DE19859217A1

DE19859217A1 - Elektromotorischer Antrieb für ein chirurgisches Werkzeug

Info

Publication number: DE19859217A1
Application number: DE19859217A
Authority: DE
Inventors: Juergen Goebel; Hans Mastnak; Helmut Heckele
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: DE19859217B4

Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit einem elektromotorischen Antrieb für ein chirurgisches, mit einer Antriebswelle kuppelbares Werkzeug mit einem als Handgriff dienenden Gehäuse, das eine gekapselte Antriebseinheit aufnimmt und an das außen eine Saug-Spülkanaleinheit angeschlossen ist, die mit einem distal im Gehäuse vorgesehenen Raum und von dort weiter über das angekuppelte Werkzeug mit der Umgebung kommuniziert. Die Antriebseinheit ist als erstes Modul lösbar über eine proximale, flüssigkeitsdicht verschließbare Öffnung in das ein zweites Modul bildende Gehäuse gesteckt, während die Saug-Spülkanaleinheit als drittes Modul lösbar am Gehäuse angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb für ein chirurgisches, mit einer Antriebswelle kuppelbares Werkzeug mit einem als Handgriff dienenden Gehäuse, das eine gekapselte Antriebseinheit aufnimmt und an das außen eine Saug-Spülkanaleinheit angeschlossen ist, die mit einem distal im Gehäuse vor gesehenen Raum und von dort weiter über das angekuppelte Werkzeug mit der Umgebung kommuniziert.

Ein solcher elektromotorischer Antrieb ist aus der Patentschrift DE 196 22 486 C1 bekannt. Bei diesem elektromotorischen Antrieb sind die Antriebseinheit und das sie flüssigkeitsdicht umschließende Gehäuse fest miteinander verbunden und können nicht zur Reinigung getrennt werden.

Da von Schneidmessern, Fräsern und dergleichen Werkzeuge abgetragenes Gewebe und Knochenmaterial mit Hilfe einer Spülflüssigkeit abgeführt werden muß, dient das Gehäuse zumindest in einem Bereich auch zum Absaugen und Abführen des abgetragenen Materials nach außen. Dies bedeutet, daß sich im Gehäuse ein Hohlraum befindet, in dem Verschmutzungen und Ablagerungen schlecht oder überhaupt nicht entfernt werden können. Deshalb stellt sich häufig eine Kontamination der das abgetragene Material und die Spülflüssigkeit führen den Räume im Gehäuse ein.

Wenn dazu noch Saug- und Spülkanäle im Gehäuse integriert sind, entstehen überlange, teilweise verwinkelte Bohrungen, die eine einwandfreie Aufbereitung erschweren. Zudem muß, wenn ein Defekt in der Antriebseinheit auftritt, immer der komplette Antrieb zur Reparatur eingeschickt werden.

Angesichts der oben genannten Nachteile des bekannten elektromotorischen Antriebs für chirurgische Werkzeuge ist es Aufgabe der Erfindung, einen solchen Antrieb derart auszubilden, daß er leicht montierbar und demontierbar ist und somit die Möglichkeit zur einfachen Reinigung und Aufbereitung seiner Teile bietet.

Bei der erfindungsgemäßen und im Anspruch 1 angegebenen Lösung dieser Aufgabe sind Antriebseinheit, Gehäuse und Saug-Spülkanaleinheit als einzelne modulare, leicht zu montierende und zu demontierende Komponenten ausgeführt. Dabei wird die Saug-Spülkanaleinheit auf das als Handgriff dienende Gehäuse unter leichtem Druck aufgesetzt. Die hermetisch gekapselte Antriebseinheit wird vom proximalen Ende her in das Gehäuse eingeführt. Das Gehäuse wird dann durch eine Verschlußkappe dicht verschlossen. Durch eine besondere Ausführung der Verschlußkappe wird gleichzeitig das proximale Ende der Saug-Spülkanal einheit auf dem Gehäuse fixiert. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in Unter ansprüchen angegeben.

Nachstehend ist der erfindungsgemäße Antrieb in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A schematisch eine Seitenansicht des Gehäuses, auf das die in Fig. 1B von der Seite gezeigte Saug-Spülkanaleinheit auf setzbar ist;

Fig. 1B die Saug-Spülkanaleinheit;

Fig. 2A, 2B die Antriebseinheit jeweils in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht auf die distale Stirnseite ihrer Verschlußkappe;

Fig. 2C eine schennatische Ansicht eines Anschlußkabels, welches mit einem Stecker mit einer proximalen Buchse der Antriebsein heit verbindbar ist;

Fig. 3A, 3B, 3C jeweils in Seitenansicht ein Werkzeug mit der Werkzeug welle sowie mit dessen proximalseitigem Kupplungsende, ein Schaftrohr und den auf das Schaftrohr aufschiebbaren Spülkanalaufsatz;

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht des distalen Endes des Gehäu ses des Antriebs mit aufgesteckter Saug-Spülkanaleinheit sowie angeschlossenem Spülkanalaufsatz;

Fig. 5 dieselbe vergrößerte Seitenansicht des Gehäuses, wobei die in der Ausnehmung des Gehäuses befindlichen Befestigungs mittel ersichtlich sind und

Fig. 6 dasselbe Detail wie in Fig. 5, jedoch in Draufsicht.

Das Gehäuse 4 hat gemäß Fig. 1A an seinem proximalen Ende eine Öffnung 4.02, in die die in Fig. 2A gezeigte Antriebseinheit einsteckbar und durch die in Fig. 2B gezeigte Verschlußkappe 6.09, die fest mit der Antriebseinheit 6 verbunden ist, nach außen flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Das Gehäuse 4 weist an seinem distalen Endabschnitt eine Ausnehmung 4.04 auf, die zur lösbaren Fixierung der in Fig. 1B gezeigten Saug-Spülkanaleinheit 5 dient. Ferner weist das auch als Handgriff dienende Gehäuse 4 an seinem distalen Stirnende eine gegen die Wir kung einer (nicht dargestellten) Druckfeder proximalwärts verschiebbare Hülse 4.01 geringer Länge auf, durch die eine den Schaft 1 (vergleiche Fig. 3B) lösbar festlegbare Kugelrastverbindung 4.03 zur Freigabe dieses Schaftes betätigbar ist.

Die in Fig. 1B gezeigte Saug-Spülkanaleinheit 5 ist an ihrem distalen Ende mit einem radial vorspringenden Anschlußstutzen 5.04 versehen, der in einer nach stehend beschriebenen Weise in der Ausnehmung 4.04 des Gehäuses 4 leicht lösbar fixierbar ist und der gleichzeitig die dichte Verbindung des Saug- und Spülkanals in der Saug-Spülkanaleinheit 5 mit den Saug-Spülkanalabschnitten im Gehäuse 4 herstellt. Ferner sind am distalen Ende der Saug-Spülkanaleinheit 5 zwei Kolben 5.02, 5.03 vorgesehen, die zum Öffnen und Verschließen des Saug- und des Spülkanals in der Einheit 5 dienen. Eine an der verschiebbaren Hülse 4.01 des Gehäuses 4 vorgesehene Ringschulter 4.02 bildet für die Kolben 5.02 und 5.03 den Anschlag für deren distalwärtige Bewegung. Dadurch können zusätzliche, den distalwärts gerichteten Hub der Kolben 5.02 und 5.03 begrenzende Anschläge oder dergleichen entfallen.

An ihrem proximalen Ende weist die Saug-Spülkanaleinheit 5 zwei Anschluß stutzen 5.07 und 5.08 zum Anschluß von Saug-Spülkanalleitungen auf, die zu einer (nicht dargestellten) Pumpe führen können. Außerdem hat die Saug-Spülkanal einheit 5 zwischen den proximalseitigen Anschlußstutzen 5.07 und 5.08 einen axial ragenden Stift 5.09, der zur proximalseitigen Festlegung der Saug-Spülkanaleinheit 5 am Gehäuse 4 dient. Der Stift 5.09 greift in eine Nut 6.10 der in Fig. 2B ge zeigten Verschlußkappe 6.09 ein und wird mit dieser beim Verschließen des Gehäuses 4 nach Art eines Bajonettverschlusses verriegelt.

Fig. 2A zeigt in Seitenansicht die Antriebseinheit 6, die einen hermetisch dicht gekapselten elektrischen Antriebsmotor enthält. Die Antriebseinheit 6 hat an ihrem distalen Ende ein sich an die Motorwelle 6.03 anschließendes Gehäuseteil 6.02, welches, wenn die Antriebseinheit 6 in das Gehäuse 4 eingefügt ist, an einer zylindrischen verengten Innenwand des Gehäuses vorteilhaft zur Anlage kommt, und ein Kupplungsteil 6.01, welches zur Kupplung mit einem entsprechend ange paßten proximalseitigen Kupplungsteil 3.05 der Werkzeugwelle 3.02 dient (ver gleiche Fig. 3A). Der Kupplungsteil 6.01 und der damit verbundene Gehäuseteil 6.02 sind gemeinsam auf der Antriebswelle 6.03 axial verschiebbar und gegenüber der Antriebseinheit 6 durch eine Druckfeder in distaler Richtung vorgespannt.

Diese distalwärts gerichtete Federvorspannung, die über den Kupplungsteil 6.01 direkt auf das Werkzeug 3 übertragen wird, ist insbesondere bei Verwendung distalseitig geschlossener Schneidschäfte erforderlich, da aufgrund der Feder wirkung das distale Kopfende des Werkzeugs 3 gegen den inneren stirnseitigen Schaftabschluß gedrückt wird und dadurch eine stabile Position im Schaft 1 einnimmt.

Die Stromversorgung sowie die Steuerung des in der Antriebseinheit 6 befindli chen Elektromotors erfolgt über ein Kabel 7 (Fig. 2C), welches über einen distal seitigen Stecker 7.01 mit einer Buchse 6.07 der Antriebseinheit 6 und über einen proximalseitigen Stecker 7.02 mit der erforderlichen Versorgungs- und Steuer einheit verbunden ist, an der durch entsprechende Einstellungen die Drehrichtung und Drehzahl und gegebenenfalls weitere Betriebsparameter des elektromotori schen Antriebs, der Saug-Spülfunktionen etc. einstellbar sind.

Fig. 3A zeigt in Seitenansicht als Beispiel eines chirurgischen Werkzeugs eine Knorpel-Knochen- und Gewebefräse, die aus einer Werkzeugwelle 3.02, dem eigentlichen Werkzeug 3 am distalen Ende und dem Kupplungsteil 3.05 am proxi malen Ende besteht. Am distalen Ende des hier als Kugelfräse ausgebildeten Werkzeugs befindet sich eine Durchtrittsöffnung 3.01, die in den in der Werk zeugwelle 3.02 zentral verlaufenden Spülkanal 3.03 mündet, um in eine Kör perhöhle Spülflüssigkeit einbringen und aus dieser abführen zu können. Zur Verbindung mit der im Handgriff 4 angeordneten Antriebseinheit 6 hat das schon erwähnte proximalseitige Kupplungsteil 3.05 des Werkzeugs 3 einen quer zur Längsachse angeordneten Schllitz 3.04. Durch den einseitig verlängerten Schlitz 3.04 kann die den zentralen Spülkanal 3.03 der Werkzeugwelle 3.02 durchlaufende Spülflüssigkeit aus der distalen Öffnung 3.01 austreten und über den im Gehäuse 4 befindlichen Spülkanalabschnitt und über die Saug-Spülkanaleinheit 5 abgeführt werden.

Fig. 3B zeigt den Schaft 1, in dem das Werkzeug 3 gemäß Fig. 3A drehbeweglich geführt ist. Wie erwähnt, befindet sich am proximalseitigen Ende des Schafts 1 der mit dem Gehäuse 4 lösbar verbindbare Kupplungsteil 1.02, der eine Umfangsnut 1.03 aufweist, in die im Gehäuse 4 angeordneten Rastkugeln 4.03 (Fig. 5) ein greifen.

Da die Fräse, zum Beispiel die in Fig. 3A gezeigte Kugelfräse, nicht nur in der Arthroskopie, sondern auch in anderen medizinischen Fachbereichen zum Einsatz kommt, kann auf den das Werkzeug 3 aufnehmenden Werkzeugschaft 1 ein in Fig. 3C gezeigter Spülkanalaufsatz 2 zum Zuführen einer über die Saug-Spülkanal einheit 5 und das Gehäuse 4 zufließenden Spülflüssigkeit aufgeschoben werden, wobei das proximalseitige, als Anschlußstutzen 2.04 ausgebildete Ende des am Spülkanalaufsatz 2 geführten Spülkanals 2.02 in das an der distalen Stirnseite des Gehäuses 4 (vergleiche Fig. 4) angeordnete offene Ende des im Gehäuse 4 geführ ten Spülkanals 4.07 durch einen nicht dargestellten O-Ring abgedichtet eingreift. Die Spülflüssigkeitszu- und abfuhr erfolgt über die beiden durch die manuell zu betätigenden Kolben 5.02 und 5.03 absperrbaren Kanäle 5.04 der Saug-Spülkanal einheit 5, die an ihrem proximalen Ende in den Anschlußstutzen 5.07 und 5.08 der Saug-Spülkanaleinheit 5 münden.

Der in Fig. 3C gezeigte Spülkanalaufsatz 2 besteht aus einem den Schaft 1 auf nehmenden Schaftrohr 2.01 und dem auf diesem unlösbar festgelegten Spülkanal 2.02, dessen proximalseitiger Anschlußstutzen 2.04 zur Verbindung mit dem im Gehäuse 4 befindlichen Spülkanal 4.07 aus dem proximalseitigen Handhabeteil 2.03 hervorsteht.

Um das Werkzeug nach erfolgtem Einsatz am Patienten entsprechend den Hygie nebestimmungen reinigen, desinfizieren und/oder sterilisieren zu können, besteht durch die erfindungsgemäße modulare Ausführung die Möglichkeit, die zum Antrieb des Werkzeugs 3 erforderliche Antriebseinheit 6 nach Öffnen der Schutz kappe 6.09 am proximalen Ende des Gehäuses 4 zu entnehmen.

In der vergrößerten Detaildarstellung in Fig. 4 sind Einzelheiten des distalen Endes des Gehäuses 4, der an diesem distalen Ende festgelegten Saug-Spülkanaleinheit und Einzelheiten am proximalen Ende des Spülkanalaufsatzes 2 gezeigt. Die Saug- Spülkanaleinheit 5 ist mit ihrem radial vorspringenden Anschlußstutzen 5.04 in die Gehäuseausnehmung 4.04 eingesteckt, so daß die eine der im Anschlußstutzen 5.04 radial endenden Mündungen 5.06 mit dem Abschnitt 4.07 im Ende des Gehäuses 4 und von dort weiter mit dem Spülkanal 2.02 bzw. dessen Anschluß stutzen 2.04 des Spülkanalaufsatzes 2 sowie die weitere Mündung 5.06 mit dem zentralen Spülkanal 3.03 im Werkzeug 3 kommuniziert. Weiterhin ist die Funktion der Ringschulter 4.02 der Hülse 4.01 ersichtlich, die als Anschlag für die Kolben 5.02, 5.03 dient.

Fig. 5 zeigt, daß das Gehäuse 4 zwei axial verlaufende, in die Ausnehmung 4.04 ragende Stifte 4.05 und 4.06 aufweist. Zur Fixierung des vorspringenden An schlußstutzens 5.04 der Saug-Spülkanaleinheit 5 in der Ausnehmung 4.04 greift der erste Stift 4.05 in eine entsprechende Bohrung oder Ausnehmung des An schlußstutzens 5.04 und der zweite Stift in eine an ihrem unteren Ende offene Nut des Anschlußstutzens 5.04 ein und verhindert so eine seitliche Verschwenkung der Saug-Spülkanaleinheit 5. Zusätzlich hat das proximale Ende der Saug-Spülkanal einheit 5 den in Axialrichtung ragenden Stift 5.09, der beim Anschluß der Saug- Spülkanaleinheit in die Nut 6.10 der das proximale Ende des Gehäuses 4 ver schließenden Verschlußkappe 6.09 eingreift. Außerdem zeigt Fig. 5 die Rastkugeln 4.03, mit denen der Schaft 1 in der Öffnung 4.02 des Gehäuses 4 verrastet wird, wobei die Raststellung der Rastkugeln mittels der verschiebbaren Hülse 4.01 zum Entnehmen des Schaftes 1 gelöst wird.

Fig. 6 schließlich zeigt Details am Boden der am distalen Ende des Gehäuses 4 befindlichen Ausnehmung 4.04, nämlich mit entsprechenden Mündungsöffnungen 5.06 des Anschlußstutzens 5.04 der Saug-Spülkanaleinheit 5 fluchtende Öffnungen 4.08 und 4.09 der im Gehäuse 4 befindlichen Abschnitte des Saugkanals und des Spülkanals 4.07. Bekannte Dichtungsmittel können vorgesehen sein, die eine Abdichtung der Anschlußstellen der Kanalmündungen gegenüber der Umgebung bewirken.

Nach der obigen Beschreibung sind beim erfindungsgemäßen Antrieb die An triebseinheit 6, das als Handgriff dienende Gehäuse 4 und die Saug-Spülkanal einheit 5 als modulare, leicht zu montierende und demontierende Komponenten ausgeführt. Die Saug-Spülkanaleinheit 5 mit integriertem, durch die Kolben 5.02 und 5.03 bewirktem Reguliersystem kann einfach auf das Gehäuse 4 aufgesetzt werden. Die hermetisch dicht gekapselte, autoklavierbare Antriebseinheit 6 wird zum Betrieb in die Öffnung des Gehäuses 4 eingeführt und mit der Verschlußkap pe 6.09 zum Beispiel nach Art eines Bajonettverschlusses verriegelt. Durch die besondere Ausführung der Schutzkappe 6.09 mit der Nut 6.10 wird gleichzeitig das proximale Ende der Saug-Spülkanaleinheit 5 auf dem Gehäuse 4 gesichert.

Claims

1. Elektromotorischer Antrieb für ein chirurgisches, mit einer Antriebswelle kuppelbares Werkzeug (1-3) mit einem als Handgriff dienenden Gehäuse (4), das eine gekapselte Antriebseinheit (6) aufnimmt und an das außen eine Saug- Spülkanaleinheit (5) angeschlossen ist, die mit einem distal im Gehäuse (4) vor gesehenen Raum (4.07) und von dort weiter über das angekuppelte Werkzeug (1-3) mit der Umgebung kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsein heit (6) als erstes Modul lösbar über eine proximale, flüssigkeitsdicht verschließ bare Öffnung (4.02) in das ein zweites Modul bildende Gehäuse (4) gesteckt ist und daß die Saug-Spülkanaleinheit (5) als drittes Modul lösbar am Gehäuse (4) angeschlossen ist.

2. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anschluß der Saug-Spülkanaleinheit (5) eine distale Ausnehmung (4.04) in der Gehäusewand vorgesehen ist und daß die Saug-Spülkanaleinheit distalseitig einen radial vorspringenden Anschlußstutzen (5.04) aufweist, der in die Aus nehmung (4.04) der Gehäusewand einführbar und dort mit Befestigungsmitteln lösbar fixierbar ist.

3. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen ersten Stift (4.05), der in axialer Richtung in die Ausnehmung (4.04) der Gehäusewand ragt, und einen zweiten in die Ausnehmung der Gehäusewand in Axialrichtung ragenden Stift (4.06) aufweisen, wobei zur Fixierung der erste Stift in eine entsprechende Ausnehmung des Anschlußstutzens (5.04) und der zweite Stift in eine an ihrem unteren Ende offene Nut des Anschluß stutzens (5.04) eingreift und so eine seitliche Verschwenkung der Saug-Spülkanal einheit (5) verhindert.

4. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß zusätzlich das proximale Ende der Saug-Spülkanaleinheit (5) einen in Axialrichtung ragenden Stift (5.09) aufweist, der beim Anschluß der Saug-Spül kanaleinheit (5) in eine Nut (6.10) einer das proximale Ende des Gehäuses (4) verschließenden Verschlußkappe (6.09) eingreift.

5. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (6.09) fester Bestandteil der Antriebseinheit (6) ist und eine axial ragende Buchse (6.07) zum Anschluß eines Kabels (7) aufweist.

6. Elektromotorischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (5.04) der Saug-Spülkanaleinheit (5) radiale Öffnungen (5.06) des Saugkanals und des Spülkanals zum Durchtritt der Spülflüssigkeit aufweist, die mit entsprechenden radialen Saug- und Spülkanalöff nungen (4.08, 4.09) am Boden der Ausnehmung (4.04) der Gehäusewand fluchten.

7. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugwelle (3.02) ein an das Gehäuse distalseitig anschließbares Schaftrohr (1) drehbeweglich in Axialrichtung durch setzt und daß ein Spülkanalaufsatz (2) auf das Schaftrohr (1) aufschiebbar ist, wobei das proximalseitige, alls Anschlußstutzen ausgebildete Ende (2.04) des Spülkanalaufsatzes (2) mit einem an der distalen Stirnseite des Gehäuses (4) angeordneten offenen Ende des im Gehäuse (4) vorgesehenen Raums (4.07) des Spülkanals durch einen Dichtungsring abgedichtet eingreift.

8. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am proximalen Ende des Schaftrohrs (1) ein am distalen Ende des Gehäuse lösbar aufkuppelbares Kupplungsteil (1.02) vorgesehen ist.

9. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (1.02) eine Umfangsnut (1.03) aufweist, in die im Gehäuse (4) angeordnete Rastkugeln (4.03) rastend eingreifen.

10. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (4) an seinem distalen Stirnende eine gegen Federkraft proximal wärts verschiebbare Hülse (4.01) geringer Länge aufweist, durch die die Rastku geln (4.03) zur Freigabe des Schafts (1) betätigbar sind.

11. Elektromotorischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des Saugkanals und des Spülkanals in der Saug-Spülkanaleinheit (5) jeweils durch einen axial verschiebbaren Kolben (5.02, 5.03) öffen- und verschließbar ist, wobei eine an der Hülse (4.01) umlaufende Ringschulter (4.02) als Anschlag für die distalwärtige Bewegung der beiden Kolben (5.02, 5.03) dient.