DE19748017C2

DE19748017C2 - Chirurgisches Instrument

Info

Publication number: DE19748017C2
Application number: DE19748017A
Authority: DE
Inventors: Tamoru Asano; Makoto Mori
Original assignee: Kaijirushi Hamono Center KK
Current assignee: Kaijirushi Hamono Center KK
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JP3126323B2; US5908437A; JPH10179601A; DE19748017A1

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige chirurgische Instrumente sind zur Verwendung bei chirurgischen und medizinischen Verfahren vorgesehen, und mit der Erfindung wird eine Verbesserung des Aufbaus einer fernbetätigbaren Behandlungsvorrichtung bezweckt, welche am distalen bzw. entfernten Ende eines Einsetzelements liegt.

Ein chirurgisches Instrument mit den eingangs genannten Merkmalen ist bereits in der DE 691 17 028 T2 offenbart. Als verbesserungsbedürftig ist bei diesem wohl bekannten chirurgischen Instrument der Abschnitt zwischen Verbindungsdrähten und Betätigungshebeln anzusehen. Hier ist es stets erforderlich, die Enden der Verbindungsdrähte jeweils zunächst in die entsprechenden Löcher des Betätigungshebels zu stecken, ehe die Betätigungshebel am Grundkörper montiert werden können. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass die Drahtenden wieder herausrutschen.

Demgemäss liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein chirurgisches Instrument der eingangs genannten Gattung hinsichtlich einer erleichterten Montage weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

Vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Konzeption sichergestellt, dass Betätigungshebel bereits unverlierbar an den Verbindungsdrähten angebracht sind und bei der Montage nur noch gemeinsam versteckbar befestigt werden müssen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion ergibt sich weiterhin vorteilhaft ein chirurgisches Instrument, welches leicht mit einer Minimalkraft, insbesondere bei Beginn der Betätigung zu Handhaben ist.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der fol genden detaillierten Beschreibung klar erscheinen, und zwar in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, welche beispiels halber die Grundsätze der vorliegenden Erfindung illustrieren.

Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der augenblicklich bevorzugten Ausführungsform zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstehen.

Es zeigen:

Fig. 1(a) eine Vorderansicht mit einigen entfernten Abschnitten zum Illustrieren eines chirurgischen Instruments einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 1(b) eine vergrößerte teilweise Vorderansicht zum Illus trieren eines distalen Endes des chirurgischen Instru ments nach Fig. 1(a), wenn die Klauen geschlossen sind;

Fig. 2(a) eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht zum Illustrieren des chirurgischen Instruments von Fig. 1(b), wenn die Schneidklauen offen sind;

Fig. 2(b) eine Ansicht wie Fig. 2(a) zum Illustrieren eines chirurgischen Instruments einer weiteren Ausführungs form;

Fig. 3(a) eine vordere Querschnittsansicht des Instruments nach Fig. 1(b);

Fig. 3(b) eine rechtsseitige Ansicht zum Illustrieren des In struments nach Fig. 1(b);

Fig. 3(c) eine rechtsseitige Ansicht mit einigen weggeschnitte nen Teilen zum Illustrieren des Instruments nach Fig. 1(b);

Fig. 4(a) eine Vorderansicht mit einigen entfernten Abschnitten zum Illustrieren eines chirurgischen Instruments einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4(b) eine vergrößerte teilweise Vorderansicht zum Illustrieren eines distalen Endes des chirurgischen Instruments von Fig. 4(a), wenn die Klauen geschlos sen sind;

Fig. 5(a) eine teilweise vordere Querschnittsansicht zum Illu strieren des Instruments von Fig. 4(b);

Fig. 5(b) eine teilweise rechtsseitige Querschnittsansicht zum Illustrieren des Instruments von Fig. 4(b); und

Fig. 6 eine vergrößerte teilweise vordere Querschnittsansicht zum Illustrieren des Instruments von Fig. 4(b), wenn die Schneidklauen offen sind.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 1(a) ist ein Einsetzelement 2, welches von einem Manipulator 1 ausgeht, in einen Gewebekörper eingesetzt, wobei es durch ein (nicht gezeigtes) Endoskop überwacht wird. Eine Behandlungsvorrichtung 3 ist mit dem distalen Ende des Einsetzelements 2 verbunden.

Wie in Fig. 1(b), 2(a), 3(a), 3(b) und 3(c) gezeigt, ist eine Spirale 4 um einen Betätigungsdraht 11 gewickelt, um die Außenober fläche des Einsetzelements 2 zu bilden. Gehäuseplatten 5 und 6 sind am distalen Ende der Spirale 4 angebracht. Ein Paar von becherförmigen Schneidklauen 7 und 8 (ein erstes Behandlungs element und ein zweites Behandlungselement) sind drehbar durch die Gehäuse 5, 6 und einer festen Halterungswelle 9 gehaltert. Die Klauen 7 und 8 werden durch einen Verbindungsmechanismus 10 zum Entfernen von Gewebe geöffnet und geschlossen. Der Verbin dungsmechanismus 10 ist von dem Manipulator 1 durch den Betätigungs draht 11, der im Einsetzelement 2 liegt, von fern betätig bar. Die Klauen 7, 8 sind durch Metallspritzguß bzw. -spritzfor men gebildet. Die Klauen 7, 8 können alternativ durch Bearbeitung eines Metallstücks gebildet werden.

Der Verbindungsmechanismus 10 enthält einen ersten Betätigungs hebel 12, welcher einteilig von der ersten Klaue 7 ausgeht, und einen zweiten Betätigungshebel 13, welcher einteilig von der zweiten Klaue 8 ausgeht. Verbindungslöcher 14, 15 sind in den freien Enden der Hebel 12 bzw. 13 gebildet. Verbindungsdrähte 16, 17 sind durch die Löcher 14, 15 geführt und darin eingehakt. Die proximalen bzw. nahen Enden 16a, 17a der Drähte 16, 17 sind an der Peripherie des Betätigungsdrahts 11 beispielsweise durch Punktschweißung befestigt. Wie ein Pianodraht haben die Drähte 16, 17 eine vorbestimmte Steifheit und Plastizität.

Wie in Fig. 3(b) und 3(c) gezeigt, überlappen die proximalen Enden des ersten und zweiten Betätigungshebels 12, 13 einander. Die mittleren Abschnitte der Hebel 12, 13 sind nach innen zur zentralen Achse P des Instruments gebogen. Die freien Enden der Hebel 12 und 13 sind mit der Achse P ausgerichtet.

Der Betätigungsdraht 11 wird von fern durch den Manipulator 1 gezogen. Dies bewirkt, daß die Verbindungsdrähte 16, 17 den ersten und zweiten Betätigungshebel 12, 13 zueinander drehen, wie in Fig. 2(a) und 3(a) illustriert. Die erste und zweite Klaue 7, 8 werden dement sprechend geschlossen oder miteinander in Eingriff gebracht. Wenn der Manipulator 1 den Betätigungsdraht 11 drückt bzw. stößt, werden der erste und zweite Betätigungshebel 12, 13 voneinander wegge dreht. Dies öffnet oder separiert die erste und zweite Klaue 7, 8, wie in Fig. 2(a) illustriert.

Die erste Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

Die Verbindungsdrähte 16, 17 sind mit den Hebeln 12, 13 einfach durch Einfädeln der Drähte 16, 17 durch die Löcher 14, 15 der Hebel 12, 13 verbunden. Dies vereinfacht die Verbindung der Hebel 12, 13 und der Drähte 16, 17.

Die Verbindungsdrähte 16, 17 sind am Betriebsdraht 11 einfach durch Anschweißen ihrer Enden 16a, 17a an die Peripherie des distalen Endes 11a des Drahtes 11 befestigt. Dies vereinfacht die Befestigung der Verbindungsdrähte 16, 17 am Betätigungsdraht 11.

Wie in Fig. 2(b) illustriert, können Schlitze in den Betäti gungshebeln 12, 13 ausgebildet sein, so daß die Löcher 14, 15 sich zur Peripherie der Hebel 12, 13 hin öffnen.

Bei der Behandlungsvorrichtung 3 nach der ersten Ausführungsform sind die becherartigen Klauen 7 und 8 durch die feste Halterungswelle 9 so gehaltert, daß sie sich relativ zueinander drehen. Jedoch ist die Gestalt der Klauen nicht auf eine becher artige Gestalt begrenzt. Weiterhin sollte die Anzahl der Klauen oder die Anzahl der Behandlungselemente größer oder kleiner als 2 sein. Beispielsweise kann ein Behandlungselement drehbar auf dem Instrument gelagert sein, und ein einzelner Verbindungsdraht kann mit dem Behandlungselement derart verbunden sein, daß der Verbindungsdraht bewirkt, daß das Behandlungselement ver schwenkt.

Ein (nicht gezeigtes) Loch kann in dem distalen Ende 11a des Betriebsdrahts 11 ausgebildet sein. In diesem Fall wird das distale Ende 11a abgeflacht oder in sonstiger Weise deformiert, nachdem die Verbindungsdrähte 16, 17 durch das Loch durchtreten, so daß die Verbindungsdrähte 16, 17 am Betätigungsdraht 11 befe stigt sind.

Ein chirurgisches Instrument gemäß einer weiteren Ausführungs form der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf Fig. 4 bis 6 beschrieben. Die Unterschiede zur ersten Ausführungsform werden hauptsächlich nachstehend erörtert, und ähnliche oder die gleichen Bezugszeichen sind den Komponenten gegeben, welche ähnlich oder gleich wie entsprechende Komponenten der ersten Ausführungsform sind.

Wie in Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt, sind die Enden 16a, 17a der Verbindungsdrähte 16, 17 am Betätigungsdraht 11 angeschweißt, wobei die Endflächen der Drähte 16, 17 die Endfläche des Drahts 11 kontaktieren. Der verschweißte Teil ist durch eine Röhre 18 abgedeckt. Somit ist wie bei der ersten Ausführungsform die Verbindung der Verbindungsdrähte 16, 17 und des Betätigungsdrahts 11 erleichtert.

Die Länge L der Verbindungsdrähte 16, 17 ist länger als 10 mm eingestellt und liegt vorzugsweise zwischen 100 und 400 mm. Je länger der Abstand L ist, desto flexibler ist das Einsetzelement 2 neben der Behandlungsvorrichtung 3.

Die Verbindungsdrähte 16, 17 treten durch eine enge Öffnung 19, die am distalen Ende der Spirale 4 gebildet ist, und sind mit den Betätigungshebeln 12, 13 verbunden, welche um einen Abstand getrennt sind, der größer als die Größe der Öffnung 19 ist. Die Verbindungsdrähte 16, 17 enthalten proximale Abschnitte 20, 21, welche im Einsetzelement 2 aufgenommen sind, sowie distale Ab schnitte 22, 23, welche außerhalb des Einsetzelements 2 liegen. Die proximalen Abschnitte 20, 21 und der di stalen Abschnitte 22, 23 sind zueinander unter stumpfen Winkeln gebogen, um Winkel 24, 25 zu bilden. Der Abstand A zwischen den proximalen Abschnitten 20 und 21 ist kleiner als der Abstand B zwischen den distalen Abschnitten 22 und 23.

Fig. 5(a) und 5(b) zeigen einen Zustand, in dem die Klauen 7, 8 geschlossen sind. Wie oben beschrieben, sind die Winkel 24, 25 in den Verbindungsdrähten 16, 17 gebildet. Somit werden die distalen Abschnitte 22 und 23 nicht gegen die elastische Kraft der Verbindungsdrähte 16, 17 auseinander gehalten, wenn die Klauen 7 und 8 geschlossen sind. Mit anderen Worten sind die Verbindungsdrähte 16, 17 im wesentlichen entspannt, wenn die Klauen 7, 8 geschlossen sind.

Wenn die Klauen 7, 8 geschlossen sind, erzeugen die Winkel 24, 25 eine geringe elastische Rückstellkraft, welche auf die dista len Abschnitte 22, 23 wirkt. Deshalb ist die Kraft der Verbin dungsdrähte 16, 17 in einer Richtung zum Schließen der ersten und zweiten Klaue 7 und 8 im wesentlichen Null.

Der Prozess des Bewegens der Klauen 7 und 8, welcher in Fig. 5(a) und 5(b) illustriert ist, zum geöffneten Zustand, der in Fig. 6 illustriert ist, wird jetzt beschrieben. Wenn die Klauen 7, 8 geschlossen sind, wie in Fig. 5(a), 5(b) gezeigt, wird der Betätigungsdraht 11 von fern durch den Manipulator 1 mit einer anfänglichen Betätigungskraft F₀ gedrückt. Dies legt eine anfäng liche Drehkraft f₀, an, welche eine Komponente der Kraft F₀ ist, und zwar an jeden der Betätigungshebel 12 und 13. Falls die Abstände zwischen der Drehachse 9a der Halterungswelle 9 und den Drehachsen 14a, 15a der Verbindungsdrähte 16, 17 in den Löchern 14, 15 die gleichen sind (Abstand d), dann läßt sich das anfäng liche Drehmoment M₀ durch folgende Gleichung ausdrücken:

M₀ = f₀ × d

Das anfängliche Drehmoment M₀ öffnet schrittweise die Betäti gungshebel 12, 13. Dementsprechend werden die Abstände A und B zwischen den Verbindungsdrähten 16 und 17 schrittweise von den Winkeln 24, 25 zu den distalen Abschnitten 22, 23 erweitert. Dies biegt die distalen Abschnitte 22, 23 gegen die elastischen Kräfte der distalen Abschnitte 22, 23. Die elastischen Kräfte der distalen Abschnitte 22, 23 dienen als Kraftkomponenten, welche die Hebel 12, 13 schließen. Falls das anfängliche Moment des Widerstandes, das auf die Hebel 12, 13 wirkt, durch N₀ dar stellbar ist, läßt sich das resultierende Betätigungsmoment T (nicht gezeigt), das durch die anfängliche Betätigungskraft F₀ erzeugt wird, durch folgende Gleichung ausdrücken:

T = M₀ - N₀

Wenn die Hebel 12, 13 weiter aufgespreizt werden, steigen die elastischen Kräfte der distalen Abschnitte 22, 23 an. Das Wider standsmoment N steigt dementsprechend an. Andererseits steigen ebenfalls die Drehkräfte f, die auf die Hebel 12, 13 wirken, ebenfalls an, wenn die Hebel 12, 13 weiter aufgespreizt werden, und das Drehmoment M steigt dementsprechend an.

Im allgemeinen variiert das resultierende Betätigungsmoment T das durch die anfängliche Betätigungskraft F₀ erzeugt wird, in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Drehmoment M und dem Widerstandsmoment N. Somit öffnet eine Veränderung der Betä tigungskraft F von der anfänglichen Betätigungskraft F₀, wie erforderlich, die Hebel 12 und 13 in gleichmäßiger bzw. weicher Art und Weise.

Die Beziehung zwischen dem Drehmoment M und dem Widerstandsmo ment N variiert in Übereinstimmung mit der Größe der Betäti gungskraft F. Das heißt die Änderung der Größe der Kraft F be wirkt, daß das Drehmoment M größer als das Widerstandsmoment N ist (M < N), gleich dem Widerstandsmoment N ist (M = N) oder geringer als das Widerstandsmoment N ist (M < N). In jedem Fall öffnet ein geeignetes Ändern der Größe der Kraft F in gleichmä ßiger Weise die Hebel 12, 13.

Fig. 6 zeigt einen Zustand, in dem die Klauen 7 und 8 offen sind. Sogar in diesem Zustand ist die Gleichung (T = M₀ - N₀) erfüllt.

Der Prozess des Bewegens der Klauen 7, 8 von dem Zustand nach Fig. 6 zum Zustand von Fig. 5 wird jetzt beschrieben. Der Betriebsdraht 11 wird durch den Manipulator 1 mit einer Betäti gungskraft (-F) gezogen. Das resultierende Rückstellmoment (-T), das durch die Kraft (-F) erzeugt wird, ist die Summe des Rück stellmoments (-M) und des Widerstandsmoments (-N). Die Hebel 12, 13 werden somit gleichmäßig geschlossen.

Wie oben beschrieben, ist die Gleichung (T = M₀ - N₀) bei der zweiten Ausführungsform erfüllt. Deshalb haben, wenn die Klauen 7, 8 geschlossen werden, wie in Fig. 5(a) gezeigt, die distalen Abschnitte 22, 23 der Verbindungsdrähte 16, 17 eine geringe elastische Rückstellkraft, und die Kraft, welche die Klauen 7 und 8 gegeneinander drückt, ist somit im wesentlichen Null. Das anfängliche Widerstandsmoment N₀ ist demgemäß im wesentlichen Null. Dies gleicht das resultierende Betätigungsmoment T mit dem anfänglichen Drehmoment M₀ aus, um so die Größe der anfänglichen Betätigungskraft F₀, welche zur Erzeugung des Betätigungsmoments T erforderlich ist, zu minimieren. Somit werden beim Öffnen der Klauen 7, 8 aus dem geschlossenen Zustand die Klauen 7, 8 mit einer minimalen Kraft F₀ betätigt.

Claims

1. Chirurgisches Instrument mit einem Einsetzelement (2) zum Einsetzen einer an einem distalen Ende des Einsetzelements (2) liegenden und mit einem Betätigungsdraht (11) fernbetätigbaren Behandlungsvorrichtung (3), bestehend aus
wenigstens einem Behandlungselement (7, 8), das um eine Halterungswelle (9) der Behandlungsvorrichtung (3) drehbar gehalten ist,
wenigstens einem Betätigungshebel (12, 13), der mit dem wenigstens einen Behandlungselement (7, 8) verbunden und in dem ein Verbindungsloch (14, 15) ausgebildet ist, und aus
einem Verbindungsdraht (16, 17), der zwischen dem Betätigungsdraht (11) und dem wenigstens einen Betätigungshebel (12, 13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Verbindungsdraht (16, 17) durch Umbiegen eines einzelnen Drahtes in der Mitte entlang seiner Länge zum Formen eines umgebogenen Endes und eines Paares freier Enden (16a, 17a) gebildet ist,
wobei der einzelne Draht an seinem umgebogenen Ende durch das Verbindungsloch (14, 15) des Betätigungshebels (12, 13) gefädelt ist und seine freien Enden (16a, 17a) am Betätigungsdraht (11) befestigt sind.

2. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass ein erstes Behandlungselement (7) und ein zweites Behandlungselement (8), das mit dem ersten Behandlungselement (7) zusammenwirkt, vorgesehen sind;
dass ein erster mit dem Behandlungselement (7) verbundener Betätigungshebel (12) und ein zweiter mit dem zweiten Behandlungselement (8) verbundener Betätigungshebel (13) vorgesehen sind; und
dass ein erster zwischen dem Betätigungsdraht (11) und dem ersten Betätigungshebel (12) liegender Verbindungsdraht (16) und ein zweiter zwischen dem Betätigungsdraht (11) und dem zweiten Betätigungshebel (13) liegender Verbindungsdraht (17) vorgesehen sind,
wobei ein distales Ende des zweiten Verbindungsdrahtes (17) mit einem im zweiten Betätigungshebel (13) gebildeten Verbindungsloch (15) verhakt ist, und
wobei ein distales Ende des ersten Verbindungsdrahtes (16) mit einem im ersten Betätigungshebel (12) gebildeten Verbindungsloch (14) verhakt ist.

3. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Behandlungselement (7, 8) eine becherförmige Schneidklaue aufweist.

4. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes freie Ende des Verbindungsdrahtes (16, 17) am Betätigungsdraht (11) angeschweißt ist.

5. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Verbindungsdraht (16, 17) im wesentlichen in der gleichen Richtung mit einem vorbestimmten Zwischenabstand verlaufen, wobei jeder Verbindungsdraht (16, 17) einen im Einsetzelement (2) untergebrachten proximalen Abschnitt (20, 21) sowie einen distalen Abschnitt (22, 23) aufweist, der von dem Einsetzelement (2) vorsteht, wobei der Abstand (6) zwischen den distalen Abschnitten (22, 23) der ersten und zweiten Verbindungsdrähte (16, 17) größer als derjenige (A) zwischen den proximalen Abschnitten (20, 21) ist.

6. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungsdraht zur Bildung eines vorbestimmten Winkels zwischen dem proximalen Abschnitt (20, 21) und dem distalen Abschnitt (22, 23) permanent gebogen ist.

7. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungsdraht (16, 17) elastisch ist.

8. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf die als Schneidklaue ausgebildeten Behandlungselemente wirkende Kraft zu deren Schließung aufgrund der Elastizität des Verbindungsdrahtes (16, 17) im wesentlichen Null ist, während die erste und zweite Schneidklaue geschlossen sind.

9. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Betätigungshebel (12, 13) einteilig mit einer zugehörigen Schneidklaue ausgebildet ist.

10. Chirurgisches Instrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Betätigungshebel (12, 13) proximale und distale Abschnitte aufweisen, wobei sich die proximalen Abschnitte überlappen und mittlere Abschnitte aufweisen, welche nach innen zu einer Ebene mit einer zentralen Achse des chirurgischen Instruments verlaufen, und wobei die distalen Abschnitte Seite an Seite entlang einer zentralen Achse angeordnet sind.