хирургический инструмент для дробления камней или сверления кости

Формула изобретения

1. Чрескожный хирургический инструмент для дробления камней или сверления кости, содержащий преобразователь для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах;

рупор, связанный с преобразователем для усиления вибрации преобразователя

и фиксированные и плавающие щупы, имеющие режущие наконечники различной конфигурации, при этом каждый фиксированный щуп прикреплен к указанному рупору для зацепления с камнями и введения в них ультразвуковых колебаний, а плавающий щуп расположен концентрически с возможностью скольжения поверх указанного фиксированного щупа, причем между указанным рупором и плавающим щупом расположена свободная масса для осуществления колебания между ними и вызывания низкочастотного соударения с камнями в ответ на вибрации преобразователя.

2. Инструмент по п.1, в котором фиксированный щуп имеет сквозной просвет для отсасывания измельченных камней или кости.

3. Инструмент по п.2, в котором рупор имеет сквозной просвет, сообщающийся с просветом фиксированного щупа.

4. Инструмент по п.1, в котором плавающий щуп длиннее, чем фиксированный щуп.

5. Инструмент по п.1, в котором плавающий щуп короче, чем фиксированный щуп, но выходит за дистальный конец указанного фиксированного щупа во время колебания указанного плавающего щупа.

6. Инструмент по п.1, который дополнительно содержит кольцо, закрепленное на плавающем щупе, на его проксимальном конце для приема ударов от свободной массы.

7. Инструмент по п.1, который дополнительно содержит генератор для возбуждения указанного преобразователя с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы изменять как ультразвуковую частоту, вводимую при помощи указанного фиксированного щупа, так и колебания ударов низкой частоты.

8. Инструмент по п.6, который дополнительно содержит корпус для установки указанного преобразователя, имеющий дистальный конец, охватывающий указанный фиксированный щуп и указанный плавающий щуп, расположенный на расстоянии от дистальных концов фиксированного щупа и плавающего щупа.

9. Инструмент по п.8, который дополнительно содержит элемент смещения, расположенный между кольцом и дистальным концом корпуса.

10. Инструмент по п.1, в котором фиксированный щуп и плавающий щуп выполнены с возможностью отсоединения от указанного рупора.

11. Инструмент по п.1, в котором преобразователь выполнен с однополярными изоляторами для снижения емкостного действия на рупор.

12. Чрескожный хирургический инструмент для дробления камней или сверления кости, содержащий преобразователь для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах; рупор, связанный с указанным преобразователем для усиления вибрации преобразователя; фиксированный щуп, прикрепленный к указанному рупору для зацепления с камнями или костью и введения в них ультразвуковых колебаний, причем указанный фиксированный щуп имеет сквозной просвет для отсасывания измельченных камней или кости; плавающий щуп, расположенный концентрически поверх фиксированного щупа, причем плавающий щуп скользит поверх фиксированного щупа; свободную массу, расположенную между рупором и плавающим щупом, для осуществления колебания между ними в ответ на вибрации преобразователя для того, чтобы вызывать низкочастотное соударение с камнями или костью.

13. Инструмент по п.12, в котором рупор имеет сквозной просвет, который сообщается с просветом фиксированного щупа.

14. Инструмент по п.12, в котором плавающий щуп длиннее, чем фиксированный щуп.

15. Инструмент по п.12, в котором плавающий щуп короче, чем фиксированный щуп, но выходит за дистальный конец фиксированного щупа во время колебания плавающего щупа.

16. Инструмент по п.12, который дополнительно содержит кольцо, закрепленное на плавающем щупе, на его проксимальном конце для приема ударов от свободной массы.

17. Инструмент по п.12, который дополнительно содержит генератор для возбуждения преобразователя с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы изменять как ультразвуковую частоту, вводимую при помощи указанного фиксированного щупа, так и колебания ударов низкой частоты.

18. Инструмент по п.17, который дополнительно содержит корпус для установки преобразователя, имеющий дистальный конец, охватывающий указанный фиксированный щуп и плавающий щуп, расположенный на расстоянии от дистальных концов фиксированного щупа и плавающего щупа.

19. Инструмент по п.18, который дополнительно содержит элемент смещения, расположенный между кольцом и дистальным концом корпуса.

20. Инструмент по п.14, в котором указанные фиксированный щуп и плавающий щуп выполнены с возможностью отсоединения от указанного рупора.

21. Инструмент по п.20, который дополнительно содержит множество фиксированных щупов и плавающих щупов.

22. Инструмент по п.21, который дополнительно содержит генератор для возбуждения колебаний преобразователя с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы изменять как ультразвуковую частоту, вводимую при помощи указанного фиксированного щупа, так и колебания ударов низкой частоты, в зависимости от выбранного одного из множества фиксированных щупов и выбранного одного из множества плавающих щупов.

23. Способ чрескожного дробления камней или сверления кости, который включает в себя введение концентрических щупов чрескожно для зацепления с камнями или костью; возбуждение внешнего щупа концентрических щупов на низкой частоте для разрушения камней или кости; возбуждение внутреннего щупа указанных концентрических щупов на высокой частоте для измельчения разрушенных камней или кости; всасывание измельченных камней или кости через просвет внутреннего щупа.

24. Чрескожный хирургический инструмент для дробления камней или сверления и, содержащий преобразователь для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах; рупор, связанный с преобразователем для усиления вибрации преобразователя; фиксированный щуп, прикрепленный к рупору для зацепления с камнями и введения в них ультразвуковых колебаний; плавающий щуп, расположенный концентрически внутри указанного фиксированного щупа, причем указанный плавающий щуп скользит внутри указанного фиксированного щупа; свободную массу, расположенную между указанным рупором и указанным плавающим щупом для осуществления колебания между ними, в ответ на вибрации преобразователя, для того, чтобы вызвать низкочастотное соударение с камнями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение в общем имеет отношение к созданию хирургического инструмента для дробления и измельчения камней или же сверления камней или кости, а более конкретно, имеет отношение к созданию хирургического инструмента для использования в урологической литотрипсии.

У многих людей образуются камни в их желчной, мочевой, почечной или уретральной системах. Такие камни могут блокировать каналы и/или вызывать сильную боль, и поэтому должны быть удалены.

Первоначально использовали полостную хирургию, когда делали множество разрезов для того, чтобы приблизиться к камням и удалить их. Однако после такой операции требуется относительно длительный период выздоровления, поэтому в настоящее время она не пользуется популярностью.

Теперь такие камни разрушают на месте нахождения, после чего фрагменты камней эвакуируют естественным путем. Уже известны различные способы дробления таких камней. Для этого обычно используют такие инструменты, как устройства с ультразвуковым фиксированным щупом или с пневматическими ударными щупами, которые работают на фиксированных низких частотах.

Устройства с пневматическими ударными щупами создают очень высокую энергию, но на низких частотах, составляющих 5-20 ударов в минуту, в то время как устройства с ультразвуковым фиксированным щупом, которые работают в диапазоне низких частот 20-30 кГц, лучше всего подходят для измельчения небольших камней.

В соответствии с другой методикой, для дробления камней используют создаваемые вне тела пациента ударные волны. В этом случае пациент подвергается воздействию ударных волн, которые проходят через кожу пациента и вызывают подкожное кровоизлияние, что не годится для беременных женщин. Такая методика является медленной и требует проведения множества процедур для удаления больших камней, причем существуют камни, которые не могут быть удалены при помощи такой методики по причине их расположения, объема или состава, или же состояния здоровья пациента.

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию инструмента с двойным щупом, который комбинирует частоту 20 кГц или больше и удары с высокой энергией на низких частотах, например, меньше чем 1 кГц. При использовании концентрических щупов, между ними может быть образован просвет, позволяющий производить всасывание для удаления камней или осколков камней из тела пациента.

Краткое изложение изобретения

Чрескожный хирургический инструмент для дробления камней или сверления кости в соответствии с настоящим изобретением обычно включает в себя преобразователь для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах и рупор, соединенный с преобразователем для усиления вибрации преобразователя.

Фиксированный щуп прикреплен к рупору для зацепления с камнями и введения в них ультразвуковых колебаний.

Предусмотрен плавающий щуп, который расположен концентрически поверх фиксированного щупа, причем плавающий щуп скользит поверх фиксированного щупа. Свободная масса расположена между рупором и плавающим щупом для осуществления колебания между ними, в ответ на вибрации преобразователя, чтобы вызывать низкочастотный удар, приложенный к плавающему щупу и камням. Плавающий щуп может быть также расположен концентрически внутри фиксированного щупа.

Может быть предусмотрен генератор для возбуждения колебаний преобразователя с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы изменять как ультразвуковую частоту, вводимую при помощи указанного фиксированного щупа, так и колебания ударов низкой частоты.

Кроме того, фиксированный щуп может иметь сквозной просвет для отсасывания измельченных камней или кости, причем просвет щупа сообщается со сквозным просветом в рупоре.

Плавающий щуп может быть короче или длиннее, чем фиксированный щуп, и когда он короче, то выходит за дистальный конец фиксированного щупа во время колебания плавающего щупа.

Может быть предусмотрено кольцо, закрепленное на плавающем щупе, на его проксимальном конце, для приема ударов от указанной свободной массы. Кроме того, может быть предусмотрен корпус для установки преобразователя, имеющий дистальный конец, охватывающий фиксированный щуп и плавающий щуп, расположенный на расстоянии от дистальных концов фиксированного щупа и плавающего щупа.

Элемент с пружиной смещения преимущественно расположен между кольцом и дистальным концом корпуса, для прижима кольца к свободной массе, причем сжатие пружины происходит во время колебания свободной массы.

Фиксированный щуп и плавающий щуп могут быть отъединены от рупора, причем может быть использовано множество фиксированных щупов и плавающих щупов. Множество фиксированных и плавающих щупов преимущественно содержат различные режущие наконечники различной конфигурации, причем частоту возбуждения, длительность импульсов и коэффициент заполнения генератора преимущественно выбирают таким образом, чтобы оптимизировать эффективность резания/измельчения выбранных фиксированного и плавающего щупов. Кроме того, переменные жесткости пружины влияют на энергию удара и частоту повторения.

Краткое описание чертежей

Преимущества и характеристики настоящего изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 показано поперечное сечение чрескожного хирургического инструмента в соответствии с настоящим изобретением, который обычно содержит преобразователь для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах, рупор, соединенный с преобразователем для усиления вибрации преобразователя, фиксированный щуп, прикрепленный к рупору для зацепления с камнями (не показаны), плавающий щуп, расположенный концентрически поверх фиксированного щупа, свободную массу, расположенную между рупором и плавающим щупом, для осуществления колебания между ними, и генератор/схему управления для возбуждения колебаний преобразователя на желательных частотах.

На фиг.2 показан с увеличением дистальный конец инструмента, показанного на фиг.1, где можно видеть плавающий щуп в заднем положении, открывающем наконечник фиксированного щупа.

На фиг.3 показано поперечное сечение, аналогичное показанному на фиг.2, где можно видеть плавающий щуп в переднем положении, перемещенный при помощи свободной массы с преодолением действия пружины или пружинистого материала, с наконечником плавающего щупа, выходящим за (в направлении вперед) наконечник фиксированного щупа.

На фиг.4а, b, с показаны с увеличением поперечные сечения наконечников фиксированного и плавающего щупов, где можно видеть различные конфигурации наконечников для проведения различных процедур резания и измельчения.

Подробное описание изобретения

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1-4с, на которых показан чрескожный хирургический инструмент 10 для дробления камней или сверления/отбора кернов кости, который главным образом включает в себя преобразователь 12 для генерирования вибраций на ультразвуковых частотах, который может быть образован из множества пьезоэлектрических кристаллов или магнитострикционной сборки 16 и задней пластины 18.

Кроме того, преобразовательная сборка 16 может быть выполнена таким образом, чтобы снизить емкостной эффект пьезокристаллов в изолированном пакете, так как это может создавать помехи для работы расположенных поблизости других чувствительных электрических инструментов. Это снижение обеспечено за счет установки изоляторов 20 на каждом конце и одного в центре полюсных кристаллов 16, чтобы создать противоположную полярность.

Рупор 22 соединен с преобразователем 12 через опору 26 на проксимальном конце 28 рупора 22. Такое построение позволяет усиливать вибрацию преобразователя 12.

Фиксированный щуп прикреплен к дистальному концу 36 рупора 22 через штуцер 38 для приема ультразвуковых частот и для зацепления с камнями (не показаны), для введения в них ультразвуковых колебаний.

Как уже было упомянуто здесь ранее, фиксированный щуп и преобразователь 20 работают главным образом на частоте 18 кГц или выше, что необходимо для измельчения мелких камней.

Плавающий щуп 44 расположен концентрически поверх фиксированного щупа 32 и скользит поверх фиксированного щупа; щуп 44 может быть также расположен внутри фиксированного щупа.

Фиксированный и плавающий щупы могут иметь смазывающее покрытие из тефлона или гидрофильное покрытие.

Кольцо 48 прикреплено к проксимальному концу 52 плавающего щупа 44 и служит средством для приема ударов от свободной массы 56, которая расположена между рупором 22 и плавающим щупом 44, для осуществления колебания между ними в ответ на вибрацию преобразователя 12. Это создает низкочастотный удар, приложенный к плавающему щупу 32, который, в свою очередь, передает ударные силы к камням, когда дистальный конец 58 плавающего щупа 44 выступает за дистальный конец 60 фиксированного щупа 32.

Вынужденное движение вперед свободной массы 56, вызванное вибрацией преобразователя 12, происходит с преодолением усилия смещения, создаваемого пружиной 64. Пружина 64 возвращает свободную массу 56 в исходное положение упора в дистальный конец 36 рупора 22. Эти колебания происходят на очень низких частотах, например, меньше чем 1 кГц.

Таким образом, плавающий щуп 44, работающий на этих низких частотах, эффективно разрушает большие камни на небольшие осколки, а фиксированный щуп 32 с ультразвуковым возбуждением затем эффективно измельчает разбитые камни на мелкие частицы, которые затем могут всасываться через сквозной просвет фиксированного щупа 32 и сквозной просвет 70 рупора 22, который сообщается с каналом всасывания 74, соединенным с вакуумным источником (не показан).

Следует иметь в виду, что показанные фиксированный щуп 32 и плавающий щуп 44 могут иметь различные наконечники 80, 82, 84, которые могут иметь пилообразные зубья 88, внешние фаски 90 или внутренние фаски 92. Наконечник 85 плавающего щупа может иметь режущую кромку 88, 90 или 92. Наконечники 80, 82, 84 представляют собой примеры наконечников различных конфигураций, которые подходят для резки или сверления камней, плоти или кости, имеющих различную плотность и форму.

Фиксированный щуп 32 и плавающий щуп 44 преимущественно являются сменными и соединены с рупором 22 при помощи прессовой посадки, как это показано на чертежах, или могут быть соединены при помощи любых других подходящих средств соединения, таких как резьба, серебряный припой или сварка.

Фиксированный щуп 32 и плавающий щуп 44 могут быть изготовлены из различных материалов, в том числе из различных марок пластмассы. Внешний диаметр плавающего щупа может быть равен 4 мм, причем для использования в литотрипсии, внешний плавающий щуп 44 может быть ориентировочно на 0-1 мм короче, чем фиксированный щуп 32, и может продольно выходить вперед за пределы фиксированного щупа 32 при возбуждении, как уже было упомянуто здесь ранее.

Генератор/схема управления 96 служит для возбуждения колебаний преобразователя 12 на желательных частотах. Генератор создает переменные частоты импульсов в соответствии с типом и размером камня или другого материала, чтобы обеспечить быстрое и эффективное разрушение. Преобразователь 12 возбуждается с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы максимально повысить эффективность инструмента 10.

Преобразователь 12 может возбуждаться с желательными частотами, длительностями импульсов и коэффициентами заполнения, чтобы максимально повысить эффективность, например, каждого из режущих наконечников 80, 82, 84.

Корпус 100 служит для установки преобразователя 12 и имеет дистальный конец 102, охватывающий фиксированный щуп 32 и плавающий щуп 44, на расстоянии удаления от дистальных концов 60, 58 фиксированного и плавающего щупов 32 и 44. Внутренняя поверхность 104 служит средством для опоры пружины 64, которая является элементом смещения между кольцом 48 и дистальным концом корпуса 102, как уже было упомянуто здесь ранее.

Несмотря на то, что для пояснения настоящего изобретения было описано специфическое устройство с двойным щупом в соответствии с настоящим изобретением, которое является предпочтительным, следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается только этим случаем, причем устройство в соответствии с настоящим изобретением может содержать указанные элементы, состоять или главным образом состоять из указанных элементов. Более того, настоящее изобретение может быть осуществлено соответствующим образом в отсутствие любого элемента, который неспецифическим образом раскрыт здесь. Таким образом, любые и все модификации, варианты или эквивалентные построения, которые доступны пониманию специалистов, следует рассматривать как не выходящие за рамки настоящего изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.