КОМБИНИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЗАХВАТА И УДЕРЖАНИЯ КАМНЯ В ЛИТОТРИПТОРЕ СО СПИРАЛЕВИДНЫМИ УДЕРЖИВАЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
COMBINED INSTRUMENT FOR GRIPPING AND HOLDING STONE IN LITHOTRIPTOR WITH SPIRAL HOLDING ELEMENTS

Изобретение относится к медицине, в частности к урологии и предназначено для захвата и удержания камней в процессе интракорпоралыюй литотрипсии.
Известно устройство комбинированного инструмента для захвата и удержания камня в литотрипторе, описанное в патенте DE 19810696. Данное 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 и загнут в направлении оси инструмента. После подведения удерживающих элементов к камню они захватывают и закрепляют его по мере их втягивания во внешнюю оболочку. Преимуществом данного устройства является то, что удерживающие элементы выполнены из одной детали. Недостатком данного захвата является то, что исходя из реальных размеров инструмента по прототипу, размер зубца на удерживающем элементе не превышает 0,14 мм, что не обеспечивает надежного захвата и удержания камня произвольной формы, и при дроблении может привести к выскальзыванию захваченного камня. Кроме того, после дробления камня на транспортабельные частицы, последние могут быть утеряны вследствие наличия свободного пространства между дистальными концами удерживающих элементов и не могут быть удалены с использованием этого захвата.
Известно устройство комбинированного инструмента для захвата и удержания камня в литотрипторе, описанное в патенте RU №2463973.
Данное устройство выбрано за прототип. Указанное устройство содержит внешнюю оболочку для размещения захвата, выполненного из нитиноловой трубки, снабженного, по меньшей мере, тремя удерживающими элементами, изготовленными режущим инструментом, управляемым компьютером, и подвергнутым термомеханической обработке. Кроме того нитиноловая трубка имеет продольные прорези, атравматический наконечник на дистальном конце и канал, выполненный для размещения инструмента, при этом минимальная ширина проксимальной части каждого удерживающего элемента выбрана из условия полного воспроизведения захватом заданной термомеханической обработкой формы луковицы, в дистальной части каждого из удерживающих элементов предусмотрены продольные прорези, составляющие менее половины всей длины захвата.
Преимуществом данного устройства является то, что удерживающие элементы получены путем выполнения режущим инструментом продольных прорезей в нитиноловой трубке, дистальный конец которой остается неразрезанным. Это решение позволяет сформировать за счет термомеханической обработки захват в форме луковицы. Просветы в проксимальной части инструмента образуют окна, позволяющие захватывать конкремент. Ячеистая структура образованная продольными прорезями в дистальной части каждого элемента захвата способствует более надежному удержанию захватываемых конкрементов.
Недостатком данного комбинированного инструмента является невозможность его миниатюризации с сохранением разветвленной ячеистой структуры в дистальной части захвата и ограниченная гибкость нитиноловой трубки в ее проксимальной части.
Наиболее наглядно конструктивные ограничения проявляются на устройствах с тремя и четырьмя удерживающими элементами.
Предполагая, что ширина прорези лазерным лучом (а) равна 0,1 мм а минимальная ширина разрезанного прорезью удерживающего элемента (b) в дистальной части захвата равна 0.25 мм (при ширине в 0,2 мм уже начинают проявляться не регулярности полного восстановления захватом заданной формы луковицы) можно оценить минимальный внешний диаметр (D) комбинированного устройства при условии, что толщина стенок (с) внешней оболочки для размещения захвата равна 0,1 мм, а зазор (е) между внешней оболочкой и захватом равен 0,2 мм (по 0,1 мм на сторону). Для инструмента, состоящего из четырех удерживающих элементов (п), длина окружности (L) нитиноловой трубки будет равна сумме значений ширины четырех удерживающих элементов (каждый из которых в дистальной части разрезан прорезью на две равные части (b) по 0,25 мм) и суммарной ширине восьми лазерных прорезей (а).
L=b2n+а2n=0,25·2·4+0,1·2·4=2+0,8=2,8 мм
Диаметр нитиноловой трубки (d) для четырех удерживающих элементов будет следующий:
d=L:3,14=2,8:3,14=0,89≅0,9 мм
Для определения минимального внешнего диаметра комбинированного инструмента имеющего четыре удерживающих элемента необходимо значение диаметра нитиноловой трубки (d) сложить со значением допускаемого зазора (е) между внешней оболочкой и нитиноловой трубкой и двойной толщиной внешней оболочки (с).
D=d+е+2с=0,9+0,2+0,2=1,3 мм
Минимальный диаметр комбинированного инструмента, имеющего три удерживающих элемента рассчитанный по этой же методике равен 1,1 мм.
Для гибких уретероренескопов и других подобных инструментов, используемых для работы в области почечных протоков и в самой почке, необходимы очень тонкие эластичные комбинированные инструменты диаметром до 1 мм с разветвленной ячеистой структурой в дистальной части захвата.
При конструктивном упрощении инструмента связанном с отказом от прорезей в дистальной части каждого элемента захвата, формирующих разветвленную ячеистую структуру удержания камней, возможно изготовление инструмента диаметром менее 1 мм, однако такое решение не будет способствовать надежному удержанию камня во время его дробления и экстракции.
Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение - повысить надежность захвата и удержания камня в комбинированном инструменте при работе в почечных протоках и в самой почке, обеспечить надежный и беспрепятственный доступ комбинированного инструмента к конкриментам по извилистым и узким инструментальным каналам уретероренескопов, цистоуретрофиброскопов и других подобных инструментов.
Поставленная задача решается тем, что комбинированный инструмент для захвата и удержания камня в литотрипторе, содержащий, как и прототип, внешнюю оболочку для размещения захвата, выполненного из материала с памятью формы в виде трубки и имеющего продольные прорези на трубке, атравматический наконечник на дистальном конце и канал, предназначенный для размещения инструмента, отличается тем от прототипа, что в захвате, имеющем, по меньшей мере, два удерживающих элемента, продольные прорези на трубке направлены от начала атравматического наконечника в сторону проксимальноЙ части захвата по спирали, а минимальная ширина каждого удерживающего элемента выбрана для полного воспроизведения захватом формы луковицы, при этом трубка, содержащая удерживающие элементы, в проксимальноЙ части должна быть выполнена из составных частей, соединенных с зазором между собой, перфорирована прорезями и соединена с эластичной трубкой, выполненной из иного, нежели захват, материала.
Существенным отличием предлагаемого изобретения является то, что удерживающие элементы, полученные путем выполнения прорезей в трубке из материала с памятью формы, направлены от начала атравматического наконечника в сторону проксимальноЙ части захвата по спирали.
Это конструктивное решение позволяет сформировать за счет термомеханической обработки захват в форме луковицы с разветвленной спиралевидной системой удержания камня. Плотность укладки разветвленной спиралевидной системы удержания камня может увеличиваться за счет изменения угла наклона спиралевидных прорезей в дистальной части захвата и количества удерживающих элементов. При этом исключается необходимость выполнения дополнительных прорезей в дистальной части каждого удерживающего элемента для создания разветвленной системы удержания камня. Такие дополнительные прорези увеличивают длину окружности захвата за счет увеличения количества удерживающих элементов в дистальной части как минимум вдвое. Ведь ширина каждого из вновь образовавшихся элементов захвата в дистальной части за счет дополнительной прорези должна быть не менее 0,25 мм, как было обосновано ранее. Увеличение длины окружности трубки захватывающего приспособления, соответственно, выводит диаметр комбинированного инструмента за допустимые пределы в 1 мм. Отказ от прежней ячеистой конструкции захвата и уменьшение количества удерживающих элементов вдвое за счет плотной спиралевидной укладки удерживающих элементов в дистальной части захвата позволяет в широких пределах менять диаметр комбинированного инструмента не выходя за рамки предельного значения диаметра в 1 мм. Соответственно ширина удерживающих элементов далеко смещается за пределы критических размеров в 0,2 мм, ограничивающих полное воспроизведение захватом формы луковицы. Такое решение позволяет в широком диапазоне увеличивать данный параметр не достигая предельного диаметра инструмента в 1 мм. Используя, ранее предложенную, методику расчета минимального диаметра комбинированного инструмента в зависимости от ширины удерживающих элементов можно сделать оценку границ интервалов ширины удерживающих элементов захвата и соответствующих значений диаметров комбинированного инструмента с тремя и четырьмя спиралевидными удерживающими элементами. Учитывая, что начальная ширина удерживающих элементов равна 0,25 мм, а каждый шаг увеличения ширины удерживающих элементов, создающих новый типоразмер комбинированного инструмента, условно можно выбрать равным 0,05 мм - для инструмента из трех удерживающих элементов получается шесть рассчитанных диаметров нового инструмента: 0,75 мм; 0,80 мм; 0,85 мм; 0,90 мм; 0,95 мм; 0,97 мм. При этом границы размеров ширины удерживающих элементов находятся в пределах от 0,25 мм до 0,50 мм. Для комбинированного инструмента, имеющего четыре спиралевидных удерживающих элемента в дистальной части захвата, количество рассчитанных диаметров инструмента равно трем: 0,85 мм; 0,90 мм; 0,97 мм и соответственно диапазон размеров ширины удерживающих элементов находится в пределах от 0,25 мм до 0,35 мм.
Таким образом, в результате расчетов, для комбинированного инструмента, выбранного за прототип, найденные два минимальных типоразмера для трех и четырех удерживающих элементов (1,10 мм и 1,30 мм) близких к диаметру в 1.00 мм не могут использоваться в урологическом инструменте с шириной инструментального канала равному 1,00 мм в диаметре.
Предложенное изобретение свободно от этого недостатка. Рассчитано девять типоразмеров комбинированного инструмента диаметром до 1,00 мм.
Другой отличительной чертой предлагаемого изобретения является то, что трубка из материала с памятью формы, содержащая удерживающие элементы, в проксимальной части выполнена из составных частей, соединенных с зазором между собой, перфорирована прорезями и соединена с эластичной трубкой, выполненной из иного, нежели захват, материала.
Задача по созданию комбинированного инструмента для наиболее труднодоступных областей мочевого тракта (почечных протоков и самой почки) выдвигает дополнительное требование, кроме миниатюрности, к повышенной гибкости инструмента. Наиболее рациональным решением этой комплексной задачи может стать решение по приданию дополнительной гибкости инструменту за пределами захватывающего приспособления на трех участках его проксимальной части. Первый участок расположен в проксимальной части захватывающего приспособления до соединения с эластичной трубкой, выполненной из иного, нежели захват, материала. Второй участок расположен в месте соединения с зазором трубки захвата с трубкой из иного материала. Третьим участком является эластичная трубка, выполненная из иного материала, нежели захватывающее приспособление.
Придание дополнительной гибкости первому участку осуществляется выполнением прерывистых прорезей, например, по спирали. Второй участок делается гибким за счет соединения с зазором рассмотренных двух трубок, допустим, способом похожим на байонетный.
Гибкость третьего участка определяется гибкостью и эластичностью второй трубки путем выбора ее материала. При необходимости дополнительная гибкость третьему участку может придаваться спиралевидными прерывистыми прорезями. Фиксируется весь набор трубок и захватывающее приспособление во внешней трубчатой оболочке, выполненной из прочного эластичного материала.
В дальнейшем сущность изобретения поясняется описанием и чертежами, где
Фиг.1 - комбинированный инструмент для захвата и удержания камня в литотрипторе в исходном состоянии с четырьмя спиралевидными удерживающими элементами в дистальной части.
Фиг.2 - комбинированный инструмент для захвата и удержания камня в литотрипторе в развернутом виде с четырьмя спиралевидными удерживающими элементами в дистальной части.
Фиг.3 - вариант исполнения комбинированного инструмента с тремя спиралевидными удерживающими элементами в дистальной и проксимальной частях захватывающего приспособления.
Фиг.4 - вариант исполнения комбинированного инструмента с четырьмя спиралевидными удерживающими элементами в дистальной и проксимальной частях захватывающего приспособления.
При манипуляциях комбинированным инструментом спиралевидная конструкция всего захватывающего приспособления (не только дистальной части) позволяет более надежно захватывать мелкие каменные образования за счет подхватывающего эффекта спиралевидных удерживающих элементов.
Настоящее изобретение не ограничено приведенными вариантами реализации. Комбинированный инструмент со спиралевидной конструкцией захватывающего приспособления может использоваться не только в области почечных протоков, но и в полости мочевого пузыря и в других полостях человеческого организма.
Комбинированный инструмент со спиралевидными удерживающими элементами содержит внешнюю оболочку 1, в которой размещен захват, трубку из материала с памятью формы 2, удерживающие элементы 3, продольные прорези в проксимальной части захвата 4, дистальную часть удерживающих элементов 5, спиралевидные прорези в дистальной части удерживающих элементов 6, канал для размещения инструментов 7, инструмент для литотрипсии 8, дистальную часть трубки 9, атравматический наконечник 10. Дополнительную гибкость комбинированному инструменту придают три гибких участка: первый участок 11, второй 12 и третий 13.
Комбинированный инструмент со спиралевидными удерживающими элементами применяют следующим образом. После введения комбинированного устройства вместе, например, с уретероренескопом (на чертежах не показан) в рабочую полость организма захват 4 приводят в рабочее положение. Для этого трубку 2 из материала с памятью формы с помощью стандартного манипулятора перемещают вперед относительно внешней оболочки 1. Освобожденный из оболочки 1 захват принимает заданную форму луковицы. Заводя захват 4 за камень манипуляциями уретероренескопа, помещают камень через просветы, образованные прорезями в проксимальной части удерживающих элементов в полость захвата. Движением манипулятора в обратную сторону фиксируют камень в дистальной части захвата. Через канал для размещения инструмента 7 к камню подводят инструмент для литотрипсии 8. Закрепленный камень может быть полностью раздроблен на фрагменты заданных размеров с помощью инструмента для литотрипсии 8 механически-баллистическим способом, ультразвуковым, криогенным или термическим способом с применением лазера. Спиралевидная структура захвата обеспечивает надежное удержание конкрементов во время дробления и экстракции после завершения операции.