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Die Erfindung betrifft ein Greifinstrument, insbesondere ein chirurgisches Greifinstrument, mit zwei Maulteilen, die über ein Drehgelenk miteinander verbunden und durch Zusammendrücken zweier mit den Maulteilen verbundene Griffschenkel aufeinander zu beweglich und durch ein Auseinanderdrücken der Griffschenkel voneinander wegbeweglich sind. Die Maulteile sind distal des Gelenks angeordnet und die als Handgriffe ausgebildete Griffteile proximal des Gelenks.
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Derartige zangenartige chirurgische Instrumente sind grundsätzlich bekannt und können im einfachsten Fall so ausgewählt sein, dass ein Maulteil und ein zugehöriger Handgriff jeweils einstückig ausgebildet ist und diese beiden Stücke – ähnlich wie bei einer Schere – mittels eines Drehgelenks überkreuz miteinander verbunden sind.
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Neben solchen einfachen Greifinstrumenten sind beispielsweise für den laparoskopischen Einsatz auch aufwendige Greifinstrumente bekannt, bei denen eine auf die Handgriffe ausgeübte Handkraft, beispielsweise über ein Gestänge, zu den gelenkig miteinander verbundenen Maulteilen geführt wird. Ein Beispiel eines solchen Instruments ist in der
EP 0 450 608 beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Instrument wirkt ein Handgriff über ein Biegegelenk auf eine Zug- und Druckstange zum Bewegen eines beweglichen Maulteils.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gut zu bedienendes Greifinstrument zu schaffen, das einfach ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Greifinstrument der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Griffschenkel ein Biegegelenk aufweist, das beim Zusammendrücken der Griffschenkel wesentlich nachgiebiger als beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel ist, so dass sich ein beim Auseinanderdrücken wirksamer Richtungsanschlag ergibt. Derart wirkt beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel eine aufgeprägte Handkraft wenigstens annähernd unmittelbar, während beim Zusammendrücken der Griffschenkel eine durch eine Biegung des Biegegelenks begrenzte Kraft über den das Biegegelenk aufweisenden Griffschenkel auf das entsprechende Maulteil übertragen wird.
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Das erfindungsgemäße Greifinstrument hat den Vorteil, dass es gut zu bedienen und dabei aber auch besonders einfach aufgebaut ist. So eignet sich das erfindungsgemäße Greifinstrument zum Greifen auch sehr feiner Gewebestrukturen mit einer begrenzten Kraft. Beim Bewegen der Griffschenkel aufeinander zu erfährt das vom Griffschenkel ausgebildete Biegegelenk eine Biegung und begrenzt so eine Kraft, die auf das entsprechende Maulteil und somit auf zwischen den Maulteilen befindliches biologisches Gewebe wirkt. Ein Auseinanderdrücken der Griffschenkel wiederum bewirkt ein Auseinanderbewegen der Maulteile mit praktisch unverminderter Handkraft, was beispielsweise für ein Dissektieren von Gewebe hilfreich ist. Dadurch, dass das Biegegelenk einen Richtungsanschlag aufweist, der beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel wirkt, also bei einer Bewegung, die typischerweise bei einer Dissektion von Gewebe durchgeführt wird, kann eine praktisch unbegrenzte Handkraft über den das Biegegelenk aufweisenden Griffschenkel auf die Maulteile und letztendlich auf das zu dissektierende Gewebe aufgebracht werden.
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Der Griffschenkel kann ein einstückig mit dem Griffschenkel ausgebildetes Biegegelenk aufweisen, sodass das Greifinstrument konstruktiv besonders einfach aufgebaut ist.
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Unter einem einstückig mit dem Griffschenkel gebildeten Biegegelenk wird vorliegend ein nachgiebiges Biegegelenk im Sinne eines „compliant mechanism“ verstanden, der von einem in eine Richtung relativ biegeweichen Abschnitt des Griffschenkels gebildet ist.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Biegegelenk durch eine Querschnitts-Verjüngung des Griffschenkels gebildet. Eine Querschnitts-Verjüngung des Griffschenkels kann mittels eines oder mehrerer einseitig am Griffschenkel angebrachter Schlitze gebildet sein. Der durch die Querschnitts-Verjüngung des Griffschenkels verbleibende und in der Schlitzebene liegende „Rest“ des Griffschenkels definiert einen Basissteg des Biegegelenks. Der Basissteg ist also durch eine Querschnitts-Verjüngung des Griffschenkels freigestellt. Im einfachsten Fall kann die Biegegelenkfunktion also durch Schlitzen des Griffschenkels erreicht werden. Die Biegefähigkeit des Biegegelenks ist dabei durch das Flächenträgheitsmoment des Basisstegs definiert. Dieses ist geringer als das Flächenträgheitsmoment an einer Stelle des Griffschenkels, an dem kein Schlitz vorgesehen ist. Die einander zugewandten Stirnseiten der Flanken eines jeweiligen Schlitzes können den beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel wirkenden Richtungsanschlag des Biegegelenks bilden. Bevorzugt ist der Griffschenkel einseitig geschlitzt. Ein Schlitz kann von einer Seite des Griffschenkels aus abgehen, die dem jeweils anderen Griffschenkel abgewandt ist. Derart ergibt sich eine besonders richtungsstabile Handhabbarkeit des Greifinstruments.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Griffschenkel entlang seiner Längsrichtung eine Mehrzahl von Schlitzen aufweist. Ein jeweiliger Schlitz kann beispielsweise quer zur Längsrichtung des Griffschenkels ausgerichtete Schlitze gebildet sein. Durch eine geeignete Anordnung der Schlitze entlang des Griffschenkels kann erreicht werden, dass eine gleichförmige, kreisbahnähnliche Schließbewegung beim Zusammendrücken zweier Griffschenkel zumindest angenähert wird.
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Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schlitzen kann jeweils einen Kammsteg des Biegegelenks definieren. Ein Kammsteg kann sich von der Seite des Griffschenkels, von der der Schlitz ausgeht, bis zum Basissteg des Griffschenkels erstrecken.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung können – um eine beim Zusammendrücken zweier Griffschenkel definierte Schließkurve ergonomisch weiter zu verbessern – die Schlitze und/oder die Kammstege verschiedenen Breiten aufweisen. Ebenso können die Schlitze und/oder die Kammstege unterschiedlich voneinander beabstandet sein. Die Schlitze können auch unterschiedliche Tiefen aufweisen. Je nach Bedarf kann ein Greifinstrument damit beispielsweise auf die individuellen Anforderungen eines Operateurs oder den Erfordernissen eines biologischen Gewebes angepasst sein. Unter einer Breite eines Schlitzes bzw. eines Kammstegs ist eine Ausdehnung des Schlitzes bzw. des Kammstegs zu verstehen, die in Längsrichtung des Griffschenkels orientiert ist. Eine Tiefe eines Schlitzes meint eine Ausdehnung des Schlitzes, die quer zu Längsrichtung und des Griffschenkels orientiert ist und in der Schwenkebene der Griffschenkel liegt.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Greifinstrument ein Federelement aufweist, das entlang des Basisstegs angeordnet ist. Das Federelement ist bevorzugt in den jeweiligen Griffschenkel des Greifinstruments eingebettet, insbesondere vollständig eingebettet.
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Es hat sich insbesondere bei besonders breit ausgebildeten Schlitzen als vorteilhaft erwiesen, dass der Kammsteg ein von ihm abstehendes Stützelement aufweist, das ausgebildet ist, den Kammsteg gegen einen jeweils benachbarten Kammsteg abzustützen, wenn die Griffschenkel voneinander weg bewegt werden. Durch das vom Kammsteg abstehende Stützelement kann also auch bei breiteren Schlitzen ein beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel wirkender Richtungsanschlag erreicht werden.
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Um auch gesteigerten hygienischen Anforderungen gerecht zu werden, kann der Schlitz durch eine vergleichsweise weich-elastische Füllkomponente aufgefüllt sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Schlitzverjüngung durch eine vom Griffschenkel verschiedene Hülle umschlossen sein. Die Flexibilität der Hülle kann so ausgelegt sein, dass die Hülle beim Zusammendrücken der Griffschenkel nicht reißt. Damit wird zum einen beispielsweise eine bakterielle Ablagerung in dem Schlitz, zum anderen aber auch eine Verletzung von biologischem Gewebe z. B. durch Einklemmen, beispielsweise in einer engen Körperöffnung, vermieden. Die Füllkomponente kann beispielsweise ein weich-elastischer Kunststoff wie z. B. ein 2K-Spritzguss, aber auch ein anderes Füllmaterial sein, das die gewünschten Biegeeigenschaften des Biegegelenks zu unterstützen geeignet ist.
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Vorzugsweise, im Sinne einer besonders kostengünstigen Fertigung, ist das Greifinstrument selbst beispielsweise aus einem Spritzgusskunststoff gefertigt. Maulteil und zugehöriger Griffschenkel können dabei einstückig ausgeführt sein. Ein Federelement des Biegegelenks kann sowohl als Stahlfeder, aber auch als Kunststoff mit einer gewünschten Biegecharakteristik bereit gestellt sein.
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In einer weiter bevorzugten Weiterbildung weist das Greifinstrument einen Drehanschlag auf, der eine Bewegung der Maulteile aufeinander zu begrenzt. Der Drehanschlag kann in unmittelbarer Nähe des Drehgelenks am Griffschenkel und/oder am Maulteil ausgebildet sein.
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Um eine plastische Verformung und/oder einen Bruch eines Griffschenkels beim Zusammendrücken der Griffschenkel zu vermeiden, kann der Griffschenkel einen Sicherheitsanschlag aufweisen. Der Sicherheitsanschlag begrenzt ein Zusammendrücken der beiden Griffschenkel also derart, dass Griffschenkel und/oder ein am Griffschenkel ausgebildetes Biegegelenk lediglich elastisch verformt werden. Der Sicherheitsanschlag ist vorzugsweise proximal am Griffschenkel angeordnet.
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Bevorzugt ist das Greifinstrument ein chirurgisches Greifinstrument. Das Greifinstrument kann insbesondere auch ein elektrochirurgisches Greifinstrument sein Dafür können an den Maulteilen entsprechende Elektroden zum Schneiden und/oder Koagulieren von biologischem Gewebe angeordnet sein.
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Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden. Von den Figuren zeigt:
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1: ein erfindungsgemäßes Greifinstrument beim Zusammendrücken der Griffteile;
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2: das Ausführungsbeispiel aus 1 beim Auseinanderdrücken der Griffteile;
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3: ein Detail eines Griffschenkels mit Biegeelement und Federelement;
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4 ein Detail eines Griffschenkels mit einem Biegegelenk, das von einer Hülle umschlossen ist; und
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5: ein Detail eines weiteren Griffschenkels mit einem Biegegelenk.
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Ein Greifinstrument in 1 weist eine erstes Maulteil 2 und zweites Maulteil 4 auf. Das erste Maulteil 2 und das zweite Maulteil 4 sind über ein Drehgelenk 3 miteinander verbunden. Mit dem ersten Maulteil 2 ist ein dem ersten Maulteil 2 zugeordneter erster Griffschenkel 12, mit dem zweiten Maulteil 4 ein dem zweiten Maulteil 4 zugeordneter zweiter Griffschenkel 14 verbunden. Durch Zusammendrücken der Griffschenkel 12 und 14, angedeutet durch die Pfeilrichtung Z, werden auch die Maulteile 2 und 4 aufeinander zu bewegt. Vorliegend ist das Greifinstrument 1 beim Greifen von biologischem Gewebe 100 dargestellt. Der Griffschenkel 12 weist ein Biegegelenk 15 auf, das einstückig mit dem ersten Griffschenkel 12 am ersten Griffschenkel 12 ausgebildet ist. Das Biegegelenk 15 ist durch eine Querschnitts-Verjüngung des ersten Griffschenkels 12 mittels mehrerer einseitig am ersten Griffschenkel 12 angeordneter Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ gebildet. Die Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ sind vorliegend schräg zur Längsrichtung L des ersten Griffschenkels 12 in den ersten Griffschenkel 12 eingebracht. Die Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ gehen von der Seite des ersten Griffschenkels 12 aus, die von dem zweiten Griffschenkel 14 weg weist. Gut erkennbar in 1 ist, dass die Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ entlang der Längsrichtung L des ersten Griffschenkels 12 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Ein gleichmäßiger Abstand bezieht sich dabei auf ein Biegegelenk in unbelastetem Zustand (siehe 2).
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Durch die Querschnitts-Verjüngung des ersten Griffschenkels 12 mittels der Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ verbleibt – ausgehend vom Fuß der Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ – als „Rest“ vom Griffschenkel 12 jeweils ein Basissteg 11, 11‘, 11‘‘. Ein Basissteg 11, 11‘, 11‘‘ ist also ein um einen jeweiligen Schlitz 5, 5‘ und 5‘‘ verminderter Abschnitt des Griffschenkels 12. Die Basisstege 11, 11‘, 11‘‘ verlaufen ebenso wie die Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ schräg zur Längsrichtung L des ersten Griffschenkels 12. Die Biegefähigkeit des Biegegelenks 15 ist nun durch das Flächenträgheitsmoment dieser Basisstege 11, 11‘, 11‘‘ bestimmt, wobei das Flächenträgheitsmoment der Basisstege 11, 11‘, 11‘‘ geringer ist, als das Flächenträgheitsmoment an einer Stelle des Griffschenkels, an dem kein Schlitz vorgesehen ist.
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Ebenfalls erkennbar aus 1 ist, dass zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Schlitzen 5, 5‘, 5‘‘ jeweils ein Kammsteg 6, 6‘ gebildet ist. Die Kammstege 6, 6‘ sind also die Abschnitte des ersten Griffeschenkels 12, die in Längsrichtung L des ersten Griffeschenkels 12 zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden Schlitzen 5, 5‘, 5‘‘ liegen. Die Kammstege 6 und 6‘ erstrecken sich jeweils ausgehend von einer dem Griffschenkel 14 abgewandten Seite des Griffschenkels 12 in Richtung des Basisstegs 11 des Griffschenkels 12.
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Ein Richtungsanschlag 9 des Biegegelenks 15, d.h. ein Anschlag der nur in die Richtung des Auseinanderdrückens A der beiden Griffschenkel 12, 14 wirksam ist, ist vorliegend durch die einander zugewandten Stirnflächen 19, 19‘ zweier benachbarter Kammstege 6, 6‘ gebildet. (Besser erkennbar aus 3) Beim Auseinanderdrücken A der beiden Griffschenkel 12, 14 werden also die Stirnflächen 19, 19‘ zweier benachbarter Kammstege 6, 6‘ aufeinander gepresst, womit der Richtungsanschlag in die Richtung des Auseinanderdrückens A der beiden Griffschenkel 12, 14 wirksam ist.
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Zusammenfassend und wie mit Bezug auf 1 beschrieben, weist ein Biegegelenk 15 also wenigstens einen Schlitz 5, einen Basissteg 11, sowie einen Richtungsanschlag 9 auf.
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Da das in 1 gezeigte Greifinstrument 1 im Begriff ist durch Zusammendrücken der Griffschenkel 12, 14 geschlossen zu werden, ist der Richtungsanschlag 9 nicht aktiv, vielmehr wird durch eine Biegung des Biegeschenkels 15 eine begrenzte Kraft über den das Biegegelenk 15 aufweisenden Griffschenkel 12 übertragen. Gut zu erkennen in 1 ist ebenfalls, dass die dem Drehgelenk 3 näheren Schlitze 5 und 5‘ bereits etwas gespreizt sind, während der dem Drehgelenk 3 fernere Schlitz 5‘‘ vorliegend noch geschlossen ist. Das Biegegelenk 15 befindet sich also in einer mittleren Biegestellung, die ein weiteres Zusammendrücken der Griffschenkel 12 und 14 erlaubt.
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Um eine plastische Verformung und/oder einen Bruch der Griffschenkel 12 und 14 beim Zusammendrücken zu vermeiden, weisen beide Griffschenkel 12, 14 an ihrem proximalen Ende einen Sicherheitsanschlag 16 auf. Der Sicherheitsanschlag 16 begrenzt ein Zusammendrücken der beiden Griffschenkel 12 und 14 derart, dass das Biegegelenk 15 lediglich elastisch verformt wird. Der Sicherheitsanschlag 16 kann, wie aus 1 ersichtlich, höckerartig von einem Griffschenkel 12, 14 in Richtung des jeweiligen anderen abstehen. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass der Sicherheitsanschlag 16 durch eine plane Oberfläche der Griffschenkel 12, 14 gebildet ist.
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In 2 ist nun das Greifinstrument 1 der 1 beim Auseinanderdrücken der Griffschenkel 12, 14 in Richtung A dargestellt. In der dargestellten Situation wird ein biologisches Gewebe 100 dissektiert. Beim Auseinanderdrücken A der Griffschenkel 12 und 14 ist der Richtungsanschlag 9 des Biegegelenks 15 wirksam. Die Stirnseiten der Schlitze 5 und 5‘ bzw. des Kammsteges 6 sind gegeneinander gepresst, so dass die volle Handkraft über den das Biegegelenk 15 aufweisenden Griffschenkel 12 übertragen wird.
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In Bezug auf 3 wird nun eine Variante eines Biegegelenks 15 näher erläutert. Das Biegegelenk 15 aus 3 ist in einem unbelasteten Zustand dargestellt, d. h. die (hier nicht gezeigten) Griffschenkel 12 und 14 werden weder zusammen- noch auseinandergedrückt. Das Biegegelenk 15 ist durch einen Basissteg 11 gebildet, wobei der Basissteg 11 durch die Schlitze 5‘, 5‘‘ und 5‘‘‘ des Griffschenkels freigestellt ist. Angrenzend an den Schlitz 5‘‘ sind die Stirnseiten der benachbarten Kammstege 6‘ und 6‘‘ eingezeichnet, die vorliegend den Richtungsanschlag 9 des Biegegelenks 15 bilden. Gut zu erkennen ist, dass ein jeder der entlang einer Längsrichtung L am Griffschenkel 12 angeordneten Schlitze einen derartigen Richtungsanschlag 9 aufweist. Entlang des Basisstege 11, 11‘ und 11‘‘ des Biegegelenks 15 ist ein Federelement 7 angeordnet, das vollständig im Griffschenkel 12 eingebettet ist. Das Federelement 7 dient zur Stabilisierung der durch die Basisstege 11, 11‘ und 11‘‘ erreichten Biegewirkung des Biegegelenks 15 und kann z. B. aus einem Stahlstreifen (Federstahl) bestehen, der von einem den übrigen Griffschenkel bildenden Kunststoff umspritzt ist.
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Gemäß einer in 4 abgebildeten anderen Variante ist ein Biegegelenk 15 durch eine flexible Hülle 8 umschlossen. Die Hülle 8 ist vorliegend über den Griffschenkel 12 übergestülpt und verhindert das Eindringen von biologischem Gewebe als auch Verunreinigungen in den Schlitz 5. Die Hülle 8 ist so flexibel ausgelegt, dass sie beim Zusammendrücken der Griffschenkel aufeinander zu nicht reißt. Ansonsten entspricht das Biegegelenk 15 der 4 dem der 1 und 2. Zur Verdeutlichung ist in 4 ein Basissteg 11 gestrichelt eingezeichnet.
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Eine in 5 abgebildete dritte Variante eines Biegegelenks 15 weist ebenfalls einen Schlitz 5 quer zur Längsrichtung L des Griffschenkels 12 auf. Dieser Schlitz 5 ist in Längsrichtung L zum Erreichen einer gewünschten Biegewirkung des Biegegelenks 15 deutlich breiter, als beispielsweise die mit Bezug auf 3 und 4 beschriebenen Schlitze. Um dennoch eine wirksame Kraftbegrenzung der über das Biegegelenk 15 übertragenen Kraft zu gewährleisten, weist der Richtungsanschlag 9 vorliegend ein von dem Kammsteg 6 in Richtung eines benachbarten Kammstegs 6‘ abstehendes Stützelement 20 auf. Beim Auseinanderdrücken der beiden Griffschenkel müssen somit – um den Richtungsanschlag 9 zur Wirkung zu bringen – nicht erst die vergleichsweise weit voneinander entfernten Stirnflächen 19, 19‘ zweier benachbarter Kammstege 6, 6‘ aufeinander gepresst werden, sondern lediglich das Stützelement 20 gegen die Stirnfläche 19. Der Stützelement 20 stützt somit den Kammsteg 6 gegen den benachbarten Kammsteg 6‘ ab, wenn die Griffschenkel 12, 14 voneinander weg bewegt werden. Beim Auseinanderdrücken der (nicht gezeigten) Griffschenkel 12 und 14 wird dementsprechend eine unbegrenzte Kraft über das Biegegelenk 15 übertragen. Gut zu erkennen in 5 ist auch, dass der Schlitz 5 durch eine weich-elastische Füllkomponente 10 (schraffiert dargestellt) aufgefüllt ist, die ein Eindringen von Schmutz oder Ähnlichem in den Schlitz 5 verhindert.
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Die mit Bezug auf die 1 bis 5 beschriebenen Schlitze 5, 5‘ und 5‘‘ sind in den Ausführungsbeispielen gleichmäßig voneinander beabstandet entlang der Längsrichtung L des Griffschenkels 12 angeordnet. Ein gleichmäßiger Abstand bezieht sich auf ein Biegegelenk in unbelastetem Zustand. Ferner weisen die Kammstege 6, 6‘, 6‘‘ der 1 bis 5 eine gleiche Breite auf. Eine gleiche Breite meint eine Breite der Kammstege im Fußbereich der Schlitze in Längsrichtung L des Griffschenkels bei unbelastetem Biegegelenk 15. Es ist selbstverständlich denkbar, dass die Schlitze und/oder die Kammstege, je nach Anwendungsfall, mit unterschiedlichem Abstand voneinander und/oder mit jeweils unterschiedlicher Breite ausgestaltet sind. Selbstverständlich kann ein Biegegelenk sowohl an genau einem der Griffschenkel als auch an beiden Griffschenkeln ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Greifinstrument
- 2, 4
- Maulteil
- 3
- Drehgelenk
- 5, 5‘, 5‘‘
- Schlitz
- 6, 6‘, 6‘‘
- Kammsteg
- 7
- Federelement
- 8
- Hülle
- 9
- Richtungsanschlag
- 10
- Füllkomponente
- 11, 11‘, 11‘‘
- Basissteg
- 12, 14
- Griffschenkel
- 13
- Drehanschlag
- 15
- Biegegelenk
- 16
- Sicherheitsanschlag
- 19, 19‘
- Stirnflächen
- 20
- Stützelement
- 100
- Biologisches Gewebe
- A
- Richtung des Auseinanderdrückens der Griffschenkel
- L
- Längsrichtung Griffschenkel
- Z
- Richtung des Zusammendrückens der Griffschenkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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