DE2506471A1 - Forceps-anordnung - Google Patents

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Olympus Optical Co., ltd. 235/98

Eoreeps-Anordnung

Die Erfindung "betrifft eine 3?orceps-Anoränung zum Einführen in eine Körperhöhle durch ein Endoskop, mit einer äußeren Hüllrähre, einem am vorderen Ende der Hüllröhre "befestigten Eorcepshalter, zwei am Forcepshalter schwenkbar gelagerten lOrcepshebeln und zwei mit deren rückwärtigen Enden verbundenen G-elenkhebeln, deren rückwärtige Enden ihrerseits gelenkig mit einem Draht gekuppelt sind, der durch die Hüllröhre zu einer Betätigungsvorrichtung verläuft*

Derartige Poreeps-Anordnungen werden durch ein Endoskop in den Körρerhohlraum eingeführt und durch eine außerhalb des Körpers vorgesehene Vorrichtung betätigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Forceps-Anordnung zur "Verwendung in Verbindung mit einem Endoskop zu schaffen, die so ausgebildet ist, daß die Zug-, kraft zur Betätigung der Greifvorrichtung mit SiEQS 3-jböfaten Wirkungsgrad umgesetzt wirä, so daß eins wirksemE Behandlung auch mit einer minieri^urisierteii Anordnung möglich ist. Die gestellte Aufgabe v/lrd gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß

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die zwischen ihrem vorderen Arbeitsende und ihrem hinteren Ende am Forcepshalter gelagerten Porcepshebel mit den Gelenkhebeln so verbunden sind, daß ein Kniegelenksystem gebildet wird, bei dem durch Betätigung des Drahtes im Sinne einer Schließbewegung der vorderen Enden der Porcepshebel der Gelenkpunkt zwischen den Gelenkhebeln und der Kupplung für den Draht in Richtung auf eine Gerade bewegt wird, die die beiden Gelenkpunkte zwischen den Porcepshebeln und den Gelenkhebeln verbindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Porceps-Anordnung;

Pig. 2-5 Längsschnitte zur Teranschaulichung des vorderen Endes einer Porceps-Anordnung gemäß der Erfindung in den verschiedenen Arbeitsstellungen der Porceps-Anordnung;

Pig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Pig. 2;

Pig. 7 einen Längsschnitt durch den Betätigungsabschnitt für die erfindungsgemäße Porceps-Anordnung;

Pig. 8 . einen Längsschnitt einer modifizierten Anordnung des Endabschnittes der erfindungsgemäßen Porceps-Anordnung;

Pig. 9 einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausbildung des vorderen !Deils der Porcepshebel und

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Pig. 10 einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausbildung der Klemmen-Anordnung.

Pig. 1 zeigt eine "bekannte Porceps-Anordnung, die aus zwei Poreepshebeln 1, 2 besteht, deren vordere Enden becherförmig ausgebildet sind, und die in ihrem mittleren Bereich gemeinsam an einer Halterung 3 drehbar gelagert sind. Die Basisenden der Porcepshebel 1, 2 sind über zwei Gelenkhebel 4» 5 mit einer Drahtkupplung 6 verbunden. An die Drahtkupplung 6 \ ist das eine Ende eines Betätigungsdrahtes 7 angeschlossen. ; Lurch die Porcepshebel 1, 2 und die Gelenkhebel 4, 5 wird ein Parallelogramm-Mechanismus gebildet, und wenn die Drahtkupp-lung 6 nach hinten gezogen wird, drehen sich die Porcepshebel 1 und 2 so, daß sie geschlossen werden und eine Greiffunktion ausüben.

Bei der Porceps-Anordnung dieses Aufbaus kann die Beziehung zwischen der Zugkraft 2P der Drahtkupplung 6 und der Greifkraft 2¥ der Porcepshebel 1, 2 durch die Gleichung aus- : gedruckt werden:

1 - (|) ² sin ² θ

W = p£ sin θ (ä. +

worin r den Abstand zwischen dem gemeinsamen Drehpunkt der Porcepshebel 1,2 und einem anderen Drehpunkt für jeweils einen der Porcepshebel 1,2 und einen der Gelenkhebel 4,' 5 darstellt. In der Gleichung bedeutet m den Abstand zwischen dem gemeinsamen Drehpunkt und dem vorderen Ende der Porcepshebel, während Θ die Hälfte des zwischen den Gelenkhebeln 4 und 5 ge bildeten Winkels darstellt. Bei einer praktischen Ausführungs form der Porceps-Anordnung gilt die Beziehung£§ r. Demzufolge kann die obige Gleichung wie folgt ausgedrückt werden.

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¥ = 2-siii θ

~ "in

Wenn man daher annimmt, daß die Zugkraft konstant gehalten wird, ist die durch die beiden vorderen Enden der Forcepshebel 1, 2 ausgeübte Greifkraft maximal, wenn θ = 90° ist, und die Greifkraft wird kleiner, wenn θ kleiner wird.

In der Praxis ist es jedoch erforderlich, daß in der Schließstellung der Forcepshebel 1,2, d.h. wenn der ¥inkel θ ^; sein Minimum erreicht, die Greifkraft am vorderen Ende der lOrcepshebel 1,2 ein Maximum erreichen sollte. Wenn daher bei dieser bekannten Forceps-Anordnung eine Zugkraft auf den Betätigungsdraht 7 ausgeübt wird, kann diese Zugkraft nicht mit hohem Wirkungsgrad in eine Greifkraft'umgesetzt werden, so daß große Verluste auftreten. Demzufolge müssen zur Ausübung der erwünschten Greifoperation erhebliche Zugkräfte aufgewendet werden. Daher muß bei der bekannten Anordnung der Betätigungsdraht so dick bemessen werden, daß er diesen Zugkräften standhalten kann, und dadurch werden die zugehörigen Seile verhältnismäßig voluminös.

Dieser Nachteil wird bei der Erfindung vermieden. Bei den anhand der Fig. 2 bis 7 beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht die Forceps-Anordnung aus einem Endabschnitt 10, der sich durch eine Öffnung in einem Endoskop erstreckt, um einen erwünschten Abtrennvorgang durchzuführen. ·- Zur Betätigung der Forceps-Anordnung dient ein Abschnitt 11, ^: der außerhalb des menschlichen Körpers bedient wird, wobei eine längliche, flexible Außenröhre 12 eine Verbindung zwischen dem Endabschnitt 10 und dem Betätigungsabschnitt 11 herstellt. In Pig. 2 ist ersichtlich, daß der Endabschnitt 10 einen zy-

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_ ς —

lindrischen Forcepshalter 13 aufweist, der koaxial am vorderen Ende der Außenröhre 12 angebracht ist, wobei das vordere Ende des Forcepshalters 13 zwei parallele Lagerplatten 13a bildet, die einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen. Zwischen den Lagerplatten 13a sind zwei Porcepshebel 14 so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen, und daß βie in ihrem mittleren Bereich jeweils durch Stifte 15 an den Lagerplatten 13a gelagert sind. Die äußeren Seitenflächen der Forcepshebel 14 sind eben ausgebildet und liegen parallel zueinander, wenn sich die Forcepshebel in der in Pig. 2 dargestellten Öffnungslage befinden. Die vorderen Enden der Forcepshebel 14 erstrecken sich über die Torderseiten der Lagerplatten 13a nach vorn, und die inneren Seitenflächen, d.h. die einander gegenüberliegenden Wände der vorderen Arbeits— abschnitte sind mit Längsrillen 16 versehen. Die Forcepsbebel 14 sind so bemessen, daß ihre vorderen Enden eine Klemme 17 zwischen sich einschließen und diese in den Körperhohl- . raum zur Abtrennung eines erkrankten Körperteils befördern können. Die Befestigung der Klemme 17 an den Forcepshebeln 14 wird dadurch bewirkt, daß die parallelen Schenkel der Klemme 17 in die in den Hebeln 14 vorgesehenen Längsrillen 16 eingefügt werden, was in Fig. 2 dargestellt ist. Die Klemme 17 ist eine in der Fachwelt bekannte "Hemoklemme" die aus Metall besteht, Vr-förmig ist und plastisch verformbar ist.

Am hinteren Ende der Forcepshebel 14 sind mittels Stiften 21 die Enden von zwei Gelenkhebeln 18 gelagert, und deren andere Enden sind mittels eines Stiftes 20 koaxial drehbar am vorderen Ende einer Kupplung 19 gelagert«. Bis Länge der Gelenkhebel 13 ist so bemessen _f daß sich ser Stift 20 bei der in Fig. 2 dargestellten geöffneten Lage der Forcepshebel 14 außerhalt 2er die Stifte 21 verbindenden Geraden

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befindet, während sich in der in Pig. 3 dargestellten .geschlossenen Lage der Forcepshebel der Stift 20 in oder in der Mähe dieser Geraden befindet.

Am rückwärtigen Ende der Drahtkupplung 19 ist das vordere Ende eines Zugdrahtes 22 befestigt, dessen hinteres Ende durch die Außenröhre 12 zum Betätigungsabschnitt 11 (Pig. 7) verläuft. Außen auf der Röhre 12 ist in Längrichtung gleitbar eine Führungsröhre 23 angeordnet, bei der nur der vordere Endabschnitt steif ausgebildet ist um nicht deformiert werden zu können, während der übrige Teil flexibel ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Führungsröhre 23 aus einer flexiblen Kunststoffröhre und einer am vorderen Ende der Röhre innen angebrachten Metallröhre.

Wenn sich die Forcepshebel 14 in ihrer geöffneten Lage befinden, erstreckt sich das vordere steife Ende der Führungsröhre 23 bis-in die Nähe der vorderen Enden der Forcepshebel und bedeckt deren Außenflächen, wobei zugleich dafür gesorgt wird, daß die Forcepshebel 14 eine Parallellage einnehmen. Wenn sich die Forcepshebel 14 dagegen in ihrer Schließstellung befinden, ist die Führungsröhre 23 nach hinten verschoben, so daß sich das vordere steife Ende hinter den Forcepshebeln 14 befindet und diese eine Schwenkbewegung ausführen können. Die Gleitbewegung der Führungsröhre 23 und die Zugbewegung des Zugdrahtes 22 wird außerhalb des Körpers durch den Betätigungsabschnitt (Fig. 7) bewirkt, der sich bei der Steuereinheit des Endoskops befindet.

Der Betätigungsabschnitt 11 der Forceps-Anordnung besteht aus einem säulenförmigen Basiskörper 24, der an seinem

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rückwärtigen Ende einen Ringteil 24a zum Einführen eines Fingers der Bedienungsperson "besitzt. Das vordere Ende des Basiskörpers 24 ist mit dem rückwärtigen Ende der Außenröhre 12 verbunden. Ferner ist der Basiskörper 24 mit zwei Gleitkörpern 25 und 26 versehen, die in Längsrichtung des Basiskörpers 24 verschiebbar sind. Mit dem ersten Gleitkörper 25 ist das rückwärtige Ende des Zugdrahtes 22 verbunden. Mit dem zweiten Gleitkörper 26 ist das rückwärtige Ende der iiihrungsröhre 23 ; verbunden. Wenn somit der erste Gleitkörper 25 relativ zum Basiskörper 24 verschoben wird, bewegt sieh der Zugdraht 22 in Längsrichtung innerhalb der Außenröhre 12, während bei einer Verschiebung des zweiten Gleitkörpers 26 in bezug auf den Basiskörper 24 die Mhrungsröhre 23 in Längsrichtung auf der Außenröhre 12 bewegt wird. :

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der 3Porceps-Anordnung in Verbindung mit einem üblichen Endoskop beschrieben, um eine erkrankte Stelle des menschlichen Körpers abzutrennen.

Durch eine Gleitbewegung des ersten Gleitkörpers in einer Richtung, in der sich dieser Körper von dem Ringteil 24a entfernt, werden die Eorcepshebel 14 in die in Pig. 2 darge- ; stellte geöffnete Lage gebracht, in der sie die K3e.mme 17 aufnehmen. Ebenfalls ist der zweite Gleitkörper 26 nach vorn ; bewegt, so daß das vordere Ende der Hihrungsröhre 23 die 3?oreepshebel 14 umschließt. In diesem Zustand wird die Porceps-Anordnung in das Endoskop eingeführt, dssen distales Ende \ zuvor bis in die Nähe des erkrankten leils in den Körperhohl- \ raum eingeführt worden ist, und dann wird der vordere Endabschnitt der SOreeps-Anordnung bis zu dem erkrankten !eil 27 ] bewegt bis dieses zwischen die ÜPorcepshebel 14 gelangt. Da- ί durch kommt der erkrankte £eil 27 auch zwischen die einander gegenüberliegenden Schenkel der durch die lOreepsbebel 14 in \

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ihrer Lage gehaltenen Klemme 17. Anschließend wird der Gleitkörper 26 zum Ringteil 24a "bewegt, damit das vordere Ende der ]?ühr Ungar öhre 23 in "bezug auf die Forcepshebel 14 nach hinten bewegt wird, und zugleich wird auch der erste Gleitkörper 25 nach hinten gezogen, damit die Forcepshebel 14 eine Schwenkbewegung ausführen können, durch die sich deren beiden vorderen Enden einander nähern. Dadurch werden die Forcepshebel 14 in ihre Sctey.£ßlage bewegt. Durch die Schwenkbewegung der Forcepshebel in eine Richtung, in der sich ihre vorderen Enden einander annähern, wird die Klemme 17 zusammengedrückt und klemmt den erkrankten £eil 27 ein. Die Schwenkbewegung der Forcepshebel in dieser Richtung wird wie folgt bewirkt. Durch Zug am ersten Gleitkörper 25 wird die Drahtkupplung 19 durch den Zugdraht 22 nach hinten gezogen. Dadurch werden die beiden Gelenkhebel 18 in eine Richtung bewegt, die die Längsrichtung der Drahtkupplung 19 etwa im rechten Winkel schneidet, nämlich in eine Richtung, in der der gemeinsame Stift sich der Geraden annähert, die die beiden Stifte 21 verbindet. Als Folge davon werden die rückwärtigen Enden der Forcepshebel 14 nach außen geschwenkt. Nachdem die Forcepshebel 14 in ihre geschlossene Lage bewegt worden sind, d.h. wenn die vorderen Enden der Forcepshebel 14 sich auf ihren minimalen Abstand genähert haben, befinden sich die beiden Hebel in einer Lage, in der sie die Längsrichtung der Drahtkupplung 19 etwa im rechten Winkel schneiden. Hierbei üben die beiden Forcepshebel 14 die größte Greifkraft aus. Die Forcepshebel 14, die Gelenkhebel 18 und die Drahtkupplung 19 bilden nämlich eine Kniehebelverbindung. Hierdurch ergibt sich, daß die Forcepshebel 14 eine Greifkraft entwickeln, die erheblich größer ist als die Zugkraft des Drahtes 22.

Da die erwähnte Klemme 17 plastisch deformierbar ist, 509833/0752

klemmt sie den betroffenen Teil 27 auch dann noch ein, wenn die Iforcepshebel 14 wieder in ihre Öffnungslage zurückgebracht werden. Wenn die lOrcepshebel 14 in die offene Lage zurückgebracht werden sollen, brauchen nur die Gleitkörper 25 und 26 in ihre Ausgangslage zurüekbewegt zu werden.

Wenn die Gelenkhebel 18 und die Porcepshebel 14 so bemessen sind, daß sich in der geschlossenen Lage der IOrcepshebel 14 der gemeinsame Stift 20 auf der die Stifte 21 verbindenden Geraden befindet, können die Forcepshebel 14 in die offene Lage gebracht werden, wenn der Zugdraht 22 weiter nach hinten gezogen wird und die Gelenkhebel 18 nach vorn geneigt sind. Da in.diesem Falle die Porcepshebel 14 durch eine Gleitbewegung des ersten Gleitkörpers 25 in nur eine Richtung sequentiell geöffnet und geschlossen werden können, wird die Betätigung der Forceps-Anordnung erleichtert.

In bekannter Weise kann der betroffene Organteil 27 im eingeklemmten Zustand so lange verbleiben, bis er abstirbt und dann zusammen mit der Klemme 17 abfällt, so daß er mit dieser aus dem Körper entfernt werden kann.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die beiden Foreepshebel 14 getrennt an verschiedenen Stellen der Lagerplatten 13a durch die Stifte 15 gelagert. Die Forcepshebel 14 können jedoch auch auf der Lagerplatte 13a mittels eines gemeinsamen Stiftes 15 gelagert werden. In diesen PaI-Ie sind die Foreepshebel 14 um einen gemeinsamen Scheitelpunkt schwenkbar. ·

Die bei der beschriebenen Forceps-Anordnung verwen dete Klemme 17 braucht nicht die in Pig. 2 bis 4 dargestellte Form aufzuweisen. Stattdessen kann auch eine Klemme gemäß

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Fig. 10 verwendet werden. Diese Klemme 17 besteht aus zwei linearen Klemmenteilen 30, zwei dreieckförmigen Basisteilen 13, an .denen die Basisenden der linearen Klemmenteile 30 jeweils "befestigt sind, einer Achse 32 zur drehbaren Lagerung der Basisteile 31 und aus einer Feder 33 zur Erzeugung einer Vorspannung der Klemmenteile 30, die bestrebt ist, die Klemmenteile in ihre Klemmrichtung zu schwenken.

Fach Einführung in den Körperhohlraum hält die Forceps-

Anordnung die Klemme 17 in ihrer offenen Stellung, von der aus

die Basisteile 31 gegen die Torspannung der Federn 33 geschwenkt werden können.

Die Forceps-Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform der Forcepshebel beschränkt, sondern es sind auch Forcepshebel verwendbar, die entsprechend dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel becherförmig ausgebildet sind.

-Patentansprüche-

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Poreeps-Anordnung zum Einführen in eine Körperhöhle durch ein Endoskop, mit einer äußeren Hüllröhre, einem am vorderen Ende der Hüllröhre "befestigten Porcepshalter, zwei am Porcepshalter schwenkbar gelagerten Porcepshebeln und zwei mit deren rückwärtigen Enden verbundenen Gelenkhebeln, deren rückwärtige. Enden ihrerseits gelenkig mit einem Draht gekuppelt sind, der durch die Hüllröhre zu einer Betätigungsvorrichtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen ihren vorderen Arbeitsenden und ihrem hinteren Ende am Porcepshalter (13) gelagerten Porcepshebel (14) mit den Gelenkhebeln (18) so verbunden sind, daß ein Kniegelenksystem gebildet wird, bei dem durch Betätigung des Drahtes (22) im Sinne einer Schließbewegung der vorderen Enden der Porcepshebel (14) der Gelenkpunkt zwischen den Gelenkhebeln (18) und der Kupplung (19) für den Draht in Richtung auf eine Gerade bewegt wird, die die beiden Gelenkpunkte (21) zwischen den Porcepshebeln (14) und den Gelenkhebeln (18) verbindet.

2. Porceps-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kniegelenksystem so ausgebildet ist, daß dann, wenn der Gelenkpunkt (20) zwischen den Gelenkhebeln (18) und der Kupplung (19) für den Draht (22) die Gerade erreicht, die vorderen Enden der Porcepshebel ihre maximale Annäherung erreichen.

3. Porceps-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den einander gegenüberliegenden Seiten der vorderen Enden der Porcepshebel (14) Rillen (16) zur Aufnahme einer Klemme (17) vorgesehen sind.

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4. Porceps-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die vorderen Enden der Forcepshebel (14) becherförmig ausgebildet sind.

4. Poreeps-AnOrdnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mhrungsröhre (23) vorgesehen ist, die auf der Hüllröhre (12) gleitbar ist und so relativ zu dieser verschiebbar ist, daß mit ihrem vorderen Ende wahlweise die Außenflächen der Forcepshebel abdeekbar sind.

6. Eoreeps-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eorcepshebel (14) mittels einer gemeinsamen Drehachse am Forcepshalter (13) gelagert sind.

7. lOrceps-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die IForcepshebel (14) mittels jeweils einer getrennten Achse am Forcepshalter (13) gelagert sind.

Bs / dm

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