DD240133B1

DD240133B1 - SURGICAL HAND INSTRUMENT FOR THE REMOVAL OF TUMOR TISSUE

Info

Publication number: DD240133B1
Application number: DD27965385A
Authority: DD
Inventors: Gernod Fritzsch; Wolfgang Mueller; Jens Fuessel; Alexis Neumann; Wilfried Wehner; Jochen Schoeche
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1990-06-20
Also published as: DE3625749A1; DD240133A1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument, mit dem in Verbindung mit einer Operationseinrichtung Tumorgewebe oder andere krankhafte weiche biologische Gewebe subtil durch mechanische Schwingungen entfernt und gleichzeitig mittels Unterdruck abgesaugt werden können. Die Erfindung ist zur Durchführung onkologischer Operationen, vorzugsweise in der Neurochirurgie, geeignet.The invention relates to a surgical instrument with which, in conjunction with an operating device, tumor tissue or other diseased soft biological tissue can be subtly removed by mechanical vibrations and simultaneously aspirated by means of negative pressure. The invention is suitable for performing oncological surgery, preferably in neurosurgery.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß die Entfernung von Tumorgewebe, vorzugsweise Hirntumoren, sehr subtil und präzise arbeitende chirurgische Instrumente erfordert, um einerseits alle pathologisch veränderten Gewebesubstanzen zu entfernen und andererseits an den Grenzen zum gesunden Gewebe die funktionswichtigen Strukturen, besonders Gefäße, zu schonen. Gegenwärtig werden dafür kleine Faßzangen, Pinzetten und Mikroraspatorien verwendet. Die erforderliche Blutstillung erfolgt üblicherweise durch Koagulation unter Verwendung von Hochfrequenzströmen. Das chirurgische Vorgehen ist dabei durch ein ständiges Wechseln der Instrumente gekennzeichnet, um die wiederkehrenden Arbeitsschritte Tumorabtragung und -entfernung, Blutstillung und Flüssigkeitsabsaugung zu realisieren. Die Möglichkeiten einer intraoperativen hämatogenen Tumorzellverschleppung sind nicht auszuschließen. Besonders schwierig gestaltet sich die Tumorgewebeentfernung in der Tiefe des Operationsgebietes und an den Grenzen zu funktionswichtigen Gewebestrukturen und Gefäßen im Hirn. Das Manipulieren mit den verschiedenen Instrumenten ist zeitaufwendig. Außerdem wird bei der herkömmlichen Operationstechnik das Hirngewebe durch die mechanische Präparation Zug- und Druckkräften ausgesetzt. Besonders bei sehr derben und festen Tumoren sind Sekundärschäden am tumorumgebenden Hirngewebe nicht zu vermeiden.It is known that the removal of tumor tissue, preferably brain tumors, requires very subtle and precise surgical instruments in order, on the one hand, to remove all pathologically altered tissue substances and, on the other hand, to protect the functionally important structures, especially vessels, at the borders to the healthy tissue. At present small tongs, tweezers and micro-rasaspories are used. The required hemostasis is usually by coagulation using high frequency currents. The surgical procedure is characterized by a constant change of instruments to realize the recurring steps tumor ablation and removal, hemostasis and liquid suction. The possibilities of intraoperative hematogenous tumor cell carryover can not be ruled out. Tumor tissue removal is particularly difficult at the depth of the surgical site and at the borders with functionally important tissue structures and vessels in the brain. Manipulating with the various instruments is time consuming. In addition, in the conventional surgical technique, the brain tissue is subjected to tensile and compressive forces by the mechanical preparation. Secondary damage to the tumor-surrounding brain tissue can not be avoided, especially with very rough and solid tumors.

Medizinische Geräte, die mit Hilfe von Ultraschallschwingungen biologische Gewebe zerstören sowie Gewebepartikel absaugen, sind aus DE-OS 2605968, DE-AS 2626373, DE-OS 2758909 und US-PS 3589363 bekannt. In DE-OS 2605968 wird eine Vorrichtung für chirurgische Zwecke vorgestellt, die zum Beseitigen von pathologisch verändertem Gewebe vorzugsweise am Hirn geeignet ist. Sie arbeitet jedoch mit Biegeschwingungen an einem abgewinkelten Arbeitssegment und die Ultraschallschwingungen werden von einem magnetischen Ultraschallwandler erzeugt. Dieser hat einen relativ niedrigen elektromechanischen Wirkungsgrad und muß wassergekühlt werden. Das abgewinkelte Arbeitssegment hat den Nachteil, daß nicht in größeren Tiefen des Hirns gearbeitet werden kann, da die Bearbeitungsrichtung quer zur Längsachse des Handinstrumentes liegt. Durch den zusätzlich notwendigen Kühlkreislauf müssen 4 Schlauchanschlüsse und zusätzlich die elektrischen Kabel an das Handstück geführt werden, dadurch wird die Manipulierbarkeit wesentlich herabgesetzt.Medical devices that destroy biological tissue with the aid of ultrasonic vibrations and aspirate tissue particles are known from DE-OS 2605968, DE-AS 2626373, DE-OS 2758909 and US-PS 3589363. In DE-OS 2605968 a device for surgical purposes is presented, which is suitable for removing pathologically altered tissue, preferably on the brain. However, it works with bending vibrations on an angled working segment and the ultrasonic vibrations are generated by a magnetic ultrasonic transducer. This has a relatively low electromechanical efficiency and must be water cooled. The angled working segment has the disadvantage that can not be worked in greater depths of the brain, since the machining direction is transverse to the longitudinal axis of the hand instrument. Due to the additional necessary cooling circuit 4 hose connections and in addition the electrical cables must be guided to the handpiece, thereby the manipulability is significantly reduced.

In DE-AS 2626373 und DE-OS 2758909 wird eine komplexe Operationseinrichtung für chirurgische Eingriffe und Heilbehandlungseinrichtung mit Ultraschallenergie, Aspiration und Medikamentenzufuhr vorgestellt. Sie ist für die Vitrektomie in der Ophthalmologie konzipert. Das Handinstrument ist durch folgende Nachteile gekennzeichnet:In DE-AS 2626373 and DE-OS 2758909 a complex surgical device for surgical interventions and treatment facilities with ultrasonic energy, aspiration and drug delivery is presented. It is designed for vitrectomy in ophthalmology. The hand instrument is characterized by the following disadvantages:

- Eine komplette Einbettung des Schwingsystems in Gummi (Fig.4A, Nr. 23) führt zu Energieverlusten infolge von Reibung, wodurch Schalldämpfung und Handstückerwärmung entstehen. Diese konstruktive Lösung ist für große Leistungen bis 100 W ungeeignet.- A complete embedding of the vibration system in rubber (Fig.4A, no. 23) leads to energy losses due to friction, which causes sound attenuation and handpiece heating. This constructive solution is unsuitable for high powers up to 100 W.

- Nadel-und kanülenförmigeApplikatoren (Fig. 4 bis 6) sind zur Übertragung der für die Tumorgewebeentfernung notwendigen Ultraschalleistungen ungeeignet, erfordern zusätzliche Verbindungsstellen oder Anpassungshörner, die Energieverluste hervorrufen, eine Bruchgefahr darstellen und die Arbeitslänge unnötig vergrößern.Needle and cannula-shaped applicators (Figures 4 to 6) are incapable of transmitting the ultrasound services necessary for tumor tissue removal, requiring additional junctions or matching horns which cause energy losses, present a risk of breakage, and unnecessarily increase the working length.

- Eine lösbare Kopplung des nadeiförmigen Applikators im Schwingungsknoten (Fig.6A, Anspruch 2) ist nicht geeignet zur Übertragung der an dieser Stelle vorhandenen hohe elastomechanischen Werkstoffdehnung. Diese Dehnung verursacht entsprechend große mechanische Spannungen mit dem Risiko des Brechens der Verbindungsstelle, der Lockerungsgefahr und bewirkt Energieverlust durch Schlupf der lösbaren Verbindung. Gewindeverbindungen innerhalb eines- A detachable coupling of the needle-shaped applicator in the vibration node (Fig.6A, claim 2) is not suitable for the transmission of existing at this point high elastomechanical material strain. This stretching causes correspondingly large mechanical stresses with the risk of breakage of the joint, the danger of loosening and causes loss of energy due to slippage of the detachable connection. Threaded connections within one

Halbwellenschalleiters sind für.Schwingungs- und Ultraschallenergieübertragungen ungeeignet. Dagegen bewirken Kopplungen im Schwingungsbauch verlustarme Energieübertragungen.Half-wave ladder are unsuitable for vibration and ultrasonic energy transmission. In contrast, couplings in the antinode cause low-loss energy transfers.

In US-PS 3589363 wird ebenfalls eine Einrichtung zur Anwendung von Ultraschall in der Ophthalmologie beschrieben. Diese arbeitet mit einem magnetostriktiven Wandler und besitzt somit die Nachteile der zusätzlichen Wasserkühlung infolge des schlechten Wirkungsgrades, wie bereits zu DE-OS 2605968 beschrieben.In US-PS 3589363 a device for the application of ultrasound in ophthalmology is also described. This works with a magnetostrictive transducer and thus has the disadvantages of additional water cooling due to the poor efficiency, as already described in DE-OS 2605968.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Möglichkeiten der Hirntumorentfernung zu erweitern und ein Ultraschallinstrument zu schaffen, das die Nachteile bekannter technischer Lösungen beseitigt.The aim of the invention is to broaden the possibilities of brain tumor removal and to provide an ultrasonic instrument which overcomes the disadvantages of known technical solutions.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter, medizinisch genutzter Ultraschallinstrumente wie geringe Schalleistung, schlechter Wirkungsgrad, Energieverluste und Eigenerwärmung sowie Verstopfungsgefahrzu beseitigen und ein chirurgisches Ultraschallinstrument zu schaffen, das durch Abgabe einer zur Tumorentfernung ausreichend hohen Schallintensität bei geringen inneren Energieverlusten durch gute Handhabung, Sterilisierbarkeit, Übersichtlichkeit im Operationsfeld und leichten Zugang zu den verschiedenen Hirntumoren eine sichere, umfassende und zugleich schonende Entfernung von Tumorgewebe ermöglicht.The invention has for its object to eliminate the disadvantages of known, medically used ultrasound instruments such as low sound power, poor efficiency, energy losses and self-heating and constipation and to provide a surgical ultrasound instrument, by delivering a sufficient tumor removal for high tumor intensity with low internal energy losses through good handling , Sterilizierbarkeit, clarity in the surgical field and easy access to the various brain tumors a safe, comprehensive and at the same time gentle removal of tumor tissue allows.

Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäß zu schaffendes chirurgisches Handinstrument gelöst, das in Verbindung mit einer Operationseinrichtung, bestehend aus Ultraschallgenerator und Flüssigkeitssauger, betrieben wird. Das funktionsbestimmende chirurgische Handinstrument besteht aus einem Leistungsultraschallwandler und einem Aspirationsapplikator, die durch den Ultraschallgenerator in ihrer Eigenfrequenz zwischen 20 und 4OkHz zu iongitudinalen Schwingungen angeregt werden. Die schwingenden Elemente des chirurgischen Handinstruments besitzen die Länge einer ganzen Ultraschallwellenlänge. Auf zusätzliche schallübertragende Zwischenstücke wird verzichtet. Der Leistungsultraschallwandler und der Aspirationsapplikator sind im Schwingungsmaximum lösbar miteinander verbunden. Dadurch werden die Austauschbarkeit, thermische Sterilisierbarkeit und Reinigung mit flüssigen Desinfektionsmitteln für den Aspirationsapplikator gewährleistet. An dieser Koppelstelle ist die innere dynamische Werkstoffbeanspruchung gleich Null, wodurch eine stabile, zuverlässge Verbindung gesichert wird. Bei gutem Kontakt der Koppelflächen wird die Schallenergie verlustarm übertragen. Weitere lösbare Koppelstellen in Schallübertragungsrichtung werden wegen des damit verbundenen Energieverlustes sowie des technologischen Aufwandes vermieden.The object is achieved by an inventively to be created surgical hand instrument, which is operated in conjunction with an operating device consisting of ultrasonic generator and liquid aspirator. The functional surgical hand instrument consists of a power ultrasound transducer and an aspiration applicator, which are excited by the ultrasonic generator in their natural frequency between 20 and 40 kHz to ionic vibrations. The vibrating elements of the surgical hand instrument have the length of a whole ultrasonic wavelength. On additional sound-transmitting spacers is omitted. The power ultrasound transducer and the aspiration applicator are detachably connected to each other in the maximum vibration. This ensures interchangeability, thermal sterilizability and cleaning with liquid disinfectants for the aspiration applicator. At this coupling point, the internal dynamic material stress is zero, ensuring a stable, reliable connection. With good contact of the coupling surfaces, the sound energy is transmitted with low loss. Other releasable coupling points in the direction of sound transmission are avoided because of the associated energy loss and the technological effort.

Der Leistungsultraschallwandler besitzt erfindungsgemäß zur Erzeugung der erforderlichen Leistung vier piezokeramische Scheiben, die mechanisch in Reihe und paarweise elektrisch parallelgeschaltet sind. Dadurch werden eine Verringerung der elektrischen Impedanz bei Reihenresonanzbetrieb und eine Minimierung der elektromechanischen Wandlungsverluste sowie eine Verdopplung der Schwingungsamplitude des Piezoantriebs erreicht. Die dadurch erreichte geringe Verlustleistung ermöglicht den Betrieb des chirurgischen Handinstruments ohne zusätzliche Kühlung während chirurgischer Manipulationen. Die vier piezokeramischen Scheiben ermöglichen die Lagerung des Schwingsystems durch eine elektrisch masseführende Metallscheibe, die symmetrisch zwischen den piezokeramischen Scheiben im Iongitudinalen Schwingungsknoten angeordnet ist. Das bringt den Vorteil, daß auf eine elektrische Isolation zwischen der Metallscheibe und dem Gehäuse verzichtet werden kann. Diese Anordnung der Lagerstelle bewirkt ein Maximum der Amplitudentransformation des Piezoantriebes in Richtung des Aspirationsapplikators. Durch eine membranelastische Gestaltung der elektrisch masseführenden Metallscheibe erfolgt eine dämpfungs- und verlustarme Lagerung des Schwingsystems im Gehäuse. Durch ein schallabstrahlendes Koppelelement mit niedriger akustischer Impedanz, das sich mit definierter, an sich bekannter Mantelgeometrie auf den Durchmesser des Aspirationsapplikators verjüngt, wird die Schwingungsamplitude des Leistungsultraschallwandlers deutlich vergrößert und die Reflexion gemindert.According to the invention, the power ultrasound transducer has four piezoceramic disks, which are mechanically connected in series and in pairs in parallel in order to produce the required power. As a result, a reduction of the electrical impedance in series resonance operation and a minimization of the electromechanical conversion losses as well as a doubling of the oscillation amplitude of the piezo drive are achieved. The low power dissipation achieved thereby allows operation of the surgical hand instrument without additional cooling during surgical manipulations. The four piezoceramic disks allow the vibration system to be supported by an electrically conductive metal disk, which is arranged symmetrically between the piezoceramic disks in the longitudinal vibration node. This has the advantage that can be dispensed with electrical insulation between the metal plate and the housing. This arrangement of the bearing causes a maximum of the amplitude transformation of the piezo drive in the direction of Aspirationsapplikators. By a membrane-elastic design of the electrically mass-leading metal disc is a low-loss and low-loss storage of the vibration system in the housing. By a sound-emitting coupling element with low acoustic impedance, which tapers with defined, known shell geometry to the diameter of the Aspirationsapplikators, the oscillation amplitude of the power ultrasonic transducer is significantly increased and the reflection is reduced.

Der massiv ausgebildete Aspirationsapplikator besitzt erfindungsgemäß einen vom Arbeitsende ausgehenden genau eine Viertelwellenlänge langen axialen Kanal, der in der Zone des Schwingungsknotens über eine radiale Bohrung nach außen geführt und mit dem Saugschlauch verbunden ist. Die Anordnung des Schlauchanschlusses in der Zone des Schwingungsknotens verhindert ein Lösen der Schlauchverbindung und vermindert die Dämpfung des Schwingsystems. Der Ultraschallaspirator wird durch den Ultraschallgenerator in seiner Systemresonanz zu Iongitudinalen Schwingungen vorzugsweise im Bereich von 20 bis 4OkHz erregt. Dadurch schwingt die kreisringförmige Applikatorspitze mit einer Schwingungsamplitude von 15 bis 30 [im und zerstört bei Berührung das Tumorgewebe infolge des hohen Schallwechseldrucks. Die mechanische Wechselbeanspruchung, die durch auftretende Kavitation an der Koppelstelle zwischen Applikator und Tumorgewebe verstärkt wird, führt zum Zerreißen der Zellmembranen und zur Desintegration der Zellinhaltsstoffe. Das desintegrierte Gewebe wird durch einen Aspirationskanal des Applikators simultan abgesaugt. Dadurch wird die Verschleppung von Tumorzellen im Operationsgebiet verhindert und eine sehr gute Sichtkontrolle realisiert.The massively trained Aspirationsapplikator has inventions emanating from the working end exactly one quarter wavelength long axial channel, which is guided in the zone of the vibration node via a radial bore to the outside and connected to the suction hose. The arrangement of the hose connection in the zone of the vibration node prevents detachment of the hose connection and reduces the damping of the vibration system. The ultrasonic aspirator is excited by the ultrasonic generator in its system resonance to Iongitudinalen oscillations preferably in the range of 20 to 4OkHz. As a result, the circular applicator tip vibrates at a vibration amplitude of 15 to 30 [mm and, when touched, destroys the tumor tissue as a result of the high sonic pressure. The mechanical alternating stress, which is increased by cavitation occurring at the coupling point between the applicator and tumor tissue, leads to the rupture of the cell membranes and to the disintegration of the cell contents. The disintegrated tissue is simultaneously aspirated through an aspiration channel of the applicator. This prevents the carryover of tumor cells in the operating area and realizes a very good visual control.

Das Entfernen des Tumors kann dabei durch ein vorwählbares Schall-Saug-Regime mit kontinuierlicher oder intervallartiger Ultraschallapplikation bei Taktfrequenzen von 0,1 bis 10Hz genau dosiert erfolgen. Die intervallartige Ultraschallapplikation ermöglicht ein sehr subtiles Arbeiten und begrenzt die uttraschallspezifischen Wirkungen. Die genannten Vorteile der zuverlässigen Arbeitsweise, geringen Eigenerwärmung, guten Manipulierbarkeit und Sterilisierbarkeit resultieren aus der erfindungsgemäßen Gestaltung des chirurgischen Handinstruments, das unter Beachtung der physikalischen Gesetze der Ultraschallausbreitung in Festkörpern rechnergestützt dimensioniert ist.The removal of the tumor can be done precisely dosed by a preselected sound-suction regime with continuous or interval-like ultrasound application at clock rates of 0.1 to 10Hz. The interval-like ultrasound application allows a very subtle work and limits the ultrasound-specific effects. The stated advantages of reliable operation, low self-heating, good manipulability and sterilizability result from the design according to the invention of the surgical hand instrument, which is dimensioned computer-aided in compliance with the physical laws of ultrasonic propagation in solids.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe der dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment with the aid of the accompanying drawings.

Fig. 1: zeigtdas Blockschaltbild der chirurgischen Operationseinrichtung Fig.2: zeigtdasSchall-Saug-RegimeFig. 1: shows the block diagram of the surgical operation device Fig. 2: shows the sonic suction regime

a) Intervallschallbetrieba) Intermittent sound operation

b) Dauerschallbetriebb) continuous sound operation

Fig.3: zeigt chirurgisches Handinstrument als Ultraschallaspirator mit Schwingungs- und Dehnungsverlauf3 shows surgical hand instrument as Ultraschallaspirator with oscillation and strain course

Die chirurgische Operationseinrichtung (Fig. 1) besteht aus einem als Ultraschallaspirator ausgeführten Handinstrument 1 und einer Schall-Saug-Geräteeinheit 2. Diese Geräteeinheit 2 enthält einen Ultraschallgenerator 3 und einen Flüssigkeitssauger 4, die über eine flexible elektrische Leitung 5 und einen Saugschiauch 6 mit dem Handinstrument 1 verbunden sind. Die Aktivierung des Handinstruments 1 mit den Funktionen Schall und/oder Saugen an der Wirkstelle zum biologischen System 9 erfolgt über einen Fußschalter 7, der über Fernbedienungskabel 8 mit der Schall-Saug-Geräteeinheit 2 in Verbindung steht. Nach Fig.2 kann das Schall-Saug-Regime so gewählt werden, daß sowohl der Betrag als auch der zeitliche Verlauf der Schallintensität J im Vergleich mit dem Unterdruck ρ des Aspirators während der Aktivierungszeit t, entweder intervallartig (Fig.2a) oder kontinuierlich (Fig.2b) erfolgt. Bei Intervallschallbetrieb nach Fig.2a sind Periodendauer T, Schallzeit t_us und Pausenzeit t_p am Ultraschallgenerator frei wählbar. Bei diesem Schall-Saug-Regime können die chirurgischen Manipulationen infolge des zeitlich dosierten Ultraschallenergieumsatzes am krankhaften Biogewebe sehr genau begrenzt erfolgen. Nach Fig.3 ist das funktionsbestimmende chirurgische Handinstrument so konstruiert, daß ein Aspirationsapplikator 10 mit spezieller Mantelgeometrie als Halbwellenresonator in seiner Ejgenresonanz schwingt, wenn dieser mit gleicher Frequenz von einem Leistungsultraschallwandler 14 angeregt wird. Der Aspirationsapplikator 10 besitzt einen von seinem schlanken Ende ausgehenden axialen Kanal 11 mit einem Lumen von 1,2 bis 4,0 mm, der in der Zone des longitudinalen Schwingungsknotens über eine radiale Bohrung 12 nach außen zum Anschluß des Saugschlauches 6 geführt ist. Mit Hilfe von Schlüsselflächen 13 und über einen Gewindestift 28 ist der aus einer schwingelastischen, dämpfungsarmen, sterilisierbaren und physiologisch unbedenklichen Titanlegierung bestehende Aspirationsapplikator 10 an dem Leistungsultraschallwandler 14 lösbar befestigt. Diese Verbindungsstelle befindet sich in einem Maximum des longitudinalen Schwingungsverlaufes 29, in dem der Dehnungsverlauf 30 eine Nullstelle hat.The surgical operation device (Fig. 1) consists of a designed as an ultrasonic aspirator hand instrument 1 and a sound-suction unit unit 2. This unit 2 includes an ultrasonic generator 3 and a liquid suction 4, via a flexible electrical line 5 and a Saugschiauch 6 with the Hand instrument 1 are connected. The activation of the hand instrument 1 with the functions of sound and / or suction at the point of action to the biological system 9 via a foot switch 7, which is connected via remote control cable 8 with the sound-suction unit 2 unit. 2, the sound-suction regime can be selected so that both the magnitude and the time course of the sound intensity J in comparison with the negative pressure ρ of the aspirator during the activation time t, either intermittently (Figure 2a) or continuously ( Fig.2b). In interval supersonic operation by 2a period T, sonic time t _us and pause time t _p the ultrasonic generator freely selectable. In this sound-suction regime, the surgical manipulations due to the temporally metered ultrasound energy turnover on diseased biologic tissue can be very accurately limited. According to Figure 3, the function-determining surgical hand instrument is constructed so that an Aspirationsapplikator 10 with special shell geometry as a half-wave resonator oscillates in its Ejgenresonanz when it is excited at the same frequency by a power ultrasonic transducer 14. The Aspirationsapplikator 10 has an outgoing from its slender end axial channel 11 with a lumen of 1.2 to 4.0 mm, which is guided in the zone of the longitudinal vibration node via a radial bore 12 to the outside to the connection of the suction hose 6. With the help of wrench flats 13 and a threaded pin 28, the Aspirationsapplikator 10 consisting of a swinging elastic, low-attenuation, sterilizable and physiologically harmless titanium alloy is releasably attached to the power ultrasonic transducer 14. This connection point is located in a maximum of the longitudinal vibration curve 29, in which the strain curve 30 has a zero point.

Der Leistungsultraschallwandler 14 besteht aus vier piezokeramischen Scheiben 15, zwei Kontaktelektroden 16, zwei Isolierbuchsen 17, einer masseführenden Metallscheibe 18 sowie zwei Koppelelementen 19 und 20, die miteinander mittels einer Innensechskantschraube 21 mechanisch verspannt sind. Das schallabstrahlende Koppelelement 19 besteht aus einem Werkstoff mit vergleichsweise zum Koppelelement 20 niedriger akustischer Impedanz und ist konisch gestaltet, um eine Amplitudentransformation der longitudinalen Schwingungen zu ermöglichen. Eine masseführende Metallscheibe 18 ist als membranelastische Lagerscheibe ausgeführt und im longitudinalen Schwingungsknoten des elektromechanischen Wandlers angeordnet. Sie ist in einem Gehäuse 22 gemeinsam mit einem Dämpfungsring 23 befestigt. Über eine flexible elektrische Leitung 5 mit einem Stecker 24 werden die elektrischen Anschlüsse durch eine in einem Gehäusedeckel 25 eingeschraubte Buchse 26 gespeist. Die paarweise angeordneten piezokeramischen Scheiben 15 sind hierbei elektrisch parallel und mechanisch in Reihe geschaltet. Die Stabilisierung der Systemresonanz erfolgt elektronisch über den Ultraschallgenerator durch automatische Frequenznachführung. Der Saugschlauch 6 ist am Handinstrument durch einen Schlauchhalter 27 positioniert. Das Gehäuse 22 ist auf Nullpotentional gelegt und über die Schall-Saug-Geräteeinheit 2 mit dem im Raum installierten Potentialausgleich verbunden.The power ultrasound transducer 14 consists of four piezoceramic disks 15, two contact electrodes 16, two insulating bushes 17, a ground-guiding metal disk 18 and two coupling elements 19 and 20, which are mechanically clamped together by means of a hexagon socket screw 21. The sound-emitting coupling element 19 is made of a material with a comparatively low coupling impedance to the coupling element 20 and is conically shaped to allow amplitude transformation of the longitudinal vibrations. A ground-guiding metal disc 18 is designed as a membrane-elastic bearing disc and arranged in the longitudinal node of the electromechanical transducer. It is mounted in a housing 22 together with a damping ring 23. Via a flexible electrical line 5 with a plug 24, the electrical connections are fed by a screwed into a housing cover 25 socket 26. The paired piezoceramic discs 15 are in this case electrically connected in parallel and mechanically in series. The stabilization of the system resonance takes place electronically via the ultrasonic generator by automatic frequency tracking. The suction hose 6 is positioned on the hand instrument by a hose holder 27. The housing 22 is set to zero potential and connected via the sound-suction unit 2 with the unit installed in the potential equalization.

Claims

Surgical hand instrument for removing tumor tissue, comprising a piezoelectric power ultrasonic transducer and an aspiration applicator releasably coupled in the antinode, which is excited in its system resonance between 20 kHz and 40 kHz to longitudinal vibrations of exactly one wavelength, via flexible electrical leads and a Suction hose is connected to a sound-suction unit and is activated by a foot switch, wherein the sound-emitting coupling element of the piezoelectric power ultrasonic transducer and the Aspirationsapplikator are tapered, characterized in that the power ultrasonic transducer (14) four mechanically in series and in pairs electrically connected in parallel piezoceramic Has discs (15) which are connected by an electrically conductive metal disc (18), which is arranged at the same time as a membrane-elastic bearing disc in the vibration node and that a solid Aspirationsapplikator (10) is used, which has a working end of exactly one quarter wavelength long axial channel (11) which is connected in the zone of the vibration node via a radial bore (12) with the suction hose.

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