumente reseziert werden. Bei anderen Verfahren kann die Dura mater
geöffnet
werden, und es kann mit mikrochirurgischen Instrumenten, die durch
die Arbeitskanalkanüle 20 hindurchgehen,
auf das intradurale Krankheitsbild zugegriffen werden. Nach der
spezifischen illustrierten Technik können, wenn die Nervenwurzel zurückgezogen
ist, posterior mediane Bandscheibenvorfälle leicht unmittelbar am Ort
der Einklemmung reseziert werden.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird eine Arbeitskanalkanüle, wie beispielsweise die
Kanüle 20,
mit einer Einbauvorrichtung 170 zum Tragen von Optik- und
Spül-/Absaugbauteilen
versehen. Nach diesem Ausführungsbeispiel
schließt
die Einbauvorrichtung 170 einen Optikkörper 171 ein, der
am deutlichsten in 13, 14, 16 und 17 gezeigt
wird. Der Optikkörper 171 schließt einen
Klemmring 172 ein, dafür konfiguriert,
die Außenfläche 23 der
Kanüle 20 zu umschließen. Im
einzelnen schließt
der Klemmring 172 eine innere Klemmfläche 175 (siehe 14)
ein. Diese Klemmfläche 175 hat
wesentlich die gleiche Konfiguration und Abmessung wie die Außenfläche 23 der
Kanüle 20.
Der Klemmring 172 schließt an den freien Enden des
Rings Klemmarme 173a, b ein. Die Klemmarme 173a, b definieren
zwischen denselben einen Schlitz 174 (siehe 17).
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Der
Klemmring 172 ist integriert mit einer Tragsäule 176,
die einen Teil des Optikkörpers 171 bildet.
In der Tragsäule 176 wird
ein Säulenschlitz 177 gebildet,
wobei der Säulenschlitz 177 an
den Schlitz 174 zwischen den Klemmarmen 173a, b anstößt. Wie
es hierin detaillierter beschrieben wird, ermöglichen die Schlitze 174 und 177,
daß die
Klemmarme 173a, b zueinander hin zusammengedrückt werden,
um dadurch die Klemmfläche 175 des
Rings 172 um die Außenfläche 23 der
Kanüle 20 zusammenzudrücken. Auf
diese Weise kann die Einbauvorrichtung 170 an einer spezifischen
Position an der Kanüle 20 befestigt
werden. Es versteht sich von selbst, daß sich die Einbauvorrichtung 170 frei
in der Richtung des Pfeils N um den Umfang der Kanüle 20 drehen
kann, wenn der Klemmring 172 gelockert wird. Außerdem kann
sich die Einbauvorrichtung 170 in der Richtung des Pfeils
T längs
der Längsausdehnung
der Kanüle 20 verschieben.
Selbstverständlich wird
die Richtung der Bewegungsstrecke der Einbauvorrichtung 170 längs der
Länge der
Kanüle 20 begrenzt
durch das proximale Ende 22 und die Stütze 27, die verwendet
wird, um einen flexiblen Stützarm 160 in
Eingriff zu nehmen, wie es oben beschrieben wird.
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Bei
einer Rückkehr
zu 13 bis 17 sind
zusätzliche
Details der Einbauvorrichtung 170 zu erkennen. Im einzelnen
schließt
die Einbauvorrichtung 170 einen Optikmontagekörper 178 ein,
der durch die Tragsäule 176 getragen
wird und vorzugsweise mit derselben integriert ist. Der Optikmontagekörper 178 definiert
eine Anschlagkante 179 an der Grenzfläche zwischen der Tragsäule 176 und
dem Montagekörper 178.
Diese Anschlagkante definiert die Höhe der Tragsäule vom
Klemmring 172 bis zur Anschlagkante 179. Die Anschlagkante 179 des
Optikmontagekörpers 178 kann
verwendet werden, um die Abwärtsbewegung
der Einbauvorrichtung 170 in der Richtung des Pfeils T
zu begrenzen, was bei Ausführungsbeispielen
der Kanüle 20,
welche die Stütze 27 nicht
einschließen,
besonders wichtig sein kann.
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Nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel definiert
der Optikmontagekörper 178 eine
Optikbohrung 180, die dafür konfiguriert wird, eine Optikkanüle 190 aufzunehmen.
Die Optikbohrung 180 kann in Verbindung mit einer Beleuchtungsöffnung 181 stehen,
die eine Beleuchtungsquelle, wie beispielsweise ein faseroptisches
Lichtkabel, aufnehmen kann. Die Optikbohrung 180 kann ebenfalls
in Verbindung mit einer Optik-Kupplungsbohrung 182 stehen,
die von einer Vorderfläche
der Einbauvorrichtung 170 vorsteht. Nach einem spezifischen
Ausführungsbeispiel schließt die Einbauvorrichtung 170 außerdem einen Kupplungskörper 183 ein,
der vorzugsweise in die Optik-Kupplungsbohrung 182 eingepreßt wird.
Wie es in 15 gezeigt wird, kann der Kupplungskörper 183 durch
eine Kupplung 184 in Eingriff genommen werden, um an derselben
eine Kamera 185 zu tragen.
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In
einem weiteren Aspekt des Optikmontagekörpers 178 können eine
Absaugöffnung 186 und eine
Spülöffnung 187 bereitgestellt
werden, die mit der Optikbohrung 180 in Verbindung steht.
Vorzugsweise schließt
die Optikkanüle 190 Kanäle längs ihrer Länge ein,
die den verschiedenen Öffnungen
im Optikmontagekörper 178 entsprechen.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
wird die Öffnung 181 nicht
verwendet, wobei die Öffnung 186 dafür verwendet
wird, ein Beleuchtungselement aufzunehmen.
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Wie
es insbesondere in 23 gezeigt wird, kann die Öffnung 187 mit
einem Absaugkreis verbunden werden. Im einzelnen kann die Öffnung 187 mit einer
Absaugröhre 225 in
Eingriff gebracht werden, die an ihrem freien Ende ein Drosselventil 226 und
einen Lüer®-Anschluß 227 trägt. Der
Lüer®-Anschluß 227 kann,
in Abhängigkeit
von der speziellen für
die Öffnung 187 und
einen entsprechenden Kanal innerhalb der Optikkanüle 190 vorgesehenen
Verwendung, eine Quelle einer Spülflüssigkeit
oder eines Absaugunterdrucks in Eingriff nehmen.
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Die Öffnung 187 wird
als Absaugöffnung
verwendet, wobei der Lüer®-Anschluß 227 mit
einer Unterdruckquelle verbunden wird. Es versteht sich von selbst,
daß die Öffnung 187 in
Fluidverbindung mit einem entsprechenden Kanal in der Optikkanüle 190 steht,
so daß ein
durch die Röhre 225 und
die Öffnung 187 ausgeübter Sog
durch das distale oder Arbeitsende 192 der Optikkanüle 190 gezogen
wird. Das Arbeitsende 192 befindet sich an der Operationsstelle,
so daß der
Sog Luft durch den Arbeitskanal 25 der Kanüle 20 zur
Operationsstelle und durch den Absaug-/Spülkanal in der Optikkanüle 190 zieht.
Es hat sich gezeigt, daß das
Bereitstellen eines Absaugsogs auf diese Weise Rauch beseitigt,
der während
des Betriebs bestimmter Instrumente, wie beispielsweise eines Bovie-Geräts, entwickelt
werden kann. Darüber
hinaus kann der durch die Öffnung 187 ausgeübte Sog
Luft über
die Linse 191 (siehe 14, 15)
der Optikkanüle 190 ziehen,
um ein Beschlagen der Linse zu verhindern. Falls eine gesonderte
Absaugröhre
durch den Arbeitskanal ausgefahren wird, ist das Beschlagfreihalten
der Linse 191 am besten zu erreichen, wenn die Öffnung der Absaugröhre an die
Linse angrenzt. Auf diese Weise beseitigt das Bereitstellen eines
Absaugunterdrucks durch den Arbeitskanal und den Arbeitsraum praktisch
die Notwendigkeit, die Optikkanüle 190 zurückzuziehen,
um die Linse 191 zu reinigen. Dies steht im Gegensatz zu
früheren
Vorrichtungen, bei denen entweder die Linse zum Reinigen von der
Operationsstelle entfernt werden mußte, oder Vorrichtungen, bei denen
ein beträchtlicher
Flüssigkeitsstrom
erforderlich ist, um die Linse sauber und klar zu erhalten.
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Bei
einer Betrachtung von 18 bis 22 werden
nun Details eines Trommelklemmenmechanismus' 195 gezeigt. Der Trommelklemmenmechanismus 195 drückt die
Arme 173a, b des Klemmrings 172 zusammen,
um die Einbauvorrichtung 170 an der Kanüle 20 festzuklemmen.
Der Trommelklemmenmechanismus 195 schließt eine
unmittelbar angrenzend an den einen der Klemmarme 173b angeordnete
Mantelkurve 196 und einen Hebelarm 197 ein, der
dazu dient, die Mantelkurve 196 gegen den Klemmarm 173 zusammenzudrücken. Eine
Ansatzschraube 198 befestigt alle diese Bauteile aneinander.
Im einzelnen schließt
die Ansatzschraube 198 einen Gewindeschaft 199 ein,
der dafür
konfiguriert wird, eine passende Gewindebohrung 202 in
dem einen der Klemmarme 173a in Eingriff zu nehmen. Die Ansatzschraube 198 schließt einen
Lagerschaft 200 ein, der glatt oder gewindelos ist. Der
Lagerschaft 200 wird innerhalb einer Lagerbohrung 203 im
Klemmarm 173b, einer in einer Linie damit liegenden Lagerbohrung 204 in
der Mantelkurve 196 und einer Lagerbohrung 205 im
Hebelarm 197 aufgenommen. Die Ansatzschraube 198 schließt außerdem einen erweiterten
Kopf 201 ein, der vorzugsweise innerhalb einer Kopfaussparung 206 im
Hebelarm 197 (siehe 19) aufgenommen
wird. Vorzugsweise schließt der
erweiterte Kopf 201 der Ansatzschraube eine Eindrehwerkzeug-Aussparung
ein, die mit einem Eindrehwerkzeug zusammenpaßt, um den Gewindeschaft 199 der
Schraube in die entsprechende Gewindebohrung 202 des Klemmarms 173a zu
schrauben. Es versteht sich von selbst, daß sich die Mantelkurve 196 und
der Hebelarm 197 frei um den Lagerschaft 200 der
Ansatzschraube 198 drehen können.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 18 bis 19 schließt der Hebelarm 197 einen
Arm 210 ein, der mit einem Körper 211 integriert
ist. Die Lagerbohrung 205 und die Kopfaussparung 206 werden
im Körper 211 definiert.
Der Körper 211 definiert
ein Paar von Vorsprüngen 212 auf
entgegengesetzten Seiten der Lagerbohrung 205. Wie es in 19 abgebildet
wird, schließt
jeder der Vorsprünge 212 eine abgerundete
Spitze 213 ein, um eine glatte Gleitfläche bereitzustellen.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 20 bis 21 schließt die Mantelkurve 196 eine
ebene Fläche 2l5 ein,
die zum Klemmarm 173b zeigt. Vorzugsweise gewährleistet
die ebene Fläche
eine glatte Drehung der Mantelkurve 196 im Verhältnis zum feststehenden
Arm 173b. Die gegenüberliegende Fläche der
Mantelkurve 196 ist eine Nockenfläche 216, die ein Paar
von diametral gegenüberliegenden Nockenabschnitten 217 einschließt. Nach
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
definieren die Nockenabschnitte 217 eine Rampe 218,
die zu einer Arretierungsaussparung 219 nach oben geneigt
wird. Jede Arretierungsaussparung 219 endet in einem Anschlag 220,
der im Verhältnis
zur Basis-Arretierungsaussparung 219 höher ist
als die Rampe 218.
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In
der zusammengebauten Konfiguration dient der Trommelklemmenmechanismus 195 dazu, die
Arme 173a, b des Klemmrings 172 zusammenzudrücken, wenn
der Hebelarm 197 um die Ansatzschraube 198 gedreht
wird. Im einzelnen gleiten, wenn der Hebelarm 197 gedreht
wird, die Vorsprünge 212 auf
ihrer abgerundeten Spitze 213 längs der Rampen 218,
bis die abgerundeten Spitzen 213 in die gegenüberliegenden
Arretierungen 219 fallen. Wenn sich die Vorsprünge 212 die
Rampen 218 hinauf bewegen, schieben die Vorsprünge 212 die
Mantelkurve 196 zu den Klemmarmen 173a, b hin.
Genauer gesagt, drückt,
weil der gegenüberliegende Klemmarm 173a durch
den Gewindeschaft 199 der Ansatzschraube 198 verhältnismäßig fixiert
wird, die Bewegung der Mantelkurve 196 den Klemmarm 173b gegen
den verhältnismäßig feststehenden Klemmarm 173a.
Wenn dies geschieht, wird der Klemmring 172 um die Außenfläche 23 der
Kanüle 20 festgezogen.
Wenn die Vorsprünge 212 innerhalb
der Aussparungen 219 der Mantelkurve 196 festsitzen, ist
die Einbauvorrichtung an der Kanüle 20 arretiert. Es
versteht sich von selbst, daß die
Aussparungen 219 flach genug sind, um ein leichtes manuelles
Lösen der
Vorsprünge 212 aus
den Aussparungen 219 zu ermöglichen, wenn der Hebelarm 197 in
der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.
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Bei
einem spezifischen Ausführungsbeispiel liegen
die Arretierungsaussparungen 219 einander 180° gegenüber. Die
Rampen 218 sind gekrümmt und
schließen
einen Winkel von etwa 90° ein.
Folglich dreht sich der Hebelarm 197 um 90°, um die
Vorsprünge 212 von
dem einen Ende der Nockenrampen 218 zu den Aussparungen 219 zu
bewegen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bewegt die Neunzig-Grad-Bewegung des
Hebelarms (Pfeil J in 15) den Arm von einer ersten
Position, in welcher der Arm 197 wesentlich parallel zur
Kanüle
ist, zu einer zweiten Position, in welcher der Arm wesentlich senkrecht
zur Kanüle
ist. Am bevorzugtesten wird der Arm in der zweiten Position unmittelbar
angrenzend an die Kanüle
ausgerichtet, statt von derselben abzustehen. In der ersten und
der zweiten Position behält
der Hebelarm 197 ein niedriges Profil, um so die Handhabung
von Werkzeugen und Instrumenten durch den Arbeitskanal durch den
Chirurgen nicht zu stören.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel entspricht die
erste Position des Hebelarms der losen oder entriegelten Position
des Trommelklemmenmechanismus' 195,
während
die zweite Position der verriegelten Konfiguration entspricht.
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Damit
der Trommelklemmenmechanismus 195 richtig funktioniert,
ist es vorzuziehen, daß die Mantelkurve 196 im
Verhältnis
zum beweglichen Hebelarm 197 unbeweglich bleibt, mit der
Ausnahme, daß sich
die Mantelkurve 196 frei längs der Länge der Ansatzschraube 198 verschieben
kann. Folglich schließt
der Klemmarm 173b eine Aussparung 222 ein, die
eine wesentlich ähnliche
Konfiguration hat wie der Außenumfang
der Mantelkurve 196. Auf diese Weise wird die Mantelkurve
leicht innerhalb des Klemmarms 173b eingerückt, so
daß der
Nocken nicht in der Lage ist, sich um die Ansatzschraube 198 zu
drehen, wenn der Hebelarm 197 geschwenkt wird.
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Nach
einem spezifischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden die Bauteile der Einbauvorrichtung 170 aus
einem flexiblen und elastischen Material hergestellt. Zum Beispiel
kann der Optikkörper 171 aus
einem Kunststoff, wie beispielsweise Polykarbonat, hergestellt werden.
Der Optikkörper 171 ist
besonders gut für
typische Kunststoff Formtechniken geeignet. Ebenso können die
Mantelkurve 196 und der Hebelarm 197 aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt werden. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
werden diese Bauteile aus Delrin® hergestellt,
weil Delrin® eine
glatte Oberfläche
für die
relative Bewegung zwischen den Vorsprüngen 212 am Hebelarm 197 und
der Nockenfläche 216 der
Mantelkurve 196 gewährleistet.
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Es
versteht sich von selbst, daß der
Weg des Trommelklemmenmechanismus' 195 ausreichend eingestellt
werden kann, um die Klemmringe 172 fest um die Kanüle 20 zusammenzudrücken. Es
versteht sich ebenfalls von selbst, daß dieser Druck nicht so groß sein darf,
daß er
die Integrität
oder die Festigkeit der Kanüle 20 beeinträchtigt.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
ist der Schlitz 174 größer als
der maximale Weg des Trommelklemmenmechanismus' 195, so daß die Vorsprünge 212 des
Hebelarms 197 fest innerhalb der Arretierungsaussparungen 219 der Mantelkurve 196 ruhen
können.
Nach einem spezifischen Ausführungsbeispiel
hat der Schlitz 174 eine Abmessung von 2,0 mm, während der
durch die Mantelkurve 196 erreichte Weg des Trommelklemmenmechanismus' 195 1,0
mm beträgt.
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Nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Erfindung trägt
die Einbauvorrichtung 170 eine Optikkanüle 190 in einer feststehenden
Ausrichtung im Verhältnis
zum Optikkörper 171.
Mit anderen Worten, bei diesem spezifischen Ausführungsbeispiel wird es der
Optikkanüle 190 nicht
ermöglicht,
sich um ihre Achse zu drehen, wie es das Gerät 50 des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels
konnte. Die Linse 191 wird deshalb in einem Winkel B im
Verhältnis
zum distalen Ende der Optikkanüle 190 angebracht.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel wird
die Linse 191 in einem Winkel B von 30° angeordnet. Außerdem hat
die Linse bei dem spezifischen Ausführungsbeispiel eine optische
Achse, die zur Mitte des Arbeitskanals 25 oder der Kanüle 20 hin
abgewinkelt wird. Während
die Linse 191 eine feststehende Ausrichtung im Verhältnis zum
Optikkörper 171 hat,
kann die Linse durch eine Drehung der Einbauvorrichtung 170 um
die Außenfläche 23 der
Kanüle 20 doch
um den Arbeitsraum gedreht werden. Außerdem gewährleisten die Linse 191 und
das optische System eine Sichtfeldtiefe, die es dem Chirurgen ermöglicht,
die Anatomie außerhalb
des Arbeitskanals 25 zu betrachten.
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Selbst
bei den vorliegenden spezifischen Ausführungsbeispielen ermöglicht die
Einbauvorrichtung 170 eine Drehung der Optikkanüle 190 um
den Arbeitsraum und eine Verschiebung der Optikkanüle 190 und
der Linse 191 längs
der Längsachse
des Arbeitskanals 25. Selbstverständlich versteht es sich von
selbst, daß der
Chirurg diese Bewegungen durch Lösen
des Trommelklemmenmechanismus' 195 und dann
erneutes In-Eingriff-Bringen der Klemme durch Drehen des Hebelarms 197 zu
seiner verriegelten Position erreichen kann. Vorzugsweise wird die
Optikkanüle 190 so
bemessen, daß die
Linse 191 über das
distale Ende 21 der Kanüle 20 hinaus
vorstehen kann. Ähnlich
ermöglicht
die Einbauvorrichtung 170 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
das Einfahren der Linse 191 und der Optikkanüle 190 in
den Arbeitskanal 25 und die Kanüle 20.
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Bei
einem spezifischen Ausführungsbeispiel ermöglicht die
Einbauvorrichtung 170 einen Weg von bis zu 15 mm längs der
Richtung des Pfeils T, wobei 7,5 mm des Wegs innerhalb des Arbeitskanals 25 liegen
und 7,5 mm des Wegs jenseits des distalen Endes 21 der
Kanüle 20 liegen.
Nach dem spezifischen Ausführungsbeispiel
ist diese Wegstrecke von 15 mm verbunden mit der Höhe der Tragsäule 176 von der
Oberseite des Klemmrings 172 bis zur Anschlagkante 179 des
Optikmontagekörpers 178.
Das Maß des
Ausfahrens der Linse 191 der Optikkanüle 190 über das
distale Ende 21 der Kanüle 20 hinaus
beruht ebenfalls auf der Gesamtlänge
der Optikkanüle 190 im
Verhältnis
zur Gesamtlänge
der Arbeitskanalkanüle 20.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel
hat die Optikkanüle 190 eine
Länge von
100 mm, gemessen von der Linse 191 bis zur Anschlagkante 179 des
Optikmontagekörpers 178.
Selbstverständlich
versteht es sich von selbst, daß die
Optikkanüle
länger
ist als diese Strecke von 100 mm, da ein Abschnitt der Kanüle innerhalb
der Optikbohrung 180 des Optikmontagekörpers 178 getragen
wird. Wieder bei dem spezifischen Ausführungsbeispiel hat die Kanüle 20 von
ihrem distalen Ende 21 bis zu ihrem proximalen Ende 22 (siehe 15)
eine Gesamtlänge
von 92 mm.
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Die
Gesamtlänge
der Kanüle
und demzufolge der Optikkanüle 190 wird
teilweise durch die Wirbelsäulenanatomie
bestimmt. Insbesondere für
Anwendungen der vorliegenden Erfindung auf dem Gebiet der Wirbelsäulenchirurgie
hat es sich gezeigt, daß ein
Plazieren des proximalen Endes 22 des Arbeitskanals 25 zu
weit von der Operationsstelle am distalen Ende 21 bewirkt,
daß der
Chirurg während des
Handhabens bestimmter Instrumente das taktile Gefühl verliert.
Mit anderen Worten, wenn der Chirurg Instrumente durch den Arbeitskanal
schiebt und sie an der Operationsstelle handhabt, ist ein gewisses
Maß an „Gefühl" erforderlich, damit
der Chirurg die entsprechenden Arbeitsgänge mit dem Instrument genau
ausführen
kann. Falls der Abstand zwischen der Operationsstelle und dem Handende
des Instruments zu groß ist,
wird der Chirurg nicht in der Lage sein, das Instrument stabil und
bequem zu bedienen.
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Es
hat sich gezeigt, daß die
Arbeitskanalkanüle 20 eine
Länge haben
muß, die
im Verhältnis zum
Abstand L (24) zwischen den Wirbelplatten und
der Oberfläche
der Haut begrenzt ist. Im Lendenbereich der Wirbelsäule beträgt dieser
Abstand ungefähr
65 bis 75 mm. Demzufolge hat die Arbeitskanalkanüle 20 einen ersten
Abschnitt ihrer Länge
von etwas weniger als dem anatomischen Abstand. Bei einem spezifischen
Ausführungsbeispiel
beträgt
diese Länge
des ersten Abschnitts vom distalen Ende 21 bis zur Befestigungsstütze 27 etwa
66 mm. Bei einigen chirurgischen Anwendungen kann die Befestigungsstütze 27 tatsächlich an
der Haut des Patienten anliegen, so daß das distale Ende 21 der
Arbeitskanalkanüle
näher an
der Operationsstelle liegen kann.
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Der
verbleibende zweite Abschnitt der Länge der Kanüle 20 oberhalb der
Befestigungsstütze 27 wird
auf ein Minimum verringert. Dieser Abstand muß ausreichend sein, um ein
Ausfahren und Einfahren der Linse 191 im Verhältnis zum
distalen Ende 21 der Kanüle 20 zu ermöglichen.
Wie es oben beschrieben wird, beträgt der Weg der optischen Linse 191 vorzugsweise
15 mm, so daß die
verbleibende Länge der
Kanüle 20 etwa
26 mm beträgt,
um diesen Weg aufzunehmen und eine angemessene Oberfläche für einen
Eingriff durch den Klemmring 172 zu gewährleisten. Folglich hat die
Arbeitskanalkanüle 20 eine Gesamtlänge von
92 mm. Es hat sich gezeigt, daß nach
einem Aspekt der Erfindung die relative Länge von dem ersten, innerhalb
des Patienten angeordneten, Abschnitt der Kanüle zu dem zweiten, außerhalb des
Patienten befindlichen, Abschnitt der Kanülenlänge ein Verhältnis von
2 : 1 bis 3 : 1 hat. Mit anderen Worten, die Länge des ersten Abschnitts ist
zwischen zwei- und dreimal länger
als die Länge
des zweiten Abschnitts.
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Es
hat sich ebenfalls gezeigt, daß es
wünschenswert
ist, die Höhe
der Einbauvorrichtung 170 jenseits des Endes der Arbeitskanalkanüle 20 auf
ein Minimum zu verringern. Nach der vorliegenden Erfindung hat der
Optikmontagekörper 178 zwischen
der Anschlagkante 179 und der Oberseite des Körpers 178 eine
Höhe von
etwa 21 mm. Diese Strecke ist nicht so groß, daß der Chirurg daran gehindert
wird, Instrumente unmittelbar oberhalb der Einbauvorrichtung 170 zu
handhaben. Selbstverständlich
ist es vorzuziehen, daß der
Chirurg die Instrumente direkt oberhalb des proximalen Endes 22 des
Arbeitskanals 25, unmittelbar angrenzend an die Einbauvorrichtung 170,
handhabt.
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Bei
dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Arbeitskanalkanüle einen
Innendurchmesser von etwa 15 mm und einen Außendurchmesser von etwa 16
mm. Als Alternative dazu kann die Kanüle für andere Bereiche der Wirbelsäule in einer
kleineren Größe bereitgestellt
werden. Bei einem weiteren spezifischen Ausführungsbeispiel beträgt der Kanüleninnendurchmesser
12,7 mm, bei einem Außendurchmesser
von 14 mm. Die Gesamtlänge
und der Durchmesser der Arbeitskanalkanüle 20 werden wieder
im Verhältnis
zum Abstand L der Wirbelsäulenanatomie
eingestellt. Mit dem Arbeitskanal mit einem größeren Durchmesser kann der Chirurg
bestimmte Instrumente in einem Winkel im Verhältnis zur Längsachse der Kanüle 20 ausrichten. Bei
spezifischen Ausführungsbeispielen
beträgt
dieser Winkel ungefähr
5 bis 6°.
Es hat sich gezeigt, daß dieser
Winkel zusammen mit dem großen
Arbeitskanal 25 dem Chirurgen eine größere Flexibilität und Beweglichkeit
innerhalb der Operationsstelle bietet, um verschiedene Arbeitsgänge auszuführen. Zu
diesem Zweck werden die Länge
und der Durchmesser der Arbeitskanalkanüle 20 dafür bemessen,
diese Flexibilität
zu erhalten, ohne zu groß zu
werden. Eine Arbeitskanalkanüle 20,
die einen zu großen
Durchmesser hat, läßt sich
weniger an die Wirbelsäulenanatomie
anpassen.
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Nach
bevorzugten Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung 10 der
vorliegenden Erfindung wird der Arbeitsraum allgemein auf den Bereich
unmittelbar angrenzend an die Wirbelplatten eines Wirbels begrenzt.
Eine Kanüle
mit einem Durchmesser, der zu groß ist, wird sich mit dem Dornfortsatz überlagern,
wenn der Arbeitsraum geschaffen wird, und wird eine Resektion größerer Gewebemengen
erfordern, als es für
eine optimale perkutane Operation vorzuziehen ist. Daher hat die
Arbeitskanalkanüle nach
einem Aspekt der Erfindung ein Verhältnis zwischen ihrer Länge und
ihrem Durchmesser, das Werkzeugwinkel durch die Kanüle von zwischen
5 und 8° ermöglicht.
Nach einem spezifischen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann die Kanüle ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von
zwischen etwa 5,5 : 1 und 7 : 1 haben. Weiterhin hat die Arbeitskanalkanüle nach
der vorliegenden Erfindung eine Länge, die nicht mehr als 20
bis 30 mm größer ist
als die Entfernung L (24) zwischen den Wirbelplatten
und der Haut des Patienten.
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Ein
wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung wird durch den großen Durchmesser
des Arbeitskanals 25 in der Kanüle 20 erreicht. Dieser
große
Durchmesser ermöglicht
es dem oder den die Operation ausführenden Chirurgen, eine Vielzahl
von Instrumenten oder Werkzeugen in den Arbeitsraum einzuführen. Zum
Beispiel können,
wie es oben beschrieben wird, ein Gewebshaken und Nukleotomie-Instrumente gleichzeitig
durch den Arbeitskanal geschoben werden. Bei diesem illustrierten
Ausführungsbeispiel
könnten
die Nukleotomie-Instrumente einen Trepan zum Bohren eines Lochs
durch den Bandscheiben-Faserring und einen angetriebenen Gewebsschneider
für die
Exzision des vorgefallenen Bandscheibenkerns einschließen. Die
vorliegende Erfindung sieht gleichfalls das gleichzeitige Einführen anderer
Arten von Instrumenten oder Werkzeugen vor, wie es durch das spezielle
auszuführende
chirurgische Verfahren vorgeschrieben wird. Zum Beispiel können eine
entsprechend bemessene Kürette
und ein Rongeur gleichzeitig durch den Arbeitskanal in den Arbeitsraum
geschoben werden. Da alle im Arbeitsraum ausgeführten Arbeitsgänge sich
unter direkter Sichtbarmachung durch das Betrachtungselement 50 befinden,
kann der Chirurg leicht jedes der Instrumente handhaben, um die
Gewebsentfernungs- und Knochenschnittarbeitsgänge auszuführen, ohne das eine Werkzeug
entfernen und das andere einsetzen zu müssen. Außerdem hat der Chirurg eine
deutliche Sicht durch den Arbeitsraum des Zielgewebes, da die chirurgischen
Verfahren ohne die Notwendigkeit einer Spülflüssigkeit ausgeführt werden
können.
Darüber
hinaus ermöglichen
Aspekte der Erfindung, die dem Betrachtungselement 50 einen
weiten Bewegungsbereich ermöglichen,
daß der Chirurg
das Zielgewebe deutlich sichtbar macht und die im Arbeitsraum ausgeführten chirurgischen
Verfahren deutlich beobachtet.
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Der
Chirurg kann beim Ausführen
einer breiten Auswahl von Verfahren an einer breiten Auswahl von
Stellen im menschlichen Körper
von den gleichen Vorteilen profitieren. Zum Beispiel könnten durch
einfaches Ausrichten der Arbeitskanalkanüle 20 über den
einzelnen Gelenkfacetten durch den Arbeitskanal Facettektomien ausgeführt werden.
Das Einsetzen von Wirbelfixationselementen kann ebenfalls durch
die Vorrichtung 10 ausgeführt werden. Bei dieser Art
von Operation kann eine Inzision in der Haut vorgenommen werden,
posterior zur Position des Wirbels, an dem das Fixationselement
implantiert werden soll. Durch Ausführen der in 10 gezeigten
Schritte kann die Kanüle 20 durch
die Inzision und das Gewebe unmittelbar oberhalb der bestimmten
Stelle an dem zu instrumentierenden Wirbel positioniert werden.
Wenn sich die Optik durch den Arbeitskanal erstreckt, kann ein Einsetzwerkzeug,
welches das Wirbelfixationselement hält, durch die Kanüle 20 vorgeschoben
und am Wirbel gehandhabt werden. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel kann
das Fixationselement eine Knochenschraube sein. Der Arbeitskanal 25 hat
einen Durchmesser, der groß genug
ist, um die meisten Knochenschrauben und ihre zugeordneten Einsetzwerkzeuge
aufzunehmen. In vielen Fällen
ist das Positionieren der Knochenschraube innerhalb des Wirbels
entscheidend, so daß eine
Identifikation der Position der Kanüle 20 über der
Knochenstelle notwendig ist. Wie es oben erwähnt wird, kann diese Position
mit Röntgendurchleuchtung
oder unter Verwendung von stereotaktischer Technologie überprüft werden.
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Bei
vielen früheren
Verfahren werden kanülierte
Knochenschrauben längs
von K-Drähten
in den Wirbel getrieben. Die vorliegende Erfindung beseitigt die
Notwendigkeit des K-Drahts und einer kanülierten Schraube. Der Arbeitskanal
selbst kann wirksam als Positionierführung dienen, sobald die Kanüle 20 im Verhältnis zum
Wirbel richtig ausgerichtet ist. Darüber hinaus ermöglicht die
Vorrichtung 10, daß das Einsetzen
der Knochenschraube in den Wirbel unter direkter Beobachtung ausgeführt wird.
Der Chirurg kann dann leicht überprüfen, daß die Schraube
richtig in den Wirbel hineingeht. Dies kann besonders wichtig sein
bei Knochenschrauben, die in den Pediculus eines Wirbels geschraubt
werden. Die Arbeitskanalkanüle 20 kann
dazu verwendet werden, eine Knochenschneidschraube unmittelbar in
den Pediculus einzusetzen, oder kann eine Vielzahl von Werkzeugen
aufnehmen, um innerhalb des Pediculus eine Gewindebohrung zum Aufnehmen
einer Knochenschraube vorzubereiten.
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Die
Vorrichtung 10 kann ebenfalls verwendet werden, um eine
Stelle für
die Fusion zweier benachbarter Wirbel und für die Implantation einer Fusionsvorrichtung
oder von -material vorzubereiten. Zum Beispiel kann bei einer chirurgischen
Technik eine Inzision in der Haut vorgenommen werden, posterior
zu einem bestimmten zu fusionierenden Bandscheibenraum. Die Inzision
kann anterior, posterior oder posterior lateral vorgenommen werden.
Falls die Inzision für
ein anteriores Einsetzen des Arbeitskanals anterior vorgenommen
wird, ist vorauszusehen, daß darauf
geachtet wird, Gewebe, Muskeln und Organe, die dem Weg der Inzision
zum Bandscheibenraum folgen können,
zurückzuziehen.
Die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ermöglicht es
jedoch, daß dieses
Gewebezurückziehen
unter direkter Beobachtung erfolgt, so daß der Chirurg die Kanüle 20 leicht und
genau zum Bandscheibenraum führen
kann, ohne eine Verletzung des umgebenden Gewebes zu befürchten.
Wenn das Gewebe unterhalb der Haut nacheinander reseziert oder zurückgezogen
wird, kann die Arbeitskanalkanüle 20 fortschreitend
hin zum vorgesehenen Arbeitsraum angrenzend an die Bandscheibe vorgeschoben
werden. Wieder unter direkter Beobachtung kann der Bandscheibenraum
für die
Implantation von Fusionsmaterialien oder einer Fusionsvorrichtung
vorbereitet werden. Typischerweise schließt diese Vorbereitung das Vorbereiten
einer Öffnung
im Bandscheiben-Faserring und das Resezieren der Gesamtheit oder
eines Teils des Bandscheibenkerns durch diese Öffnung ein.
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In
nachfolgenden Schritten wird eine Bohrung durch den Bandscheiben-Faserring
und in die Endplatten der benachbarten Wirbel geschnitten. Danach
kann eine Fusionsvorrichtung, wie beispielsweise ein Knochenstift,
ein Einsteckimplantat oder ein Gewindeimplantat, durch den Arbeitskanal
der Vorrichtung 10 und in die vorbereitete Bohrung am entsprechenden
Bandscheibenraum vorgeschoben werden. In einigen Fällen schließen die
vorbereitenden Schritte ein, die Wirbelendplatten durch Abtragen
der Endplatten auf den blanken Knochen vorzubereiten. In diesem
Fall kann etwas Absaugen und Spülen nützlich sein.
Alle diese Verfahren können
mit Werkzeugen und Instrumenten, die durch die Arbeitskanalkanüle 20 verlaufen,
und unter direkter Beobachtung vom Betrachtungselement 50 ausgeführt werden.
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In
einigen Fällen
wird Transplantatmaterial einfach innerhalb der vorbereiteten Bohrung
untergebracht. Dieses Transplantatmaterial kann ebenfalls durch
die Arbeitskanalkanüle 20 in
die Bandscheibenraumposition geführt
werden. Bei anderen Verfahren werden Transplantatmaterial oder Knochenspäne über posterioren
Aspekten der Wirbelsäule angeordnet.
Wieder kann dieses Verfahren durch die Arbeitskanalkanüle ausgeführt werden,
insbesondere angesichts der Möglichkeit,
daß die
Kanüle
von einer einzigen Inzisionsstelle in der Haut in unterschiedliche
Winkel bewegt wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Instrumente und Techniken zum Ausführen einer
Vielzahl von chirurgischen Verfahren bereit. Bei den illustrierten
Ausführungsbeispielen
werden diese Verfahren an der Wirbelsäule ausgeführt. Jedoch können die
gleichen Vorrichtungen und Techniken an anderen Stellen im Körper verwendet
werden. Zum Beispiel kann eine entsprechend bemessene Arbeitskanalvorrichtung 10 verwendet
werden, um Verletzungen im Gehirn zu entfernen. Die vorliegende
Erfindung hat besonderen Wert für
perkutane Operationen, bei denen ein minimales Eindringen in den
Patienten erwünscht
ist, und bei denen eine genaue Handhabung von Werkzeugen und Instrumenten
an der Operationsstelle erforderlich ist. Während die oben illustrierten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
Wirbelsäulenoperationen betreffen,
können
die vorliegende Erfindung und die Techniken im gesamten Körper, wie
beispielsweise in der Schädelhöhle, den
Hypophysenregionen, dem Magen-Darm-Trakt usw., verwendet werden.
Die Fähigkeit
zum erneuten Positionieren der Betrachtungsoptik, wie es zum Sichtbarmachen
der Operationsstelle erforderlich ist, ermöglicht eine viel größere Genauigkeit
und Kontrolle des chirurgischen Verfahrens. Die vorliegende Erfindung
ermöglicht
die Verwendung von nur einem einzigen Zugang in den Patienten, was
die mit offener Chirurgie oder mehrfachem Eindringen durch die Haut
des Patienten verbundenen Gefahren stark verringert.
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Unter
Bezugnahme auf 25 bis 26 wird
eine Gewebshakenvorrichtung 230 bereitgestellt, die einen
Gewebshaken 231 mit einem optischen Betrachtungsgerät 232 verbindet.
Die Hakenvorrichtung 230 schließt eine Hakenplatte 234 ein, die
an einem Griff 235 zum manuellen Unterstützen der
Handhabung des Hakens befestigt wird. Der Griff 235 befindet
sich am proximalen Ende 236 der Platte. Das distale Ende 237 der
Hakenplatte hat vorzugsweise eine stumpfe Spitze 238, um
eine Verletzung des Gewebes beim Einsetzen und Handhaben des Gewebshakens
zu vermeiden. Vorzugsweise wird die stumpfe Spitze 238 geringfügig von
der Platte 234 weg abgewinkelt. Die Hakenplatte 234 definiert
eine äußere Retraktionsfläche 239,
die entsprechend der Art der auszuführenden Operation konfiguriert
werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Platte 234 eine
halbzylindrische Konfiguration, um ein atraumatisches Zurückziehen
von Gewebe angrenzend an eine Operationsstelle zu ermöglichen.
Außerdem
definiert die Hakenplatte 234 einen Kanal 240,
der das Definieren eines Arbeitskanals unterstützt. Wie er bisher beschrieben
wurde, ist der Haken 231 wesentlich ähnlich dem Haken 70,
wie er in 4 bis 6 abgebildet
und oben beschrieben wird.
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Dementsprechend
wird innerhalb des Hakens 231 mit Hilfe einer Zahl von
C-Schellen 245 eine optische Betrachtungsvorrichtung 232 getragen.
Vorzugsweise werden die C-Schellen 245 aus einem elastischen
Material, wie beispielsweise Kunststoff oder einem dünnen flexiblen
Material, geformt und werden am Kanal 240 der Hakenplatte 234 befestigt. Nach
einem spezifischen Ausführungsbeispiel
werden zwei solcher C-Schellen 245 bereitgestellt, um die
optische Betrachtungsvorrichtung 232 stabil im Verhältnis zum
Haken 231 anzubringen. Vorzugsweise werden die Schellen 245 dafür bemessen,
eine optische Betrachtungsvorrichtung 232 zu tragen, die wesentlich
identisch mit der oben beschriebenen Betrachtungsvorrichtung 50 konfiguriert
wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat die Betrachtungsvorrichtung 232 eine distale Spitze 52 mit
einer abgewinkelten Linse 54. Nach diesem Ausführungsbeispiel
gewährleisten
die C-Schellen 245 einen elastischen Reibschluß der optischen
Betrachtungsvorrichtung 232, während doch ein relatives Verschieben
und Drehen der Betrachtungsvorrichtung 232 im Verhältnis zum
Haken 231 ermöglicht
wird.
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Die
Gewebshakenvorrichtung 230 kann bei einer Vielzahl von
Anwendungen, einschließlich
von nicht-spinalen Anwendungen, verwendet werden. Zum Beispiel kann
dieser Gewebshaken Anwendung bei der transnasalen und der transsphenoidalen
Chirurgie und bei Hypophysenoperationen finden. Bei Operationen
dieser Art ist es nicht unbedingt wünschenswert, eine geschlossene
Kanüle,
wie beispielsweise die Arbeitskanalkanüle 20, bereitzustellen.
Außerdem
eignet sich der kleinere Arbeitsraum nicht für die Verwendung einer geschlossenen
Kanüle,
die dazu neigen würde,
den für
die Handhabung von chirurgischen Instrumenten verfügbaren Raum einzuschränken. Demzufolge
kann ein Gewebshaken oder Spekulum der in 25 bis 26 gezeigten
Art sehr geeignet sein für
Operationen dieser Art. In diesem Fall wird dann der Arbeitskanal
teilweise durch den Körper
des Patienten selbst und teilweise durch den Gewebshaken definiert.
Die optische Betrachtungsvorrichtung 232 wird im Verhältnis zum Haken
gestützt,
um die gleichen Bewegungsgrade zu ermöglichen, wie sie mit der oben
beschriebenen Vorrichtung 10 verfügbar sind.
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Während die
Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung detailliert
illustriert und beschrieben worden ist, sind dieselben als von illustrativem
und nicht einschränkendem
Charakter zu betrachten, wobei es sich von selbst versteht, daß nur das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
gezeigt und beschrieben worden ist, und daß alle Veränderungen und Modifikationen,
die in den Rahmen der angefügten
Ansprüche
fallen, geschützt
werden sollen.