DE202004015645U1 - Surgical device in particular suitable for removal of bone tissue, comprising two hydraulic cylinders with differently effective cross sections - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument umfassend einen Handhabungsteil und einen Werkzeugteil, wobei das Werkzeugteil mindestens ein beweglich gelagertes Werkzeug umfaßt, welches über einen Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus, welcher vom Handhabungsteil aus bedienbar ist, betätigbar ist, und daß der Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus eine mit einem Fluid betreibbare Antriebseinheit umfaßt.The The present invention relates to a surgical instrument comprising a handling part and a tool part, the tool part at least comprises a movably mounted tool which over a Power transmission and / or Actuating mechanism which can be operated from the handling part, can be operated, and that the Power transmission and / or actuation mechanism comprises a drive unit operable with a fluid.
Chirurgische Instrumente der eingangs beschriebenen Art sind beispielsweise bekannt in Form von Knochenstanzen zum Entfernen von Knochen, Knorpel oder derartigem Gewebe. Nachteilig bei den bekannten Knochenstanzen ist es, daß durch die mit einem Fluid betreibbare Antriebseinheit das beweglich gelagerte Werkzeug nur bedingt oder sogar überhaupt nicht feinfühlig betätigbar ist. Grund hierfür ist, daß die Antriebseinheit entweder mit einem Fluidstrom bestimmten Druckes beaufschlagt werden kann oder nicht. Dies hat jedoch die nachteilige Konsequenz, daß im Falle einer Betätigung des Betätigungsmechanismus das Instrument in der Regel schlagartig von einer Ruhe- oder Ausgangsstellung in eine Arbeitsstellung überführt wird oder umgekehrt. Dies kann zur Folge haben, daß beispielsweise mit einer Knochenstanze nicht ein gewünschter Gewebebereich, sondern ein danebenliegender entfernt wird.surgical Instruments of the type described in the introduction are known, for example in the form of bone punches for removing bones, cartilage or such tissue. A disadvantage of the known bone punches it that through the drive unit, which can be operated with a fluid, is the movably mounted one Tool only to a limited extent or even at all not sensitive actuated is. reason for that is that the Drive unit either with a fluid flow of certain pressure can be applied or not. However, this has the disadvantage Consequence that in In case of an actuation of the operating mechanism the instrument usually suddenly from a rest or starting position in a working position is transferred or the other way around. This can have the consequence that, for example, with a Bone punch not a desired one Tissue area, but an adjacent one is removed.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein chirurgisches Instrument der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß es möglichst feinfühlig betrieben werden kann.It is therefore an object of the present invention, a surgical To improve the instrument of the type described in the introduction so that it operates as sensitively as possible can be.
Diese Aufgabe wird bei einem chirurgischen Instrument der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Antriebseinheit in einer ersten Antriebsstellung das beweglich gelagerte Werkzeug mit einer ersten Betätigungskraft beaufschlagbar und in mindestens einer zweiten Antriebsstellung mit mindestens einer zweiten Betätigungskraft beaufschlagbar ist.This The task is described in the case of a surgical instrument Kind according to the invention solved, that with the drive unit in a first drive position the movably mounted Tool can be loaded with a first actuating force and in at least a second drive position with at least a second actuating force is acted upon.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung bekannter chirurgischer Instrumente hat den Vorteil, daß ein Operateur das Instrument im Einsatz feinfühliger bedienen kann. Insbesondere dann, wenn sich die erste Betätigungskraft von der zweiten Betätigungskraft unterscheidet, kann beispielsweise das Werkzeug in der ersten Antriebsstellung mit einer Kraft beaufschlagt werden, die nicht ausreicht, beispielsweise bei einer Knochenstanze, um Gewebe zu durchtrennen, sondern allenfalls das Werkzeug an das Gewebe heranzuführen. Dies gestattet es dem Operateur, das Instrument in gewünschter Weise zu positionieren und erst dann das Instrument in die zweite Antriebsstellung zu überführen, in welcher das Werkzeug eine Arbeitsstellung einnimmt, in welcher es also beispielsweise Gewebe schneiden kann.The Training according to the invention Known surgical instruments has the advantage that an operator the instrument in use more sensitive can operate. Especially when the first operating force from the second actuating force differs, for example, the tool in the first drive position be subjected to a force that is insufficient, for example at a bone punch to cut tissue, but at most to bring the tool to the tissue. This allows the surgeon to the instrument in the desired Position and only then the instrument in the second To transfer drive position in which the tool occupies a working position in which it can cut tissue, for example.
Vorteilhaft ist es, wenn mit der Antriebseinheit in einer dritten Betätigungsstellung das beweglich gelagerte Werkzeug mit einer dritten Betätigungskraft beaufschlagbar ist. Dadurch kann der Operateur das Instrument noch feinfühliger bedienen, da er beispielsweise drei unterschiedliche Betätigungskräfte auf das beweglich gelagerte Werkzeug durch den Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus ausüben kann.Advantageous it is when with the drive unit in a third actuation position the movably mounted tool with a third actuating force is acted upon. This allows the surgeon to still use the instrument sensitive operate because it has three different operating forces, for example the movably mounted tool through the power transmission and / or actuation mechanism exercise can.
Vorzugsweise entspricht die dritte Betätigungskraft der Summe der ersten und zweiten Betätigungskraft. Dies gestattet es beispielsweise mit zwei Fluidkolbeneinheiten die Antriebseinheit auszubilden, die jeweils zwei Antriebsstellungen einnehmen können. So wird insbesondere der Aufbau der Antriebseinheit deutlich vereinfacht.Preferably corresponds to the third actuating force the sum of the first and second actuating forces. This allows the drive unit, for example, with two fluid piston units to train, each of which can assume two drive positions. So In particular, the structure of the drive unit is significantly simplified.
Vorteilhafterweise liegt ein Verhältnis der ersten und zweiten Betätigungskraft im Bereich von 4 : 1 bis 9 : 1. So kann erreicht werden, daß in der ersten Antriebsstellung eine Kraft von etwa 10 bis 20 Prozent der maximal von der Antriebseinheit zur Verfügung stellbaren Kraft auf das bewegliche Werkzeug übertragen wird. Beispielsweise bei einer Knochenstanze reicht dann diese Kraft nicht aus, um zu entfernendes Gewebe abzutrennen.advantageously, there is a relationship the first and second actuating forces in the range from 4: 1 to 9: 1 first drive position a force of about 10 to 20 percent of the maximum force available from the drive unit on the transfer moving tool becomes. This force is sufficient for a bone punch, for example not enough to separate tissue to be removed.
Der Aufbau des Instruments wird ferner vereinfacht, wenn die Antriebseinheit einen Linearantrieb umfaßt. Dieser könnte parallel zur Längsrichtung angeordnet sein, vorzugsweise ist er jedoch relativ zur Längsrichtung geneigt angeordnet. Auf diese Weise kann er innerhalb eines Griffs des Handhabungsteils angeordnet werden. So kann das Instrument besonders kompakt und handlich ausgebildet werden, beispielsweise mit einem Handhabungsteil in Form eines Pistolengriffs.The Structure of the instrument is further simplified if the drive unit comprises a linear drive. This could parallel to the longitudinal direction be arranged, but it is preferably relative to the longitudinal direction arranged inclined. This way he can be within one handle of the handling part are arranged. So the instrument can be special be compact and handy, for example with a Handling part in the form of a pistol grip.
Um ganz auf eine elektrische Energieversorgung verzichten zu können, ist es günstig, wenn der Linearantrieb mindestens einen Fluidzylinder umfaßt. Fluidzylinder sind besonders wartungsarm und haben in der Regel eine hohe Lebensdauer.Around To be able to completely do without an electrical power supply it cheap if the linear drive comprises at least one fluid cylinder. fluid cylinder are particularly low-maintenance and generally have a long service life.
Um den Linearantrieb vollständig auf Basis von Fluidzylindern auszubilden, ist es vorteilhaft, wenn der Linearantrieb zwei gekoppelte, getrennt ansteuerbare Fluidzylinder umfaßt. Dies erlaubt es, den einen Fluidzylinder unabhängig vom anderen Fluidzylinder mit einem Fluid zum Erzeugen einer Antriebskraft zu beaufschlagen. Genauso können aber auch beide Fluidzylinder gleichzeitig mit einem Fluid beaufschlagt werden, so daß insgesamt drei aktive Antriebsstellungen vorgebbar sind. Wird keiner der beiden Fluidzylinder mit einem Fluid zum Erzeugen einer Antriebskraft beaufschlagt, nimmt das Instrument eine Ruhestellung ein. Diese Stellung wird nachfolgend nicht als Antriebsstellung bezeichnet.In order to design the linear drive completely on the basis of fluid cylinders, it is advantageous if the linear drive comprises two coupled, separately controllable fluid cylinders. This allows one fluid cylinder to be acted upon by a fluid for generating a driving force independently of the other fluid cylinder. In the same way, however, both fluid cylinders can be acted upon with a fluid at the same time, so that a total of three active drive positions can be predetermined. Neither of the two fluid cylinders will have a fluid to generate a driving force, the instrument takes a rest position. This position is not referred to below as the drive position.
Um drei verschiedene Betätigungskräfte vorgeben zu können, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Fluidzylinder unterschiedliche Wirkungsquerschnitte aufweisen. Sind ihre Wirkungsquerschnitte identisch, so kann entweder keine, die halbe oder die volle von der Antriebseinheit bereitstellbare Antriebskraft erzeugt werden. Unterscheiden sich jedoch die Wirkungsquerschnitte so kann eine erste Antriebskraft kleiner als 50 Prozent der Maximalkraft sein. Die zweite Antriebskraft entspricht dann der Differenz zwischen der ersten und der Maximalkraft und ist somit größer als die Hälfte der Maximalkraft.Around specify three different actuation forces to be able it is advantageous if the two fluid cylinders are different Have cross sections. If their cross sections are identical, then can either none, half or full of the drive unit available driving force can be generated. Differ however, the cross sections so a first driving force can be smaller than 50 percent of the maximum force. The second driving force corresponds then the difference between the first and the maximum force and is therefore greater than the half the maximum force.
Antriebsstellungen mit insbesondere 10 bis 20 Prozent der Maximalkraft, 80 bis 90 Prozent der Maximalkraft und der Maximalkraft lassen sich vorgeben, wenn ein Verhältnis der Wirkungsquerschnitte in einem Bereich von 4 : 1 bis 9 : 1 liegt.drive positions with in particular 10 to 20 percent of the maximum force, 80 to 90 percent the maximum force and the maximum force can be specified if a relationship the cross sections are in a range from 4: 1 to 9: 1.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Fluidzylinder ein Pneumatik- und/oder Hydraulikzylinder. Ein Pneumatikzylinder läßt sich beispielsweise mit Druckluft betreiben, wie sie üblicherweise in jedem Operationssaal zur Verfügung steht. Ferner hat dies den Vorteil, daß auch ein nicht vollständig dichtes System prinzipiell noch betriebsbereit ist. Da zudem nur Luft aus dem System entweichen kann, führt dies zu keiner Beeinträchtigung eines Patienten. Dies könnte allenfalls der Fall sein, wenn Hydraulikzylinder verwendet werden mit einem nicht körperverträglichen Fluid und es zu einer Leckage des Antriebssystems kommt.advantageously, the at least one fluid cylinder is a pneumatic and / or hydraulic cylinder. A pneumatic cylinder can be operate with compressed air, for example, as is usually the case in every operating room to disposal stands. This also has the advantage that it is not completely sealed In principle, the system is still operational. Since only air comes out can escape the system, this leads no impairment of a patient. this could at most be the case if hydraulic cylinders are used with an incompatible Fluid and there is a leak in the drive system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der mindestens eine Fluidzylinder ein doppeltwirkender Fluidzylinder ist. Dies gestattet es, einen Kolben des mindestens einen Fluidzylinders von einer Seite mit einem Fluid zu beaufschlagen zum Erzeugen einer gewünschten Antriebskraft. In entgegengesetzter Richtung kann der Kolben ebenfalls mit einem Fluid beaufschlagt werden, um das Instrument wieder in eine Ausgangsstellung zurück zu bewegen und/oder es in der Ausgangsstellung zu halten. Die Ausgangsstellung kann bei einem Instrument beispielsweise derart gewählt werden, daß das beweglich gelagerte Werkzeug eine Offenstellung einnimmt, das heißt von der Ausgangsstellung durch Beaufschlagung mit einer Betätigungskraft in eine Arbeitsstellung überführt wird, in welchem es eine Funktion ausübt, beispielsweise Gewebe schneidet oder hält.According to one preferred embodiment of the Invention can be provided that the at least one fluid cylinder is a double acting fluid cylinder. This allows one Piston of the at least one fluid cylinder from one side with a Apply fluid to generate a desired driving force. In the opposite direction a fluid can also be applied to the piston in order to to move the instrument back to a starting position and / or to keep it in the starting position. The starting position can be chosen for an instrument, for example, that this movably mounted tool assumes an open position, that is from the Starting position by applying an actuating force is transferred to a working position in which it performs a function for example, cuts or holds tissue.
Vorteilhaft ist es, um das Instrument als Knochenstanze zu betreiben, wenn es ausgebildet ist zum Entfernen von Knochen, Knorpel oder derartigem Gewebe, mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Schaft, welcher an seinem distalen Ende eine quer zur Längsrichtung angeordnete oder relativ zu dieser geneigte Schneidplatte trägt, wenn das beweglich gelagerte Werkzeug ein am Schaft verschiebbar gelagertes Schneidelement ist, welches an seinem distalen Ende eine in Richtung auf die Schneidplatte weisende Schneide trägt, die an die Schneidplatte heranführbar ist zum Schneiden von Gewebe.Advantageous it is to operate the instrument as a bone punch when it is is designed to remove bone, cartilage or the like Tissue, with a shaft extending in a longitudinal direction, which at its distal end is arranged transversely to the longitudinal direction or relatively contributes to this inclined cutting plate when the movably mounted Tool is a cutting element slidably mounted on the shaft, which is at its distal end towards the insert pointing cutting edge, which can be brought up to the cutting plate is for cutting tissue.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Werkzeugteil mit dem Handhabungsteil lösbar verbindbar ist. Dies ist besonders einfach möglich, wenn am proximalen Ende des Schafts ein erstes Kupplungselement angeordnet ist zum lösbaren, formschlüssigen Verbinden mit der Kraftübertragungs- und/oder Betätigungseinheit, welche ein zum Kupplungselement korrespondierendes zweites Kupplungselement aufweist, und wenn das erste Kupplungselement ein Vielkant ist, dessen Außenflächen von einer Längsachse des Schafts radial nach außen weisen. Ein Vielkant läßt sich besonders einfach herstellen und gestattet es zudem, das Handhabungsteil am Werkzeugteil in einer Vielzahl diskreter Rotationsstellungen um die Längsachse des Schafts anzuordnen. Dabei entspricht üblicherweise eine Zahl der möglichen Rotationsstellungen der Zahl der Außenflächen des Vielkants.Especially It is advantageous if the tool part with the handling part solvable is connectable. This is particularly easy if at the proximal end a first coupling element of the shaft is arranged for detachable, positive connection with the power transmission and / or actuation unit, which is a second coupling element corresponding to the coupling element and if the first coupling element is a polygon, whose outer surfaces by a longitudinal axis of the shaft radially outwards point. A polygon can be particularly easy to manufacture and also allows the handling part on the tool part in a variety of discrete rotational positions around the longitudinal axis to arrange the shaft. A number usually corresponds to the potential Rotation positions of the number of outer surfaces of the polygon.
Vier oder sechs definierte Rotationsstellungen lassen sich vorgeben, wenn der Vielkant ein Vierkant, ein Sechskant oder ein Achtkant ist. Ferner eignet sich die Ausgestaltung als Vielkant dazu, sicherzustellen, daß nur für das Handhabungsteil zugelassene Werkzeugteile mit dem Handhabungsteil verbunden werden können. Das Kupplungselement bildet somit gleichzeitig auch eine Art Kodierelement zum Kodieren eines bestimmten Typs von Werkzeugteil.Four or six defined rotational positions can be specified, if the polygon is a square, a hexagon or an octagon is. Furthermore, the configuration as a polygon is suitable for ensuring that only for the Handling part approved tool parts with the handling part can be connected. The coupling element thus also forms a kind of coding element for Coding a certain type of tool part.
Günstig ist es, wenn der Schaft an seinem proximalen Ende hülsenartig geformt ist und wenn das Schneidelement das hülsenartige Ende des Schafts durchsetzt. Der Aufbau des Schafts wird so besonders einfach. Zudem bildet das hülsenartige Ende des Schafts eine Führung in Längsrichtung für das Schneidelement.Is cheap it if the shaft is sleeve-shaped at its proximal end and if that Cutting element the sleeve-like Penetrated end of the shaft. The structure of the shaft is so special simple. In addition, the sleeve-like end forms a guide of the shaft longitudinal for the Cutting element.
Um das Schneidelement auf einfache Weise mit dem Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus verbinden zu können, ist es vorteilhaft, wenn es an seinem proximalen Ende ein drittes, mit einem Antriebselement des Kraftübertragungs- und /oder Betätigungsmechanismus lösbar verbindbares Kupplungselement trägt und wenn sich an das dritte Kupplungselement in Längsrichtung des Schafts wirkende Anschläge anschließen. Beispielsweise kann das Antriebselement zwischen die in Längsrichtung des Schafts wirkenden Anschläge eingreifen oder, wenn das dritte Kupplungselement in Form eines Vorsprungs ausgebildet ist, die seitlichen Anschläge am Kupplungselement umgreifen oder sogar das Kupplungselement umgreifen. Dadurch kann eine sichere Verbindung und Übertragung der Antriebskraft vom Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus auf das Schneidelement erreicht werden.In order to be able to connect the cutting element to the force transmission and / or actuation mechanism in a simple manner, it is advantageous if it carries at its proximal end a third coupling element which can be detachably connected to a drive element of the force transmission and / or actuation mechanism and if it engages with the Connect the third coupling element in the longitudinal direction of the shaft stops. For example, the drive element can engage between the stops acting in the longitudinal direction of the shaft or, if the third coupling element is in the form of a Is formed protrusion, encompass the lateral stops on the coupling element or even encompass the coupling element. A secure connection and transmission of the driving force from the force transmission and / or actuation mechanism to the cutting element can thereby be achieved.
Günstig ist es, wenn in einer Ruhestellung des Instruments, in welcher mit dem Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus keine Betätigungskraft in einer Betätigungsrichtung auf das Werkzeug ausgeübt wird, mit dem Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus in einer der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Halterichtung eine Haltekraft auf das Werkzeug ausübbar ist. Ohne Betätigung des Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus ist so sichergestellt, daß das Instrument stets die Ruhestellung einnimmt. Es befindet sich somit immer in einer definierten Ausgangsposition vor einem chirurgischen Einsatz. Auch kann es durch die ausgeübte Haltekraft nicht infolge einer unbeabsichtigten Handhabung, das heißt Halten des Instruments derart, daß das beweglich gelagerte Werkzeug parallel zur Schwerkraftrichtung orientiert ist, aufgrund der wirkenden Schwerkraft bewegt werden.Is cheap it, when the instrument is at rest, in which with the power transmission and / or actuation mechanism no actuation force in one direction of actuation exerted on the tool with which power transmission and / or actuation mechanism in one of the direction of actuation opposite holding direction a holding force on the tool is exercisable. Without actuation of the power transmission and / or actuating mechanism this ensures that Instrument always takes the rest position. It is therefore located always in a defined starting position in front of a surgical one Commitment. Also, it cannot be caused by the holding force exerted unintentional handling, i.e. holding the instrument in such a way that this movably mounted tool oriented parallel to the direction of gravity is to be moved due to the action of gravity.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kraftübertragungs- und/oder Betätigungsmechanismus ein Betätigungsglied umfaßt zum Betätigen der Antriebseinheit, wenn das Betätigungsglied von einer unbetätigten Ausgangsstellung, in welcher das Instrument die Ruhestellung einnimmt, in eine Aktivierungsstellung bringbar ist, in welcher die Antriebseinheit die erste Antriebsstellung einnimmt und in mindestens eine zweite Aktivierungsstellung bringbar ist, in welcher die Antriebseinheit die zweite Antriebsstellung einnimmt. Dies gestattet es einem Operateur, das Instrument in gewünschter Weise zu betreiben, nämlich ausgehend von der unbetätigten Ausgangsstellung das Betätigungsglied in eine erste Aktivierungsstellung zu überführen, um das beweglich gelagerte Werkzeug beispielsweise mit einer kleinen Antriebskraft zu beaufschlagen. Er kann aber auch das Betätigungsglied so betätigen, daß das beweglich gelagerte Werkzeug mit einer Maximalkraft beaufschlagt wird. Das Betätigungsglied kann, muß aber nicht zwingend einteilig ausgebildet sein. Denkbar wäre es, das Betätigungsglied insbesondere zu teilen, beispielsweise um zwei Fluidzylinder getrennt anzusteuern, zum Beispiel durch zwei unabhängige Steuerventile, welche ein Operateur, ähnlich wie ein Trompetenspieler, unabhängig voneinander betätigen kann.Advantageous it is when the power transmission and / or actuation mechanism an actuator comprises to operate the drive unit when the actuator is in an unactuated initial position, in which the instrument assumes the rest position, can be brought into an activation position is in which the drive unit assumes the first drive position and can be brought into at least a second activation position, in which the drive unit assumes the second drive position. This allows an operator to place the instrument in the desired position To operate wisely, namely outgoing from the unactuated Starting position the actuator to transfer into a first activation position to the movably mounted tool for example, to apply a small driving force. But it can also be the actuator so operate that this a movably mounted tool is subjected to a maximum force. The actuator can, but must not necessarily be made in one piece. It would be conceivable that actuator in particular to share, for example to separate two fluid cylinders to be controlled, for example by two independent control valves, which an operator, similar like a trumpet player, independent can operate from each other.
Um dem Operateur anzuzeigen, in welcher Position sich das Instrument befindet, ist es günstig, wenn das Betätigungsglied federnd vorgespannt in der Ausgangsstellung gehalten ist. Auf diese Weise weiß ein Operateur immer, wenn er das Instrument in die Hand nimmt, daß es unbetätigt ist.Around to show the operator in which position the instrument is it is convenient if the actuator is resiliently biased in the starting position. To this Sage knows one Surgeon whenever he picks up the instrument so that it is not actuated.
Ein besonders einfacher Aufbau des Instruments wird erreicht, wenn das Betätigungsglied schwenkbar gelagert ist. Insbesondere kann eine Lagerung um eine Schwenkachse parallel oder quer zur Längsrichtung des Instruments vorgesehen sein.On Particularly simple construction of the instrument is achieved if that Swivel actuator is stored. In particular, storage about a pivot axis parallel or transverse to the longitudinal direction of the instrument.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in der ersten Aktivierungsstellung eine erste Rückstellkraft auf das Betätigungsglied wirkt, daß in der zweiten Aktivierungsstellung eine zweite Rückstellkraft wirkt und daß die zweite Rückstellkraft größer als die erste Rückstellkraft ist. Auf diese Weise erhält ein Operateur eine taktile Rückmeldung über eine Betätigungsstellung oder Aktivierungsstellung des Betätigungsglieds. Ist beispielsweise die Antriebskraft in der ersten Antriebsstellung kleiner als die Antriebskraft in der zweiten Antriebsstellung, so wird dem Operateur dies durch das Betätigungsglied indirekt mitgeteilt. Ohne auf eine Skala sehen zu müssen, kann ein Operateur erfühlen, welche Antriebsstellung und damit welche Antriebskraft auf das beweglich gelagerte Werkzeug ausgeübt wird.According to one another preferred embodiment The invention can provide that in the first activation position a first restoring force on the actuator acts in the second activation position acts a second restoring force and that the second Restoring force larger than the first restoring force is. This way one gets one Operator provides tactile feedback on an actuation position or activation position of the actuator. For example the driving force in the first drive position is less than that Driving force in the second drive position, so the surgeon this through the actuator communicated indirectly. Without having to look at a scale, can a surgeon feel which drive position and thus which drive force on the movable stored tool exercised becomes.
Um die beiden Aktivierungsstellungen eindeutig unterscheiden zu können, ist es günstig, wenn die zweite Rückstellkraft mindestens doppelt so groß wie die erste Rückstellkraft ist.Around to be able to clearly differentiate between the two activation positions it cheap if the second restoring force at least twice the size the first restoring force is.
Besonders einfach lassen sich Rückstellkräfte erzeugen, wenn zum Erzeugen der ersten und zweiten Rückstellkraft eine Rückstelleinheit umfassend ein erstes elastisches Rückstellglied und ein zweites elastisches Rückstellglied vorgesehen ist. Damit kann jeder Antriebsstellung eine gewünschte Rückstellkraft zugeordnet werden durch Auswahl eines bestimmten elastischen Rückstellglieds.Especially restoring forces can easily be generated, if a resetting unit for generating the first and second resetting force comprising a first elastic return member and a second elastic reset element is provided. A desired restoring force can thus be assigned to each drive position are selected by selecting a specific elastic return member.
Günstigerweise ist das erste und/oder das zweite Rückstellglied ein Federelement. Beispielsweise in Form einer Schraubenfeder kann ein zuverlässiges Rückstellglied bereitgestellt werden.conveniently, the first and / or the second reset element is a spring element. For example, in the form of a coil spring, a reliable reset element can be used to be provided.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn die Rückstelleinheit direkt oder indirekt auf ein Steuerglied zum Ansteuern der Antriebseinheit oder auf das Betätigungsglied wirkend ausgebildet ist. Es wird so der Aufbau des Instruments weiter vereinfacht, was einen besonders kompakten Aufbau erlaubt.Advantageous it may also be the case if the reset unit directly or indirectly to a control element for controlling the drive unit or on the actuator is acting. So the structure of the instrument continues simplified, which allows a particularly compact structure.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Steuerglied zum Ansteuern der Antriebseinheit vorgesehen sein und daß das Betätigungsglied direkt oder indirekt auf das Steuerglied wirkt. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Betätigungsschaltkreis und ein Arbeitsschaltkreis nicht mit der gleichen Energieform betrieben werden. Beispielsweise kann ein Schaltkreis elektrisch, ein anderer durch ein mit Druck beaufschlagtes Betriebsmittel, beispielsweise ein Fluid, betrieben werden. Dies erfordert eine Umsetzung von Steuersignalen, beispielsweise elektrischen oder mechanischen, in bestimmte Fluidströme oder elektrische Signale für die Antriebseinheit.According to a preferred embodiment of the invention, a control element can be provided for controlling the drive unit and that the actuating element acts directly or indirectly on the control element. Such an embodiment is particularly advantageous when an actuating circuit and a working circuit are not operated with the same form of energy. For example, a Circuit electrically, another operated by a pressurized equipment, such as a fluid. This requires a conversion of control signals, for example electrical or mechanical, into specific fluid flows or electrical signals for the drive unit.
Besonders einfach wird der Aufbau des Instruments, wenn das Steuerglied mindestens ein Steuerventil umfaßt. Das Steuerventil kann beispielsweise elektrisch, elektronisch oder mechanisch betätigbar sein. Dies ermöglicht es, ein mechanisches, elektrisches oder elektronisches Betätigungsglied bereitzustellen.Especially The structure of the instrument becomes simple if the control element is at least includes a control valve. The control valve can, for example, be electrical, electronic or mechanically operated his. this makes possible to provide a mechanical, electrical or electronic actuator.
Um drei unterschiedliche Antriebsstellungen realisieren zu können, ist es günstig, wenn das mindestens eine Steuerventil mindestens drei unterschiedliche Schaltstellungen aufweist. Beispielsweise kann so eine Ruhestellung des Instruments sowie eine erste und eine zweite Antriebsstellung realisiert werden, in welcher eine erste und eine zweite Betätigungskraft auf das beweglich gelagerte Werkzeug ausübbar sind.Around to be able to implement three different drive positions it cheap if the at least one control valve is at least three different Has switching positions. For example, a rest position of the instrument and a first and a second drive position can be realized in which a first and a second actuating force can be exercised on the movably mounted tool.
Vorteilhaft ist es, wenn das Steuerventil einen Ventilstößel aufweist, wenn am Ventilkörper mindestens ein mit einer Fluidquelle verbindbarer Anschluß und für jeden doppeltwirkenden Fluidzylinder zwei Anschlüsse vorgesehen sind, wenn in einer ersten Stellung des Ventilstößels mindestens einer der Fluidzylinder mit Fluid in einer Halterichtung beaufschlagbar ist, wenn in einer zweiten Stellung des Ventilstößels mindestens einer der Fluidzylinder beidseitig mit unterschiedlichen Fluidströmen beaufschlagbar ist und wenn in einer dritten Stellung des Ventilstößels mindestens einer der Fluidzylinder entgegen der Halterichtung mit einem Fluid beaufschlagbar ist. Durch die beidseitige Beaufschlagung mindestens eines der Fluidzylinder in der zweiten Stellung des Ventilstößels kann ein besonders sanfter Übergang von der ersten in die zweite und dann auch in die dritte Stellung des Ventilstößels realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, mit einem derartigen Steuerventil einen oder mehrere doppeltwirkende Zylinder mit einer Haltekraft zu beaufschlagen, in einer zweiten Stellung einen der Fluidzylinder mit einem Fluidstrom entgegen der Halterichtung zu beaufschlagen, um eine erste, kleine Betätigungskraft zu erzeugen, und schließlich in der dritten Ventilstellung mehrere oder alle Fluidzylinder mit einem Fluid zu beaufschlagen, um eine maximale Antriebskraft zu erzeugen.Advantageous it is when the control valve has a valve tappet, if at least on the valve body one connection connectable to a fluid source and two for each double-acting fluid cylinder connections are provided if at least in a first position of the valve lifter one of the fluid cylinders can be charged with fluid in a holding direction is when at least one of the fluid cylinders on both sides in a second position of the valve lifter with different fluid flows can be acted upon and if at least in a third position of the valve lifter one of the fluid cylinders against the holding direction with a fluid is acted upon. At least through the two-sided exposure one of the fluid cylinders in the second position of the valve lifter can a particularly smooth transition from the first to the second and then also to the third position of the valve lifter. In particular, it is possible with such a control valve one or more double-acting To apply a holding force to the cylinder in a second Position one of the fluid cylinders with a fluid flow against the Holding direction to apply a first, small actuating force generate, and finally in the third valve position several or all fluid cylinders with to apply a fluid to a maximum driving force produce.
Um möglichst drei unterschiedliche Antriebskräfte mit der Antriebseinheit erzeugen zu können, ist es günstig, wenn in der zweiten Stellung des Ventilstößels ein Fluidstrom auf die beiden Anschlüsse mindestens eines Fluidzylinders ungleich verteilt wird. Dadurch wird der mindestens eine Fluidzylinder definiert mit einer bestimmten Kraftdifferenz in eine vorbestimmte Richtung bewegt und so entweder eine Haltekraft oder eine Antriebskraft erzeugt.Around preferably three different driving forces To be able to generate with the drive unit, it is favorable if in the second position of the valve lifter, a fluid flow on the at least two connections of a fluid cylinder is distributed unevenly. This will at least a fluid cylinder defined with a certain force difference moves in a predetermined direction and so either a holding force or generates a driving force.
Vorteilhaft ist es, wenn der Ventilstößel mit einer Mehrzahl von Ringnuten versehen ist und in einem Ventilkörper in unterschiedlichen Schaltstellungen unterschiedliche Ringsräume definiert, deren Querschnittsverhältnisse in Abhängigkeit eines Fluiddrucks derart aufeinander angestimmt sind, daß in der zweiten Schaltstellung nur ein Bruchteil einer maximalen Betätigungskraft durch den mindestens eine Fluidzylinder erzeugbar ist. Grundsätzlich wäre es nämlich denkbar, mit einem Steuerventil nur einen einzigen Fluidzylinder zu betreiben, wobei in unterschiedlichen Schaltstellungen des Steuerventils ein doppeltwirkender Fluidzylinder mit unterschiedlichen Druckdifferenzen auf beiden Seiten seines Kolbens beaufschlagt wird, um damit unterschiedliche Antriebskräfte zu erzeugen. Die Ausbildung des Ventilstößels in der beschriebenen Weise, ist leicht herstellbar. Zudem lassen sich so auf einfache Weise gewünschte Antriebskraftverhältnisse vorgeben.Advantageous it is when the valve lifter with a A plurality of annular grooves is provided and in a valve body different switching positions defined different annular spaces, their cross-sectional relationships dependent on of a fluid pressure are matched to one another such that in the second switching position only a fraction of a maximum actuation force through which at least one fluid cylinder can be generated. Basically, it would be conceivable operate only a single fluid cylinder with a control valve, being a double-acting in different switching positions of the control valve Fluid cylinders with different pressure differences on both Sides of its piston is applied to make it different driving forces to create. The design of the valve lifter in the manner described is easy to manufacture. In addition, desired driving force ratios can be easily achieved pretend.
Günstigerweise sind mindestens zwei Steuerventile vorgesehen mit jeweils mindestens zwei Schaltstellungen. Auf diese Weise lassen sich auch insgesamt vier Schaltstellungen, davon eine Ruhestellung, definieren. Zwei Steuerventile haben den Vorteil, daß entweder keines, eines von beiden oder beide gleichzeitig gedrückt werden können. Dadurch weiß ein Operateur auch sofort, in welcher Antriebsstellung sich das Instrument befindet.conveniently, At least two control valves are provided, each with at least one two switch positions. This way you can also do it overall Define four switch positions, one of which is a rest position. Two Control valves have the advantage that either none, one of both or both can be pressed at the same time. As a result, an operator knows also immediately what drive position the instrument is in.
Vorteilhafterweise sind die mindestens zwei Steuerventile manuell getrennt betätigbar. So kann ein Operateur direkt ertasten oder erfühlen, in welcher Antriebsstellung sich das Instrument befindet.advantageously, the at least two control valves can be operated manually separately. An operator can feel or feel in which drive position the instrument is in place.
Günstig ist es, wenn am Werkzeugteil mindestens eine Kodiereinheit vorgesehen ist zum Kodieren der Art und/oder des Typs des Werkzeugteils und wenn am Handhabungsteil eine Dekodiereinheit vorgesehen ist zum Dekodieren der Art und/oder des Typs des Werkzeugteils. Durch eine Kodierung des Werkzeugteils kann beispielsweise das Handhabungsteil so eingestellt werden, daß eine von der Antriebseinheit erzeugbare Maximalkraft begrenzt wird. Insbesondere dann, wenn empfindliche Werkzeugteile verwendet werden, kann so eine Beschädigung des Werkzeugteils verhindert werden. Ferner wird durch die Kodierung verhindert, daß mit dem Instrument nur zugelassene Werkzeugteile verbunden werden können.Is cheap it if at least one coding unit is provided on the tool part is for coding the type and / or the type of the tool part and if a decoding unit is provided on the handling part for Decode the type and / or type of the tool part. By a Coding of the tool part can be the handling part, for example be set so that a maximum force that can be generated by the drive unit is limited. In particular then when sensitive tool parts are used, so damage to the Tool part can be prevented. Furthermore, the coding prevents using only approved tool parts can be connected to the instrument.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die mindestens eine Kodiereinheit keinen oder mindestens einen am Werkzeugteil abstehenden Vorsprung oder mindestens eine am Werkzeugteil angeordnete Ausnehmung umfaßt, daß die Dekodiereinheit ein zu dem mindestens einen Vorsprung oder der mindestens einen Ausnehmung korrespondierendes Betriebsmodischaltglied umfaßt, daß das Betriebsmodischaltglied mindestens eine erste und eine zweite Betriebsmodistellung aufweist und daß das Betriebsmodischaltglied entsprechend der Kodierung des Werkzeugteils eine der mindestens zwei Betriebsmodistellungen einnimmt. Beispielsweise kann durch das Betriebsmodischaltglied ein Fluidstrom oder eine Energiezufuhr der Antriebseinheit anderweitig begrenzt werden, um eine Beschädigung des Werkzeugteils zu vermeiden.According to a preferred embodiment of the invention it can be provided that the at least one coding unit has no or at least one protrusion protruding on the tool part or at least one off arranged on the tool part Acceptance comprises that the decoding unit comprises an operating mode switching element corresponding to the at least one projection or the at least one recess, that the operating mode switching element has at least a first and a second operating mode position and that the operating mode switching element assumes one of the at least two operating mode positions in accordance with the coding of the tool part. For example, a fluid flow or an energy supply to the drive unit can be limited in some other way by the operating mode switching element in order to avoid damage to the tool part.
Es ist daher vorteilhaft, wenn die mindestens zwei Betriebsmodistellungen maximalen Betätigungskräften der Antriebseinheit zugeordnet sind. Beispielsweise kann in einer ersten Betriebsmodistellung eine maximale Antriebskraft der Antriebseinheit erzeugt werden, in einer zweiten Betriebsmodistellung dagegen nur eine reduzierte Antriebskraft, beispielsweise nur eine Antriebskraft, die in etwa 80 bis 90 Prozent der Maximalkraft entspricht.It is therefore advantageous if the at least two operating modes maximum operating forces of the Drive unit are assigned. For example, in a first Operating mode setting a maximum driving force of the drive unit are generated, however, in a second operating mode only a reduced driving force, for example only one driving force, which corresponds to approximately 80 to 90 percent of the maximum force.
Günstig ist es, wenn das Betriebsmodischaltglied mit dem Steuerglied gekoppelt ist und wenn das Betriebsmodischaltglied in mindestens einer Betriebsmodistellung mindestens eine Schaltstellung des Steuerglieds direkt oder indirekt außer Kraft setzt. Beispielsweise kann das Betriebsmodischaltglied derart aufgebaut sein, daß es mechanisch oder steuertechnisch verhindert, daß das Steuerglied in eine Schaltstellung gebracht wird, in welcher mit der Antriebseinheit eine Maximalkraft zum Betätigen des beweglichen Werkzeugs erzeugt werden kann.Is cheap it when the operating mode switching element is coupled to the control element and when the operating mode switching element is in at least one operating mode position at least one switching position of the control element directly or indirectly except Power. For example, the operating mode switching element can be such be built that it mechanically or in terms of control technology prevents the control element into a switching position is brought, in which a maximum force with the drive unit to operate of the movable tool can be generated.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The The following description of a preferred embodiment of the invention is used in connection with the drawing of the detailed explanation. Show it:
In
den
Das
Stanzwerkzeug
Distalseitig
der Vertiefung
Das
Stanzwerkzeug
An
den Kupplungsvierkant
Zur
Stabilisierung einer Bewegung der Stanze
Die
Stanze
Der
Griffteil
Der
obere Gehäuseteil
Auf
Innenseiten der Seitenwände
Wie
besonders gut in den
Eine
insgesamt mit dem Bezugszeichen
Die
beiden Pneumatikzylinder
An
die Kolbenstange
Freie
Enden der beiden Hebelarme
Der
zweite Hebelarm
Zur
Steuerung der Pneumatikzylinder
Ein
vom Betätigungselement
Den
Hohlraum
Ein
Innendurchmesser des Ventileinsatzes
Der
Boden
Der
Stößel
Der
Ventileinsatz
Der
Stößelkörper
Die
ungeradzahligen Ringnuten
Die
drei möglichen
Schaltstellungen des Schaltventils
Wird
der Betätigungshebel
Wird
der Betätigungshebel
Um
eine taktile Rückmeldung
für eine
Bedienperson der Knochenstanze weiter zu verbessern, kann die mit
der Ringnut
Die
Funktionsweise einer leicht modifizierten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung
In
einer unbetätigten
Stellung des Betätigungshebels
Wird
der Betätigungshebel
Ist
die Schnittposition bestimmt, dann kann der Betätigungshebel
Wird
der Betätigungshebel
So
viel zur Funktionsweise der leicht modifizierten Ausführungsform
der Antriebsvorrichtung
Um
ein versehentliches Betätigen
der Antriebsvorrichtung
Muß die Knochenstanze
Dies
ist in
Durch
die besondere Ausgestaltung des Kupplungsstücks
Claims (37)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202004015645U DE202004015645U1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Surgical device in particular suitable for removal of bone tissue, comprising two hydraulic cylinders with differently effective cross sections |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202004015645U DE202004015645U1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Surgical device in particular suitable for removal of bone tissue, comprising two hydraulic cylinders with differently effective cross sections |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202004015645U1 true DE202004015645U1 (en) | 2004-12-09 |
Family
ID=33522089
Family Applications (1)
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DE202004015645U Expired - Lifetime DE202004015645U1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Surgical device in particular suitable for removal of bone tissue, comprising two hydraulic cylinders with differently effective cross sections |
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Country | Link |
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DE (1) | DE202004015645U1 (en) |
-
2004
- 2004-10-01 DE DE202004015645U patent/DE202004015645U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20050113 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20071108 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: AESCULAP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: AESCULAP AG & CO. KG, 78532 TUTTLINGEN, DE Effective date: 20080624 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20110113 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years | ||
R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20130104 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |