DE112014001973T5 - Miniatur-Vorrichtungsplattform zur Navigation an sich bewegenden Organen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten zur Anwendung zur Therapieabgabe bereitgestellt. Die Vorrichtung kann ein erstes Zahnrad enthalten, das sich dreht und das Gewebe greift. Ein zweites Zahnrad, das sich ebenfalls dreht, kann enthalten sein und ebenfalls das Gewebe greifen. In der Vorrichtung kann ein Abstandsmechanismus enthalten sein, der den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad so einstellt, dass das erste und zweite Zahnrad sich aufeinander zu- und voneinander wegbewegen.

Description

• QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANTRÄGE
• Diese Patentanmeldung nimmt die Priorität der am 13. April 2014 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Ser. Nr. 14/251.615 mit dem Titel Miniature Device Platform for Navigation an Moving Organs in Anspruch, deren vollständige Offenbarung in ihrer Gesamtheit für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme Bestandteil hiervon wird. Diese Patentanmeldung nimmt auch die Priorität der am 15. April 2103 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Ser. Nr. 61/811.956 mit dem Titel Miniature Device Platform for Minimally Invasive Procedures Inside Active Organs in Anspruch und nimmt die Priorität der am 10. Februar 2014 eingereichten US-Patentanmeldung mit der Ser. Nr. 61/937.912 mit dem Titel Miniature Device Platform for Minimally Invasive Procedures in the Body in Anspruch, wobei deren vollständige Offenbarung in ihrer Gesamtheit für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme Bestandteil hiervon wird.
• ANGABE ZU BUNDESGEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
• Diese Erfindung wurde unter Verwendung von Geldmitteln aus dem von der Bundesregierung über die National Science Foundation zur Verfügung gestellten Zuschuss ID Nr. IIP-1248522 hergestellt. Dementsprechend hat die Regierung gewisse Rechte an der Erfindung.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• 1. GEGENSTAND DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Medizingeräte und im engeren Sinne ein verbessertes System zur Therapieabgabe.
• 2. HINTERGRUND
• Vorhofflimmern (VHF) betrifft 2–3 Millionen Amerikaner und verursacht dem Gesundheitssystem rund $6,65 Milliarden an Behandlungskosten. Bei einem Patienten mit VHF wird die normale Depolarisationswelle, die die nahezu synchrone Aktivierung von Herzzellen in den Vorhofkammern des Herzens erzeugt, unterbrochen und die koordinierte Aktivität eingestellt. Wenn dies geschieht, sammelt sich das Blut in den Vorhofkammern und wird nicht wirksam in die Ventrikel ausgestoßen, was zu Erschöpfung, Benommenheit, Übelkeit, einem erhöhten Gerinnselbildungs- und Schlaganfallrisiko und schließlich zu Herzversagen führt.
• Normalerweise wird die Depolarisationswelle, die die Vorhofkontraktion erzeugt, von Schrittmacherzellen im Sinuatrial-(SA-)Knoten im rechten Atrium ausgelöst. Bei Patienten, die an VHF leiden, werden Gruppen von Herzzellen außerhalb des SA-Knotens hyperaktiv und produzieren sekundäre Depolarisationswellenfronten, die mit der normalen Depolarisationswellenfront interagieren, was zu einem chaotischen Zeitablauf der Herzzellenkontraktionen führt. Anfangs können VHF-Episoden nur ganz vereinzelt auftreten, wobei das Herz in der Lage ist, sich von allein zu erholen (paroxysmales VHF). Unbehandelt treten die Episoden jedoch häufiger auf und gehen schließlich in ein persistierendes VHF über, ein deutlich schwieriger zu behandelnder Zustand. Die VHF-auslösenden Foki, die verantwortlich für die Entstehung des Vorhofflimmerns sind, sitzen im überwiegenden Teil der Fälle in den Pulmonalvenen (PV).
• Eines der gängigsten Verfahren, um das Auftreten künftiger VHF-Ereignisse zu vermeiden, ist die Hochfrequenzstrom-Katheterablation oder kardiale Ablation. Das Ziel der kardialen Ablation besteht darin, die VHF-auslösenden Foki elektrisch zu abladieren und/oder vom übrigen Herzen zu isolieren, um das Auftreten eines VHF zu verhindern. Die kardiale Ablation kann epikardial durch eine Operation am offenen Herzen, über kleine Brustinzisionen oder endokardial über einen katheterbasierten Ansatz erfolgen. Die katheterbasierte Ablation ist das am wenigsten invasive Verfahren und ist daher vorzuziehen, um die Genesungszeiten und Infektionsraten zu minimieren. Bei der katheterbasierten Ablation wird ein Katheter durch ein Blutgefäß in der Leiste hoch in das Herz und durch das Septum in das linke Atrium eingeführt. Der Katheter hat eine Metallspitze, die zur Abgabe von Hochfrequenzstrom an das Gewebe eingesetzt wird. Der Strom erhitzt (abladiert) das Gewebe lokal und so wie die Ablationskatheterspitze über das Gewebe bewegt wird, erzeugt es eine Reihe von Läsionsmustern, die eine Reizleitungsblockade bilden, um die VHF-auslösenden Foki vom übrigen gesunden Herzgewebe zu isolieren. Unregelmäßige und instabile Platzierungen der Ablationskatheterspitze während des Verfahrens können zu Läsionsmustern führen, die unzusammenhängend und/oder von unzureichender Ablationstiefe sind, um wirksam zu sein. Bei Patienten mit paroxysmalem VHF ist die Katheterablation zur Isolierung der Pulmonalvenen zu 60–80% erfolgreich bei der Beseitigung des VHF. Patienten mit langfristigem, persistierendem VHF haben schlechtere und unterschiedlichere Ergebnisse bei einem einzigen Ablationsverfahren (30–50%ige Erfolgsraten). In dieser Kohorte erfolgte ein wesentliches Remodeling der Atrien und es sind möglicherweise umfangreichere und kompliziertere Ablationsmuster notwendig, um alle VHF-auslösenden Herde zu isolieren. Ein einziges Katheterablationsverfahren ist daher zur langfristigen Beseitigung von VHF schätzungsweise bei nur 30–80% der Patienten erfolgreich.
• Minimalinvasive Verfahren erfordern den Einsatz von Operationsbesteck und Effektoren durch kleine Inzisionen am Körper und/oder in Verbindung mit anderen medizinischen Instrumenten. Ein Beispiel für die Therapieabgabe ist in dem US-Patent Nummer 8.100.900 von Prinz et al. zu finden, dessen Inhalte in ihrer Gesamtheit für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme Bestandteil hiervon werden.
• Bezugnehmend auf den Stand der Technik 1 beschreiben Prinz et al. ein System zur Therapieabgabe, bei dem sich ein Paar Zahnräder 2, die in einem Endeffektor 1 enthalten sind, in entgegengesetzten Richtungen nach innen drehen, um einen Gewebeabschnitt zu greifen und kontinuierliche Bewegung zu liefern. Sobald das Gewebe gegriffen wird, erfolgt die Therapieanwendung am Gewebe. Im Falle der kardialen Ablation bei VHF besteht die Therapie aus Hochfrequenzstrom, der eingesetzt wird, um das Herzgewebe selektiv zu abladieren und der durch eine Elektrode 4 geleitet wird. Alle Komponenten des Endeffektors 1 befinden sich in einem Gehäuse 3, das am distalen Ende eines Katheters 5 befestigt ist. Am proximalen Ende des Kathethers 5 steuert der Anwender die Vorrichtung. Diese Patentanmeldung veranschaulicht mehrere neuartige Ausführungsformen, um diese Verfahren weiter voranzubringen.
• Viele Verfahren nutzen flexible steuerbare Katheter für den Zugang zu den Behandlungsarealen. Mit den vorhandenen katheterbasierten Vorrichtungen ist es beschwerlich, die distale Spitze so zu handhaben, dass nebeneinanderliegende oder zusammenhängende Läsionen erzeugt werden oder um eine andere lokale Behandlung durchzuführen. Erschwert wird die Aufgabe, wenn das Gewebe des Zielorgans auch kontrahiert und/oder sich bewegt durch Atmung, Herzfunktion, Peristaltik oder sonstige Körperbewegung. Andere Verfahren verwenden medizinische Instrumente (z. b. Endoskope) mit kleinen Arbeitskanälen und/oder Größeneinschränkungen wegen der Organgröße. Diese medizinischen Instrumente während der Verfahren in Position zu halten ist äußerst schwierig auf Grund von Patientenbewegungen, Atmung, Peristaltik und sonstigen Körperbewegungen. Kliniker verbringen oft mehrere Minuten mit der Suche nach ihrem verlorenen Ziel – was die Genauigkeit und Wirksamkeit der Behandlung verringert. Was daher benötigt wird, ist eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Gewebe zu greifen, dann das Gewebe in Position halten, ohne sich negativ auf das Verfahren oder das Gewebe auszuwirken.
• KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
• Eine vollständige und befähigende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich ihrer besten Ausführungsart, die sich an einen Durchschnittsfachmann richtet, wird insbesondere im Rest der Patentschrift dargelegt, die Bezug auf die angehängten Abbildungen nimmt, wobei:
• 1 den Stand der Technik der bevorzugten Ausführungsform nach U.S. Patent Nr. 8.100.900 zeigt, die in dieser Anmeldung zur Veranschaulichung verwendet wird.
• 2A eine Frontalansicht ist, die die grundlegende Funktion eines verschiebbaren Gehäuses zeigt, das die Kontrolle über das Greifen und Loslassen von Gewebe erleichtert und bei dem sich die Zahnräder in offener Ausrichtung befinden.
• 2B eine Frontalansicht der Vorrichtung von 2A ist, bei der sich die Zahnräder in geschlossener Ausrichtung befinden.
• 3 eine Querschnittsansicht ist, die die Grundgeometrie des Gleitblocks zeigt.
• 4A einen Gleitblock mit verschachtelten Gleitwegen auf Grundlage einer mathematischen Gleichung zeigt.
• 4B eine Aufsicht auf den Gleitblock von 4A ist.
• 4C eine Frontalansicht des Gleitblocks von 4A ist, die eine X-Ebene zeigt.
• 4D eine Frontalansicht des Gleitblocks von 4A ist, die eine Y-Ebene zeigt.
• 5 die mathematische Gleichung für die verschachtelten Gleitwege zeigt,
• 6 eine perspektivische Ansicht der Zahnprofilgeometrie und eine Überlappung der Zahnradzähne zur Unterstützung der Greifstärke der verschiebbaren Ausführungsform zeigt.
• 7A eine Frontalansicht ist, die zeigt, wie bipolare Hochfrequenzenergie durch die sich drehenden Zahnräder angewendet wird.
• 7B eine Frontalansicht ist, die zeigt, wie monopolare Hochfrequenzenergie durch beide Zahnräder und die zentrale Elektrode angewendet wird.
• 8 eine Seitenansicht der Umsetzung einer flexiblen Elektrodenkonfiguration ist.
• 9 eine Frontalansicht ist, die die Integration eines Saugschlauchs am distalen Abschnitt des Endeffektors zeigt, um das Greifen und Festhalten des Gewebes zu unterstützen.
• 10 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Variante eines Ansaugkathetersystems zeigt.
• 11 eine Seitenansicht ist, die eine alternative Ausführungsform zeigt, die einen asymmetrischen Endeffektor verwendet, um die Gewebenavigation in einem kreis- oder bogenförmigen Muster zu unterstützen.
• 12 drei perspektivische Ansichten nebeneinander zeigt, die einen Entwurf eines Drehkopfes darstellen, der die Torsionsspannung auf den Katheter während der Navigation in kreis- oder bogenförmigem Muster reduziert.
• 13 eine Querschnittsansicht ist, die ein Handgerät am proximalen Ende der Vorrichtung in einer Ausführungsform zeigt, die die Drehung von Katheter und Endeffektor zur besseren Steuerung ermöglicht.
• 14 eine Querschnittsansicht ist, die eine Ausführungsform mit einem Drehkopf mit Miniatur-/Mikronadeln zeigt, um das Gewebe zu greifen und sich bogenförmig zu bewegen.
• 15 eine Schemaansicht ist, die die Methoden zur unabhängigen Geschwindigkeitskontrolle jedes Zahnrads zeigt, um verschiedene Bewegungsradien zu erzielen.
• 16A eine perspektivische Sicht ist, die eine Ausführungsform einer Zahnradkonstruktion zeigt.
• 16B eine Aufsicht auf die Zahnradkonstruktion von 16A ist.
• 17 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Zahnradkonstruktion mit einer in 16A abgebildeten Geometrie ist, die eine höhere Anzahl von Zähnen zeigt.
• 18A eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausführungsform der an einem medizinischen Instrument befestigten Vorrichtung wie beispielsweise an einem Endoskop zeigt.
• 18B eine perspektivische Ansicht ist, die das proximale Ende der in 18A abgebildeten Ausführungsform zeigt, einschließlich der Bedienelemente für den Anwender.
• 19A eine perspektivische Ansicht einer Zahnradkonstruktion mit abgewinkelten Zähnen ist.
• 19B eine Seitenansicht der Zahnradkonstruktion von 19A ist.
• 20A eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der bei minimalinvasiven Verfahren verwendeten Vorrichtung zeigt.
• 20B eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der bei minimalinvasiven Verfahren verwendeten Vorrichtung zeigt, die eine permanente oder temporäre Krümmung an der Katheterspitze zeigt.
• 21 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung ist, die mehrere Zahnräder enthält.
• 22 eine perspektivische Ansicht einer Konsole am proximalen Ende der Vorrichtung ist, mit der der Anwender verbunden ist.
• 23 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform ist, die einen schraubenartigen Mechanismus verwendet.
• Die wiederholte Verwendung von Verweiszeichen in der vorliegenden Patentschrift und den Zeichnungen soll dieselben oder analogen Merkmale oder Elemente der Erfindung darstellen.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON TYPISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Es wird jetzt im Einzelnen Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, wovon ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen abgebildet sind. Jedes Beispiel wird durch Erklärung der Erfindung dargestellt und soll nicht als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte oder beschriebene Merkmale mit einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine dritte Ausführungsform zu erhalten. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung diese und andere Änderungen und Varianten beinhaltet.
• Es soll so verstanden werden, dass die hierin erwähnten Reichweiten alle Reichweiten innerhalb der vorgeschriebenen Reichweite beinhalten. Von daher beinhalten alle hierin erwähnten Reichweiten alle in den erwähnten Reichweiten enthaltenen Teilreichweiten. Zum Beispiel enthält eine Reichweite von 100–200 auch Reichweiten von 110–150, 170–190 und 153–162. Ferner enthalten alle hierin erwähnten Begrenzungen alle anderen in den erwähnten Begrenzungen enthaltenen Begrenzungen. Zum Beispiel enthält eine Begrenzung von bis zu 7 auch eine Begrenzung von bis zu 5, bis zu 3 und bis zu 4,5.
• 2A bis 6 zeigen verschiedene Methoden, um dem Anwender eine willkürliche Kontrolle (entweder über manuelle oder automatische Mittel) über das Greifen und Loslassen des Gewebes zu ermöglichen. Ein am distalen Ende der Vorrichtung 120 angebrachter Gleitblock 8 an Stelle des Gehäuses 3. Der Gleitblock 8 befindet sich in proximaler Richtung der Zahnräder 2 und kann sich axial bewegen. Der Gleitblock enthält zwei oder mehr Lumen 134, 136, durch die die Gleitschläuche 7 der Zahnräder 2 verlaufen. In den dargestellten Ausführungsformen gibt es zwei Gleitschläuche 7, die als der erste Gleitschlauch 130 und der zweite Gleitschlauch 132 bezeichnet werden. Jedes Lumen 134, 136 enthält einen Wegeingang 11 und einen Wegausgang 12. Die Gleitschläuche 7 enthalten das Drehmomentübertragungselement 34, das mit den Zahnrädern 2 verbunden ist. Das Drehmomentübertragungselement 34 ist vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, eine hohle, spiralförmige Leitung oder ein Schlauch, der speziell zur wirksamen Drehmomentübertragung ausgelegt ist. Die Gleitschläuche 7 sind in einem Ausgangswinkel 13, der an den Wegausgängen 12 gemessen wird, positioniert, damit die Zahnräder auseinandergehen oder zusammenkommen, wenn der Gleitblock 8 in einer gleitenden Bewegung 10 axial bewegt wird. Bei zurückgezogenem Gleitblock 8 ist der offene Abstand 6a zwischen den Zahnrädern 2 am größten, damit der Anwender ein großes Stück Gewebe fassen kann. Wird der Gleitblock 8 axial in einer Schiebebewegung 10 bewegt, bewegen sich die Zahnräder 2 zu einem geschlossenen Abstand 6b aufeinander zu, der viel kleiner als der offene Abstand 6a ist. Die Veränderung des Abstands übt eine Kraft auf das gefasste Gewebestück aus, sodass es fest gegriffen wird.
• Die Zahnräder 2 können ferner als ein erstes Zahnrad 122 und ein zweites Zahnrad 124 bezeichnet werden. Das erste Zahnrad 122 der Vorrichtung 120 rotiert um eine erste Zahnradrotationsachse 158 und das zweite Zahnrad 124 dreht sich um eine zweite Zahnradrotationsachse 160. In der abgebildeten Ausführungsform verlaufen die Rotationsachsen 158 und 160 nicht parallel und nicht senkrecht zueinander. Zwischen den zwei Zahnrädern 122, 124 ist ein Abstand 128 vorhanden, sodass sie einander nicht berühren. Der Abstand 128 ist auf Grund der Verstellbarkeit der Positionen der Zahnräder 122, 124 steuerbar. In manchen Anordnungen können sich die Zahnräder 122, 124 berühren und entfernen so den Abstand 128.
• Es kann ein Abstandsmechanismus 126 vorhanden sein, um den Abstand 128 zwischen den zwei Zahnrädern 2 zu verstellen. Der Abstandsmechanismus 126 kann den Gleitblock 8 enthalten, der mit einem äußeren Schiebekatheter 9 verbunden sein kann, der konzentrisch zu einem Innenkatheter 5 ist, der mit der Anwenderschnittstelle (z. B. Handgerät 42 oder Konsole 89) am proximalen Ende der Vorrichtung verbunden ist und dem Anwender die Kontrolle über die Schiebebewegung 10 ermöglicht. Der Außenkatheter 9 und der Innenkatheter 5 können koaxial zueinander verlaufen. Darüber hinaus kann ein Arretierungsmechanismus entweder am distalen oder am proximalen Ende der Schiebevorrichtung angebracht werden, damit der Anwender den verschiebbaren Außenkatheter 9 am Innenkatheter 5 arretieren kann und so den Abstand 128 zwischen den Zahnrädern 2 während der Durchführung einer Operation fixieren kann.
• Eine Herausforderung bei der Grundkonstruktion des Gleitblocks 8 ist es, einen ausreichend großen Ausgangswinkel 13 beizubehalten, um das Erreichen und Greifen von Gewebe 17 zu erleichtern und dabei gleichzeitig die Komponenten zusammenhalten und die Gleitweg- 14 Übergänge unbehindert genug zu halten, um ein Blockieren oder Abknicken zu verhindern. Unter besonderer Bezugnahme auf 3 werden die Gleitlumen 14 als ein erstes Gleitlumen 134 und ein zweites Gleitlumen 136 bezeichnet. Das erste Gleitlumen 134 nimmt den ersten Gleitschlauch 130 auf und das zweite Gleitlumen 136 nimmt den zweiten Gleitschlauch 132 auf, sodass sich der zweite Gleitschlauch 132 durch das zweite Gleitlumen 136 bewegt. Der Gleitblock 8 hat ein proximales Ende 142 und ein gegenüberliegend angebrachtes distales Ende 144. Der hier verwendete Begriff ”proximal” bezieht sich auf eine Richtung zum Gesundheitsdienstleister hin und der Begriff ”distal” bezieht sich auf eine Richtung weg vom Gesundheitsdienstleister und in der Regel hin zum Patienten oder weiter in das Innere des Patienten. Das erste Gleitlumen 134 hat einen ersten Gleitlumeneingang 146 am proximalen Ende 124 und erstreckt sich durch den Gleitblock 8 und endet an einem ersten Gleitlumenausgang 148 am distalen Ende 144. In ähnlicher Weise hat das zweite Gleitlumen 136 einen zweiten Gleitlumeneingang 150 am proximalen Ende 124 und einen zweiten Gleitlumenausgang am distalen Ende 144. Die Gleitlumenausgänge 14, 148 können voneinander durch einen Abstand 154 getrennt werden, der von der Mitte des ersten Gleitlumeneingangs 146 bis zur Mitte des zweiten Gleitlumeneingangs 150 gemessen wird. Die Gleitlumenausgänge 148, 152 können voneinander durch einen Abstand 156 getrennt werden, der jeweils von der Mitte zur Mitte der Gleitlumenausgänge 148, 152 gemessen werden kann. In manchen Anordnungen kann der Abstand 154 geringer sein als der Abstand 156. Die Positionierung beider Gleitlumen 14 auf einer einzigen Ebene wie in 3 ist möglicherweise nicht die effizienteste Raumnutzung und schränkt daher den Raum für reibungslose Übergänge und ausreichende Ausgangswinkel 13 ein.
• 4A, 4B, 4C und 4D zeigen einen Gleitblock mit verschachtelten Wegen 36, der verschachtelte Gleitlumen 37 auf Grundlage einer in 5 angegebenen mathematischen Gleichung nutzt. Die Höhe 162 des Gleitblocks 8 reicht vom proximalen Ende 142 zum distalen Ende 144. Da sich jedes verschachtelte Gleitlumen 37 auf seiner eigenen Ebene befindet, können größere Ausgangswinkel 13 beibehalten werden, ohne die Gesamtgröße des Gleitblocks 8 zu erhöhen. Jedes verschachtelte Gleitlumen 37 beginnt mit einem Lumeneingang 11 und folgt der in 5 gezeigten Gleichung, um einen Lumenausgang 12 zu erreichen. Die Gleichung der Mitte der verschachtelten Gleitlumen 37 mit der Höhe wird anhand der Gesamtdimensionen und erforderlichen Lumeneingangs- 11 positionen und Ausgangswinkel 13 als Ausgangsbedingung errechnet, um ein Abknicken zu reduzieren. Die verschachtelten Gleitlumen 37 sind beide spiegelbildlich zueinander auf der X- und Y-Ebene. Indem sie in distaler Richtung vom proximalen Ende 142 verlaufen, können die Lumen 134, 136 als zuerst konvergierend und danach als divergierend beschrieben werden.
• 6 zeigt eine Ausführungsform zur Optimierung der Greifstärke unter Verwendung einer Konstruktion auf Basis eines Gleitblocks 8. Die Zahnräder 2 in dieser Ausführungsform haben Zähne 109, 133, die mit einem Abstand 112 konstruiert sind, was die Verzahnung der abwechselnd angeordneten Zähne 110 erlaubt, wenn die Zahnräder 2 durch Verschieben des Gleitblocks 8 im Verhältnis zu den Gleitschläuchen 7 zusammengezogen werden. Diesbezüglich greifen die die Zähne 109 des ersten Zahnrads 122 in den Abstand 112 zwischen den abwechselnd angeordneten Zähnen 110 des zweiten Zahnrads 124, wenn die zwei Zahnräder 122, 124 sich verzahnen. Die Verzahnung der abwechselnd angeordneten Zähne 110 erzeugt einen sehr starken Halt des Gewebes 17 zwischen den Zahnrädern 2. Die Profilgeometrie des gezeigten, aber nicht darauf beschränkten, Zahns 113 verbessert die Zugkraft und den Gewebehalt 17. Der Zahn 113 kann eine Aushöhlung enthalten. Die verschiedenen Zähne können so angeordnet sein, dass die Zähne 113 abwechselnd an den Zahnrädern 2 angebracht sind. Obwohl nicht darauf beschränkt, kann diese Ausführungsform bei verschiedenen MIS-Anwendungen von Vorteil sein, wenn eine Position über einen längeren Zeitraum gehalten werden muss, während ein Verfahren durchgeführt wird.
• 7A zeigt einen neuartigen Ansatz für die bipolare Ablation. Mit einer einzelnen monopolaren oder bipolaren Elektrode 4, wie in 1 abgebildet, ist der Kontakt mit dem Gewebe 17 unter unterschiedlichen Umständen (d. h. Gewebedichte, Gewebespannung, Bewegung, Druck) auf Grund ihrer festen und eingeschlossenen Position nicht gewährleistet. Um dieses Problem zu lösen, kann es wünschenswert sein, die elektrische Hochfrequenzenergie durch die Zahnräder 2 direkt zu leiten und zu gewährleisten, dass das erfasste Gewebe 18 dazwischen abladiert wird. Diese Ausführungsform besteht aus einem der Zahnräder 2 mit einer positiven Ladung 15 und dem anderen Zahnrad mit einer Erdung 16. Der Hochfrequenzstrom fließt von einem der Zahnräder 2 durch das erfasste Gewebe 18 und hinaus durch das andere Zahnrad 2 und schafft so ein abladiertes Gewebeareal 19 zwischen den Zahnrädern 2. Der Endeffektor 1 ist nicht auf die abgebildete Konfiguration beschränkt, sondern kann jede in dieser Anmeldung und nach dem Stand der Technik aufgeführte Konfiguration enthalten.
• Ferner zeigt 7B einen Ansatz zur Anwendung von monopolarer Energie. In diesem Fall haben beide Zahnräder 2 eine positive Ladung 15. Zur Vergrößerung der Oberfläche und Reichweite wird eine positiv geladene 15 zentrale Elektrode 20 zwischen den Zahnrädern 2 positioniert. Bei dem monopolaren Aufbau ist eine geerdete Elektrode von beträchtlicher Größe andernorts am Patienten befestigt. Der Hochfrequenzstrom fließt stark fokussiert von den Zahnrädern 2 und der zentralen Elektrode 20 in das erfasste Gewebe 18 und schafft ein abladiertes Gewebeareal 19 neben ihnen. Die Energie wird dann abgeleitet, während sie in die große geerdete Elektrode anderswo am Patienten fließt. Der Endeffektor 1 ist nicht auf die abgebildete Konfiguration beschränkt, sondern kann jede in dieser Anmeldung und nach dem Stand der Technik aufgeführte Konfiguration enthalten.
• Unter Umständen ist es in bestimmten Anwendungen nicht sicher oder wirksam, elektrische Energie durch die Zahnräder 2 fließen zu lassen. In diesen Fällen kann man möglicherweise einen Endeffektor 1, wie in 8 zu sehen, verwenden, bei dem eine flexible Elektrode 22 Kontakt zum Gewebe 17 aufnimmt. Die flexible Elektrode 22 würde vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, aus dem Gehäuse 3 in dem Zwischenraum zwischen den Zahnrädern 2 austreten und wäre lang genug, um kontinuierlichen Kontakt zum Gewebe 17 zu haben, während der Endeffektor 1 in die Richtung der Vorwärtsbewegung 21 über das Gewebe 17 geht. Die flexible Elektrode 22 nimmt Kontakt mit dem Gewebe 17 auf, selbst wenn das Gewebe 17 uneben ist oder sich seine Oberfläche schnell verändert. Der Endeffektor 1 ist nicht auf die abgebildete Konfiguration beschränkt, sondern kann jede in dieser Anmeldung und nach dem Stand der Technik aufgeführte Konfiguration enthalten.
• In bestimmten therapeutischen Situationen, besonders solchen, in denen ein sich bewegendes Organ beteiligt ist wie beispielsweise eine Lunge oder ein Herz, sind Greifkräfte, die nur durch die Zahnräder 2 erzeugt und beibehalten werden, möglicherweise nicht ausreichend. Um die Kontinuität des Griffs auf dem Gewebe 17 zu erhöhen, kann ein Ansauglumen 23, wie in 9 gezeigt, integriert werden, um das Gewebe 17 durch Anwendung eines negativen oder Vakuumdrucks anzusaugen. Das Ansauglumen 23 kann in den Katheter 5 der Vorrichtung 120 integriert werden oder außerhalb, neben oder parallel zu ihm verlaufen. An seinem distalen Ende kann das Ansauglumen 23 in dem Zwischenraum zwischen den Zahnrädern 2 enden, mit einer Neigung nach vorne, zur Mitte hin oder nach hinten, relativ zur Bewegungsrichtung des Endeffektors 1 relativ zum Gewebe 17.
• Als alternative Ausführungsform mit Ansaugung zeigt 10 einen Ansaug-Endeffektor 24, der zwei Antriebszahnräder 122, 124 in vorzugsweise, aber nicht auschließlich, vertikaler Richtung relativ zum Gewebe enthält. Die erste Zahnradrotationsachse 158 kann koaxial zu der zweiten Zahnradrotationsachse 160 verlaufen. Zwischen den Zahnrädern 122 und 124, aber nicht auf die geometrische Mitte beschränkt, befindet sich eine Ansaugöffnung 25, die das Greifen des Gewebes 17 erleichtert. Neben der Ansaugöffnung 25 ist eine Elektrode 26, durch die elektrische Hochfrequenzenergie übertragen wird. Die Elektrode kann monopolar oder bipolar ausgelegt sein. Das Paar der Antriebszahnräder 122, 124 ermöglicht dem Anwender die Kontrolle über die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sowie die bogen- oder kreisförmige Bewegung mit einer theoretisch unbegrenzten Reichweite von Wenderadien. Die Antriebszahnräder 122, 124 können unabhängig voneinander angetrieben werden, sodass sich ein Antriebszahnrad 122 drehen kann, während sich das andere Antriebszahnrad 124 nicht dreht, oder sie können so angetrieben werden, dass sich ein Antriebszahnrad 122 in eine Richtung dreht, während sich das andere Antriebszahnrad 124 in die entgegengesetzte Richtung dreht.
• Damit ein Endeffektor 1 in einer bogen- oder kreisförmigen Bewegung navigieren kann, muss er die Torsionsspannung des Katheters 5 überwinden, um am Gewebe 17 haften zu bleiben und die Bewegung auszuführen. 12 zeigt einen Endeffektor 1, der mit einem Drehmechanismus 35 verbunden ist, der sich zwischen dem Endeffektor 1 und dem Katheter 5 befindet. Der Endeffektor 1 ist nicht auf die abgebildete Konfiguration beschränkt, sondern kann jede in dieser Anmeldung und nach dem Stand der Technik aufgeführte Konfiguration enthalten. Der Drehmechanismus 35 lässt den Endeffektor 1 unabhängig vom Katheter 5 um ihre Längsachsen drehen und enthält einen Mechanismus, der die Funktion der im Endeffektor 1 enthaltenen Komponenten beibehält. Ein solcher Mechanismus könnte aus einem Planetengetriebesystem mit einem zentralen Zahnrad bestehen, das von der Drehung des Endeffektors 2, der mit den Antriebszahnrädern 2 verbunden ist, nicht betroffen ist. Ein anderes Beispiel eines Drehmechanismus 35 könnte eine niederohmige Buchse oder ein Lager sein.
• Der Drehmechanismus 35 hat eine Drehmechanismus-Rotationsachse 196, die koaxial zu einer Längsachse 184 des distalen Katheterendes eines distalen Endes 182 des Katheters 5 verläuft. Der Drehmechanismus 35 kann die Zahnräder 122, 124 um die Rotationsachse 196 so drehen lassen, dass sich die Zahnräder 122, 124 vollständig 360 Grad um die Achse 184 des distalen Endes 182 drehen. Diese Drehung um die Achse 196 ist unabhängig von der Drehung der Zahnräder 122, 124 um ihre eigenen Achsen 158, 160. Bei manchen Anordnungen kann die Vorrichtung 120 jedoch so konfiguriert werden, dass durch die Drehung um die Achse 196 die Zahnräder 122, 124 ebenfalls so angetrieben werden, dass sie auch gleichzeitig um ihre jeweiligen Achsen 158, 160 angetrieben werden.
• 13 und 22 zeigen die Benutzerschnittstellen zur Steuerung der Vorrichtung 120. Diese Ausführungsformen in 13 und 22 können mit jeder der in dieser Anmeldung enthaltenen Ausführungsformen des Endeffektors verbunden werden und umgekehrt.
• 13 zeigt ein vollständiges Kathetersystem mit einem Handgerät 42, das die Drehung des Katheters 5 und des Antriebssystems unabhängig vom Handgerät 42 ermöglicht. Die Möglichkeit dieser Bewegung hilft dem Kliniker dabei, den Endeffektor 1 entlang des Gewebes 17 neu zu positionieren und umzulenken. Der Endeffektor 1 ist nicht auf die abgebildete Konfiguration beschränkt, sondern kann jede in dieser Anmeldung und nach dem Stand der Technik aufgeführte Konfiguration enthalten. Darüber hinaus setzt ein Endeffektor 1, der in einer bogenförmigen Bewegung geführt wird, den Katheter 5 unter Torsionsspannung, die die Greifkraft des Endeffektors 1 auf das Gewebe 17 überwindet und seinen Griff lockert. Ein System, das eine Drehung zulässt, nimmt die Torsionsspannung weg. In dieser Ausführungsform verläuft ein Katheter 5 mit einem oder mehreren Drehmomentübertragungselementen 34 durch eine Hülse 54 in ein inneres Handgerät 45. Das innere Handgerät 45 befindet sich mittig zu und ist umgeben von dem äußeren Handgerät 44, das auf seiner Außenfläche funktionelle Bedienelemente enthält, unter anderem Antriebssystem, Ablation, Ansaugung und Spülung. Ein Steuerelement 55 (Knopf oder Hebel) ist starr verbunden mit oder ist Teil des inneren Handgeräts 45 und steht vorne, hinten oder seitlich aus dem äußeren Handgerät 44 hervor. Der Anwender benutzt das Steuerelement, um das innere Handgerät 45, den Katheter 5 und den Endeffektor 1 oder dessen Komponenten unabhängig von dem äußeren Handgerät 44 zu drehen. Zwischen dem inneren Handgerät 45 und dem äußeren Handgerät 44 befindet sich ein Gleitring 48, der bewirkt, dass die elektrischen Kabel der am äußeren Handgerät 44 befindlichen Bedienungselemente mit dem sich drehenden inneren Handgerät 45 ohne Verheddern oder zusätzliche Torsionsspannung auf diesen elektrischen Kabeln verbunden werden können. Darüber hinaus kann eine ähnliche mechanische Vorrichtung angebracht werden, sodass Spülen oder Absaugen über die Schnittstelle ohne Abknicken oder Brechen verläuft. Innerhalb des inneren Handgeräts 45 befinden sich ein oder mehr Antriebsmotoren 46 oder Antriebsmechanismen, die mit einem mechanischen Kuppler 47 an dem Drehmomentübertragungselement befestigt sind. Jeder Antriebsmotor 46 ist über ein Drehmomentübertragungselement 34 an ein einzelnes Zahnrad 2 angeschlossen, obwohl wechselweise ein einzelner Antriebsmotor 46 durch ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 zu zwei oder mehr Zahnrädern 2 geführt werden könnte. Bei einem solchen Aufbau jedoch kann ein Kopplungsmechanismus am distalen Ende neben den Zahnrädern 2 notwendig sein, um die Bewegung von nur einem einzelnen Drehmomentübertragungselement 34 zu übertragen. Die Antriebsmotoren 46 sind über Motorstromleitungen 49 an einen Gleitring 48 innerhalb des Handgeräts 45 angeschlossen. Am proximalen Ende des Gleitrings wird eine Antriebsschalterleitung 51, dessen Funktion es ist, dem Anwender die Kontrolle über den Antriebsmotor 46 zu ermöglichen, durch ein äußeres Handgerät 44 zu einem Antriebsschalter 52 geführt. Ein Ablationsschalter 53 befindet sich auf dem äußeren Handgerät 44 mit einer Ablationsschalterleitung, die durch das äußere Handgerät 44 und zum Gleitring 48 führt, und die dann durch das innere Handgerät 45 und den Katheter 5 geführt wird und dem Anwender die Kontrolle über die Ablationsfunktion ermöglicht. Alle zusätzlichen elektrischen Funktionen werden ebenfalls durch den Gleitring 48 in der oben beschriebenen Weise geführt. Die Stromquellen für alle elektrischen Funktionen gehen am distalen Ende des Gleitrings 48 ab und sind in einem Stromleitungsbündel 43 enthalten, das an die einzelnen oder integrierten Netzteile für jede Funktion angeschlossen ist.
• 22 zeigt eine Konsole 89 zur Steuerung der Vorrichtung in den hierin enthaltenen Ausführungsformen. Eine Konsole 89 kann wünschenswert sein, damit die Hände des Anwenders frei sind, um während des Verfahrens andere Aufgaben durchzuführen. Die Konsole 89 enthält ein Konsolengehäuse 90, das einen Bildschirm 91, Bedienungsknöpfe 94, Bedienungstasten 95 sowie jegliche notwendigen inneren elektrischen oder mechanischen Komponenten beinhaltet. Der Bildschirm 91 kann, aber nicht ausschließlich, ein Standard LCD- oder LED-Bildschirm oder ein Touchscreen-Bildschirm sein, der an Stelle mancher oder aller Bedienungsknöpfe 94 und Bedienungstasten 95 verwendet wird. Die Bedienungsknöpfe 94 und Bedienungstasten 95 können Bedienungsfunktion wie, aber nicht auschließlich: Spülung, Ablation, Ansaugung, Greifsteuerung/-stärke, individuelle Zahnradantriebsstränge und Krümmung der Katheterspitze steuern. Ein Katheteranschluss 92 erleichtert den Anschluss des Katheters 5 und seiner integrierten Funktionen.
• 14 zeigt einen vereinfachten Entwurf eines Drehkopf-Endeffektors 38, bei dem ein mit einem Greifelement 40, das aus Miniatur- oder Mikronadeln, aber nicht ausschließlich daraus, konstruiert sein könnte, ausgestatteter Drehkopf 39 an einem Drehmomentübertragungselement 34 befestigt ist. Das Drehmomentübertragungselement 34 wird durch ein statisches (nicht drehendes) Gehäuse 41 geführt, das an einem distalen Ende 182 des Katheters 5 befestigt ist. Der Drehkopf 39 wird auf einem Abschnitt des Gewebes 17 angewendet. Das Greifelement 40 erhält die Zugkraft auf dem Gewebe 17 aufrecht und die Drehbewegung des Drehkopfes 39 zwingt den Drehkopf-Endeffektor 38, sicht entlag der Oberfläche des Gewebes 17 in einer bogenförmigen Bewegung zu bewegen, da der Drehkopf 39 der einzige Kontaktpunkt mit dem Gewebe 17 ist. Hochfrequenzenergie kann direkt durch den Drehkopf 39 geleitet werden, vorausgesetzt, dessen Konstruktion besteht aus elektrisch leitfähigem Material.
• Der Drehkopf 39 hat eine Drehkopf-Rotationsachse 216, die koaxial zu der Längsachse 184 des distalen Katheterendes verläuft. Die verschiedenen hervorstehenden Nadeln, die das Greifelement 40 ausmachen, reichen vom Drehkopf 39 in distaler Richtung in einem Winkel, der nicht parallel und senkrecht zu der Drehkopf-Rotationsachse 216 ist. Das Drehmomentübertragungselement 34 kann ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 sein, sodass der Katheter 5 kein zweites Drehmomentübertragungselement 34 trägt.
• 15 zeigt den Entwurf zur Steuerung des inneren Antriebszahnrads 56 und des äußeren Antriebszahnrads 57 relativ zu einem Drehpunkt 64, um den Drehradius 63 eines Endeffektors 1 auf der Gewebeoberfläche zu kontrollieren. Wenn der Abstand 58 zwischen den Kontaktpunkten des inneren Antriebszahnrads 56 und des äußeren Antriebszahnrads 57 bekannt ist, kann das Verhältnis von der Geschwindigkeit des inneren Antriebszahnrads 59 zu der des äußeren Antriebszahnrads 60 dazu verwendet werden, den Drehradius 63 des Endeffektors zu kontrollieren. Bei einer Geschwindigkeit des inneren Antriebszahnrads 59, die geringer ist als die Geschwindigkeit des äußeren Antriebszahnrads 60, fällt die innere Antriebsstrecke 61 für eine festgelegte Zeitdauer kürzer aus als die äußere Antriebsstrecke 62, wodurch die Vorrichtung gezwungen ist, bei einem Drehradius 63 an einem willkürlichen Drehpunkt 64 umzukehren.
• 16A und 16B zeigen einen Konstruktionsentwurf von Zahnrad 2 mit einer Zahnradzahngeometrie 65, um Zugkraft auf das Gewebe 17 zu ermöglichen, während die Eindringtiefe in das Gewebe 17 begrenzt wird – was verhindert, dass sich das Gewebe 17 verhakt und dass es Schaden nimmt. An der distalen Spitze eines jeden Zahnradzahns 65 befindet sich ein Eindringpunkt 66. Der Eindringpunkt ist präzisionsgefertigt oder -geschärft, um in das Gewebe 17 einzudringen, wobei er während der Navigation Zugkraft erbringt. Von der distalen Spitze des Zahnradzahns 65 weg und radial einwärts in die radiale Richtung 172 zum Zentrum von Zahnrad 2 mit der Zahnradrotationsachse 170 gerichtet befindet sich ein dünner, durchmesserreduzierter Zahnradzahnschaft 67. Der Zahnradzahnschaft 67 erlaubt das Eindringen in das Gewebe 17 auf seiner ganzen Länge, die von 0,050 bis 1,5 mm reicht, bevorzugt jedoch von 0,100 bis 0,500 mm.
• Der Zahnradzahnschaft 67 weitet sich an seinem proximalen Ende auf einen Zahnradzahngrund 68 auf. Die Bogenlängsrichtung 174 ist die Richtung um die Zahnradrotationsachse 170, die die Zahnradrotationsachse 170 umkreist. Die Aufweitung kann so erreicht werden, indem die Bogenlängsrichtung 174, die die Breite des Zahnradzahnschafts 67 schneidet, zunimmt, während der Radius 172 zum Zahnradgrund 87 hin abnimmt, um den Zahnradzahngrund 68 zu bilden. Die Aufweitung kann auch so angeordnet werden, dass der Zahnradzahngrund 68 in einer Bogenlängsrichtung 174 vom Zahnradzahnschaft 67 bis zum Zahnradgrund 87 überhaupt nicht abnimmt. Der Zahnradzahngrund 68 kann daher denselben oder einen größeren Abstand in der Bogenlängsrichtung 174 in radialer Richtung 172 einwärts vom Zahnradzahnschaft 67 zum ahnradgrund 87 haben. Dieses Aufweitungsprofil ist eine Kontrollfunktion der Eindringtiefe und könnte, aber nicht ausschließlich: radial, in Parabolform, knollenförmig, linear oder stufig sein. Die Aufweitung kann einen allmählichen oder sofortigen Widerstand gegen das Eindringen leisten und die Eindringtiefe des Zahnradzahns 65 in das Zielgewebe begrenzen. Die Begrenzung der Eindringtiefe kann das Risiko einer Gewebeperforation reduzieren, das Verhaken des Gewebes und/oder Gewebeschädigungen verhindern.
• 17 zeigt eine ähnliche Zahnradausführungsform mit einer höheren Anzahl an Zahnradzähnen 65. Die Anzahl der Zahnradzähne 65 kann zwischen 2 und 12 liegen, bevorzugt zwischen 4 und 8. Innerhalb des Zahnradgrunds 87 ist eine Bohröffnung zur Aufnahme eines Antriebselements 34, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, einer verseilten Flugzeugleitung oder einer hohlen, spiralförmig gewundenen Drehmomentübertragungsleitung.
• 18A zeigt ein Medizingerät mit einem Endeffektor 80 zum Aufclipsen. Der Endeffektor zum Aufclipsen 70 befindet sich hauptsächlich am distalen Ende des medizinischen Instruments, an dem er befestigt wird, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, an einem Endoskop 79. Der Endeffektor 70 zum Aufclipsen umfasst ein Gehäuse 71 zum Aufclipsen. Damit es fest sitzt, wird auf das Endoskop 79 eine distale Endkappe 76 gesetzt und eine Gehäusehalteferder 72 wird an der Außenfläche 180 des Schafts des Endoskops 79 befestigt. Das Gehäuse 71 zum Aufclipsen, die distale Endkappe 73 und der Gehäusehalteclip 72 sind so ausgelegt, dass der Funktionsbereich 74 des Endoskops 79 ungehindert und funktionsfähig für seine beabsichtigten Funktionen bleibt. Die Zahnräder 2 befinden sich an distalen Ende des ... am Gehäuse 71, das in einer Art Schiebereglermechanismus integriert ist. Das Drehmomentübertragungselement 34 wird durch eine abgewinkelte Schieberplatte 75 geführt, sodass sich der Abstand zwischen den Zahnrädern 2 weitet, während das Drehmomentübertragungselement linear entlang der Vorrichtungsachse bewegt wird. Die Drehmomentübertragungselemente 34 verlaufen durch das Gehäuse 71 zum Aufclipsen und entlang des Endoskops 79. Zusätzliche Halteclips 76 können in unterschiedlichen Längenabständen angebracht werden, um der Führung Stabilität zu verleihen. Führungshalterungen 77, die die Drehmomentübertragungselemente 34 durch die Bohröffnung der Halterung 78 leiten, werden in unterschiedlichen Längsabständen aufgesetzt, um zu verhindern, dass sich die Drehmomentübertragungselemente 34 verdrehen oder verheddern.
• Die abgewinkelte Schieberplatte 75 kann sich relativ zur Außenfläche 180 des Endoskops 79 und relativ zu dem ersten und zweiten Gleitschlauch 130, 132 oder den Drehmomentübertragungselementen 34 bewegen. Diese Verschiebung kann bewirken, dass sich das erste und zweite Zahnrad 122 und 124 aufeinander zu- und voneinander wegbewegen, wie zuvor erörtert, infolge der Tatsache, dass die abgewinkelte Schieberplatte 75 so angeordnet ist, dass die Schläuche 130, 132 voneinander weg in die distale Richtung führen. Alternativ kann die abgewinkelte Schieberplatte 75 in Abhängigkeit von der Außenfläche 180 des Endoskops 79 statisch fixiert werden. Bei dieser Anordnung können sich das erste und zweite Gleitlumen 130, 132 oder die Drehmomentübertragungselemente 34 in distaler und proximaler Richtung relativ zur Außenfläche 180 durch die abgewinkelte Schieberplatte 75 bewegen und erneut bewirken, dass sich das erste und zweite Zahnrad 122, 124 aufeinander zu- und voneinander wegbewegen.
• 18B zeigt eine mögliche Steuerungslösung für das proximale Ende des Medizingeräts mit Endeffektor 80 zum Aufclipsen. Am proximalen Ende des Einführschlauchs 108 eines Endoskops 79 befindet sich ein Endoskopsteuerungsschaft 100, der Bedienungselemente für verschiedene Funktionen des Endoskops 79 enthält, wie Leuchten/Beleuchtung, Kamera, Spülung, Gas, Ansaugung und Steuerung der Spitze. Das Endoskop 79 hat einen Lichtführungsschlauch 103. Damit ein Endeffektor 70 zum Aufclipsen mit dem Endoskop 79 benutzt werden kann, muss der Anwender Bedienungselemente 104 am Endeffektor haben, um die zusätzlichen Funktionen, die der Endeffektor zum Aufclipsen 70 anbietet, zu nutzen. Vom proximalen Ende des Einführschlauchs 108 verbreitert sich das Gerät zu einem Steuerungsschaftgriff 10, den der Anwender hält. Die Steuerung des Endeffektors 104 besteht aus einem Steuerungsgehäuse 105, das auf den Steuerungsschaftgriff 101 aufgeklipst, aufgeklemmt oder anderweitig daran befestigt wird. Das Steuerungsgehäuse 105 enthält Antriebsteile und elektrische Schaltungen, die notwendig für den Betrieb des Endeffektors 70 zum Aufclipsen sind und die typischerweise aus einem Paar Zahnradmotoren, Schaltkreisen und Stromschalter(n) bestehen. Eine oder mehr Motorbedienungstasten 106 sitzen innerhalb des Steuerungsgehäuses 105. Ein Griffsteuerungshebel 107 steuert den Abstand zwischen den Zahnrädern 2 und der Greifstärke, indem entweder ein dem Gleitblock 8 der in 2A bis 6 abgebildeten Ausführungsform gleichwertiges Teil oder die Drehmomentübertragungselemente 34 selbst bewegt werden. Die Drehmomentübertragungselemente 34 verlaufen parallel zu dem und entlang des Einführschlauchs 108, wobei sie ein Halteclip 102 am Steuerungsschaft in einer gewünschten Position fixiert.
• 19A und 19B zeigen ein Zahnrad mit abgewinkelten Zähnen 81. Das Zahnrad mit abgewinkelten Zähnen 81 hat Zahnradzähne 65, deren Anzahl zwischen 2 und 12 liegen kann, bevorzugt jedoch zwischen 4 und 8. In dieser Ausführungsform hat der Zahnradzahn 65 einen Zahnradzahnschaft 67, dessen Achse in einem Winkelversatz oder einem Zahnwinkel 86 relativ zum Zahnradgrund 87 verläuft. Obwohl ein Zahnradzahngrund 68 nicht vorhanden ist, könnte in anderen Ausführungsformen der Zahnradzahngrund 68 zwischen dem Zahnradzahnschaft 67 und dem Zahnradgrund 87 angeordnet werden. Obwohl der Zahnradzahnschaft 67 als lineare, fortlaufende Form gezeigt wird, kann er auch in anderen Ausführungsformen variiert werden, sodass es ihn in verschiedenen Formen gibt. In der abgebildeten Ausführungsform hat der Zahnradgrund 87 eine Oberseite 176 und eine gegenüberliegend angeordnete Unterseite 178, die voneinander in einer Richtung entlag der Rotationsachse 170 getrennt sind. Der Zahnradzahnschaft 67 ist in einem Zahnwinkel 86, der 25–65 Grad betragen kann, zur Unterseite 178 hin ausgerichtet. Der Zahnwinkel 86 kann entlang der gesamten Länge des Zahnradzahnschafts 67 konstant verlaufen. Der Zahnradzahnschaft 67 ist in einem stumpfen Winkel in Bezug auf die Oberfläche 176 ausgerichtet. Der Zahnwinkel 86 kann von einer Linie ausgehen, die nach außen in radialer Richtung 172 von der Unterseite 178 zum Zahnradzahnschaft 67 verläuft.
• Am äußersten distalen Ende des Zahnradzahnschafts 67 befindet sich ein Eindringpunkt 66, der etwas in das Zielgewebe 17 eindringt, um Griff und Zugkraft zu liefern. Im Zahnradgrund 87 befindet sich eine Bohröffnung 69 zur Aufnahme eines Drehmomentübertragungselements 34, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, einer verseilten Flugzeugleitung oder einer hohlen, spiralförmig gewundenen Drehmomentübertragungsleitung. Das Zahnrad mit abgewinkelten Zähnen 1 kann eingesetzt werden, um einen größeren Griff zu ermöglichen. Darüber hinaus könnten zwei (2) axial an ein Drehmomentübertragungselement 34 montiert werden, jedoch mit einem Winkel zwischen ihnen, der das Gewebe gut greift, wie in 20A und 20B dargestellt.
• 11, 20A und 20B beziehen sich auf Ausführungsformen einer Miniatur-Vorrichtungsplattform, die ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 verwendet. Ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 kann der Einfachheit halber und/oder wegen der Möglichkeit, die Vorrichtung zu verkleinern, damit sie in eine kleinere Schablone passt, erwünscht sein. Die Änderung des Zugangswinkels, den die Verwendung eines einzelnen Drehmomentübertragungselements 34 erlaubt, kann auch dahingehend von Vorteil sein, dass man in einer bogen- oder kreisförmigen Bewegung navigieren kann. Die Vorrichtung 120 kann so angeordnet werden, dass nur ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 vorhanden ist, um dem Zahnrad/den Zahnrädern 2 Drehmoment zu geben und so, dass kein zweites Drehmomentübertragungselement vorhanden ist. In dieser Hinsicht werden jedes Zahnrad/alle Zahnräder 2 der Vorrichtung 120 von einem einzelnen Drehmomentübertragungselement 34 gedreht, wenn überhaupt, und keines der Zahnräder 2 wird von einem separaten Drehmomentübertragungselement 34 gedreht. Von daher können mehrere Zahnräder 2 von einem einzelnen Drehmomentübertragungselement 34 so angetrieben werden, dass keines der Zahnräder 2 dieser Vorrichtung 120 von einem separaten Drehmomentübertragungselement 34 angetrieben wird.
• Wie in 11 abgebildet, wird ein asymmetrischer Endeffektor 30 verwendet, um einen anderen Zugangswinkel zu erreichen, der ein asymmetrisches Gehäuse 31 enthält, mit dem ein angetriebenes Zahnrad 2, 122 gedreht und an der Längsachse des Katheters 5 ausgerichtet werden kann. Der Katheter 5 hat ein distales Ende 182 und das distale Ende 182 hat eine Längsachse 184 des distalen Katheterendes. Die erste Zahnradrotationsachse 158 verläuft daher koaxial zur Längsachse 184 des distalen Katheterendes. Die Beseitigung oder Reduzierung des Winkels, den ein Drehmomentübertragungselement 34 zu überwinden hat, erhöht die Flüssigkeit der Bewegung und die Effizienz des Systems. Gewebe 17 kann durch Kombination mit einem passiven Zahnrad 32, 124 gegriffen werden, das sich dank einer Freilaufnabe 33 frei drehen kann, dessen Achse 160 in einem senkrechten Winkel zur Rotationsachse 158 des ersten Zahnrads und der Längsachse des distalen Katheterendes 184 steht.
• 20A zeigt eine Vorrichtung 120 mit seitlich montierten Zahnrädern 82, die zwei an einem einzelnen Drehmomentübertragunselement 34 montierte Zahnräder mit abgewinkelten Zähnen 81 umfasst. Wie bezüglich der Ausführungsform in 19A und 19B erörtert, erlaubt der Zahnwinkel 86 der Zahnräder mit abgewinkelten Zähnen 81, dieselbe Gewebegreiffunktion 17 anderer Ausführungsformen, die doppelte Antriebselemente in der vorliegenden Erfindung verwenden, mit der einfachen Ausführung eines einzelnen Antriebselements. Eine Endkappe 83 enthält die Komponenten und Hilfsfunktionen, darunter Elektroden 26 (für Ablationen), Spülungsauslässe und Absaugungseinlässe 25. Die Endkappe 83 ist an einem Katheterschaft 5 befestigt, der zum proximalen Ende der Vorrichtung 120 verläuft.
• Das erste Zahnrad mit abgewinkelten Zähnen 122 ist so ausgelegt, dass sein Zahnradzahnschaft 67 vom Zahnradgrund 87 in distaler Richtung verläuft. Das zweite Zahnrad mit abgewinkelten Zähnen 124 hat einen zweiten Zahnradgrund 186, vom dem der zweite Zahnradzahnschaft 188 ausgeht. Der zweite Zahnradzahnschaft 188 ist in einem zweiten Zahnradzahnwinkel 190 zu einer Linie angeordnet, die von der Unterseite des zweiten Zahnradgrunds 186 in radialer Richtung, wie zuvor mit Bezug auf andere beispielhafte Ausführungsformen erörtert, verläuft. Der zweite Zahnradzahnschaft 188 verläuft vom zweiten Zahnradgrund 186 in proximaler Richtung des Katheters 5 aus und somit in Richtung des ersten Zahnrads mit abgewinkelten Zähnen 122. Die Aktivierung des einzelnen Antriebselements 34 bewirkt, dass sich beide Zahnräder mit abgewinkelten Zähnen 122, 124 gleichzeitig und in gleichem Maße drehen, da sie von demselben Element 34 angetrieben werden.
• 20B zeigt eine Vorrichtung mit Krümmung und seitlich montierten Zahnrädern 84; diese Ausführungsform ist eine Variante der in 20A abgebildeten Ausführungsform, die zusätzlich eine Krümmung 85 zwischen dem Katheter 5 und der Endkappe 83 zur besseren Positionierung des Endeffektors während des Verfahrens beinhaltet. Die Krümmung 85 kann entweder permanent oder temporär sein. Die temporäre Krümmung 85 kann durch Kabelbewegung am proximalen Ende des Katheters 5 aktiviert werden. Die Krümmung 85 kann so angeordnet sein, dass sie sich zwischen dem distalen Ende 182 des Katheters 5 und einem Katheterschaft 192 des Katheters 5 befindet. Die Zahnräder mit abgewinkelten Zähnen 81 befinden sich am distalen Ende 182 und vollständig distal von der Krümmung 85. Der Katheterschaft 192 hat eine Längsachse 194 des Katheterschafts. Die Krümmung 85 bewirkt, dass sich die Längsachse 194 des Katherschafts mit der Längsachse 184 des distalen Katheterendes schneidet, sodass diese Achsen 194 und 184 nicht koaxial oder parallel zueinander verlaufen.
• 21 zeigt eine Ausführungsform, die mehrere an einem Endeffektorgehäuse 3 montierte Zahnräder enthält. Das Endeffektorgehäuse 3 befindet sich distal zu einem distalen Ende 182 des Katheters 5. In dieser Ausführungsform kann die Anzahl der Zahnräder 2 zwischen 3 und 8 variieren, bevorzugt jedoch zwischen 3 und 4. Mehrere Zahnräder 2 können größere Freiheitsgrade (FG) der Vorrichtung 120 ermöglich, darunter: linear, bis zu 3 Achsen und rotierend. Das Greifen von Gewebe kann möglicherweise auch davon profitieren, da es eine größere Anzahl an Greifbereichen mit Zahnrädern 2 in unmittelbarer Nähe gibt. Ähnlich wie andere Ausführungsformen ist diese Ausführungsform an einem Katheter 5 in Richtung seines distalen Endes 182 befestigt und kann andere Funktionen beinhalten wie Spülung, Absaugung oder Hochfrequenzstromablation.
• Die Vorrichtung 120 kann das erste und zweite Zahnrad 122, 124 umfassen, die sich um die Rotationsachsen 158, 160 drehen, die nicht parallel zueinander verlaufen und die nicht senkrecht zueinander stehen können. Das dritte Zahnrad 200 dreht sich um eine dritte Rotationsachse 202, die gleichfalls nicht parallel zu den Rotationsachsen 158, 160 verläuft und die nicht senkrecht zu den Rotationsachsen 158, 160 verlaufen kann. Ein viertes Zahnrad 204 ist ebenfalls an der Vorrichtung 120 vorhanden und dreht sich um eine vierte Zahnradrotationsachse 206, die zu keiner der anderen Rotationsachsen 158, 160, 202 parallel verläuft. Die vierte Rotationsachse 206 kann nicht senkrecht zu einer der anderen Rotationsachsen 158, 160 oder 202 verlaufen. Die vier Rotationsachsen 158, 160, 202 und 206 können so angeordnet werden, dass keine von ihnen parallel zu der Langsachse 184 des distalen Katheterendes verläuft. Die vier Zahnräder 122, 124, 200, 204 können alle auf dieselbe Weise in derselben Größe und Form konfiguriert werden. Die vier Zahnräder 122, 124, 200 und 204 können durch ihr eigenes individuelles Drehmomentübertragungselement 34 angetrieben werden, sodass sie vom Anwender unabhängig voneinander gesteuert werden können. In anderen Anordnungen können ein oder mehr der vier Zahnräder 122, 124, 200 und 204 miteinander verbunden werden, sodass sie von demselben Drehmomentübertragungselement 34 gesteuert und somit miteinander angetrieben werden. Das Gehäuse 3 kann statisch sein im Hinblick auf das distale Ende des Katheters 5 oder es kann sich um 360 Grad um die Längsachse 184 des distalen Katheterendes drehen.
• 23 zeigt eine schraubenartige Ausführungsform des Endeffektors 96 mit mindestens 2 Freiheitsgraden. Der schraubenartige Endeffektor 96 besteht aus zylindrischen Schneckenantrieben 98, 210, die auf einen Rahmen 97 geschraubt sind. Die zylindrischen Schneckenantriebe 98, 210 sind am Rahmen 97 an ihren distalen Enden so befestigt, dass sie sich frei um ihre Längsachsen 208, 212 drehen können. Am proximalen Ende der zylindrischen Schneckenantriebe 98, 210 sind Drehmomentübertragungselemente 34 befestigt. Die proximal aus dem Rahmen 97 hervorgehenden Drehmomentübertragungselemente 34 werden durch einen Katheter 99 geführt. Der Rahmen 97 kann an das distale Ende 182 des Katheters 99 so montiert werden, dass der Rahmen 97 sowohl proximal und distal beider zylindrischer Schneckenantriebe 98, 210 sitzt. Der Rahmen 97 ist statisch in Bezug auf das distale Ende 182 und bewegt sich in Bezug auf das distale Ende 182 nicht.
• Der erste zylindrische Schneckenantrieb 98 kann mit spiralförmigen Graten 111 darauf bereitgestellt werden, die so angeordnet sind, dass sie im Uhrzeigersinn in distaler Richtung des ersten zylindrischen Schneckenantriebs 98 verlaufen. Der zweite zylindrische Schneckenantrieb 210 kann mit spiralförmigen Graten 214 darauf bereitgestellt werden, die entgegen des Uhrzeigersinns in distaler Richtung des zweiten zylindrischen Schneckenantriebs 210 verlaufen. Der erste zylindrische Schneckenantrieb 98 hat eine erste zylindrische Schneckenantriebsrotationsachse 208, um die sich der erste zylindrische Schneckenantrieb 98 und der zweite zylindrische Schneckenantrieb 210 hat eine zweite zylindrischen Schneckenantriebsrotationsachse 212, um die sich der zweite zylindrische Schneckenantrieb 210 dreht. Die Rotationsachsen 208 und 212 können parallel zueinander verlaufen und ein Teil des Rahmens 97 kann oder kann auch nicht zwischen den Rotationsachsen 208 und 212 liegen. Es können separate Drehmomentantriebselemente 34 verwendet werden, um die zylindrischen Schneckenantriebe 98, 210 unabhängig voneinander zu steuern oder in anderen Anordnung könnten die zylindrischen Schneckenantriebe 98, 210 durch ein einzelnes Drehmomentübertragungselement 34 angetrieben werden und sich somit jederzeit gemeinsam miteinander drehen.
• Die in gegensätzliche Drehrichtungen zueinander angetriebenen spiralförmigen Grate 111, 214 auf den zylindrischen Schneckenantrieben 98, 210 bringen Zugkraft auf das Gewebe 17 oder die Medien, innerhalb derer sie sich befinden, und treiben den schraubenartigen Endeffektor 96 entlang seiner Achse 184 nach vorn. Bei Umkehr der Drehrichtung beider zylindrischer Schneckenantriebe 98 und 210 wird der schraubenartige Endeffektor 96 entlang seiner Achse rückwärts getrieben. Werden beide zylindrische Schneckenantriebe 98 und 210 in derselben Richtung angetrieben, wird der schraubenartige Endeffektor 96 seitlich oder ”links” und ”rechts” getrieben und somit in einem zu der Achse 184 nicht parallelen Winkel. Neben einem höheren Freiheitsgrad kann sich der schraubenartige Endeffektor 96 selbst durch Flüssigkeiten und halbfeste Substanzen ebensowie auf den Oberflächen von Geweben 17 durcharbeiten.
• Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, soll es so verstanden werden, dass der durch vorliegende Erfindung umfasste Gegenstand nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, dass der Gegenstand der Erfindung alle Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente beinhaltet, die im Rahmen des Geistes und Anwendungsbereiches der folgenden Ansprüche aufgenommen werden können.
• Bezugszeichenliste

1

Endeffektor

2

Zahnrad

3

Gehäuse

4

Elektrode

5

Katheter

6a

Offener Abstand

6b

Geschlossener Abstand

7

Gleitschläuche

8

Gleitblock

9

Schiebekatheter

10

Schiebebewegung

11

Lumeneingang

12

Lumenausgang

13

Ausgangswinkel

14

Gleitlumen

15

Positive Ladung

16

Erdung

17

Gewebe

18

Erfasstes Gewebe

19

Abladiertes Gewebeareal

20

Zentrale Elektrode

21

Richtung der Vorwärtsbewegung

22

Flexible Elektrode

23

Ansauglumen

24

Ansaug-Endeffektor

25

Ansaugöffnung

26

Elektrode

28

Gehäuse

29

Katheter

30

Asymmetrischer Endeffektor

31

Asymmetrisches Gehäuse

32

Passives Zahnrad

33

Freilaufnabe

34

Drehmomentübertragungselement

35

Drehmechanismus

36

Verschachtelter Weg Gleitblock

37

Verschachteltes Gleitlumen

38

Drehkopf-Endeffektor

39

Drehkopf

40

Greifelement

41

Statisches Gehäuse

42

Handgerät

43

Stromleitungsbündel

44

Äußeres Handgerät

45

Inneres Handgerät

46

Antriebsmotor

47

Kuppler

48

Gleitring

49

Motorstromleitung

50

Ablationsschalterleitung

51

Antriebsschalterleitung

52

Antriebsschalter

53

Ablationsschalter

54

Hülse

55

Steuerungselement

56

Inneres Antriebszahnrad

57

Äußeres Antriebszahnrad

58

Abstand

59

Geschwindigkeit des inneren Antriebszahnrads

60

Geschwindigkeit des äußeren Antriebszahnrads

61

Innerer Antriebsweg

62

Äußerer Antriebsweg

63

Drehradius

64

Drehpunkt

65

Zahnradzahn

66

Eindringpunkt

67

Zahnradzahnschaft

68

Zahnradzahngrund

69

Bohröffnung

70

Endeffektor zum Aufstecken

71

Gehäuse zum Aufstecken

72

Gehäusehalteclip

73

Distale Endkappe

74

Funktionsbereich

75

Angewinkelte Schieberplatte

76

Halteclip

77

Führungshalterung

78

Bohröffnung für die Halterung

79

Endoskop

80

Medizingerät mit Endeffektor zum Aufclipsen

81

Zahnrad mit abgewinkeltem Zahn

82

Vorrichtung mit seitlich montierten Zahnrädern

83

Endkappe

84

Vorrichtung mit Krümmung und seitliche montierten Zahnrädern

85

Krümmung

86

Zahnwinkel

87

Zahnradgrund

88

Schiebereglermechanismus

89

Konsole

90

Konsolengehäuse

91

Bildschirm

92

Katheteranschluss

93

Konsolenbasis

94

Bedienungsknopf

95

Bedienungstaste

96

Schraubenartiger Endeffektor

97

Rahmen

98

Erster zylindrischer Schneckenantrieb

99

Katheter

100

Endoskopsteuerungsschaft

101

Steuerungsschaftgriff

102

Halteclip für Steuerungsschaft

103

Lichtführungsschlauch

104

Endeffektorsteuerung

105

Steuerungsgehäuse

106

Motorsteuerungstaste

107

Greifsteuerung

108

Einführschlauch

109

Zahn

110

Verzahnung der abbwechseln angeordneten Zähne

111

Spiralförmiger Grat

112

Abstand

113

Zahnprofilgeometrie

120

Vorrichtung

122

Erstes Zahnrad

124

Zweites Zahnrad

126

Abstandsmechanismus

128

Abstand

130

Erster Gleitschlauch

132

Zweiter Gleitschlauch

134

Erstes Gleitlumen

136

Zweites Gleitlumen

142

Proximales Ende

144

Distales Ende

146

Erster Gleitlumeneingang

148

Erster Gleitlumenausgang

150

Zweiter Gleitlumeneingang

152

Zweiter Gleitlumenausgang

154

Abstand

156

Abstand

158

Erste Zahnradrotationsachse

160

Zweite Zahnradrotationsachse

162

Höhe

170

Zahnradrotationsachse

172

Radiale Richtung

174

Bogenlängsrichtung

176

Oberseite

178

Unterseite

180

Außenfläche

182

Distales Ende

184

Längsaches des distalen Katheterendes

186

Zweiter Zahnradgrund

188

Zweiter Zahnradzahnschaft

190

Zweiter Zahnradzahnwinkel

192

Katheterschaft

194

Längsachse des Katheterschafts

196

Drehmechanismus Rotationsachse

200

Drittes Zahnrad

202

Dritte Zahnradrotationsachse

204

Viertes Zahnrad

206

Vierte Zahnradrotationsachse

208

Erste zylindrische Schneckenantriebsrotationsachse

210

Zweiter zylindrischer Schneckenantrieb

212

Zweite zylindrische Schneckenantriebsrotationsachse

214

Spiralförmige Grate

216

Drehkopf Rotationsachse

Claims (34)

1. Eine Vorrichtung zum Ergreifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein erstes Zahnrad, das sich dreht, wobei das erste Zahnrad das Gewebe greift; ein zweites Zahnrad, das sich dreht, wobei das zweite Zahnrad das Gewebe greift; und ein Abstandsmechanismus, der den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad so verstellt, dass das erste und zweite Zahnrad sich aufeinander zu- und voneinander wegbewegen.
2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandsmechanismus umfasst: einen ersten Gleitschlauch, wobei sich das erste Zahnrad distal zum ersten Gleitschlauch befindet; einen zweiten Gleitschlauch, wobei sich das zweite Zahnrad distal zum zweiten Gleitschlauch befindet; einen Gleitblock, der ein erstes Gleitlumen definiert, in das der erste Gleitschlauch eingebracht wird, wobei mindestens ein Abschnitt des ersten Gleitlumens in gekrümmter Richtung durch den Gleitblock verläuft, wobei der Gleitblock ein zweites Gleitlumen definiert, in das der zweite Gleitschlauch eingebracht wird, wobei mindesten ein Abschnitt des zweiten Gleitlumens in gekrümmter Richtung durch den Gleitblock verläuft.
3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner umfasst: einen Innenkatheter, wobei ein proximales Ende des ersten Gleitschlauchs an einem distalen Ende des Innenkatheters befestigt ist, wobei ein proximales Ende des zweiten Gleitschlauchs am distalen Ende des Innenkatheters befestigt ist; und einen Außenkatheter, der an dem Gleitblock befestigt ist und sich relativ zum Gleitblock nicht bewegt, wobei der Außenkatheter koaxial zum Innenkatheter verläuft und über eine Außenfläche des Innenkatheters gleitet, wobei die Bewegung in distaler Richtung des Außenkatheters in Bezug auf den Innenkatheter bewirkt, dass sich der Gleitblock bezüglich des ersten und zweiten Gleitschlauchs bewegt und das erste Zahnrad sich auf das zweite Zahnrad zubewegt.
4. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandsmechanismus einen Gleitblock hat, der ein erstes Gleitlumen definiert, wobei mindestens ein Abschnitt des ersten Gleitlumens in gekrümmter Richtung durch den Gleitblock verläuft, wobei der Gleitblock ein zweites Gleitlumen definiert, wobei mindesten ein Abschnitt des zweiten Gleitlumens in gekrümmter Richtung durch den Gleitblock verläuft; wobei das erste Gleitlumen einen ersten Gleitlumeneingang hat, der sich am proximalen Ende des Gleitblocks befindet, wobei das erste Gleitlumen einen ersten Gleitlumenausgang hat, der sich am distalen Ende des Gleitblocks befindet, wobei das zweite Gleitlumen einen zweiten Gleitlumeneingang hat, der sich am proximalen Ende des Gleitblocks befindet, wobei das zweite Gleitlumen einen zweiten Gleitlumenausgang hat, der sich am distalen Ende des Gleitblocks befindet, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Gleitlumeneingang und dem zweiten Gleitlumeneingang kürzer ist als ein Abstand von dem ersten Gleitlumenausgang zum zweiten Gleitlumenausgang.
5. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandsmechanismus einen Gleitblock hat, der ein erstes Gleitlumen definiert, das in distaler Richtung von einem proximalen Ende des Gleitblock zu einem distalen Ende des Gleitblocks verläuft, wobei der Gleitblock ein zweites Gleitlumen definiert, das in distaler Richtung von einem proximalen Ende des Gleitblocks zum distalen Ende des Gleitblocks verläuft, wobei das erste Gleitlumen und das zweite Gleitlumen getrennt voneinander bleiben, wobei sich das erste Gleitlumen mit dem zweiten Gleitlumen an einer Stelle zwischen dem proximalen und distalen Ende des Gleitblocks überkreuzt.
6. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad in einer offenen Position befinden, wenn das erste Zahnrad sich am weitesten entfernt vom zweiten Zahnrad befindet, wobei sich das erste Zahnrad um eine erste Zahnradrotationsachse dreht, wobei sich das zweite Zahnrad um eine zweite Zahnradrotationsachse dreht, wobei die erste Zahnradrotationsachse und die zweite Zahnradrotationsachse in einem Winkel und nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
7. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst eine Elektrode, die das Gewebe erfasst, wobei elektrischer Strom durch die Elektrode in das Gewebe fließt, wobei die Elektrode flexibel ist und sich in Bezug auf das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad biegt.
8. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst eine Ansaugöffnung, die eine Saugkraft auf das Gewebe ausübt und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad zum Gewebe drangt.
9. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad Zähne hat und wobei das zweite Zahnrad Zähne hat, wobei sich die Zähne des ersten Zahnrads mit den Zähnen des zweiten Zahnrads verzahnen, wenn der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad am kleinsten ist.
10. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstandsmechanismus einen Gleitblock hat, der ein erstes Gleitlumen definiert, das in distaler Richtung von einem proximalen Ende des Gleitblocks zu einem distalen Ende des Gleitblocks verläuft, wobei der Gleitblock ein zweites Gleitlumen definiert, das in distaler Richtung von einem proximalen Ende des Gleitblocks zum distalen Ende des Gleitblocks verläuft, wobei eine Höhe des Gleitblocks als der Abstand zwischen dem proximalen Ende des Gleitblocks und dem distalen Ende des Gleitblocks definiert wird, wobei Wege des ersten Gleitlumens und des zweiten Gleitlumens durch den Gleitblock vom proximalen Ende zum distalen Ende des Gleitblocks verschachtelt und von den folgenden Gleichungen definiert sind:

    

    wobei: x_c(h) = zentrale x-Koordinatengleichung für verschachteltes Gleitlumen; y_c(h) = zentrale y-Koordinatengleichung für verschachteltes Gleitlumen; x_t = x-Verschiebung oben am Gleitblock (distales Ende); x_b = x-Verschiebung unten am Gleitblock (proximales Ende); γ_b = y-Verschiebung unten am Gleitblock (proximales Ende); h_t = Höhe des Gleitblocks; W(h) = Gewichtungsfaktor für Formung der Krümmung (< 0,05); γ = Ausgangswinkel von Gleitweg.
11. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein Zahnrad, das sich um eine Zahnradrotationsachse dreht, wobei das Zahnrad das Gewebe greift, wobei das Zahnrad einen Eindringpunkt besitzt und einen Zahnradzahnschaft, der vom Eindringpunkt einwärts in radialer Richtung so verläuft, dass sich der Zahnradzahnschaft näher an der Zahnradrotationsachse befindet als der Eindringpunkt in radialer Richtung, wobei das Zahnrad einen Zahnradzahngrund besitzt, der vom Zahnradzahnschaft einwärts in radialer Richtung so verläuft, dass sich der Zahnradzahngrund näher an der Zahnradrotationsachse befindet als der Zahnradzahnschaft in radialer Richtung, wobei der Zahnradzahngrund breiter ist als der Zahnradzahnschaft, sodass der Zahnradzahngrund in Bogenlängsrichtung länger ist als der Zahnradzahnschaft, wobei der Eindringpunkt, der Zahnradzahnschaft und der Zahnradzahngrund einen Zahnradzahn des Zahnrads bilden.
12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Zahnrad einen Zahnradgrund besitzt, wobei der Zahnradgrund vom Zahnradgrund einwärts in radialer Richtung so verläuft, dass sich der Zahnradgrund näher an der Zahnradrotationsachse befindet als der Zahnradzahngrund in radialer Richtung, wonach die Breite des Zahnradzahngrunds längenmäßig in der Bogenlängsrichtung an keinem Punkt in radialer Einwärtsrichtung abnimmt, die vom Zahnradzahnschaft zum Zahnradgrund verläuft, wobei der Eindringpunkt am Zahnradzahnschaft anliegt, wobei der Zahnradzahnschaft am Zahnradzahngrund anliegt und wobei der Zahnradzahngrund am Zahnradgrund anliegt.
13. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Zahnrad zwischen zwei und zwölf Zahnradzähne hat.
14. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein Zahnrad, das sich um eine Zahnradrotationsachse dreht, wobei das Zahnrad das Gewebe greift, wobei das Zahnrad einen Zahnradgrund und einen Zahnradzahnschaft hat, der vom Zahnradgrund nach außen in radialer Richtung von der Zahnradrotationsachse in einem Zahnwinkel verläuft, der nicht senkrecht zu der Zahnradrotationsachse ist.
15. Die Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Zahnradgrund eine Oberseite und eine Unterseite hat, wobei der Zahnwinkel von einer Linie aus definiert wird, die nach außen in radialer Richtung von der Unterseite zum Zahnradzahnschaft verläuft, wobei der Zahnwinkel ein spitzer Winkel zwischen 25 und 65 Grad ist, wobei der Zahnradzahnschaft in einem stumpfen Winkel zur Oberseite hin ausgerichtet ist, wobei der Zahnwinkel konstant entlang der gesamten Länge des Zahnradzahnschafts verläuft und wobei ein Eindringpunkt vom Zahnradzahnschaft nach außen in radialer Richtung verläuft, wobei der Zahnradgrund am Zahnradzahnschaft anliegt und wobei der Zahnradzahnschaft am Eindringpunkt anliegt.
16. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein erstes Zahnrad, das sich dreht, wobei das erste Zahnrad das Gewebe greift; und ein medizinisches Instrument, wobei das medizinische Instrument das erste Zahnrad trägt.
17. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner umfasst: ein zweites Zahnrad, das sich dreht, wobei das zweite Zahnrad das Gewebe greift; und ein Abstandsmechanismus, der den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad anpasst, dass das erste und zweite Zahnrad aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden; wobei das medizinische Instrument ein Endoskop ist.
18. Die Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner umfasst: einen ersten Gleitschlauch, wobei sich das erste Zahnrad distal zum ersten Gleitschlauch befindet, wobei der erste Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das erste Zahnrad überträgt; einen zweiten Gleitschlauch, wobei sich das zweite Zahnrad distal zum zweiten Gleitschlauch befindet, wobei der zweite Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das zweite Zahnrad überträgt; wobei der Abstandsmechanismus ein Gleitblock ist, der eine abgewinkelte Schieberplatte ist, die sich relativ zu einer Außenfläche des Endoskops bewegt, wobei der erste Gleitschlauch und der zweite Gleitschlauch durch den Abstandsmechanismus verlaufen, wobei die Bewegung des Abstandsmechanismus relativ zum Endoskop den Abstand zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad anpasst.
19. Die Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner umfasst: einen ersten Gleitschlauch, wobei sich das erste Zahnrad distal zum ersten Gleitschlauch befindet, wobei der erste Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das erste Zahnrad überträgt, wobei der erste Gleitschlauch sich relativ zu einer Außenfläche des Endoskops bewegt; und einen zweiten Gleitschlauch, wobei sich das zweite Zahnrad distal zum zweiten Gleitschlauch befindet, wobei der zweite Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das zweite Zahnrad überträgt, wobei der zweite Gleitschlauch sich relativ zu einer Außenfläche des Endoskops bewegt; wobei der Abstandsmechanismus ein Gleitblock ist, der eine abgewinkelte Schieberplatte ist, die sich relativ zu einer Außenfläche des Endoskops nicht verschiebt, wobei der erste Gleitschlauch und der zweite Gleitschlauch durch den Abstandsmechanismus verlaufen, wobei die Bewegung des ersten und des zweiten Gleitschlauchs durch den Abstandsmechanismus den Abstand zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad anpasst.
20. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner umfasst: einen ersten Gleitschlauch, wobei sich das erste Zahnrad distal zum ersten Gleitschlauch befindet, wobei der erste Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das erste Zahnrad überträgt und; wobei das medizinische Instrument ein Endoskop ist; ein Gehäuse zum Aufclipsen, das an einer Außenfläche des Endoskops befestigt wird, wobei der erste Gleitschlauch durch den Clip am Gehäuse verläuft.
21. Die Vorrichtung nach Anspruch 20, die ferner umfasst: ein zweites Zahnrad, das sich dreht, wobei das zweite Zahnrad das Gewebe greift; einen zweiten Gleitschlauch, wobei sich das zweite Zahnrad distal zum zweiten Gleitschlauch befindet, wobei der zweite Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das Drehung auf das zweite Zahnrad überträgt; einen Abstandsmechanismus, der den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad so verstellt, dass das erste und zweite Zahnrad aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden; einen Halteclip, der an der Außenfläche des Endoskop befestigt wird, wobei sich der Halteclip proximal zu dem Gehäuse zum Aufclipsen befindet, wobei der erste Gleitschlauch und der zweite Gleitschlauch durch den Halteclip verlaufen; und eine Führungshalterung, wobei der erste Gleitschlauch und der zweite Gleitschlauch durch die Führungshalterung verlaufen; wobei das Gehäuse zum Aufclipsen einen Gehäusehalteclip hat, der die Außenfläche des Endoskops umfasst, um die Befestigung des Gehäuses zum Aufclipsen an der Außenfläche des Endoskops zu bewirken, wobei das Gehäuse zum Aufclipsen auf der Außenfläche des Endoskops so platziert ist, dass ein Funktionsbereich des Endoskops ungehindert ist.
22. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das medizinische Instrument ein Endoskop ist, wobei das Endoskop einen Endoskopsteuerungsschaft hat, und die ferner umfasst: eine Endeffektorsteuerung, die am Endoskopsteuerungschaft befestigt ist, wobei die Endeffektorsteuerung die Drehung des ersten Zahnrads steuert.
23. Die Vorrichtung nach Anspruch 22, die ferner umfasst: ein zweites Zahnrad, das sich dreht, wobei das zweite Zahnrad das Gewebe greift; einen Abstandsmechanismus, der den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad so verstellt, dass das erste und zweite Zahnrad aufeinander zu- und voneinander wegbewegt werden; einen ersten Gleitschlauch, wobei sich das erste Zahnrad distal zum ersten Gleitschlauch befindet, wobei der erste Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das die Drehung auf das erste Zahnrad überträgt und einen zweiten Gleitschlauch, wobei sich das zweite Zahnrad distal zum zweiten Gleitschlauch befindet, wobei der zweite Gleitschlauch ein Drehmomentübertragungselement ist, das Drehung auf das zweite Zahnrad überträgt; wobei die Endeffektorsteuerung ein Steuerungsgehäuse hat, das an einem Steuerungsschaftgriff des Endoskopsteuerungsschafts befestigt ist, wobei das Steuerungsgehäuse einen Griffsteuerungshebel hat, der vom Anwender aktiviert wird, um den Abstand zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad anzupassen, wobei das Steuerungsgehäuse Tasten zur Motorsteuerung hat, die vom Anwender aktiviert werden, um die Drehmomentübertragung durch den ersten und zweiten Gleitschlauch auf das erste und zweite Zahnrad anzupassen.
24. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein einzelnes Drehmomentübertragungselement; einen Katheter, der das einzelne Drehmomentübertragungselement trägt, wobei nur das einzelne Drehmomentübertragungselement vom Katheter getragen wird, sodass ein zweites Drehmomentübertragungselement nicht vom Katheter getragen wird; und ein Zahnrad, das das Gewebe greift, wobei das einzelne Drehmomentübertragungselement das Zahnrad dreht.
25. Die Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Zahnrad ein angetriebenes Zahnrad ist und eine angetriebene Zahnradrotationsachse hat, um die sich das angetriebene Zahnrad dreht, und die ferner umfasst ein passives Zahnrad, das das Gewebe greift, wobei das passive Zahnrad eine passive Zahnradrotationsachse hat, um die sich das passive Zahnrad dreht, wobei die angetriebene Zahnradrotationsachse senkrecht zu der passiven Zahnradrotationsachse ist, wobei das passive Zahnrad nicht aktiv angetrieben wird und sich frei dreht, sodass die Drehung des passiven Zahnrads durch das Greifen des Gewebes während der Drehung des angetriebenen Zahnrads bewirkt wird, wenn das angetriebene Zahnrad das Gewebe greift.
26. Die Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Zahnrad einen Drehkopf hat, der von dem einzelnen Drehmomentübertragungselement angetrieben wird, wobei das Zahnrad Greifelemente hat, die vom Drehkopf ausgehen und das Gewebe greifen; wobei der Katheter ein distales Ende hat, das eine Längsachse des distalen Katheterendes hat, wobei der Drehkopf eine Rotationsachse des Drehkopfes hat, wobei die Längsachse des distalen Katheterende koaxial zur Rotationsachse des Drehkopfes verläuft.
27. Die Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Zahnrad ein erstes Zahnrad ist, das sich um eine erste Zahnradrotationsachse dreht, wobei das erste Zahnrad einen ersten Zahnradgrund und einen ersten Zahnradzahnschaft hat, der vom ersten Zahnradgrund auswärts in radialer Richtung von der erste Zahnradrotationsachse in einem ersten Zahnradzahnwinkel verläuft, der nicht senkrecht zur ersten Zahnradrotationsachse ist; und die ferner umfasst ein zweites Zahnrad, das das Gewebe greift, wobei sich das zweite Zahnrad um eine zweite Zahnradrotationsachse dreht, wobei das zweite Zahnrad einen zweiten Zahnradgrund und einen zweiten Zahnradzahnschaft hat, der vom zweiten Zahnradgrund auswärts in radialer Richtung von der zweiten Zahnradrotationsachse in einem zweiten Zahnradzahnwinkel verläuft, der nicht senkrecht zu der zweiten Zahnradrotationsachse ist, wobei das einzelne Drehmomentübertragungselement das zweite Zahnrad so dreht, dass sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad von dem einzelnen Drehmomentübertragungselement angetrieben werden; und wobei die erste Zahnradrotationsachse koaxial zu der zweiten Zahnradrotationsachse verläuft.
28. Die Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei der Katheter einen Katheterschaft hat und ein distales Katheterende, das sich distal zum Katheterschaft befindet, wobei sich das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad am distalen Katheterende befinden, wobei das distale Katheterende eine Längsachse des distalen Katheterendes hat, wobei der Katheterschaft eine Längsachse des Katheterschafts hat, wobei der Katheter eine solche Krümmung hat, dass die unmittelbar an die Krümmung angrenzende Längsache des Katheterschafts nicht koaxial zur Längsachse des distalen Katheterendes verläuft.
29. Die Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei die Krümmung verstellbar ist, sodass der Krümmungsgrad verstellt werden kann, um einen Ausrichtungswinkel zwischen der unmittelbar an die Krümmung angrenzenden Längsachse des Katheterschafts und der Längsachse des distalen Katheterendes anzupassen.
30. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: einen Katheter; ein erstes vom Katheter getragenes Zahnrad, wobei sich das erste Zahnrad um eine erste Zahnradrotationsachse dreht, wobei das erste Zahnrad das Gewebe greift; ein zweites vom Katheter getragenes Zahnrad, wobei sich das zweite Zahnrad um eine zweite Zahnradrotationsachse dreht, wobei das zweite Zahnrad das Gewebe greift, wobei die erste Zahnradrotationsachse und die zweite Zahnradrotationsachse koaxial verlaufen; und eine Ansaugöffnung, die eine Ansaugkraft auf das Gewebe ausübt und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad zum Gewebe drängt.
31. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein Zahnrad, das sich um eine Zahnradrotationsachse dreht, wobei das Zahnrad das Gewebe greift; einen Drehmechanismus, der eine Rotationsachse des Drehmechanismus hat, wobei der Drehmechanismus das Zahnrad 360 Grad um die Rotationsachse des Drehmechanismus dreht; und einen Katheter, der den Drehmechanismus trägt, wobei der Drehmechanismus das Zahnrad 360 Grad relativ zum Katheter dreht.
32. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: ein erstes Zahnrad, das das Gewebe greift, wobei sich das erste Zahnrad um eine erste Zahnradrotationsachse dreht; ein zweites Zahnrad, das sich um eine zweite Zahnradrotationsachse dreht; und ein drittes Zahnrad, das sich um eine dritte Zahnradrotationsachse dreht; wobei die erste Zahnradrotationsachse nicht parallel zu der zweiten Zahnradrotationsachse und nicht senkrecht zu der zweiten Zahnradrotationsachse verläuft; wobei die zweite Zahnradrotationsachse nicht parallel zu der dritten Zahnradrotationsachse und nicht senkrecht zu der dritten Zahnradrotationsachse verläuft; wobei die erste Zahnradrotationsachse nicht parallel zu der dritten Zahnradrotationsachse und nicht senkrecht zu der dritten Zahnradrotationsachse verläuft.
33. Eine Vorrichtung zum Greifen von Gewebe im Inneren eines Patienten, die umfasst: einen Katheter; einen ersten zylindrischen Schneckenantrieb, der sich um eine Rotationsachse des ersten zylindrischen Schneckenantriebs dreht, wobei der erste zylindrische Schneckenantrieb vom Katheter getragen wird, wobei der erste zylindrische Schneckenantrieb spiralförmige Grate hat, die das Gewebe greifen; und einen zweiten zylindrischen Schneckenantrieb, der sich um eine Rotationsachse des zweiten zylindrischen Schneckenantriebs dreht, wobei der zweite zylindrische Schneckenantrieb vom Katheter getragen wird, wobei der zweite zylindrische Schneckenantrieb spiralförmige Grate hat, die das Gewebe greifen.
34. Die Vorrichtung nach Anspruch 33, wobei die Rotationsachse des ersten zylindrischen Schneckenantriebs parallel zu der zweiten Rotationsachse des zylindrischen Schneckenantriebs verläuft, wobei der Katheter ein erstes Drehmomentübertragungselement hat, das den ersten zylindrischen Schneckenantrieb antreibt und wobei der Katheter ein zweites Drehmomentübertragungselement hat, das den zweiten zylindrischen Schneckenantrieb antreibt, und die ferner umfasst einen Rahmen, der an einem distalen Ende des Katheters montiert ist, wobei der erste und zweite zylindrische Schneckenantrieb auf dem Rahmen montiert sind.

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