DE102021132427A1 - Deflection mechanism for an endoscopic instrument, endoscopic instrument and surgical system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, mit: einem ersten Verbindungsglied und wenigstens einem zu einer Auslenkung mit dem ersten Verbindungsglied zusammenwirkenden zweiten Verbindungsglied; einer Mehrzahl von die Verbindungsglieder miteinander koppelnden Lenkdrähten, welche sich durch außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehene Durchtrittsöffnungen erstrecken; und zumindest einem sich durch die Verbindungsglieder erstreckenden elektrischen Leiter, welcher in außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehenen Leiterdurchführungen geführt ist, wobei die Leiterdurchführungen jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, sowie ein entsprechendes Chirurgiesystem.The present invention relates to a deflection mechanism for an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, having: a first connection member and at least one second connection member which interacts with the first connection member for deflection; a plurality of steering wires coupling the connecting members to each other and extending through through holes provided off-center in the connecting members; and at least one electrical conductor which extends through the connecting members and is guided in conductor bushings provided eccentrically in the connecting members, the conductor bushings each being arranged in a region between two adjacent passage openings. The present invention also relates to an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, and a corresponding surgical system.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, sowie ein entsprechendes Chirurgiesystem.The present invention relates to a deflection mechanism for an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, and a corresponding surgical system.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Eine Auslenkmechanik für endoskopische Instrumente dient zur Abwinkelung eines daran angebrachten Zubehörs, insbesondere einer Handhabungsvorrichtung wie einer Zange, Schere oder Klemme.A deflection mechanism for endoscopic instruments is used to deflect an accessory attached to it, in particular a handling device such as forceps, scissors or clamps.
Beispielsweise beschreibt die
Aktuelle Operationstechniken, insbesondere die sogenannte HF-Chirurgie, verwenden hochfrequenten elektrischen Wechselstrom zur Elektrotomie (auch Diathermie oder Elektrokaustik) und der Koagulation (Gerinnung). Dabei wird die thermische Wirkung von hochfrequentem Wechselstrom auf Gewebe ausgenutzt, um Zielgewebe zu durchtrennen und/oder Blutungen zu stillen. Die chirurgischen Instrumente weisen dazu eine oder mehrere (Aktiv-) Elektroden an ihrer Handhabungsvorrichtung, z. B. Zange, Klemme, Schere oder dergleichen, auf, über welche der hochfrequente Wechselstrom in das Zielgewebe eines Patienten eingeleitet wird. Damit am Zielgewebe der gewünschte Effekt der Elektrotomie und/oder Koagulation auftritt, wird eine hohe Stromdichte am Zielgewebe eingebracht. Daher weisen (Aktiv-) Elektroden in der Regel eine geringe Oberfläche auf und sind dazu beispielsweise nadelförmig oder klingenförmig ausgebildet, um den angelegten hochfrequenten Wechselstrom mit möglichst hoher Stromdichte in das Zielgewebe einzubringen. Entsprechend klein sind die Handhabungsvorrichtungen ausgebildet.Current surgical techniques, in particular the so-called HF surgery, use high-frequency electrical alternating current for electrotomy (also diathermy or electrocaustic) and coagulation (clotting). The thermal effect of high-frequency alternating current on tissue is used to cut through target tissue and/or stop bleeding. For this purpose, the surgical instruments have one or more (active) electrodes on their handling device, e.g. B. forceps, clamps, scissors or the like, via which the high-frequency alternating current is introduced into the target tissue of a patient. In order for the desired effect of electrotomy and/or coagulation to occur on the target tissue, a high current density is applied to the target tissue. For this reason, (active) electrodes generally have a small surface area and are designed, for example, in the form of needles or blades in order to introduce the applied high-frequency alternating current into the target tissue with the highest possible current density. The handling devices are designed to be correspondingly small.
In der HF-Chirurgie können entweder monopolar oder bipolar betriebene chirurgische Instrumente zum Einsatz kommen. Bei monopolar betriebenen chirurgischen Instrumenten ist an dem Zubehör des chirurgischen Instruments eine einzige Aktivelektrode angeordnet, über welche der hochfrequente Wechselstrom in das Gewebe eines Patienten eingeleitet wird. Damit von der einzelnen Aktivelektrode aus der Strom in das Gewebe eingeleitet werden kann, muss eine großflächige Gegenelektrode (Neutralelektrode) an dem Körper des Patienten als Gegenpol angebracht werden. Bei bipolar betriebenen chirurgischen Instrumenten sind an dem Zubehör des chirurgischen Instruments zwei Elektroden (Aktivelektrode und Neutralelektrode) angeordnet. Dabei wird von einer ersten Elektrode (Aktivelektrode) aus der hochfrequente Wechselstrom direkt gegenüber der zweiten Elektrode (Neutralelektrode) in das Zielgewebe eingebracht.In HF surgery, either monopolar or bipolar operated surgical instruments can be used. In the case of monopolarly operated surgical instruments, a single active electrode is arranged on the accessory of the surgical instrument, via which the high-frequency alternating current is introduced into the tissue of a patient. So that the current can be introduced into the tissue from the individual active electrodes, a large counter-electrode (neutral electrode) must be attached to the patient's body as the opposite pole. In the case of bipolarly operated surgical instruments, two electrodes (active electrode and neutral electrode) are arranged on the accessory of the surgical instrument. The high-frequency alternating current is introduced into the target tissue from a first electrode (active electrode) directly opposite the second electrode (neutral electrode).
Mit den bisherigen Systemen wurde der Wechselstrom über voneinander zu isolierende elektrisch leitende Strukturelemente des chirurgischen Instruments, beispielsweise Zugelemente und Schaft, zu dem Zubehör geführt. In diesem Fall ist eine Auslenkmechanik stromleitend ausgeführt. Dies bedeutet einerseits sehr viele Übergangstellen, die durch ihre Übergangswiderstände die elektrische Funktion beeinträchtigen können. Außerdem stellt dies weitere Anforderungen an die Isolierung zur elektrischen Sicherheit, so dass diese Bereiche wieder mit zusätzlichem Aufwand gegenüber dem Patienten isoliert sein müssen.With the previous systems, the alternating current was conducted to the accessory via electrically conductive structural elements of the surgical instrument, for example tension elements and shaft, that had to be insulated from one another. In this case, a deflection mechanism is designed to conduct current. On the one hand, this means a large number of transition points which can impair the electrical function due to their transition resistance. In addition, this places further demands on the insulation for electrical safety, so that these areas must again be insulated from the patient, with additional effort.
Alternativ sind bei bisherigen Systemen zentral in dem Instrument geführte Leiter zu der Handhabungsvorrichtung geführt. Hierbei kann ein Betätigungsstrang gleichzeitig zur Übertragung von Zugkräften als auch zur Stromübertragung ausgebildet sein. Dies erfordert jedoch einen Auslegungskompromiss, so dass keine dieser Eigenschaften maximiert werden kann.Alternatively, in previous systems, conductors routed centrally in the instrument are routed to the handling device. In this case, an actuation strand can be designed both for the transmission of tensile forces and for the transmission of current. However, this requires a design compromise, so neither of these properties can be maximized.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument anzugeben.Against this background, the object of the present invention is to specify an improved deflection mechanism for an endoscopic instrument.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Auslenkmechanik mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a deflection mechanism having the features of
Demgemäß ist vorgesehen:
- - Eine Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, mit: einem ersten Verbindungsglied und wenigstens einem zu einer Auslenkung mit dem ersten Verbindungsglied zusammenwirkenden zweiten Verbindungsglied; einer Mehrzahl von die Verbindungsglieder miteinander koppelnden Lenkdrähten, welche sich durch außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehene Durchtrittsöffnungen erstrecken; und zumindest einem sich durch die Verbindungsglieder erstreckenden elektrischen Leiter, welcher in außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehenen Leiterdurchführungen geführt ist, wobei die Leiterdurchführungen jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen angeordnet sind.
- - Ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgieystem, mit einer erfindungsgemäßen Auslenkmechanik.
- - Ein Chirurgiesystem, mit einem Chirurgieroboter und einem mit dem Chirurgieroboter gekoppelten erfindungsgemäßen endoskopischen Instrument.
- A deflection mechanism for an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, having: a first connecting member and at least one second connecting member cooperating with the first connecting member for a deflection; a plurality of steering wires coupling the connecting members to each other and extending through through holes provided off-center in the connecting members; and at least one electrical conductor extending through the connecting members and guided in conductor bushings provided off-center in the connecting members, the conductor bushings are each arranged in a region between two adjacent passage openings.
- - An endoscopic instrument, in particular for a surgical system, with a deflection mechanism according to the invention.
- - A surgical system with a surgical robot and coupled to the surgical robot endoscopic instrument according to the invention.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis besteht darin, dass für eine sichere und mit hohen Spannungen betreibbare HF-Funktion eine außerzentrische Durchleitung zweier Potentiale von einem proximalen Ende eines chirurgischen Instruments bis zum distalen Ende benötigt wird.The finding on which the present invention is based is that for a safe HF function that can be operated with high voltages, an off-center conduction of two potentials from a proximal end of a surgical instrument to the distal end is required.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht nun darin, zumindest einen elektrischen Leiter durch in den Verbindungsgliedern einer Auslenkmechanik zusätzlich vorgesehene Leiterdurchführungen zu führen, welche in den Verbindungsgliedern außerzentrisch zwischen den in den Verbindungsgliedern für Lenkdrähte vorgesehenen Durchtrittsöffnungen angeordnet sind. Auf diese Weise können erstmals Leiter durch die Auslenkmechanik geführt werden, ohne dass dazu der Raum im zentralen Durchtritt der Verbindungsglieder oder ein spezieller Betätigungsstrang des chirurgischen Instruments mit integrierten Leitern benötigt wird. Ein Betätigungsstrang wird üblicherweise als Zugelement zur mechanischen Betätigung eines Zubehörs, insbesondere einer Handhabungsvorrichtung wie einer Zange, Schere oder Klemme, vorgesehen. Erfindungsgemäß kann eine auf diese Zugbelastung optimierte Auslegung des Betätigungsstrangs ohne Rücksicht auf elektrische Aspekte vorgesehen sein. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung die Entkopplung der Übertragung mechanischer Betätigungskräfte und elektrischer Potentiale. Auch für die Leiterführung braucht wesentlich weniger Rücksicht auf mechanische Anforderungen genommen werden. Die elektrischen Aspekte, insbesondere hinsichtlich einer für höhere Betriebsspannungen ausgelegten Isolation des Leiters, können somit deutlich ausgeprägter und in vereinfacht herstellbarer und somit kostengünstiger Weise realisiert werden.The idea on which the present invention is based is to guide at least one electrical conductor through conductor bushings additionally provided in the connecting members of a deflection mechanism, which are arranged eccentrically in the connecting members between the passage openings provided in the connecting members for steering wires. In this way, for the first time, conductors can be guided through the deflection mechanism without the space in the central passage of the connecting members or a special actuating strand of the surgical instrument with integrated conductors being required. An actuating cord is usually provided as a pulling element for mechanically actuating an accessory, in particular a handling device such as pliers, scissors or clamps. According to the invention, a design of the actuating train that is optimized for this tensile load can be provided without considering electrical aspects. The present invention thus enables the transmission of mechanical actuation forces and electrical potentials to be decoupled. Much less consideration needs to be given to mechanical requirements when routing the conductors. The electrical aspects, in particular with regard to insulation of the conductor designed for higher operating voltages, can thus be implemented in a significantly more pronounced manner and in a manner that is easier to produce and therefore more cost-effective.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Leiterdurchführungen ermöglicht eine sanfte Leiter- bzw. Kabelführung, welche die Bewegungen der Auslenkmechanik, speziell der Verbindungsglieder, automatisch mitmacht. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Verteilung mechanischer Beanspruchungen ermöglicht, sodass der Leiter besser vor Beschädigungen geschützt ist.The arrangement of the conductor bushings according to the invention enables gentle conductor or cable routing, which automatically follows the movements of the deflection mechanism, especially the connecting links. In this way, an even distribution of mechanical stresses is made possible, so that the conductor is better protected against damage.
Es kann ein einziger Leiter oder eine Mehrzahl von Leitern vorgesehen sein. Im Falle einer Mehrzahl von Leitern sind vorzugsweise für jeden Leiter individuelle Leiterdurchführungen in den Verbindungsgliedern, insbesondre in jedem Verbindungsglied, vorgesehen.A single conductor or a plurality of conductors may be provided. In the case of a plurality of conductors, individual conductor bushings are preferably provided in the connecting links, in particular in each connecting link, for each conductor.
Unter einer außerzentrischen Anordnung der Leiterdurchführung ist insbesondere eine radial zu einer Mittelachse beabstandete Positionierung, ähnlich der Positionierung der für die Lenkdrähte vorgesehenen Durchtrittsöffnungen, zu verstehen. Unter der Anordnung in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen ist insbesondere eine Positionierung tangential dazwischen zu verstehen. Nicht notwendiger Weise ist darunter eine gleiche oder ähnliche radiale Beabstandung zur Mittelachse zu verstehen, vielmehr kann auch ein radialer Versatz der Leiterdurchführung vorgesehen sein. Ferner kann sich die Leiterdurchführung in ihrer Dimension und/oder Form von den Durchtrittsöffnungen unterscheiden. Insbesondere ist die Dimension und/oder Form an die elektrischen Anforderungen eines endoskopischen Instruments anpassbar.An off-center arrangement of the conductor bushing is to be understood, in particular, as a positioning spaced radially from a central axis, similar to the positioning of the passage openings provided for the steering wires. The arrangement in a region between two adjacent passage openings is to be understood in particular as positioning tangentially between them. This does not necessarily mean an identical or similar radial distance from the central axis, rather a radial offset of the conductor bushing can also be provided. Furthermore, the conductor bushing can differ in its dimensions and/or shape from the passage openings. In particular, the dimension and/or shape can be adapted to the electrical requirements of an endoscopic instrument.
Die Leiterdurchführung kann insbesondere speziell für die Funktion des beweglichen Führens eines Leiters ausgelegt ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Leiterdurchführung dazu mit gerundeten Kanten ausgeführt sein, um eine Isolation des Leiters, beispielsweise einer isolierenden Hülle bzw. eines Mantels, bei Bewegung der Auslenkmechanik nicht zu verletzen. Ferner kann die Leiterdurchführung für den Zweck der beweglichen Leiterführung mit einer Tülle oder mit einer Beschichtung ausgekleidet sein, beispielsweise um verbesserte Gleiteigenschaften und/oder eine zusätzliche Isolierung bereitzustellen.The conductor bushing can in particular be specially designed for the function of moving a conductor. For example, the conductor bushing can be designed with rounded edges for this purpose, in order not to damage an insulation of the conductor, for example an insulating sleeve or a jacket, when the deflection mechanism moves. Furthermore, the conductor bushing can be lined with a grommet or with a coating for the purpose of moving the conductor guide, for example in order to provide improved sliding properties and/or additional insulation.
Die Verbindungsglieder können beispielhaft in vorbekannter Weise als sogenannte Pfannenscheiben ausgebildet sein, welche über eine Auslenkung erlaubende Zwischenstücke, sogenannte Wirbeloliven, miteinander gekoppelt sind. Eine Zusammenwirkung der Verbindungsglieder zur Auslenkung wird mittels der die Verbindungsglieder radial außerhalb der Wirbeloliven miteinander koppelnden Lenkdrähte realisiert, welche dazu in koordinierter Weise relativ zueinander verlagert, insbesondere gezogen und/oder geschoben werden können, so dass sich die Auslenkmechanik in einer zu einem auf Zug belasteten Lenkdraht weisenden Richtung bzw. entgegen einer zu einem auf Druck belasteten oder entspannten Lenkdraht weisenden Richtung auslenkt.The connecting members can be designed, for example, in a previously known manner as so-called cup washers, which are coupled to one another via intermediate pieces, so-called swivel olives, which allow deflection. An interaction of the connecting members for deflection is realized by means of the steering wires coupling the connecting members together radially outside of the vertebral olives, which can be displaced in a coordinated manner relative to one another, in particular pulled and/or pushed, so that the deflection mechanism is loaded in tension in one to one steering wire-pointing direction or against a direction pointing to a pressure-loaded or relaxed steering wire deflects.
Es sind verschiedene Konfigurationen der Auslenkmechanik mit verschiedenen Anzahlen von Lenkdrähten möglich. Eine typische Anzahl von 8 bis 10 Lenkdrähten wird oftmals eingesetzt, um eine gleichmäßige runde Ablenkung ohne bevorzugte Richtungen bereitzustellen. Dies stellt aber keine notwendige obere oder untere Begrenzung sondern lediglich den üblichen Bereich dar. Theoretisch denkbar wären je nach Miniaturisierungsgrad der Auslenkmechanik oder Art und Ausführung der Lenkdrähte auch andere Anzahlen, beispielsweise auch eine verminderte Anzahl von lediglich 6 oder eine erhöhte Anzahl von 12 oder mehr Lenkdrähten. Insbesondere kann es sich erfindungsgemäß um eine Reduktion der Anzahl der Lenkdrähte gegenüber einer vergleichbar dimensionierten herkömmlichen Auslenkmechanik handeln, beispielsweise von zehn auf acht Lenkdrähte bei einer Dimensionierung der Auslenkmechanik mit einem Durchmesser im Bereich von 10 mm. Auf diese Weise wird Platz für die Leiterdurchführungen geschaffen, sodass zumindest ein Leiter, insbesondere zwei Leiter, durch die Auslenkmechanik geführt werden können. Weitergehende Miniaturisierungen bis zu kleinen Durchmessern von 3-4 mm sind denkbar. Selbstverständlich sind auch größere Dimensionierungen möglich.Different configurations of the deflection mechanism with different numbers of steering wires are possible. A typical number of 8 to 10 steering wires is often employed to provide a smooth round deflection with no preferred directions. But this does not represent any Theoretically, depending on the degree of miniaturization of the deflection mechanism or the type and design of the steering wires, other numbers would also be conceivable, for example a reduced number of only 6 or an increased number of 12 or more steering wires. In particular, according to the invention, there can be a reduction in the number of steering wires compared to a conventional deflection mechanism with comparable dimensions, for example from ten to eight steering wires with a dimensioning of the deflection mechanism with a diameter in the range of 10 mm. In this way, space is created for the conductor bushings, so that at least one conductor, in particular two conductors, can be routed through the deflection mechanism. Further miniaturization down to small diameters of 3-4 mm are conceivable. Larger dimensions are of course also possible.
Unter Lenkdrähten sind zur Lenkung der Verbindungsglieder mittels Zugkraftübertragung geeignete und auf Biegung elastisch verformbare Stränge zu verstehen, die aus einem biokompatiblen Material gefertigt sind. Eine Ausbildung aus Metall, insbesondere korrosionsfreiem Stahl, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen. Denkbar wäre aber auch der Einsatz anderer biokompatibler zugfester Materialien und/oder Strukturen, beispielsweise auch mehrfaseriger Stränge und/oder Verbundstränge.Steering wires are to be understood as meaning strands that are suitable for steering the connecting links by means of tensile force transmission and are elastically deformable when bent, and are made of a biocompatible material. A design made of metal, in particular stainless steel, is provided in an advantageous embodiment. However, the use of other biocompatible, tensile materials and/or structures, for example multi-fiber strands and/or composite strands, would also be conceivable.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Durchtrittsöffnungen auf einem konzentrischen Lochkreis der jeweiligen Verbindungsglieder angeordnet. Die Leiterdurchführungen sind dabei im Bereich des Lochkreises angeordnet. Unter einem Lochkreis ist ein gemeinsamer Kreis zu verstehen, auf dem die Mittelpunkte der Durchtrittsöffnungen angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Durchtrittsöffnungen gleichmäßig verteilt auf dem konzentrischen Lochkreis, das heißt in gleichen Winkelabständen zueinander, angeordnet. Ein Mittelpunkt der Leiterdurchführung liegt innerhalb eines solchen Winkelabstands, muss dabei aber nicht notwendigerweise auf dem Lochkreis liegen. Es kann auch ein radialer Versatz der Leiterdurchführung zu dem Lochkreis vorgesehen sein, der aber vorzugsweise kleiner als ein Radius der Durchtrittsöffnungen ausgebildet ist. Insbesondere kann der Mittelpunkt der Leiterdurchführung in der Mitte des Winkelabstands der Durchtrittsöffnungen angeordnet sein.According to one embodiment, the passage openings are arranged on a concentric hole circle of the respective connecting members. The conductor bushings are arranged in the area of the bolt circle. A circle of holes is to be understood as meaning a common circle on which the centers of the passage openings are arranged. The passage openings are preferably distributed uniformly on the concentric circle of holes, that is to say at equal angular distances from one another. A center point of the conductor bushing lies within such an angular distance, but does not necessarily have to lie on the circle of holes. A radial offset of the conductor bushing relative to the circle of holes can also be provided, but this is preferably designed to be smaller than a radius of the passage openings. In particular, the center point of the conductor bushing can be arranged in the middle of the angular spacing of the passage openings.
Gemäß einer Ausführungsform schneidet ein Querschnitt der Leiterdurchführung den Lochkreis. Somit ist ein radialer Versatz der Leiterdurchführung zu dem Lochkreis kleiner als ein halber Durchmesser der Leiterdurchführung. Auf diese Weise lässt sich der zwischen den Durchtrittsöffnungen vorhandener Materialabschnitt vorteilhaft zur Leiterdurchführung ausnutzen.According to one embodiment, a cross section of the conductor bushing intersects the circle of holes. Thus, a radial offset of the conductor bushing to the circle of holes is less than half the diameter of the conductor bushing. In this way, the material section present between the through-openings can be advantageously used for conductor feedthrough.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine gerade Anzahl von gleichmäßig über den Lochkreis verteilten Lenkdrähten und jeweils eine entsprechende gerade Anzahl von Durchgangsöffnungen in den Verbindungsgliedern vorgesehen. Auf diese Weise ist eine symmetrische Anordnung der Durchgangsöffnungen und folglich auch der jeweils zwischen zwei Durchgangsöffnungen angeordneten Leiterdurchführungen ermöglicht.According to one embodiment, an even number of steering wires distributed evenly over the hole circle and a corresponding even number of through-openings in the connecting links are provided. In this way, a symmetrical arrangement of the through-openings and consequently also of the conductor bushings arranged between two through-openings is made possible.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Leiterdurchführungen mit Ein- und Auslaufradien ausgebildet. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Isolierung des Leiters bei dem Auslenken Schaden nimmt. Insbesondere wird ein Einklemmmen zwischen den Verbindungsgliedern verhindert. Ferner werden Biegungsradien der Leiter am Übergang zwischen den Verbindungsgliedern reduziert, sodass eine sanfte Leiterführung ermöglicht ist. Insgesamt wird der Leiter somit vor Beschädigung bei Auslenkung der Auslenkmechanik geschützt.According to one embodiment, the conductor bushings are designed with inlet and outlet radii. In this way it is avoided that an insulation of the conductor is damaged during the deflection. In particular, jamming between the connecting members is prevented. Furthermore, the bending radii of the conductors at the transition between the connecting links are reduced, so that the conductors can be guided gently. Overall, the conductor is thus protected against damage when the deflection mechanism is deflected.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Lenkdrähte in einem mit einer Handhabungsvorrichtung koppelbaren Kopfglied verankert. Der zumindest eine elektrische Leiter ist dabei durch eine in dem Kopfglied vorgesehene Leiterdurchführung bis an ein Kopfgliedende geführt. Auf diese Weise ist eine elektrische Versorgung für ein Zubehör, insbesondere eine Handhabungsvorrichtung, über den zumindest einen Leiter bereitgestellt. Insbesondere kann somit HF-Strom mit vergleichsweise hoher Betriebsspannung auf die Handhabungsvorrichtung bzw. einen Kontaktabschnitt der Handhabungsvorrichtung übertragen werden.According to one embodiment, the steering wires are anchored in a head member that can be coupled to a handling device. The at least one electrical conductor is guided through a conductor bushing provided in the head member up to one end of the head member. In this way, an electrical supply for an accessory, in particular a handling device, is provided via the at least one conductor. In particular, HF current with a comparatively high operating voltage can thus be transmitted to the handling device or a contact section of the handling device.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Auslenkmechanik zwei sich durch die Verbindungsglieder erstreckende elektrische Leiter auf. Die beiden Leiter sind jeweils in außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehenen Leiterdurchführungen geführt. Die Leiterdurchführungen sind jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen angeordnet. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine unabhängige Führung zweier elektrischer Potentiale durch die Auslenkmechanik, insbesondere für den bipolaren Betrieb eines HF-Instruments, ermöglicht. Alternativ können die beiden Leiter für einen monopolaren Betrieb mit dem selben elektrischen Potential beaufschlagt werden. Bei weiteren Ausführungsformen wären auch mehr als zwei, beispielsweise drei, vier oder mehr sich durch die Verbindungsglieder erstreckende elektrische Leiter denkbar. Eine maximale Anzahl von Leitern entspricht insbesondere der Anzahl der Lenkdrähte.According to one embodiment, the deflection mechanism has two electrical conductors extending through the connecting members. The two conductors are each guided in conductor bushings provided eccentrically in the connecting members. The conductor bushings are each arranged in a region between two adjacent passage openings. In this way, an independent guidance of two electrical potentials through the deflection mechanism is advantageously made possible, in particular for the bipolar operation of an HF instrument. Alternatively, the two conductors can be charged with the same electrical potential for monopolar operation. In other embodiments would also more than two, for example three, four or more electrical conductors extending through the connecting members are conceivable. A maximum number of conductors corresponds in particular to the number of steering wires.
Gemäß einer Ausführungsform sind die beiden Leiterdurchführungen einander gegenüberliegend in den Verbindungsgliedern angeordnet. Insbesondere sind sie auf einer gemeinsamen radialen Verbindungslinie angeordnet. Auf diese Weise ist eine symmetrische Ausbildung der Verbindungsglieder ermöglicht, sodass die Auslenkmechanik vorteilhaft ausbalanciert ausgebildet ist.According to one embodiment, the two conductor bushings are arranged opposite one another in the connecting members. In particular, they are arranged on a common radial connecting line. In this way, a symmetrical design of the connecting members is made possible, so that the deflection mechanism is advantageously designed in a balanced manner.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Verbindungsglieder im Querschnitt jeweils achsensymmetrisch bezüglich einer normal zu einer Verbindungslinie der Leiterdurchführungen stehenden Querachse ausgebildet.According to a further development, the connecting members are each designed to be axially symmetrical in cross section with respect to a transverse axis which is normal to a connecting line of the conductor bushings.
Gemäß einer Ausführungsform eines endoskopischen Instruments ist eine mit der Auslenkmechanik gekoppelte Handhabungsvorrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist ein Kontaktabschnitt der Handhabungsvorrichtung, der insbesondere zur elektrochirurgischen Kontaktierung von biologischem Gewebe ausgebildet ist, mit dem zumindest einen Leiter elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise ist über den Leiter eine Beaufschlagung des Kontaktabschnitts mit HF-Strom ermöglicht.According to one embodiment of an endoscopic instrument, a handling device coupled to the deflection mechanism is provided. A contact section of the handling device, which is designed in particular for electrosurgical contacting of biological tissue, is preferably electrically coupled to the at least one conductor. In this way, it is possible to apply HF current to the contact section via the conductor.
Gemäß einer Ausführungsform des endoskopischen Instruments sind die Lenkdrähte in einem mit einer Handhabungsvorrichtung koppelbaren Kopfglied verankert, wobei der zumindest eine elektrische Leiter durch eine in dem Kopfglied vorgesehene Leiterdurchführung bis an ein Kopfgliedende geführt ist und die Handhabungsvorrichtung eine Gelenkmechanik aufweist, die in dem Kopfglied gelagert ist.According to one embodiment of the endoscopic instrument, the guide wires are anchored in a head member that can be coupled to a handling device, with the at least one electrical conductor being guided through a conductor bushing provided in the head member to one end of the head member, and the handling device having a joint mechanism that is mounted in the head member .
Gemäß einer Ausführungsform des endoskopischen Instruments weist die Auslenkmechanik zwei sich durch die Verbindungsglieder erstreckende elektrische Leiter auf, wobei beide Leiter jeweils in außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehenen Leiterdurchführungen geführt und die Leiterdurchführungen jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen angeordnet sind. Die Handhabungsvorrichtung ist hier zur bipolaren Hochfrequenzbehandlung ausgebildet. Somit ist jeweils ein Kontaktabschnitt der Handhabungsvorrichtung, der insbesondere zur elektrochirurgischen Kontaktierung von biologischem Gewebe ausgebildet ist, mit jeweils einem Leiter elektrisch gekoppelt, beispielsweise verschweißt oder verlötet. Auf diese Weise können zwei elektrische Potentiale unabhängig voneinander auf die beiden Kontaktabschnitte gelegt werden, sodass ein bipolarer HF-Betrieb ermöglicht ist. Aufgrund der strukturell voneinander unabhängigen und separat isolierten Leiter können vorteilhaft vergleichsweise hohe Betriebsspannungen ohne eine Gefahr des Stromüberschlags angelegt werden.According to one embodiment of the endoscopic instrument, the deflection mechanism has two electrical conductors extending through the connecting members, both conductors being guided in conductor bushings provided eccentrically in the connecting members and the conductor bushings being arranged in a region between two adjacent passage openings. The handling device is designed here for bipolar high-frequency treatment. Thus, in each case a contact section of the handling device, which is designed in particular for electrosurgical contacting of biological tissue, is electrically coupled to a respective conductor, for example welded or soldered. In this way, two electrical potentials can be applied to the two contact sections independently of one another, so that bipolar HF operation is made possible. Due to the structurally independent and separately insulated conductors, comparatively high operating voltages can advantageously be applied without the risk of current flashover.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Handhabungsvorrichtung zwei zur Manipulation bewegbare Hebel auf, wobei mit den Hebeln jeweils ein Kontaktabschnitt in elektrisch isolierter Weise mechanisch gekoppelt ist. Vorzugsweise sind die beiden Hebel synchron betätigbar, insbesondere über einen zentral durch die Auslenkmechanik geführten Betätigungsstrang. Die Kontaktabschnitte sind jeweils mit einem der Leiter verbunden und zur bipolaren elektrochirurgischen Kontaktierung von biologischem Gewebe ausgebildet. Auf diese Weise können zwei elektrische Potentiale unabhängig voneinander auf die beiden Kontaktabschnitte gelegt werden, sodass ein bipolarer Betrieb ermöglicht ist.According to one embodiment, the handling device has two levers that can be moved for manipulation, with a respective contact section being mechanically coupled to the levers in an electrically insulated manner. Preferably, the two levers can be actuated synchronously, in particular via an actuating strand that is guided centrally through the deflection mechanism. The contact sections are each connected to one of the conductors and are designed for bipolar electrosurgical contacting of biological tissue. In this way, two electrical potentials can be applied to the two contact sections independently of one another, so that bipolar operation is made possible.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Figurenlistecharacter list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 eine schematische Längsschnittansicht einer Handhabungsvorrichtung; -
2 eine Explosionsdarstellung einer Handhabungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
3 eine Seitenansicht der Handhabungsvorrichtung gemäß2 im montierten Zustand; -
4 eine Längsschnittansicht der Handhabungsvorrichtung gemäß3 ; -
5 eine Draufsicht der Handhabungsvorrichtung gemäß2 bis 4 ; -
6 eine Querschnittansicht der Handhabungsvorrichtung gemäß5 im Bereich A-A; -
7 eine Querschnittansicht der Handhabungsvorrichtung gemäß5 im Bereich B-B; -
8 eine perspektivische Ansicht einer Handhabungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform mit zwei Hebeln; -
9 eine Seitenansicht eines zur Handbetätigung ausgebildeten chirurgischen Instruments; -
10 eine schematische Darstellung eines Chirurgiesystems; -
11 eine Draufsicht auf eine Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument; -
12 eine Draufsicht auf eine Auslenkmechanik gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
13 eine Querschnittansicht einer Auslenkmechanik gemäß12 im Bereich eines Verbindungsglieds; -
14 eine perspektivische Ansicht eines endoskopischen Instruments; und -
15 eine Längsschnittansicht des endoskopischenInstruments gemäß 14 .
-
1 a schematic longitudinal sectional view of a handling device; -
2 an exploded view of a handling device according to a further embodiment; -
3 a side view of the handling device according to FIG2 in assembled condition; -
4 a longitudinal sectional view of the handling device according to FIG3 ; -
5 a plan view of the handling device according to FIG2 until4 ; -
6 a cross-sectional view of the handling device according to FIG5 in area AA; -
7 a cross-sectional view of the handling device according to FIG5 in the BB area; -
8th a perspective view of a handling device according to an embodiment with two levers; -
9 a side view of a surgical instrument designed for manual operation; -
10 a schematic representation of a surgical system; -
11 a plan view of a deflection mechanism for an endoscopic instrument; -
12 a plan view of a deflection mechanism according to a further embodiment; -
13 a cross-sectional view of a deflection mechanism according to FIG12 in the area of a connecting link; -
14 a perspective view of an endoscopic instrument; and -
15 a longitudinal sectional view of the endoscopic instrument according to FIG14 .
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawing figures are intended to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing, elements, features and components that are the same, have the same function and have the same effect--unless stated otherwise--are each provided with the same reference symbols.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Es handelt sich um eine bewegliche Handhabungsvorrichtung 1 für elektrochirurgische Instrumente, welche mit einem entsprechenden Instrument bzw. dessen Kopfglied, Betätigungsstrang sowie elektrischen Leiter koppelbar ist.It is a
Die Handhabungsvorrichtung weist eine Gelenkmechanik 2 auf, welche in einem Kopfglied eines elektrochirurgischen Instruments gelagert werden und mit einem Betätigungsstrang gekoppelt werden kann. Die Gelenkmechanik 2 weist zumindest einen handhabungsseitigen Hebel 3 auf, der zur Manipulation durch die Gelenkmechanik 2 bewegbar, insbesondere rotierbar ist. Darüber hinaus kann die Gelenkmechanik 2 ein hier nicht dargestelltes Gegenglied zur Aufnahme von Reaktionskräften des Hebels 3 oder einen hier nicht dargestellten zweiten Hebel (siehe
Der Hebel 3 ist fest mit einem als elektrischer Isolator ausgebildeten Hebelfortsatz 4 gekoppelt. Ferner ist ein fest mit dem Hebelfortsatz 4 gekoppelter elektrisch leitfähiger Kontaktabschnitt 5 vorgesehen. Der Hebelfortsatz 4 entkoppelt die Gelenkmechanik 2 samt Hebel 3 elektrisch von dem Kontaktabschnitt 5, stellt jedoch eine feste mechanische Verbindung zwischen der Gelenkmechanik 2 und dem Kontaktabschnitt 5 her. Der Hebelfortsatz 4 ist ebenfalls zur Kraftübertragung in Schließrichtung ausgebildet und wird im Betrieb der Handhabungsvorrichtung 1 unter anderem auf Druck belastet. Bei der dargestellten Ausführungsform verlängert der Hebelfortsatz 4 den Hebel 3 zusätzlich und wird somit auch mit einem Moment bzw. je nach Ansatzpunkt einer Reaktionskraft auch auf Biegung belastet.The
Der Kontaktabschnitt 5 ist an einer über die Gelenkmechanik 2 mit einer Kraft, insbesondere der Schließkraft, beaufschlagbaren Seite 6 des Hebelfortsatzes 4 angeordnet. Beispielsweise kann es sich bei der Handhabungsvorrichtung 1 um ein Maulteil eines Zangeninstruments handeln. Im Falle einer Zange stellt die mit Kraft beaufschlagbare Seite 6 beispielsweise eine Innenseite des Hebels 3 dar.The
Der Kontaktabschnitt 5 ist aus einem elektrisch leitenden biokompatiblen Material gefertigt und weist eine griffige und schmale Oberflächenkontur auf, die hier beispielhaft mit einer Riffelung dargestellt ist. Auf diese Weise ist der Kontaktabschnitt 5 zur elektrochirurgischen Kontaktierung von biologischem Gewebe ausgebildet. Der Kontaktabschnitt ist dazu ferner mit einem hier nicht dargestellten Leiter direkt kontaktierbar, der sich insbesondere durch den Hebelfortsatz 4 hindurch erstrecken und an einer dem Hebelfortsatz 4 zugewandten Rückseite des Kontaktabschnitt 5 elektrisch leitend damit verbunden werden kann.The
Die in Bezug auf
Sowohl die jeweiligen Bauteile als auch deren Kontaktflächen verjüngen sich zur Handhabungsseite bzw. zu einem distalen Ende hin, sodass der vollständige Formschluss bei vollständigem Aufschieben erreicht wird. Die Nut-Feder-Verbindungen 13, 14 werden in dieser Position jeweils mit einer zusätzlichen Arretierung 9, 12 gesichert. Zwischen Hebel 3 und Hebelfortsatz 4 handelt es sich dabei um ein mit dem Hebel 3 stoffschlüssig verbindbares Sicherungselement 9, welches in der dargestellten Ausführungsform als durch den Hebel hindurch in den Hebelfortsatz 4 eingreifender und mit dem Hebel 3 verschweißter oder verlöteter Sicherungsstift bzw. -pin ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen Kontaktabschnitt 5 und Hebelfortsatz 4 wird mit einem stoffschlüssig mit dem Kontaktabschnitt 5 verbindbaren Sicherungselement 12 festgelegt, welches hier beispielhaft als mit einem Fortsatz ausgebildete und von der inneren Seite 6 flächig angebrachte Sicherungsplatte ausgeführt ist.Both the respective components and their contact surfaces taper towards the handling side or towards a distal end, so that the complete form fit is achieved when the device is pushed on completely. The tongue and
Dadurch, dass der als elektrischer Isolator ausgebildete Hebelfortsatz 4 den Hebel 3 weitgehend umschließt, sind der Hebel 3 bzw. die Gelenkmechanik 2 und der Kontaktabschnitt 5 mit ausreichend Kriechstrecken voneinander getrennt. Bei direkter Kontaktierung des Kontaktabschnitts 5 mit einem Leiter (17, siehe
Zur Montage werden die Bauteile vorzugsweise zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung auch vollflächig miteinander verklebt. Auf diese Weise wird einerseits die Festigkeit der Verbindung nochmals erhöht und andererseits werden Fugen zwischen den Bauteilen ausgefüllt und vollständig verschlossen.For assembly, the components are preferably glued together over the entire surface in addition to the form-fitting connection. In this way, on the one hand, the strength of the connection is further increased and, on the other hand, joints between the components are filled and completely sealed.
In dieser Ansicht sind die beiden Nut-Feder-Verbindungen 13, 14 gut zu erkennen, die beispielhaft jeweils mit flachen Federn und Nuten ausgebildet sind. Bei der Nut-Feder-Verbindung 13 ist eine vergleichsweise lange mit dem Hebel 3 einteilige Feder 22 in eine in dem Montageabschnitt 8 des Hebelfortsatzes 4 vorgesehene Nut 23 aufgenommen. Bei der Nut-Feder-Verbindung 14 zwischen Kontaktabschnitt 5 und Hebelfortsatz 4 greifen hingegen sowohl an dem handhabungsseitigen Ende 10 als auch an dem Montageabschnitt 11 vorgesehene und jeweils zueinander korrespondierend ausgebildete mit einem hakenartigen Fortsatz geformte Federn 24, 25 und die sich aus der hakenartigen Form ergebenden direkt an die Federn 24, 25 anschließenden Nuten ineinander ein.In this view, the two tongue and
Der Hebelfortsatz 4 verlängert den Hebel 3 ausgehend von der Gelenkmechanik 2 bzw. einer hier rein schematisch gestrichelt symbolisierten Rotationsachse mechanisch, sodass ein über den Hebel 3 hinausgehender mechanisch verlängerter Bereich 15 des Hebelfortsatzes 4 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist der Kontaktabschnitt 5 in dem mechanisch verlängerten Bereich 15, in welchen sich der Hebel 3 nicht oder zumindest nicht vollständig erstreckt, dennoch in kraftübertragender Weise angeordnet.The
Eine hier schematisch gestrichelt symbolisierte Rotationsachse läuft in einem an einem elektrochirurgischen Instrument montierten Zustand der Handhabungsvorrichtung 1 in der Gelenkmechanik 2. Ferner ist ein schematisch gestrichelt symbolisierter Betätigungsstrang des elektrochirurgischen Instruments mit der Gelenkmechanik 2 gekoppelt. Die Gelenkmechanik 2 ist dabei als nicht austretende Gelenkmechanik ausgebildet, so dass die Hebel 3 verschiebungsfrei rotatorisch manipulierbar ist.An axis of rotation, symbolized here schematically by dashed lines, runs in the
Weiterhin in dieser Ansicht gut erkennbar ist der mittels der die jeweilige Nut-Feder-Verbindung gegen Lösen sperrenden Sicherungselemente 9, 12 hergestellte Formschluss. Dazu greifen sowohl der Stift 9 durch den Hebel 3 als auch der Fortsatz der Platte 12 durch den Kontaktabschnitt 5 in den als elektrischer Isolator ausgebildeten Hebelfortsatz 4 ein.Also clearly visible in this view is the form fit produced by means of the securing
In dieser Ansicht ist erkennbar, dass es sich bei der dargestellten Ausführungsform der Handhabungsvorrichtung 1 um ein Maulteil einer chirurgischen Zange handelt. Das Maulteil weist eine sich nach distal verjüngende auch im Verlauf um etwa 30° krümmende Kontur auf. Einzeichnet sind ferner zwei Schnittlinien A-A und B-B.In this view it can be seen that the illustrated embodiment of the
Die Schnittlinie A-A verläuft quer durch das Sicherungselement 9 und illustriert die im Querschnitt jeweils T-förmige Ausbildung der Feder 22 des Hebels 3 und der Nut 23 des Hebelfortsatzes 4.Weiterhin erkennbar ist eine Durchtrittsöffnung 16, welche für einen von der Seite der Gelenkmechanik 2 ausgehenden Durchtritt eines elektrischen Leiters 17 zu dem Kontaktabschnitt 5 zur Hochfrequenzansteuerung des Kontaktabschnitts 5 ausgebildet ist.The section line A-A runs transversely through the securing
Die Schnittlinie B-B verläuft durch den Hebel 3, den Hebelfortsatz 4 und den Kontaktabschnitt 5. Die Nut-Feder-Verbindung 13 zwischen Hebel und Hebelfortsatz ist auch hier im Querschnitt T-förmig ausgebildet, während in diesem Bereich noch keine Nut-Feder-Verbindung 14 zwischen Hebelfortsatz 4 und Kontaktabschnitt 5 vorliegt. Diese wird weiter distal näher an dem handhabungsseitigen Ende 10 ausgebildet.The section line B-B runs through the
Die Gelenkmechanik 2 weist dementsprechend einen zweiten Hebel 18 auf, der in gleicher Weise wie der erste Hebel 3 zur Manipulation bewegbar, insbesondere rotierbar, ist. Der zweite Hebel 18 kann über die Gelenkmechanik 2 ebenfalls mit dem Betätigungsstrang eines elektrochirurgischen Instruments gekoppelt werden. Die beiden Hebel 3, 18 fungieren in diesem Fall gemeinsam, vorzugsweise synchron, zur Kraftübertragung. Somit kann biologisches Gewebe dazwischen geklemmt oder getrennt werden.The
Ferner ist der zweite Hebel 18 in gleicher Weise wie der erste Hebel 3 fest mit einem als elektrischer Isolator ausgebildeten zweiten Hebelfortsatz 19 gekoppelt, welcher wiederum mit einem elektrisch leitfähigen zweiten Kontaktabschnitt 20 gekoppelt ist. Die beiden Kontaktabschnitte 5, 20 sind zueinander korrespondierend jeweils an einer Innenseite der Hebelfortsätze 4, 19 angeordnet und jeweils mit einem Leiter 17 unabhängig voneinander elektrisch kontaktierbar.Furthermore, in the same way as the
Die als elektrische Isolatoren ausgebildeten Hebelfortsätze 4, 19 umschließen den jeweiligen Hebel 3, 18 und trennen den jeweiligen Kontaktabschnitt 5, 20 elektrisch davon ab, so dass zur elektrischen Isolierung ausreichende Kriechstrecken vorhanden sind. Über die Leiter 17 ist somit jeder Kontaktabschnitt 5, 20 unabhängig mit einem elektrischen Potential beaufschlagbar. Die Leiter werden nach dazu proximal geleitet und können dort an einen HF-Generator angeschlossen werden. Die Anbindung der Leiter 17 an den Kontaktabschnitten 5, 20 ist beispielsweise durch eine Schweißverbindung realisiert. Auf dieser Weise ist bei entsprechender Wechselstrombeaufschlagung mit zwei elektrischen Potentialen ein bipolarer Betrieb der Handhabungsvorrichtung 1 ermöglicht.The
Ein Einsatz einer solchen Handhabungsvorrichtung 1 für die bipolare HF Chirurgie ist sowohl mit handbetätigten chirurgischen Instrumenten als auch mit chirurgischen bzw. endoskopischen Instrumenten für ein chirurgisches System, insbesondere für die Betätigung über einen Chirurgieroboter, möglich.Such a
Es handelt sich demnach um ein handgeführtes und handbetätigtes chirurgisches Instrument 21, das hier beispielhaft als Zangeninstrument ausgeführt ist. Das chirurgische Instrument umfasst einen in einem Rohrschaft 26 verlaufenden Betätigungsstrang als Zugelement (hier nicht dargestellt). Die Handhabungsvorrichtung 1 gemäß
Das chirurgische Instrument 21 ist zur bipolaren Hochfrequenzbehandlung ausgebildet und weist dazu einen bipolaren Stromanschluss 30, beispielsweise für ein Koaxialkabel, auf. Zur Kontaktierung von dem bipolaren Stromanschluss bis zu den Kontaktabschnitten 5, 20 können beispielsweise zwei sich in dem oder über den Rohrschaft 11 bis zu den Kontaktabschnitten 5, 20 der Handhabungsvorrichtung 1 erstreckende Leiter 17 vorgesehen sein. Bei weiteren Ausführungsformen sind zumindest von dem Stromanschluss bis zu dem Kopfglied auch andere Kontaktierungen denkbar, beispielsweise direkt über den Rohrschaft 26 und/oder den Betätigungsstrang.The
Das Chirurgiesystem 60 weist einen Chirurgieroboter 61 und ein als korrespondierendes elektrochirurgisches Instrument auf, welches als endoskopisches Instrument 50 ausgebildet ist.The
Das endoskopische Instrument 50 ist mittels eines Arms 64 des Chirurgierroboters 61 geführt und weist eine ebenfalls mittels des Chirurgieroboters 61 sowohl mechanisch als auch elektrisch, vorzugsweise bipolar, betätigbare Handhabungsvorrichtung 1 auf.The
Ferner umfasst das Chirurgiesystem 60 ein über eine Datenverbindung 63 mit dem Chirurgieroboter 61 verbundenes Steuergerät 62. Das Steuergerät 62 ist zur Steuerung des Chirurgieroboters 61 eingerichtet. Insbesondere weist das Steuergerät 62 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 65 auf, über welche Benutzereingaben bzw. Steuerbefehle eingegeben werden können.The
Das endoskopische Instrument 50 kann lösbar mit dem Roboterarm 64 verbunden sein, beispielsweise um dieses auszutauschen, zu modifizieren, zu sterilisieren oder dergleichen.The
In der dargestellten Ausführungsform weist der Chirurgieroboter 61 beispielhaft mehrere Roboterarme auf. Selbstverständlich kann bei weiteren Ausführungsformen ein einzelner Roboterarm oder eine andere Mehrzahl von Roboterarmen vorgesehen sein. Weiterhin können auch mehrere Chirurgieroboter und/oder mehrere Steuergeräte vorgesehen sein.In the embodiment shown, the
Von den Roboterarmen ist der besseren Übersichtlichkeit halber nur der Roboterarm 64 mit einem Bezugszeichen versehen. Gleichermaßen umfasst das Chirurgiesystem 60 in der dargestellten Ausführungsform mehrere endoskopische Vorrichtungen, welche gleicher oder unterschiedlicher Art wie das ebenfalls zur besseren Übersichtlichkeit als einziges mit einem Bezugszeichen versehene endoskopische Instrument 50 sein können.For the sake of clarity, only the
Der Chirurgieroboter 64 weist rein beispielhaft jeweils eine endoskopische Vorrichtung pro Roboterarm auf. Die mehreren endoskopischen Vorrichtungen können dabei wenigstens teilweise voneinander verschieden ausgebildet sein und unterscheiden sich beispielswiese durch eine Art eines Endeffektors und/oder eine Funktionsweise. Selbstverständlich würde ein Fachmann die mehreren endoskopischen Vorrichtungen zu verschiedenen chirurgischen Anwendungen gemäß seinem Fachwissen in naheliegender Weise vorsehen und/oder anpassen.The
Zur zusätzlichen Beweglichkeit der Handhabungsvorrichtung 1 weist das endoskopische Instrument 50 zwischen dem Roboterarm 64 und der Handhabungsvorrichtung 1 eine Auslenkmechanik 31 auf.For additional mobility of the
Die Auslenkmechanik 31 weist ein erstes Verbindungsglied 32 und ein zu einer Auslenkung mit dem ersten Verbindungsglied 32 zusammenwirkendes zweites Verbindungsglied 33 auf. Bei weiteren Ausführungsformen können auch noch mehr derartige Verbindungsglieder vorgesehen sein.The
Insbesondere sind die Verbindungsglieder torusartig bzw. im Querschnitt ringförmig um eine Mittelachse 45 mit einer zentralen Ausnehmung für einen Betätigungsstrang eines endoskopischen Instruments, ausgebildet. Eine torusartige Form ist dabei breit zu verstehen, es kann sich um einen Ring oder eine Ringscheibe mit vielfältigen Längsschnittgeometrien handeln, insbesondere auch mit einer abschnittsweise geraden Mantelfläche und/oder einer von innen nach außen konisch zulaufenden Längsschnittkontur.In particular, the connecting members are toroid-like or ring-shaped in cross-section around a
Die Verbindungsglieder 32, 33 sind miteinander durch eine Mehrzahl von Lenkdrähten 34 gekoppelt. Zusätzlich können auch in einem Bereich der Ränder der zentralen Ausnehmungen bewegliche Koppelelemente (48, siehe
In einem Bereich zwischen zwei benachbarten Lenkdrähten 24 ist ein elektrischen Leiter 36 angeordnet, welcher sich ebenfalls, insbesondere parallel zu den Lenkdrähten 34, durch die Verbindungsglieder 32, 33 erstreckt. Der elektrische Leiter 36 ist dazu durch zusätzlich in den Verbindungsgliedern 32, 33 zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen 35 vorgesehene Leiterdurchführungen 37 geführt, welche ebenfalls außerzentrisch angeordnet sind.An
Die Lenkdrähte 34 sind an einem distalen Ende 43 der Auslenkmechanik 31 in einem an die Verbindungsglieder 32, 33 distal anschließenden Element verankert und sind an einem proximalen Ende 44 der Auslenkmechanik 31 auf Zug und/oder Druck belastbar, beispielsweise durch einen in einem Roboterarm vorgesehenen Aktuator. Durch Aufbringen einer Zugbelastung auf einen Lenkdraht 34 wird die Auslenkmechanik 31 zu dem zugbelasteten Lenkdraht 34 hin gebeugt. Auf diese Weise wird das distale Ende 43 relativ zu dem proximalen Ende 44 in einer radialen Richtung, d. h. quer zu einer Mittelachse 45 der Verbindungsglieder 32, 33, ausgelenkt.The
Der zumindest eine Leiter 36 bewegt sich dabei automatisch mit der Auslenkmechanik 31 und wird somit in ähnlicher Weise wie die Lenkdrähte 340 vergleichsweise sanft gekrümmt. Zusätzlich können die Leiterdurchführungen 37 mit Einlauf- und Auslaufradien ausgebildet sein, um einen Kantenkontakt des zumindest einen Leiters 36 zu vermeiden und so insbesondere eine Isolation des Leiters 36 nicht zu beschädigen. Ferner können so gewisse Ausgleichsvolumina bei Stauchung oder Streckung des Leiters 36 bereitgestellt und die Radien einer Krümmung bzw. Verformung des Leiters möglichst groß gehalten werden. Auf diese Weise wird trotz der freien Beweglichkeit der Auslenkmechanik 31 in alle Raumrichtungen stets eine sanfte, den zumindest einen Leiter 36 mechanisch wenig beanspruchende Leiterführung ermöglicht.The at least one
Die Auslenkmechanik 31 weist ebenfalls die in Bezug auf
Ferner weist die Auslenkmechanik 31 hier zwei sich durch die Verbindungsglieder 32, 33 erstreckende elektrische Leiter 36a, 36b auf, welche parallel durch die Verbindungsglieder 32, 33 geführt sind. Gleich wie der Leiter 36 in
An dem proximalen Ende 44 der Auslenkmechanik ist ein beispielsweise über einen Rohrschaft oder direkt mit einem Roboterarm koppelbares Fußglied 46 vorgesehen, welches gleich wie in den Verbindungsgliedern 32, 33 angeordnete Durchtrittsöffnungen für die Lenkdrähte 34 und Leiterdurchführungen für die Leiter 36a, 36b aufweist.At the
Beispielhaft ist in
In der Schnittdarstellung erkennbar sind die Durchtrittsöffnungen 35 hier auf einem konzentrischen Lochkreis 38 der Verbindungsglieder 32, 33 angeordnet. Aus symmetriegründen vorteilhaft ist eine gerade Anzahl von, bei der dargestellten Ausführungsform beispielhaft acht, gleichmäßig über den Lockkreis 38 verteilten Lenkdrähten 34 und eine entsprechende gerade Anzahl, von hier ebenfalls beispielhaft acht, Durchgangsöffnungen 35 vorgesehen. Mit einer geraden Anzahl, die insbesondere zumindest acht beträgt, ist eine gleichmäßige runde Ablenkung der Auslenkmechanik ohne bevorzugte Richtungen, das heißt in alle Richtungen gleichermaßen, ermöglicht. Die Verbindungsglieder 32, 34 sind dementsprechend im Querschnitt jeweils achsensymmetrisch bezüglich einer Querachse 42 ausgebildet.In the sectional view, the
Die Leiterdurchführungen 37 sind ebenfalls symmetrisch, hier einander gegenüberliegend, im Bereich des Lockkreises 38 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Leiterdurchführung 37 mit ihrem Mittelpunkt nicht exakt auf dem Lochkreis 38 sondern radial dazu versetzt angeordnet. Selbstverständlich sind auch weitere im Bereich des Lochkreises liegende Anordnungen denkbar, wobei ein Querschnitt der Leiterdurchführung 37 den Lochkreis 38 vorzugsweise schneidet.The conductor bushings 37 are also arranged symmetrically, here opposite one another, in the area of the
Zentral in dem Querschnitt ist die Ausnehmung 47 zur Durchführung eines Betätigungsstrangs angeordnet.The
Das endoskopisches Instrument 50 ist für ein Chirurgiesystem 60 gemäß
Die Handhabungsvorrichtung 1 weist zwei zur Manipulation synchron bewegbare Hebel 3, 18 auf. Mit jedem der Hebel 3, 18 ist jeweils ein Kontaktabschnitt 5, 20 in elektrisch isolierter Weise mechanisch gekoppelt. Ferner sind die Leiter 36a, 36b unabhängig voneinander mit jeweils einem der Kontaktabschnitte 5, 20 elektrisch verbunden, sodass das chirurgische Instrument 50 bei Anlegen zweier unterschiedlicher elektrischer Potentiale zur bipolaren Hochfrequenzbehandlung ausgebildet ist, wie in Bezug auf
Das endoskopische Instrument 50 ist dementsprechend zur bipolaren elektrochirurgischen Kontaktierung von biologischem Gewebe ausgebildet. Bei Anlegen eines gleichen elektrischen Potentials an die Leiter 36a, 36b ist mit aber auch ein monopolarer Betrieb möglich, was insbesondere durch die in Bezug auf
In dieser Ansicht sind zusätzlich die Koppelelemente 48 erkennbar, welche als sogenannte Wirbeloliven ausgeführt sind. Diese weisen an ihrer Mantelfläche eine sphärische bzw. kugelförmige Formgebung auf. Eine korrespondierende kugelabschnittförmige Ausnehmung bzw. Pfanne weisen zugehörige Aufnahmen 51 der hier als Pfannenscheibe geformten Verbindungsglieder 32, 33 sowie des Kopfglieds 39 und des Fußglieds 46 an ihren axialen Enden auf. Das erste Verbindungsglied 32 und das zweite Verbindungsglied 33 wirken somit nach Art eines Kugelgelenks und/oder nach Art von Wirbelkörpern zusammen. Auf diese Weise sind die Koppelelemente 48 und Verbindungsglieder 32, 33 in gewissem Umfang zueinander rotierbar, was die Auslenkung der Auslenkmechanik 31 ermöglicht.In this view, the
Die Koppelelemente 48 sind ebenfalls mit einer zentralen Ausnehmung 52 zur Durchführung eines Betätigungsstrangs ausgebildet. Ein Betätigungsstrang ist in einer in der Gelenkmechanik verankerten Öse 49 befestigbar, sodass über eine Zugbetätigung des Betätigungsstrangs die beiden Hebel 3, 18 rotierbar und mit einer Schließkraft beaufschlagbar sind. Beispielsweise kann die Öse 49 dazu ein Innengewinde und der Betätigungsstrang an seiner Spitze ein korrespondierendes Außengewinde aufweisen. Selbstverständlich sind auch andere, vorzugsweise lösbare Befestigungsmittel zur Kopplung des Betätigungsstrangs möglich.The
Weiterhin in dem Längsschnitt gut erkennbar sind in den Leiterdurchführungen 37 vorgesehene Einlauf- und Auslaufradien 53, welche bei Auslenkung der Auslenkmechanik 31 die Radien einer Krümmung bzw. Verformung des Leiters möglichst groß halten.Also clearly visible in the longitudinal section are the inlet and outlet radii 53 provided in the
Darüber hinaus sind hier auch die Durchtrittsöffnungen 16 für die Leiter 36a, 36b durch die elektrisch isolierten Abschnitte, insbesondere einen Hebelfortsatz 4, von der Gelenkmechanik 2 bis zu den Kontaktabschnitten 5, 20 erkennbar.In addition, the
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to them, but rather can be modified in a variety of ways.
Insbesondere kann die Handhabungsvorrichtung 1 auch alternativ zu einem Maulteil eines Zangeninstruments eine andere Ausgestaltung aufweisen. Insbesondere muss ein Hebelfortsatz 4 den Hebel 3 nicht zwingend verlängern, er könnte den Hebel 3 auch lediglich in Kraftübertragungsrichtung fortsetzen.In particular, the
Ferner wäre es auch denkbar, eine Basis der Handhabungsvorrichtung einteilig als Gelenkmechanik 2 und Hebelfortsatz 3 aus einem Isolatormaterial auszubilden, sodass die Gelenkmechanik aus dem Isolatormaterial gefertigt ist. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um einen dreiteiligen Aufbau mit einer elektrisch neutralen Gelenkmechanik 2 als Basis, einem Hebelfortsatz 4 als Isolator und einem Kontaktabschnitt 5 als elektrisch aktive Kontaktfläche.Furthermore, it would also be conceivable to form a base of the handling device in one piece as a
Die Gelenkmechanik 2 und das die Gelenkmechanik 2 lagernde Kopfglied 39 können aus einem metallischen Material gefertigt sein, dienen jedoch nicht der Stromführung. Ein elektrisches Potential auf den Kontaktflächen wird ausschließlich durch Leiter 36 bzw. Kabel geführt, die den Strom direkt auf die Kontaktfläche leiten.The
Alle Verbindungen der Einzelteile, insbesondere auch miniaturisierte T-Nuten und Sicherungsstifte bzw. -pins, können durch eine Klebeverbindung zusätzlich verbunden sein. Es handelt sich bei der formschlüssigen Verbindung somit um eine formschlüssige Sicherung der geklebten Verbindungen.All connections of the individual parts, in particular miniaturized T-slots and safety pins or pins, can also be connected by an adhesive connection. The form-fitting connection is therefore a form-fitting securing of the glued connections.
Vorbekannte Maulteile, beispielsweise gemäß der
Die Auslenkmechanik 31 kann unterschiedliche Anzahlen von Lenkdrähten 34 umfassen. Insbesondere kann es sich um eine Reduktion der Lenkdrähte 34 gegenüber einer vergleichbar dimensionierten Auslenkmechanik handeln, beispielsweise von 10 auf 8 Lenkdrähte bei einer Dimensionierung der Auslenkmechanik mit einem Durchmesser von 10 mm.The
Die Leiterdurchführungen 37 können beispielsweise als kabelführenden Kanäle radial wie die Lenkdrähte 34 um die Mittelachse 45 angeordnet. Dies bietet den Vorteil das die Kabel jegliche Bewegungen, die durch die Lenkdrähte 34 erzwungen werden, folgen können. Des Weiteren sind die in dem Kopfglied 39 vorgesehenen Leiterdurchführung 40 bis an ein Kopfgliedende 41 und auch die Durchtrittsöffnungen 16 für die Leiter 36a, 36b durch die elektrisch isolierten Abschnitte von der Gelenkmechanik 2 bis zu den Kontaktabschnitten 5, 20 so angeordnet das die Kabel durch das Kopfglied 39 direkt auf die Kontaktabschnitte 5, 20 geleitet werden können.The conductor bushings 37 can be arranged, for example, as cable-carrying channels, radially like the
Die hier beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The refinements and developments described here can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auslenkmechanik für ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, mit: einem ersten Verbindungsglied und wenigstens einem zu einer Auslenkung mit dem ersten Verbindungsglied zusammenwirkenden zweiten Verbindungsglied; einer Mehrzahl von die Verbindungsglieder miteinander koppelnden Lenkdrähten, welche sich durch außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehene Durchtrittsöffnungen erstrecken; und zumindest einem sich durch die Verbindungsglieder erstreckenden elektrischen Leiter, welcher in außerzentrisch in den Verbindungsgliedern vorgesehenen Leiterdurchführungen geführt ist, wobei die Leiterdurchführungen jeweils in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Durchtrittsöffnungen angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein endoskopisches Instrument, insbesondere für ein Chirurgiesystem, sowie ein entsprechendes Chirurgiesystem.The present invention relates to a deflection mechanism for an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, having: a first connection member and at least one second connection member which interacts with the first connection member for deflection; a plurality of steering wires coupling the connecting members to each other and extending through through holes provided off-center in the connecting members; and at least one electrical conductor which extends through the connecting members and is guided in conductor bushings provided eccentrically in the connecting members, the conductor bushings each being arranged in a region between two adjacent passage openings. The present invention also relates to an endoscopic instrument, in particular for a surgical system, and a corresponding surgical system.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Handhabungsvorrichtunghandling device
- 22
- Gelenkmechanikjoint mechanics
- 33
- Hebellever
- 44
- Hebelfortsatzlever extension
- 55
- Kontaktabschnittcontact section
- 66
- SeitePage
- 77
- handhabungsseitiges Endehandling end
- 88th
- Montageabschnittassembly section
- 99
- Sicherungselementfuse element
- 1010
- handhabungsseitiges Endehandling end
- 1111
- Montageabschnittassembly section
- 1212
- Sicherungselementfuse element
- 1313
- Nut-Feder-Verbindungtongue and groove connection
- 1414
- Nut-Feder-Verbindungtongue and groove connection
- 1515
- mechanisch verlängerter Bereichmechanically extended range
- 1616
- Durchtrittsöffnungpassage opening
- 1717
- elektrischer Leiterelectrical conductor
- 1818
- zweiter Hebelsecond lever
- 1919
- zweiter Hebelfortsatzsecond lever extension
- 2020
- zweiter Kontaktabschnittsecond contact section
- 2121
- elektrochirurgisches Instrumentelectrosurgical instrument
- 2222
- FederFeather
- 2323
- Nutgroove
- 2424
- FederFeather
- 2525
- FederFeather
- 2626
- Rohrschafttubular shaft
- 2727
- Kopfgliedhead limb
- 2828
- Handgriffhandle
- 2929
- Griffschenkelhandle shanks
- 3030
- Stromanschlusspower connection
- 3131
- Auslenkmechanikdeflection mechanism
- 3232
- Verbindungsgliedlink
- 3333
- Verbindungsgliedlink
- 3434
- Lenkdrahtsteering wire
- 3535
- Durchtrittsöffnungpassage opening
- 3636
- LeiterDirector
- 36a, b36a, b
- LeiterDirector
- 3737
- Leiterdurchführungconductor bushing
- 3838
- Lockkreislock circle
- 3939
- Kopfgliedhead limb
- 4040
- Leiterdurchführungconductor bushing
- 4141
- Kopfgliedendehead limb end
- 4242
- Querachsetransverse axis
- 4343
- distales Endedistal end
- 4444
- proximales Endeproximal end
- 4545
- Mittelachsecentral axis
- 4646
- Fußgliedfoot phalanx
- 4747
- zentrale Ausnehmungcentral recess
- 4848
- Koppelelementcoupling element
- 4949
- Öseeyelet
- 5050
- endoskopisches Instrumentendoscopic instrument
- 5151
- AufnahmeRecording
- 5252
- Ausnehmungrecess
- 5353
- Einlauf- und Auslaufradieninlet and outlet radii
- 6060
- Chirurgiesystemsurgical system
- 6161
- Chirurgierobotersurgical robot
- 6262
- Steuergerätcontrol unit
- 6363
- DatenverbindungData Connection
- 6464
- Roboterarmrobotic arm
- 6565
- Mensch-Maschine-Schnittstellehuman-machine interface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102019121034 A1 [0003]DE 102019121034 A1 [0003]
- EP 2026705 B1 [0107]EP 2026705 B1 [0107]
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102021132427A1 true DE102021132427A1 (en) | 2023-06-15 |
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ID=86498747
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
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DE102019121034A1 (en) | 2019-08-05 | 2021-02-11 | Karl Storz Se & Co. Kg | Endoscopic device |
DE102019121036A1 (en) | 2019-08-05 | 2021-02-11 | Karl Storz Se & Co. Kg | Endoscopic device |
-
2021
- 2021-12-09 DE DE102021132427.0A patent/DE102021132427A1/en active Pending
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