DE1541099A1

DE1541099A1 - Aerztliches instrument fuer die kaeltechirurgie (cryochirurgie)

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Publication number: DE1541099A1
Application number: DE1966A0052084
Authority: DE
Inventors: Selig Percy Amoils
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-04-13
Filing date: 1966-04-06
Publication date: 1975-08-28
Also published as: NL6604937A; SE320149B; GB1111757A; CH444385A; ES325381A1; BE678971A; US3502081A; NL151626B; DE1541099B2

Description

DIPL-ING. HANS BEGRICH - DIPL-ING. ALFONS WASMEIER

REGENSBURG 3 · LESSINGSTRASSE 10

Patentanwälte Begrich · Wasmeier, 8400 Regensburg 3, Postfach 11

An das

Deutsche Patentamt .

8 München 2 Zweibrückenstrasse 12

Telefon 0941 /31055
Bayer. Staatsbank, Regensburg 507 Postscheckkonto: Mönchen 89369 Telegramme: Begpatent Regensburg

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S/p 4639

4. April 1966 W/hi

Selig Percy Amoils, 4, G-riswold Road, Saxonwold, Johannesburg,

Transvaal, Südafrika

Arztliches Instrument für die Kältechirurgie (Cryoehirurgie)

In den letzten Jahren sind wesentliche Fortschritte in der Technik der Kältechirurgie erzielt worden, insbesondere in Hinblick auf die Augenchirurgie, wie z. B, die Starentfernung oder die netzhaut operation-, jedoch auch für Grehirn-Intestinal- oder Drüsenoperatxonen. Solche Techniken erfordern kältechirurgische (chryochirurgische) Instrumente, die normalerweise als Sonden bekannt sind, welche bei so tiefen Temperaturen verwendet werden, daß sie ein örtliches Erstarren der zu operierenden Teile durch Kälteeinwirkung erzeugen oder eine Abkühlung zwischen der Sonde und einem solchen Teil ergeben. Der Chirurg braucht für eine derartige Operation Instrumente, die leicht und genau in.bezug auf die Temperatur einstellbar sind, die ein rasches Ansprechen ergeben, wenn eine Temperatur-

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änderung erforderlich ist, die einen ausreichenden Schutz für Gewebe oder Teile in der Nähe der Stelle, an der die Operation ausgeführt wird, gewährleisten und die sterilisiert werden können. Weitere praktische Erfordernisse sind geringes Gewicht, und kompakter Aufbau, eine solche Ausbildung, daß der Ohirurg das Instrument leicht handhaben und exakt beherrschen kann, die Vermeidung des Austrittes insterilen Gases in der Nähe der Operationsstelle und natürlich Sicherheit gegen Zerspringen oder Zerbrechen, falls ein übermäßig hoher Druck auftritt.

Die Erfindung bezieht sich auf Instrumente und Hilfseinrichtungen, die diese Eigenschaften aufweisen.

Grundsätzlich besteht,die Erfindung in der Anwendung von kältechirurgischen Instrumenten nach dem Joule-Thomson-Effekt, wobei das Auftreten.eines Druckgases unterhalb der kritischen Temperatur über eine Verengung einen Temperaturabfall ergibt und dabei sowohl das Gas als auch der Druck, mit dem das Gas eingespeist wird, für diesen Zweck verwendbar werden. Ein derartiges Gas ist GOp, das durch Verdampfung aus der flüssigen Phase eingespeist wird. Einige Gase jedoch sind hierfür ungeeignet, entweder, weil ihre Joule-Thomson-Eigenschaften nicht geeignet sind, oder weil sie in einem Operationssaal gefährlich sein können.

Der Ausdruck "verengte Mündung", wie er nachstehend verwendet wird, bezieht sich auf eine einzelne Mündung, ein poröses Absperrorgan, oder eine Vielzahl von Mündungen, die parallel

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geschaltet sind, in jedem Falle aber darauf, daß dann, wenn ein entsprechendes Gas aufgrund einer entsprechenden Druckdifferenz hindurchgeführt wird, der Joule-Thomson-Effekt auftritt und einen Temperatürabfall erzeugt. Die Erfindung befaßt sich nicht mit dem Effekt der Abkühlung durch adiabatische Expansion oder durch Verdampfung; solche Effekte sind in Verbindung mit kältechirurgischen Instrumenten zur Verwendung vorgeschlagen oder tatsächlich verwendet worden, sie weisen jedoch lachteile auf, die vorliegende Erfindung, vermeidet.

Beispielsweise besitzt ein bekanntes Instrument einen Behälter mit einem sondenartigen, leitenden Ende, in welchen flüssiger

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Stickstoff eingebracht wurde; eine Verdampfung dieses Stickstoffs ergibt natürlich einen Temperaturabfall aufgrund der erforderlichen latenten Wärme, und ein Teil dieser Wärme wird aufgrund der Wärmeleitung durch die Sonde geführt. Diese Art von Instrument ist vergleichsweise langsam in seinem Ansprechen auf Steuerwirkungen und ist räumlich groß und schwer.

Gemäß der Erfindung wird ein kältechirurgisches Instrument

mit einem Körper vorgeschlagen, der einen Hohlraum mit einer Wandung hoher thermischer Leitfähigkeit und einen Auslaßkanal aufweist; eine Rohrleitung für Druckgas aus einer entfernt liegenden Quelle führt in den Hohlraum in der Nähe der Wandung durch eine begrenzte Mündung, so daß eine Kühlwirkung aufgrund des Joule-Thomson-Effektes des Gases beim Entweichen durch die Mündung in den Hohlraum erzeugt wird.

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Die Erfindung weist ferner Verbesserungen und die Kombination von Zubehörgeräten auf, die in Verbindung mit dem eigentlichen Handinstrument verwendet werden.

Die gut leitende Wandung, die beispielsweise aus Silber besteht, stellt in manchen Fällen das eigentliche Ende des Körpers dar und die äußere Oberfläche ist in geeigneter Weise konturiert und glatt ausgebildet, damit sie dem beabsichtigten Zweck entgegenkommt. Z. B. weist ein Augeninstrument eine Spitze (oder Wandung) auf, die konvex und sehr stark poliert ist. Der Gasstrom innerhalb der Wandung wird auf die Wandung, zu durch die begrenzte Mündung gerichtet. Der Körper selbst ist jedoch vorzugsweise ein Rohr aus korrosionsbestfindigem Stahl.

Der von Hand gehaltene Teil des Instrumentes ist mit der Steuereinrichtung und damit mit der Druckgasquelle durch ein flexibles Rohr verbunden, und vorzugsweise ist dieses Rohr ein inneres (Druck-) Rohr, das von einem äußeren (Auslaß-) Rohr umschlossen ist.

Eine konstante Temperatur wird dadurch erreicht, daß eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen ist, die den Aufbau von festem CO₂ in den Auslaßkanälen verhindert; eine Temperaturanzeige wird durch Verwendung eines Thermoelementes gewährleistet. Anordnungen dieser Art sind weiter unten beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

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Pig. 1 eine Netzhautsonde im Schnitt,

Pig. 1A eine Teilanaicht, die die Abänderung der Sondenspitze für Staroperationen anzeigt,

Fig. 2 schematisch ein Instrument für Gehirn-, Ohren-, Nasen- und Schlund- oder Intestinalcryochirurgie,

Pig.. 2A eine Teilanaicht einer Abänderung der Sondenspitze, wobei eine Vielzahl von verengten Mündungen parallel zueinander verwendet werden können, um eine Wandung bestimmter Fläche oder Form zu kühlen,

Figuren 3, 4 und 5 entsprechende ebene Vorderansichten und Seitenansichten, die die Anordnung einer Steuereinheit zur Verwendung in Verbindung mit dem Instrument nach Fig. 1 oder 2 zeigen,

Fig. 6 eine Schnittansicht, die die Anordnung eines Speiseabsperrorgans zur Verbindung des Instrumentes nach Fig. 1 oder 2 mit der Einheit nach den Figuren 4, 5 und 6 wiedergibt,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer verengten Mündung, und Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines Leitungssystems.

Das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Instrumentes in Fig. 1 weist eine äußere Schutzhülse 1 aus Nylon auf, deren Gestalt und Große mit einem Füllfederhalter verglichen werden kann, und diese Hülse besitzt einen vorderen Endteil 2, der mit der Hülse über eine Schraubverbindung 3 befestigt ist. Wenn die Teile 1 und 2 miteinander fest verschraubt sind, klemmen Bie einen Flansch 4A eines schräg nach vorne zulaufenden Ringes 4 ein, der wegen der hohen thermischen Leitfähigkeit aus Silber besteht. Der Ring 4 besitzt eine axiale Bohrung 4B

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mit einem Teil 4C mit verringertem Innendurchmesser am vorderen Ende} an seinem hinteren Ende ist innerhalb der Hülse 1 und des Flansches 4A ein ssylinderischer Ansatz 4D vorgesehen.

Die Sondenspitze ist genau durch die Bohrung 4C passend und nach außen vorstehend ausgebildet. Diese Sondenspitze ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel ein gekrümmter, rohrförmiger Körper 5 aus korrosionsbeständigem Stahl, dessen Ende von der Wandung 6 aus Silber abgeschlossen ist. Innerhalb der Bohrung 4B ist der Körper 5 von dem Ring 4 umschlossen und er erstreckt sich ein kurzes Stück bis hinter das Ende des Teiles 4D. Eine rohriörmige Manschette 7 paßt genau in die Bohrung 4B und erstreckt sioh nach rückwärts, ihre Wandung ist ausgeschnitten und bildet bei 8 eine öffnung. Diese öffnung 8 hat zwei Aufgaben} eine besteht darin, daß der Auslaßgasstrom von innerhalb des Körpers 5 ermöglicht wird, die andere ist darin zu sehen, daß ein Kanal für die Thermoelementleiter 8 geschaffen wird, die mit dem Inneren der Wandung 6 verbunden rand. Das vordere Ende der Manschette 7 ist mit einem solchen Innendurchmesser gebohrt, daß es um das hintere Ende des Körpers 5 paßt, und das hintere Ende der Manschette ist so aufgebohrt, daß es die Außenseite einer Leitung 1o aufnimmt. Die Leitung 1o i-B-t ein Rohr aus korrosionsbeständigem Stahl mit den Proportionen einer Kapillarbohrung z. B. 0,06 cm Durchmesser, das sich in die Bohrung 4B und durch diese hindurch sowie in den unmittelbar innerhalb der Wandung 6 ausgebildeten Hohlraum erstreckt. An diesem Ende der Leitung 1o endet sie in einer verengten Mündung bei 1oA von z. B. o,o1 oder o,o15 cm Durchmesser, welche austretendes Gas auf die Wandung 6, von

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der es einen Abstand von ο,2 cm aufweist, richtet. Diese als Beispiel gegebenen Zahlen gelten etwa, wenn das Druckgas COg einen Druck von ca. 56.000 gm/cm besitzt. An der Stelle, an der die Leitung 1 ο durch die rückseitige Endbohrung der Manschette 7 hindurchtritt, ist sie verlötet. Zur Einstellung während des Zusammenbaues wird die Manschette 7 längs des Körpers 5 verschoben, bis die Mündung bei ToA der leitung To in genauem Abstand von der Wandung 6 steht, und in der richtigen Stellung erfolgt eine Örtliche Verschweißung bei 7A, die die Manschette 7 mit dem Körper befestigt.

Das Auslaßgas, das von dem Ende der Sonde längs der Bohrung 4B zurückkehrt, entweicht durch die Öffnung 7B. Bei 11 ist ein Ring im Preßsitz in die Hülse 1 eingesetzt, mit dem Ring ist das vordere Ende eines Auslaßrohres 12 verlötet, das sich durch die Hülse 1 erstreckt und von dem rückseitigen Ende ausgeht, wo es mit einer flexiblen Auslaßröhre 13 verbunden ist. In der Nnhe des vorderen Endes des Auslaßrohres 12 ist ein Ring von Löchern 14 vorgesehen, die von einer elastischen Hülse I4B umgeben μηα normalerweise geschlossen sind. Damit wird ein Sicherheitsventil geschaffen; wenn aus irgendeinem Grunde sich der Auslaßgasdruck mit einem zu hohen Wert innerhalb des Rohres 12 oder der Röhre 13 aufbaut, kann das Gas durch die Löcher Η in die Hülse 1 und damit in die Atmosphäre über ein Loch I4A in der Wandung der Hülse 1 entweichen. Ein solches Auslaßventil ergibt ein eharakteristisches Geräusch, so daß der Chirurg davon in Kenntnis gesetzt wird, daß eine Blockierung des Auslaßstromes vorliegt. Die Thermoelernentleitungen 8 werden durch das Rohr 12 und d,i<- Röhre 13 geführt.

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TJm den Ansatz 4D herum ist eine Heizwicklung eines in geeigneter Weise isolierten Drahtes 15 vorgesehen, dessen Speiseleitungen 9 in ähnlicher Weise durch die Rohre 12 und 13 zurückgeführt sind.

Die Hauptaufgabe des Ringes 4 besteht darin, den Körper 5 und damit das vordere Ende der Leitung 1o zur Aufnahme von Wärme zu beaufschlagen. Durch Steuerung des Stromes in der Heizwick-

^ lung 15 kann die Temperatur innerhalb des Hohlraumes der Spitze und damit die der Wandung 6 innerhalb ausreichend genauer Grenzen gehalten werden. Eine allgemeine Steuerung von einem (oberen) Extremwert des Temperaturbereiches (z. B. der Umgebungstemperatur) zu einem unteren Extremwert von z. B. -78° C wird einfach dadurch erzielt, daß die Gaseinspeisung ein- und ausgeschaltet wird, und die genauere Steuerung aufgrund der die Wandung 6 auf z. B. -6o° C im Falle einer Netzhautoperation gehalten wird, wird vorzugsweise empirisch dadurch geregelt, daß stets die gleiche experimentell be-'

w stimmte Spannung zugeführt wird, obgleich sie durch Stromsteuerung erreicht werden kann. An dieser Stelle sei erwähnt, daß die gesteuerte Temperatur für eine Uetzhautoperation wesentlich geringer ist als für eine Staroperation, wobei letztere üblicherweise bei etwa -3o° C durchgeführt wird (das Instrument ist dabei das in Verbindung mit Fig. 1A beschriebene).

Die Abkühlung wird vollständig durch den Joule-Thomson-Effekt der verengten Mündung bei 1oA erreicht. Man kann feststellen, daß dann, wenn die Bohrung innerhalb der Leitung 1o wesentlich

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größer ist als die der Mündung bei 1oA, das Gas innerhalb der Leitung mit einer unbedeutenden Geschwindigkeit strömt, so daß kein nennenswerter Joule-Thomson-Effekt oder adiabatischer Abkühleffekt in der Leitung auftritt. Die Leitung 1o wird an die Stelle der Einspeisung dadurch zurückgeführt, daß sie als flexible Leitung innerhalb der Röhre 13 vorgesehen wird. Wenn sie eine geringe Bohrung besitzt und bei normalen Temperaturen verwendet wird, kann sie aus Kunststoff oder anderem sterilisierbarem Material sein, trotzdem sie einen hohen Innendruck aushalten muß. Es ist jedoch ein zweckmäßiger ti Sicherheitsfaktor dadurch gegeben, daß dann, wenn die Druckleitung leckt oder bricht, sie in der Röhre 13 eingesclilossen ist, die in die Atmosphäre offen ist.

Das Instrument nach Pig. 1 ist, wie bereits ausgeführt, für Neteiautoperationen geeignet. Dies ist ein weiterer Grund für die Beheizung des Ringes 4· Während die Abbiegung am Ende des Körpers 5 der Sonde vorgesehen ist, um das Erreichen der Rückseite des Auges zu erleichtern, besteht die Gefahr, daß ' die Sondenspitze das Augenlid berühren oder mit ihm erstarren bzw. gefrieren kann; wird der Ring erwärmt, werden entsprechende Gefahren vermindert oder ganz vermieden.

In bezug auf Fig. TA ist der Hauptteil des Instrumentes der gleiche wie in Fig. 1. Im Falle der Fig. 1A jedoch ist die Sondenspitze für eine Staroperation ausgebildet und geradlinig geformt; es ist hierbei nicht erforderlich, das Augenlid zu schützen, so daß der Ring, dessen freiliegendes Ende bei 4E angedeutet ist, sich weniger weit von dem Ende 2 der

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äußeren Hülse weg erstreckt. Die wirkliche Spitze der Sonde ist eine Art vergrößerter Perle, wie bei 6A angedeutet; diese Perle besteht aus Silber und ist mit dem rohrförmigen Körper 5 verlötet.

In diesem Falle, und falls erforderlich, auch im Beispiel nach Fig. 1 oder 2, kann eine unterschiedliche Art der Steuerung der Temperatur anstatt oder zusätzlich zu der Heizvorrichtung 15 vorgesehen sein. Dies geschieht in Form einer offenen Spule aus Heizdraht 15A im Gasstrom, der von der verengten Mündung bei 1oA austritt. Eine solche Spule wird durch Leiter gespeist, die mit den Leitern;:© des Thermoelementes zwischen der Leitung 1o und dem Körper 5 geführt werden.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Anordnung eines Instrumentes gemäß der Erfindung, das für chirurgische Zwecke wie z. B. für Gehirn-,Ohren-, Hasen-, Hals- oder Prostataoder ähnliche interne Eingriffe .vorgesehen ist. Die Darstellung ist nur schematischer Art, und das Instrument wird in der Praxis in geeigneter Weise, insbesondere in bezug auf seine Gestalt» für die besondere Aufgabe ausgelegt.

In Fig. 2 ist der Körper allgemein mit 2o bezeichnet, seine Spitze-oder das vordere Ende umschließt einen Hohlraum bei 2oA, dessen Wandung aus einem Material hoher thermischer Leitfähigkeit, z. B* Silber, oder versilbertem Kupfer besteht. Der Körper 2o öffnet sich wie in Fig. 1 in die äußere flexible Eöhre 13. Innerhalb des Körpers 2o und praktisch in seiner Achse verlaufend ist die Druckleitung 21 vorgesehen, die von

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der flexiblen Leitung 1 ο gespeist wird, welche innerhalb der $Öhre 13 liegt. Die Leitung 21 endet innerhalb des Hohlraumes 2oA bei 21A, wo die verengte Mündung vorgesehen ist, die den Joule-Thomson-Effekt gewährleistet.

Die inneren Anordnungen sind ähnlich denen nach Pig. 1 oder Fig. 1A und werden deshalb hier nicht nochmals beschrieben. In vorliegendem Falle jedoch sind speäelle Maßnahmenerforderlich, um das Instrument thermisch zu isolieren. Es. wird. deshalb vorgeschlagen, den Körper 2o (unter Freilassung des Spitzenteiles) mit einer hohlen Hülse 22 zu umgeben, die hermetisch mit dem Körper 2o an jedem Ende z. B. bei 23 befestigt ist. Diese Hülse 22, die aus korrosionsbeständigem Stahl besteht, ist sehr stark evakuiert, und ihr Inneres wie auch das Äußere des Körpers 2q können poliert sein, damit die Abstrahlurg vermindert wird. Die Hülse 22 kann einen vergrößerten Teil,

z. B. bei 22A aufweisen, in welchem ein Getter 22B angeordnet Vakuumbildung verwendete Gas geeignet ist, und es kann eine sein kann,das für jedes bei der/Vakuumpumpenverbindung 220 vorgesehen werden. Die Hülse 22 isoliert somit den Körper 2o. gegenüber dem Patienten und natürlich gegenüber der.Hand des Chirurgen thermisch. Damit eine ungefähre Vorstellung der Dimensionen gegeben wird, sei gesagt, daß die Gesamtlänge des Instrumentes etwa 2o cm und der Außendurchmesser des vorderen Endes des Körpers (bei 2oA) 2 bis3 mm beträgt.

Die Fig. 2A ist ein Beispiel für eine abgeänderte Ausführungsform des Instrumentes nach Fig.2 und ist infolgedessen einfach eine Ansicht des Spitzenteiles, der dem Hohlraumteil 2oA entspricht. Das hier in Rede stehende Instrument ist ein Instrument

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zur Mandelresektion, und sein Körper 2o ist auf das vordere Ende zu gekrümmt, wie in der Figur gezeigt, wobei in der Krümmung das vordere Ende der Leitung 21 enthalten ist. In diesem Falle besitzt die' leitung drei verengte Mündungen, deren Stellen bei 21B gezeigt sind, und diese sind auf einen Wandteil 24 aus Silber gerichtet, der in eine Öffnung eingelötet ist, welche in der konvexen Seite der Krümmung des Körpers ausgebildet ist. Der Teil 24 ist deshalb so konturiert und angeordnet, daß der Chirurg ihn mit der Tonsille in Berührung bringen kann; durch die sehr niedrige Temperatur (z. B. -6o/65° G), die die Wandung 24 annimmt, und aufgrund der hohen Leitfähigkeit wird die Tonsille gefroren und entweder in gefrorenem Zustand durch Sektion entfernt oder abgestorben belassen, damit sie nach einer bestimmten Zeit durch die natürlichen Vorgänge im Körper aufgelöst wird.

Die vorbeschriebenen Instrumente ergeben bestimmte praktische Probleme in der Technik ihrer Anwendung, z. B. in bezug auf die Indikation, die Steuerung und die Einführung. Infolgedessen .ist eine Einrichtung vorgesehen, die als Zusatz zu dem Handgerät dient, und diese Einrichtung kann die erforderlichen Vorgänge durchführen. Sie ist in den Figuren 3> 4 und 5 dargestellt.

Ein Behälter 3o weist eine vordere Wand oder Platte 31 auf, auf der eine Druckmeßvorrichtung 32, die den Einführdruck des Gases anzeigt (in vorliegendem Falle ist die Speisequelle vorzugsweise flüssiges CO₂ und der angezeigte Druck bleibt deshalb etwa konstant, solange Flüssigkeit im Behälter ist) und eine

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Temperaturanzeigevorrichtung 32A, die auf das Thermoelement des Instrumentes anspricht, angeordnet sind. In der Wandung 31 sind auch eine Anzeigelampe 33 für eine Anzeige, daß die elektrische Einspeisung eingeschaltet ist, ein Hauptschalter 34 zur Steuerung der Einrichtung allgemein, ein Sockel 35 zur Verbindung mit dem Fußschalter des Chirurgen, ein Sockel 36 zur Verbindung des Thermoelementes und der Heizleitungen, und ein Gasverbindungssockel 37 vorgesehen, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Auf-..der Rückseite des Behälters 3o ist ein Anschlußstück. 38 für den Anschluß einer G-aseinspeisung aus dem Gasbehälter vorgesehen. Ferner ist auf der Rückseite ein Sockel 39 für den Steckanschluß der elektrischen Haupteinspeisung angebracht. ' -

Innerhalb des Behälters ist ebenso wie die starre Leitungsanordnung, die von üblicher Art ist und in den Zeichnungen angedeutet ist, ein Dreiwegventil 4o vorgesehen, das elektrisch von dem Solenoid durch Fußsteuerung des Chirurgen betätigt wird. Diese Ventil- und Solenoidbetatigung sind an sich bekannt.

Das Ventil schaltet entweder die Quelle der Gasspeisequelle ab und Öffnet gleichzeitig die Druckleitung 1o zur Atmosphäre über einen Schalldämpfer 41, oder sie verbindet die Gasspeisequelle mit der leitung 1o und dadurch mit dem instrument. Der· Fußschalter ist deshalb ein einfacher Pedalschalter mit einer Wechselstellung und er üegt auf dem Fußboden in günstiger Lage zum Chirurgen, wie auch der Behälter 3o»

In den Sockel 37 reicht ein Blattfederhebel 42, der der Betätigungshebel für einen MikroscM-ter 43 ist, welcher in seiner "Aus^!l-Stellung, d. h., wenn das Gasab sperr organ (das weiter

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unten -Td e sahrieb en wird), nicht voll in Eingriff steht, das Solenoid abschaltet und damit eine unbeabsichtigte Freigabe von Gas verhindert.

Die Temperatursteuerung des Instrumentes durch die Heizvorrichtungen kann starr eingesta.lt werden, so daß sie auf einer einfachen "Ein-Aus"-Basis arbeitet, je nachdem, ob Druckgas eingespeist wird oder nicht; es- kann auch eine elektrische Steuerung eingeführt werden, z. B. ein Widerstand oder ein W regelbarer Transformator, damit der Chirurg die Sondentemperatur in jedem Augenblick willkürlich verändern kann.

Der Sockel 37 ist so ausgelegt, daß er mit einem Absperrorgan zusammenwirken kann, der z. B. so aufgebaut ist wie in Fig. gezeigt. In dieser Figur 6 ist der Sockel bei 37 als etwa zylindrischer hohler Körper mit einem Flansch 37A dargestellt, über welchen er mit der Wandung 31 befestigt ist, und eine· Gfasspeiseleitung 37B führt in den Sockel.

Der Sockel bzw. das Absperrorgan nach Fig.6 erfüllt drei Hauptaufgaben; er dient zum Anschluß der Druckleitung 1 ο an die Auslaßleitung 13 zu der Steuereinheit; er führt zweckmäßigerweise die elektrischen Verbindungen (Thermoelement und Heizer) aus dem Instrument nach unten, und er betätigt den Mikroschalter 43.

Der Absperrorgan besteht im wesentlichen aus einem hohlen, zylindrischen Teil 6o, dessen äußeres Ende einen Flansch 6oA dargtelli,.:gegen welchen eine ringförmige Mutter 61 anliegt,

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die auf ein Schraubgewinde auf der Außenseite des Sockels 37 aufgeschraubt ist. Die Mutter ist gegen Verdrehen auf dem Teil 6o durch einen Schnappring 61A gesichert. Innerhall) des Teiles 6o ist ein Endabsperrorgan 62 vorgesehen, das durch eine elastische Dichtung 62A abgedichtet und im Teil 6o dadurch gehalten ist, daß das Ende des Teiles 6o bei 6oB nach innen abgebogen ist. Das Absperrglied 62 besitzt eine Zapfenverlängerung 62B, auf die das Ende der Auslaßleitung 13 aufgesetzt ist; es ist eine axiale Bohrung vorgesehen, durch die mit entsprechendem Abstand die Druckleitung 1o sowie die Leitungen 7 und 9 verlaufen ( von den letzteren Leitungen sind nur zwei wegen der besseren Übersichtlichkeit dargestellt, obgleich insgesamt vier ,vorgesehen sind). Das Absperrorgan 62 besitzt einen zweiten Kanal, durch welchen die Leitungen 7» 9 nach außen zu einem elektrischen Vierpunkt-Stecker 63 (zur Anpassung an den Sockel 36 nach Fig. 4) über einen entsprechenden biegsamen Leiter verlaufen.

Innerhalb des Absperrorganes und dieses gegen den abgebogenen Rand 6oB haltend, ist eine innere Hülse 64 vorgesehen, die mit dem Absperrorgan 62 gegen Verdrehen durch eine Madenschraube 64A gesperrt ist. In der Wandung der Hülse 64 ist eine Öffnung 64B vorgesehen. Das innere Ende der Hülse 64 liegt gegen eine Schulter 65A an, die auf einer hohlen, zylindrischen Zwinge 65 ausgebildet ist, durch deren Ende ein Stück der Druckleitung 66, an die die Leitung 1o angeschlossen ist, verläuft und mit ihr befestigt ist. Innerhalb des Endes der Zwinge 65 ist eine filterdichtung 67 vorgesehen, die von dem Ende des Hauptgaszapfens 68 gehalten, bei 68A abgedichtet

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und über ein Sehraubgewinde 68B in der Zwinge 65 befestigt wird. Andererseits ist die Zwinge 65 im Teil 6o dadurch befestigt, daß der Teil 6o, z. B. 6oC, abgebogen ist und ein Flansch 68B auf dem Zapfen 68 sich gegen das innere Ende der Zwinge 65 legt. Der Zapfen 68 ist in axialer Richtung bei 68C durchbohrt, damit Gas zum Filter 67 durchströmen kann. Das innere Ende des Zapfens 68 ist mit einer Dichtung bei 68D versehen, die gasdicht in eine innere Bohrung 37C des Sockels 37 eingreift. Der Hebel 42 des Mikroschalters 43 erstreckt sich durch eine Öffnung 42A in der Wandung des Sockelelementes; er ist so angeordnet, daß das Ende bei 6oC ihn berührt und verschiebt, wenn/die Absperranordnung in geeigneter Weise und in ausreichendem Maße in den Sockel eingesetzt ist, so daß nur dann die elektrischen Stromkreise für die Betätigung des Instrumentes geschlossen werden.

Auslaßgas, aas über die Röhre 13 rückgeführt wird, strömt durch die öffnung 64A in der Hülse 64» eine Öffnung 6oE in der Wandung des Teiles 6o und entweicht über 42A in das Innere des Steuerbehälters, wo es unschädlich verteilt wird, obgleich es die Innenseite des Behälters mit 0O₂ reinigt und damit alle Gefahren für den Operationsraum aufgrund der Funkenbildung innerhalb des Behälters auf ein Minimum herabgesetzt, wie auch das Gas, das durch den Schalldämpfer 41 freigegeben wird, den Bebüter von jedem anderen Gas mit Ausnahme von CO₂ reinigt.

In Fig. 7 ist in einem schematischen Schnitt eine andere Anordnung der verengten Mündung dargestellt, durch die das

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Druckgas in eine äußare Druckleitung oder einen Druckkörper 7o aus korrosionsbeständigem Stahl mit einer Silberendwandung 71 strömt. Innerhalb des Körpers ist ein Auslaßkanal in Form einer Leitung 72 vorgesehen, der an seinem Ende einen äußeren Flansch 72A aufweist, und zwischen dem Umfang des Flansches 72A und der inneren Oberfläche des Körpers 7o ist ein sehr kleiner Abstand bzw. eine Reihe von Abständen vorgesehen, die durch Unregelmäßigkeiten des Flansches ausgebildet sind, und die die verengte Mündung darstellen, durch welche in den Körper 7o eingespeistes Druckgas in den Hohlraum 73 eintritt und kühlt, sowie durch die Leitung 72 zurückgeführt wird. In diesem Falle müssen der Körper 7o und irgendeine Speiseleitung, die zur Verbindung mit der ^asquelle verwendet wird, natürlich robust genug sein, damit sie den Gasdruck aushalten; die Leitung 72 darf nicht unter dem Druck zusammengedrückt werden.

Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die regenerative Kühlung (d. h. die Kühlung des eingespeisten Druckgases durch das kalte Auslaßgas) auf ein Minimum herabgesetzt wird, und daß eine solche regenerative Kühlung im Falle von GCu nicht erwünscht ist. Ein Heizdraht kann in dem Strom des Speisegases innerhalb des Körpers 72, z. B. bei 74» vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist. Die Fläche der Mündung kann durch sorgfältige Einstellung der axialen Stellung des Flansches 72A in bezug auf das leicht konvergente innere Profil des Körpers 7o oder der Wandung 71 sorgfältig eingestellt werden.

Der Variante nach Fig. 8 läßt sich entnehmen, daß in äen Körper 8o, der durch die flexible Auslaßleitung 81 verbunden ist,

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nahezu an seinem vorderen Ende die Leitung 82 eingeführt wird, die mit Druckgas über die flexible leitung 83 gespeist wird. Die Leitungen 81 und 83 können abgestützt oder miteinander verbunden sein, damit sie kompakt gehalten werden. Die -Leitung 82 öffnet sich in den Hohlraum des Körpers -8o über die verengte Mündung bei 82A, die gegen die Silberendwandung des Körpers gerichtet ist. Der Körper 8o und die Leitung 82 sind zweckmäßigerweise über einen Kunststoffring bei 84 gegeneinander abgestützt und die gesamte Anordnung ist in einer äußeren Kunststoffhülse 85 untergebracht. Eine Heizspule 86 ist vorzugsweise sowohl um den Körper 8o als auch um die Leitung 82 herum gegen das vordere Ende der Anordnung angeordnet; Leiter 86A, die durch den Ring 84 verlaufen, speisen die Heizspule. Diese Variante hat bestimmte Vorteile; sie ist grundsätzlich einfacher und billiger herzustellen als die vorbeschriebenen Beispiele, bei welchen die Rohre.mehr oder weniger koaxial verlaufen und es kann nur ein geringer regenerativer Effekt auftreten, weil der Wärmeaustausch zwischen dem Auslaß und der Einspeisung sehr begrenzt ist; ferner kann in jedem Falle die Spule 86 direkt Wärme in die Einspeisung einführen wie auch die Temperatur des den Auslaß passierenden Teiles des Körpers aufrechterhalten.

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Claims

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Patentansprüche

./\ 1. Cryochirurgisches Instrument, "bei dem ein hohler, sondenf-örmiger Körper Örtlich durch ein in sein Inneres eingeführtes Strömungsmedium gekühlt wird; dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Medium als Druckgas eingeführt wird und in das Innere des Körpers (5, 2o, 7o, 8o) in die zu kühlenden Stellen durch eine verengte Mündung (1oA, 21A, 82A) eintritt, so daß aufgrund des verwendeten Gases und des Druckabfalles in der Mündung der Joule-Thornson-Sffekt den erforderlichen Temperaturabfall hervorruft. ..

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Körper (5; 2o) einen Hohlraum (2oA) mit einer Wandung (6} 24) hoher thermischer Leitfähigkeit umschließt, und daß eine Leitung (io; 21) durch den Körper (5> 2o) in den Hohlraum führt und eine verengte Mündung (1oA| 21A; 72 - 72A) mit dem Hohlraum zum Einführen und anschließenden Kühlen des Druckgases aus der Leitung (ioj 21) in den Hohlraum (2oA) in Verbindung steht.

3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5» 2o) ein äußeres rohrförmiges Element darstellt₃ das die Rohrleitung und den Hohlraum (2oA) umschließt und daß die Leitung (ioj 21) ein Rohr darstellt, das iron der vereagten Mündung (1oA; 2oA) am Ende des Rohres innerhalb des Hohlraumes ■begrenzt wird und so angeordnet ist₅ daß der Durchfluß gegen die Wandung gerichtet ist. ,

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4. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekf /i? ze>c>p'/ e t daß die außen liegende Oberfläche der Wandung (24) konturiert ist und als cryochirurgische Sonde dient.

5. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5, 2o) ein Rohr aus korrosionsbeständigem Stahl ist und daß die Wandung (6, 24) die das Ende des Körpers abschließt, aus Silber besteht.

6. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein länglicher rohrförmiger Metallkörper (5, 2o) vorgesehen ist, dessen Bohrung am einen Ende durch eine Wandung (6, 24) aus einem gut leitenden Metall abgeschlossen ist, und daß das andere Ende über eine flexible Auslaßrohranordnung (12, 13, 14, 14A) mit der Atmosphäre verbunden ist, daß eine Leitung (1o) in Form einer Metallröhre geringeren äußeren Durchmessers als der Durchmesser der Bohrung innerhalb der Bohrung angeordnet ist und die Wandung fast erreicht, daß eine flexible Druckleitung (1ο¹) mit der Leitung (1o) zur Einspeisung von Druckgas verbunden ist, und daß eine verengte Mündung (ioA} 21A) zur Einführung eines solchen Gases aus der Leitung in die Bohrung zur Kühlung der Wandung vorgesehen ist.

7. Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (1ο¹) mit einem radialen Abstand· über theoretisch die gesamte Länge innerhalb der Auslaßrohranordnung (12, 13, 14, 14A) abgeschlossen ist.

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8. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas über eine flexible Leitung (1o) in die verengte Mündung (1oA) in Verbindung mit einer Ventilanordnung (4o) eingespeist wird, die die Einspeisung des Druckgases aus einer Quelle in die flexible Leitung (to-) steuert und andererseits eine solche Einspeisung beendet, während gleichzeitig die flexible Leitung für das Gas freigegeben wird.

9. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre Leitung (to, 21) für das Druckgas mit einer verengten lvündung (toA; 21A) vorgesehen ist, die einen Temperaturabfall aufgrund des Joule-Thomson-Effektes in dem daraus austretenden Gas bewirkt, daß eine innere flexible Leitung (1ο¹) Druckgas von einer Quelle in die starre Leitung einspeist, daß eine Ventilanordnung (4o) den Durchfluß von Druckgas aus der Quelle in die flexible Leitung (1ο¹) steuert und diesen Gasdurchfluß gleichzeitig mit der Öffnung der flexiblen Leitung in die Atmosphäre unterbindet, daß ein länglicher, starrer, hoiler Metallkörper (5) die starre Leitung (1o) in einem Abstand zum Auslaß des Gases nach dem Austritt aus der Mündung (1oA) aufnimmt und eine Wandung (6) hoher thermischer Leitfähigkeit besitzt, die in der Temperatur auf das austretende Gas anspricht, und daß eine äußere flexible Leitung (13) die innere Leitung (1ο¹) umgibt, um das Gas in einen Auslaß (14A) zur Atmosphäre entfernt von der Wandung (6) überzuführen.

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S/p 4639 1541099 ⁴· April 1966 W/hi

ο."Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (15} 74} 86) vorgesehen ist, die örtlich auf elektrischem Wege Wärme in das Innere des Metallkörper (5} 2o} 72} 8o) einführt.

11. Instrument nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme einspeisende Vorrichtung (15; 74» 86) die Wärme in das Äußere des Metallkörpers (5; 72; 8o) an einer solchen Stelle einführt, daß die Gefahr weitgehend ausgeschaltet ist, daß durch Berührung des Körpers mit der Haut oder anderem Gewebe des Patienten beim chirurgischen Gebrauch des Instrumentes aufgrund der Kühlung eine nachteilige Beeinflussung entsteht.

12. Instrument nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (15; 74} 86) im Gasstrom so angeordnet ist, daß es diesen Gasstrom Wärme zuführt, wobei daö Gas durch die Wirkung der verengten Mündung (ioA; 21A; 72A; 82A) gekühlt worden ist.

13. Instrument nach Anspruch 1o, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wärme einspeisende Vorrichtung (155 74; 86) elektrisch mit einer Speisequelle über Leitungsdrähte (8) verbunden ist, die im Inneren des leitungssystems (5} 2o) des Instrumentes verlaufen.

14· Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, daduroh gekennzeichnet, daß ein Thermoelement vorgesehen ist, das so angeordnet ist, daß es eine Anzeige der Temperatur der Wandung

(6, 6A) ergibt.

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15. Instrument nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß Leitungsdrähte (8, 9) von dem Thermoelement innerhalb des Leitungssystems des Instrumentes geführt sind.

16. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4o) zur Steuerung der Einspeisung von Druckgas in das Instrument so angeordnet ist, daß sie durch den das Instrument "benutzenden Chirurgen an einer Steuereinheit, mit der das Instrument über eine Leitung und über elektrische Speiseleitungen verbunden ist, zugänglich ist, und mit dem die DruckgaBquelle verbindbar ist.

17. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (4o) zur Steuerung der Einspeisung des Druckgases ein Druckregelventil aufweist, das den Gasdruck vor der verengten Mündung (ioA) und damit den Kühleffekt steuert.

18. Instrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4o) zur Steuerung ein von Hand einstellbares Drosselventil aufweist.

19. Instrument nach Anspruch 8, 9, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung (4-0.) zur Steuerung der Gaseinspeisung ein Dreiwegventil ist, daß von einem Solenoid betätigt wird.

20. Instrument nach Anspruch 1.6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit räumlieh so angeordnet ist, daß sie von Fuß des Bedienenden betätigbar ist.

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S/p 4639 -λ*ί^{% 4}* ^AP^{ril 19}·⁶⁶

21. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere gasdichte Hülse (4) die volle Länge des Körpers (5) mit Ausnahme der Spitze abdeckt und daß diese Hülse zur thermischen Isolierung evakuiert ist.

22. Instrument nach Anspruch 1 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4) örtlich den Körper (5) gegen die

t Spitze zu umschließt und daß die Hülse aus Metall hoher thermischer Leitfähigkeit besteht sowie ein elektrisches Heizelement (15, 15A) aufweist.

23. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsventilanordnung (14, 14B) in Form einer Öffnung (14A) durch die Wandung des Körpers (14) vorgesehen ist, die normalerweise durch eine elastomere Hülse (14B) geschlossen ist, welche den Körper (14) eng und nachgiebig umschließt, damit Gas aus dem Körper entweichen kann, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Körpers und der Atmosphäre einen entsprechend gewählten Grenzwert übersteigt.

24. Instrument nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr verengte Mündungen (21B) vorgesehen sind, die gegen entsprechende Wandungsbereiche (24) gerichtet sind, damit gleichzeitig ein cryogenischer Effekt erzielt wird, der über eine entsprechende Arbeitsfläche verteilt ist.

$09835/0360 original inspected