DE102007026721A1

DE102007026721A1 - Werkzeug zum Greifen, Halten, Bearbeiten oder Untersuchen von Körperbestandteilen

Info

Publication number: DE102007026721A1
Application number: DE102007026721A
Authority: DE
Inventors: Uvo Prof. Dr.-Ing. Hölscher; Jürgen Mehring; Dorothée Weichel
Original assignee: Fachhochschule Muenster
Current assignee: Hoelscher Uvo Dr 48565 Steinfurt De
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere medizinisches Greifwerkzeug mit wenigstens zwei Branchen, insbesondere zum Greifen, Halten, Bearbeiten oder Untersuchen von Körperbestandteilen bei dem wenigstens eine der Branchen insbesondere bei einer Bewegung verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere ein medizinisches Greifwerkzeug mit wenigstens zwei Branchen zum Greifen, Halten, Bearbeiten oder Untersuchen von Körperbestandteilen.
Fass- und Greifwerkzeuge für die Medizin sind allgemein im Stand der Technik bekannt. Sie sind üblicherweise entweder groß oder komplex. Die Greifwerkzeuge umfassen zwei mit einem Gelenk verbundene Branchen, die einen Gegenstand ergreifen können, was üblicherweise durch ein Einklemmen erfolgt.
Parallelgeführte Greifwerkzeuge sind in der Medizin nicht üblich. Gelenkig gelagerte Fasswerkzeuge haben die nachteilige Eigenschaft, dass beim Öffnen sich der Winkel zwischen den Branchen vergrößert, was ein Fassen bzw. Ergreifen erschwert. Komplizierte, Mehrgelenk-Werkzeuge werden in der Chirurgie nicht benutzt, weil die Gelenke die geforderte leichte Reinigung erschweren.
In der Werkzeugtechnik ausserhalb der Medizin werden überwiegend Zangenformen mit einem Gelenk verwendet, wie zum Beispiel Flachzangen etc. Der fehlenden Parallelführung wird partiell durch eine Verstellbarkeit begegnet, wie man Sie z.B. von der Wasserpumpenzange her kennt.
Aus anderen Bereichen ist der FinRay-Effekt bekannt. Er beschreibt eine zweischichtige Struktur, die durch Krafteinsatz gerichtete Verformungen durchmacht, z.B. im Angriffspunkt ausweicht und sich ihr an den Enden der Konstruktion entgegen biegt. Damit findet eine Formanpassung statt und Punktlasten werden vermieden. Der Effekt ist bekannt zum Beispiel für Stuhllehnen. Die Grundkonstruktion ist z.B. aus den DE 199 16 411 A1 , EP 1 040 999 A2 , EP 1 316 651 A3 , US 2004/0183348 A1 , EP 1 316 651 A2 , EP 1 203 640 A3 , EP 1 203 640 A2 , EP 1 040 999 A3 bekannt.
Das Greifen mit Greifwerkzeugen kann in die Fälle von Formschluss und Kraftschluss unterteilt werden. Bei Formschluss ist es notwendig, dass der zu beeinflussende Körper und das Werkzeug gut zueinander passen. In allen anderen Fällen wird der Kraftschluss verwendet. Es kann auch Kombinationen aus beidem geben.
Zur Zeit werden in der Medizin zum Greifen von Körperteilen oder auch von Hilfsmitteln Werkzeuge mit zwei Branchen eingesetzt, bei denen die Branchen eine geriffelte Oberfläche aufweisen. Die Riffelung der Branchen soll einen mikroskopischen Formschluss erlauben, der das Gewebe weniger strapazieren soll. Untersuchungen haben gezeigt, dass dennoch durch große, lokale Kraftspitzen Nekrosen verursacht werden, obwohl die Instrumente atraumatisch genannt werden.
Zur Einführung durch enge Trokare in den Körper muss ein Werkzeug klein sein. Dadurch ist aber das Greifen von großen Gegenständen erschwert. Ein Greifen von flachen Gegenständen mit weitgehend flachen Branchen ist kaum möglich, weil die derzeitigen Greifwerkzeuge wie eine Schere oder Zange beim Öffnen eine immer stärker gewinkelte Form annehmen, die das Fassen erschweren.
Es ist durch mehrere Studien nachgewiesen, dass so genannte atraumatische Fasszangen Gewebsnekrosen hervorrufen. Diese Nekrosenbildung kann beim Patienten große Probleme im Genesungsprozess hervorrufen. Die am Markt befindlichen Greif- und Haltewerkzeuge wurden in den letzten Jahren immer weiter an die Bedürfnisse der Mediziner angepasst, sind allerdings immer als Kompromisslösungen zu sehen, da keine individuelle Anpassung an die zu manipulierenden Organe oder andere Körperteile gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greifwerkzeug zu schaffen, welches die zuvor genannten Nachteile überwindet und mit dem die chirurgischen Aufgaben besonders gut zu erledigen sind, ohne eine Traumatisierung hervorzurufen, wie durch die derzeitigen Instrumente. Dabei ist es weiterhin Aufgabe die Anwendbarkeit in der Medizin, speziell in der offenen und minimal-invasiven Chirurgie zu erschließen. Eine Anwendung in anderen Bereichen kann dabei ebenso erfolgen. Es soll gemäß der Aufgabe weiterhin ein Werkzeug entstehen, das an seine Aufgaben besonders angepasst ist. Das Greifwerkzeug soll verschiedene Funktionalitäten ermöglichen.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein gattungsgemäßes Werkzeug, mit wenigstens zwei Branchen, bei dem wenigstens eine der Branchen, ggfs, alle Branchen insbesondere bei einer Bewegung verformbar ist/sind.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass bezogen auf das Greifen sich das Werkzeug, bei zumindest einer der Branchen, bevorzugt bei mehr oder auch allen Branchen, sich an die Form des zu greifenden Gegenstands anpassen kann. Hierdurch kann eine Adaption und ein Formschluss erfolgen, so dass Punktlasten vermieden werden.
Bezogen auf die Medizin kann so ein atraumatisches Greifen auch von flachen Objekten gewährleistet werden. Im Weiteren werden auch stark gewölbte Objekte durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug durch Formschluss und/oder Kraftschluss greifbar insbesondere ohne dabei Gewebe-Verletzungen hervorzurufen. Dies ist insbesondere deswegen möglich, da mit dem erfindungsgemäßen Greifwerkzeug eine möglichst große Auslenkung einer Branche und somit ein großer Formschluß selbst mit einem geringen Krafteinsatz erzielt werden kann.
Zudem kann ein solches Werkzeug z.B. zum Einführen durch enge Zugänge zum Bearbeitungsraum kleinbauend ausgeführt werden und z.B. zusammenlegbar und am Einsatzort entsprechend ausklappbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass eine Branche verformbar ist, ohne die Branche durch eine gelenkige Verbindung auf eine benachbarte Branche zuzubewegen, sondern z.B. dadurch, dass auf eine Branche eine Kraft im Wesentlichen in einer Richtung der Längserstreckung des Greifwerkzeugs erzeugt wird. Außerdem lassen sich weitere Bearbeitungs-, Beobachtungs- oder Messvorrichtungen an einem erfindungsgemäße Greifwerkzeug anordnen.
In einer bevorzugten Ausführung kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eine Branche aus einem verformbaren Stab- oder Fachwerk gebildet ist. Dies kann so ausgebildet sein, dass wenigstens eine der Branchen eines Greifwerkzeugs, ggfs. auch mehrere oder alle Branchen zwei, insbesondere flexible Wangen umfasst, zwischen denen sich verbindende Elemente, insbesondere Stäbe oder Sprossen erstrecken.
Die Bewegung einer solchen erfindungemäßen Branche geht auf den FinRay-Effekt zurück. Es kann so eine Konstruktionssystematik mit einzelnen konstruktiven Elementen erzielt werden, die das spezielle Verhalten im System zuordenbar und vorhersagbar macht. Durch das Zusammensetzten des Werkzeugs aus einzelnen Elementen kann damit das spätere Verhalten und die Einsatzmöglichkeiten bestimmt werden. So besteht die Möglichkeit eine Konstruktion zu entwerfen, die auf ein bestimmtes Problem zugeschnitten ist, wie z.B. ein Greifwerkzeug für gewölbte Strukturen, das nicht über Kraft- sondern mittels Formschluss funktioniert oder ein Instrument für flache Strukturen, das eine großflächige Kontaktierung mit geringen Flächenpressungen erlaubt.
Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden auch mit Bezugnahme auf die Figuren nachfolgend näher beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug, insbesondere Greifwerkzeug ist es vorteilhaft, die Greifregion im vorderen Drittel einer Wange (siehe 11 und 12) anzuordnen. Es können für den Greifvorgang zwei grundsätzlich unterschiedliche Fälle unterschieden werden, deren Effekte sich allerdings auch überlagern können.

1. Die Kräfte, die zur Verformung des Werkzeuges führen, werden über die Wangen eingeleitet. Diese Kräfte 2 und 3 (siehe 12) führen, ohne dass die untere Wange den zu greifenden Gegenstand berührt, zur Verformung.
2. Die Kraft, die zur Verformung des Werkzeuges führt, wird vom zu greifenden Gegenstand zum Beispiel als Gegenkraft aus in die innere Wange einer Branche eingeleitet. Diese Kraft 1 (siehe 12) kann also nur beim Vorhandensein eines Gegenstandes im Kontakt mit der Wange ausgeübt werden. Die Kräfte 2 und 3 stellen dann die Reaktionskräfte dar.
3. Werden über die für den Fall 2 beschriebenen Kräfte 2 und 3 von außen noch zusätzliche Kräfte aufgebracht in die gleiche Richtung der Kräfte 2 und 3, so lässt sich der Grad der Verformung noch steigern. Dieser Fall stellt somit die Überlagerung der Fälle 1 und 2 dar.

Bei allen Greifaufgaben von flachen Gegenständen mit gleichmäßiger Dicke (zum Beispiel Darmgewebe) können nur durch eine quasi Parallelführung der Branchen Kraft- bzw. Druckspitzen vermieden werden. Erfindungsgemäß kann dies durch ein Stabwerk erfolgen, das im vorderen Drittel parallel zur Ursprungsachse ausgelenkt wird und damit bei flachen Gegenständen keine Druckspitzen zeigt.
Weiterhin können zwei Einspannmöglichkeiten der Wangen (siehe 12) unterschieden werden:

I. die obere (äußere) Wange ist an ihrem Endpunkt gegen Kippung fixiert und an der Unteren (inneren) wird gezogen, so dass der untere Endpunkt nach links aus der Ruhelage auswandert.
II. die untere Wange ist an ihrem Endpunkt gegen Kippung fixiert und an der oberen wird geschoben, so dass der obere Endpunkt nach rechts aus der Ruhelage auswandert.

Durch die gleichzeitige Verformung der Branche wandert deren Spitze stärker aus als bei einem Instrument, das eine starre Struktur besitzt. Insbesondere für lange, dünne Werkzeuge, die zum Beispiel durch einen Trokar geführt werden sollen, empfiehlt sich der Fall I.
Im Besonderen hat die Zahl und die Anordnung der Sprossen Einfluss auf das Gesamtverhalten der Struktur. Je weniger Sprossen verwendet werden, desto flexibler ist die Struktur und je leichter ist sie damit auszulenken.
Dies führt dazu, dass bei einem Einsatz mit vorher festgelegtem Belastungsrahmen, eine optimale Sprossenanzahl existiert, die einerseits die nötige Stabilität gewährleistet, andererseits eines geringen Kraftaufwandes zum Verformen und Greifen bedarf. Z.B. können 3 bis 7 Sprossen allgemein vorteilhaft sein.
Ist das Instrument für mehrfachen Einsatz vorgesehen, können gelenklose, feste insbesondere einstückige Scharniere verwendet werden. Es bietet sich der Einsatz von Filmscharnieren an, da diese die Möglichkeit eröffnen, die komplette Struktur als einen Körper zu formen, was besonders der leichten Fertigbarkeit zugute kommt.
Wird ein System für verschieden Aufgaben benötigt, kann eine Art Steckvorrichtung Verwendung finden, in der die verbindenden Elemente/Sprossen von der Eigenspannung des Systems gehalten werden, und je nach Bedarf eingesetzt werden können.
Neben der Sprossenanzahl beeinflusst auch die Sprossenausrichtung das Verhalten der Konstruktion. Wird beispielsweise ein Instrument für den Greiffall 1 konzipiert, ist es effektiv, wenn die Sprossen nach hinten gekippt werden (siehe 14). Wird hingegen ein Instrument für den Greiffall 2 konzipiert, ist es effektiv, wenn die Sprossen senkrecht zu einer der Wangen, insbesondere der inneren Wange stehen (siehe 12). Im Fall 3 ist eine leichte Kippung der Sprossen nach hinten auf einen Bedienungsgriff zu vorteilhaft.
Als vorteilhafte Ausprägung für eine große Auslenkung der Struktur bei geringem Krafteinsatz für die Verformung kann die Außenwange, an die die Druckkraft angreift, dicker, und die Innenwange, an der die Zugkraft angreift, dünner gestaltet werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass Mindestdicken gewahrt bleiben, da es andernfalls zum Abknicken/Bruch der Wange kommen kann. (12).
An Stelle der massiv durchgehenden Wange mit der Druckkraft kann diese Wange auch als Gliederkette gestaltet werden, damit die Verformungsarbeit im Vergleich zur Halte-/oder der Greifarbeit minimiert wird.
Bevorzugt wird eine veränderbare Sprossenausrichtung. Dies kann durch eine Steckvorrichtung zwischen Sprossen und Wangen erreicht werden. Dabei ist auch eine schnelle Veränderung der Ausrichtung während der Benutzung möglich.
Soll eine sofortige Anpassung gewährleistet sein, so empfiehlt es sich, die verbindenden Elemente/Sprossen beispielsweise auf einem/mehreren Schlitten zu befestigen. Die Schlitten können in einer an der Wange angeordneten Führungsschiene gelagert sein. Entweder kann mittels Druck- oder Zugmechanismus, der über das Handstück bedient wird, eine Verschiebung der Sprossen erreicht werden, oder bei Anwendung mehrerer Schlitten kann deren Verschiebung zum Beispiel über dazwischen angebrachte, ausdehnbare Elemente, z.B. Kissen/Balge etc. geschehen. Die Ausdehnung diese Elemente kann über Fluideinleitung mit einem geeigneten Medium (z.B. Flüssigkeit oder Gas) geschehen.
Ein weiterer positiver Effekt bei der Verwendung eines Schlittens ist eine Verringerung der Höhenabmessung des Systems.
Unabhängig mit welchem Hintergrund (Sprossenausrichtung/Miniaturisierung) der Druck- oder Zugmechanismus bzw. die ausdehnbaren Elemente verwendet werden, wird es vorteilhaft auch gewährleistet, dass das System wieder in den Grundzustand gelangt, sobald der äußere Krafteinfluss entfällt. Dies kann zum Beispiel über den Einsatz von Federn oder durch Verwendung von Formgedächtnis des Materials geschehen.
Andererseits kann die eigene Federsteife des Materials diese Rückstellung bewirken. Die oben beschriebene vorübergehende Miniaturisierung kann nicht nur über die Sprossenausrichtung erreicht werden, sondern auch über den Sprossenaufbau. Dabei kommen zum Beispiel Scharniere zum Einsatz, die im mittleren Bereich der Sprossen angebracht sein können. Diese können mit einem Zugmechanismus versehen sein, der über das Handstück bedient werden kann. Bei Krafteinsatz werden dabei die die Sprossen eingeknickt, was die äußeren Abmessungen des Gesamtsystems beeinflusst (siehe 3 und 4).
Wird der Krafteinsatz beendet wird vorteilhaft auch hier gewährleistet sein, dass sich die Sprossen automatisch wieder in den Urzustand ausrichten. Vorteilhaft geschieht dies über Federeigenschaften oder Formgedächtnis des Materials.
Diese über einen Zugmechanismus einknickbaren oder biegbaren Elemente können auch in den Wangen Verwendung finden. Dabei rufen sie eine Verkürzung einer Wange hervor, wodurch sich die Ausrichtung bestimmter Sprossen verändert und eine Profiländerung der Gesamtkonstruktion stattfindet und damit das Systemverhalten beeinflusst (siehe 5).
Neben der Manipulation der Außenwagen in Längsrichtung können diese auch so gestaltet werden, dass sie sich seitlich verformen. In diesem Fall können zum Beispiel ausdehnbare Keile verwendet werden, die im ausgedehnten Zustand ein seitliches Abknicken der Außenwangen hervorrufen. Die Ausdehnung kann auch hier über Fluideinleitung mit einem geeigneten Medium erfolgen. Nach dem Entleeren der Keile kann es auch hier vorgesehen sein, dass sich die Wangen wieder in ihrer ursprünglichen Orientierung ausrichten.
Dabei kann die Verwendung von Federelementen nützlich sein. Die Keilvariante kann auch z.B. zum Lenken in einem Führungskatheter/-Draht zum Einsatz kommen (siehe 9). Hierbei kann die mehrdimensionale Lenkbarkeit durch den Einsatz von versetzten, zumindest teilweise entkoppelten Strukturen gewährleistet werden.
Eine zusätzliche Alternative, die Außenwangen konstruktiv zu verändern, besteht in deren Ausstattung mit Aktoren/Sensoren. Diese können beweglich gelagert sein. Über einen Zugmechanismus können diese am Einsatzort ausgefahren werden, wodurch z.B. eine ungewollte Verletzung von Gewebe beim Einführen des Instruments verhindert wird (siehe 6 und 7).
Wird eine größere Auflagefläche benötigt, kann die Wangenkonstruktion mit ausfaltbaren Flügeln ausgestattet werden, die an den Außenwangen befestigt sind. Das Auseinanderfalten kann über die Einleitung von Medium in Hohlräume in den Flügeln geschehen (siehe 10).
Unabhängig in welcher Ausführung ein Greifwerkzeug letztendlich vorliegt, kann die Greifeffektivität durch den Einsatz einer strukturierten Greiffläche (zum Beispiel durch Mikro- oder Nanopartikel) verbessert werde.
Eine Anwendungsmöglichkeit ist auch der Einsatz dieser Technik im Zusammenhang mit verformbaren, z.B. gelartigen Linsen oder anderen, schwenk- oder verformbaren optischen Systemen. Diese können bei der Linse zum Beispiel mit den Befestigungspunkten am Linsenrand angebracht werden. Wirkt dann auf die Konstruktion eine Kraft ein, so lässt sich die Brechkraft der Linse damit verändern. Andere Einsatzgebiete sind die Auslenkung oder Verformung von Spiegeln.
Ein erfindungsgemäßes Greifwerkzeug hat den Vorteil, dass mittels einfacher Strukturen Werkzeuge gestaltet werden können, die sich insbesondere bei einer Betätigung von einer Form in eine andere Form verändern und dadurch zum Beispiel eine Fassaufgabe mittels Formschluss leichter bewältigen können oder sich nach der Durchführung durch ein enges Lumen entfalten oder vergrößern, um dadurch die Aufgaben besser zu bewältigen. Bei einer anderen Gestaltungsvariante verhält sich das Instrument wie eine mehrgelenkige, parallel geführte Zange, wobei allerdings die Struktur und Reinigbarkeit deutlich einfacher ist.
Die Figuren zeigen im Detail mögliche Ausgestaltungen einer Branche eines erfindungsgemäßen Greifwerkzeugs. Die anderen Branchen können genauso oder auch anders ausgebildet sein.
Die 1 zeigt allgemein einen Ausschnitt einer Wange 2 einer Branche 1 mit Aussparungen 3 zur Aufnahme von verbindenden Elementen 4. Die 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Branche 1 mit zwei gegenüberliegenden Wangen 2, zwischen denen verbindende Elemente 4 verlaufen, die z.B. in den Aussparungen einliegen oder durch (Film-)Scharniere mit diesen verbunden sind.
3 zeigt einen vorderen Bereich einer Branche 1, wobei die verbindenden Elemente 4 (Sprosse) mittig mit einem Zugelement 5 verbunden sind. Wird eine Zugkraft – hier nach rechts – ausgeübt, so knicken die verbindenden Elemente 4 an der Verbindungsstelle ein. Hierdurch wird eine Verformung hervorgerufen, die das vordere Ende nach unten ausweichen lässt. Dabei kann es, wie 4 zeigt, bereits in einer Grundstellung bei nicht eingeknickten Elementen 4 vorgesehen sein, dass die Branche schon eine umfassende/umgreifende Vorform aufweist. Zudem erlaubt diese Konstruktionsvariante in aktivierter Form eine Höhenreduzierung des Systems.
5 zeigt eine Ausführung, bei der in einer Wange 2 ein Bereich 6 vorgesehen ist, um eine effektive Verkürzung der Wange 2 zu bewirken, wenn eine Zugkraft über ein Zugelement 7 auf diesen Bereich 6 ausgeübt wird. Dafür kann der Bereich mehrgelenkig ausgebildet sein, wobei das Zugelement an einem mittleren Gelenk angreifen kann, dass über Hebel und eine Gelenk jeweils mit dem vorderen und hinteren Teil der Wange verbunden ist. Wird an dem mittleren Gelenk gezogen, so weicht dieses nach innen und verkürzt damit den Abstand zwischen den beiden weiteren Gelenken 8.
6 zeigt einen Branche mit einem am vorderen Ende angeordneten ein- und ausschiebbaren Aktor oder Sensor 9.
7 zeigt ein Greifwerkzeug mit drei Branchen 1, die jeweils aus zwei Wangen aufgebaut sind, zwischen denen sich zumindest in einem vorderen Bereich verbindende Elemente 4 erstrecken. An der Spitze können Aktoren oder Sensoren angeordnet sein.
8 zeigt eine Ausführung einer Branche 1, bei der die Sprossen 4 mit einem oberen Ende an einem Schlitten 10 befestigt sind, der in einer hier nicht näher gezeigt Schiene gleiten kann. Wird der Schlitten bewegt, so kann sich die Neigung der Sprossen und auch die Verformung der Branche 1 ändern.
9 zeigt eine Ausführung, bei der zwischen zwei Abschnitten 2a und 2b einer Wange 2 ein fluidfüllbares keilförmiges Element 11 angeordnet ist. Wird dieses gefüllt, so bewegt sich der Teil 2a der Keilform folgend nach links und bei einer Entleerung wieder nach links.
10 zeigt eine Ausführung mit fluidfüllbaren Flügeln 12, die seitlich an einer Wange 2 angeordnet sein können. Bei einer Fluidfüllung falten sich die Flügel auf, wie rechts in der Figur dargestellt.
11 visualisiert das Grundprinzip der Krafteinleitung in den Wangen 2 einer Branche.
In der 12 wird eine Branche eines erfindungsgemäßen Greifwerkzeugs mit zwei Branchen beschrieben, die jeweils einer unteren (innere) und einer oberen (äußere) Wange sowie diese verbindende Sprossen 4 umfasst. Durch Einleitung einer Zugkraft Kraft 3 in die untere Wange 2 und eine Druckkraft Kraft 2 in die obere Wange 2 verformt sich die Branche 1, indem die Spitze S sich nach unten wölbt. Dies tut sie auch ohne dass ein Gegenstand gegriffen wird. Die dabei entstehenden Neigungen der Sprossen sind in den 13 und 14 gezeigt.
Bei symmetrischer Ausbildung kann nach der Wölbung zwischen den beiden Branchen ein gewölbter Gegenstand teilweise umschlossen und dann leicht manipuliert werden. Wird die Branche durch Verschiebung auf einen Gegenstand gedrückt, wirkt der Gegenstand mit der Kraft 1 auf die untere Wange (siehe 12).
Bezüglich sämtlicher Ausführungen ist festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche offenbarten technischen Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.

Claims

Werkzeug, insbesondere medizinisches Greifwerkzeug mit wenigstens zwei Branchen, insbesondere zum Greifen, Halten, Bearbeiten oder Untersuchen von Körperbestandteilen dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Branchen insbesondere bei einer Bewegung verformbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Branche aus verformbaren Stab- oder Fachwerken gebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Branche zwei, insbesondere flexible Wangen umfasst, zwischen denen sich verbindende Elemente, insbesondere Stäbe oder Sprossen erstrecken.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen Aussparungen, insbesondere v-förmige Aussparungen aufweisen, in denen die verbindenden Elemente endseitig einliegen, insbesondere wobei die Dicke eines Elements der Breite einer Aussparungen entspricht.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Enden der verbindenden Elemente und der Aussparungen einander entsprechen oder zumindest auf einander abgestimmt sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen auf die verbindenden Elemente eine auf das Innere zwischen den Wangen gerichtete Kraft ausüben, so dass die Elemente in den Wangen gehalten sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente, insbesondere die Sprossen oder Stäbe über Filmscharniere an den Wangen befestigt sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente, insbesondere die Sprossen knickbar oder biegbar sind.
Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Knickung oder Biegung der verbindenden Elemente über (Film-)Scharniere oder eine Materialverjüngung gegeben ist, insbesondere die in einem, bezogen auf die Länge mittleren Bereich der verbindenden Elemente angeordnet sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharniere oder verjüngten Stellen mit einem Betätigungselement, insbesondere einem Zugelement oder Druckelement verbunden sind mit dem ein Einknicken und/oder eine Biegung steuerbar ist, insbesondere wobei die verbindenden Element gruppenweise ansteuerbar sind.
Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement über eine Vorrichtung in einem Handgriff bedienbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ohne Bedienung in eine definierte Stellung automatisch rückstellbar ist, insbesondere wobei eine Rückstellung ein Wiederaufrichten der verbindenden Elemente bedingt.
Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellung durch eine Federbelastung und/oder eine Formgedächtnisfunktionen des Betätigungselements und/oder der Wangen und/oder der verbindenden Elemente erfolgt.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wange, insbesondere eine Innenwange einer Branche wenigstens einen einknickbare und/oder biegbare Bereich aufweist, insbesondere wobei der Bereich durch ein (Film-)Scharnier und/oder eine Materialverjüngung ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Betätigung des Bereichs, insbesondere eine daran wirkende Kraft, die effektive Länge einer Wange veränderbar, insbesondere kürzbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Bereich ausgebildet ist durch zwei Hebelarme die miteinander mit einem gemeinsamen Gelenk und an ihren Ende mit dem vorderen und hinteren Rest einer Wange gelenkig verbunden sind.
Werkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Gelenk ein Betätigungselement, insbesondere ein Zugelement oder Druckelement befestigt ist, insbesondere welches von einem Handgriff des Werkzeuges aus bedienbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gelenk bei einer Betätigung in das Innere zwischen zwei Wangen einer Branche bewegbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wangen Aktoren und/oder Sensoren aufweisen, insbesondere wobei diese beweglich, insbesondere herausschiebbar gelagert sind.
Werkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegen über einen Zugmechanismus oder Schubmechanismus bewirkt ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich ohne eine Betätigung automatisch in eine Ursprungslage zurückstellt, insbesondere mittels einer Federbelastung oder einer Formgedächtnislegierung.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Klingen aufweist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der verbindenden Elemente mit einem Schlitten verbunden sind, der an einer Wange beweglich, insbesondere in einer Führungsschiene gelagert ist, insbesondere wobei die Führungsschiene an der Innenseite einer inneren und/oder äußeren Wange einer Branche angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente über eine auf den Schlitten wirkende Kraft (Zug/Druck) in ihrer Ausrichtung veränderbar sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlitten und/oder eine Wange in mehrere Abschnitte unterteilt ist, insbesondere wobei zwischen zwei Abschnitten ein ausdehnbares, insbesondere ballonartiges Element angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass in ein ausdehnbares Element ein Fluid einleitbar ist, insbesondere wodurch die Abstände der einzelnen Abschnitte zueinander änderbar sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwange seitlich auslenkbar und/oder verformbar ist, insbesondere dadurch das ein ausdehnbares Element als ausdehnbarer Keil ausgebildet ist, in den ein Fluid einleitbar ist, insbesondere wobei sich eine Wange automatisch wieder in den Ursprungszustand ausrichtet, nachdem das Fluid aus einem Keil entfernt wurde.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wange durch mehrere individuell ansteuerbare Keile, in unterschiedlicher Richtung, auslenkbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Wangen wenigstens einen ausfaltbaren Flügel aufweist, insbesondere welcher Hohlräume aufweist und insbesondere aus Silikon besteht.
Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flügel durch eine Fluideinleitung auseinanderfaltbar ist, insbesondere wobei sich ein Flügel nach einer Fluidausleitung wieder automatisch an Wange anlegt
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente, insbesondere Sprossen oder Stäbe oder die Wangen wenigstens einer Branche an einem optischen Element, insbesondere einer verformbaren Linse oder einem Spiegel befestigt sind.
Werkzeug nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Krafteinleitung auf die Elemente eine optische Eigenschaft des optischen Elements, insbesondere die Brechkraft der Linse veränderbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Branchen eine Greifschicht aufweisen, die mit Mikro- oder Nanopartikeln beschichtet ist, die ein Abrutschen, während des Greifens auch bei geringer Greifkraft verhindern.
Werkzeug nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel in einer Vorzugsrichtung ausgerichtet sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es drei bis sieben verbindende Elemente/Sprosse aufweist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiffläche durch das vordere Drittel einer Branche gebildet ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente/Sprossen in Richtung zum Handgriff gekippt sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wange, auf die eine Druckkraft wirkt, dicker ausgelegt ist, als die andere Wange.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindenden Elemente/Sprossen senkrecht zu einer der Wangen einer Branche angeordnet sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der verbindenden Elemente/der Sprossenabstand von der Spitze ausgehend vergrößert.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Wange einer Branche an einem Werkzeugschaft fixiert ist und eine Kraft, insbesondere eine Zugkraft oder eine Druckkraft auf die innere Wange über ein Betätigungselement im oder am Werkzeugschaft übertragbar ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Wange als Gliederkette ausgebildet ist.