КОМБИНИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ С УВЕЛИЧЕННОЙ ФРОНТАЛЬНОЙ ПЛОЩАДЬЮ РАСКРЫТИЯ РЕВЕРСИВНОГО ЗАХВАТА
COMBINED TOOL WITH ENLARGED FRONT OPENING AREA OF REVERSIBLE GRIP

Изобретение относится к медицине, в частности к урологии, и предназначено для выполнения внутриполостных операций путем захвата, фрагментации и удаления из организма патологических образований.
Известно устройство комбинированного инструмента с фронтальным реверсивным захватом камня в литотриптор, описанное в патенте DE 19810696. Указанное устройство содержит внешнюю оболочку для размещения захвата, снабженного, по меньшей мере, тремя удерживающими элементами, выполненными из материала с памятью формы режущим инструментом, управляемым компьютером, путем разреза нитиноловой трубки, и подвергнутым термомеханической обработке. В устройстве предусмотрен центральный инструментальный канал. Удерживающие элементы в развернутом состоянии приобретают форму тюльпана с диаметром раскрытия до 5 мм. Дистальный конец каждого удерживающего элемента снабжен зубчиком загнутым в направлении оси инструмента. После подведения удерживающих элементов к камню они захватывают и фиксируют его по мере втягивания удерживающих элементов во внешнюю оболочку.
Преимуществом данного устройства является фронтальное расположение захвата, выполненного в виде тюльпана, сформированного тремя удерживающими элементами, снабженными зубчиками. Такая конструкция удерживающих элементов, после подведения их к камню, позволяет, по мере втягивания их во внешнюю оболочку, захватывать и фиксировать каменные образования, извлеченные, например, из чашки почки.
Кроме того, в экстренных случаях, с помощью фронтальной конструкции захвата можно оперативно освобождать закрепленные камни из удерживающих элементов путем реверсивного перемещения внешней оболочки инструмента и приведения, таким образом, захватывающего приспособления в исходное разжатое состояние.
Наличие инструментального канала в комбинированном инструменте дает возможность, при необходимости, выполнять литотрипсию зафиксированного камня через инструментальный канал.
Основными недостатками данного комбинированного инструмента являются: небольшая торцевая площадь раскрытия элементов захватывающего устройства а так же отсутствие сетчатого объема для фиксации и надежного удерживания захваченного камня при его экстракции и литотрипсии. Даже при значительной конструктивной корректировке этого типа захвата, в сторону увеличения фронтальной площади его раскрытия, не решается задача надежного удерживания реальных конкрементов для работы с ними. Представленная конструкция комбинированного инструмента предназначена для захвата единичных мелких каменных образований. Каменные образования сложной конфигурации в силу простой конструкции и ограниченных размеров инструмента не могут удаляться этим инструментом.
Недостатком этого комбинированного инструмента, исходя из размеров инструмента, является очень малый размер зубцов на удерживающих элементах, не превышающий 0,14 мм, что не обеспечивает надежной фиксации и удерживания камня произвольной формы в захвате. Дробление такого камня может привести к выскальзыванию последнего.
После дробления камня на транспортабельные частицы, частицы могут быть утеряны в свободном пространстве между дистальными концами удерживающих элементов. И, как следствие, не могут быть удалены с использованием этого захвата.
Известно устройство комбинированного инструмента, описанное в патенте RU №2612814, для фронтального реверсивного захвата и удерживания камня в литотрипторе с тактильной системой манипулирования. Данное устройство выбрано за прототип. Указанное устройство содержит внешнюю оболочку для размещения захвата, выполненного из материала с памятью формы в виде трубки, канал для размещения инструмента, захват, имеющий, по меньшей мере, два удерживающих элемента и продольные прорези на трубке. После введения в полость организма захватывающее устройство приобретает форму луковицы, содержащей в дистальной части элементы захвата в виде сомкнутых вершинами на оси симметрии комбинированного инструмента ячеистых ромбообразных фигур, соединенных друг с другом последовательно смежными вершинами по кругу, через центр которого, перпендикулярно проходит ось симметрии комбинированного инструмента, а в проксимальной части захватывающего устройства содержатся желобообразные удерживающие элементы с зауженными концами, соединяющие проксимальные вершины ромбообразных фигур с трубчатым основанием захвата.
Несмотря на присутствие фронтального захвата в инструменте, представленном ранее (патент DE 19810696), - фронтальный захват в рассматриваемом изобретении в значительной мере отличается от первого. Наибольшая разница заключается в наличии разветвленной ячеистой структуры у сомкнутых к оси симметрии инструмента элементов захвата, выполненных в виде ромбообразных фигур. А так же в наличии увеличенной площади торцевого раскрытия элементов захватывающего устройства в сравнении с немецким патентом. Такая конструкция захвата позволяет надежнейшим образом удерживать захваченный камень в корзине, образованной сомкнутыми фронтальными элементами захвата и присоединенными к ним желобообразными удерживающими элементами. Подбирая «калибр» комбинированного инструмента для операции, и соответственно, размер ячеек в ромбообразных элементах захвата, можно добиться такой фрагментации камня при дроблении, которая позволит просеиваться мелким фракциям через ячейки захвата для дальнейшего беспрепятственного выхода их с мочой из организма пациента. А оставшийся фрагмент в корзинке захвата уменьшить до необходимых размеров и механически экстрагировать его из естественных каналов мочевого тракта.
Кроме основной функциональной нагрузки по удерживанию конкрементов, желобообразные удерживающие элементы, являясь частью инструментального канала, так же выполняют функцию управления фронтальными элементами захвата. При втягивании свободных желобообразных удерживающих элементов во внешнюю оболочку комбинированного инструмента, за счет реакции внешней оболочки на удерживающие элементы, происходит движение желобообразных удерживающих элементов по дуге к оси симметрии инструмента вокруг точки присоединения концов зауженных желобообразных элементов к другим желобообразным элементам - либо к основанию захвата. Это движение, с помощью зауженных концов желобообразных удерживающих элементов в проксимальной части захвата, передается на вершины ромбообразных фигур, присоединенных к ним. Ромбообразные фигуры, напоминающие весы, закрепленные двумя смежными вершинами в смежных вершинах других ромбообразных фигур, как в точках равновесия, выполняют колебательное движение под этим воздействием. В проксимальной части захватывающего устройства движение вершин ромбообразных фигур направлено к оси симметрии комбинированного инструмента, а в дистальной части противоположные вершины ромбообразных фигур совершают движение во внешнюю сторону от оси симметрии инструмента. Таким образом, манипуляция по втягиванию захватывающего устройства, имеющего форму луковицы, во внешнюю оболочку комбинированного инструмента до точки соединения ромбообразных фигур с желобообразными элементами захвата позволяет придать колебательное движение ячеистым ромбообразным фигурам, раскрывающим сомкнутые вершины фронтального захвата. Аналогичного результата по приведению фронтального захвата в раскрытое рабочее состояние можно добиться путем выталкивания захватывающего устройства из внешней оболочки инструмента до точек соединения ромбообразных фигур с желобообразными элементами захвата. По мере выталкивания дистальной части захватывающего приспособления из внешней оболочки комбинированного инструмента упругие силы памяти формы помогают этому процессу. После перемещения торца внешней оболочки инструмента за пределы максимального диаметра формы луковицы происходит самопроизвольное упругое движение захватывающего приспособления вперед до точки соединения ромбообразных фигур с желобообразными удерживающими элементами захвата. В этот момент желобообразные удерживающие элементы находятся во внешней оболочке в положении прижимного воздействия на проксимальные вершины ромбообразных фигур. В дистальной части за счет этого воздействия противоположные вершины ромбообразных фигур фиксируются в раскрытом состоянии.
В экстренных случаях с помощью фронтальной конструкции захватывающего приспособления можно оперативно освобождать захваченные камни, не поддающиеся фрагментации. Для этого достаточно втянуть захват во внешнюю оболочку инструмента, чтобы сложились желобообразные удерживающие элементы. Сложившиеся желобообразные удерживающие элементы через зауженные концы передают колебательное движение, направленное к оси симметрии инструмента, на проксимальные вершины ромбообразных фигур фронтального захватывающего устройства. Ромбообразные фигуры, соединенные друг с другом по кругу в точках пересечения ромбообразных фигур с их малыми диагоналями колебательно реагируют противоположными концами ромбов на это перемещение, раскрывая сомкнутые вершины фронтального захвата и производя, таким образом, выброс твердого каменного образования.
В процессе удаления камней из полостей человеческого организма приходится сталкиваться с несимметричными формами конкрементов, имеющих сложную геометрию и далеко выступающие наросты. Такие затейливые обводы камня для его надежного захвата и фиксации требуют дополнительной фронтальной площади раскрытия захватывающего приспособления. Не смотря на основательно продуманную конструкцию прототипа, успешно используемого в большинстве операций - возникает ряд задач, требующих своего решения через конструктивную доработку захватывающего приспособления. Конструктивная особенность, представленного захвата, заключается в том, что в раскрытом состоянии он реализуется в цилиндрической форме раскрытого венчика, лепестками, которого являются элементы захвата в виде ромбообразных фигур. Раскрытию захватывающего приспособления в больших угловых пределах препятствует жесткое соединение смежных вершин ромбообразных фигур друг с другом по кругу. Эта конструктивная особенность комбинированного инструмента, взятого за прототип, является основным недостатком.
Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение - обеспечить надежный фронтальный захват камня сложной геометрической формы захватом комбинированного инструмента, и, при необходимости, обеспечить надежный возврат камня в окружающую среду. Создать более комфортные условия работы урологов при проведении операций с использованием этого инструмента.
Поставленная задача решается тем, что комбинированный инструмент для фронтального реверсивного захвата и удерживания камня в литотрипторе, содержащий внешнюю оболочку для размещения захвата, выполненного из материала с памятью формы в виде трубки, содержащего канал, по меньшей мере, два удерживающих элемента и продольные прорези на трубке, после введения в полость организма приобретает заданную форму луковицы, имеющей в дистальной части элементы захвата в виде сомкнутых вершинами на оси симметрии комбинированного инструмента ячеистых ромбообразных фигур. От прототипа предполагаемое изобретение отличается тем, что смежные вершины ячеистых ромбообразных фигур соединены друг с другом последовательно металлическими полосками из материала захвата по кругу, через центр которого, перпендикулярно, проходит ось симметрии комбинированного инструмента, а в проксимальной части захвата содержатся желобообразные удерживающие элементы с зауженными концами, соединяющие проксимальные вершины ромбобразных фигур с основанием захвата. При этом габаритные размеры металлических полосок и, связанная с ними, фронтальная площадь максимального раскрытия реверсивного захвата формируются исходя из сохранения захватом заданной формы луковицы.
Существенным отличием предлагаемого изобретения является то, что смежные вершины ячеистых ромбообразных фигур соединены друг с другом последовательно металлическими полосками из материала захвата с памятью формы по кругу, через центр которого, перпендикулярно, проходит ось симметрии комбинированного инструмента.
Несмотря на присутствие фронтального захвата в прототипе -фронтальный захват в предлагаемом изобретении в значительной мере отличается от этого захвата. Наибольшая разница, предлагаемого изобретения, заключается в наличии подвижных, эластичных шарниров в виде металлических полосок из материала захвата с памятью формы. Эти полоски - «шарниры» соединяют смежные вершины ячеистых ромбообразных фигур по кругу, вместо жесткого соединения их друг с другом в прототипе. Такая конструкция захвата позволяет избавиться от дополнительных энергетических затрат на изгибные усилия и усилия кручения проксимальных сторон ромбообразных фигур захвата при передаче колебательного импульса управления со стороны проксимальной части ромбообразных элементов захвата на их дистальные концы. Колебательный импульс управления захватом через эластичные металлические полоски - «шарниры» полностью передается, без потерь, на дистальные концы элементов захвата, раскрывая их на дополнительный угол от проксимального конца цилиндрической поверхности раскрытия элементов захвата прототипа. Увеличенный угол раскрытия дистальных концов элементов захвата, предполагаемого, изобретения способствует увеличению торцевой площади охвата конкрементов сложной объемной конструкции. Дополнительная торцевая площадь раскрытия элементов захвата позволяет фиксировать камни эксклюзивной конфигурации. Подбирая «калибр» комбинированного инструмента для операции, и, соответственно, размер ячеек в ромбообразных элементах захвата, можно добиться такой фрагментации «сложного» камня при дроблении, которая позволит просеиваться мелким фракциям через ячейки захвата для дальнейшего беспрепятственного выхода с мочой из организма пациента. А оставшийся фрагмент в корзинке захвата уменьшить до необходимых размеров и механически экстрагировать его из естественных каналов мочевого тракта.
В отличие от предлагаемого изобретения прототип не имеет увеличенного угла раскрытия дистальных концов элементов захвата и, соответственно, не способен выполнять весь спектр перечисленных выше функций по надежной фиксации, фрагментации и экстракции эксклюзивных каменных образований. Желобообразные удерживающие элементы совместно с элементами захвата и внешней оболочкой, кроме основной функциональной нагрузки по удерживанию конкрементов, в предполагаемом изобретении - также как и в прототипе, выполняют функцию управления фронтальными элементами захвата. При втягивании свободных желобообразных удерживающих элементов во внешнюю оболочку комбинированного инструмента, за счет реакции внешней оболочки на удерживающие элементы, происходит движение желобообразных удерживающих элементов по дуге к оси симметрии инструмента вокруг точки присоединения зауженных концов желобообразных элементов к другим желобообразным элементам, либо к основанию захвата. Это движение с помощью зауженных концов желобообразных удерживающих элементов в проксимальной части захвата, передается на вершины ромбообразных фигур, присоединенных к ним. Ромбообразные фигуры, напоминающие весы, прикрепленные двумя смежными вершинами через эластичные металлические полоски к смежным вершинам других ромбообразных фигур, как в точках равновесия, выполняют колебательное движение под этим воздействием и прижимаются к оси симметрии инструмента. Противоположные дистальные концы ромбообразных элементов захвата совершают колебательное движение во внешнюю сторону от оси симметрии инструмента, раскрывая сомкнутые вершины захватывающего устройства. Аналогичного результата по приведению фронтального захвата в раскрытое рабочее состояние можно добиться путем выталкивания захватывающего устройства из внешней оболочки инструмента до точек соединения ромбообразных фигур с желобообразными элементами захвата. По мере выталкивания дистальной части захватывающего приспособления из внешней оболочки комбинированного инструмента упругие силы памяти формы помогают этому процессу. После перемещения торца внешней оболочки инструмента за пределы максимального диаметра формы луковицы происходит самопроизвольное упругое движение захватывающего приспособления вперед до точки соединения ромбообразных фигур с желобообразными удерживающими элементами захвата. В этот момент желобообразные удерживающие элементы находятся во внешней оболочке в положении прижимного воздействия на проксимальные вершины ромбообразных фигур. В дистальной части за счет этого воздействия противоположные вершины ромбообразных фигур фиксируются в раскрытом состоянии.
В экстренных случаях с помощью фронтальной конструкции захватывающего приспособления можно оперативно освобождать захваченные камни, не поддающиеся фрагментации. Для этого достаточно втянуть захват во внешнюю оболочку инструмента, чтобы сложились желобообразные удерживающие элементы. Сложившиеся желобообразные удерживающие элементы через зауженные концы передают колебательное движение, направленное к оси симметрии инструмента, на проксимальные вершины ромбообразных фигур фронтального захватывающего устройства. Ромбообразные фигуры, соединенные друг с другом металлическими полосками по кругу в точках пересечения ромбообразных фигур с их малыми диагоналями колебательно реагируют противоположными концами ромбов на это перемещение, раскрывая сомкнутые вершины фронтального захвата и производя, таким образом, выброс твердого каменного образования.
Захватывающее устройство прототипа работает по такому же алгоритму как захватывающее устройство предполагаемого изобретения - однако в точке объединения смежных вершин ромбообразных фигур прототипа сформирован утолщенный «шарнирный» узел, состоящий из двойной ширины элементов захвата. При манипуляции раскрытия захватывающего приспособления внешняя оболочка инструмента должна прижать друг к другу зауженные концы желобообразных удерживающих элементов и проксимальные стороны ромбообразных фигур. Однако, из-за утолщения «шарнирного» узла, прижатие проксимальных сторон ромбообразных фигур друг к другу не происходит в полной мере. Жесткость соединительного узла смежных вершин приводит к формированию разъединяющей дуги проксимальных сторон ромбообразных фигур захвата - вместо касательного примыкания. Дополнительные энергетические затраты на изгибные усилия и усилия кручения проксимальных сторон ромбообразных фигур захвата не способствуют полной передаче колебательного импульса со стороны проксимальной части ромбообразных элементов захвата на их дистальные концы. Такие энергетические потери при манипуляции раскрытия захватывающего приспособления прототипа, приводят к ограниченному углу раскрытия элементов захвата, внешне воспринимаемым как раскрытый цилиндрический венчик из элементов захватывающего устройства.
Для увеличения фронтальной площади раскрытия реверсивного захватывающего устройства необходимо придать цилиндрической форме раскрытого венчика захвата конический профиль и уменьшить энергетические потери на усилия изгиба и кручения в «шарнирных» соединениях. С этой целью, разработана и выполнена из материала с памятью формы в виде трубки, конструкция реверсивного захвата. После термомеханической обработки конструкция реверсивного захвата приобретает форму луковицы. В дистальной части реверсивного захвата имеются элементы захвата в виде сомкнутых вершинами на оси симметрии инструмента ячеистые ромбообразные фигуры. Смежные вершины ячеистых ромбообразных фигур соединены друг с другом по кругу металлическими полосками из материала захвата с памятью формы. После введения захватывающего устройства в полость организма захват принимает форму луковицы с «шарнирным» соединением из эластичных металлических полосок между смежными вершинами ромбообразных элементов захвата. Во время манипуляций по раскрытию и закрытию реверсивного захватывающего устройства ромбообразные элементы захвата, почти, не встречают механического сопротивления при кручении и изгибе в «шарнирных» соединениях, выполненных из эластичных металлических полосок. Кроме того, удлиненная металлическая полоска «шарнирного» соединения во время инициирования раскрытия захватывающего устройства внешней оболочкой комбинированного инструмента, позволяет понизить точку «шарнирного» изгиба до его соединения с проксимальной частью ромбообразного элемента захвата. Меняя длину «шарнира» - можно менять точку «шарнирного» изгиба и, соответственно, максимальное раскрытие элементов захвата. В сложенном состоянии в оболочку захватывающего устройства металлические полоски укладываются параллельно оси симметрии инструмента вдоль ромбообразных сторон захватывающих элементов. Под действием выталкивающего усилия содержимого комбинированного инструмента из внешней оболочки происходит раскрытие венчика захватывающего устройства в виде усеченного конуса. По периметру большей окружности усеченного конуса располагаются дистальные концы захватывающего устройства. Наличие эластичных металлических «шарниров» между смежными вершинами ромбообразных элементов захвата способствует формированию увеличенной площади раскрытия захватывающего устройства. Увеличенная торцевая площадь раскрытия захватывающих элементов позволяет реализовать новые возможности по захвату и фиксации каменных образований сложной конфигурации. Этот дополнительный шанс у врача - уролога позволяет не особенно заострять внимание на подборе необходимого инструмента. Эта дополнительная возможность позволит больше уделить внимания операционному процессу, сокращая непроизводительные действия. Таким образом, кроме дополнительных возможностей по работе с эксклюзивными конкрементами, представленная конструкция комбинированного инструмента позволяет проводить операции врачам - урологам в более комфортных условиях.
В дальнейшем сущность изобретения поясняется описанием и чертежами на примерах: комбинированного инструмента с фронтальным реверсивным захватом и удерживанием камня в литотрипторе, с тактильной системой манипулирования и комбинированного инструмента с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата, где
Фиг. 1 - комбинированный инструмент с фронтальным реверсивным захватом и удерживанием камня в литотрипторе и с тактильной системой манипулирования - в исходном состоянии (фронтальная проекция).
Фиг. 2 - комбинированный инструмент с фронтальным реверсивным захватом и удерживанием камня в литотрипторе и с тактильной системой манипулирования - в исходном состоянии (вид сверху).
Фиг. 3 - комбинированный инструмент с фронтальным реверсивным захватом и удерживанием камня в литотрипторе и с тактильной системой манипулирования - в подготовленном для работы состоянии, с раскрытыми элементами фронтального захвата.
Фиг. 4 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата - в исходном состоянии (фронтальная проекция).
Фиг.5 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата - в исходном состоянии (вид сверху).
Фиг. 6 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата - в подготовленном для работы состоянии, с раскрытыми элементами фронтального захвата.
Фиг. 7 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата в сравнении с прототипом (торцевая поверхность захвата).
Фиг. 8 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата в сравнении с прототипом (фронтальная проекция).
Фиг. 9 - комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата в сравнении с прототипом (в подготовленном для работы состоянии, с раскрытыми элементами фронтального захвата).
Настоящее изобретение не ограничено приведенными вариантами реализации. Комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата может использоваться не только в области мочевого тракта, но и в других полостях человеческого организма.
Комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата содержит внешнюю оболочку 1, в которой размещен захват 2, трубку 3 из материала с памятью формы, инструментальный канал 4, элементы захвата в виде ячеистых ромбообразных фигур 5, смежные вершины ромбообразных фигур 6, эластичные металлические полоски («шарниры») 7 между смежными вершинами 6, желобообразные удерживающие элементы 8, зауженные концы желобообразных удерживающих элементов 9, трубчатое основание захвата 10, инструмент для литотрипсии 11.
Комбинированный инструмент с увеличенной фронтальной площадью раскрытия реверсивного захвата применяют следующим образом. После введения комбинированного инструмента вместе с цистоскопом либо уретероренескопом (на чертежах не показан) в рабочую полость организма захват 2 приводят в рабочее положение. Для этого трубку 3 из материала с памятью формы с помощью стандартного манипулятора перемещают вперед относительно внешней оболочки 1. После достижения торца внешней оболочки 1 места максимального диаметра формы луковицы происходит самопроизвольное упругое движение захватывающего приспособления вперед с остановкой в момент раскрытия фронтального захватывающего приспособления. Раскрытое захватывающее приспособление с увеличенной торцевой площадью охвата конкрементов подводится к эксклюзивному камню. Затем повторным выдвижением захватывающего приспособления вперед относительно внешней оболочки инструмента с тактильным восприятием происходит смыкание дистальных вершин захватывающих ромбообразных элементов 5 за пределами обнаруженного камня. Через канал 4 для размещения инструмента к камню подводится инструмент 11 для литотрипсии (механически-баллистическим способом, ультразвуковым, криогенным или термическим способом с применением лазера). Оставленный в захвате камень допустимых размеров для механической экстракции надежно выводится за пределы мочевого тракта.
В случае осложнения операции из-за непомерной твердости конкрементов - операционный процесс можно прервать путем высвобождения камня из фронтального реверсивного захвата. Для этого захватывающее приспособление 5 с помощью стандартного манипулятора втягивают во внешнюю оболочку комбинированного инструмента. Раскрывшиеся элементы захватывающего приспособления позволяют высвободиться проблемному камню за пределы захватывающего устройства.