DE19608809C2 - Instrument für die minimal invasive Chirurgie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Instrument für die minimal invasive Chirurgie mit schwenkbarem Teil am distalen Ende.

Solche Instrumente sind hinsichtlich ihres schwenkbaren Teils am distalen Ende in mannigfaltigen Ausgestaltungen bekannt. Häufig ist ein bezüglich der starren Schaftachse symmetri­ scher, ebener Schwenkbereich anzutreffen oder zumindest einer, der über diese Achse hinweggeht.

Für viele Einsatzfälle ist ein Instrument mit bezüglich der Hauptachse nur einseitig schwenkbarem Bereich ausreichend. Dies trifft überwiegend auf Hohlschaftinstrumente zu, die wei­ testgehend zur Durchführung anderer chirurgischer Instrumente verwendet werden.

In der WO 91/11213 A1 wird ein Kathetersteuermechanismus be­ schrieben, bei dem das bewegliche, distale Ende über einen Schaft mit einer am proximalen Ende aufsitzenden Bedienein­ richtung verbunden ist. Ebenfalls ein steuerbares Katheter zur Durchführung faseroptischer Mittel und Lenkung des distalen Endes wird in der US 5,437,636 A vorgestellt. In beiden Schrif­ ten kann das distale Ende symmetrisch zur Schaftachse ge­ schwenkt werden.

Ein Endoskop mit einseitig ablenkbarem Schaftende wird in der US 4,911,148 beschrieben. Das flexible Schaftende wird von ei­ ner handgesteuerten Bedieneinrichtung, die am proximalen Schaftende aufsitzt, gesteuert.

Ausführlich werden in der US 4,996,974 und in der US 4,483,326 eine fixierbare Bedieneinrichtung für eine bewegliche Sonde und für ein schwenkbares Endoskop beschrieben. Beide Bedien­ einrichtungen können die gerade eingenommene Position der Sonde bzw. des Endoskops fixieren, so daß der Bediener von Halteaufgaben vorübergehend befreit ist.

Die konstruktive Gestaltung des flexiblen Schaftteils eines solchen Instruments ist detailliert in der DE 43 05 376 C1 darge­ legt. Dieser Schaft, mit dem Instrumente in eine Körperhöhle geführt und eventuell ausgerichtet werden, weist benachbarte, innen hohle und Schaftabschnitte bildende Segmente auf, die über Steuerdrähte in ihrer Position verstellbar sind. Damit können verschiedene Schaftkrümmungen eingestellt werden.

An ein chirurgisches Instrument für die minimal invasive Chi­ rurgie werden hinsichtlich Zuverlässigkeit und Bedienkomfort hohe Ansprüche gestellt. Einerseits soll das flexible, distale Teilende in einer vorgesehenen Art geschwenkt, andererseits eine solche Position auch festgestellt werden können.

Daraus ergibt sich die umfassende Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, nämlich ein endoskopisches Instrument für die minimal invasive Chirurgie bereitzustellen, das einen Ar­ beitskanal zum Durchführen von Instrumenten hat und mit dem das distale Ende eines solchermaßen durchgeführten Instruments gezielt ausgerichtet und in dieser Position unverrückbar ge­ halten werden kann. Konstruktiv ist die Aufgabe zu lösen, daß die Schaftkrümmung in ein und derselben Weise einsetzt und bis zur gewünschten Krümmung erfolgt oder in ein und derselben Weise aufgehoben wird.

Die Aufgabe wird durch ein gemäß dem Oberbegriff und den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 aufgebauten Instruments gelöst. Weitere vorteilhafte, konstruktiv zweckmäßige Ausge­ staltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

Der Vorteil des solchermaßen aufgebauten Instruments liegt darin, daß durch den Aufbau der Kippelemente die Schwenkung und Streckung des distalen Teils stets in ein und derselben Weise einsetzt. Der Schaft ist über ein federndes Bauelement mit der Betätigungseinrichtung gekoppelt. Daher wird die Zug­ kraft in den Zugelementen aufrechterhalten, aber auch je nach Krümmung des beweglichen Teils und damit der Stellung der Bandwippe entsprechend Weg für die Zugelemente gegeben oder zurückgenommen.

Schaft und Betätigungseinrichtung werden über verschraubbare Bauelemente und das federnde Bauelement miteinander gekoppelt. Damit ist auch eine völlige Entspannung der gesamten Anordnung möglich, so daß das Instrument problemlos gereinigt und steri­ lisiert werden kann.

Der Spannungszustand in den Zugelementen ist über Feststell­ bolzen einstellbar. Die Wickelscheibe für das Auf- und Abhas­ peln der Zugelemente hat einen Durchbruch derart, daß in jeder Schwenkposition der starre Schaft durchgeschoben werden kann.

Gemäß Anspruch 2 besteht das Zugelement aus einem hin- und rücklaufendem Strang, der im distal ersten Kippelement über einen Steg umgelenkt wird und dessen beide Enden im Betäti­ gungsteil verankert sind. Die andere Möglichkeit ist, daß ein Zugelement nur aus einem Strang besteht, der am distal ersten Kippelement und im Betätigungsteil verankert ist.

Die Zugelemente verlaufen in T-Nuten, und zwar sind die T-Nu­ ten derart in der Kippelementwand angebracht, daß die beiden Zugelemente bei jeder Krümmung an der jeweiligen Kippelement­ wand anliegen. Damit ist gleichzeitig eine Führung der Kipp­ elemente gegeben (Anspruch 3).

Im Falle seilförmiger Zugelemente ist es zweckmäßig, den Stielteil der T-Nut so breit zu halten, daß das Zugelement mit Kraft in die T-Nut eingelegt werden muß (Anspruch 4).

Eine alternative Zugelementführung besteht darin, daß Bohrun­ gen in der Kippelementwand eingebracht sind, durch die die Zugelemente ge­ fädelt sind (Anspruch 5).

Im einfachsten Fall bilden die aneinandergereihten Kippele­ mente einen Kanal. Beim Einziehen von gleichartigen Wänden parallel zur Kippelementachse werden entsprechend mehr Kanäle gebildet (Anspruch 6).

Bolzen auf der Mantellinie des starren Schaftes verschaffen die Möglichkeit, denselben entlang dieser Mantellinie auf größtmöglichen Abstand zu einer umgebenden Trokarinnenwand zu halten (Anspruch 7).

Die Erfindung wird im folgendem anhand des Ausführungsbei­ spiels und der diesem zugrunde liegenden Zeichnung beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1a das gesamte Instrument mit gestrecktem und ausge­ schwenktem Schwenkteil,

Fig. 1b die Betätigungseinrichtung im Schnitt,

Fig. 2a das Schaftende ausgerichtet,

Fig. 2b das Schaftende geschwenkt,

Fig. 2c das Kippelement am distalen Ende im Längsschnitt,

Fig. 2d das Kippelement mit T-Nuten im Querschnitt,

Fig. 2e Unterteilung der Elemente in Zylinderkammern.

Fig. 3a die Betätigungseinrichtung in der Draufsicht,

Fig. 3b die Betätigungseinrichtung in der Seitenansicht.

Das gesamte Instrument setzt sich aus drei Baugruppen zusam­ men, nämlich der Betätigungseinrichtung, die in Fig. 1a durch die Gehäuseberandung 22 umrissen ist, dem in ihr nach links anschließenden starren Schaft 18 und dem wieder daran anset­ zenden schwenkbaren Teil mit den aneinandergereihten Kippele­ menten 40, 2, 1. Das schwenkbare Teil ist in den zwei mögli­ chen Endpositionen, der gestreckten und maximal geschwenkten dargestellt. In der Seitenansicht nach Fig. 1b ist der Dreh­ griff 17 und die damit betriebene Schwenkeinrichtung im Schnitt dargestellt, die weiter unten noch erläutert wird.

Der schwenkbare Teil mit den Kippelementen 1, 2, 40 sitzt mit seinem ersten Kippelement 40 unmittelbar am Schaft 18 auf, oder ist in bekannter Weise befestigt. Dieses Kippelement 40 weist als erstes von dem schwenkbaren Teil die Vorsprünge 5 auf, die mit halbkreisförmiger Kontur ein Teil der Zylinder­ wand des ersten Kippelements 40 sind. Als erstes hat es die zur Kippelementachse 3 senkrecht stehende, ebene Stirnfläche oder Abstützfläche 8, die durch die beiden Vorsprünge begrenzt wird. Auf der andern Seite der Vorsprünge 5 schließt sich die zweite, ebene Abstützfläche 7 auf dieser Stirnseite an, die geneigt zur Kippelementachse ist. In dieser Ausführungsform verläuft durch den jeweiligen Mittelpunkt der Vorsprünge 5 die Kippachse 4, die senkrecht zur Schaftachse 3 liegt und durch sie geht.

An dieses Kippelement 40 schließt sich das erste Kippelement 2 an, das an seiner zum starren Schaft 18 gerichteten Stirnseite die entsprechende halbkreisförmigen Einbuchtungen hat, in die die beiden Vorsprünge 5 des Kippelements 40 sich formschlüssig einlegen. Diese Stirnseite ist eben und wird nur durch die beiden Einbuchtungen unterbrochen. Die ebenen Bereiche sind beide senkrecht zur Kippelementachse. Die beiden halbkreisför­ migen Vorsprünge 5, durch deren Mittelpunkt die zweite Kippachse 4 geht, liegen beim folgenden Kippelement 2 etwas versetzt. Diese zweite Kippachse 4 ist zwar immer noch senk­ recht zur Achse 3 des zugehörigen Kippelements 2, geht ihrer­ seits jedoch nicht mehr durch diese, so daß die schräge, ebene Stirnfläche etwas größer ist als die vom am Schaft 18 aufsit­ zenden Kippelement 40.

Die weiteren Kippelemente 2 reihen sich an mit der Besonder­ heit, daß die halbkreisförmigen Vorsprünge 5 auf der Zylinder­ wand des Kippelements sukzessive zusammenrücken, so daß die schräge, ebene Stirnfläche immer größer wird, d. h. der Ab­ stand 10 der Kippachse 4 zur zugehörigen Kippelementachse 3 wird entsprechend sukzessive größer. Die Kippachse 4 am letz­ ten der Kippelemente 2 hat den größten Abstand 10 zur zugehö­ rigen Kippelementachse 3. Wesentlich dabei ist, daß all die Kippachsen 4 parallel zueinander liegen, woraus sich die ebene Schwenkung ergibt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sich die Hebelverhältnisse in den aneinandergereihten Kippele­ menten 2 entsprechend sukzessive ändern.

Das distal erste Kippelement 1 weist jetzt nur noch die Ein­ buchtungen auf, in die sich die Vorsprünge 5 des distal zwei­ ten Kippelements 2 einlegen. Weiterhin sind in dem Kippelement 1 die Verankerungen oder Umlenkeinrichtungen für die in den Kippelementen 2, 40 verlaufenden Zugelemente 13, 16.

Die maximale Verkippung zweier aufeinanderfolgender Kippele­ mente 1, 2, 40 wird durch den Winkel der schrägen, ebenen Stirnfläche zur Kippelementachse 3 bestimmt. Die Summe der Winkel ergibt die maximale Schwenkung des schwenkbaren Teils.

Die Zugelemente 13 und 16 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Stahlbänder, die jeweils in den T-Nuten 12 und 36 in der Zylinderwand des jeweiligen Kippelements eingelegt, verlaufen (Fig. 2c, d). Beide Stahlbänder werden über einen Steg 27 im di­ stal ersten Kippelement 1 an dessen Scheitel 28 umgelenkt und wieder in den T-Nuten 12, 36 und dem Schaft 18 zurückgeführt und mit beiden Enden in der Betätigungseinrichtung verankert. Von Bedeutung ist die Lage der beiden T-Nuten 12 und 36 in ei­ nem Kippelement. Sie liegen sich einerseits in der Zylinder­ wand gegenüber, also um 180° versetzt, und haben die Öffnung in eine gemeinsame Richtung, und zwar so, daß die Öffnung der T-Nut 12 bei Schwenkung nach außen zeigt und die andere 36 ins Zylinderinnere. Dadurch liegen die beiden Stahlbänder 13, 16 in jeder Schwenkposition immer an den Zylinderwänden auf und das Lumen der Kippelemente 1, 2, 40 wird nicht durch die Stahlbän­ der 13, 16 verengt.

Die Stahlbänder 13 und 16 werden im starren Schaft 18 weiter zurückgeführt bis zur Betätigungseinrichtung, wo sie an der Bandwippe 24 anliegen und mit ihren jeweils beiden Enden an den beiden Bolzen 31 längenverstellbar verankert sind. Die Bandwippe 24 oder auch Wickelscheibe 24 wird über den Dreh­ griff 17 (Fig. 3b) geschwenkt, wobei die beiden Stahlbänder über die Bolzen 15 stets an die in der Fig. 3a schraffierten Backen der Bandwippe 24 gedrückt werden.

Der starre Schaft 18 stützt sich über den Gewindestift mit Zapfen 19 und die Bundbuchse 20 auf die Feder 21 ab. Die zy­ lindrische Feder 21 sitzt in der Hülse 23, dadurch kann sich der Schaft axial gegen die Federkraft der Zylinderfeder 21 be­ wegen und so den notwendigen Längenausgleich unter aufrechter­ haltener Zugspannung in den beiden Stahlbändern zulassen.

Für die Reinigung ist wesentlich, daß alle irgendwie zugängli­ chen Oberflächen dem Reinigungsmedium und der Spülung hinder­ nisarm offenstehen. Hierzu dient die Mutter 25, mit der sich durch Drehung ihrerseits die Hülse 23, der Schaft 18, der Ge­ windestift 19 und die Bundbuchse 20 innerhalb des Gehäuses 22 gegenüber dem Festpunkt 26 zum nahen Ende hin verschieben las­ sen. Dadurch entspannen sich die Stahlbänder 13, 16 soweit, daß sich die Kippelemente 1, 2, 40, an den Stahlbändern wei­ terhin aufgefädelt, voneinander trennen lassen. So können sie wirksam gereinigt und sterilisiert werden.

Für verschiedene Einsatzfälle hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kippelemente 1, 2, 40 gleichartig von einer oder auch mehreren axial verlaufenden Wänden durchzogen sind, so daß dadurch zwei oder entsprechend den Wänden mehrere Kanäle bestehen. Durch jeden Kanal kann dann ein für die Ope­ ration notwendiges Instrument durchgeführt werden, so daß ein ganzer Satz Instrumente durch den Schaft verläuft (Fig. 2e).

Oftmals wird durch den Trokar, durch den das Instrument ge­ führt ist, aus der Körperhöhlung abgesaugt. Hierbei ist es wichtig, daß für eine störfreie Saugströmung ein einfacher lichter Querschnitt im Trokar vorhanden bleibt. Dieser kann aufrechterhalten werden, wenn am starren geraden Hohlschaft 18 außen an geeigneter Stelle und im geeigneten Abstand zueinan­ der entlang einer Mantelinie des Hohlschafts 18 mindestens zwei Bolzen 42 angebracht sind, die den Hohlschaft 18 zur In­ nenwand des Trokars 43 auf Distanz halten.

Bei der minimal invasiven Chirurgie hat sich das Instrument als Führungseinrichtung bewährt. Mit ihm können weitere chir­ urgische Instrumente wie Lichtleitfaserbündel, Zangen, Saug- oder Spüleinrichtungen und auch an flexiblen Schäften aufge­ setzte Einrichtungen und Instrumente an den Arbeitsort vorge­ schoben werden. Mit dem schwenkbaren Teil werden Hindernisse umfahren und bisher nur umständlich zugängliche Bereiche leicht erreichbar.

Bezugszeichenliste

1 Kippelement am fernen Ende
2 Kippelement
3 Achse, Hauptachse, Kippelementachse
4 Drehachse, Kippachse
5 Höcker
6 Abstützfläche
7 Abstützfläche
8 Abstützfläche
9 Spalt, Winkel
10 Abstand, Hebelarm
11 Abstand, Hebelarm
12 Bohrung, Nut, Zugelement-Kammer, T-Nut, Führung
13 Zugelement
15 Bolzen, Umlenkbolzen
16 Zugelement
17 Drehgriff
18 Schaft
19 Zapfen
20 Bundbuchse
21 Feder, Federelement
22 Gehäuse
23 Hülse
24 Bandwippe, Wickelscheibe
25 Mutter
26 Festpunkt
27 Steg
28 Scheitel
29 Querschlitz
30 Flansch
31 Bolzen
32 Kontermutter
33 Drehachse
34 Wanddicke
36 T-Nut
40 Hohlschaftende
42 Bolzen
43 Trokarwand
44 freie Querschnittsfläche

Claims (8)

1. Instrument für die minimal invasive Chirurgie, bestehend aus

• - einem starren geraden Hohlschaft (18) mit einer am pro­ ximalen Ende aufgesetzten Betätigungseinrichtung und ei­ nem am distalen Ende (40) aufgesetzten, gegen die Achse (3) des Hohlschafts (18) schwenkbaren Teil, das aus an­ einander gereihten Kippelementen (1, 2, 40) besteht, die gegeneinander verkippt werden können, wobei das Verkip­ pen über Zugelemente (13, 16) erfolgt, die im Hohlschaft (18) und durch die Kippelemente (1, 2) verlaufen und von der Betätigungseinrichtung aus betätigt werden,
• - die Kippelemente (40, 2) hohlzylinderförmige Körper sind, die an der distalen Stirnseite eine senkrecht zur Körperachse (3) liegende Drehachse (4) aufweisen, die durch zwei auf dieser Stirnseite vorhandene halbkreis­ förmige Vorsprünge (5) gebildet wird, wodurch diese Stirnseite in zwei ebene Stirnflächen (7, 8) unterteilt wird, von denen die eine (8) senkrecht zur zugehörigen Körperachse (3) und die andere (7) mit einem vorgegebe­ nen Winkel (9) geneigt zu dieser Körperachse (3) ver­ läuft,
• - die Kippelemente (1, 2) auf der proximalen Stirnseite zwei gleichartige halbkreisförmige Ausnehmungen aufwei­ sen, so daß sich dort das unmittelbar anschließende Kippelement (2, 40) mit seinen beiden Vorsprüngen (5) einlegt, und diese Stirnseite in zwei ebene Stirnflächen (6) senkrecht zur zugehörigen Körperachse (3) unterbre­ chen,
• - in den Wänden der Kippelemente (1, 2, 40), parallel zur Körperachse (3) zwei Bohrungen (12, 36) oder zwei Aus­ sparungen (12, 36) verlaufen, die einander auf dem Kipp­ elementumfang gegenüber liegen und dort jeweils am wei­ testen von den beiden Drehachsen (4) entfernt sind, in denen zum Kippen oder Ausrichten der aneinander liegen­ den Kippelemente (1, 2, 40) jeweils ein Zugelement (13, 16) verläuft, und zwar so, daß die beiden Zugelemente (13, 16) beim Kippen der Elemente (1, 2) auf jeden Fall an der Wand aufliegen,
• - die Zugelemente (13, 16), die jeweils über einen Umlenk­ bolzen (15) geführt sind, über einen Drehgriff (17) an der Betätigungseinrichtung gleichzeitig gegenläufig be­ wegt werden und der durch die unterschiedliche Größe der Drehachsenabstände (10, 11) bedingte unterschiedliche Weg der Zugelemente (13, 16) dadurch ausgeglichen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Drehachsen (4), vom proximalen Kippelement (40) aus­ gehend, ihren Abstand zur jeweiligen Körperachse (3) in eine Richtung hin sukzessive ändern, so daß der senk­ recht zur zugehörigen Körperachse (3) liegende und zum distalen Ende hin weisende, ebene Flächenteil (8) dieser Stirnseite stets kleiner und der andere (7), schräg ver­ laufende stets größer wird,
• - sich der Schaft (18) über einen Gewindestift mit Zapfen (19) und eine Bundbuchse (20) auf ein Federelement (21) abstützt, das seinerseits in einer radial und axial im Gehäuse (22) gelagerten Hülse (23) sitzt, und sich der Schaft (18) axial gegen die Federkraft relativ zu der im Gehäuse (22) schwenkbar gelagerten Bandwippe (24) bewe­ gen kann,
• - mit einer am Ende der Betätigungseinrichtung axial aufsitzenden Mutter (25) die Hülse (23), der Schaft (18), der Gewindestift (19) und die Bundbuchse (20) in­ nerhalb des Gehäuses (22) gegenüber dem Festpunkt (26) zum proximalen Ende hin verschieben lassen, so daß die Zugelemente (13, 16) völlig entspannt und die Kippele­ mente (1, 2, 40) dadurch auseinander geschoben werden können, wodurch letztere ihrerseits über die jeweils ge­ samte Oberfläche der Reinigung zugänglich werden,
• - die beiden Zugelemente (13, 16) in der Betätigungseinrichtung jeweils durch Einlegen in den Querschlitz (29) eines auf dem Flansch (30) der Wickel­ scheibe (24) gelagerten, zugehörigen Bolzens (31), an­ schließendem Drehen bis zum vorgegebenen Spannzustand und Sichern durch eine Kontermutter (32) befestigt wer­ den,
• - die Wickelscheibe (24), mit der das Auf- und Abhaspeln der Zugelemente (13, 16) erfolgt, derart im Bereich der Achse (3) durchbrochen ist, daß der starre Schaft in je­ der Schwenkposition der Wickelscheibe ungehindert durchgeschoben werden kann.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden bandförmigen Zugelemente (13, 16) im fernen Kippelement (1) jeweils mit einem Ende verklemmt sind und das jeweils andere Ende im Betätigungsteil endet oder über jeweils einen Steg (27) in der Kippelementwand umgelenkt und jeweils beide Enden zur Betätigungseinrichtung zurück­ geführt werden.

3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungen (12, 36) in den Kippelementen (2, 40) T-Nuten (12, 36) sind, wovon die bei Krümmung außen lie­ gende (12) nach außen und die andere (36) ins Kippelement­ innere geöffnet ist, und die darin verlaufenden Zugelemente (13, 16) bandförmig sind, wodurch neben der Kraftübertra­ gung in Längsrichtung gleichzeitig eine seitliche Führung der Kippelemente (13, 16) und damit eine Steifigkeit des gesamten schwenkbaren Teils quer zur Schwenkebene gegeben ist.

4. Instrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stielteil im T-Nut der jeweiligen Kippelementwand so breit ist daß die seilförmigen Zugelemente (13, 16) über Druckkraft eingelegt werden müssen.

5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungen (12, 36) in der jeweiligen Kipp­ elementwand der Kippelemente (1, 2, 40) Bohrungen (12, 36) sind, in denen die seilförmigen Zugelemente (13, 16) ver­ laufen.

6. Instrument nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippelemente (1, 2, 40) keine Längswand im Innern oder mindestens eine Längswand aufweisen, so daß im Innern des schwenkbaren Teils mindestens ein Kanal besteht oder minde­ stens zwei Kanäle bestehen.

7. Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem starren geraden Hohlschaft (18) entlang einer Man­ tellinie in vorgegebenem Abstand mindestens zwei Bolzen an­ gebracht sind, die denselben entlang dieser Mantellinie auf größtmöglicher Distanz zu einer umgebenden Trokarinnenwand halten.