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Title:
DEVICE FOR PERFORMING A TRACHEOTOMY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/032632
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for performing a tracheotomy, comprising an auxiliary guide (1). The aim of the invention is to provide a device which reduces the risk of punctures whilst performing a tracheotomy. The auxiliary guide comprises at least one device (2, 11) for emitting electromagnetic beams.

Inventors:
MEIER BERND HORST (DE)
KUMM MALTE (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/052344
Publication Date:
April 14, 2005
Filing Date:
September 29, 2004
Export Citation:
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Assignee:
TRACOE MEDICAL GMBH (DE)
MEIER BERND HORST (DE)
KUMM MALTE (DE)
International Classes:
A61M16/04; A61B1/267; (IPC1-7): A61M16/04
Domestic Patent References:
WO2002020077A12002-03-14
WO1995032017A11995-11-30
Foreign References:
US5967143A1999-10-19
US20030078476A12003-04-24
US5279285A1994-01-18
US6161537A2000-12-19
Attorney, Agent or Firm:
Weber, Dieter (Seiffert Liek, Postfach 61 45 Wiesbaden, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Durchführung einer Tracheotomie mit einer Führungshilfe, dadurch gekenn zeichnet, daß die Führungshilfe mindestens eine Einrichtung zum Abstrahlen elektromagne tischer Strahlung aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Detektion der von der Führungshilfe abgegebenen elektromagnetischen Strahlung auf weist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ab strahlen elektromagnetischer Strahlung am vorderen, dem Patienten zugewandten Ende der Führungshilfe angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich tung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung eine reflektierende und/od er fluoreszie rende Oberfläche aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich tung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung eine Quelle für elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise eine Leuchtdiode, ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs hilfe mindestens einen ersten Lichtwellenleiter mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende des Lichtwellenleiters das patientenseitige Ende ist und die Einrichtung zum Abstrahlen der elektromagnetischer Strahlungen bildet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dal3 am zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters eine Quelle für elektromagnetische Strahlung, vorzugs weise eine Leuchtdiode oder ein Halbleiterlaser, vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters eine Detektionseinrichtung für elektromagnetische Strahlung vorge sehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für elektro magnetische Strahlung und die Detektionseinrichtung über einen Strahlteiler, wie z. B. einen teildurchlässigen Spiegel mit dem zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters verbunden sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs hilfe mindestens einen zweiten Lichtwellenleiter mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste, dem Patienten zugewandte Ende in der Umgebung der Einrich tung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung angeordnet ist und das zweite Ende mit einer Detektionseinrichtung für elektromagnetische Strahlung verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwel lenleiter optische Einmodenoder Mehrmodenfasern sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtwellenleiter an seinem ersten Ende eine unregelmäßige Endfläche aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen die Führungshilfe umgebenden Aufdehnkörper aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch kennzeichnet, daß der Aufdehnkörper mindestens einen Lichtwellenleiter mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste, dem Patienten zugewandte Ende in einem Abschnitt des Aufdehnkörpers mit geringem Querschnitt angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufdehnkörper in seine Wand eingelassene Trennmittel aufweist, durch welche sich der Aufdehnkörper in mehrere Segmente zerlegen läßt, die nach der Zerlegung einzeln aus einer in die Luftröhre eingeführten Tracheotomiekanüle herausgezogen werden können.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Lumen der Tra chealkanüle geführte Aufdehnkörper einen größeren Querschnitt als die Trachealkanüle hat, durch die er geführt ist, wobei der Aufdehnkörper erst nach Zerlegung durch das Trennmittel in mehreren Segmenten aus der Trachealkanüle entfernt werden kann.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Punktionsbesteck aufweist.
18. Vorrichtung zur Durchführung einer Tracheotomie nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß sie ein Punktionsbesteck, eine Führungshilfe zur Einführung in die Trachea und Mittel zur Aufdehnung der zur Aufnahme einer Trachealkanüle vorgesehe nen Öffnung, eine Lichtquelle und Detektoren zur Aufnahme von Lichtsignalen enthält, wobei mindestens ein erster Lichtleiter in der Führungshilfe von einem außerhalb des Patienten ge legenen Teil bis zu einem reflektierenden Ende an der vorderen Spitze der Führungshilfe verläuft und mindestens ein zweiter Lichtleiter von außen bis zu mindestens einer von der Spitze beabstandeten lichtdurchlässigen Stelle an der Oberfläche der Führungshilfe verläuft, wobei ein von außen eingestrahltes Licht einer wählbaren Wellenlänge durch die Lichtquelle auf den ersten Lichtleiter und so in die Spitze der Führungshilfe gestrahlt und nach außen auf die rückwärtige Oberfläche der Führungshilfe und auf den zweiten Lichtleiter reflektiert wird, von dem das Licht wieder nach hinten zu einem äußeren Detektor undl oder Beobach ter geleitet wird.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein erster Lichtleiter in der Führungshilfe vom außerhalb des Patienten gelegenen Ende bis zu einem reflektierende Ende an der vorderen Spitze der Führungshilfe verläuft und minde stens ein zweiter Lichtleiter vom äußeren Ende bis zu mindestens einer von der Spitze beabstandeten lichtdurchlässigen Stelle an der Oberfläche der Führungshilfe verläuft, wobei das von außen eingestrahlte Licht über den zweiten Lichtleiter aus der von der Spitze beab standeten Mündung heraus auf die reflektierende Schicht des ersten Lichtleiters gehalten wird, und das Licht über den ersten Lichtleiter zurück nach außen einem Detektor zugeführt wird.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich zweite Lichtleiter in der auf die Führungshilfe aufschiebbaren Aufdehnhilfe befinden.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Füh rung des Aufdehnkörpers vorgesehene Führungshilfe mit mindestens einem Lichtleiter ver sehen ist, an dessen Ende eine zur Reflektion geeignete Schicht angebracht ist und alle an deren Abschnitte des Lichtleiters durch eine lichtundurchlässige Schicht bedeckt sind, so daß lediglich aus der Spitze des Lichtleiters Licht in die Richtung des über die oberen Atem wege eingeführten Sichtgeräts (Bronchoskops) bzw. des Aufdehnkörpers reflektiert wird, und der über die Führungshilfe aufgeschobene Aufdehnund Einführungskörper, durch die Wand des Aufdehnkörpers eingelassene Trennmittel in mehrere Segmente zerlegt werden kann, die nach Auftrennung einzeln durch Rückzug aus der Trachealkanüle herausgezogen werden.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Lumen der Trachealkanüle geführte Aufdehnkörper einen größeren Querschnitt als die Trachealkanüle hat, durch die er geführt ist (die Trachealkanüle überlappt), wobei der Auf dehnkörper erst nach Zerlegung durch das Trennmittel in mehrere Segmente aus der Tra chealkanüle entfernt werden kann.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh rungshilfe mit darüber geschobenem Dehnkörper sowie Trachealkanüle an einem Haltemittel fixiert wird, wobei der Dehnkörper und Trachealkanüle über die Führungshilfe in die Atem röhre verschoben werden können und die Führungshilfe in ihrer Position verbleibt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemit tel auf Kehlkopf und Brustbein des Patienten aufgesetzt wird.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemit tel auf den Hals des Patienten aufgesetzt wird.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine elasti sche Spirale, die mindestens einen Teil der Wandung der Trachealkanüle umfaßt, im Sinne Ihrer Rotationsrichtung weitergedreht und von einem Haltebolzen gehalten wird, wodurch sich die Durchmesser von Spirale und Trachealkanüle verkleinern.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebol zen beweglicher Bestandteil der Trachealkanüle ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Trachealkanüle spiralförmig über der Aufdehnhilfe zusammengedreht und durch mecha nische oder chemische Haltemittel zusammengedreht gehalten wird.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 31 bis 38 vorgesehen ist.
30. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29 zur Durchführung einer Tracheotomie entsprechend den Ansprüchen 31 bis 38.
31. Verfahren zur Durchführung einer Tracheotomie, mit den Schritten a) Punktion der Luftröhre und des die Luftröhre umgebenden Gewebes, b) Einführen einer Führungshilfe durch die Punktionsöffnung in die Luftröhre, c) Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung von einem vorzugsweise vorderen Abschnitt der Führungshilfe und d) Nachführen eines Aufdehnkörpers und/oder einer Tracheotomiekanüle.
32. Verfahren nach Anspruch 31, weiterhin mit den Schritten Einführen eines Bronchoskops durch den Rachen in die Luftröhre und Erfassen der von der Führungshilfe abgestrahiten elektromagnetischen Strahlung mit Hilfe des Bronchoskops.
33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, darüber hinaus mit dem Schritt Erfassen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung mit Hilfe einer Detektion seinrichtung, welche über einen Lichtwellenleiter mit dem die elektromagnetische Strahlung abstrahlenden Abschnitt der Führungshilfe verbunden ist.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt c) die folgenden Schritte aufweist : c1) Beleuchten des dem Patienten zugewandten Endes der Führungshilfe mit elektromagnetischer Strahlung, c2) Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung von der Oberfläche der Führungs hilfe.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, darüber mit dem Schritt Einführen eines Aufdehnkörpers über die Führungshilfe durch die Punktionsöffnung in die Luftröhre.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, darüber hinaus mit dem Schritt Erfassen der von der Führungshilfe abgestrahlten und von den Wänden der Luftröhre reflektierten elektromagnetischen Strahlung.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 36, mit den Schritten Zuführen elektromagnetischer Strahlung mit Hilfe eines Lichtwellenleiters an das vordere Ende der Führungshilfe, Erfassen der von der Endfläche des Lichtwellenleiters zurückreflektierten Strahlung.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlung verwendet wird, die durch Körpergewebe eine andere Absorption er fährt als durch Wasser, Schleim oder andere in der Trachea vorhandene Flüssigkei ten.
Description:
Vorrichtung zur Durchführung einer Tracheotomie Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Tracheotomie mit einer Führungshilfe sowie ein Verfahren zur Durchführung einer Tracheotomie.

Bei länger künstlich beatmeten Patienten wird als Atemwegszugang häufig eine Trachealkanüle verwendet. Im Gegensatz zu Endobronchialtuben, bei denen ein Schlauch durch Mund (Nase) und Kehlkopf in die Atemröhre geschoben wird, werden Trachealkanüle durch chirurgische Eröffnung der Halsorgane unterhalb des Kehlkopfs in die Atemröhre eingebracht.

Bei der chirurgischen Anlage einer Trachealkanüle (Tracheotomie) sind den Vorteilen des kürzeren Atemwegs, sowie der Schonung von Kehlkopf und Stimmbändern alle Risiken des chirurgischen Eingriffs im Bereich der Halsorgane gegenüberzustellen.

Auch die geringer belastende Punktionstracheotomie, bei der die Trachealwand nicht chirurgisch mit einem Skalpell, sondern durch Punktion mit einer Injektionsnadel eröffnet und dann mit den ver- schiedensten Dehntechniken auf die Größe der schließlich verbleibenden Trachealkanülen aufge- dehnt wird, ist mit tödlichen Komplikationen belastet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der risikoarmen und vereinfachten Durchführung einer Punktionstracheotomie.

Bei Punktionstracheotomien wird zunächst die Haut des Halses durch einen kleinen Schnitt mit ei- nem Skalpell eröffnet. Anschließend wird der Membrananteil zwischen der ersten und zweiten (oder zweiten und dritten) Trachealknorpelspange mit einer Injektionsnadel durchstochen. Wenn die Injek- tionsnadel die Atemröhre erreicht hat, kann aus ihr Atemluft angesaugt werden. Das Ansaugen von Luft dient dabei der Kontrolle der korrekten Lage der Injektionsnadel. Bei der Punktion am liegenden Patienten werden die Arbeitsgeräte im wesentlichen in Richtung auf die hintere Trachealwand ge- führt. Nach sicherer Punktion der Atemröhre wird ein Führungsdraht durch die Injektionsnadel in die Atemröhre vorgeschoben. Nachdem der Führungsdraht sicher in der Atemröhre liegt, wird die Injek- tionsnadel über das hintere Ende hinausgeschoben und entfernt. Dafür wird über den Führungsdraht mindestens ein sich konisch verbreiternder Aufdehnkörper in die Atemröhre vorgeschoben. Durch die sich konisch verbreiternde Form des Aufdehnkörpers wird die künstliche Öffnung im Membran- anteil der Trachealwand aufgedehnt. Danach wird der Aufdehnkörper wieder entfernt und die Tra- chealkanüle, die auf einen vergleichbar konisch geformten Einführungskörper aufgesteckt ist, durch die Öffnung vorgeschoben. Nach der Entfernung von Führungsdraht und Einführungskörper durch Herausziehen wird die Tracheaikanüle mit einem Ballon gegen die Atemröhre abgedichtet. Die Be- atmung des Patienten kann jetzt über die Trachealkanüle erfolgen.

Wegen der hohen Verletzungsgefahr wird empfohlen, alle Arbeitsschritte der Punktion, Aufdehnung und Einführung der Trachealkanüle durch ein Sichtgerät (Bronchoskop) zu beobachten und zu füh- ren. Dabei wird das Bronchoskop durch Mund oder Nase in die Atemröhre eingeführt. Häufig wird das Bronchoskop durch einen bereits liegenden, durch Mund oder Nase in die Atemröhre verlaufen- den Beatmungstubus vorgeschoben.

Dennoch finden immer wieder lebensbedrohliche Verletzungen statt. Das Verfahren birgt vor allem die Gefahr der Verletzung der hinteren Trachealwand. Dieser Anteil der Trachea ist besonders ge- fährdet, da er ausschließlich aus Bindegewebe besteht, also keine Knorpelanteile besitzt. Die Perfo- ration kann die Ausbildung eines Mediastinalemphysems zur Folge haben. Dabei bildet sich eine Luftansammlung in dem durch Bindegewebe eingefaßten Raum im Brustkorb, in dem sich unter anderem Herz, Lungen, Hauptschlagader, Hohlvene und Atemwege befinden. Durch ein Mediasti- nalemphysem können die Atemwege abgedrückt werden, wodurch alle Versuche, den Patienten künstlich zu beatmen, fehlschlagen. Auch kann der Blutfluß zum Herzen hin und vom Herzen weg unterbunden werden. Des weiteren können Keime aus den oberen Atemwegen in das Mediastinum verschleppt werden und zur Ausbildung einer Mediastinitis führen, die häufig tödlich endet. Hinter der Atemröhre verlaufen große Körpergefäße, die Hauptschlagader und die große Hohivene. Ein Einbrechen der Instrumente in diese Gefäße ist ebenso lebensbedrohlich.

Die Verletzungsgefahr bei Punktionstracheotomien nimmt zu : I. Mit der Verletzlichkeit des Trachealgewebes, beispielsweise mit der Druckbelastung der das Bronchialgewebe durch einen bereits liegenden Endobronchialtubus ausgesetzt wurde.

II. Mit der Spitzheit und Starrheit der verwendeten Instrumente sowie mit der Kraft, mit der sie bewegt werden.

III. Mit der Häufigkeit, mit der diese Manipulationen erfolgen.

Nach unseren Beobachtungen spielen dabei die Bewegungen der dünneren und damit spitzeren Bestandteile des Instrumentariums, insbesondere der Führungshilfe, eine maßgebliche Roile.

Die Beobachtung und Kontrolle dieser Manipulation mit einem durch die oberen Atemwege einge- führten Bronchoskop reduziert diese Gefahr wesentlich. Ungünstigerweise wird bei der oben be- schriebenen Punktionstechnik der gefährlichste Bestandteil des Instrumentariums, nämlich die Spit- ze des Führungsdrahts, vom Bronchoskop weg in den Bronchialbaum eingeführt. Die Sicht auf die Spitze des Führungsdrahts wird dabei von nachfolgenden Teilen verlegt.

Bisher hat man versucht, die Perforationsgefahr durch diese Spitze zu mindern, indem man Füh- rungsdrähte verwendet, deren Spitze sich durch elastische Kräfte in der Form eines Halbkreises (Drehung um etwa 180°) einrollt.

Eigene Untersuchungen zeigen, daß durch längeres Einrollen der elastischen Spitze des Führungs- drahtes starke Kräfte auf das Trachealgewebe über die eingerollte Spitze des Drahtes auftreten können. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn sich die Spitze über 180° hinaus gedreht hat und weitere Einführungs-und Aufdehnhilfen über die so plazierte Führungshilfe vorgeschoben werden.

Häufig kann man das Auftreten solcher Kräfte an der bleibenden Deformation der Führungsdrähte nach dem Herausziehen ermessen. Zu dieser Erkenntnis kommt der Operateur jedoch erst, nach- dem die Verletzung bereits stattgefunden hat.

Gegenüber dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrun- de, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der die Risiken von Punktionstracheotomien vermindert werden. Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, bei der die Gefahr der Verletzung der Trachealwände vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zur Durchführung einer Tracheotomie mit einer Führungshilfe bereitgestellt wird, wobei die Führungshilfe mindestens eine Einrichtung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung aufweist.

Auf diese Weise läßt sich die Führungshilfe mit Hilfe eines Bronchoskops oder eines anderen geeig- neten Detektors beim Eindringen in die Atemröhre gut beobachten, auch dann, wenn die Atemröhre nur ungenügend ausgeleuchtet ist oder Teile der Führungshilfe von anderen Elementen verdeckt werden.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Einrichtung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung am vorderen, dem Patienten zugewandten Ende der Führungshilfe angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich die Spitze der Führungshilfe deutlich erkennen oder zumindest ihre Lage innerhalb der Atem- röhre abschätzen.

Die Einrichtung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung an der Führungshilfe kann dabei sowohl eine aktive als auch eine passive Einrichtung sein. Die passiven Einrichtungen, beispielswei- se reflektierende und/oder fluoreszierende Oberflächen, müssen dabei von einer nicht notwendiger- weise unmittelbar mit der Führungshilfe verbundenen Lichtquelle beleuchtet werden, um die elek- tromagnetische Strahlung wieder abstrahlen zu können.

Demgegenüber haben aktive Einrichtungen zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung den Vorteil, daß keine anderweitige Beleuchtung der Atemröhre notwendig ist. Eine solche aktive Ein- richtung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung ist beispielsweise eine geeignete Quelle für elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise eine Leuchtdiode. Diese ist zweckmäßigerweise am vorderen Ende der Führungshilfe angebracht. Dabei kann die Stromversorgung der Leuchtdiode

über die Führungshilfe selbst, welche in diesem Fall zwei gegeneinander isolierte elektrische Leiter aufweisen muß, erfolgen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Führungshilfe mindestens einen ersten Lichtwellenleiter mit einem ersten und einem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende des Lichtwellenleiters das patientenseitige Ende ist und die Einrichtung zum Abstrahlen der elektro- magnetischen Strahlung bildet. Dazu ist der Lichtwellenleiter an seinem zweiten Ende, außerhalb des Körpers des Patienten mit einer Quelle für elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise einer Leuchtdiode oder einem Halbleiterlaser, verbunden.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Quellen der aktiven Einrichtung zum Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung in einem Frequenzbereich arbeiten, in welchem sich die Absorption von Gewebe deutlich von der von Flüssigkeiten unterscheidet.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorrichtung eine Einrich- tung zur Detektion der von der Führungshilfe abgegebenen elektromagnetischen Strahlung aufweist.

Insbesondere ist es dabei zweckmäßig, wenn die Detektionseinrichtung ebenfalls am zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters vorgesehen ist. Eine gleichzeitige Ankopplung sowohl der Quelle für elektromagnetische Strahlung als auch der Detektionseinrichtung an den gleichen Lichtwellenleiter. ist über einen Strahlteiler, wie z. B. einen teildurchlässigen Spiegel, möglich.

Eine solche Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, die relative Lage der Spitze der Führungshilfe zu den Wänden der Atemröhre zu bestimmen, auch wenn die direkte Sicht auf die Spitze mit Hilfe des Bronchoskops von Teilen der Führungshilfe oder anderen Objekten, bei- spielsweise einem Aufdehnkörper, verdeckt wird. Dabei wird zunächst von der Quelle abgestrahlte elektromagnetische Strahlung von dem ersten Lichtwellenleiter zur Spitze der Führungshilfe geleitet, wo die elektromagnetische Strahlung in die Atemröhre austritt. Strahlung, welche von den Wänden der Atemröhre reflektiert wird und zurück in den Lichtwellenleiter fällt, wird von dem ersten Ende des Lichtwellenleiters wieder zurück zum zweiten Ende, d. h. außerhalb des Körpers des Patienten, transportiert. Die so reflektierte Strahlung wird mit Hilfe der Direktionseinrichtung erfaßt. Anhand der Amplitude des reflektierten Lichts läßt sich auf den Abstand des ersten Endes des Lichtwellenleiters bzw. der Spitze der Führungshilfe von der Wand der Atemröhre schließen.

Am ersten Ende des Lichtwellenleiters wird beim Austritt der elektromagnetischen Strahlung aus dem Lichtwellenleiter in das Innere der Atemröhre ein gewisser Teil des Lichts an der Endfläche des Lichtwellenleiters zurück in den Lichtwellenleiter reflektiert und von diesem zurück zum zweiten En- de geführt. Die Amplitude dieser direkt zurückreflektierten Strahlung hängt unmittelbar vom Bre- chungsindexunterschied zwischen dem die Welle führenden Material des Lichtwellenleiters und der vor dem Ende des Lichtwellenleiters angeordneten Materie ab. Wird nun der von der Endfläche des

Lichtwellenleiters zurückreflektierte Anteil der elektromagnetischen Strahlung erfaßt, so läßt sich aus dessen Amplitude auf die vor dem ersten Ende des Lichtwellenleiters liegende Materie zurück- schließen. Beispielsweise wird sich die Amplitude des zurückreflektierten Anteils der elektromagne- tischen Strahlung sprunghaft ändern, sobald das erste Ende des Lichtwellenleiters gegen die Wand der Atemröhre stößt. Hierzu kann es zweckmäßig sein, das Ende des Lichtwellenleiters bzw. dessen Stirnfläche als Diffusor auszubilden, d. h. aufzurauhen oder durch sonstige Strukturierung für eine Streuung des Lichts an der Stirnseite des Lichtleiters am patientenseitigen Ende zu sorgen.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Führungshilfe minde- stens einen zweiten Lichtwellenleiter mit einem ersten und einem zweiten Ende auf, wobei das er- ste, dem Patienten zugewandte Ende in der Umgebung der Einrichtung zum Abstrahlung der elek- tromagnetischen Strahlung angeordnet ist und das zweite Ende mit einer Detektionseinrichtung für elektromagnetische Strahlung verbunden ist.

Auf diese Weise wird die von den Wänden der Atemröhre reflektierte elektromagnetische Strahlung in einem zweiten getrennten Kanal aus dem Körper des Patienten herausgeführt. Dadurch vermei- det man eine Überlagerung mit direkt von der Stirnfläche des ersten Lichtwellenleiters zurückreflek- tierter Strahlung Dabei kann das erste Ende des zweiten Lichtwellenleiters in unmittelbarer Umgebung des ersten Endes des ersten Lichtwellenleiters angeordnet sein oder auch an einer anderen Position der Füh- rungshilfe.

In einer alternativen Ausführungsform können die ersten Enden des ersten und zweiten Lichtwellen- leiters mit Hilfe eines Glaskörpers miteinander verbunden sein, welcher in Abhängigkeit von dem Brechungsindexunterschied zwischen dem Glaskörper und der Umgebung in der Luftröhre einen gewissen Anteil der Amplitude der in die Atemröhre geführten Strahlung in den zweiten Lichtwellen- leiter reflektiert.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Lichtwellenleiter optische Einmoden-oder Mehrmodenfasern sind. Die Fasern können dabei aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein.

Auch bei Verwendung eines externen, unabhängigen Detektors ist eine Ausführungsform der Erfin- dung bevorzugt, bei der der erste Lichtwellenleiter an seinem ersten Ende eine unregelmäßige End- fläche aufweist. Eine solche unregelmäßige Endfläche ermöglicht einen diffusen Austritt der elek- tromagnetischen Strahlung aus dem ersten Lichtwellenleiter, so daß die Strahlung mit Hilfe eines Endoskops wahrgenommen werden kann, auch wenn die Endfläche nicht in Richtung des Bron- choskops zeigt.

Die Risiken von Punktionstracheotomien werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung deutlich gemindert. Statt eines Führungsdrahtes kommt dabei als Führungshilfe mindestens ein erster licht- leitender Fiberglasstrang zur Anwendung, der durch die Injektionsnadel in die Trachea eingeführt wird. An der Spitze des Lichtleiters kann eine kleine Reflexionsschicht aufgebracht werden, die das durchgeleitete Licht nach hinten zurückwirft. Vorteilhaft können alle anderen Abschnitte des Lichtlei- ters durch eine lichtundurchlässige Schicht dergestalt verdeckt sein, daß lediglich aus dem ge- wünschten Abschnitt bzw. den gewünschten Abschnitten des Lichtleiters Licht zurückgeworfen wird.

Das außerhalb des Patienten befindliche Ende des Lichtleiters in der Führungshilfe wird mit einer Lichtquelle beleuchtet. Dabei leuchtet die Lichtquelle in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfind ung mit einer wählbaren Wellenlänge zwischen 300 und 900 nm, besonders vorteilhaft zwischen 530 und 590 nm. Diese Wellenlängen können beispielsweise durch Einbringen von Farbfiltern oder Prismen- vorsätzen zwischen Lichtquelle und Lichtleiterende ausgewählt werden. Mindestens ein zweiter Lichtleiter verläuft von einer von der Spitze beabstandeten, lichtdurchlässigen Mündung auf der Oberfläche der Führungshilfe zum hinteren Ende der Führungshilfe. Das hintere Ende des zweiten Lichtleiters wird an eine Lichtdetektoreinheit angeschlossen, die das nach außen geleitete Lichtsi- gnal wandelt, verstärkt und einem Prozessor zuführt. Wirken zu starke Scherkräfte auf die Einfüh- rungshilfe, so leiten die Lichtleiter schlechter das eingestrahlte Licht. Bei zu starker Biegebelastung des Lichtleiters bricht dieser und leitet überhaupt kein Licht mehr. All diese Veränderungen des Lichtsignals werden sofort vom Operateur bemerkt.

Zur Aufdehnung der Öffnung in Hals und Trachea kommt vorzugsweise eine sich konisch verbrei- ternde Aufdehnhilfe bzw. ein Aufdehnkörper zur Anwendung, der neben einem Kanal zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Einführungshilfe eigene Mittel zur Lichtleitung von Lichtsignalen enthalten kann. Diese Lichtsignale werden vom vorderen Teil der Aufdehnhilfe, die in den Patienten hi neinge- schoben wird, an das hintere Ende außerhalb des Patienten geleitet. Auch in den Aufdehnkörpern können Fiberglasfasern zur Lichtübertragung verwendet werden. Durch diese Lichtleiter können Lichtstrahlen, die auf die Spitze und/oder andere Teile der Aufdehnhilfe fallen, nach hinten, außen geleitet werden. Durch Aufsetzen von Lichtdetektoren kann auch das von den zweiten Lichtleitern der Aufdehnhilfe nach außen geleitete Lichtsignal gemessen werden.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn das erste, dem Patienten zugewandete Ende der Lichtwellenleiter in den Aufdehnkörpern im Abschnitt des Aufdehnkörpers mit dem geringsten Querschnitt angeordnet ist.

Zusätzlich werden in die Wände der Aufdehnhilfe Trennmittel dergestalt eingefügt, daß die Aufdehn- hilfe durch Zurückziehen des Trennmittels in mehrere Segmente zerschnitten wird. Diese Segmente können danach einfach aus der Trachealkanüle entfernt werden. Durch diese Ausführung kann der Durchmesser des sich konisch verbreiternden Aufdehnkörpers größer sein als die Trachealkanüle, in die der Aufdehnkörper eingeschoben ist. Durch dieses Größenverhältnis wird sichergestellt, daß

die durch den Aufdehnkörper geschaffene Öffnung in Hals und Trachealwand groß genug ist, um die schließlich verbleibende Trachealkanüle aufzunehmen.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Aufdehnkörper aus einem sich konisch verbreiternden Aufdehnkörper mit einem längs verlaufenden Kanal zur Aufnahme der Führungshilfe.

Auf diesem Aufdehnkörper befindet sich eine eng aufgesteckte Trachealkanüle, in deren elastischer Wand eine federartige Spirale dergestalt eingefügt ist, daß die Spirale mindestens einen Teil der Wandung der Trachealkanüle umfaßt. Die so in der elastisch verformbaren Wand der Trachealkanü- le liegende formelastische Spirale wird nun im Sinne ihrer Drehrichtung so weitergedreht, daß sich ihr Radius und damit das innere Lumen der Trachealkanüle verkleinert. In dieser Form wird dann ein Aufdrehen der elastischen Spirale durch ein Haltemittel verhindert, dessen Haltefunktion vom Operateur wählbar verändert werden kann. Dieses Haltemittel kann beispielsweise ein in die Kanülenwand oder in deren Atemiuftkanal der Trachealkanüle eingefügter herausnehmbarer Haltebolzen sein. Vorteilhaft kann das Entrollen der zusammengedrehten Spirale durch eine luftdichte Anlagerung der Spiral-Trachealkanüle an die Wand der innenliegenden Aufdehnhilfe behindert werden. Da das Entrollen der zusammengedrehten Spirale mit einer Vergrößerung des Trachealkanülenradius verbunden ist, muß der bei Entrollung entstehende Innenraum mit Luft gefüllt werden. Die Vergrößerung von Umfang und Innenraum der Trachealkanüle kann durch die Steuerung der Luftzufuhr in diesen Raum kontrolliert werden. Der Vorteil dieser Aufdehnvorrichtung liegt darin, daß eine Aufdehnung der Öffnung in Bindegewebe von Hals und Trachea ohne wesentlichen Vorschub von Führungshilfe und Aufdehnkörper erFolgt und damit keine spitzen Gegenstände mehr auf die Trachealhinterwand zubewegt werden müssen. Durch diese Vorrichtung wird die Trachealöffnung unter minimaler Gefahr für die Trachealhinterwand aufgedehnt werden. In einer anderen Ausgestaltung wird keine Spirale in die Wand der verbleibenden Trachealkanüle eingearbeitet, stattdessen wird die Wandung der Trachealkanüle spiralförmig über der Aufdehnhilfe zusammengedreht und durch mechanische oder chemische Haltemittel reversibel in dieser Form gehalten. Nach Lösung der Haltemittel schnellt die torquierte Wand in ihre ursprüngliche Form zurück, wobei der Durchmesser der Tracheaikanüle zunimmt.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorrichtung ein Punktions- besteck aufweist.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verfahren zur Durchführung der Tracheotomie die folgenden Schritte aufweist : a) Punktion der Luftröhre und des die Luftröhre umgebenden Gewebes, b) Einführen einer Führungshilfe durch die Punktionsöffnung in die Luftröhre, c) Abstrahlen elektromagnetischer Strahlung von einem Abschnitt der Führungshilfe und d) Nachführen eines Aufdehnkörpers und/oder einer Tracheotomiekanüle.

Auf diese Weise kann die Spitze der Führungshilfe mit Hilfe eines Bronchoskops oder eines anderen Detektors auch bei ungünstiger Beleuchtung oder Abschattung deutlich wahrgenommen werden.

Weitere Merkmale, Vorzüge und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der beiliegen- den Figuren.

Figur 1 a zeigt den erfindungsgemäßen Aufdehnkörper sowie einen Querschnitt davon.

Figur 1 b zeigt die erfindungsgemäße Führungshilfe sowie einen Querschnitt davon.

Figur 1c zeigt den über die Führungshilfe von Figur 1b geschobenen Aufdehnkörper aus Figur 1a, sowie einen Querschnitt davon.

In Figur 1b ist die erfindungsgemäße Führungshilfe 1 dargestellt. Die Führungshilfe 1 weist insge- samt drei Lichtwellenleiter 11, 12,13 auf. Aufgrund der ausreichenden Steifigkeit der Lichtwellenlei- ter 11,12, 13 wird bei der Führungshilfe 1 auf einen Führungsdraht aus Metall verzichtet. In alterna- tiven Ausführungsformen kann jedoch zusätzlich eine Drahtführung vorhanden sein. Die Lichtwellen- leiter 11,12, 13 werden von Mehrmoden-Kunststoffasern gebildet. Diese sind an ihrem ersten Ende 14, welches das patientenseitige Ende der Führungshilfe 1 darstellt, so angeordnet, daß die mittlere Faser 11 die Spitze der Führungshilfe 1 formt, während die Enden der beiden seitlich der mittleren Faser 11 angeordneten Fasern 12, 13 vom Ende der Faser 11 beabstandet sind. Wie in Figur 1c dargestellt, sind an den zweiten Enden 15 der Fasern, welche gleichzeitig zweite Enden der Füh- rungshilfe 1 bilden, die Lichtquelle 2 bzw. die Detektoreinheit 41 angeschlossen. Dabei ist die mittle- re Faser 11 mit der Lichtquelle 2 verbunden, während die beiden äußeren Fasern 12, 13 mit der Detektoreinheit 41 verbunden sind. Die elektromagnetische Strahlung der Quelle 2 wird über eine Kombination aus einem Prisma 21 und einem Farbglas 22 zur Wellenlängenselektion in die Faser 11 eingekoppelt.

Der in Figur 1a dargestellte Aufdehnkörper 3 enthält zwei dünne Schneidedrähte 32, die als Trenn- vorrichtung in die Wand des Aufdehnkörpers eingelassen sind und diese Wand in ihrem Längsver- lauf umfassen. Am äußeren Ende des Aufdehnkörpers sind Halterungen vorgesehen, an denen die Trennvorrichtungen zurückgezogen werden können. Über den Aufdehnkörper 3 ist die Trachealka- nüle 31 aufgeschoben.

Anhand des folgenden Beispiels wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung be- schrieben. In einem einfachen Anwendungsbeispiel werden zunächst Haut-und Bindegewebsbe- standteile der Halsorgane durch einen kleinen Schnitt eröffnet. Bei dem beatmeten Patienten wird durch den oralen Endobronchialtubus ein Sichtgerät (Bronchoskop) in die Atemröhre vorgeschoben.

Nach Präparation der ersten und zweiten Trachealknorpelspange wird eine Injektionsnadel durch die

Trachealmembran zwischen den Knorpelspangen vorgeschoben, bis aus der luftgefüllten Atemröhre Luft in eine wassergefüllte Spritze aufgezogen werden kann. Im Anschluß wird durch diese Injekti- onsnadel die Führungshilfe 1 mit den Lichtwellenleitern 11,12, 13 in die Trachea eingeführt. Durch das Bronchoskop kann bereits jetzt das durch die Faser 11 in die Atemröhre geleitete Licht, welches an dem ersten Ende 14 des Lichtwellenleiters 11 austritt, wahrgenommen und gemessen werden.

Im Anschluß daran wird die Injektionsnadel nach hinten entfernt. Auf die Führungshilfe wird nachfol- gend der Aufdehnkörper 3 aufgesteckt und soweit vorgeschoben, daß das zweite Ende 15 der Füh- rungshilfe aus dem hinteren Teil des Aufdehnkörpers herausragt. Danach wird der äußere Teil des ersten Lichtleiters an die Lichtquelle angeschlossen. Die Führungshilfe wird unter bronchoskopi- scher Sicht tiefer in die Atemröhre hineingeschoben. Durch die bronchoskopische Beobachtung des Lichtpunktes an dem ersten Ende 14 des ersten Lichtwellenleiters 11 wird die Lage der Spitze der Einführungshilfe 1 kontrolliert, ohne daß die rückwärtigen Anteile der Führungshilfe die Lage der Spitze maskieren. Die Aufnahme von Licht durch die zusätzlichen von der Spitze der Führungshilfe beabstandet eingebauten zweiten Lichtleiter 12,13 bestätigt die sichere Lage in der Atemröhre.

Wenn die Spitze der Einführungshilfe den luftgefüllten Raum der Atemröhre verläßt, wird das von der Spitze der Einführungshilfe auf die zusätzlichen zweiten Leiter sowie das Bronchoskop zurück- gestrahlt Licht abgedunkelt. Wird die Spitze der Führungshilfe 1 zu stark gegen die Wand der Atemröhre gedrückt, werden durch das Gewebe die von der Lichtquelle 2 eingestrahlten Wellenlän- gen spezifisch absorbiert. Mit dem Lichtdetektor kann eine Änderung des rückgestrahlten Lichtspek- trums erfaßt werden. Eine Perforation der Trachealwand kann in jeder Phase der Operation sicher ausgeschlossen werden. Zur Vergrößerung des bis dahin recht kleinen Lochs kommt jetzt der Auf- dehnkörper 3 zur Anwendung. Die sich konisch verbreiternde Spitze 33 des Aufdehnkörpers 3 wird hierfür über die Führungshilfe 1 in die Trachealöffnung vorgeschoben, wobei der Aufdehnkörper 3 die bronchoskopische Sicht auf die leuchtende Spitze der Einführungshilfe 1 stark beeinträchtigt.

Beim Vorschieben kann jedoch das von der Spitze der Einführungshilfe abgestrahlte und von den Wänden der Atemröhre reflektierte Licht durch die zweiten Lichtleiter 12,13 der Führungshilfe 1 hin zu dem Detektor 41 geleitet werden. Auch in dieser Phase wird ein Berühren der Wand der Luftröhre durch die Spitze 14 der Führungshilfe 1 sofort durch eine Änderung bzw. ein Fehlen des reflektierten Lichtsignals am Detektor 41 bemerkt.

In Figur 2 ist schematisch eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Führungshilfe 1'dargestellt. Diese weist ein erstes, dem Patienten zugewandtes Ende 14'sowie ein zweites Ende 15'auf. Dabei ist das zweite Ende 15'außerhalb des Patienten angeordnet. Das zweite Ende 15'ist mit einem teildurchlässigen Spiegel 5'sowohl mit der Lichtquelle 2'als auch mit dem Detektorelement 41'verbunden. Die Quelle 2'für elektromagnetische Strahlung ist in der dar- gestellten Ausführungsform ein Halbleiteriaserelement, wie es kommerziell für verschiedene Wellen- längen erhältlich ist. Ein Teil der von der Quelle 2'abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung gelangt über den teildurchlässigen Spiegel 5'in die Mehrmoden-Kunststoffaser 11'und wird in der Faser 11'zu deren erstem Ende 14'geleitet. Ein Teil der aus dem ersten Ende 14'der Faser 11'

austretenden Strahlung wird von der Wand 6'der Atemröhre reflektiert und gelangt zurück in die Faser 11'. In der Faser wird dieser von der Wand 6'reflektierte Strahlungsanteil zurück zum zweiten Ende 15'der Faser 11'geleitet. Über den teildurchlässigen Spiegel 5'gelangt dieser Strahlungsan- teil in den Detektor 41'. Je näher das erste Ende 14'der Faser 11'der Wand 6'der Atemröhre kommt, desto größer wird die Intensität des zurück in die Faser 11'reflektierten Lichts. Bei Über- schreiten eines bestimmten Signalpegels gibt der Detektor 41'ein Wamsignal aus.

In einer alternativen Ausführungsform wird der an der Grenzfläche 16'des ersten Endes 14'der Fa- ser 11'zurückreflektierte Anteil der elektromagnetischen Strahlung am Detektor 41'erfaßt. In Ab- hängigkeit von dem die Grenzfläche 16'umgebenden Medium ändert sich die Intensität der von der Grenzfläche 16'zurückreflektierten Strahlung.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, daß sämtliche Merkmale, wie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fach- mann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkma- len beschrieben, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammensteilungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombina- tionen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.