DE19711675A1

DE19711675A1 - Surgical hand instrument for removing tissue material in e.g. cataract surgery

Info

Publication number: DE19711675A1
Application number: DE19711675A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof Behrens-Baumann; Detlef Klotz; Thomas Dr Weisener; Carlo Bark; Gerald Voegele; Mark Widmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-10-01

Abstract

The instrument is used along with a cutting tool (1) and a rotary suction pump (2). The instrument has a housing (3) to be held in the hand of an operator having a suction channel (4) forming working and suction openings (5). The pump is located in the channel on an axle (100), as is the cutting tool, which is located near the suction opening. The cutting tool is rigidly connected to the shaft of the pump. The instrument also has an infusion channel (7) which forms an infusion opening (8) at the front side of the housing near the suction opening and contains an infusion pump (9). A flow meter, a pressure-maintaining valve and a speed control device for the pumps are also encompassed in the instrument.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationsinstrument für das Entfernen von Gewebe aus dem menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere für die Katarakt-Chirurgie und andere chirurgische Eingriffe, beispielsweise in der Knochenchirurgie. Das Instrument wird vom Operateur gehalten und erlaubt die Abtragung und Entfernung des unerwünschten Materials, beispielsweise getrübte Linsen, Knochen- oder anderes Gewebe.The present invention relates to a surgical instrument for removing tissue from human or animal Body, especially for cataract surgery and others surgical interventions, for example in bone surgery. The instrument is held by the surgeon and allows the Removal and removal of undesired material, for example clouded lenses, bone or other tissue.

Abrasive chirurgische Instrumente werden unter anderem in der Augenchirurgie benötigt. So werden zur Entfernung getrübter Linsen bei Staroperationen in der konventionellen chirurgischen Technik sogenannte Phakoemulsifikatoren eingesetzt, die die Linse durch eine mit Ultraschall oszillierende Titannadel zerhämmern (siehe beispielsweise DE 40 38 773 C2). Dabei können oftmals Schädigungen von schützenswerten Strukturen des Auges, wie zum Beispiel der hinteren Kapselwand oder des Hornhautendothels, auftreten. Probleme beim Einsatz von Phakoemulsifikatoren gibt es insbesondere bei zu flacher Vorderkammer oder zu hartem Linsenkern. Ein weiteres Problem heutiger Phakotechnik ist die dazu erforderliche Spül-/Saugeinrichtung. Durch die in einer externen Geräteeinheit angeordnete Absaugpumpe kommt es aufgrund der langen Zuleitungen oftmals zu gefährlichen Nachsaugeffekten nach dem Abschalten der Absaugung. Außerdem werden durch das plötzliche Freiwerden der Phakospitze nach Okklusion mit Linsenmaterial oftmals sehr hohe Durchflußraten induziert, die durch die Infusion nicht ausreichend ausgeglichen werden können. Dadurch kann es während des Eingriffs zu gefährlichen Druckschwankungen in der Vorderkammer kommen. Bislang eingesetzte Maßnahmen zur Stabilisierung der Vorderkammer sind beispielsweise Ventile, die bei plötzlichem Druckabfall im Auge eine zweite Infusionsflasche öffnen. Durch den erhöhten hydrostatischen Druck in der Infusionsleitung werden kurzzeitig erhöhte Flüssigkeitsströme ins Auge realisiert. Andere Systeme arbeiten mit Infusionspumpen, die über Drucksensoren angesteuert werden und den Intraokulardruck regeln.Abrasive surgical instruments are used in the Eye surgery needed. So become tarnished for removal Lenses for star surgery in conventional surgical Technology used so-called phacoemulsifiers, which the Lens through a titanium needle oscillating with ultrasound hammering (see for example DE 40 38 773 C2). You can often damage to structures of the eye that are worth protecting, such as the back capsule wall or the Corneal endothelium. Problems using There are phacoemulsifiers in particular when the flattening is too shallow Anterior chamber or too hard lens nucleus. Another Problem today's phaco technology is the necessary one Flushing / suction device. By in an external device unit arranged suction pump is due to the long supply lines often to dangerous suction effects after switching off the Suction. In addition, the sudden release of the Phaco tip often very high after occlusion with lens material Flow rates are not induced by infusion can be sufficiently balanced. This allows it to be used during the intervention to dangerous pressure fluctuations in the Anterior chamber come. Measures used to date For example, valves that stabilize the anterior chamber if there is a sudden drop in pressure in the eye, a second infusion bottle to open. Due to the increased hydrostatic pressure in the Infusion line are temporarily increased fluid flows realized in the eye. Other systems work with Infusion pumps that are controlled by pressure sensors and regulate the intraocular pressure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Operationsinstrument für die Katarakt-Chirurgie und andere chirurgische Maßnahmen bereitzustellen, mit dem sich operativ eine minimalinvasive Vorgehensweise realisieren läßt und wobei Druckstöße und andere Druckschwankungen vermieden werden können.The object of the present invention is a Surgical tool for cataract surgery and others to provide surgical measures that can be used surgically a minimally invasive procedure can be realized and where Pressure surges and other pressure fluctuations can be avoided.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein chirurgisches Handinstrument zum Abtragen und Abtransportieren von Gewebe, wie Knochen- oder Linsengewebe, mit einem Abtragewerkzeug und einer nahe bei dem Abtragewerkzeug angeordneten rotatorischen Absaugpumpe, wobei das Abtragewerkzeug über eine starre Welle mit der Absaugpumpe derart verbunden ist, daß die Drehbewegung der in Betrieb befindlichen Pumpe eine entsprechende Drehbewegung des Abtragewerkzeugs induziert. Die beiden genannten Teile des Instruments sind in einen Absaugkanal eines Gehäuses integriert, der an der Vorderseite des Gehäuses eine Arbeits- und Absaugöffnung bildet.The task is solved by a surgical hand instrument for the removal and removal of tissue, such as bone or Lens tissue, with a removal tool and one close to that Removal tool arranged rotary suction pump, wherein the removal tool via a rigid shaft with the suction pump is connected such that the rotational movement of the in operation located pump a corresponding rotary movement of the Removal tool induced. The two parts of the Instruments are integrated in a suction channel of a housing, at the front of the case a working and Suction opening forms.

Durch den kontinuierlichen Bearbeitungsvorgang und durch die nahe am Operationsort angebrachte Absaugpumpe wird eine schonende Behandlung des umgebenden Gewebes gewährleistet, und es werden Druckstöße und andere Druckschwankungen vermieden, z. B. solche, die durch lange Verbindungsleitungen zwischen Pumpe und Absaugort verursacht sind.Through the continuous processing and through A suction pump installed near the operation site becomes a ensures gentle treatment of the surrounding tissue, and pressure surges and other pressure fluctuations are avoided, e.g. B. those by long connecting lines between Pump and suction location are caused.

Wenn das erfindungsgemäße Handinstrument für die Katarakt chirurgie eingesetzt werden soll (als sogenannter "Phakoaspirator"), empfiehlt es sich, daß zum Druck- und Volumenausgleich der Vorderkammer Flüssigkeit ins Auge infundiert werden kann. Die Möglichkeit, Spüllösung in das Operationsgebiet zu bringen, kann auch bei anderen Abrasiv-Ope rationen notwendig oder empfehlenswert sein.If the hand instrument according to the invention for the cataract surgery should be used (as a so-called "Phaco aspirator"), it is recommended that the pressure and Volume balance of the anterior chamber fluid in the eye can be infused. The possibility of rinsing solution in it Bringing surgery to other abrasive operations rations may be necessary or recommended.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße chirurgische Handinstrument daher zusätzlich einen getrennt vom Absaugkanal geführten Infusionskanal auf, der an der Vorderseite des Gehäuses nahe der Arbeits- und Absaugöffnung eine Infusionsöffnung bildet, und in dem eine Infusionspumpe eingebettet ist. Der Ort der Infusionspumpe im Kanal ist frei wählbar, bevorzugt liegt er jedoch weiter entfernt von der Infusionsöffnung. Hierdurch kann beispielsweise dem Instrument eine gut in der Hand liegende Gestalt gegeben werden. Durch Vorsehen der Infusionspumpe wird ermöglicht, daß das Gewebe am Operationsort, beispielsweise die Linse, gleichzeitig und ohne zeitliche Unterbrechung zerkleinert und entfernt wird, während gleichzeitig und ohne Unterbrechung Flüssigkeit in das Auge infundiert wird, so daß die Summe der zu- und abfließenden Ströme zu jedem Zeitpunkt bei Null gehalten werden kann. Die Messung des Flüssigkeitsstroms kann durch Durchflußmengenmesser erfolgen, die in den jeweiligen Zu- bzw. Abflußleitungen für die Absaug- und die Infusionsflüssigkeit angeordnet sein können. Mittels einer Druckwaage kann die Regelung der Flüssigkeitsströme erfolgen. Die beiden Pumpen können entweder direkt miteinander gekoppelt sein, um Zu- und Abfluß in einem exakten Gleichgewicht zu halten, oder sie können getrennt angesteuert werden. Dies kann zum Beispiel wünschenswert sein, wenn - z. B. im Falle der Katarakt-Chirurgie - die Tiefe der Vorderkammer verändert werden soll, oder wenn eine Spülung des Operationsortes gewünscht wird. Die Durchflußraten im Infusi ons- und Absaugkanal werden dann vom Operateur bestimmt.In a preferred embodiment, the invention surgical hand instrument therefore one separately from the Suction channel led infusion channel on the front of the housing near the working and suction opening Infusion opening forms, and in which an infusion pump is embedded. The location of the infusion pump in the channel is free selectable, but it is preferably further away from the Infusion port. This can, for example, the instrument be given a shape that is well in hand. By Providing the infusion pump allows the tissue on the Surgical site, for example the lens, simultaneously and without temporal interruption is crushed and removed while liquid into the eye simultaneously and without interruption is infused so that the sum of the inflowing and outflowing Currents can be kept at zero at any time. The Measurement of liquid flow can be done by flow meter take place in the respective inflow or outflow lines for the Suction and infusion liquid can be arranged. The regulation of the Liquid flows take place. The two pumps can either be directly coupled to each other, to inflow and outflow in one keep exact balance, or they can separate can be controlled. For example, this may be desirable if - e.g. B. in the case of cataract surgery - the depth of the Anterior chamber should be changed, or if a flushing of the Surgical site is desired. The flow rates in the infusi Ons and suction channel are then determined by the surgeon.

Das Abtragewerkzeug wird je nach dem gewünschten Verwendungszweck des Handinstrumentes gewählt. Für die Linsenextraktion kann beispielsweise ein rotierendes Werkzeug zum Zerkleinern durch ggf. kombiniertes Schneiden, Fräsen und/oder Zermahlen zum Einsatz gelangen. Die genaue Werkzeuggeometrie und -funktion sollte von der Viskosität sowie der optischen und mechanischen Beschaffenheit der zu entfernenden Linse abhängen. So ist zur Bearbeitung besonders harter Linsen ein Fräskopf besonders geeignet. In speziellen Fällen kann mit einem Schermesser gearbeitet werden. In Kombination mit der Absaugwirkung kann die Linse dabei auf ein Gitter gedrückt oder gezogen werden, so daß sie teilweise durch das Gitter hindurchtritt und dort von einem rotierenden Schermesser erfaßt und zertrennt wird. Auch andere messerartige Schneiden zum Zerkleinern des getrübten Linsenmaterials oder Brechermahlwerke sind geeignet. Unter den Brechermahlwerken sind Kegelbrecheranordnungen besonders bevorzugt, die beispielsweise gewindeartig verlaufende Schneiden auf dem Kegel zum formschlüssigen Erfassen und Einziehen der Linse in den Absaugkanal oder axial verlaufende Schneidspalten aufweisen können. Besonders bevorzugt sind zusätzliche Absaugbohrungen unterschiedlicher Größe auf dem Kegel.The removal tool will vary depending on the one you want Purpose of the hand instrument selected. For the For example, lens extraction can be a rotating tool for shredding by possibly combined cutting, milling and / or grinding are used. The exact Tool geometry and function should depend on viscosity as well the optical and mechanical nature of the depend on removing lens. So is special for editing hard lenses a milling head particularly suitable. In special Felling can be done with a clipper. In The lens can be combined with the suction effect Grid can be pushed or pulled so that they are partially through passes through the grating and there by a rotating one Shear knife is gripped and cut. Other knife-like ones too Cutting to shred the clouded lens material or Crusher grinders are suitable. Among the crusher grinders are Cone crushers particularly preferred, for example thread-like cutting on the cone for positive locking and retraction of the lens in the Have suction channel or axially extending cutting gaps can. Additional suction bores are particularly preferred different sizes on the cone.

Zum Ansaugen des zerkleinerten und abgetragenen Gewebes ist hinter dem Abtragewerkzeug eine Pumpe angeordnet, deren Durchmesser so gering gewählt sein muß, daß sie in den Absaugkanal eingebettet angeordnet sein kann. Bevorzugt erfolgt die Einbettung dichtend. Als Absaugpumpe eignet sich jede auf dem Rotationsprinzip basierende Pumpe, beispielsweise eine innenverzahnte bzw. auf dem Gerotorprinzip basierende Pumpe, wie in der PCT/DE 96/01837 beschrieben, eine Pumpe mit zwei oder mehreren Zahnrädern oder eine Flügelzellenpumpe. Wird die Pumpe angetrieben, so dreht sich mit ihr zusammen das auf der Pumpenwelle montierte oder anders fest mit dieser verbundene (z. B. einstückig verbundene) Bearbeitungswerkzeug. Damit ist nur ein einziger Antrieb für beide Bestandteile des Handinstrumentes erforderlich. Der Pumpenantrieb kann mechanisch, z. B. über eine biegsame Welle, hydraulisch, elektromagnetisch oder elektrisch erfolgen, wobei in den beiden letzteren Fällen ein Motor oder dergleichen zur Umwandlung der elektromagnetischen/elektrischen Energie in mechanische Energie der Pumpe vorgeschaltet sein muß. Um einen Reflux der Pumpe im Falle von fälschlicherweise angesaugtem Material zu gewährleisten, muß deren Drehrichtung umkehrbar sein.For sucking in the shredded and removed tissue a pump is arranged behind the removal tool, the Diameter must be chosen so small that it in the Suction channel can be arranged embedded. Preferably done sealing the embedding. Each is suitable as a suction pump the pump based on the rotation principle, for example a internally toothed pump or based on the gerotor principle, such as described in PCT / DE 96/01837, a pump with two or several gears or a vane pump. Will the pump driven, so it turns with her on the Pump shaft mounted or otherwise firmly connected to it (e.g. connected in one piece) machining tool. That is only a single drive for both components of the hand instrument required. The pump drive can be mechanically, e.g. B. via a flexible shaft, hydraulic, electromagnetic or electric take place, in the latter two cases an engine or the like for converting the electromagnetic / electrical Energy in mechanical energy must be connected upstream of the pump. To reflux the pump in the case of mistakenly to ensure the material sucked in must be in the direction of rotation be reversible.

Da die meisten auf dem Rotationsprinzip basierenden Pumpen eine exzentrisch angeordnete Welle aufweisen, ist die Pumpe in bevorzugter Weise in einer Zentrierhülse angeordnet, die ihrerseits dichtend in den Absaugkanal eingepaßt ist. Durch diesen Ausgleich wird ermöglicht, daß auch bei einem exzentrischen Antrieb das Abtragewerkzeug zentrisch im Absaugkanal angeordnet ist. Since most pumps based on the rotation principle are one eccentrically arranged shaft, the pump is in preferably arranged in a centering sleeve is in turn sealed in the suction channel. By this compensation is made possible that even with one eccentric drive the removal tool in the center Suction channel is arranged.

Sofern eine zweite Pumpe zum Fördern von Infusionslösung vorgesehen ist, ist diese in einem vom Absaugkanal getrennten Infusionskanal angeordnet. Die Antriebe beider Pumpen liegen vorzugsweise parallel zueinander. Während der Absaugkanal vorzugsweise eine Geometrie mit einer durchgehenden Achse aufweist, um die oben dargestellte Anordnung von Abtragewerkzeug, Pumpe und Antriebswelle zu ermöglichen, kann der Infusionskanal in beliebiger Geometrie ausgeführt sein, sofern er einen Bereich aufweist, in dem die Pumpe eingebettet sein kann. Beispielsweise kann sich der Infusionskanal zur Vorderseite des Gehäuses hin stark verjüngen. Vorzugsweise liegt er zumindest im Bereich der Pumpe und an der Gerätespitze parallel zum Absaugkanal. Er kann auch als Ringleitung ausgebildet sein, die um den Absaugkanal herumgelegt ist. Die Infusionslösung kann aus dem Kanal durch eine oder mehrere Öffnungen austreten. Die vordere(n) Öffnung(en) des Infusionskanals liegt/liegen vorzugsweise nahe bei der Arbeits- und Absaugöffnung, um eine gleichmäßige Spülung des Operationsgebietes zu gewährleisten. Der Querschnitt der Öffnung kann wesentlich kleiner als der der Arbeits- und Absaugöffnung sein.Provided a second pump for pumping infusion solution is provided, this is in a separate from the suction channel Infusion channel arranged. The drives of both pumps are located preferably parallel to each other. During the suction channel preferably a geometry with a continuous axis has to the arrangement of Removal tool, pump and drive shaft can the infusion channel can be designed in any geometry, if it has an area in which the pump is embedded can be. For example, the infusion channel can Significantly taper the front of the housing. Preferably lies he at least in the area of the pump and at the tip of the device parallel to the suction channel. It can also be used as a ring line be formed, which is placed around the suction channel. The Infusion solution can be taken from the channel through one or more Emerge openings. The front opening (s) of the Infusion channel is / are preferably close to the working and Suction opening to ensure even flushing of the To ensure the area of operation. The cross section of the opening can be much smaller than that of the working and suction opening be.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorderseite des Gehäuses gegenüber den Seitenwandungen keinen rechten Winkel auf, sondern ist abgeschrägt, beispielsweise im Bereich zwischen 5 und 45°. Ebenfalls bevorzugt ist es, daß die vordere Öffnung des Absaugkanals über dessen gesamten Querschnitt geht. Hierdurch wird ausreichend Platz für das Abtragewerkzeug geschaffen. Dieses kann in diesem Falle beispielsweise gegenüber dem gedachten Gehäuseabschluß leicht zurückversetzt liegen. Hierdurch wird sichergestellt, daß kein freies Schneiden des Werkzeugs möglich ist. Solche Ausgestaltungen sind insbesondere für die Katarakt-Chirurgie interessant, während für andere chirurgische Anwendungen ein leichtes Vorstehen des Abtragewerkzeugs gewünscht sein kann.In a particularly preferred embodiment, the No front of the housing opposite the side walls right angle, but is bevelled, for example in Range between 5 and 45 °. It is also preferred that the front opening of the suction channel over its entire Cross section goes. This will provide enough space for that Removal tool created. In this case for example slightly compared to the imaginary housing end are set back. This ensures that no free cutting of the tool is possible. Such Refinements are particularly for cataract surgery interesting while for other surgical applications easy protrusion of the removal tool may be desired.

Als Gehäuse für das erfindungsgemäße Handinstrument eignet sich beispielsweise eine einfach- oder doppellumige Metallhohlnadel aus biokompatiblem Material als Absaug- und ggf. Infusionskanüle sowie als Gehäuse zur Aufnahme des Abtragewerkzeugs, der Absaugpumpe und ggf. der Infusionspumpe und der Druckwaage zur Regelung der Flüssigkeitsströmung. Aus ergonomischen Gründen ist es bevorzugt, daß das Instrument in seinem vorderen Bereich, in dem sich die Funktionssysteme befinden, weitgehend gerade ist, während es im anschließenden Bereich so geformt ist, daß eine funktionelle Operationshaltung möglich ist, daß es also "gut in der Hand liegt".Is suitable as a housing for the hand instrument according to the invention for example a single or double lumen hollow metal needle made of biocompatible material as suction and if necessary infusion cannula and as a housing for receiving the removal tool, the Suction pump and, if necessary, the infusion pump and the pressure compensator Regulation of liquid flow. For ergonomic reasons it prefers that the instrument in its front area, in where the functional systems are located, is largely straight, while in the subsequent area it is shaped so that a functional surgical posture is possible that it is "good in is obvious ".

Das erfindungsgemäße chirurgische Handinstrument kann in der Katarakt-Chirurgie wie folgt eingesetzt werden: Nachdem das Instrument in der Vorderkammer vor der kapseleröffneten Linse plaziert ist, wird die rotatorische Absaugpumpe angetrieben und saugt damit die Linse in die Instrumentenspitze ein. Da gleichzeitig mit der Pumpe das auf der Pumpenachse montierte Abtragewerkzeug in Drehbewegung versetzt wird, zerkleinert dieses die durch den Sog an den Bearbeitungskopf angedrückte Linse. Sofern eine Infusionspumpe vorgesehen ist, wird durch diese durch den Infusionskanal die für den Druck- und Volumenausgleich der Vorderkammer notwendige Menge an Flüssigkeit gefördert. Durch den gleichzeitigen Absaug- und Bearbeitungsvorgang wird die Linse aus der sie umgebenden Kapsel herausgelöst.The surgical hand instrument according to the invention can in the Cataract surgery can be used as follows: After that Instrument in the anterior chamber in front of the capsule-opened lens is placed, the rotary suction pump is driven and sucks the lens into the instrument tip. There at the same time as the pump, that mounted on the pump axis Removal tool is rotated, crushed this is the one that is pressed against the processing head by the suction Lens. If an infusion pump is provided, through these through the infusion channel for the pressure and Volume compensation of the front chamber necessary amount of Fluid promoted. Through the simultaneous suction and The lens is processed from the capsule surrounding it detached.

Zur vollständigen Entfernung der Linsenrinde kann das Instrument durch die Hand des Operateurs im Kapselsack nachgeführt werden. Durch einen zweiten kleinen Einschnitt können die Linse bzw. Linsenfragmente unterstützenderweise zum Phakoaspirator gebracht werden, so daß eine vollständige Entfernung aller Linsenbestandteile gewährleistet wird. The instrument can be used to completely remove the lens cortex by the operator's hand in the capsular bag. With a second small incision, the lens or Lens fragments brought to the phacoaspirator for support be so that a complete removal of all Lens components is guaranteed.

Nachstehend soll die Erfindung anhand von Fig. näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to FIG .

Fig. 1 zeigt das Prinzip des chirurgischen Handinstrumentes mit Absaug- und Infusionspumpe. Die Vorderseite des Instrumentes ist oben. Man erkennt die Anordnung des Abtragewerkzeuges 1 in Verbindung mit der Absaugpumpe 2. Diese ist mit der Infusionspumpe 9 über eine Druckwaage 10 so verknüpft, daß die gewünschten Zu- und Abflußmengen über die Antriebs- und Steuereinheit 11 eingestellt werden können. Zusätzlich kann ein Drucksensor 12 vorgesehen sein, der die Druckverhältnisse am Operationsort mißt. Absaugpumpe 2 und Infusionspumpe 9 werden getrennt über die Antriebs- und Steuereinheit angetrieben. Fig. 1 shows the principle of the surgical hand instrument with suction and infusion pump. The front of the instrument is at the top. The arrangement of the removal tool 1 in connection with the suction pump 2 can be seen . This is linked to the infusion pump 9 via a pressure compensator 10 so that the desired inflow and outflow quantities can be set via the drive and control unit 11 . In addition, a pressure sensor 12 can be provided, which measures the pressure conditions at the operating site. Suction pump 2 and infusion pump 9 are driven separately via the drive and control unit.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau ebenfalls schematisch: im Absaugkanal 4 sind das Abtragewerkzeug 1 und die über die Welle 6 mit diesem verbundene Absaugpumpe 2 angeordnet, im Infusionskanal 7 die Infusionspumpe 9. Beide Pumpen werden über Wellen 13, 13' angetrieben. Mit 3 ist das Gehäuse bezeichnet, die Arbeits- und Absaugöffnung befindet sich bei 5. Fig. 2 shows the basic structure also schematically: in the suction channel 4 are the Abtragewerkzeug 1 and disposed above the shaft 6 connected thereto suction pump 2, in the infusion channel 7, the infusion pump 9. Both pumps are driven via shafts 13 , 13 '. The housing is denoted by 3 , the working and suction opening is at 5.

Fig. 3 zeigt schematisch das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Handinstrumentes anhand einer Linsenextraktion mit einem Kegelbrecher als Abtragewerkzeug. Der Pfeil 8 bezeichnet das Ansaugen der Linse, der Kegelbrecher 14 weist eine gewindeartig verlaufende Schneide mit nach hinten veränderlicher Steigung auf. Der Pfeil 15 bezeichnet das Einziehen der Linse in das Kegelbrecher-Mahlwerk. Mit der Pumpe 2 wird abgesaugt, mit der Pumpe 9 infundiert. Der Infusionsstrom 28 gelangt in die Vorderkammer des Auges. Fig. 3 shows schematically the principle of operation of the hand instrument according to the invention using a lens extraction with a cone crusher as a removal tool. The arrow 8 denotes the suction of the lens, the cone crusher 14 has a thread-like cutting edge with an incline that can be varied to the rear. The arrow 15 indicates the retraction of the lens in the cone crusher grinder. It is aspirated with the pump 2 and infused with the pump 9 . The infusion stream 28 enters the anterior chamber of the eye.

Fig. 4 stellt eine konkrete Ausgestaltung des vorderen Teils eines erfindungsgemäßen Handinstrumentes für die Phakoextraktion dar, dessen Funktion in Fig. 3 erläutert wurde. FIG. 4 shows a specific embodiment of the front part of a hand instrument according to the invention for phacoextraction, the function of which was explained in FIG. 3.

Das in Fig. 4 dargestellte Instrument besitzt ein Titangehäuse 25. Seine Spitze ist um ca. 30° abgeschrägt, um ein optimales Vorgehen in der Vorderkammer zu gewährleisten. Dadurch ist die Bearbeitungsrichtung beim Ansaugen der Linse 14 von der Linsenkapsel 35 weggerichtet. Die Infusionsflüssigkeit wird durch den Infusionskanal 7 ebenfalls direkt an der Spitze in die Vorderkammer eingeleitet. Dies bietet gegenüber seitlich angebrachten Öffnungen den Vorteil, daß immer eine ausreichende Menge Infusion nachfließen kann und nicht schon vor oder innerhalb der cornealen Dichtlippe austritt, was ein Infusionsdefizit zur Folge hätte. Die Infusionsflüssigkeit wird durch die Instrumentenspitze direkt zwischen Linsenrinde und Kapselsack gespült und unterstützt dadurch zusätzlich das Herauslösen der Linse.The instrument shown in FIG. 4 has a titanium housing 25 . Its tip is chamfered by approx. 30 ° to ensure optimal handling in the anterior chamber. As a result, the machining direction is directed away from the lens capsule 35 when the lens 14 is sucked in. The infusion liquid is also introduced through the infusion channel 7 directly at the tip into the anterior chamber. Compared to openings on the side, this has the advantage that a sufficient amount of infusion can always flow in and does not already emerge in front of or within the corneal sealing lip, which would result in an infusion deficit. The infusion liquid is rinsed through the instrument tip directly between the lens cortex and capsular bag and thereby also supports the removal of the lens.

Der im Absaugkanal angebrachte Kegelbrecher 1 besitzt neben seiner Schneid-/Mahlgeometrie Absaugbohrungen 16, die zur Grundfläche des Kegels hin größer werden. Kleine Linsenbestandteile werden dadurch bereits an der Spitze in das Innere des Kegels gesaugt und abtransportiert, während größere erst an der Basis eingesaugt werden. Sind die Linsenfragmente auch dort noch zu groß für die Absaugbohrungen 16, werden sie an der engsten Stelle zwischen Kegelmantel und Absaugkanal zerdrückt und durch den Brecherspalt 17 direkt in den Absaugkanal gezogen. Das nach dem Brecher angebrachte Strömungsleitelement 18 dient zur Vermeidung von Turbulenzen während der Zerkleinerung und Absaugung der Linse. Turbulenzen stellen bei der bekannten Phakoemulsifikation mit Ultraschall eines der zentralen Probleme dar.In addition to its cutting / grinding geometry, the cone crusher 1 installed in the suction channel has suction holes 16 which become larger towards the base of the cone. This means that small lens components are sucked into the inside of the cone at the tip and transported away, while larger ones are only sucked in at the base. If the lens fragments are still too large there for the suction bores 16 , they are crushed at the narrowest point between the cone shell and the suction channel and pulled through the crusher gap 17 directly into the suction channel. The flow guide element 18 attached after the crusher serves to avoid turbulence during the size reduction and suction of the lens. Turbulence is one of the central problems in the known phacoemulsification with ultrasound.

Zur Absaugung wird hier ebenso wie zur Infusion eine innenverzahnte Mikropumpe nach dem Gerotorprinzip eingesetzt. Erkennbar sind die Pumpenachsen 6 und 6', Innenrad 19, Außenrad 20, Deckel 21 und das hintere bzw. vordere Basisteil (Stirneinsatz) 22, 22'. Beide Pumpen werden über flexible Wellen 13, 13' von einem externen Motor (nicht gezeigt) angetrieben. Die Infusionspumpe wird von einem Positionierelement 23 im Gehäuse gehalten. Zur konzentrischen Lagerung des Bearbeitungskopfs wird der Absaug-Pumpenkörper 2 über die Zentrierhülse 24 im Absaugkanal positioniert. An internally toothed micropump based on the gerotor principle is used for suction as well as for infusion. The pump axes 6 and 6 ', inner wheel 19 , outer wheel 20 , cover 21 and the rear or front base part (end insert) 22 , 22 ' can be seen. Both pumps are driven by an external motor (not shown) via flexible shafts 13 , 13 '. The infusion pump is held in the housing by a positioning element 23 . For concentric mounting of the processing head, the suction pump body 2 is positioned in the suction channel via the centering sleeve 24 .

Das Gesamtsystem des hier dargestellten Phakoaspirators umfaßt außerdem (nicht gezeigte) Durchflußmengenmesser in Zu- und Abflußleitungen, um die Volumenströme von Infusionslösung 26 und Phakoabfluß 27 zu jedem Zeitpunkt exakt bestimmen zu können. Geregelt werden diese durch eine über die Drehzahl der Motoren veränderbare Förderrate der Mikropumpen. Die Drehrichtung des antreibenden Motors ist umkehrbar.The overall system of the phaco aspirator shown here also includes flow meters (not shown) in inflow and outflow lines in order to be able to determine the volume flows of infusion solution 26 and phaco outflow 27 exactly at any time. These are regulated by a delivery rate of the micropumps that can be changed via the speed of the motors. The direction of rotation of the driving motor is reversible.

In diesem Instrument wird die Belastung des Auges, die bei herkömmlichen "Phako"-Geräten durch die abgegebene Ultraschalleistung nicht vermieden werden kann, durch die Kontinuität des Bearbeitungsvorgangs beim Kegelbrecher auf ein Minimum reduziert. Auch die Druckzustände lassen sich durch die direkt in der Gerätespitze angeordnete Absaugpumpe besser stabilisieren, während es bisher infolge der Okklusion der Gerätespitze immer wieder zu starken Druckschwankungen kam.In this instrument, the strain on the eye is reduced conventional "phaco" devices by the dispensed Ultrasonic power cannot be avoided by Continuity of the machining process with the cone crusher on Minimum reduced. The pressure conditions can also be determined by the Suction pump arranged directly in the device tip is better stabilize, while it was previously due to the occlusion of the Device tip repeatedly came to strong pressure fluctuations.

Fig. 5 zeigt eine innenverzahnte Zahnradpumpe nach dem Gerotorprinzip, die sich besonders für das erfindungsgemäße Handinstrument eignet, weil sie sich aufgrund ihrer geringen Anzahl von Teilen und ihrer einfachen Geometrie leicht und einfach mit geringen Abmessungen herstellen läßt. Diese Pumpe ist unter anderem in der deutschen Patentanmeldung 195 35 781.7 offenbart. Fig. 5 shows an internally toothed gear pump according to the gerotor principle, which is particularly suitable for the hand instrument according to the invention, because it can be easily and simply manufactured with small dimensions due to its small number of parts and its simple geometry. This pump is disclosed, inter alia, in German patent application 195 35 781.7.

Die Fig. 5 zeigt eine Schemaskizze der Pumpe, die in einer Größenordnung von bevorzugt 10 mm Durchmesser oder weniger liegt, die aber mit Fertigungsverfahren der Draht- und Senkerosion oder anderer Methoden auf Größenordnungen reduzierbar ist, die unter 2,5 mm Durchmesser liegen. Die Länge der Pumpe beträgt im letzteren Fall etwa 4 mm, gemessen in Achsrichtung 100.The Fig. 5 is a schematic drawing of the pump mm in the order of preferably 10 or less in diameter, but which is reducible with manufacturing methods of the wire and spark erosion or other methods to magnitudes which are less than 2.5 mm diameter. The length of the pump in the latter case is approximately 4 mm, measured in the axial direction 100 .

Die Mikropumpe 51 besteht aus einer Hülse 60, in der fünf Funktionselemente teilweise beweglich und teilweise fest integriert sind. An jeder Stirnseite der Hülse 60 ist jeweils ein Stirneinsatz 41 bzw. 42 vorgesehen (42 zur Hälfte weggelassen), die eine außermittige Bohrung zur Aufnahme einer Pumpenachse 50 aufweisen. Die Bohrungen fluchten entlang einer ersten Achse 100, die gegenüber der Mittenachse 101 der Hülse 60 geringfügig nach radial außen versetzt ist.The micropump 51 consists of a sleeve 60 in which five functional elements are partially movable and partially firmly integrated. An end insert 41 or 42 is provided on each end face of the sleeve 60 ( 42 half omitted), which have an eccentric bore for receiving a pump axis 50 . The bores are aligned along a first axis 100 , which is slightly offset radially outward with respect to the central axis 101 of the sleeve 60 .

Die beiden Stirneinsätze 41,42 sind axial beabstandet, und zwischen ihnen sind zwei miteinander rotierende und ineinander kämmende Rotoren vorgesehen, ein Außenrotorteil ("Außenrad") 30 und ein Innenrotorteil ("Innenrad") 20. Der Innenrotor 20 hat nach außen gerichtete, umfänglich gleichmäßig beabstandet verteilt angeordnete Zähne. Die Zähne kämmen mit dem Außenrotorteil 30, das nach innen offene Nuten aufweist, die umfänglich gleichmäßig beabstandet sind und in ihrer Gestalt zu den Zähnen so passen, daß jeder Zahn des Innenrotors eine in axialer Richtung gerichtete Dichtlinie auf der Innenfläche des Außenrades bildet. Alle Dichtlinien bewegen sich in der Antriebsrichtung A um die Achse 100.The two end inserts 41 , 42 are axially spaced, and between them two rotatable and intermeshing rotors are provided, an outer rotor part (“outer wheel”) 30 and an inner rotor part (“inner wheel”) 20 . The inner rotor 20 has outwardly directed teeth which are arranged distributed evenly around the circumference. The teeth mesh with the outer rotor part 30 , which has inwardly open grooves which are evenly spaced circumferentially and which match the shape of the teeth so that each tooth of the inner rotor forms an axially directed sealing line on the inner surface of the outer wheel. All sealing lines move in the drive direction A about the axis 100 .

Das Innenrad 20 beschreibt zusammen mit der Antriebsachse 50 eine Rotationsbewegung, ein Antrieb kann über eine längere biegsame Welle eine Drehbewegung A einkoppeln, es kann auch ein elektrischer Antrieb direkt an der Achse 50 angeordnet sein.The inner wheel 20 , together with the drive axis 50, describes a rotational movement, a drive can couple in a rotary movement A via a longer flexible shaft, and an electric drive can also be arranged directly on the axis 50 .

Während die Drehachse 50 zusammen mit dem fest daran angeordneten Innenrad 20 und das Außenrad 30 drehbar sind, sind die anderen Teile der Mikropumpe - die Stirneinsätze 41, 42 und die sich über die Länge der Pumpe 1 erstreckende Hülse 60 - umfänglich fest miteinander verbunden. Die Achse 50 ist drehgelagert in den Bohrungen der Stirneinsätze 41, 42, ebenso drehgelagert ist das Außenrad 30 in der fest stehenden Hülse 60. Damit bewegen sich bei einem Drehantrieb über die Achse 50, repräsentiert durch einen Winkelgeschwindigkeits-Vektor A, sowohl das Außenrad 30 als auch das Innenrad 20 unter rotatorischer Bewegung der Dichtungslinien und gleichzeitiger sich bei der Drehung verändernder Kammervolumina 20a, 30a zwischen dem Außenrad und dem Innenrad.While the axis of rotation 50 can be rotated together with the inner wheel 20 and the outer wheel 30 fixedly attached to it, the other parts of the micropump - the end inserts 41 , 42 and the sleeve 60 which extends over the length of the pump 1 - are firmly connected to one another on the circumference. The axis 50 is rotatably supported in the bores of the end inserts 41 , 42 , and the outer wheel 30 is likewise rotatably supported in the fixed sleeve 60 . Thus, with a rotary drive over the axis 50 , represented by an angular velocity vector A, both the outer wheel 30 and the inner wheel 20 with rotational movement of the sealing lines and at the same time changing chamber volumes 20 a, 30 a between the outer wheel and the inner wheel.

Die Kammervolumina werden dabei in Richtung zum geringsten Abstand der Achse 100 der Drehachse 50 von der Hülse 60 hin jeweils kleiner, womit die in ihnen geförderte Flüssigkeit unter erhöhten Druck gesetzt wird, während sie sich auf der anderen Seite nach Überschreiten des geringsten Abstandes zwischen Achse 100 und innerer Mantelfläche 61 der Hülse 60 wieder vergrößern.The chamber volumes become smaller in the direction of the smallest distance between the axis 100 of the axis of rotation 50 and the sleeve 60 , whereby the liquid conveyed therein is put under increased pressure, while on the other hand, after the smallest distance between the axis 100 has been exceeded and enlarge the inner surface 61 of the sleeve 60 again.

Zusammen mit nierenförmigen Öffnungen 41n, 42n in den Stirnseiten, die so angeordnet sind, daß ihre geringste radiale Breite jeweils an dem Ort beginnt, an dem der Abstand zwischen der Achse 100 und dem Innenmantel der Hülse 60 am geringsten ist, während sich ihre maximale radiale Breite an dem Ort befindet, der nahe dem größten Abstand von Achse 100 zu der inneren Mantelfläche der Hülse 60 liegt, wird eine Förderpumpe erhalten. Die Einström-Niere, die sich auf der Seite der Zuströmung der zu fördernden Flüssigkeit V' befindet, ist gegensinnig zu derjenigen Ausströmniere 42n gelagert, die in der erwähnten Figur am Ausströmort des unter Druck geförderten Fördervolumens V dargestellt ist. Die Figur zeigt also an der Ausströmseite eine Ausström-Niere, die sich in der gezeigten Drehrichtung A der Pumpe vom geringsten Abstand der Achse 100 zum größten Abstand der Achse 100 von der inneren Mantelfläche 61 hin verbreitert, während sich die Einström-Niere 41n in dem Stirneinsatz 41 befindet und sich mit ihrer größten radialen Breite vom Ort des größten Abstandes der Achse 100 zur inneren Mantelfläche 61 zum geringsten Abstand der Achse 100 von der inneren Mantelfläche 61 der Hülse 60 in ihrem radialen Ausmaß verringert.Together with kidney-shaped openings 41 n, 42 n in the end faces, which are arranged so that their smallest radial width begins at the location where the distance between the axis 100 and the inner shell of the sleeve 60 is the smallest, while their maximum radial width is located at the location that is close to the greatest distance from axis 100 to the inner lateral surface of the sleeve 60 , a feed pump is obtained. The inflow kidney, which is located on the inflow side of the liquid to be conveyed V ', is mounted in the opposite direction to that outflow kidney 42 n, which is shown in the figure mentioned at the outflow location of the conveyed volume V conveyed under pressure. The figure thus shows on the outflow side an outflow kidney which widens in the direction of rotation A of the pump shown from the smallest distance of the axis 100 to the greatest distance of the axis 100 from the inner lateral surface 61 , while the inflow kidney 41n in the end insert 41 is located and with its greatest radial width from the location of the greatest distance of the axis 100 to the inner lateral surface 61 to the smallest distance of the axis 100 from the inner lateral surface 61 of the sleeve 60 is reduced in its radial extent.

Die Abmessung und die Breitenveränderung der beiden Nieren sind abgestimmt auffolgende Kriterien:
The dimensions and the change in width of the two kidneys are tailored to the following criteria:

- The kidneys must be smaller than the corresponding semicircular areas of the forehead inserts 41 , 42 .
- A short circuit in funding, d. H. a continuous Connection between the inlet kidney and the outlet kidney is prevented in all rotational positions.
- The inlet and outlet cross-section of the kidneys - the radial change in dimension - is based on the root diameter of the outer wheel 30 and the root diameter of the inner wheel 20 , the cross-sectional area should be chosen as large as possible in order to obtain low pressure loss, but while observing the above Dimensioning regulation.

Die beiden Nieren können alternativ auch als gekrümmte Nuten in die innere flache Wandung der Stirnseiten eingebracht sein, wobei dann jeweils eine zylindrische Bohrung jeweils in Achsrichtung der Pumpe als Auslaß und Einlaß vorgesehen wird. Das erhöht die Stabilität, die bei den geringen Bauelementgrößen nicht unwichtig ist.The two kidneys can alternatively also be used as curved grooves the inner flat wall of the end faces has been inserted, where then a cylindrical bore in each Axial direction of the pump is provided as an outlet and inlet. This increases the stability with the small component sizes is not unimportant.

Eine Einzelfertigung der aus nur sechs Bauelementen bestehenden Pumpe ist möglich mit der erwähnten Draht- uns Senkerosion, wobei alle Pumpenteile mit Zylinderkoordinaten ausreichend beschreibbar sind, was für die Fertigung bedeutet, daß eine Dimension keine zusätliche Bearbeitung benötigt. Die Stirneinsätze 41 und 42 sind mit Drahterosion fertigbar. Die Achse 50 ist ohnehin zylindrisch, der Innenrotor 20 ist ebenfalls mit Drahterosion fertigbar, ebenso wie der Außenrotor 30. Die Hülse 60 schließlich ist auch ein Pumpen-Bau element, das mit Drahterosion gefertigt werden kann.One-off production of the pump, which consists of only six components, is possible with the wire and die erosion mentioned, all pump parts with cylinder coordinates being adequately describable, which means for production that one dimension does not require any additional processing. The end inserts 41 and 42 can be manufactured with wire erosion. The axis 50 is cylindrical anyway, the inner rotor 20 can also be manufactured with wire erosion, just like the outer rotor 30 . Finally, the sleeve 60 is also a pump construction element that can be manufactured with wire erosion.

Werden die zuvor erwähnten nierenförmigen Einlaß- und Auslaß-Nu ten in den Innenseiten der Stirneinsätze 41, 42 gefertigt, so kann dafür die Senkerosion eingesetzt werden.If the kidney-shaped inlet and outlet nu mentioned above are made in the insides of the end inserts 41 , 42 , die-sinking erosion can be used for this.

In großen Stückzahlen können Kunststoff- oder Metall-Spritz gußverfahren zur Anwendung kommen. Als Werkstoff für die Fertigung der Mikropumpe empfiehlt sich hartgesintertes Metall, das eine geringe Verspannung aufweist, leicht mit der Draht- und Senkerosion bearbeitet werden kann und medizinisch verträglich ist. Werden die Erosionsverfahren eingesetzt, so muß auf elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffes geachtet werden, wird ein Keramik-Spritzgußverfahren eingesetzt - mit Formen, die z. B. durch Draht- und Senkerosionen gefertigt sein können - so ist die elektrische Leitfähigkeit des Werkstoffes der Mikropumpe nicht mehr erforderlich. Plastic or metal spray can be used in large quantities casting processes are used. As a material for the Manufacture of the micropump, hard sintered metal is recommended, which has a low tension, easy with the wire and Die sinking EDM can be machined and medically tolerated is. If the erosion processes are used, then must electrical conductivity of the material will be respected a ceramic injection molding process used - with shapes that z. B. can be produced by wire and die erosion - so it is the electrical conductivity of the micropump material not necessary anymore.

Die anhand der Figur und des Fertigungsverfahrens beschriebene Pumpe läßt sich ohne weiteres in den zuvor beschriebenen Vorrichtungen zur aktiven Strömungsunterstützung verwenden. Der erwähnte Antrieb A kann durch eine dünne, biegbare Welle vorgenommen werden. Der Antrieb A kann durch ein direkt an der Pumpe oder davon leicht beabstandeten Elektromotor mit elektrischer Zuführungsleitung bewirkt werden. Der Antrieb der Mikropumpe kann aber auch durch einen mit Flüssigkeit angetriebenen Motor erreicht werden, der in gleicher Weise gefertigt wird und das gleiche Aussehen hat, wie die beschriebene Pumpe, nur ist bei dem Motor ein fluidischer Antrieb durch die Zufluß-Niere 41n mit einem Schlauch gewählt, der an dem Stirneinsatz 41 fest angeordnet ist.The pump described with reference to the figure and the manufacturing method can be used without further ado in the previously described devices for active flow support. The drive A mentioned can be made by a thin, bendable shaft. The drive A can be effected by an electric motor with an electrical feed line, which is directly at the pump or slightly distant therefrom. The drive of the micropump can also be achieved by a liquid-driven motor, which is manufactured in the same way and has the same appearance as the pump described, only in the motor is a fluid drive through the inflow kidney 41 n with a Hose selected, which is fixedly arranged on the end insert 41 .

Da die Hülse 30 bei dem fluidischen Mikromotor fest an dem Außenrad 30 angebracht ist - beispielsweise durch Kleben oder einen Paßsitz oder durch eine Schweiß- oder Lötverbindung - wird die Hülse 60 gedreht und kann ihre Antriebskraft auf den Antrieb A der Pumpe übertragen. Der Antrieb der Pumpe kann - statt über die Welle 50 mit der Drehrichtung A - auch über die Hülse 60 erfolgen. Ebenso ist es möglich, die Antriebsrichtung umzukehren, um dann auch die Förderwirkung der Mikropumpe in eine Förderrichtung von V nach V' zu erreichen.Since the sleeve 30 is mounted at the fluidic micromotor fixed to the outer wheel 30 - for example by bonding or an interference fit or by a welded or soldered joint - the sleeve 60 is rotated, and can transmit the pump its drive force to the drive A. The pump can also be driven via the sleeve 60 instead of via the shaft 50 with the direction of rotation A. It is also possible to reverse the drive direction in order to then also achieve the delivery effect of the micropump in a delivery direction from V to V '.

Claims

1. Surgical hand instrument for removing and transporting tissue and the like with a removal tool ( 1 ) and a suction pump ( 2 ) based on the rotation principle, comprising a housing ( 3 ) to be held in the hand of the surgeon with a suction channel ( 4 ) at the front of the housing ( 3 ) forms a working and suction opening ( 5 ), the suction pump ( 2 ) in the suction channel ( 4 ) on an axis ( 100 ) and in front of it close to the opening ( 5 ) that around the axis ( 100 ) rotatable removal tool is arranged and wherein the removal tool is rigidly connected to the pump shaft ( 6 ).

2. Surgical hand instrument according to claim 1, additionally comprising an infusion channel ( 7 ), which forms an infusion opening ( 8 ) on the front of the housing ( 3 ) near the opening ( 5 ), and embedded therein an infusion pump ( 9 ).

3. A surgical hand instrument according to claim 2, further comprehensive flow meter for infusion and Suction liquid.

4. A surgical hand instrument according to claim 3, further comprising a pressure compensator for regulating the Fluid flow.

5. A surgical hand instrument according to claim 3, further comprehensively separate speed controller for infusion and the suction pump.

6. Surgical hand instrument according to one of the preceding Claims, wherein the removal tool is a for Suitable removal tool is cataract surgery.

7. Surgical hand instrument according to one of claims 1 to 5, wherein the removal tool one for soft tissue or Removal tool suitable for bone surgery is.

8. Surgical hand instrument according to one of the preceding Claims, wherein the removal tool is a cutting and / or Milling and / or grinding and / or shearing tool is or includes.

9. Surgical hand instrument according to one of the preceding Claims, wherein the removal tool is a simple one Cone crusher, a cone crusher with thread-like extending cutting edges or with axially extending Cutting gaps on the cone, possibly with additional ones Suction holes on the cone, is.

10. Surgical hand instrument according to one of the preceding Claims, wherein the suction pump is a micropump according to the Gerotor principle is.

11. Surgical hand instrument according to one of claims 2 to 10, wherein the infusion pump is a micropump after the Gerotor principle is.