DE10149421A1 - Instrument for use in minimal invasive surgery comprises a magazine for simultaneous storage of a number of tools or instruments for use in surgery and a control device that moves tools from a storage to an operating position - Google Patents

Instrument for use in minimal invasive surgery comprises a magazine for simultaneous storage of a number of tools or instruments for use in surgery and a control device that moves tools from a storage to an operating position

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DE10149421A1
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tools
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Andreas Schuele
Verena Kurz
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Abstract

Instrument for use in minimal invasive surgery for guiding a tool to an operation point comprises a hollow shaft (1) for mounting of a tool support (2) and a control device (4) for control of the tool support and tool (3). The hollow shaft has a tool magazine (5) for the simultaneous storage of several tools as well as a transport device (6) that transports a tool with a tool support from a storage position to an operating position outside the hollow shaft.

Description

    Technisches Anwendungsgebiet Technical Field
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Instrument für die minimal-invasive Chirurgie zur Führung von Werkzeugen an einer Operationsstelle, das einen Hohlschaft zur Aufnahme eines Werkzeugträgers sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines vom Werkzeugträger aufgenommenen Werkzeugs aufweist. The present invention relates to a tool for minimally invasive surgery for guiding tools to a surgical site, comprising a hollow shaft for receiving a tool holder and a control device for controlling a tool carrier received by the tool.
  • Minimal-invasive Operationsverfahren finden breite Anwendung im Bereich der Gynäkologie, Orthopädie, Allgemeinchirurgie sowie in speziellen Bereichen wie bspw. der Herzchirurgie. Minimally invasive surgical procedures are widely used in the field of gynecology, orthopedics, general surgery, as well as in specific areas such as. Cardiac surgery. Hierbei handelt es sich um Operationen über kleine Schnitte, die in der Regel unter Einsatz eines Endoskops mit einer daran befestigten oder darin integrierten Kamera durchgeführt werden. This is to perform operations through small cuts that are usually done using an endoscope with an attached or built-in camera. Der Vorteil minimal-invasiver Operationstechniken ist die deutlich geringere Belastung des Patienten, da nur kleine Operationsschnitte notwendig sind und somit auf das Durchtrennen von Knochen und Nervensträngen verzichtet werden kann. The advantage of minimally invasive surgical techniques is significantly less stress on the patient, since only small surgical incisions are necessary and can be dispensed with the severing of bones and nerve fibers. Der Heilungsprozess wird dadurch maßgeblich beschleunigt. The healing process is accelerated significantly.
  • Im Bereich der Herzchirurgie hat sich dieses Verfahren erst in den letzten Jahren entwickelt. In the field of cardiac surgery, this process has developed only in recent years. So kann bei fast allen Operationsverfahren auf den großen mittleren Brustkorbschnitt mit Durchtrennung des Brustbeines verzichtet werden. Can be dispensed with in almost all surgical procedures on the large central chest section with transection of the sternum. Derzeit finden minimal-invasive Herzoperationen bei ca. 20% der zugewiesenen Patienten mit zunehmend steigender Tendenz Anwendung. Currently, minimally invasive cardiac surgery found in about 20% of the assigned patients with increasingly bullish application.
  • Nach wie vor ist es jedoch gerade an schwer zugänglichen Stellen am Körper in einigen Fällen erforderlich, einen großen Schnitt mit Durchtrennung von Knochen, wie bspw. dem Brustbein, oder Nerven durchzuführen. As before, it is required in some cases, especially in hard-to-reach places on the body to carry out a large incision with dissection of bone, such as. The breast bone, or nerve. Dies führt zu einer großen physischen wie auch psychischen Belastung des Patienten. This leads to a great physical and psychological stress on the patient.
  • Stand der Technik State of the art
  • Bei der Durchführung von minimal-invasiven Operationstechniken werden in der Regel Endoskope oder endoskopähnliche Vorrichtungen mit einem Hohlkanal eingesetzt, über den ein am distalen Ende des Endoskops befindliches Werkzeug von außerhalb des Körpers gesteuert werden kann. In performing minimally invasive surgical techniques typically endoscopes or endoscope-like devices with a hollow channel are used over an onboard the distal end of the endoscope can be controlled tool from outside the body.
  • Aus der DE 43 24 254 C1 ist ein chirurgisches Instrument für endoskopische, minimal-invasive Operationen bekannt, das sich aus einem Werkzeugschaft, einem am distalen Ende des Werkzeugschaftes angeordneten Operationswerkzeug und einer Betätigungs- bzw. Steuereinrichtung für das Operationswerkzeug zusammensetzt. From DE 43 24 254 C1 discloses a surgical instrument for endoscopic minimally-invasive surgery is known, which consists of a tool shank, arranged at the distal end of the tool shank surgical tool and an actuating or control device for the surgical tool. Der Werkzeugschaft umfasst bei diesem Instrument einen für die Führung in einer Trokarhülse während des Operationsvorganges bestimmten Führungsabschnitt und einen innerhalb des Operationsraumes bewegbaren, das Operationswerkzeug tragenden Arm, der über ein Gelenk mit dem Führungsabschnitt verbunden ist. The tool shank includes in this instrument a particular for guidance in a trocar during surgical operation guide portion and a movable within the operating space, the operating tool-carrying arm which is connected via a joint with the guide portion. Der Arm ist zusätzlich in seiner Länge veränderbar und lässt sich aufgrund der Gelenkverbindung über entsprechende Steuermittel am Führungsabschnitt schwenken. The arm is additionally adjustable in its length and can be pivoted due to the hinge joint via appropriate control means on the guide portion. Dieser Aufbau des Operationsinstrumentes erlaubt es insbesondere, bei starrer räumlicher Winkelstellung der Trokarhülse verschiedene Stellen im Operationsraum zu erreichen. This construction of the surgical instrument in particular allows to reach various points in the operating room for rigid spatial angular position of the trocar sleeve.
  • Eine Trokarhülse ist ein übliches Hilfsmittel bei der Durchführung minimal-invasiver Operationen, um eine Körperöffnung zu schaffen, durch die die erforderlichen Instrumente in den Körper eingeführt werden können. A trocar is a common tool for the conduct of minimally invasive surgeries to provide a body opening through which the necessary tools can be inserted into the body. Die Trokarhülse wird dabei mit Hilfe eines Trokars durch die Haut in den Körper eingeführt, um die entsprechende Körperöffnung zu bilden und zu stabilisieren. The trocar sleeve is then inserted with the aid of a trocar through the skin into the body to form the corresponding body opening and to stabilize.
  • Da bei minimal-invasiven Operationen in der Regel der Einsatz mehrerer Werkzeuge, wie bspw. Zangen, Absaugrohre, Skalpelle o. ä. eingesetzt werden, müssen bei gleichzeitigem Einsatz dieser Werkzeuge mehrere Trokare gesetzt werden. Since minimally invasive surgery is usually the use of several tools are used such as, forceps, suction tubes, scalpels o. Ä., More trocars must be set with the simultaneous use of these tools. Dies führt zum einen wiederum zu einer zusätzlichen Belastung des Patienten, zum anderen wird damit das Risiko bleibender kosmetischer wie auch körperlicher Beeinträchtigungen erhöht. This leads to a turn in an additional burden on the patient, so that the risk of permanent cosmetic as well as physical impairments is increased to another.
  • In der DE 197 19 090 A1 ist ein minimal-invasives chirurgisches Instrument offenbart, bei dessen Einsatz die Anzahl der zu setzenden Trokare verringert werden kann. In DE 197 19 090 A1; a minimally invasive surgical instrument is disclosed, in whose use the number of trocars to be set can be reduced. Dieses Instrument besteht in bekannter Weise aus einem Hohlschaft zur Aufnahme eines Werkzeugträgers sowie einer Steuereinrichtung zur Steuerung eines vom Werkzeugträger aufgenommenen Werkzeugs. This instrument consists in known manner of a hollow shaft for receiving a tool holder and a control device for controlling a tool carrier received by the tool. Der Werkzeugträger ist fest in den Hohlschaft integriert und weist an seinem distalen Ende Kupplungsmittel auf, die eine lösbare Kupplungsverbindung zwischen dem Werkzeugträger und einem Werkzeug ermöglichen. The tool carrier is integrated in the hollow shaft and has at its distal end coupling means which permit a releasable coupling connection between the tool carrier and a tool. Der Kupplungsmechanismus wird über die Steuereinrichtung am proximalen Ende des Hohlschaftes betätigt. The clutch mechanism is actuated via the control device at the proximal end of the hollow shaft. Auf diese Weise kann mit dem beschriebenen Instrument eine Klammer an der Operationsstelle gesetzt und anschließend abgekoppelt werden. In this way, a clip may be placed at the surgical site and then uncoupled with the described instrument. Das Instrument kann dann über die Trokarhülse aus dem Operationsbereich entfernt und mit einer neuen Klemme bestückt werden. The instrument can then be removed through the trocar from the surgical area and equipped with a new terminal. Auf diese Weise lassen sich über nur eine Trokarhülse nacheinander mehrere Klemmen an der Operationsstelle setzen. In this way over just a trocar set one after several terminals at the surgical site.
  • Der Einsatz dieses chirurgischen Instrumentes ermöglicht somit eine Reduzierung der für eine minimal-invasive Operation erforderlichen Trokarhülsen bzw. Körperöffnungen. The use of this surgical instrument thus enables a reduction in the time required for a minimally invasive surgical trocar sleeves or body orifices. Das zum Wechsel der Klemmen erforderliche Herausnehmen und Wiedereinsetzen des Instrumentes birgt jedoch zusätzliche Infektionsrisiken und verlängert die Operationsdauer. However, what is necessary to change the terminals removal and reinsertion of the instrument poses additional risk of infection and lengthens the operation time. Weiterhin ermöglicht auch dieses Instrument keinen verbesserten Zugang zu schwer zugänglichen Körperstellen, so dass der Patient nach wie vor bei derartigen Fällen einer großen physischen und psychischen Belastung ausgesetzt ist. Furthermore, this instrument does not allow for improved access to hard to reach parts of the body, so that the patient is exposed to remain in such cases, a large physical and mental stress.
  • Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Instrument für die minimal-invasive Chirurgie anzugeben, das sowohl die Operationsdauer als auch die Anzahl der erforderlichen Körperöffnungen und somit die physische und psychische Belastung des Patienten beim Eingriff vermindert. Starting from the illustrated prior art, the object of the present invention to provide a tool for minimally invasive surgery, which reduces both the operation time and the number of the necessary orifices and thus the physical and mental burden on the patient during surgery. Eine Weiterbildung des Instrumentes soll insbesondere minimal-invasive Operationen an schwer zugänglichen Stellen im menschlichen Körper bei verminderter Belastung für den Patienten ermöglichen. A further development of the instrument should allow in particular minimally invasive operations in inaccessible places in the human body at a reduced burden on the patient.
  • Darstellung der Erfindung Summary of the Invention
  • Die Aufgabe wird mit dem Instrument gemäß Patentanspruch 1 gelöst. The object is achieved with the instrument according to Claim. 1 Vorteilhafte Ausgestaltungen des Instrumentes sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the instrument are the subject of the dependent claims.
  • Das vorliegende Instrument für die minimal-invasive Chirurgie zur Führung von Werkzeugen an einer Operationsstelle besteht in bekannter Weise aus einem Hohlschaft zur Aufnahme eines Werkzeugträgers sowie einer Steuereinrichtung zur Steuerung eines vom Werkzeugträger aufgenommenen Werkzeugs. The present instrument for minimally invasive surgery for guiding tools to a surgical site is composed in known manner of a hollow shaft for receiving a tool holder and a control device for controlling a tool carrier received by the tool. Beim vorliegenden Instrument sind im Hohlschaft ein Werkzeugmagazin zur gleichzeitigen Aufnahme von mehreren Werkzeugen, das vorzugsweise um eine Längsachse des Hohlschaftes drehbar gelagert ist, sowie eine über die Steuereinrichtung steuerbare Transporteinrichtung zum Transport eines Werkzeuges zwischen einer Ruheposition im Werkzeugmagazin und einer Arbeitsposition außerhalb des Hohlschaftes angeordnet. In the present instrument are in the hollow shaft, a tool magazine for the simultaneous reception of a plurality of tools, which is preferably supported for rotation about a longitudinal axis of the hollow shaft, and arranged a controllable via the control device transport device for transporting a tool between a rest position in the tool magazine and a working position outside of the hollow shaft. Unter Arbeitsposition ist hierbei eine Position des Werkzeugs am Instrument zu verstehen, in der der Operateur mit dem Instrument die der Funktion des Werkzeuges entsprechenden Tätigkeiten an der Operationsstelle ausführen kann. Under working position is meant in this case a position of the tool on the instrument in the surgeon can perform the function of the tool corresponding activities at the surgical site with the instrument. Die Ruheposition entspricht einer Position des Werkzeuges im Werkzeugmagazin, während es nicht für die Durchführung der aktuellen Operationsmaßnahmen benötigt wird. The rest position corresponds to a position of the tool in the tool magazine, while it is not needed for the implementation of the current operation measures.
  • Das im Hohlschaft befindliche Werkzeugwechselsystem, bestehend aus Werkzeugmagazin und Transporteinrichtung, ermöglicht eine Bestückung mit den für die gesamte Operation erforderlichen Werkzeugen. The tool change system located in the hollow shaft consisting of tool magazine and transport means, allows a configuration with the space required for the entire operation tools. Das integrierte Werkzeugmagazin ermöglicht in Verbindung mit der Transporteinrichtung ein schnelles und sicheres Arbeiten an der Operationsstelle, da das für den momentanen Operationsschritt jeweils erforderliche Instrument in kürzester Zeit verfügbar ist. The integrated tool magazine, in conjunction with the transport device for quick and safe working at the surgical site, because the power required in each case for the current operation step is available in no time. Für einen Werkzeugwechsel muss das Instrument nicht über die Trokarhülse aus dem Operationsbereich entfernt werden, so dass ein sehr schneller Werkzeugwechsel ermöglicht wird. For a tool change, the instrument must not be removed through the trocar from the surgical area so that a very fast tool change is possible. Dies verkürzt die Operationszeit und somit auch die Belastung für den Patienten. This shortens the operation time and thus the burden on the patient.
  • Der Einsatz des vorliegenden Instrumentes erfordert für Werkzeuge, die nacheinander während der Operation eingesetzt werden, lediglich noch ein einzelnes Trokar. The use of this instrument requires for tools that are used in succession during surgery and only needs a single trocar. Die Verringerung der für die Operation erforderlichen Trokare führt zu einer weiteren Verminderung der Belastung des Patienten. The reduction in the time required for the operation trocars leads to a further reduction in the burden on the patient. Auch das Risiko verbleibender kosmetischer wie auch körperlicher Beeinträchtigung wird durch die geringere Anzahl der erforderlichen Körperöffnungen herabgesetzt. The risk of remaining cosmetic as well as physical impairment is reduced due to the lower number of required orifices.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Instrumentes ist am distalen Ende des Hohlschaftes zusätzlich eine bewegliche Sonde mit einem Führungskanal für ein Werkzeug mit Werkzeugträger angeordnet. In a preferred embodiment of the present instrument, a movable probe is arranged with a guide channel for a tool with a tool carrier at the distal end of the hollow shaft additionally. Die bewegliche Sonde lässt sich vom Operateur über die Steuereinrichtung in beliebige Raumrichtungen bewegen. The movable probe can be moved by the operator via the control device in any spatial directions. Dies kann in bekannter Weise bspw. über Bowdenzüge erfolgen. This can be done in a known manner, for example. Via Bowden cables. Die Sonde ist vorzugsweise bezüglich des Hohlschaftes längenveränderbar ausgestaltet. The probe is preferably configured with respect to the hollow shaft variable in length. Unter längenveränderbar ist hierbei auch zu verstehen, dass sich die Sonde in den Hohlschaft einschieben und aus dem Hohlschaft ausfahren lässt. Under variable in length here is also to be understood that the probe be inserted into the hollow shaft and can move out of the hollow shaft. Beide Funktionen können wiederum über die Steuereinheit vom Operateur gesteuert werden. Both functions can be controlled via the control unit by the surgeon again.
  • Durch die Kombination des Hohlschaftes mit dem Werkzeugwechselsystem und der am distalen Ende des Hohlschaftes angeordneten beweglichen Sonde lassen sich viele schwer zugängliche Stellen im Körper erreichen, bei denen bisher keine minimal-invasive Operationstechnik eingesetzt werden konnte. By combining the hollow shaft with the tool change system and disposed at the distal end of the hollow shaft movable probe, many hard to reach areas can be achieved in the body, which does not have a minimally invasive surgical technique could be used. Derart schwer zugängliche Stellen werden mit dem vorliegenden Instrument dadurch erreicht, dass zunächst der Hohlschaft so nahe wie möglich an die schwer zugängliche Stelle gesetzt wird. Such hard to reach areas are achieved with the present instrument by first the hollow shaft is set as close as possible to the inaccessible location. Nach dieser Vorpositionierung wird mit der am Hohlschaft befestigten beweglichen Sonde, die einen wesentlich geringeren Querschnitt als der Hohlschaft aufweist und flexibel ist, die schwer zugängliche Stelle angefahren und das distale Ende der Sonde, dh die Sondenspitze, mit Hilfe der Steuereinrichtung präzise positioniert. After this pre-positioning is the fixed to the hollow shaft movable probe having a substantially smaller cross section than the hollow shaft and is flexible, approached the difficult to access location and the distal end of the probe, ie the probe tip, precisely positioned with the aid of the control device. Die präzise Positionierung erfolgt unter Einsatz eines bildgebenden Verfahrens, vorzugsweise mit Hilfe einer an der Sonde befestigten bzw. in die Sonde integrierten hochauflösenden Optik. The precise positioning is done using an imaging method, preferably by means of a fixed to the probe or built in the probe high-resolution optics.
  • Durch die Beweglichkeit und Flexibilität der Sonde lassen sich Hindernisse, wie bspw. Knochen im Körper umgehen, so dass bisher nicht erreichbare Körperstellen mit dem vorliegenden Instrument erreicht werden können. The mobility and flexibility of the probe are obstacles bone can, such as. Deal in the body, so that previously unobtainable body parts with the present instrument can be achieved. Dies hat den Vorteil, dass auf große Operationsschnitte und die Durchtrennung von Knochen in den meisten Fällen verzichtet werden kann. This has the advantage that it can be dispensed with large surgical incisions and dissection of bone in most cases. Durch den geringen Durchmesser des minimal-invasiven Instruments wird zudem nur wenig Gewebe beschädigt. very little material is also being damaged by the small diameter of the minimally invasive instrument.
  • Durch die einmalige präzise Positionierung der beweglichen Sonde in Kombination mit einer hochauflösenden Optik und dem universellen Werkzeugwechselsystem kann das bisher erforderliche mehrfache Suchen der Operationsstelle entfallen. Due to the unique precise positioning of the mobile probe in combination with a high-resolution optical system and the universal tool changing system that previously required multiple Search the surgical site can be eliminated. Auch ein Nachfokussieren der Optik ist daher nur noch in sehr begrenztem Maße erforderlich. A refocusing optics is necessary only to a very limited extent.
  • Die Transporteinrichtung zum Transport eines Werkzeugs zwischen einer Ruheposition im Werkzeugmagazin und einer Arbeitsposition an der Spitze der Sonde kann in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein. The transport device for transporting a tool between a rest position in the tool magazine and a working position at the tip of the probe can be designed in different ways. So lassen sich für eine Drehung des Werkzeugmagazins oder den Transport eines Werkzeugs bis zur Arbeitsposition, beispielsweise bis zur distalen Spitze der Sonde, beliebige miniaturisierte Antriebe, z. Thus, for a rotation of the tool magazine or the transport of a tool to the working position, for example to the distal tip of the probe, any miniaturized drives, z. B. mechanische, elektromechanische, nichtmechanische oder fluidische Antriebe, einsetzen. use as mechanical, electro-mechanical, non-mechanical or fluidic actuators.
  • Ein Werkzeug wird vor dem jeweiligen nutzungsspezifischen Gebrauch vom Werkzeugträger angekoppelt und nach Gebrauch abgekoppelt. A tool is coupled in front of the respective use-specific use of the tool carrier and disconnected after use. Anschließend kann ein anderes Werkzeug angekoppelt werden. Subsequently, another tool can be coupled. Es existiert vorzugsweise nur ein Werkzeugträger für alle Werkzeuge, der durch ein langgestrecktes biegsames Element gebildet ist. Preferably it is only one tool support for all tools which is formed by an elongated flexible member. Dieses Element kann beispielsweise durch eine biegsame Stange oder eine Reihe miteinander verbundener Glieder gebildet sein. This element may be formed for example by a flexible rod or a series of interconnected links. Der Werkzeugträger wird hierbei mit dem gewünschten Werkzeug durch Drehung des Werkzeugmagazins an bzw. über die Einführposition zum Führungskanal der Sonde gebracht und anschließend mittels der Transporteinrichtung über diesen Führungskanal an die Sondenspitze geführt. The tool carrier is in this case brought to the desired tool by rotation of the tool magazine at or about the insertion position to the guide channel of the probe and then passed to the probe tip by means of the transport means on said guide channel. Nach bestimmungsgemäßem Gebrauch des Werkzeuges wird dieses mit dem Träger wieder über die Transporteinrichtung in die Ruheposition im Werkzeugmagazin zurückgezogen. After normal use of the tool it is withdrawn to the support again on the transport means in the rest position in the tool magazine.
  • Anschließend wird das Werkzeugmagazin in eine neue Position gedreht, um ein anderes Werkzeug einzusetzen. The tool magazine is rotated to a new position in order to use another tool. Die Steuerung der einzelnen Werkzeuge kann in bekannter Weise über entsprechende Zug- und Druckelemente im Hohlschaft erfolgen. The control of the individual tools can be done in a known manner via corresponding tensile and compressive elements in the hollow shaft.
  • Das vorliegende Werkzeugmagazin ist in der Wahl der Bestückung flexibel. This tool magazine is flexible in the choice of placement. Dadurch kann je nach Operationsart vor dem Durchführen der Operation eine individuelle Bestückung vorgenommen werden. This one individual equipment can be made depending on the type of operation before performing the operation. Die Bestückung erfolgt mit den eingriffsspezifischen Werkzeugen. The assembly takes place with the tamper-specific tools. Eine Standardbestückung kann bspw. aus einem Schneideinstrument, einer Greifvorrichtung, einem Spül- und einem Absaugröhrchen bestehen. A standard equipment can consist, for example. From a cutting tool, a gripping device, a rinsing and a suction tube.
  • Das vorliegende minimal-invasive Instrument ist für den mehrfachen Gebrauch ausgelegt, da es in seinen wesentlichen Komponenten sterilisierbar ist. This minimally invasive instrument is designed for multiple use, because it is sterilized in its essential components. Selbstverständlich ist jedoch bei Bedarf auch der Einsatz der austauschbaren Werkzeuge als Einwegkomponenten möglich. Of course, however, the use of interchangeable tools as disposable components is possible if necessary.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings
  • Das vorliegende Instrument für die minimal-invasive Chirurgie wird nachfolgend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren nochmals kurz erläutert. The present instrument for minimally invasive surgery will be described below without limitation of the general inventive concept, reference to an embodiment in conjunction with the figures briefly again. Hierbei zeigen: show:
  • Fig. 1 ein Beispiel für das vorliegende minimal-invasive Instrument in drei verschiedenen Nutzanwendungsstufen; 1 shows an example for the present minimally invasive instrument in three different Nutzanwendungsstufen.
  • Fig. 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Vorpositionierung des Instrumentes im Körper eines Patienten; Figure 2 is a diagram illustrating the pre-positioning of the instrument in the body of a patient.
  • Fig. 3 das Beispiel der Fig. 2 nach der präzisen Positionierung der Sonde; Figure 3 illustrates the example of Figure 2 after the precise positioning of the probe..;
  • Fig. 4 das Beispiel der Fig. 3 mit positionierter beweglicher Sonde und individuell gewähltem Werkzeug; Figure 4 illustrates the example of Figure 3 with movable probe positioned and individually selected tool..;
  • Fig. 5 vier Darstellungen eines Beispiels des vorliegenden Instrumentes unter Herausstellung unterschiedlicher Einzelheiten; FIG. 5 shows four representations of an embodiment of the present instrument by highlighting different details; und and
  • Fig. 6 schematisch ein weiteres Beispiel für die Ausgestaltung des vorliegenden Instrumentes in unterschiedlichen Detailansichten. Fig. 6 shows schematically another example of the configuration of the present instrument in various detail views.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of carrying out the invention
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Ausgestaltung des vorliegenden minimal-invasiven Instruments in drei verschiedenen Nutzungsanwendungsstufen I-III. Fig. 1 shows schematically an example of an embodiment of the present minimally invasive instrument in three different application usage levels I-III. Das Instrument besteht in diesem Beispiel aus dem Hohlschaft 1 , an dessen distalem Ende eine bewegliche Sonde 7 mit einer integrierten hochauflösenden Optik 9 angeordnet ist. The instrument consists in this example of the hollow shaft 1, at the distal end of a movable probe 7 with a built-in high-resolution optical system 9 is disposed. Die Bildinformation dieser Optik 9 wird über eine an der Sonde 7 verlaufende Lichtwellenleiterfaser 10 in den Hohlschaft 1 und von dort zum Operateur übertragen. The image information of this optical system 9 is transmitted via an axis extending to the probe 7 optical fiber 10 in the hollow shaft 1 and from there to the operator. Im Hohlschaft 1 ist ein flexibles Werkzeugwechselsystem 5 , 6 zu erkennen, das ein Werkzeugmagazin 5 für die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Werkzeuge 3 sowie eine Transporteinrichtung 6 zum Transport eines Werkzeuges 3 zwischen einer Ruheposition im Werkzeugmagazin 5 und einer Arbeitsposition an der Spitze der Sonde 7 aufweist. In the hollow shaft 1, a flexible tool change system 5, 6 can be seen, having a tool magazine 5 for simultaneously receiving a plurality of tools 3 and a transport device 6 for transporting a tool 3 between a rest position in the tool magazine 5 and a working position at the tip of the probe. 7 Die einzelnen Werkzeuge 3 befinden sich in dieser Darstellung innerhalb der Hülse des Werkzeugmagazins 5 . The individual tools 3 are in this representation within the sleeve of the tool magazine. 5 Die Werkzeuge 3 werden je nach nutzungsspezifischem Gebrauch am Werkzeugträger 2 befestigt, der in diesem Beispiel als gliedriges flexibles Element ausgebildet ist. The tools 3 are mounted according to use specific use on the tool carrier 2, which is designed as membered flexible element in this example. Die Flexibilität ist erforderlich, um die Werkzeuge 3 mit dem Werkzeugträger 2 über die flexible Sonde 7 an die Arbeitsposition an der Spitze der Sonde 7 führen zu können. The flexibility is required in order to run the tools 3 to the tool carrier 2 via the flexible probe 7 to the working position at the tip of the probe. 7
  • In der Nutzanwendungsstufe I, wie sie in der Regel bei Einführung des Instrumentes über eine Trokarhülse in den Körper eines Patienten vorliegt, ist die bewegliche Sonde 7 beinahe vollständig in den in diesem Beispiel starren Hohlschaft 1 eingezogen. In the Nutzanwendungsstufe I, as present in a rule in the introduction of the instrument through a trocar sleeve into the body of a patient, the movable probe 7 is almost fully retracted into the fixed hollow shaft in this example. 1 Die Werkzeuge 3 befinden sich alle noch im Werkzeugmagazin 5 . The tools 3 are all still in the tool magazine. 5
  • Nach der Vorpositionierung des Instrumentes an einer Stelle A im Körper des Patienten, die sich möglichst nahe an der Operationsstelle B befindet, wird die bewegliche flexible Sonde 7 aus dem Hohlschaft 1 ausgefahren und an die Operationsstelle geführt. After the pre-positioning of the instrument at a location A in the body of the patient, which is located as close to the surgical site B, the movable flexible probe 7 is extended from the hollow shaft 1 and guided to the surgical site. Die Steuerung der Sonde 7 erfolgt vom Operateur über eine in dieser Figur nicht dargestellte Steuereinrichtung, die in der Regel am proximalen Ende des Hohlschaftes 1 angeordnet ist und sich außerhalb des Körpers befindet. The control of the probe 7 is effected by the operator via a not shown in this figure, the control device which is usually arranged at the proximal end of the hollow shaft 1 and is located outside the body. Der Operateur erhält ein Bild vom jeweils aktuellen Bereich um die Sondenspitze über die in der Sondenspitze integrierte hochauflösende Optik 9 . The surgeon obtains an image from the current area around the probe tip on the probe tip is integrated in the high-resolution optics. 9
  • Nutzanwendungsstufe II zeigt das vorliegende Instrument mit einer teilweise aus dem Hohlschaft 1 ausgefahrenen Sonde 7 . Nutzanwendungsstufe II shows the present instrument with a partially extended out of the hollow shaft 1 probe. 7
  • Nach der präzisen Positionierung der Sondenspitze an der Operationsstelle B wird schließlich das gewünschte Werkzeug 3 vom Werkzeugmagazin 5 über die Transporteinrichtung 6 an die Spitze der Sonde 7 geführt. After precise positioning of the probe tip at the surgical site B finally the desired tool 3 is guided by the tool magazine 5 on the conveyor device 6 to the tip of the probe. 7 Nutzanwendungsstufe III zeigt hierbei einen beispielhaften gebogenen Verlauf der Sonde 7 mit dem an der Sondenspitze erkennbaren Werkzeug 3 in der Arbeitsposition. Nutzanwendungsstufe III hereby shows an exemplary curved shape of the probe 7 with the recognizable at the probe tip tool 3 in the working position. Das Werkzeug 3 wird hierbei wiederum über die Steuereinrichtung durch den Operateur in der bestimmungsgemäßen Art und Weise geführt bzw. betätigt. The tool 3 is here again guided via the control device by the surgeon in the proper way or actuated.
  • Die Fig. 2-4 zeigen die verschiedenen Nutzanwendungsstufen I-III nochmals an einem Patientenkörper. Figs. 2-4 show the various Nutzanwendungsstufen I-III again on a patient's body. Fig. 2 zeigt hierbei das vorliegende Instrument mit dem Hohlschaft 1 , in dessen Inneren sich das flexible Werkzeugwechselsystem befindet, in der Nutzanwendungsstufe I. Die schwer zugängliche Operationsstelle ist in der Figur mit dem Bezugszeichen B bezeichnet. Fig. 2 shows in this case the present instrument with the hollow shaft 1, in the interior of the flexible tool change system is located in the Nutzanwendungsstufe I. The hard to reach surgical site is denoted in the figure by the reference numeral B. Das Instrument wird durch den Operateur über eine Trokarhülse manuell in die Nähe der Operationsstelle B geschoben. The instrument is pushed by the operator via a trocar tube manually in the vicinity of the surgical site B. Aufgrund des Brustbeins des Patienten wird mit dem Hohlschaft 1 im vorliegenden Beispiel die Position A im Patientenkörper erreicht. Because of the sternum of the patient, the position A is reached in the patient's body with the hollow shaft 1 in the present example. Bei dieser Vorpositionierung des Instrumentes dient die hochauflösende Optik 9 der beweglichen Sonde 7 zur korrekten Vorpositionierung des minimal-invasiven Instruments. In this pre-positioning of the instrument the high resolution optics 9 of the movable probe 7 to the correct prepositioning of the minimally invasive instrument is used.
  • Anschließend wird durch den Operateur über die am proximalen Ende des Hohlschaftes 1 befindliche Steuereinrichtung die bewegliche Sonde 7 ausgefahren und am Brustbein vorbei an die Operationsstelle B geführt. Subsequently, control means located by the surgeon on the proximal end of the hollow shaft 1 is extended, the movable probe 7 and past the sternum to the surgical site B. Dies ist aufgrund der Flexibilität der Sonde 7 möglich, die vergleichbar einem Katheter oder einem Endoskop aufgebaut sein kann. This is possible due to the flexibility of the probe 7, which may be similar constructed a catheter or an endoscope. Die Bewegung der Sonde 7 erfolgt selbstverständlich ausreichend langsam, um die Operationsstelle B zielgenau und ohne größere Gewebeschädigung erreichen zu können. The movement of the probe 7 occurs naturally slow enough to reach the surgical site B accurately and without major tissue damage. Die hochauflösende Optik 9 an der Sondenspitze dient hierbei der exakten Positionierung der Sondenspitze ( Fig. 3). The high-resolution optics 9 at the probe tip serves in this case the exact positioning of the probe tip (Fig. 3).
  • Nach der präzisen Positionierung der Sonde 7 an der Operationsstelle B wird schließlich das gewünschte Werkzeug 3 gewählt und durch die Transporteinrichtung 6 aus dem Werkzeugmagazin 5 an die Sondenspitze geführt ( Fig. 4). After precise positioning of the probe 7 at the surgical site B finally the desired tool 3 is selected and performed by the transferring device 6 from the tool magazine 5 to the probe tip (Fig. 4). Die Wahl des Werkzeugs 3 sowie der zugehörige Transport werden wiederum vom Operateur über die Steuereinrichtung gesteuert. The choice of the tool 3 and the associated transport in turn are controlled by the operator via the control device. Anschließend erfolgt die Bedienung des Werkzeuges 3 in bekannter Weise über die Steuereinrichtung. Subsequently, the operator of the tool 3 in a known manner via the control device.
  • Fig. 5 zeigt im linken oberen Teil Beispiele für minimal-invasive Werkzeuge 3 , die einen Durchmesser von etwa 2 mm aufweisen. Fig. 5 shows in the upper left part of examples of minimally invasive tools 3, which have a diameter of about 2 mm. Von links nach rechts sind hierbei ein Skalpell, ein Greifer, ein Spül- und ein Absaugröhrchen zu erkennen. From left to right, a scalpel, a gripper, a dishwasher and a suction tube are hereby recognized. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch beliebige andere minimal-invasive Werkzeuge in Verbindung mit dem vorliegenden Werkzeugwechselsystem einsetzen. Of course, however, any other minimally invasive tools in conjunction with this tool changing system can be used.
  • Die Teilabbildung a) zeigt ein Beispiel für das vorliegende minimal-invasive Instrument in einer Ansicht, in der nur bestimmte Elemente erkennbar sind. The partial Figure a) shows an example of the present minimally invasive instrument in a view in which only certain elements are visible. In dieser Darstellung ist wiederum der Hohlschaft 1 mit der daran angeordneten - in diesem Falle ausgefahrenen - beweglichen Sonde 7 zu erkennen. Extended in this case - - In this view, the hollow shaft 1 with the arranged thereon in turn is movable probe 7 can be seen. In der vorliegenden Darstellung befindet sich ein Werkzeug 3 in der Arbeitsposition an der Spitze der beweglichen Sonde 7 . In the present illustration, a tool 3 is in the working position at the tip of the movable probe. 7 Die Sonde 7 wird in diesem Beispiel über Bowdenzüge 11 von der angedeuteten Steuereinrichtung 4 von einem Operateur bewegt. The probe 7 is moved in this example, via Bowden cables 11 of the indicated control device 4 by an operator. Innerhalb des Hohlschaftes 1 , der einen Durchmesser von ca. 10 mm aufweist, sind das Werkzeugwechselsystem 5 , 6 sowie die mit den Werkzeugen 3 verbundenen Werkzeugträger 2 zu erkennen. Within the hollow shaft 1, which has a diameter of about 10 mm, the tool change system 5, 6 and connected to the tools 3 Tool carrier 2 can be seen. Der Transport des ausgefahrenen Werkzeuges 3 erfolgt über ein zur Sonde 7 hin geschobenes kolbenartiges Element 6 , das den Werkzeugträger 2 des an der Arbeitsposition befindlichen Werkzeuges 3 in Richtung der Sondenspitze drückt. The transport of the extended tool 3 via a probe to 7 towards Slid piston-like element 6, which presses the tool holder 2 of the tool 3 located at the working position in the direction of the probe tip. Bei einem Wechsel des Werkzeuges 3 zieht dieses kolbenartige Element 6 den Werkzeugträger 2 mit dem Werkzeug 3 wieder zurück in das Werkzeugmagazin 5 . With a change of the tool 3 of the piston-like element 6 pulls the tool holder 2 to the tool 3 back into the tool magazine. 5 Dies ist beispielhaft in Teilabbildung c) zu erkennen. This is an example can be seen in the partial picture c). Die Betätigung dieses Werkzeugwechselsystems 5 , 6 erfolgt im vorliegenden Beispiel manuell, ausserhalb des Körpers. The operation of this tool changing system 5, 6 is performed manually in the present example, outside of the body.
  • In sämtlichen Teilabbildungen ist auch die integrierte hochauflösende Optik 9 angedeutet, die über eine Lichtleitfaser 10 mit der Außenwelt verbunden ist. In all the partial images and the integrated high-resolution optics 9 is indicated, which is connected via an optical fiber 10 with the outside world. Die konkrete Ausgestaltung einer derartigen hochauflösenden Optik 9 ist dem Fachmann aus dem Gebiet der Endoskopie bekannt. The specific design of such a high-resolution optical system 9 is known to those skilled in the field of endoscopy. Die Figuren lassen auch den Führungskanal 8 für die Führung des Werkzeugträgers 2 mit dem Werkzeug 3 in der beweglichen Sonde 7 erkennen. The figures can also the guide channel 8 for guiding the tool holder 2 to the tool 3 in the moving probe 7 recognize. Die Teilabbildungen a) und b) stellen jeweils das vorliegende Instrument in zwei unterschiedlichen Ansichten bei ausgefahrenem Zustand eines Werkzeuges 3 , die Teilabbildungen c) und d) bei eingefahrenem Zustand des Werkzeuges 3 dar. The partial images a) and b) each represent the present instrument in two different views in the extended state of a tool 3 which submaps c) and d) in the retracted state of the tool 3 is.
  • Fig. 6 zeigt schließlich ein weiteres Beispiel für eine Ausgestaltung des vorliegenden minimal-invasiven Instruments in unterschiedlichen Detailansichten. Fig. 6 shows another example of an embodiment of the present minimally invasive instrument in various detail views.
  • In dieser weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Hohlschaft 1 im Bereich des Werkzeugmagazins 5 mit größerem Querschnitt in Form eines Werkzeugrevolvers 13 ausgebildet, wie dies in Fig. 1a zu erkennen ist. In this further exemplary embodiment of the hollow shaft 1 is formed in the region of the tool magazine 5 with a larger cross section in the form of a tool turret 13, as can be seen in Fig. 1a. Diese Figur zeigt weiterhin eine Trokarhülse 15 , durch die der Hohlschaft 1 bei der Operation in den Körper eingeführt wird. This figure further shows a trocar sleeve 15 through which the hollow shaft 1 is inserted in the operation in the body. Am distalen Ende des Hohlschaftes 1 ist die bewegliche Sonde 7 angeordnet. At the distal end of the hollow shaft 1, the movable probe 7 is arranged. Das proximale Ende des Hohlschaftes 1 ist über eine Verbindung 14 mit einem nicht dargestellten Bedienteil verbunden. The proximal end of the hollow shaft 1 is connected via a connection 14 to a not shown control unit. In der vorliegenden Darstellung sind ein Werkzeug 3 in der Arbeitsposition am Ende der Sonde 7 und ein weiteres Werkzeug 3 in der Ruheposition im Werkzeugmagazin 5 zu erkennen. In the present illustration, a tool 3 in the working position at the end of the probe 7 and another tool 3 in the rest position in the tool magazine 5 can be seen. Dieses Werkzeugmagazin 5 zeigt Fig. 6b nochmals in vergrößerter Darstellung. This tool magazine 5, Fig. 6b again in an enlarged view.
  • Je nach Bedarf wird das entsprechende Werkzeug 3 , das sich im Inneren des Werkzeugmagazins 5 befindet, von einem Werkzeugträger 2 , der hier als drahtförmiger Steuerzug und somit gleichzeitig als Transporteinrichtung ausgeführt ist, angekoppelt und zur Sondenspitze transportiert. Depending on requirements, the corresponding tool 3, which is located in the interior of the tool magazine 5, coupled by a tool carrier 2, which is here thus performed at the same time as transport device as wire-shaped and control cable and transported to the probe tip. Das Werkzeug 3 ist nach Ankopplung drehbar und nach vorne und hinten beweglich. The tool 3 is movable coupling rotatable forward and backward. Fig. 6c zeigt die Ankopplung des Werkzeugträgers 2 an das Werkzeug 3 über eine entsprechende Kupplung 16 . Fig. 6c shows the coupling of the tool holder 2 to the tool 3 via a corresponding coupling 16.
  • Fig. 6d zeigt den Werkzeugschaft 17 in der Sonde 7 , der als flexible Hülse ausgebildet ist, welche das Werkzeug 3 mit dem Werkzeugträger 2 und Ankopplungssystem 16 umgibt. FIG. 6d shows the tool shank 17 in the probe 7, which is designed as a flexible sleeve which surrounds the tool 3 with the tool carrier 2 and the coupling system 16. Diese flexible Hülse ermöglicht die Biegbarkeit innerhalb des flexiblen Schaftes der Sonde 7 . This flexible sleeve allows the flexibility within the flexible shaft of the probe. 7 Ihr Antrieb kann beispielsweise über Bowdenzüge erfolgen. Your drive can for example, via Bowden cables. Die flexible Hülse hat des weiteren die Fertigkeit, spezielle Instrumente, wie beispielsweise eine Zange, beim Zurückziehen des Werkzeuges zu schließen. The flexible sleeve further has to close the craft, special instruments, such as forceps during retraction of the tool. Die Zange kann z. The pliers z can. B. mit einer Feder ausgestattet sein, die sich bei der Vorschubbewegung aus der flexiblen Hülse heraus wieder öffnet. For example, be equipped with a spring which opens in the feed movement of the flexible sleeve back out.
  • Die Fig. 6d zeigt weiterhin einen Kanal 18 für einen Bowdenzug zur Bewegung der Sonde 7 sowie einen Zug 19 zum Bewegen des Werkzeuges 3 . FIG. 6d shows a further channel 18 for a Bowden cable for movement of the probe 7 and a train 19 to move the tool 3. Bezugszeichenliste 1 Hohlschaft LIST OF REFERENCES 1 hollow shaft
    2 Werkzeugträger 2 tool support
    3 Werkzeug 3 tool
    4 Steuereinrichtung 4 controller
    5 Werkzeugmagazin 5 tool magazine
    6 Transporteinrichtung 6 transport device
    7 bewegliche Sonde 7 movable probe
    8 Führungskanal 8 guide channel
    9 hochauflösende Optik 9 high-resolution optics
    10 Lichtwellenleiterfaser 10 optical fiber
    11 Bowdenzüge für die Sonde Bowden cables 11 for the probe
    12 System zum Werkzeugwechsel 12. A system for changing tools
    13 Werkzeugrevolver 13 turret
    14 Verbindung zu Bedienteil/Steuereinrichtung 14 connection to the control unit / control device
    15 Trokar 15 trocar
    16 Kupplung 16 coupling
    17 Werkzeugschaft 17 tool shank
    18 Kanal für Bowdenzug 18 channel for Bowden
    19 Zug für Bewegung des Werkzeugs 19 train for moving the tool
    A Stelle der Vorpositionierung A location of the prepositioning
    B Operationsstelle B surgical site

Claims (8)

1. Instrument für die minimal-invasive Chirurgie zur Führung von Werkzeugen an einer Operationsstelle, das einen Hohlschaft ( 1 ) zur Aufnahme eines Werkzeugträgers ( 2 ) sowie eine Steuereinrichtung ( 4 ) zur Steuerung eines vom Werkzeugträger ( 2 ) aufgenommenen Werkzeugs ( 3 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass im Hohlschaft ( 1 ) ein Werkzeugmagazin ( 5 ) zur gleichzeitigen Aufnahme von mehreren Werkzeugen ( 3 ) sowie eine über die Steuereinrichtung ( 4 ) steuerbare Transporteinrichtung ( 6 ) zum Transport eines Werkzeugs ( 3 ) mit dem Werkzeugträger ( 2 ) zwischen einer Ruheposition im Werkzeugmagazin ( 5 ) und einer Arbeitsposition außerhalb des Hohlschaftes ( 1 ) angeordnet sind. Comprising 1. a tool for minimally invasive surgery for guiding tools to a surgical site, the tool comprises a hollow shaft (1) for receiving a tool carrier (2) and control means (4) for controlling a from the tool carrier (2) picked up (3) , characterized in that in the hollow shaft (1), a tool magazine (5) for simultaneously receiving a plurality of tools (3) and controllable one via the control device (4) transporting means (6) for conveying a tool (3) with the tool carrier (2) between a rest position in the tool magazine (5) and a working position outside of the hollow shaft (1) are arranged.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem distalen Ende des Hohlschaftes ( 1 ) eine über die Steuereinrichtung ( 4 ) steuerbare bewegliche Sonde ( 7 ) mit einem Führungskanal ( 8 ) für ein Werkzeug ( 3 ) mit dem Werkzeugträger ( 2 ) angeordnet ist, über den das Werkzeug ( 3 ) mit dem Werkzeugträger ( 2 ) an die Arbeitsposition an einem distalen Ende der Sonde ( 7 ) transportierbar ist. 2. Instrument according to claim 1, characterized in that at a distal end of the hollow shaft (1) via the control device (4) controllable movable probe (7) with a guide channel (8) for a tool (3) with the tool carrier (2 is arranged), via which (7) (with the tool holder 2) to the working position at a distal end of the probe to transport the tool (3).
3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem distalen Ende der beweglichen Sonde ( 7 ) eine hochauflösende Optik ( 9 ) angeordnet ist, über die ein Bild von der Umgebung des distalen Endes der Sonde ( 7 ) während einer Operation erhalten wird. 3. Instrument according to claim 2, characterized in that at the distal end of the movable probe (7) is a high-resolution optical system (9) is arranged, through which an image of the vicinity of the distal end of the probe (7) is obtained during surgery ,
4. Instrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der beweglichen Sonde ( 7 ) ein Lichtwellenleiter ( 10 ) zur Übertragung des Bildes der hochauflösenden Optik ( 9 ) angeordnet ist. 4. An instrument according to claim 3, characterized in that on the movable probe (7) is disposed an optical waveguide (10) for transferring the image of the high-resolution optical system (9).
5. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin ( 5 ) um eine Längsachse des Hohlschaftes ( 1 ) drehbar angeordnet ist. 5. Instrument according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tool magazine (5) is arranged about a longitudinal axis of the hollow shaft (1) rotatable.
6. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Werkzeug ( 3 ) im Werkzeugmagazin ( 5 ) mit dem Werkzeugträger ( 2 ) verbindbar ist. 6. An instrument according to any one of claims 1 to 5, characterized in that each tool (3) is in the tool magazine (5) to the tool carrier (2) connectable.
7. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger ( 2 ) ein flexibles langgestrecktes Element ist. 7. Instrument according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tool carrier (2) is a flexible elongate member.
8. Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger ( 2 ) stab- oder gliedförmig ausgebildet ist. 8. Instrument according to claim 7, characterized in that the tool carrier (2) or rod is formed membered shaped.
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