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Die vorliegende Erfindung ist auf einen Trokar bezogen, der eine optische Kontrolle während des Durchdringens der Bauchdecke ermöglicht, insbesondere auf einen Trokar für ein laparoskopisches Zugangssystem.
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Zu Beginn eines laparoskopischen Eingriffs birgt das Durchdringen der Bauchdecke mit dem ersten Trokar das Risiko einer Verletzung von Organen im Bauchraum. Während ein zweiter oder dritter Trokar unter optischer Kontrolle mittels eines Endoskops im ersten Trokar gesetzt werden kann, war eine optische Kontrolle beim Setzen des ersten Trokars lange Zeit nicht möglich. In jüngerer Zeit wurden Trokare entwickelt, die teilweise oder vollständig für sichtbares Licht transparent sind und eine optische Kontrolle beim Durchdringen der Bauchdecke ermöglichen.
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In
DE 101 10 427 A1 ist eine Intubationshilfe beschrieben, in die eine Optik mit Beleuchtung und Videochip reversibel eingebracht werden kann.
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In
EP 0 694 280 A2 ist ein Trokar zum Penetrieren von Körpergewebe beschrieben. Der Trokar umfasst einen durchsichtigen Kegel als optisches Fenster, durch das durchdrungenes Gewebe beobachtet werden kann.
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In
DE 103 33 956 A1 ist ein Sichtobturator zum Penetrieren von Gewebe unter optischer Kontrolle beschrieben. Der Sichtopturator umfasst einen Tubus, einen Optikschaft und eine abnehmbare transparente Penetrierspitze.
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In
US 2008/0033450 A1 ist ein endoskopischer Zugang mit einer bildgebenden Einrichtung am Tubus beschrieben.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Trokar, der eine optische Kontrolle des Durchdringens der Bauchdecke ermöglicht, zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, einen Trokar mit einer zumindest teilweise transparenten Spitze so auszugestalten, dass eine optische Kontrolle des Durchdringens der Bauchdecke oder von anderem Gewebe mittels eines in den Trokar eingeführten Endoskops mit einer Blickrichtung, die nicht parallel zur Längsachse des Schafts des Endoskops ist, möglich ist.
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[Anspruch 1] Ein Trokar umfasst einen Schaft mit einem Hohlraum zur Aufnahme des Schafts eines Endoskops mit einer vorbestimmten Endoskop-Blickrichtung, eine Spitze am distalen Ende des Schafts, wobei zumindest ein Teilbereich der Spitze für Licht in dem für das gesunde menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich transparent ist, und eine optische Einrichtung innerhalb des Trokars zum Übertragen von Licht, das von einem Objekt außerhalb der Spitze ausgeht zu einer Lichteintrittsfläche eines in den Schaft eingeführten Endoskops, wobei die optische Einrichtung ausgebildet ist, um Licht aus einer Trokar-Blickrichtung, die von der vorbestimmten Endoskop-Blickrichtung verschieden ist, in die Endoskop-Blickrichtung umzulenken.
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Der Begriff „Trokar“ wird oft nicht konsequent von dem Tubus oder der Kanüle unterschieden, der mithilfe des Trokars beispielsweise in eine Bauchdecke eines Patienten eingesetzt wird, um einen künstlichen Zugang zum Bauchraum zu schaffen. Insbesondere zur Abgrenzung vom Tubus oder der Kanüle wird ein Trokar oft auch als Trokarlanzette, Trokarstilett, Trokardorn oder Trokarstift bezeichnet. Ein Trokar wirkt als Mandrin oder Obturator und ermöglicht das Einführen eines Tubus als künstlicher Zugang zum Bauchraum oder zu einem anderen natürlichen oder künstlichen Hohlraum im menschlichen oder tierischen Körper. Der Trokar kann eine stumpfe Spitze (beispielsweise zur atraumatischen Aufweitung einer natürlichen oder anderweitig vorhandenen Körperöffnung) oder eine scharfe Spitze mit einer oder mehreren Schneiden zum Schneiden von Gewebe aufweisen.
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Der Trokar ist insbesondere für ein laparoskopisches Zugangssystem oder als Bestandteil eines laparoskopischen Zugangssystems ausgebildet. Der Hohlraum bzw. das Lumen des Schafts des Trokars ist insbesondere zylindrisch mit einem kreisförmigen Querschnitt, der an den Querschnitt des Schafts eines Endoskops angepasst ist. Das Lumen des Schafts des Trokars erstreckt sich insbesondere vom proximalen Ende des Trokars bis nahe dessen distalen Ende, so dass der Schaft eines Endoskops von proximal in das Lumen des Schafts des Trokars eingeführt werden kann.
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Die Spitze am distalen Ende des Schafts des Trokars weist beispielsweise im Wesentlichen die Gestalt eines Konus bzw. Kreiskegels oder einer Pyramide mit dreieckiger, viereckiger oder anderer polygonaler Grundfläche auf. Allgemeiner weist die Spitze einen von distal nach proximal zunehmenden Querschnitt auf. Ferner kann die Spitze eine oder mehrere als Schneiden ausgebildete von distal nach proximal sich erstreckende Kanten aufweisen.
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Der gesamte Trokar oder die gesamte Spitze des Trokars kann ein Material, das für Licht in dem Wellenlängenbereich, der für das gesunde menschliche Auge sichtbar ist, transparentes ist, aufweisen. Alternativ kann nur ein Teilbereich der Spitze ein transparentes Material aufweisen. Beispielsweise verschließt ein Fensterbauteil aus einem transparenten Material ein Fenster bzw. eine Öffnung in einem Bauteil, das die Spitze bildet und selbst ein nicht-transparentes Material aufweist. Ein transparentes Fenster kann eben oder gekrümmt sein und symmetrisch oder asymmetrisch zu einer Symmetrieachse der äußeren Mantelfläche der Spitze ausgebildet und angeordnet sein.
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Die optische Einrichtung innerhalb des Trokars ist insbesondere teilweise, weitgehend oder vollständig innerhalb der Spitze des Trokars angeordnet. Die optische Einrichtung kann eine oder mehrere Licht brechende und/oder Licht reflektierende Oberflächen oder Grenzflächen zwischen Raumbereichen mit unterschiedlichen Materialien aufweisen.
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Mit der Endoskop-Blickrichtung ist die Richtung – vom distalen Ende oder von der Lichteintrittsfläche des Endoskops aus – gemeint, in der ein Gegenstand liegt, der beim Blick durch das Endoskop – mit einer Kamera oder unmittelbar mit dem Auge – in der Mitte des erfassten Bilds erscheint. Die Endoskop-Blickrichtung entspricht insbesondere der Flächennormalen oder der mittleren Flächennormalen oder der Symmetrieachse einer Lichteintrittsfläche des Endoskops.
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Mit der Trokar-Blickrichtung ist die Richtung bezogen auf die Spitze des Trokars gemeint, in der ein weit entfernter Gegenstand angeordnet ist, der beim Blick durch ein in den Trokar eingeführtes Endoskop mit der vorbestimmten Endoskop-Blickrichtung und durch die Spitze des Trokars in der Mitte des erfassten Bilds erscheint. Die Trokar-Blickrichtung ist insbesondere parallel zur Flächennormale oder zur mittleren Flächennormale einer Lichteintrittsfläche der optischen Einrichtung. Die Trokar-Blickrichtung ist insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Trokars oder zur Symmetrieachse des Schafts des Trokars.
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Der Trokar ermöglicht die Verwendung eines Endoskops, insbesondere eines Endoskops, dessen Blickrichtung nicht parallel zur Längsachse seines Schafts ist, zur optischen Kontrolle des Eindringens des Trokars in Gewebe oder des Durchdringens einer Gewebeschicht mittels des Trokars. Die optische Kontrolle mittels des Endoskops kann das Risiko einer Verletzung, einer unbeabsichtigten Punktion eines zu schonenden Organs deutlich vermindern.
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Indem der Trokar selbst kein Relais-Linsensystem und keine andere Einrichtung zum Übertragen oder Erfassen eines Bilds aufweisen muss, kann er verhältnismäßig geringe Herstellungskosten aufweisen.
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Die Verwendung eines Endoskops zur optischen Kontrolle kann Zeit sparen und das Erzeugen eines künstlichen Zugangs beschleunigen, indem unmittelbar nach dem Entfernen des Trokars aus dem Tubus das gleiche Endoskop, nun allerdings ohne Trokar, in den Tubus bzw. den künstlichen Zugang eingeführt und weiter verwendet werden kann. Es muss deshalb beispielsweise weder eine Kamera umgesetzt und noch eine andere Bildsignalquelle gewählt werden.
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[Anspruch 2] Ein Trokar, wie er hier beschrieben ist, ist insbesondere für die Verwendung mit einem Endoskop, dessen Endoskop-Blickrichtung nicht parallel zur Längsachse des Schafts des Endoskops ist, ausgebildet.
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Beispielsweise ist der Trokar für die Verwendung mit einem Endoskop, dessen Endoskop-Blickrichtung mit der Längsachse des Schafts des Endoskops einen Winkel von 30 Grad einschließt, vorgesehen und ausgebildet.
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Die Verwendung des Trokars zusammen mit einem Endoskop, dessen Endoskop-Blickrichtung nicht parallel zur Längsachse des Schafts des Endoskops ist, wird durch die optische Einrichtung des Trokars ermöglicht. Für laparoskopische Eingriffe werden beispielsweise häufig Endoskope mit einem Winkel von ca. 30 Grad zwischen Endoskop-Blickrichtung und Längsachse des Schafts verwendet. Ohne die optische Einrichtung des Trokars wäre die gleichzeitige Beobachtung des gesamten oder eines großen Teils der Schnittfläche bzw. der durch den Trokar erzeugten Oberfläche des durchdrungenen Gewebes nicht möglich.
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[Anspruch 3] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, ist die Trokar-Blickrichtung insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Trokars.
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Die Längsachse des Trokars ist insbesondere die Längsachse oder die Symmetrieachse des Schafts oder der äußeren Oberfläche des Schafts oder die Symmetrieachse des Hohlraums im Schaft des Trokars. Die Trokar-Blickrichtung ist zur Längsachse des Trokars im Wesentlichen parallel, insbesondere dann, wenn der Winkel zwischen der Trokar-Blickrichtung und der Längsachse des Trokars nicht größer als 15 Grad oder nicht größer als 10 Grad oder nicht größer als 5 Grad ist. Insbesondere dann, wenn die Lichteintrittsfläche der optischen Einrichtung des Trokars symmetrisch zur Längsachse des Trokars angeordnet ist, kann die Parallelität der Trokar-Blickrichtung und der Längsachse des Trokars eine gleichzeitige Beobachtung der gesamten Schnittfläche bzw. der gesamten Oberfläche der mittels des Trokars erzeugten Öffnung ermöglichen.
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[Anspruch 4] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, ist die optische Einrichtung insbesondere so ausgebildet und angeordnet, dass ein zur Spitze oder im Fall einer rotationssymmetrischen Spitze zur Symmetrieachse der Spitze symmetrischer Bereich beobachtet werden kann.
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Der beobachtbare Bereich ist insbesondere dann symmetrisch zur Spitze, wenn der distalste Punkt der Spitze in der Mitte des erfassten Bilds des beobachtbaren Bereichs liegt.
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[Anspruch 5] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst die optische Einrichtung insbesondere zumindest entweder eine reflektierende Fläche oder eine Prismenanordnung.
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Die reflektierende Fläche kann eben oder gekrümmt sein. Eine reflektierende Fläche ist beispielsweise eine totalreflektierende Oberfläche eines Körpers oder eine totalreflektierende Grenzfläche zwischen zwei Raumbereichen mit unterschiedlichen Brechungsindizes. Eine reflektierende Fläche kann ferner durch eine reflektierende Schicht an einer Oberfläche eines Körpers definiert sein.
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Eine Prismenanordnung kann ein Prisma oder mehrere Prismen umfassen, deren ebene oder gekrümmte Oberflächen oder Grenzflächen Licht auf dem Weg zur Lichteintrittsfläche am distalen Ende eines in der vorgesehenen Weise in den Trokar eingesetzten Endoskops brechen und/oder reflektieren. Insbesondere mit einer Prismenanordnung mit mindestens zwei reflektierenden Flächen kann ein Versatz und gleichzeitig ein Winkel zwischen der Trokar-Blickrichtung und der Endoskop-Blickrichtung ausgeglichen werden.
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Ein Endoskop ist in der vorgesehenen Weise in den Trokar eingesetzt, wenn das distale Ende des Endoskops und insbesondere eine Lichteintrittsfläche am distalen Ende des Endoskops die vorgesehene Position und Orientierung relativ zu dem Trokar aufweist. Der Trokar weist insbesondere einen mechanischen Anschlag, eine Stufe, eine Schulter oder eine oder mehrere andere Einrichtungen und Merkmale auf, um formschlüssig die vorgesehene Position und Orientierung des distalen Endes eines in den Trokar eingesetzten Schafts eines Endoskops zu definieren. Die optische Einrichtung weist insbesondere eine sammelnde Wirkung, d.h. eine positive Brechkraft auf.
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[Anspruch 6] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst die optische Einrichtung insbesondere ein geordnetes Bündel von Lichtleitern.
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Ein geordnetes Bündel von Lichtleitern, insbesondere Glasfasern, wird oft auch als Bildleiter bezeichnet. Das Bündel von Lichtleitern ist insofern geordnet, als die relative Anordnung erster Enden der Lichtleiter an einer Lichteintrittsfläche des Bündels der relativen Anordnung zweiter Enden der Lichtleiter an einer Lichtaustrittsfläche des Bündels entspricht. Die optische Einrichtung umfasst insbesondere ferner ein Objektiv am distalen Ende bzw. vor der Lichteintrittsfläche des geordneten Bündels von Lichtleitern.
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Die optische Einrichtung kann ferner eine oder mehrere Linsen proximal bzw. in Ausbreitungsrichtung von Licht, das von einem beobachteten Gegenstand ausgeht, hinter der Lichtaustrittsfläche des geordneten Bündels umfassen. Diese Linse ist oder diese Linsen sind vorgesehen und ausgebildet, um, ähnlich wie ein Okular, ein virtuelles Bild der Lichtaustrittsfläche des geordneten Bündels von Lichtleitern, zu erzeugen. Das virtuelle Bild ist dann mittels eines in der vorgesehenen Weise in den Hohlraum des Trokars eingesetzten Endoskops erfassbar.
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[Anspruch 7] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst die optische Einrichtung insbesondere ferner eine Linse oder ein Objektiv.
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Eine Linse oder ein Objektiv der optischen Einrichtung des Trokars kann, wie beschrieben, vorgesehen sein zur Erzeugung eines reellen Zwischenbilds an einer Lichteintrittsfläche eines geordneten Bündels von Lichtleitern. Alternativ oder zusätzlich kann eine Linse oder ein Objektiv vorgesehen sein zur Erzeugung eines virtuellen Zwischenbilds, das durch ein in der vorgesehenen Weise in den Hohlraum des Trokars eingesetztes Endoskop erfasst werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Linse oder ein Objektiv vorgesehen sein zur Verzerrung oder Entzerrung eines Bilds. Eine Verzerrung oder eine Entzerrung kann eine vergrößerte Darstellung relevanter Bereiche ermöglichen oder eine bessere Erkennbarkeit von durch die Spitze des Trokars gedehnten Strukturen bewirken.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Linse oder ein Objektiv vorgesehen sein zur Anpassung der Fläche, in der Gegenstände liegen, die scharf abgebildet bzw. durch das Endoskop scharf gesehen werden können, an die Form der Spitze des Trokars. Eine Anpassung der Fläche, in der Gegenstände scharf abgebildet bzw. scharf gesehen werden können, kann eine gleichzeitige Erfassung eines großen Teils oder der gesamten äußeren Oberfläche der Spitze des Trokars oder von daran anliegenden Strukturen ermöglichen.
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[Anspruch 8] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, weist die optische Einrichtung insbesondere eine lichtbrechende Oberfläche oder Grenzfläche auf, die nicht-rotationssymmetrisch ist.
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[Reserveanspruch] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, weist die optische Einrichtung insbesondere eine lichtbrechende Oberfläche oder Grenzfläche auf, die nicht-rotationssymmetrisch zur optischen Achse der optischen Einrichtung am Ort der lichtbrechenden Oberfläche ist.
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Eine nicht rotationssymmetrische lichtbrechende Oberfläche oder Grenzfläche der optischen Einrichtung, insbesondere eine Freiformfläche, kann bei verhältnismäßig kompakter Bauweise eine erwünschte Verzerrung oder Entzerrung oder eine Anpassung der Fläche, in der Gegenstände scharf abgebildet bzw. scharf erfasst werden können, an die äußere Oberfläche der Spitze des Trokars ermöglichen. Dies gilt insbesondere im Fall einer nicht symmetrisch zur Spitze des Trokars angeordneten Lichteintrittsfläche der optischen Einrichtung.
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[Anspruch 9] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, bewirkt die optische Einrichtung insbesondere eine Verkürzung des Abstands, in dem ein Objekt durch ein in der vorgesehenen Weise in den Trokar eingesetztes Endoskop scharf gesehen werden kann.
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Wenn der mittlere Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der Spitze des Trokars und der Lichteintrittsfläche am distalen Ende eines in der vorgesehenen Weise in den Trokar eingesetzten Endoskops geringer ist als die Gegenstandsweite, für die das Endoskop vorgesehen ist, umfasst die optische Einrichtung insbesondere eine oder mehrere Linsen oder eine oder mehrere gekrümmte brechende oder reflektierende Flächen, die eine scharfe Abbildung bzw. ein scharfes Erkennen von an der äußeren Oberfläche der Spitze anliegenden Strukturen durch das Endoskop ermöglichen.
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[Anspruch 10] Ein Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Beleuchtungseinrichtung zum Übertragen von Beleuchtungslicht, das von einer Lichtaustrittsfläche eines in den Schaft eingeführten Endoskops ausgeht.
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[Anspruch 11] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst die Beleuchtungseinrichtung insbesondere einen Lichtleiter.
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Insbesondere umfasst die Beleuchtungseinrichtung ein Bündel von Lichtleitern oder Lichtwellenleitern.
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[Anspruch 12] Bei einem Trokar, wie er hier beschrieben ist, umfasst die Beleuchtungseinrichtung insbesondere eine reflektierende oder brechende Fläche.
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Die reflektierende oder brechende Fläche kann eben oder gekrümmt und Teil einer Prismenanordnung aus einem oder mehreren Prismen aus transparentem Material sein.
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Eine Beleuchtungseinrichtung zum Übertragen von Beleuchtungslicht kann eine vollständige und/oder gleichmäßige oder im Wesentlichen gleichmäßige Ausleuchtung des durch die Spitze des Trokars zu betrachtenden Bereichs auch dann ermöglichen, wenn der Trokar für ein Endoskop vorgesehen ist, an dem Beleuchtungslicht in einer Richtung oder in einen Raumbereich austritt, der für eine vollständige oder gleichmäßige Ausleuchtung des durch den Trokar zu betrachtenden Bereichs ungeeignet ist.
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[Anspruch 13] Ein Trokarsystem umfasst einen Trokar, wie er hier beschrieben ist, und einen Tubus mit einem Lumen, dessen Querschnitt zum Querschnitt des Trokars korrespondiert.
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Der Tubus, teils auch als Kanüle bezeichnet (englisch: cannula, sleeve, tubular sheath) ist insbesondere vorgesehen und ausgebildet, um während eines mikroinvasiven Eingriffs, beispielsweise in einer durch den Trokar gebildeten Öffnung in der Bauchdecke eines Patienten, zu verbleiben und so die Öffnung offen zu halten und einen künstlichen Zugang zu schaffen. Der Querschnitt des Tubus korrespondiert zum Querschnitt des Trokars derart, dass die beiden Querschnitte ähnlich sind und der Querschnitt des Lumens des Tubus nur so viel größer ist als der Querschnitt des Trokars, dass der Trokar in dem Tubus spiel- und reibungsarm geführt ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende eines Schafts eines Endoskops;
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2 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende eines Trokars;
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3 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende eines weiteren Trokars;
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4 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende eines weiteren Trokars;
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5 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende eines weiteren Trokars;
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Beschreibung der Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein distales Ende 11 des Schafts eines Endoskops 10. Die Schnittebene enthält die Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10. Das Endoskop 10 weist am distalen Ende 11 eine Lichteintrittsfläche 12 auf, die durch die äußere Oberfläche eines transparenten Fensterbauteils gebildet ist. Ferner weist das Endoskop 10 am distalen Ende 11 oder nahe dem distalen Ende 11 ein Objektiv 13, eine Prismenanordnung 14 und eine Negativlinse 17 auf. Abweichend von dem diesem Text zugrunde liegenden Verständnis des Begriffs werden oft die hier als Objektiv 13 bezeichnete Einrichtung, die Prismenanordnung 14 und die Negativlinse 17 zusammen als Objektiv bezeichnet. Von einem in 1 nicht dargestellten Gegenstand ausgehendes Licht, das durch die Lichteintrittsfläche 12 in das Endoskop 10 eintritt und durch die Negativlinse 17 hindurch tritt, wird durch Reflexionen an reflektierenden Grenzflächen innerhalb der Prismenanordnung 14 in Richtung des Objektivs 13 gelenkt. Das Objektiv 13 erzeugt ein reelles Bild des Gegenstands, das beispielsweise von einem in 1 nicht dargestellten Bildsensor in ein Bildsignal gewandelt oder von einem in 1 nicht dargestellten Relais-Linsensystem oder einem in 1 nicht dargestellten geordneten Bündel von Lichtleitfasern zum proximalen Ende des Endoskops 10 übertragen wird.
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Ferner weist das Endoskop 10 einen oder mehrere Lichtleiter 15 zum Übertragen von Beleuchtungslicht zu einer Lichtaustrittsfläche 16 am distalen Ende 11 des Endoskops 10 auf. Die Lichteintrittsfläche 12 und die Lichtaustrittsfläche 16 liegen bei dem dargestellten Beispiel in einer Ebene orthogonal zur Blickrichtung 19 des Endoskops 10. Die Blickrichtung 19 ist die Gerade, auf der Gegenstände liegen, die bei der vorgesehenen Verwendung des Endoskops 10 in der Mitte des erfassten Bilds erscheinen. Die Blickrichtung 19 des Endoskops 10 ist nicht parallel zur Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10. Bei dem dargestellten Beispiel schließen die Blickrichtung 19 des Endoskops 10 und die Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10 einen Winkel von ca. 30 Grad ein.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen Trokar 20 und eine Endoskop 10, wie es anhand der 1 dargestellt ist. Da das Endoskop 10 nicht Teil des Trokars 20 ist, ist es nur durch die Konturen seiner Bestandteile dargestellt. Die Schnittebene der 2 entspricht der Schnittebene der 1.
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Der Trokar 20 umfasst einen Schaft 21 mit einem Hohlraum, in dem der Schaft oder zumindest das distale Ende des Schafts eines Endoskops 10 angeordnet werden kann. Bei der in 2 gezeigten Situation ist das distale Ende des Schafts anhand der 1 dargestellten Endoskops 10 im Schaft 21 des Trokars 20 angeordnet. Die innere Oberfläche des Hohlraums im Schaft 21 des Trokars 20 korrespondiert – bis auf ein kleines mechanisches Spiel, das ein reibungsarmes Einführen ermöglicht – zur äußeren Oberfläche des distalen Endes des Schafts des Endoskops 10. Damit ist eine vorgesehene und in 2 dargestellte Position und Orientierung des Schafts des Endoskops 10 relativ zum Trokar 20 formschlüssig definiert.
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Am distalen Ende 22 des Schafts 21 des Trokars 20 ist eine Spitze 24 aus Glas, Kunststoff, Saphir oder einem anderen transparenten Material vorgesehen. Die Spitze 24 ist beispielsweise im Wesentlichen konisch bzw. kreiskegelförmig oder weist die Gestalt einer Pyramide mit dreieckiger, viereckiger oder anderer polygonaler Grundfläche auf. Die Spitze 24 weist bei dem dargestellten Beispiel eine im Wesentlichen konstante Wanddicke auf, d.h. der Abstand zwischen der inneren Oberfläche 25 und der äußeren Oberfläche 26 ist an allen Orten oder an fast allen Orten gleich oder im Wesentlichen gleich. An der inneren Oberfläche 25 und an der äußeren Oberfläche 26 kann jeweils eine reflexionsmindernde Beschichtung vorgesehen sein.
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An der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 können eine, zwei, drei, vier oder mehr Schneiden aus dem transparenten Material der Spitze 24 oder aus einem anderen Material vorgesehen sein. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Spitze 24 zumindest in der Schnittebene der 2 symmetrisch zur Längsachse 28 des Trokars 20. Die Längsachse 28 des Trokars 20 ist insbesondere gleichzeitig die Symmetrieachse des Schafts 21 des Trokars 20. Bei dem dargestellten Beispiel entspricht die Längsachse 28 des Trokars 20 der Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10. Abweichend von der Darstellung in 2 kann die Längsachse 28 des Trokars 20 beispielsweise parallel zur Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10 sein.
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Der Trokar 20 umfasst eine optische Einrichtung aus einer ersten Linse 30, einer Prismenanordnung 40 und einer zweiten Linse 43. Die erste Linse 30 ist distal bzw. in Ausbreitungsrichtung des von einem Gegenstand außerhalb des Trokars 20 ausgehenden Lichts vor der Prismenanordnung 40 angeordnet. Die zweite Linse 43 ist proximal bzw. in Ausbreitungsrichtung des von einem Gegenstand außerhalb des Trokars 20 ausgehenden Lichts hinter der Prismenanordnung 40 angeordnet. Die Lichtaustrittsfläche der zweiten Linse 43 ist gegenüber der Lichteintrittsfläche 12 (vgl. 1) des Endoskops 10 und symmetrisch zur Blickrichtung 19 des Endoskops 10 angeordnet.
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Die optische Achse 38 der Linse 30 ist parallel zur Längsachse 28 des Trokars 20. Abweichend von der Darstellung in 2 kann die optische Achse 38 der ersten Linse 30 mit der Längsachse 28 des Trokars 20 zusammenfallen. Abweichend von der Darstellung in 2 kann die optische Achse 38 der ersten Linse 30 mit der Längsachse 28 des Trokars 20 einen Winkel einschließen, der nicht Null beträgt.
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Die Prismenanordnung 40 weist reflektierende Flächen 41, 42 in Gestalt von – bei dem vorgesehenen Einfallswinkel – totalreflektierenden Grenzflächen auf. Durch Reflexion an den reflektierenden Flächen 41, 42 der Prismenanordnung 40 wird ein zur optischen Achse 38 der ersten Linse 30 symmetrisches Strahlenbündel in ein zur Blickrichtung 19 des Endoskops 10 symmetrisches Strahlenbündel gebrochen, das in das Endoskop 10 eintritt.
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Der Trokar 20 umfasst ferner Lichtleiter 60 mit einer Lichteintrittsfläche 61 gegenüber der Lichtaustrittsfläche 16 des Endoskops 10 (vgl. 1) und einer Lichtaustrittsfläche 62. Die Lichtleiter 60 sind vorgesehen und ausgebildet, um aus der Lichtaustrittsfläche 16 des Endoskops 10 austretendes Beleuchtungslicht aufzunehmen und zu ihrer Lichtaustrittsfläche 62 zu leiten. Die Lichtaustrittsfläche 62 ist so angeordnet und orientiert, dass aus der Lichtaustrittsfläche 62 der Lichtleiter 60 austretendes Beleuchtungslicht an der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 anliegende Gegenstände möglichst vollständig und gleichmäßig beleuchtet.
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Um eine unmittelbare Einkopplung von Beleuchtungslicht von den Lichtleitern 60 in die optische Einrichtung 30, 40, 43 des Trokars 20 und damit in den Beobachtungs-Strahlengang des Endoskops 10 zu vermeiden, weist der Trokar 20 zwischen den Lichtleitern 60 und der optischen Einrichtung 30, 40, 43 einen lichtabsorbierenden Bereich 80 auf. Wenn im Wesentlichen der gesamte Trokar 20 aus einem transparenten Material gebildet ist, ist der Bereich 80 zwischen den Lichtleitern und der optischen Einrichtung 30, 40, 43 mit lichtabsorbierenden Pigmenten versehen. Alternativ ist der lichtabsorbierende Bereich 80 aus einem lichtabsorbierenden Material oder aus einem Material, dessen Oberflächen Licht reflektieren, gebildet. Abweichend von der Darstellung in 2 können beispielsweise der gesamte Schaft 21 und dessen distales Ende 22, in dem die Lichtleiter 60 und die optische Einrichtung 30, 40, 43 angeordnet bzw. gefasst sind, aus Metall oder einem anderen nicht transparenten Material gebildet sein. In diesem Fall ist entweder die gesamte Spitze 24 aus einem optisch transparenten Material gebildet oder die Spitze 24 ist beispielsweise aus dem gleichen nicht transparenten Material gebildet und weist einen oder mehrere Teilbereiche auf, die aus einem optisch transparenten Material gebildet sind.
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Beim Durchdringen von Gewebe, beispielsweise der Bauchdecke eines Patienten, kann über die optische Einrichtung 30, 40, 43 des Trokars 20 und des Endoskops 10 das verdrängte Gewebe bzw. die innere Oberfläche des frisch erzeugten Kanals, die an der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 anliegt, betrachtet werden. Zu schonende Strukturen können erkannt und ihre Verletzung kann vermieden werden. Durch die optische Einrichtung 30, 40, 43 kann mit dem bei medizinischem Personal überaus beliebten Endoskop 10 mit einer Blickrichtung 19, die nicht parallel zur Längsachse 18 des Schafts des Endoskops 10 ist, die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte an der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 anliegende Oberfläche des verdrängten Gewebes betrachtet werden.
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Bei dem in 2 gezeigten Beispiel weist die Spitze 24 einen Hohlraum auf, der von der inneren Oberfläche 25 der Spitze 24 umschlossen ist. Abweichend von der Darstellung in 2 kann die Spitze 24 durch ein massives Bauteil aus einem transparenten Material gebildet sein. Damit entfallen die innere Oberfläche 25 der Spitze 24, die aufwändige reflexionsmindernde Beschichtung der inneren Oberfläche 25 und störende Reflexionen von Beleuchtungslicht an der inneren Oberfläche 25 der Spitze 24.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen weiteren Trokar 20, in den das anhand der 1 dargestellte Endoskop 10 eingesetzt ist. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 1 und 2. Insbesondere entspricht die Schnittebene der 3 den Schnittebenen der 2 und 1. Der in 3 gezeigte Trokar 20 ähnelt in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen dem anhand der 2 dargestellten Trokar. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen des in 3 gezeigten Trokars 20 beschrieben, in denen dieser sich von dem anhand der 2 dargestellten Trokar unterscheidet.
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Der in 3 gezeigte Trokar 20 unterscheidet sich von dem anhand der 2 dargestellten Trokar insbesondere dadurch, dass die optische Einrichtung des Trokars 20 eine Linse 30 mit einer Lichteintrittsfläche 32, die nicht rotationssymmetrisch zur optischen Achse 38 der optischen Einrichtung an dieser Stelle ist. Stattdessen ist die Lichteintrittsfläche 32 der Linse 30 eine Freiformfläche. Dadurch kann das mittels der optischen Einrichtung 30, 43 erfassbare Bild der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 verzerrt oder entzerrt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die nicht rotationssymmetrische Lichteintrittsfläche 32 der Linse 30 zu einer Anpassung der gleichzeitig scharf abgebildeten Fläche an die äußere Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 beitragen.
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Anstelle der Lichteintrittsfläche 32 der Linse 30 oder zusätzlich zu dieser können die Lichtaustrittsfläche der Linse 30 und/oder weitere Grenzflächen oder Oberflächen der Linsen 30, 43 nicht-rotationssymmetrisch zur optischen Achse des Beobachtungs-Strahlengangs am jeweiligen Ort sein. Abweichend von der Darstellung in 3 kann ferner eine Prismenanordnung 40, wie sie anhand der 2 dargestellt ist, zwischen den Linsen 30, 43 oder anstelle der Linse 43 vorgesehen sein.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen weiteren Trokar 20, in den das anhand der 1 dargestellte Endoskop 10 eingesetzt ist. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 1 bis 3. Insbesondere entspricht die Schnittebene der 4 den Schnittebenen der 1 bis 3. Der in 4 gezeigte Trokar 20 ähnelt in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 2 und 3 dargestellten Trokaren. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen des in 4 gezeigten Trokars 20 beschrieben, in denen dieser sich von den anhand der 2 und 3 dargestellten Trokaren unterscheidet.
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Der in 4 gezeigte Trokar 20 unterscheidet sich von den anhand der 2 und 3 dargestellten Trokaren insbesondere dadurch, dass ein geordnetes Bündel 50 von Glasfasern oder anderen Lichtleitern zur Übertragung eines Bilds vorgesehen ist. Distal bzw. vor der Lichteintrittsfläche 51 des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern ist ein Objektiv oder eine erste Linse 30 vorgesehen, die ein reelles Bild der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 an der Lichteintrittsfläche 51 des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern erzeugt.
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Zur Anpassung der Fläche, in der Gegenstände gleichzeitig scharf betrachtet werden können, an die Gestalt der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 kann die Lichteintrittsfläche 51 des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern abweichend von der Darstellung in 4 eine nicht-ebene Gestalt aufweisen. Beispielsweise ist die Lichteintrittsfläche 51 des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern abweichend von der Darstellung in 4 kegelförmig geformt.
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Proximal bzw. bezogen auf die Richtung der Ausbreitung von Licht, das von einem betrachteten Gegenstand ausgeht, hinter der Lichtaustrittsfläche 52 des geordenten Bündels 50 ist eine zweite Linse 53 angeordnet, die ein mittels des Endoskops 10 erfassbares virtuelles Bild der Lichtaustrittsfläche 52 des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern erzeugt.
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Die Verwendung eines geordneten Bündels 50 von Lichtleitern ermöglicht eine nahezu beliebige Anordnung und Orientierung der ersten Linse 30 relativ zu der Lichteintrittsfläche 12 des Endoskops 10 (vgl. 1). Beispielsweise kann die Linse 30 auch abweichend von der Darstellung in 4 ohne Weiteres so angeordnet sein, dass die optische Achse 38 der Linse 30 mit der Längsachse 28 des Trokars 20 zusammenfällt.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen weiteren Trokar 20, in den das anhand der 1 dargestellte Endoskop 10 eingesetzt ist. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 1 bis 4. Insbesondere entspricht die Schnittebene der 5 den Schnittebenen der 1 bis 4. Der in 5 gezeigte Trokar 20 ähnelt in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen dem anhand der 2 bis 4 dargestellten Trokar. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen des in 5 gezeigten Trokars 20 beschrieben, in denen dieser sich von dem anhand der 2 bis 4 dargestellten Trokar unterscheidet.
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Der in 5 gezeigte Trokar 20 unterscheidet sich von dem anhand der 2 dargestellten Trokar insbesondere dadurch, dass zur Übertragung von Beleuchtungslicht, das von der Lichtaustrittsfläche 16 des Endoskops 10 (vgl. 1) ausgeht, anstelle von Lichtleitern eine Prismenanordnung 70 mit mehreren reflektierenden Flächen 71, 72 vorgesehen ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Prismenanordnung 70 aus einem einzigen transparenten Körper gebildet, dessen Oberfläche teilweise oder vollständig verspiegelt bzw. mit einer reflektierenden Schicht versehen ist.
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Abweichend von der Darstellung in 5 kann die Prismenanordnung 70 aus mehreren Körpern mit unterschiedlichen transparenten Materialien, die insbesondere unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, gebildet sein. Anstelle einer partiellen Verspiegelung bzw. Beschichtung mit einer reflektierenden Schicht kann die Prismenanordnung 70 so ausgebildet sein, dass die reflektierenden Flächen 71, 72 aufgrund Totalreflexion reflektieren.
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Bei dem in 5 gezeigten Beispiel ist die erste reflektierende Fläche 71 gekrümmt. Eine oder mehrere gekrümmte reflektierende Flächen können eine Strahlformung bewirken und zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung von an der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 anliegendem Gewebe beitragen.
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In 5 ist ferner ein Tubus 90 dargestellt, in den der Trokar 20 eingeführt ist. Der Tubus 90 weist die Gestalt einer Mantelfläche eines Zylinders, insbesondere eines Kreiszylinders auf. Der Tubus 90 umschließt den Trokar 20 mantelförmig. In der in 5 dargestellten Konfiguration kann Körpergewebe, beispielsweise eine Bauchdecke, mittels des Trokars 20 penetriert oder eine vorhandene Körperöffnung aufgeweitet und gleichzeitig der Tubus 90 in die geschaffene Öffnung eingesetzt werden. Nach vollständiger Durchdringung, beispielsweise der Bauchdecke, verbleibt der Tubus 90 während eines mikroinvasiven Eingriffs in der Bauchdecke und schafft einen Zugang für ein medizinisches Instrument oder mehrere medizinische Instrumente. Insbesondere kann nach Herausziehen des Trokars 20 aus dem Tubus 90 und dem Entnehmen des Endoskops 10 aus dem Trokar 20 das Endoskop 10 unmittelbar für den mikroinvasiven Eingriff weiter verwendet werden.
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Merkmale und Eigenschaften der anhand der 2 bis 5 dargestellten Trokare und der beschriebenen Varianten sind teilweise kombinierbar. Beispielsweise können auch bei den anhand der 3 und 4 dargestellten Trokaren 20 die Lichtleiter 60 zum Übertragen von Beleuchtungslicht durch eine oder mehrere Prismenanordnungen 70, wie sie anhand der 5 dargestellt ist, ersetzt werden. Ferner können auch bei den anhand der 3, 4 und 5 dargestellten Trokaren, wie in Zusammenhang mit 2 beschrieben, die Spitzen 24 als massive transparente Körper ausgebildet sein, um störende Reflexionen an der inneren Oberfläche 25 der Spitze 24 zu vermeiden.
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Abweichend von den Darstellungen anhand der 2 bis 5 können vor allem bei Verwendung von Lichtleitern 60 zum Übertragen von Beleuchtungslicht deren Lichtaustrittsflächen 62 anders angeordnet sein oder mehrere getrennte Lichtaustrittsflächen vorgesehen sein. Mit mehreren, optional um die Linse 30 herum verteilten Lichtaustrittsflächen 62 oder einer die Linse 30 bogenförmig teilweise umgebenden oder kreisförmig vollständig umgebenden Lichtaustrittsfläche 62 der Lichtleiter 60 kann eine gleichmäßige Ausleuchtung von an der äußeren Oberfläche 26 der Spitze 24 des Trokars 20 anliegendem Gewebe gefördert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Endoskop
- 11
- distales Ende des Endoskops 10
- 12
- Lichteintrittsfläche des Endoskops 10
- 13
- Objektiv des Endoskops 10
- 14
- Prismenanordnung des Endoskops 10; optional als Teil des Objektivs 13 anzusehen
- 15
- Lichtleiter des Endoskops 10 zum Übertragen von Beleuchtungslicht zu der Lichtaustrittsfläche 16
- 16
- Lichtaustrittsfläche des Endoskops 10 für Beleuchtungslicht
- 17
- Negativlinse; optional als Teil des Objektivs 13 anzusehen
- 18
- Längsachse des Schafts des Endoskops 10
- 19
- Blickrichtung des Endoskops 10
- 20
- Trokar
- 21
- Schaft des Trokars 20
- 22
- distales Ende des Schafts 21
- 24
- Spitze des Trokars 20, für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich transparent
- 25
- innere Oberfläche der Spitze 24 des Trokars 20
- 26
- äußere Oberfläche der Spitze 24 des Trokars 20
- 28
- Längs- und Symmetrieachse des Trokars 20
- 30
- Linse oder Objektiv im Trokar 20
- 32
- Lichteintrittseinfläche der Linse 30
- 38
- optische Achse der Linse 30 und Blickrichtung der Linse 30
- 40
- Prismenanordnung im Trokar 20
- 41
- erste reflektierende Fläche der Prismenanordnung 40
- 42
- zweite reflektierende Fläche der Prismenanordnung 40
- 43
- Linse, insbesondere proximal bzw. hinter der Prismenanordnung 40
- 50
- geordnetes Bündel von Lichtleitern zur Übertragung eines Bilds
- 51
- Lichteintrittsfläche des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern
- 52
- Lichtaustrittsfläche des geordneten Bündels 50 von Lichtleitern
- 53
- Linse proximal bzw. hinter der Lichtaustrittsfläche 52 des geordneten Bündels 50
- 60
- Lichtleiter zum Übertragen von Beleuchtungslicht, das von der Lichtaustrittsfläche
- 16
- des Endoskops 10 ausgeht
- 61
- Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 60
- 62
- Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters 60
- 70
- Prismenanordnung zum Übertragen von Beleuchtungslicht, das von der Lichtaustrittsfläche 16 des Endoskops 10 ausgeht
- 71
- erste reflektierende Fläche der Prismenanordnung 70
- 72
- zweite reflektierende Fläche der Prismenanordnung 70
- 80
- lichtabsorbierender Bereich des Trokars 20
- 90
- Tubus, der zusammen mit dem Trokar 20 ein Trokarsystem bildet
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10110427 A1 [0003]
- EP 0694280 A2 [0004]
- DE 10333956 A1 [0005]
- US 2008/0033450 A1 [0006]
- DE 102010060877 A1 [0007]