DE19757056B4

DE19757056B4 - Chirurgisches Instrument

Info

Publication number: DE19757056B4
Application number: DE1997157056
Authority: DE
Inventors: Rupert Dipl.-Ing. Mayenberger
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2017-12-21
Also published as: DE19757056A1

Abstract

Chirurgisches Instrument (1) mit einem Griffteil und einer Schere am distalen Ende des Instruments, die zwei gegeneinander verschwenkbare Scherblätter mit einer gemeinsamen Drehachse und jeweils einer Schneide aufweist, wobei die Scherblätter im Bereich der Drehachse (15) und in Richtung der Schneiden (19, 20) an Begrenzungsflächen (12, 13) anstoßen, die quer zur Drehachse (15) verlaufen und spielfrei zwischen diesen gelagert sind, und wobei die Scherblätter relativ zueinander so abgewinkelt sind, daß sich die Schneiden kontinuierlich in einem wandernden Berührungspunkt kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Scherblatt (16) einen elastisch biegbaren Bereich (31) aufweist, der sich von der Drehachse (15) in Richtung der Schneiden (19, 20) erstreckt und die Schneiden (19, 20) vorspannend in Berührung hält, wenn sich die Schere schließt, und daß sich das Scherblatt (16) und die Begrenzungsfläche (12), welche das auf die Drehachse wirkende Moment aufnimmt, das durch die Verspannung erzeugt wird, im Bereich der Drehachse (15) flächig...

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument mit einem Griffteil und einer Schere am distalen Ende des Instruments, die zwei gegeneinander verschwenkbare Scherblätter mit einer gemeinsamen Drehachse und jeweils einer Schneide aufweist, wobei die Scherblätter im Bereich der Drehachse und in Richtung der Schneiden an Begrenzungsflächen anstoßen, die quer zur Drehachse verlaufen, und spielfrei zwischen diesen gelagert sind, und wobei die Scherblätter relativ zueinander so abgewinkelt sind, daß sich die Schneiden kontinuierlich in einem wandernden Berührungspunkt kreuzen.
Chirurgische Instrumente der eingangs beschriebenen Art werden beispielsweise in der offenen und endoskopischen Chirurgie zum Schneiden biologischer Gewebe verwendet. Dabei ist es entscheidend, daß die Schere auf der gesamten Länge schneidet, um das zu durchtrennende Gewebe sauber zu schneiden und nicht zu reißen. Hierzu ist eine gewisse Vorspannung erforderlich, die die beiden Schneiden in Berührung hält, während der Berührungspunkt der sich kreuzenden Schneiden entlang der Schneiden wandert, wenn die Schere geöffnet oder geschlossen wird. Diese Vorspannung wird bei einer herkömmlichen Schere durch Krafteinwirkung von der Hand des Benutzers auf die Griffteile der Schere bewirkt. Diese Konstruktionsweise gestattet es nicht, die Schere mit zufriedenstellender Schneidwirkung von Links- und Rechtshändern zu verwenden.
Für die Schneidqualität herkömmlicher Scheren ist deren Schliff mitentscheidend. Beste Schneidergebnisse werden bei manuell geschliffenen Scheren erreicht, die mittels einer Schraube eingestellt werden.
Bei Scheren, die beispielsweise Teil eines Rohrschaft-instruments für die endoskopische Chirurgie sind, ist die oben beschriebene Vorspannung der Scherblätter durch Kraftübertragung auf die Griffteile nicht zu realisieren. Ebenso ist eine maschinelle und wirtschaftlich reproduzierbare Fertigung von Scherblättern mit einer Schneidqualität, die vergleichbar mit herkömmlichen manuell geschliffenen Scheren ist, nicht möglich. Wenn zusätzlich noch völlig starre und unelastische Scherblätter verwendet werden, wie beispielsweise keramisch beschichtete Scherblätter bei Bipolarscheren, ist die nötige Vorspannung durch eventuell elastische Scherblätter schon prinzipiell nicht realisierbar.
Aus der US 5,478,347 und aus der US 5,392,789 sind endoskopische chirurgische Instrumente bekannt, welche gekrümmte Schneiden aufweisen. Aus der US 5,540,685 ist eine bipolare elektrische Schere bekannt und aus der US 5,478,351 ein weiteres Instrument, welches gekrümmte Schneiden aufweist.
Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes chirurgisches Instrument so auszubilden, daß die Scherblätter maschinell und wirtschaftlich reproduzierbar gefertigt werden können, die Schere auf der ganzen Länge schneidet und eine ähnlich hohe Schneidqualität herkömmlicher manuell geschliffener Scheren erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem chirurgischen Instrument der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Scherblatt einen elastisch biegbaren Bereich aufweist, der sich von der Drehachse in Richtung der Schneiden erstreckt und die Schneiden vorspannend in Berührung hält, wenn sich die Schere schließt, und daß sich das Scherblatt und die Begrenzungsfläche, welche das auf die Drehachse wirkende Moment aufnimmt, das durch die Vorspannung erzeugt wird, im Bereich der Drehachse flächig berühren und eine Berührungsfläche definieren, wobei sich diese Berührungsfläche während des Schließens der Schere in Richtung der Schneiden durch Verformung des elastisch biegbaren Bereiches ausdehnt und sich vergrößert.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Integration eines elastisch biegbaren Bereiches in das Scherblatt bietet mehrere Vorteile: Die vorspannende Kraft kann reproduzierbar eingestellt und durch die Biegecharakteristik des elastisch biegbaren Bereiches vorbestimmt werden. Ferner entfällt die Justage der Schere durch eine Einstellschraube, da die Scherblätter spielfrei zwischen den Begrenzungsflächen gelagert werden können. Darüber hinaus entfällt der manuelle Schliff der Schneiden. Diese können maschinell gefertigt werden. Schließlich kann dieses chirurgische Instrument sowohl von Links- als auch Rechtshändern gleichermaßen benutzt werden, ohne Einbußen an der Schneid-qualität hinnehmen zu müssen. Im Bereich der Drehachse liegen die Scherblätter an den Begrenzungsflächen an. Da die Scherblätter relativ zueinander so abgewinkelt sind, daß sich die Schneiden kontinuierlich in einem wandernden Berührungspunkt kreuzen, stehen sie nicht mit der gesamten Begrenzungsfläche in Kontakt. Erst durch das Abscheren der Schneiden beim Schließen der Schere entfernen sich die Scherblätter relativ voneinander, wodurch der elastisch biegbare Bereich verformt wird. Dadurch vergrößert sich die Kontaktfläche von Scherblatt und Begrenzungsfläche. Die Begrenzungsfläche hat dabei zwei Aufgaben: Erstens nimmt sie das auf die Drehachse wirkende Moment auf, das durch die Vorspannung erzeugt wird, und zweitens begrenzt sie den Biegeweg des Scherblatts.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der elastisch biegbare Bereich eine nichtlineare Biegecharakteristik aufweist. Dadurch kann der Anpreßdruck der beiden Scherblätter entsprechend dem nach vorne wandernden Berührungspunkt annähernd konstant gehalten werden, wodurch die Schere auf ihrer gesamten Länge sauber schneidet.
Insbesondere kann dazu vorgesehen sein, daß der elastisch biegbare Bereich des Scherblatts eine zur Drehachse hin kontinuierlich abnehmende Wandstärke aufweist. Die Wandstärke des Scherblatts ist dabei dessen Dicke in Drehachsenrichtung. Beim Schließen der Schere wird zunächst der elastisch biegbare Bereich dünnerer Wandstärke verformt, wodurch eine gewisse Vorspannung erzeugt wird. Je weiter der Berührungspunkt in Richtung der Schneiden wandert, um so mehr nimmt die Wandstärke des elastisch biegbaren Bereiches zu, wodurch die Vorspannung der beiden Scherblätter zunimmt. Die gewünschte nichtlineare Biegecharakteristik kann dadurch individuell durch die Wahl der Wandstärke des Scherblatts eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der elastisch biegbare Bereich des Scherblatts durch eine quer zur Drehachse und zur Längsrichtung des Scherblatts verlaufende, durch zwei seitliche Stege begrenzte längliche Durchbrechung gebildet wird, wobei ein Steg abschnittsweise unterbrochen ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Scherblätter ohne zusätzliche Abstandselemente zwischen den Begrenzungsflächen zu lagern, da der eine Steg die Funktion des elastisch biegbaren Bereiches übernimmt, wogegen der andere den Abstand relativ zur Begrenzungsfläche und zum benachbarten Scherblatt definiert. Die Durchbrechung des einen Steges ist erforderlich, um die zunächst durch die Durchbrechung gebildete Hohlprofilform überhaupt elastisch zu gestalten. Die Wandstärke des durchgehenden Steges muß nicht konstant sein.
Bei einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der durchgehende Steg an der seitlichen Begrenzungsfläche anliegt. Dadurch ist der elastisch biegbare Bereich des Scherblatts direkt in Kontakt mit der Begrenzungsflä che, wodurch die Biegecharakteristik leichter einstellbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wandstärke des durchgehenden Stegs zur Drehachse hin kontinuierlich abnimmt. Dies ermöglicht es, wie bereits oben beschrieben, die Vorspannung konstant zu halten, wenn die Schere geschlossen wird.
Günstig ist es, wenn die Durchbrechung und die Unterbrechung des einen Stegs drahterodierte Oberflächen aufweisen. Vorteil dabei ist, daß in einem Arbeitsgang die Durchbrechung maschinell gefertigt und die zugehörigen Oberflächen veredelt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scherblätter in einer U-förmigen Halterung mit zwei parallelen Armen gelagert sind. Diese Halterung ist maschinell einfach herzustellen und mit vielfältigen chirurgischen Instrumenten zu kombinieren. Die Arme dienen dabei als die seitlichen Begrenzungsflächen der Scherblätter.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die U-förmige Halterung das distale Ende eines Rohrschafts bildet. Dadurch kann die Schere das Ende eines Rohrschaftinstruments bilden, wie es beispielsweise in der endoskopischen Chirurgie Anwendung findet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schneiden aus einer Ebene heraus gekrümmt sind, die quer zur Drehachse verläuft. Für spezielle chirurgische Anwendungen ist es nötig, gekrümmte Schnitte zu vollziehen. Durch den starren Rohrschaft bei endoskopischen Scheren kann die Schnittkrümmung folglich einzig durch gekrümmte Scherblätter realisiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens eine Schneide eine Bedeckung mit einer Isolierschicht zur galvanischen Trennung der beiden Schneiden aufweist. Die Bedeckung kann beispielsweise durch eine Keramikbeschichtung gebildet werden. Diese erhöht die Steifigkeit der Scherblätter zusätzlich. Ferner dient sie der galvanischen Trennung, wie sie bei einer Bipolarschere notwendig ist. Mit Scheren dieser Art kann Gewebe gleichzeitig durchtrennt und verödet werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Scherblätter mit dem Griffteil verbunden sind, wodurch eine Bewegung des Griffteils zum Öffnen oder Schließen der Schere führt. Auf diese Weise kann die Schere manuell, beispielsweise vom Operateur, bedient werden. Weiterhin wäre es auch denkbar, die Schere beispielsweise durch ein Stellglied, wie z. B. einen Elektromotor mit zugehörigem Getriebe, zu koppeln.
Zusätzlich kann das Instrument eine bipolare Anschlußeinheit aufweisen, wobei jeder Pol elektrisch leitend mit einem Scherblatt verbunden ist. Dadurch ist es möglich, durch Anschluß an eine elektrische Spannungsversorgung eine elektrische Spannung an die beiden Scherblätter anzulegen.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines als endoskopische Bipolarschere ausgebildeten chirurgischen Instruments;
2: eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in 1;
3: eine Draufsicht auf den Bereich der Scherblätter;
4: eine Ansicht ähnlich 2 mit weiter geschlossenen Scherblättern;
5: eine Ansicht ähnlich 3 mit einer Scherblattstellung entsprechend 4;
6: eine Ansicht ähnlich 2 mit nahezu vollständig geschlossenen Scherblättern;
7: eine Ansicht ähnlich 3 mit einer Scherblattstellung entsprechend 6;
8: eine Ausschnittsvergrößerung des Bereichs A in 3.
Die in der Zeichnung dargestellte chirurgische Bipolarschere 1 umfaßt ein Griffelement 2 mit zwei scherenförmigen Griffteilen 3 und 4, die in einer Ebene gegeneinander verschwenkbar sind. Das eine Griffteil 4 weist zwei elektrische Kontakte 5 zum Anschluß der chirurgischen Bipolarschere 1 an ein nicht dargestelltes Netzgerät auf. An das Griffelement 2 schließt sich ein Rohrschaft 6 an, der um seine Längsachse relativ zum Griffteil 4 durch einen Drehgriff 7 gedreht werden kann, der drehfest mit dem Rohrschaft 6 verbunden ist. Das andere Griffteil 3 ist schwenkbar bezüglich dem Griffteil 4 und mit einer Stange 8 verbunden, die um ihre Längsachse drehbar im Griffteil 3 gelagert und axial im Rohrschaft 6 verschiebbar ist.
Der Rohrschaft 6 weist an seinem distalen Ende eine Halterung 9 auf, die U-förmig mit zwei seitlichen, parallel verlaufenden Armen 10 und 11 gebildet wird. Die Arme 10 und 11 erstrecken sich in Längsrichtung des Rohrschafts 6 und bilden mit ihren Innenseiten zwei parallel verlaufende Begrenzungsflächen 12 und 13. Eine Bohrung 14, die quer zu den Begrenzungsflächen 12 und 13 durch die Arme 10 und 11 hindurch verläuft, dient der Aufnahme eines Lagerstifts 15, dessen Längsachse die Drehachse von Scherblättern 16 und 17 bildet.
Die durchbohrten und zwischen den Armen 10 und 11 mit Hilfe des Lagerstifts 15 gelagerten Scherblätter 16 und 17 verlaufen in ihrem ersten Drittel parallel zu den Begrenzungsflächen 12 und 13 und sind gerade so dick, daß sie den Raum zwischen den Begrenzungsflächen 12 und 13 spielfrei ausfüllen. Über das Ende der Halterung 9 hinaus erstrecken sich die Scherblätter 16 und 17 mit einer deutlichen Krümmung dergestalt, daß bezogen auf den Krümmungsmittelpunkt eine äußere Kante des Scherblatts 17 eine Schneide 20 und eine innere Kante des Scherblatts 16 eine Schneide 19 bilden. Scherblatt 16 ist allerdings stärker gekrümmt als Scherblatt 17, so daß sich die Scherblätter in einem Berührungspunkt 18 kreuzen. Die Kanten der Scherblätter 16 und 17, die einander berühren, sind geschliffen und bilden die Schneiden 19 und 20.
Die dem Rohrschaft 6 zugewandten Enden der Scherblätter 16 und 17 sind ähnlich der Halterung 9 U-förmig ausgenommen. Durch die Ausnehmung gebildete Arme 21, 22, 23 und 24 der Scherblätter 16 und 17 sind durchbohrt. Zwischen den Armen 21 und 22 sowie 23 und 24 ist jeweils ein durchbohrtes Gelenkplättchen 25 und 26 durch einen Gelenkstift 27 und 28, der formschlüssig in die Bohrungen durch die Arme 21, 22 und 23, 24 eingepaßt ist, mit den Scherblättern 16 und 17 drehbar verbunden. Das andere Ende der Gelenkplättchen 25 und 26 ist ebenfalls durchbohrt und mit einem weiteren Gelenkstift 29 mit der ebenfalls durchbohrten Stange 8 drehbar verbunden. Bewegt man Griffteil 3, so wird die Stange 8 axial im Rohrschaft 6 verschoben. Durch die exzentrische Verbindung der Scherblätter 16 und 17 mit den Gelenkplättchen 25 und 26, die mit der Stange 8 verbunden sind, können die Scherblätter 16 und 17 verschwenkt werden.
Der wesentliche Unterschied von Scherblatt 16 und 17 ist in 8 dargestellt. Scherblatt 16 weist im Bereich der Drehachse eine längliche Durchbrechung 30 auf, die quer zur Drehachse und quer zur Längsrichtung des Scherblatts 16 verläuft. Die Durchbrechung 30 wird seitlich von zwei Stegen 31 und 32 begrenzt, wobei Steg 32 im Bereich der Drehachse zusätzlich eine Unterbrechung 33 aufweist. Scherblatt 16 liegt mit dem Steg 31 an der Begrenzungsfläche 12 der Halterung 9 an. Die der Begrenzungsfläche 12 zugewandte Außenfläche 34 des Scherblatts 16 ist von der Begrenzungsfläche 12 weg gekrümmt. Ferner nimmt die Wandstärke des Stegs 31 der Durchbrechung 30 in Richtung auf die Drehachse hin kontinuierlich ab. Diese Abnahme der Wandstärke des Stegs 31 bewirkt die nichtlineare Biegecharakteristik des durch die Durchbrechung 30 und die Unterbrechung 33 gebildeten elastisch biegbaren Bereichs des Scherblatts 16.
Die Funktion des elastisch biegbaren Bereichs des Scherblatts 16 wird anhand der 2 bis 8 erläutert. Bei geöffneter Schere befindet sich der Berührungspunkt 18 relativ dicht bei der Drehachse. Die Schneiden 19 und 20 haben dabei im Berührungspunkt 18 miteinander Kontakt. Scherblatt 16 berührt dabei mit seiner Außenfläche 34 die Begrenzungsfläche 12. Beim weiteren Schließen der Schere wandert der Berührungspunkt 18 entlang der Schneiden bis zum Ende der Schere vor. Dabei wird der Steg 31 des Scherblatts 16 in Richtung der Begrenzungsfläche 12 hin verformt, und zwar so lange, bis bei der vollständig geschlossenen Schere die Außenfläche 34 bis zum Ende des Arms 10 die Begrenzungsfläche 12 berührt. Dies ist durch die gestrichelte Linie in 8 symbolisiert.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Scheren, deren Scherblätter teilweise elastisch sind, muß ein elastisch biegbarer Bereich zur Erzeugung der Vorspannung zwischen den beiden Scherblättern auf andere Weise ausgebildet werden. Dies geschieht im vorliegenden Fall gezielt durch die Ausbildung der Durchbrechung 30 sowie der Formgebung des Stegs 31 des Scherblatts 16.

Claims

Chirurgisches Instrument (1) mit einem Griffteil und einer Schere am distalen Ende des Instruments, die zwei gegeneinander verschwenkbare Scherblätter mit einer gemeinsamen Drehachse und jeweils einer Schneide aufweist, wobei die Scherblätter im Bereich der Drehachse (15) und in Richtung der Schneiden (19, 20) an Begrenzungsflächen (12, 13) anstoßen, die quer zur Drehachse (15) verlaufen und spielfrei zwischen diesen gelagert sind, und wobei die Scherblätter relativ zueinander so abgewinkelt sind, daß sich die Schneiden kontinuierlich in einem wandernden Berührungspunkt kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Scherblatt (16) einen elastisch biegbaren Bereich (31) aufweist, der sich von der Drehachse (15) in Richtung der Schneiden (19, 20) erstreckt und die Schneiden (19, 20) vorspannend in Berührung hält, wenn sich die Schere schließt, und daß sich das Scherblatt (16) und die Begrenzungsfläche (12), welche das auf die Drehachse wirkende Moment aufnimmt, das durch die Verspannung erzeugt wird, im Bereich der Drehachse (15) flächig berühren und eine Berührungsfläche definieren, wobei sich diese Berührungsfläche (12, 34) während des Schließens der Schere in Richtung der Schneiden (19, 20) durch Verformung des elastisch biegbaren Bereiches (31) ausdehnt und sich vergrößert.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch biegbare Bereich (31) eine nichtlineare Biegecharakteristik aufweist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch biegbare Bereich (31) des Scherblatts (16) eine zur Drehachse (15) hin kontinuierlich abnehmende Wandstärke aufweist.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch biegbare Bereich (31) des Scherblatts (16) durch eine quer zur Drehachse (15) und zur Längsrichtung des Scherblatts (16) verlaufende, durch zwei seitliche Stege (31, 32) begrenzte längliche Durchbrechung (30) gebildet wird, wobei ein Steg (32) abschnittsweise unterbrochen ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Steg (31) an der seitlichen Begrenzungsfläche (12) anliegt.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des durchgehenden Stegs (31) zur Drehachse (15) hin kontinuierlich abnimmt.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (30) und die Unterbrechung (33) des einen Stegs (32) drahterodierte Oberflächen aufweisen.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherblätter (16, 17) in einer U-förmigen Halterung (9) mit zwei parallelen Armen (10, 11) gelagert sind.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Halterung (9) das distale Ende eines Rohrschafts (6) bildet.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (19, 20) aus einer Ebene heraus gekrümmt sind, die quer zur Drehachse (15) verläuft.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schneide (19) eine Bedeckung mit einer Isolierschicht zur galvanischen Trennung der beiden Schneiden (19, 20) aufweist.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherblätter (16, 17) mit dem Griffteil (2, 3) verbunden sind, wodurch eine Bewegung des Griffteils (3) zum Öffnen oder Schließen der Schere führt.
Chirurgisches Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument (1) eine bipolare Anschlußeinheit (5) aufweist, wobei jeder Pol elektrisch leitend mit einem Scherblatt (16, 17) verbunden ist.