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Die vorliegende Erfindung betrifft ein endoskopisches, insbesondere ein chirurgisches endoskopisches Instrument nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Derartige Instrumente sind bekannt. So ist beispielsweise aus
US 5,342,390 ein laparoskopisches chirurgisches Instrument bekannt, bei dem zwei bewegliche Maulteile über einen gemeinsamen Lagerbolzen schwenkbar mit einem gabelförmigen Ende eines langerstreckten Rohrschafts verbunden sind. Die Maulteile weisen jeweils rückwärtige Verlängerungen auf, an denen Verbindungsglieder angreifen, die mit dem distalen Ende einer Zugstange verbunden sind. Durch Betätigung eines am proximalen Ende des laparoskopischen chirurgischen Instruments angeordneten Betätigungselements kann die Zugstange innerhalb des Rohrschafts verschoben werden, wodurch die beweglichen Maulteile geschwenkt werden. Auf diese Weise können bei einer laparoskopischen Operation innerhalb eines Operationsvolumens, in das das laparoskopische chirurgische Instrument durch einen Trokar eingeführt worden ist, Gewebemanipulationen durchgeführt werden.
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Bei dem genannten Instrument können die rückwärtigen Verlängerungen beim Öffnen der Maulteile über die Außenkontur des Rohrschafts hinaus treten. Ein Kontakt des Gewebes mit den rückwärtigen Verlängerungen ist jedoch in der Regel unerwünscht, da das Gewebe in der Gelenkmechanik eingeklemmt und hierdurch verletzt werden kann. Bei elektrochirurgischen Instrumenten kann eine Gewebeberührung mit spannungsführenden Teilen außerhalb der Maulteile ebenfalls das Gewebe traumatisieren. Ferner kann die Gelenkmechanik durch den Gewebekontakt verschmutzt und in der Funktion beeinträchtigt werden.
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Es sind deshalb endoskopische chirurgische Instrumente entwickelt worden, bei denen die Gelenkmechanik beim Betätigen der Maulteile nicht über die Außenkontur des Rohrschafts hinaustritt. In
EP 1 211 989 B1 ist ein derartiges Instrument offenbart, bei dem die zangenartigen Maulteile auf in Ausnehmungen der Maulteile eingreifenden Rippen eines mit einem Rohrschaft fest verbundenen Halters gelagert sind. Die Ausnehmungen sind als keilförmige Nuten ausgebildet, um den notwendigen Öffnungswinkel der Maulteile zu gewährleisten. Ein mit einer Zugstange fest verbundenes Zwischenstück greift über Vorsprünge in Ausnehmungen der Maulteile ein, die den keilförmigen Nuten gegenüberliegen. Zur Betätigung der Maulteile wird über die Zugstange das Zwischenstück innerhalb des Halters axial verschoben, so dass die Maulteile durch den Eingriff der Vorsprünge in die Ausnehmungen gegen die von den Rippen gebildeten Lager geschwenkt werden.
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Aufgrund der komplizierten Form der Maulteile, des Halters und des Zwischenstücks ist diese Lösung fertigungstechnisch sehr aufwendig. Ferner ist insbesondere beim Öffnen der Maulteile kein eindeutiger mechanischer Anschlag definiert, so dass ein Verklemmen der Maulteile möglich ist. Ferner ist ein seitliches Auswandern der Maulteile aus ihrer Lagerung aufgrund der vom gegriffenen Gewebe ausgeübten Kraft möglich, was zu erhöhter Reibung und ggf. ebenfalls zum Verklemmen führen kann. Das Auswandern wird durch die keilförmige Ausgestaltung der Lagernuten verstärkt.
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EP 0 539 195 A2 schlägt vor, dass ein Zugbügel ein schwenkbares Maulteil mit der Zugstange verbindet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein endoskopisches Instrument der eingangs genannten Art anzugeben, das die o. g. Nachteile nicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein endoskopisches Instrument gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Endoskopische Instrumente der genannten Art sind für die Durchführung von Manipulationen in Hohlräumen bestimmt. Hierfür weist ein derartiges endoskopisches Instrument einen Schaft auf, der durch einen Zugang in den Hohlraum eingeführt werden kann und an dessen distalem, d. h., bedienerfemem Ende ein oder mehrere Arbeitselemente angeordnet sind, die von außerhalb des Hohlraums, d. h., vom proximalen oder bedienernahen Ende des Schafts, betätigt werden können. Zur Durchführung der Manipulationen können weitere Instrumente in den Hohlraum eingeführt werden, die beispielsweise weitere Arbeitselemente umfassen können oder auch Vorrichtungen zur Beleuchtung und zur Beobachtung von Vorgängen innerhalb des Hohlraums.
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Ein erfindungsgemäßes endoskopisches Instrument umfasst einen Schaft, der insbesondere langerstreckt und rohrförmig ausgebildet ist und ein distales Ende aufweist, das gabelförmig ausgebildet ist und zwei Maulteile trägt, von denen mindestens eines relativ zum distalen Ende des Schafts schwenkbar gelagert ist. Die beiden Maulteile sind relativ zueinander schwenkbar, so dass die Maulteile geöffnet und geschlossen werden und dadurch zusammenwirken können. Dabei können beide Maulteile relativ zum Schaft schwenkbar sein oder es kann ein Maulteil relativ zum Schaft feststehend angeordnet und nur das andere schwenkbar ausgebildet sein. Soweit sich im Folgenden nichts anderes ergibt und dies nicht explizit ausgeschlossen ist, gelten auf eine Mehrzahl von schwenkbaren Maulteilen bezogene Angaben auch für den letzteren Fall, in dem nur ein schwenkbares Maulteil vorhanden ist. Die Maulteile können innerhalb des gabelförmigen Endes des Schafts nebeneinander gelagert sein.
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Weiterhin umfasst das endoskopische Instrument eine relativ zum Schaft in einer Zugrichtung verschiebbare Zugstange, die hierfür insbesondere innerhalb des Schafts in Richtung einer Längsachse des Schafts verschiebbar gelagert ist. Die Zugstange kann Zugkräfte und zumindest in begrenztem Maße auch Schubkräfte übertragen.
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Erfindungsgemäß ist die Zugstange in ihrem distalen Endbereich mit einem Zugbügel verbunden, der an den schwenkbaren Maulteilen angreift, so dass durch ein Verschieben der Zugstange ein Schwenken der Maulteile bewirkt wird. Dadurch, dass die Zugstange über einen Zugbügel an den schwenkbaren Maulteilen angreift, wird ein einfach aufgebautes endoskopisches Instrument zur Durchführung von Manipulationen in einem Hohlraum geschaffen, das einen vergleichsweise geringen Fertigungsaufwand erfordert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zugbügel im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der Grundschenkel, d. h. der mittlere Schenkel des Zugbügels quer zur Zugrichtung angeordnet und mit der Zugstange verbunden ist. Die Seitenschenkel des Zugbügels sind im Wesentlichen parallel zur Zugrichtung angeordnet und greifen mit ihren Endbereichen an den schwenkbaren Maulteilen an. Die Bewegung der Zugstange wird daher durch ein einziges Bauteil auf die schwenkbaren Maulteile übertragen, um diese zu schwenken. Auch in dem Fall, dass nur ein Maulteil schwenkbar ist, kann der Zugbügel U-förmig ausgebildet sein, überträgt aber nur mit einem seiner Seitenschenkel Zug- bzw. Schubkräfte auf das Maulteil, während der andere Seitenschenkel keine Kräfte überträgt.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform, die nur ein schwenkbares Maulteil umfasst, ist der Zugbügel im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei der Grundschenkel ebenfalls quer zur Zugrichtung angeordnet und mit der Zugstange verbunden ist und der Seitenschenkel ebenfalls parallel zur Zugrichtung angeordnet ist. Der Seitenschenkel greift mit seinem Endbereich an dem einen schwenkbaren Maulteil an, um die Verschiebung der Zugstange auf das Maulteil zu übertragen und dieses dadurch zu schwenken.
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Durch beide vorgenannte Ausfiihrungsformen wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht und eine besonders kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Instruments ermöglicht.
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In bevorzugter Weise ist der Grundschenkel des U- bzw. L-förmigen Zugbügels in eine im distalen Endbereich der Zugstange angeordnete Quernut eingesetzt. Die Quernut ist quer zur Zugrichtung ausgebildet. Hierdurch können hohe Zug- bzw. Schubkräfte auf den Zugbügel übertragen werden. Die Verbindung zwischen Zugstange und Zugbügel kann weiterhin durch einen Kraft- oder einen Formschluss gesichert sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Grundschenkel des Zugbügels mit Übermaß in die Quernut eingesetzt ist oder durch Überwinden einer Verengung der Nut eingesetzt wird. Ferner kann ein Schnappverschluss zum Sichern des Zugbügels in der Quernut vorgesehen sein. Durch diese Maßnahmen wird eine feste, sichere und einfache Verbindung zwischen Zugstange und Zugbügel sowie eine einfache Montage des erfindungsgemäßen Instruments ermöglicht. Der Zugbügel kann aber auch fest mit der Zugstange verbunden werden, beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass die Endbereiche der Seitenschenkel des Zugbügels quer zur Zugrichtung gerichtete Vorsprünge aufweisen, mit denen sie an den schwenkbaren Maulteilen angreifen. Hierdurch wird eine sichere Übertragung hoher Kräfte vom Zugbügel auf die Maulteile gewährleistet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zugbügel als einstückiger Draht ausgebildet. Der Zugbügel kann in diesem Fall in besonders kostengünstiger und einfacher Weise durch Biegen eines Drahts der entsprechenden Länge und mit dem entsprechenden Durchmesser hergestellt werden. Insbesondere können die Vorsprünge durch Umbiegen der Enden der Seitenschenkel bzw. des Endes des Seitenschenkels des U- bzw. L-förmig gebogenen Drahts ausgebildet werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Zugbügel bei der Betätigung der Maulteile in gewissem Maße verformbar, insbesondere elastisch verformbar ist. Da sich bei der Schwenkbewegung der schwenkbaren Maulteile die Angriffspunkte des Zugbügels an den Maulteilen auf gekrümmten Bahnen bewegen, verändert sich dabei der Abstand zwischen den Angriffspunkten an den beiden Maulteilen bzw. der Abstand der Angriffspunkte von einer Mittelebene des Schaftendes. Eine Verformung, beispielsweise ein geringes Aufbiegen bzw. Zusammenbiegen der Seitenschenkel eines U-förmigen Zugbügels bzw. des Seitenschenkels relativ zum Grundschenkel bei einem L-förmigen Zugbügel, während der Schwenkbewegung der schwenkbaren Maulteile ermöglicht daher einen kontinuierlichen Kontakt zwischen Zugbügel und Maulteil und trägt dadurch zur Vermeidung von Reibung bei.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jedes der schwenkbaren Maulteile einen im Wesentlichen plattenförmigen Gelenkabschnitt auf, mit dem es im gabelförmigen Ende des Schafts um eine jeweilige Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Ferner weist jedes Maulteil einen Arbeitsabschnitt auf, der zur Durchführung der jeweils beabsichtigten Manipulationen ausgebildet ist, beispielsweise zum Greifen oder Trennen von Gewebe. Der Gelenkabschnitt bildet im Allgemeinen den proximalen Bereich des Maulteils, während der Arbeitsabschnitt den distalen Bereich bildet. Der plattenförmige Gelenkabschnitt kann eine Bohrung zur Aufnahme eines Lagerstifts für die Lagerung im gabelförmigen Endbereich des Schafts aufweisen. Ferner kann der plattenförmige Gelenkabschnitt weitere Bohrungen und/oder Ausnehmungen der Randkontur aufweisen, die beispielsweise für einen Eingriff der Vorsprünge des Zugbügels dienen können. Zur Verminderung von Reibung kann der plattenförmige Gelenkabschnitt eine gerundete Randkontur aufweisen. Dadurch, dass der Gelenkabschnitt im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist, wird eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Instruments können die Gelenkabschnitte der beiden schwenkbaren Maulteile bzw. der Gelenkabschnitt eines schwenkbaren und ein plattenförmiger Basisabschnitt eines feststehenden Maulteils in platzsparender Weise aneinander angesetzt werden und dadurch den Zwischenraum im gabelförmigen Ende des Schafts ausfüllen.
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In besonders bevorzugter Weise sind der Zugbügel und die insbesondere plattenförmigen Gelenkabschnitte der schwenkbaren Maulteile derart ausgebildet, dass diese bei einem Schwenken der Maulteile in einem zulässigen Schwenkbereich nicht über die Verlängerung einer Außenkontur des Schafts hinaustreten. Bei einem zylindrischen Schaft ist dies insbesondere die Verlängerung der Zylinderfläche, die die Außenfläche des Schafts in dessen distalen zylindrischen Endbereich bildet bzw. eine Zylinderfläche, die die Außenflächen der gabelförmigen Fortsätze umschließt. Hierdurch wird die Gefahr der ungewollten Verletzung von Gewebe beim Betätigen der Maulteile verringert. Zur weiteren Verringerung dieser Gefahr kann ein Außenschaft über den Schaft geschoben werden, der den Zugbügel und zumindest einen Bereich der Gelenkabschnitte umgibt.
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Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Instrument als elektrochirurgisches Instrument ausgebildet ist und eine Isolierung aufweist, die den Schaft bzw. den Außenschaft zumindest teilweise umgibt. In diesem Fall kann die Isolierung auch den Zugbügel und zumindest einen Teil der Gelenkabschnitte der schwenkbaren Maulteile sowie ggf. des Basisabschnitts eines feststehenden Maulteils umgeben. Ein Kontakt spannungsführender Bauteile mit Gewebe kann daher ausschließlich im Bereich der Arbeitsabschnitte der Maulteile stattfinden. Hierdurch wird das Arbeiten mit dem elektrochirurgischen endoskopischen Instrument erleichtert, da nicht die Gefahr einer Verletzung des Gewebes außerhalb der hierfür vorgesehenen Abschnitte des Instruments besteht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung greift der Zugbügel zum Schwenken der Maulteile an einer ersten Ausnehmung eines jeden schwenkbaren Maulteils bzw. des Gelenkabschnitts des Maulteils an. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Zugbügel mit in den Endbereichen der Seitenschenkel vorhandenen Vorsprüngen in die Ausnehmungen eingreift. Dadurch, dass der Zugbügel an offenen Ausnehmungen der Randkontur angreift, wird eine einfache Herstellung und Montage des Instruments ermöglicht.
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Weiterhin ist es bevorzugt, dass jedes schwenkbare Maulteil jeweils eine der ersten Ausnehmung gegenüber liegende zweite Ausnehmung des Gelenkabschnitts aufweist, die zur Aufnahme eines Abschnitts des Zugbügels, insbesondere des am jeweils anderen schwenkbaren Maulteil angreifenden Seitenschenkels des Zugbügels, ausgebildet ist. Die betreffende Ausnehmung weist hierfür eine Tiefe auf, die zumindest dem Durchmesser des Seitenschenkels entspricht und eine Länge, die zumindest der Länge des Seitenschenkels entspricht. Auch in dem Fall, dass ein schwenkbares und ein feststehendes Maulteil vorhanden sind, ist bei einem L-förmigen Zugbügel eine bzw. sind bei einem U-förmigen Zugbügel zwei derartige Ausnehmungen vorteilhaft, um den bzw. die Seitenschenkel des Zugbügels aufzunehmen. Hierdurch wird eine besonders raumsparende Anordnung von Gelenkabschnitten und Zugbügel erreicht, wodurch bei gegebenen Außenmaßen eine hohe Materialstärke und damit die Übertragung großer Kräfte ermöglicht werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Randbereich, insbesondere ein distaler Randbereich, der zweiten Ausnehmung zumindest eines Maulteils als Anschlag zur Begrenzung des Öffnungswinkels des Maulteils ausgebildet, wobei bei Erreichen des maximal zulässigen Öffnungswinkels der an dem anderen Maulteil angreifende Abschnitt des Zugbügels zur Anlage mit dem Randbereich bzw. dem betreffenden Teil der Randkontur des Gelenkabschnitts gelangt. Hierdurch kann auf einfache Weise der Öffnungswinkel begrenzt und damit ein Austreten des Gelenkabschnitts über die Außenkontur des Schafts hinaus sicher vermieden werden. Ferner wird ein Verklemmen der Maulteile durch unkontrolliertes Öffnen verhindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei schwenkbare Maulteile vorhanden, die um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar sind. Hierfür kann in den gabelförmigen distalen Endbereich des Schafts, der von zwei einander gegenüber stehenden Fortsätzen des Schafts gebildet wird, in beide Fortsätze ein für die beiden Maulteile gemeinsamer Lagerstift eingesetzt werden. Der Lagerstift kann beispielsweise durch Presssitz in den beiden Fortsätzen befestigt werden. Hierdurch wird eine besonders einfache Herstellung und Montage ermöglicht.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass die gemeinsame Schwenkachse im Wesentlichen senkrecht zur Zugrichtung der Zugstange steht und in einer Mittelebene bzw. Symmetrieebene des distalen Schaftendes angeordnet ist. Der Lagerstift wird hierbei in einander gegenüberliegende in der Mittelebene befindliche Bohrungen der Fortsätze eingesetzt. Hierdurch wird eine besonders einfache und sichere Anordnung erzielt.
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In vorteilhafter Weise sind die Angriffspunkte des Zugbügels an den schwenkbaren Maulteilen, insbesondere die ersten Ausnehmungen der Gelenkabschnitte, in Schließstellung einander gegenüberliegend angeordnet. Der bzw. die Angriffspunkte des Zugbügels an dem bzw. den schwenkbaren Maulteilen liegen daher näherungsweise in einer quer zur Zugrichtung stehenden Ebene, die die Schwenkachse enthält. Hierdurch steht in einer geschlossenen oder nahezu geschlossenen Stellung der Maulteile ein maximaler Hebelarm zur Verfügung, so dass in dieser Stellung eine maximale Schließkraft aufgebracht werden kann, was für eine Vielzahl von Anwendungen vorteilhaft ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine distale Endfläche der Zugstange als Anschlag, ggf. als weiterer Anschlag zur Begrenzung des Öffnungswinkels der Maulteile ausgebildet, indem beim Erreichen eines maximalen Öffnungswinkels eine Randkontur mindestens eines Maulteils, insbesondere des Gelenkabschnitts des Maulteils, in Kontakt mit der distalen Endfläche der Zugstange gelangt. Die distale Endfläche der Zugstange kann hierfür beispielsweise flach oder entsprechend der Randkontur des Maulteils gekrümmt ausgebildet sein. Hierdurch wird eine ggf. zusätzliche Begrenzung der Öffnung der Maulteile erreicht und hierdurch ein Austreten der Gelenkabschnitte über die Außenkontur des Schafts hinaus und ggf. ein Verklemmen besonders sicher verhindert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet eine distale Endfläche des Schafts, insbesondere eine Endfläche eines zylindrischen Schaftabschnitts am Übergang zu den gabelförmigen Fortsätzen des Schafts, einen Anschlag für die Schließstellung der Maulteile. Hierfür gelangt beim Zurückziehen der Zugstange mindestens ein Endbereich des Grundschenkels des Zugbügels in Kontakt mit der distalen Endfläche des Schafts, wenn eine vorgesehene Schließstellung erreicht ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass bei Maulteilen, die sich scherenartig aneinander vorbei bewegen, eine Bewegung über die Schließstellung hinaus erfolgt, die beispielsweise ein Verklemmen zur Folge haben könnte. Ferner kann, falls dies für die Anwendung vorteilhaft ist, ein vollständiges Schließen der Maulteile verhindert werden.
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Das endoskopische Instrument kann in vorteilhafter Weise insbesondere als Einweginstrument, insbesondere als chirurgisches Einweginstrument für eine einmalige Benutzung ausgebildet sein. Dies wird durch die einfache und kostengünstige Herstellung begünstigt.
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Das endoskopische Instrument kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Einsatz für ein endoskopisches Handinstrument ausgebildet sein. Das endoskopische Handinstrument umfasst neben einem wechselbaren Einsatz, der durch das erfindungsgemäße endoskopische Instrument gebildet wird, ein Handstück, das mindestens ein handbetätigbares Betätigungselement zur Betätigung des endoskopischen Instruments umfasst. Zur Verbindung der Zugstange mit einem beweglichen Betätigungselement und zur Verbindung des Schafts mit einem feststehenden Betätigungselement des Handstücks kann ferner eine Kopplungsvorrichtung vorgesehen sein. Die Verbindung kann drehbar ausgestaltet sein.
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Ein erfindungsgemäßes endoskopisches Instrument bzw. endoskopisches Handinstrument ist insbesondere für chirurgische endoskopische Eingriffe am menschlichen oder tierischen Körper geeignet. Bei derartigen minimal-invasiven Eingriffen sind die Maulteile insbesondere zur Manipulation von Gewebe ausgebildet. Das Gewebe kann beispielsweise zwischen zwei als Greifzange ausgebildeten Maulteilen gegriffen oder zwischen zwei als Schere ausgebildeten Maulteilen geschnitten werden. Das Instrument bzw. Handinstrument kann auch für eine elektrochirurgische Anwendung, beispielsweise für ein monopolares Schneiden mit als Schere wirkenden Maulteilen oder für eine Koagulation mit als Koagulationszange ausgebildeten Maulteilen, ausgebildet sein. In diesem Fall sind entsprechende Isolierungen zumindest des Schafts sowie ein elektrischer Anschluss am Handinstrument vorgesehen. Ein erfindungsgemäßes chirurgisches Instrument kann aber auch beispielsweise als Nadelhalter oder für eine andere Art von Manipulationen ausgebildet sein.
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In besonders bevorzugter Weise kann der Einsatz als chirurgisches Einweginstrument ausgebildet sein, während das Handstück für eine mehrfache Verwendung vorgesehen und dementsprechend für eine Reinigung und Sterilisation geeignet ist. Da das Handstück bei der Benutzung bei chirurgischen Eingriffen in geringerem Maße einer Verschmutzung ausgesetzt ist als der Einsatz, ist auf diese Weise das Handstück in kostengünstiger Weise wiederverwendbar, während eine aufwendige Reinigung und Sterilisierung des Einsatzes entfällt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen chirurgischen endoskopischen Instruments in Gesamtansicht;
- 2a und 2b den Schaft des endoskopischen Instruments aus 1 in zwei unterschiedlichen Ansichten;
- 3a die Zugstange des Instruments aus 1 und 3b ein Detail aus 3a;
- 4a bis 4c ein Maulteil des Instruments aus 1, wobei 4a das Maulteil in Draufsicht zeigt, 4b ein Detail aus 4a und 4c das Maulteil von der Kante gesehen;
- 5a bis 5d den Zugbügel des Instruments aus 1 in vier verschiedenen Ansichten;
- 6a bis 6c das distale Ende des endoskopischen Instruments aus 1 in teilweise aufgeschnittener Detailansicht in drei verschiedenen Öffnungsstellungen der Maulteile;
- 7 ein feststehendes Maulteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 8a und 8b das distale Ende eines endoskopischen Instruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in teilweise aufgeschnittener Detailansicht in zwei verschiedenen Öffnungsstellungen;
- 9 den Zugbügel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gemäß 1 weist ein für minimal-invasive chirurgische Eingriffe bestimmtes endoskopisches Instrument 1 ein benutzerfernes distales Ende 2 und ein dem Benutzer zugewandtes proximales Ende 3 auf. Das distale Ende 2, an dem Arbeitselemente 4 angeordnet sind, sowie ein Einführungsabschnitt 5 des endoskopischen Instruments sind zur Einführung in einem körperinneren Hohlraum bestimmt. Das proximale Ende 3 weist einen dem Instrument 1 zugeordneten Teil einer Kopplungsvorrichtung 6 auf, durch die das endoskopische Instrument 1 mit einem nicht dargestellten Handstück verbindbar ist.
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Der Einführungsabschnitt 5 wird durch einen langerstreckten rohrförmigen Schaft gebildet, der als Führungsrohr 10 ausgebildet ist, das im dargestellten Ausführungsbeispiel eines elektrochirurgischen endoskopischen Instruments durch eine Isolierung, beispielsweise einen Schrumpfschlauch 11, umschlossen wird. Das Führungsrohr ist mit seinem proximalen Ende mit einem der Kopplung mit dem Handstück dienenden Zwischenstück 12 verbunden, beispielsweise durch Laserschweißen. Das Zwischenstück 12 ist als rohrförmige Hülse ausgebildet, die eine Mehrzahl von Kopplungselementen 13, 13' zum Herstellen einer lösbaren drehbaren Verbindung mit dem Handstück aufweist. Die für die Verwendung als elektrochirurgisches Instrument notwendige Hochfrequenzspannung wird über einen am Handstück angeordneten HF-Stecker zugeführt. Um zu verhindern, dass beispielsweise ein Trokar, durch den bei einer laparoskopischen Operation der Einführungsabschnitt 5 hindurchgeführt wird, mit der HF-Spannung beaufschlagt wird, ist eine Isolierungshülse 14 vorgesehen.
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Innerhalb des Führungsrohrs 10 ist eine Zugstange 20 axial verschiebbar geführt. Die Zugstange 20 weist ein kugelförmiges Kopplungselement 21 auf, das zum Herstellen einer lösbaren drehbaren Verbindung vom Handstück gegriffen werden kann. Durch Betätigen eines Betätigungselements des Handstücks kann die Zugstange 20 in Längsrichtung des Führungsrohrs 10 relativ zu diesem verschoben werden.
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Die Arbeitselemente 4 sind im ersten Ausführungsbeispiel als zwei schwenkbare Maulteile 31, 31', insbesondere als unteres und oberes Scherenteil 30, 30' ausgebildet. Durch eine Verschiebung der Zugstange 20 relativ zum Führungsrohr 10 können die Scherenteile 30, 30' gegeneinander geöffnet und geschlossen werden, wie nachfolgend näher beschrieben wird.
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Wie in 2a und 2b dargestellt, ist das Führungsrohr 10 als langerstreckter zylindrischer Schaft mit einem gabelförmigen distalen Ende ausgebildet. Das gabelförmige distale Ende wird durch zwei Fortsätze 15, 15' gebildet, die ebene, parallel zueinander stehende Innenflächen und näherungsweise zylindrische Außenseiten aufweisen. Die Fortsätze 15, 15' weisen jeweils eine in Querrichtung mittige Bohrung 16 auf. Die Bohrungen in beiden Fortsätzen 15, 15' fluchten miteinander und definieren eine quer zur Längsachse 17 des Führungsrohrs 10 gerichtete Schwenkachse. Distalseitig der Bohrungen enden die Fortsätze 15, 15' in Rundungen 18, die näherungsweise als zur jeweiligen Bohrung 16 konzentrische Kreisbögen ausgebildet sind. Das distale Ende des zylindrischen Teils des Führungsrohrs 10 bildet einen Schließanschlag 19.
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Die Zugstange 20 weist gemäß 3a an ihrem proximalen Ende ein kugelförmiges Kopplungselement 21 auf. Wie 3b in einer vergrößerten Detaildarstellung zeigt, ist das distale Ende der Zugstange 20 mit einer quer zur Längsachse 22 der Zugstange eingebrachten Nut 23 versehen, in die der Zugbügel eingesetzt werden kann. Die Quernut 23 weist einen inneren Teil 24 mit einem Querschnitt auf, der geringfügig größer ist als der Durchmesser des Zugdrahts, während der äußere Teil 25 eine geringfügig geringere Breite als der Durchmesser des Zugbügels aufweist, so dass der Zugbügel unter Überwindung eines Widerstands eingesetzt wird und durch das Untermaß des äußeren Teils ein Lösen des Zugbügels verhindert wird. Die distale Endfläche 26 der Zugstange 20 dient als zusätzlicher Öffnungsanschlag (s. u.).
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Gemäß 4a bis 4c umfasst ein Maulteil 31 einen Gelenkabschnitt 32 und einen Arbeitsabschnitt 33. Der Arbeitsabschnitt 33 ist im Ausführungsbeispiel als gekrümmtes Scherenblatt 34 ausgebildet. Der Gelenkabschnitt wird durch eine Platte 35 gebildet, die eine Bohrung 36 sowie zwei randseitige Ausnehmungen 37, 38 aufweist. Die erste Ausnehmung 37 ist näherungsweise halbkreisförmig in die Randkontur eingebracht, wobei der Durchmesser etwa dem des Zugbügels entspricht. In die erste Ausnehmung 37 greift der Zugbügel zur Betätigung des Maulteils 31 ein. Die zweite Ausnehmung 38 dient zur Aufnahme eines Seitenschenkels des U-förmigen Zugbügels (s. u.) und umfasst einen Öffnungsanschlag 39. Die beiden Maulteile 31 bzw. Scherenteile 30, 30' sind bis auf die Krümmungsrichtung des Scherenblatts gleich ausgebildet.
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Der Zugbügel 40 ist in perspektivischer Ansicht in 5a sowie in Ansichten aus den drei Raumrichtungen in 5b bis 5d dargestellt. Der Zugbügel 40 ist näherungsweise U-förmig ausgebildet mit einem mittleren bzw. Grundschenkel 41 und zwei Seitenschenkeln 42, 42', wobei an den äußeren Enden der Seitenschenkel 42, 42' Vorsprünge angeordnet sind, als umgebogene Endabschnitte 43, 43' ausgebildet sind. Der Grundschenkel und die Seitenschenkel weisen jeweils gerade Mittelabschnitte auf, die über Biegeabschnitte 44, 44' miteinander verbunden sind. Die Endabschnitte 43, 43' sind mit den äußeren Enden der Seitenschenkel 42, 42' ebenfalls über Biegeabschnitte 44", 44‘‘‘ verbunden. Die Biegeabschnitte 44, 44', 44", 44‘‘‘ vermitteln jeweils eine Biegung von 90° und sind mit gleichem Krümmungsradius ausgeführt.
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Der Zugbügel 40 ist symmetrisch bezüglich einer Rotation um 180° um die Mittelachse des „U“, das vom Zugbügel 40 näherungsweise gebildet wird. Der Zugbügel 40 ist als einstückiger Draht mit gleichförmigem Durchmesser herstellbar, beispielsweise mit einem Durchmesser von ca. 1 mm, einer gestreckten Länge von ca. 12 mm, einem Mittellinienradius in den Biegeabschnitten 44, 44', 44", 44‘‘‘ von ca. 0,6 mm und einem Biegeradius der Biegeabschnitte von weniger als 0,1 mm.
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5b zeigt eine Draufsicht auf die Fläche des „U“, 5c eine Kantenansicht auf den „oberen“ Seitenschenkel 42' und 5d eine Kantenansicht aus Richtung der Öffnung des „U“ auf den mittleren bzw. Grundschenkel 41. Wie insbesondere in 5d zu erkennen ist, steht der Grundschenkel 41 schräg zur Richtung der Endabschnitte 43, 43', was eine besonders platzsparende Anordnung ermöglicht.
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Dies wird aus 6a bis 6c deutlich, die den Zusammenbau der vorstehend beschriebenen Einzelteile in teilweise geschnittener Darstellung in geschlossener, halb geöffneter und geöffneter Stellung der Scherenblätter 34, 34' zeigt. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle Bezugszeichen in jeder der 6a bis 6c eingetragen.
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In 6a befindet sich die Zugstange 20 in ihrer proximalen Endposition innerhalb des Führungsrohrs 10. Der in die Nut 23 der Zugstange 20 mit seinem Grundschenkel 41 eingesetzte Zugbügel 40 liegt in dieser Position am Schließanschlag 19 des zylindrischen Teils des Führungsrohrs 10 an, der die Schließstellung der Scherenblätter 34, 34' definiert. Die Seitenschenkel 42, 42' des Zugbügels 40 sind parallel zur Verschiebungsrichtung der Zugstange angeordnet. Die Endabschnitte 43, 43' des Zugbügels 40 stehen senkrecht zur Zugrichtung und greifen in die Ausnehmung 37 des jeweiligen Maulteils 31,31' ein. In die Bohrung 16 des Fortsatzes 15 ist ein Lagerstift 50 eingesetzt, der die Maulteile 31, 31' in den entsprechenden Bohrungen durchsetzt und hierdurch eine Schwenkachse der Maulteile definiert. Die Endabschnitte 43, 43' sind parallel zur Schwenkachse ausgerichtet. Wie aus 6a erkennbar ist, ist der an dem einen Maulteil 31' angreifende Abschnitt des Zugbügels 40, nämlich der Seitenschenkel 42', in der Ausnehmung 38 des anderen Maulteils 31 angeordnet, von wo aus der Endabschnitt 43' in die Ausnehmung 37 des einen Maulteils 31' eingreift. Entsprechendes gilt für das andere Maulteil 31, den anderen Seitenschenkel 42 des Zugbügels und den anderen Endabschnitt 43.
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Wird die Zugstange 20 aus ihrer proximalen Endposition nach distal verschoben, so wird die Verschiebung über den Zugbügel 40 auf die Maulteile 31, 31' übertragen, die dadurch um jeweils gleiche Winkel um die gemeinsame, durch den Lagerstift 50 bestimmte Schwenkachse geschwenkt werden (6b).
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Erreicht die Zugstange 20, wie in 6c gezeigt, ihre distale Endposition, so liegt die distale Endfläche 26 der Zugstange am Rand der plattenförmigen Gelenkabschnitte der Maulteile 31, 31' an. Gleichzeitig gelangt der durch die Ausnehmung 38 definierte Öffnungsanschlag 39 des Maulteils 31 zur Anlage an einem Biegeabschnitt 44‘‘‘ des Zugbügels 40 zwischen dem Endabschnitt 43' und dem Seitenschenkel 42'. Entsprechendes gilt für das andere Maulteil 31'. Wie in 6c ebenfalls zu erkennen ist, treten die Gelenkabschnitte der Maulteile 31, 31' bei der Öffnungsbewegung bis zum Erreichen der Öffnungsanschläge nicht über die Verlängerung der Außenkontur des Führungsrohrs 10 hinaus. Ein zylindrisches Außenrohr bzw. eine Isolierung des Führungsrohrs 10 (nicht dargestellt) kann daher ohne weiteres den Bewegungsmechanismus einschließlich des Zugbügels umschließen, so dass lediglich die Scherenblätter 34, 34' hierdurch nicht abgedeckt sind.
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Zum Öffnen der Scherenblätter 34, 34' wird gemäß 6a bis 6c eine Schubkraft über die Zugstange 10 und den Zugbügel 40 auf die Maulteile 31, 31' übertragen. Zum Schließen der Scherenblätter 34, 34', das gemäß der Reihenfolge der 6c bis 6a erfolgt, wird eine Zugkraft von der Zugstange 10 über den Zugbügel 40 auf die Maulteile 31, 31' ausgeübt. Die übertragbare Zugkraft kann höher sein als die Schubkraft, um ein Schließen der Maulteile mit einer hohen Kraft zu ermöglichen.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist eines der beiden Maulteile als feststehendes Maulteil 31" ausgebildet, das fest, insbesondere nicht schwenkbar, mit dem Führungsrohr 10 verbunden ist. Wie in 7 gezeigt, weist auch das feststehende Maulteil 31" einen Arbeitsabschnitt 33 auf, der als Scherenblatt 34 ausgebildet ist. Ferner umfasst das feststehende Maulteil 31" einen Basisabschnitt 60, der als Platte 35 ausgebildet sein kann. Die Platte 35 weist eine Bohrung 36 auf, durch die der Lagerstift für das schwenkbare Maulteil geführt ist, der fest mit dem feststehenden Maulteil 31" verbunden sein kann. Ferner weist der Basisabschnitt 60 bzw. die Platte 35 ein Langloch 61 auf, in dem ein Endabschnitt eines U-förmigen Zugbügels gleiten kann. Die Platte 35 weist weiterhin eine Aussparung 38 auf, die beim Zusammenbau der Aufnahme desjenigen Seitenschenkels des Zugbügels dient, der in das schwenkbare Maulteil eingreift.
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Dies ist in 8a und 8b erkennbar, worin zwei unterschiedliche Öffnungsstellungen des endoskopischen Instruments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt sind. Hierbei ist das feststehende Maulteil 31" fest mit dem Schaft bzw. dem Führungsrohr 10 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet, wobei der Basis- und der Arbeitsabschnitt des feststehenden Maulteils 31" nicht über die Verlängerung der Außenkontur des Führungsrohrs hinausragen. In das Langloch 61 des feststehenden Maulteils 31" greift der Zugbügel 40 mit einem Endabschnitt 43 ein; dieser kann innerhalb des Langlochs 61 im Wesentlichen frei gleiten. Auf der dem Langloch 61 gegenüberliegenden Seite ist ein Seitenschenkel 42' des Zugbügels 40 in der Ausnehmung 38 angeordnet; dieser greift in eine Ausnehmung des Gelenkabschnitts des schwenkbaren Maulteils 31' ein, um die Bewegung der Zugstange 20 auf dieses zu übertragen und das Maulteil 31' dadurch zu schwenken. Hierdurch wirken die Scherenblätter 34, 34' in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zusammen, jedoch mit bei gleicher Verschiebung der Zugstange 20 halbem Öffnungswinkel. Der Öffnungswinkel ist durch den Anschlag des beweglichen Maulteils 31' an einem dem Endabschnitt 43 benachbarten Biegeabschnitt des Zugbügels 40 sowie durch den Anschlag der distalen Endfläche 26 der Zugstange 20 an den Randkonturen der Maulteile 31', 31" begrenzt. Der Schließanschlag des schwenkbaren Maulteils 31' entspricht dem zu 6a beschriebenen Schließanschlag im ersten Ausführungsbeispiel. Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5d.
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In 9 ist ein Zugbügel 40' in perspektivischer Ansicht gezeigt, der gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel L-förmig ausgebildet ist. Der Zugbügel 40' weist einen Grundschenkel 41' auf, der jedoch nur auf einer Seite über einen Biegeabschnitt 44' einen Seitenschenkel 42' trägt; der Seitenschenkel trägt über einen weiteren Biegeabschnitt 44‘‘‘ einen Endabschnitt 43', der zum Eingriff in und zur Kraftübertragung auf ein schwenkbares Maulteil vorgesehen ist. Auf der anderen Seite ist der Grundschenkel 41' beispielsweise schräg abgeschnitten, wobei das Endstück 45 dazu dient, einen beidseitigen Kontakt mit dem Schließanschlag des zylindrischen Teils des Führungsrohrs (s. 6a) zu gewährleisten. Der asymmetrische Zugbügel 40' dient zur Betätigung des einen schwenkbaren Maulteils 31" bei einem Instrument gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anstelle des in 8a und 8b gezeigten symmetrischen Zugbügels 40. In diesem Fall kann das Langloch 61 im feststehenden Maulteil 31" entfallen; ebenso benötigt das schwenkbare Maulteil 31' keine zweite Aussparung zur Aufnahme des entsprechenden Seitenschenkels des Zugbügels. Ansonsten entspricht das dritte Ausführungsbeispiel dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen ist ein starres endoskopisches Instrument beschrieben. Prinzipiell kann das Instrument auch mit einem zumindest teilweise flexiblen Schaft bzw. Führungsrohrs ausgeführt sein. Innerhalb des Schafts ist in diesem Fall eine ebenfalls flexible Zugstange verschiebbar gelagert, deren Verschiebungsrichtung in Bereich des distalen Endes des Schafts die Zugrichtung definiert. Im Übrigen kann das flexible endoskopische Instrument wie das beschriebene starre Instrument aufgebaut sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endoskopisches Instrument
- 2
- Distales Ende
- 3
- Proximales Ende
- 4
- Arbeitselemente
- 5
- Einführungsabschnitt
- 6
- Kopplungsvorrichtung
- 10
- Führungsrohr
- 11
- Schrumpfschlauch
- 12
- Zwischenstück
- 13, 13'
- Kopplungselement
- 14
- Isolierungshülse
- 15, 15'
- Fortsatz
- 16
- Bohrung
- 17
- Längsachse
- 18
- Rundung
- 19
- Schließanschlag
- 20
- Zugstange
- 21
- Kopplungselement
- 22
- Längsachse
- 23
- Nut
- 24
- Innerer Teil
- 25
- Äußerer Teil
- 26
- Endfläche
- 30, 30'
- Scherenteil
- 31, 31', 31"
- Maulteil
- 32
- Gelenkabschnitt
- 33
- Arbeitsabschnitt
- 34, 34'
- Scherenblatt
- 35
- Platte
- 36
- Bohrung
- 37
- Ausnehmung
- 38
- Ausnehmung
- 39
- Öffnungsanschlag
- 40, 40'
- Zugbügel
- 41, 41'
- Grundschenkel
- 42, 42'
- Seitenschenkel
- 43, 43'
- Endabschnitt
- 44, 44', 44", 44‘‘‘
- Biegeabschnitt
- 45
- Endstück
- 50
- Lagerstift
- 60
- Basisabschnitt
- 61
- Langloch
