DE4024677A1

DE4024677A1 - Medical clamp for monomode optical fibre light conductor - uses clamp elements acting against sleeve enclosing optical fibre conductor

Info

Publication number: DE4024677A1
Application number: DE19904024677
Authority: DE
Inventors: Bernd Noesel; Gregor Kiedrowski
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1992-02-13
Also published as: DE4024677C2

Abstract

The clamp is used to secure the optical fibre light conductor to the proximal end of an appts. shaft inserted in the body. It comprises a number of clamp elements (18) spaced peripherally, which are displaced radially via a setting device (12,13), to act against an elastic sleeve (20) enclosing the optical fibre conductor (6). The clamp elements (18) comprise a number of balls acted on by a cone surface to press them radially inwards against the sleeve (20). ADVANTAGE - Simple construction and high reliability.

Description

Die Erfindung betrifft einen Klemmhalter der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a clamp holder in the preamble of claim 1 Art.

Lichtleitende Monofasern werden in der Medizin zur Übertra gung von Laserenergie benötigt, und zwar von einem außen aufgestellten Lasergenerator zur distalen Spitze eines im Patientenkörper verlegten Gerätes, von dem der aus dem dis talen Ende der Faser austretende Laserstrahl auf ein zu be strahlendes Objekt, z. B. einen Tumor, geleitet wird. Um komplizierte und verlustreiche Faserkopplungen zu vermei den, ist die Faser zwischen dem Lasergenerator und dem dis talen Ende des Geräteschaftes einstückig verlegt. Im Gerä teschaft durchsetzt sie einen zu ihrer Aufnahme bestimmten Kanal, der zum distalen Ende des Schaftes hin offen ist. Nach Einführen der Faser muß sie am proximalen Ende des Ka nales geklemmt werden, um ihre axiale Lage für das weitere Arbeiten mit dem Gerät sicherzustellen.Light-guiding monofibers become a transmission in medicine generation of laser energy, from an outside installed laser generator to the distal tip of an in Patient body laid device, from which the dis tal end of the fiber emerging laser beam to be on radiant object, e.g. B. a tumor is passed. Around to avoid complicated and lossy fiber couplings is the fiber between the laser generator and the dis Valley end of the device shaft laid in one piece. In the device she enforces a person who is to be admitted Canal that is open to the distal end of the shaft. After inserting the fiber, it must be at the proximal end of the Ka nales are clamped to their axial position for further Ensure working with the device.

Klemmhalter der eingangs genannten Art sind bekannt, die die Faser mit einem Trompetenventil festklemmen. Dabei han delt es sich um ein Ventil mit einem quer zur Faserrichtung beweglichen federbelasteten Schieber, der nach Öffnen gegen Federdruck eine Öffnung freigibt und beim Loslassen des Ventiles unter Federdruck eine quer zur Faser gerichtete Klemmwirkung ausübt.Clamp holders of the type mentioned are known clamp the fiber with a trumpet valve. Here han it is a valve with a cross-grain direction Movable spring-loaded slide, which after opening against Spring pressure releases an opening and when you release the Valves under spring pressure directed transversely to the fiber Has a clamping effect.

Nachteilig ist dabei aber, daß die Faser zwischen Kanten des Trompetenventiles geklemmt wird. Dies führt zu Beschä digungen der Faser und zu Beeinträchtigungen der optischen Güte der Faser durch Querschnittsdeformationen im Bereich der Klemmstelle. Trompetenventile haben ferner den durch die Querschieberkonstruktion bedingten Nachteil erheblicher Abmessungen und der Gefahr ungewollter Betätigung durch Be rührung des Schiebers.The disadvantage here is that the fiber between edges of the trumpet valve is clamped. This leads to damage damage to the fiber and impairment of the optical Quality of the fiber due to cross-sectional deformation in the area the terminal point. Trumpet valves also have the through the cross slide construction disadvantageous considerable Dimensions and the risk of unintentional actuation by Be movement of the slide.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Klemmhalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei leichter und sicherer Bedienung und hoher Klemmsicherheit schonender auf die Faser einwirkt.The object of the present invention is therefore a To create clamp holder of the type mentioned, which at easier and safer operation and high clamping safety acts more gently on the fiber.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with the features of Identification part of claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Klemmhalter wirken allseitig, also mit flächig verteilter Druckbeaufschlagung Klemmkörper radial auf die Faser ein, jedoch nicht direkt, sondern über einen radial zwischengeschalteten elastischen Schlauch, der die Klemmkraft schonungsvoll auf eine große Einwirkfläche verteilt, ohne daß es zu punktuellen Überbelastungen kommen kann, die die optische Güte der Faser stören könnten. Die Betriebssicherheit der Faser ist daher stets gewährleistet und eine Beschädigung völlig ausgeschlossen. Die Stellein richtung zur radialen Verstellung der Klemmkörper kann in einfacher Weise so ausgebildet werden, daß sie leicht bedienbar ist, dabei aber gegen versehentliche Berührungen gut gesichert bleibt.In the clamp holder according to the invention act on all sides, So with distributed pressure application clamping body radially onto the fiber, but not directly, but over a radially interposed elastic hose that the clamping force is gentle on a large surface distributed without causing excessive overloads that could interfere with the optical quality of the fiber. The Operational safety of the fiber is therefore always guaranteed and completely prevents damage. The job Direction for radial adjustment of the sprags can be in easily trained so that they are easy is operable, but against accidental contact remains well secured.

Bei Klemmhaltern der eingangs genannten bekannten Art er gibt sich ein weiteres Problem daraus, daß der die Faser aufnehmende Kanal des Geräteschaftes distal offen ist und je nach Operationsart von unter Druck stehendem Körperme dium (Gas oder Flüssigkeit) erfüllt ist. Hiergegen muß im Bereich des Klemmhalters abgedichtet werden. Aus Gründen der einfachen Konstruktion sind in Achsrichtung, also parallel zur Faser, abdichtende Dichtungen proximal, also außerhalb des Klemmhalters angeordnet. In dessen Inneren liegt aber noch Druckmedium an, das radial nach außen abge dichtet werden muß. Bei den bekannten Trompetenventilen mit einem Querschieber kommt es zu störenden Undichtigkeiten.In clamp holders of the known type mentioned at the outset Another problem arises from the fact that the fiber receiving channel of the device shaft is open distally and depending on the type of operation of pressurized body dium (gas or liquid) is fulfilled. Against this in Area of the clamp holder to be sealed. For reasons the simple construction are in the axial direction, so parallel to the fiber, sealing seals proximal, so arranged outside the clamp. Inside however, there is still pressure medium that abge radially outwards must be sealed. In the known trumpet valves with A cross slide leads to annoying leaks.

Erfindungsgemäß sind daher die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei dieser Konstruktion dient der Schlauch gleichzeitig als Dichtung, die den unmittelbar die Faser umgebenden Bereich radial nach außen gegen die Klemmkörper und die Stelleinrichtung abdichtet. Diese kann dabei wie derum konstruktiv vereinfacht werden, da auf Abdichtung vorhandenen Dreh- oder Schiebekörper nicht geachtet werden muß.According to the invention, the features of claim 2 are therefore intended. The hose is used in this construction at the same time as a seal that directly connects the fiber surrounding area radially outwards against the sprags and seals the actuator. This can be done like therefore be simplified in terms of design, because of sealing existing rotating or sliding bodies are not taken into account got to.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich die Klemmung kon struktiv einfach und mit hoher Sicherheit bewirken.The features of claim 3 are also advantageous intended. In this way, the clamping con structurally simple and with high security.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte und leicht fertigbare Konstruktion hoher Festigkeit.The features of claim 4 are also advantageous intended. This results in a compact and easy-to-manufacture, high-strength construction.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise im Längs schnitt durch einen erfindungsgemäßen Klemmhalter darge stellt.In the drawing, the invention is for example in the longitudinal direction cut through a clamp holder according to the invention Darge poses.

Der dargestellte Klemmhalter sitzt am proximalen Ende eines nicht dargestellten Geräteschaftes, der zum Einführen in den menschlichen Körper bestimmt ist. Es kann sich dabei um einen Endoskopschaft oder um eine Trokarhülse handeln, in der ein Kanal vorgesehen ist, durch den eine lichtleitende Faser 6 zur Übertragung eines Laserstrahles eingeführt ist. Der dargestellte Klemmhalter dient dazu, die Faser am pro ximalen Ende des Gerätes festzuklemmen.The clamp holder shown sits at the proximal end of a device shaft, not shown, which is intended for insertion into the human body. It can be an endoscope shaft or a trocar sleeve, in which a channel is provided, through which a light-guiding fiber 6 is inserted for the transmission of a laser beam. The clamp holder shown is used to clamp the fiber at the per ximal end of the device.

Der Klemmhalter weist ein Verbindungsrohr 1 auf, an dessen distalem, dem nicht dargestellten Geräteschaft zugewandten Ende ein distales Endstück 2 mit einem Außengewinde abge dichtet eingeschraubt ist, und zwar in einem erweiterten Stück des Verbindungsrohres 1. Das distale Endstück 2 weist auf seiner distalen Seite Endflächen auf, die zum Eingriff mit entsprechenden Kupplungsflächen am proximalen Ende des Kanales des nicht dargestellen Geräteschaftes bestimmt sind. Eine auf dem distalen Endstück 2 drehbar gelagerte Schraubkappe 3 dient zur Verschraubung am Geräteschaft. Ein Dichtring 4 dichtet das distale Endstück 2 an der Kupplungsstelle des Geräteschaftes ab. Eine axiale Bohrung 5 im distalen Endstück liegt in Verlängerung des Kanales im nicht dargestellten Geräteschaft und nimmt die zu klemmende Faser 6 auf.The clamp holder has a connecting tube 1 , at its distal end facing the device shaft, not shown, a distal end piece 2 with an external thread is screwed tight, in an expanded piece of the connecting tube 1 . The distal end piece 2 has on its distal side end surfaces which are intended for engagement with corresponding coupling surfaces at the proximal end of the channel of the device shaft (not shown). A screw cap 3 rotatably mounted on the distal end piece 2 is used for screwing on the device shaft. A sealing ring 4 seals the distal end piece 2 at the coupling point of the device shaft. An axial bore 5 in the distal end piece lies in the extension of the channel in the device shaft, not shown, and receives the fiber 6 to be clamped.

Am proximalen Ende des Verbindungsrohres 1 ist ein proxima les Endstück 7 mit Innengewinde abgedichtet aufgeschraubt. Das proximale Endstück 7 ist von einer die Faser 6 umgebenden Bohrung 8 durchsetzt. Das Ende des proximalen Endstückes 7 ist von einer über eine Schraubkappe 23 mit dem Endstück 7 verbundenen Gummikappe 9 verschlossen, die ein zentrales Loch 10 aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als die kleinste abzudichtende Faser 6 und das somit unter elastischer Spannung auf der Faser 6 abdichtet. Auf diese konstruktiv einfache Weise wird eine leicht auswechselbare Dichtung geschaffen, die den die Faser 6 aufnehmenden Kanal im nicht dargestellten Geräteschaft, der durch die Bohrung 5, das Verbindungsrohr 1 und die Bohrung 8 nach außen verlängert ist, am proximalen Ende, also am proximalen Endstück 7, in Achsrichtung abdichtet. At the proximal end of the connecting tube 1 , a proximal end piece 7 with an internal thread is screwed on in a sealed manner. The proximal end piece 7 is penetrated by a bore 8 surrounding the fiber 6 . The end of the proximal end piece 7 is closed by a connected via a screw cap 23 with the end piece 7 rubber cap 9, which has a central hole 10 whose diameter is less seals than the smallest sealed fiber 6 and thus under elastic tension to the fiber 6 . In this structurally simple manner, an easily replaceable seal is created, which the fiber 6 receiving channel in the device shaft, not shown, which is extended through the bore 5 , the connecting tube 1 and the bore 8 to the outside, at the proximal end, that is, the proximal end piece 7 , seals in the axial direction.

Auf dem Verbindungsrohr 1 ist an einer im Durchmesser ver dickten Stelle in der Nähe des distalen Endstückes 2 das distale Ende einer Hülse 11 aufgeschraubt, deren proximale Endfläche mit der distalen Endfläche des proximalen End stückes 7 einen Ringkanal in Achsrichtung begrenzt, in dem ein Drehring 12 um die in Faserrichtung liegende Achse des Klemmhalters drehbar gelagert ist.On the connecting tube 1 , the distal end of a sleeve 11 is screwed on at a location with a thicker diameter near the distal end piece 2 , the proximal end face of which delimits an annular channel in the axial direction with the distal end face of the proximal end piece 7 , in which a rotating ring 12 is rotatably mounted about the axis of the clamp in the fiber direction.

Innerhalb des freien Endes der Hülse 11 und radial zwischen dieser und dem Verbindungrohr 1 in Achsrichtung verschieb bar gelagert ist ein Schiebestück 13 vorgesehen, dessen in nerhalb des Drehringes 12 liegendes Ende ein mit einem In nengewinde des Drehringes 12 in Eingriff befindliches Außengewinde aufweist. Durch Drehen des Drehringes 12 ergibt sich also eine Axialverschiebung des Schiebestückes 13. Dabei wird das Schiebestück 13 in Drehrichtung fest gehalten durch Eingriff einer äußeren Längsnut 14 mit einem in einem Loch der Hülse 11 befestigten Stift 15.Within the free end of the sleeve 11 and radially between this and the connecting tube 1 in the axial direction bar is a sliding piece 13 is provided, the inside of the rotating ring 12 has an end with an internal thread in the rotating ring 12 in engagement with an external thread. By rotating the rotating ring 12 , there is thus an axial displacement of the sliding piece 13 . The sliding piece 13 is held firmly in the direction of rotation by engagement of an outer longitudinal groove 14 with a pin 15 fastened in a hole in the sleeve 11 .

Das proximale Ende des Schiebestückes 13 weist einen zu seinem proximalen Ende hin sich erweiternden Innenkonus 16 auf. Zwischen diesem und einer an einem am proximalen Endstück 7 abgestützten Anschlagring vorgesehenen Querflä che 17 sind mehrere Klemmkörper in Form von Kugeln 18 angeordnet, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel drei über den Umfang verteilte Kugeln. Radial innerhalb der Kugeln sind jeweils im Verbindungsrohr 1 Durchtritts öffnungen 19 vorgesehen.The proximal end of the sliding piece 13 has an inner cone 16 which widens towards its proximal end. Between this and a provided on a proximal end piece 7 stop ring Querflä surface 17 a plurality of clamping bodies in the form of balls 18 are arranged, in the illustrated embodiment three balls distributed over the circumference. Radially inside the balls 1 passage openings 19 are each provided in the connecting tube.

Innerhalb des Verbindungsrohres 1 ist ein elastischer Schlauch 20 angeordnet. Dieser ist im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel auf einer Olive 21 am distalen Endstück 2 aufgesteckt und stützt sich am proximalen Ende gegen einen Rezeß 22 des Verbindungsrohres 1 ab. Der Schlauch 20 ist mit etwas größerer Länge vorgesehen, so daß er bei der Mon tage in Längsrichtung gestaucht wird und somit eine gute Abdichtung am Rezeß 22 ergibt. Auf diese Weise ist die durch den Schlauch verlaufende Verlängerung des Kanales des nicht dargestellten Geräteschaftes an dieser Stelle radial nach außen überall abgedichtet. Insbesondere sind die Durchtrittsöffnungen 19 und die außerhalb liegenden, schwer abzudichtenden beweglichen Teile auf diese Weise sicher ge gen den Innenraum des Schlauches abgedichtet, der unter Druck stehende Flüssigkeiten oder Gase enthalten kann.An elastic hose 20 is arranged within the connecting tube 1 . In the example shown, this is attached to an olive 21 on the distal end piece 2 and is supported at the proximal end against a recess 22 of the connecting tube 1 . The hose 20 is provided with a somewhat greater length, so that it is compressed in the longitudinal direction in the Mon days and thus results in a good seal on the recess 22 . In this way, the extension of the channel of the device shaft, not shown, running through the hose is sealed everywhere radially at this point. In particular, the passage openings 19 and the outside, difficult-to-seal moving parts are sealed in this way ge against the interior of the hose, which may contain pressurized liquids or gases.

Zum Gebrauch wird der dargestellte Klemmhalter zunächst mit seinem distalen Endstück 2 am nicht dargestellten Geräte schaft auf die Kupplungsstelle am proximalen Ende des zur Aufnahme der Faser 6 bestimmten Kanales angesetzt und mit der Schraubkappe 3 festgeschraubt. Der Kanal ist nun nach außen abgedichtet, und zwar zum einen durch den Dichtring 4, sodann durch die beiden Enden des Schlauches 28 und schließlich durch die Gummikappe 9.For use, the clamp holder shown is first placed with its distal end piece 2 on the device shaft, not shown, on the coupling point at the proximal end of the channel intended for receiving the fiber 6 and screwed tight with the screw cap 3 . The channel is now sealed to the outside, on the one hand by the sealing ring 4 , then by the two ends of the hose 28 and finally by the rubber cap 9 .

Es wird nun die Faser 6 vom proximalen Ende her durch das Loch 10 der Gummikappe 9 eingeführt und so weit einge steckt, bis das distale Ende der Faser 6 auf der Höhe des distalen Endes des nicht dargestellten Geräteschaftes steht, also in der Arbeitsposition, die für Operationen benötigt wird. In dieser axialen Lage wird die Faser 6 festgeklemmt durch Drehen des Drehringes 12, der das Schie bestück 13 zum proximalen Ende hin zieht, worauf der Innen konus 16 die Kugeln 18 radial nach innen durch die Durch trittsöffnungen 19 gegen die Außenseite des Schlauches 20 drückt. Dieser wird nach innen gedrückt und umschließt festklemmend die Faser 6.The fiber 6 is now inserted from the proximal end through the hole 10 of the rubber cap 9 and inserted until the distal end of the fiber 6 is at the level of the distal end of the device shaft, not shown, that is to say in the working position for Operations is needed. In this axial position, the fiber 6 is clamped by rotating the rotary ring 12 , which pulls the slide 13 to the proximal end, whereupon the inner cone 16 presses the balls 18 radially inward through the openings 19 against the outside of the hose 20 . This is pressed inwards and tightly encloses the fiber 6 .

Es sind auf diese Weise sehr hohe Klemmkräfte einstellbar, die zu keinerlei Beschädigung der Faser 6 führen.In this way, very high clamping forces can be set, which do not lead to any damage to the fiber 6 .

Der dargestellte Klemmhalter kann Fasern 6 von sehr unter schiedlichem Durchmesser verarbeiten. Der maßstäblich dargestellte Klemmhalter hat etwa eine Gesamtlänge von 5 cm und dient zum Klemmen von Fasern zwischen etwa 0 und 1,5 mm Durchmesser.The clamp holder shown can process fibers 6 of very different diameters. The scale holder shown to scale has a total length of about 5 cm and is used to clamp fibers between about 0 and 1.5 mm in diameter.

Bis auf den Schlauch 20, die Gummikappe 9 und den Dichtring 4, die aus geeignetem elastischem Material bestehen müssen, können die übrigen Teile des dargestellten Klemmhalters aus Metall oder geeignetem Hartkunststoff ausgebildet sein.Except for the hose 20 , the rubber cap 9 and the sealing ring 4 , which must be made of a suitable elastic material, the remaining parts of the clamp holder shown can be made of metal or a suitable hard plastic.

Anstelle der Kugeln 18 können sonstige geeignete radial be wegliche Klemmkörper angeordnet sein, die beispielsweise an den Enden achsparalleler Zungen sitzen und an diesen fe dernd radial beweglich sind. Für die Klemmkörper können Fe dern vorgesehen sein, die nach Lösen, also Zurückziehen des Innenkonus 16, eine Rückstellung der Klemmkörper nach außen bewirken. Bei geeigneter Elastizität des Schlauches 20 wird die Rückstellfederkraft aber von diesem allein bereits ge liefert.Instead of the balls 18 , other suitable radially movable clamping bodies can be arranged which, for example, sit at the ends of axially parallel tongues and can be moved radially at these ends. For the sprags Fe can be provided which, after loosening, ie retraction of the inner cone 16 , cause the sprags to return to the outside. With suitable elasticity of the hose 20 , the return spring force is already provided by this alone.

Anstelle des Drehringes 12 kann eine sonstige, von außen betätigbare Stelleinrichtung zur Bewegung des Schiebe stückes 13 vorgesehen sein. Beispielsweise kann direkt von außen am Schiebestück 13 angegriffen und dieses in geeig nete Rasteingriffe im Endpunkt der Klemmbewegung gebracht werden.Instead of the rotary ring 12 , another actuating device, which can be actuated from the outside, for moving the sliding piece 13 can be provided. For example, can be attacked directly from the outside on the sliding piece 13 and this can be brought into suitable locking engagements in the end point of the clamping movement.

Der Schlauch 20 dient im wesentlichen der schonenden Druck verteilung für die von den Klemmkörpern aufgebrachte ra diale Klemmkraft sowie zum Abdichten des von Druckmedium erfüllten Raumes um die Faser 6 radial nach außen. Er kann unter Beachtung dieser konstruktiven Anforderungen auch an ders als dargestellt vorgesehen sein, beispielsweise an beiden Enden in einem Rezeß, ähnlich dem Rezeß 22 gehalten od. dgl.The hose 20 serves essentially the gentle pressure distribution for the applied by the clamping bodies ra diale clamping force and for sealing the space filled with pressure medium around the fiber 6 radially outwards. Taking into account these design requirements, it can also be provided as shown, for example at both ends in a recess, similar to recess 22 or the like.

Anstelle der Gummikappe 9 zur Abdichtung des die Faser 6 umgebenden Kanales zum proximalen Ende hin kann eine ent sprechende Lochmembran an anderer Stelle vorgesehen sein, beispielsweise am distalen Ende des Klemmhalters zwischen Schraubflanschen eingeklemmt sein.Instead of the rubber cap 9 for sealing the channel 6 surrounding the fiber towards the proximal end, a corresponding perforated membrane can be provided elsewhere, for example at the distal end of the clamping holder between the screw flanges.

Schließlich kann der Klemmhalter an dem nicht dargestellten Geräteschaft integriert befestigt sein, wobei dann bei spielsweise das distale Endstück 2 bereits Teil des Geräte schaftes sein kann.Finally, the clamp holder can be integrated on the device shaft, not shown, in which case, for example, the distal end piece 2 can already be part of the device shaft.

Claims

1. Clamp holder for attaching a light-guiding mono fiber at the proximal end of a fiber-receiving channel to be inserted into the human body of the device shaft, characterized in that the clamp holder has a plurality of radially freely movable clamping bodies arranged in cross section over the circumference ( 18 ) which are radially adjustable by an adjusting device ( 12 , 13 ) and act on the outer surface of an elastic tube ( 20 ) surrounding the fiber ( 6 ).

2. Clamp holder according to claim 1, characterized in that the hose ( 20 ) the area of the clamping pieces ( 18 ) and the actuating device ( 12 , 13 ) is formed radially inwardly sealing.

3. Clamp holder according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping bodies are designed as balls ( 18 ) which lie in shafts which are fixed on one side of the transverse surface ( 17 ) in the fiber direction and on the other side of one in The inner cone ( 16 ) of the adjusting device ( 12 , 13 ), which is adjustable in the fiber direction, is limited.

4. Clamp holder according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device ( 12 , 13 ) outside a hose ( 20 ) surrounding the connecting tube ( 1 ) is arranged, which in the water direction in front of or behind the actuating device arranged end pieces ( 2nd , 7 ) of the clamp holder rigidly binds ver and each has a passage opening ( 19 ) radially within a clamp body ( 18 ).