DE4341061C1 - Medizinisches Instrument mit angekuppeltem Arbeitseinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Instrument mit einem lösbar angekuppelten Arbeitseinsatz, an dessen distalem Ende ein durch axiale Verstellung einer durch den Arbeitseinsatz verlaufenden Stange betätigbares Werkzeug vorgesehen ist.

Solche Instrumente werden in der Laparoskopie und Endoskopie eingesetzt und sind in vielfältigen Ausführungen bekannt, wobei im wesentlichen zwischen drei die Handseite betreffenden Betäti­ gungsmechanismen unterschieden werden kann. Da ist zunächst die Gruppe der Instrumente mit zweischenkligen Griffelementen, die von Zangen (offene Grifform) und Scheren (geschlossene Grifform) abgeleitet sind. Eine weitere Gruppe bilden Instrumente mit zwei Griffschenkeln und mit Federelementen, die zugleich Teil des Betätigungsmechanismus und Funktionselement sind (DE 93 07 793 U1 und US 27 904 37). Zu der dritten Gruppe gehört das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende medizinische In­ strument mit einem Rundgriff-Betätigungsmechanismus.

Aus dieser Gruppe ist beispielhaft die Ausführung nach der DE 36 30 210 C2 zu nennen. Diese Schrift zeigt einen Instru­ mentengriff für medizinische Instrumente, die beispielsweise als medizinische Zangen, insbesondere zur Gewebeentnahme, Pro­ beexzession, Fremdkörperentfernung und dergleichen, angewendet werden. Dabei findet als Griffglied des Instrumentenschaftes ein Paar Griffscheiben Verwendung, mittels derer eine axiale Ver­ schiebung des Instrumentenschaftes durch eine Schließbewegung zwischen Finger und Handinnenfläche möglich ist.

Bekannt sind auch Instrumente (DE 24 54 371 B2) mit einem Daumengriff und einem Drehgriff, die von Hand relativ zuein­ ander bewegt werden können, um dabei eine Stange zwecks Betä­ tigung eines am distalen Instrumentenende vorgesehenen Werk­ zeuges axial zu verstellen.

Untersuchungen haben gezeigt, daß sich bei der Handhabung der mit zwei Griffschenkeln ausgestatteten Instrumente, ausgenommen bei wenigen Betätigungszuständen und Bedienerstellungen, auf­ grund von Sehneninsuffizienz erhebliche Einschränkungen in der Bewegbarkeit der Finger einstellen, so daß feinmotorische oder sensomotorisch anspruchsvolle Bewegungen erschwert werden. Im Hinblick darauf bieten die der dritten Gruppe zuzuordnenden Instrumente noch die günstigsten Voraussetzungen, doch ist festzu­ stellen, daß die Führungseigenschaften vor allem bei Instrumenten mit zwei Griffscheiben nicht optimal sind, da die Kopplungsflä­ chen zwischen der Griffeinheit des Instrumentes und der Hand des Benutzers vergleichsweise sehr klein ist. Darüber hinaus kann bei diesen Ausführungen die Betätigungsstellung nicht fixiert werden und erfolgt die Übertragung des Betätigungsweges der Finger bzw. der Hand zwangsweise im Verhältnis 1 : 1 zu dem resultierenden Betätigungsweg. Dadurch ist eine spezifische An­ passung der Hand- bzw. Fingerbetätigungsbewegung sowie der Kraftübertragung an die jeweiligen Erfordernisse nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Handha­ bungseigenschaften einhandgeführter und durch Fingerbewegung betätigbarer medizinischer Instrumente, beispielsweise bei der Laparoskopie verwendeter Greifzangen, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem medizinischen Instrument der eingangs beschriebenen Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitseinsatz in drehschlüssiger Verbindung mit einem Drehgriff steht, welcher mit dem Arbeitseinsatz um die Instrumen­ tenlängsachse und relativ zu einem Daumengriff verdrehbar ist, der zusammen mit einem ersten Betätigungselement relativ zum Drehgriff axial verstell­ bar ist, um dabei mit diesem Betätigungselement auf den längeren Arm eines doppelarmigen Hebelsystems einzuwirken, das in bezug auf den Drehgriff ortsfest gelagert ist und dessen kürzerer Arm an einem zweiten axial beweglichen und mit der Stange in Verbindung stehenden Betätigungselement angreift, der Art, daß bei Verstellung des ersten Betätigungselementes in einer Richtung das zweite Betäti­ gungselement mit der Stange in entgegengesetzter Richtung verstellt wird.

Dieses Konzept ermöglicht eine feinfühlige Handhabung aufgrund der durch das Hebelsystem bewirkten Kraftübersetzung zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Werkzeug sowie der entsprechenden Untersetzung der Schiebewege dieser Elemente. Dabei kann das Werkzeug durch mittels der Finger erzeugtes Drehen des Drehgriffs um seine Längsachse gedreht werden, wobei eine sichere Führung und Ausrichtung durch das Halten an Daumengriff und Drehgriff gewährleistet ist. Darüberhinaus wird eine Greifhaltung ermöglicht, die das Betätigen, Fixieren und Führen ohne Änderung der Hand­ stellung erlaubt, wobei die vorgesehene Ankopplung ein zwangsläufi­ ges Aktivieren und Deaktivieren des Werkzeuges ermöglicht.

Das Hebelsystem besteht vorteilhafterweise aus zwei parallelen He­ beln, die beiderseits der Instrumentenlängsachse verlaufen und in Führungsschlitzen des Drehgriffes verschwenkbar geführt und gela­ gert sind. Damit ist eine praktisch spielfreie Bewegungsübertragung erreichbar und aufgrund der achssymmetrischen Kräfteverteilung ein verschleißarmer Betrieb möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Instru­ mentes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines gattungsgemäßen medizinischen Instruments mit einem Werkzeug in geöffneter Stellung,

Fig. 2 eine Gesamtansicht des Instrumentes nach Fig. 1 mit dem Werkzeug in geschlossener Stellung,

Fig. 3 eine Ansicht der Betätigungsvorrichtung ohne Griffge­ häuse in der Betätigungsstellung entsprechend Fig. 1 bei geöffnetem Koppelmechanismus für den Arbeitsein­ satz,

Fig. 4 eine Ansicht der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 3 in der Betätigungsstellung entsprechend Fig. 2 bei ge­ schlossenem Koppelmechanismus,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Betätigungsvorrichtung des Instrumentes nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 5 in einer um 90° gegenüber dieser verdreht verlaufenden Ebene und

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 5 längs der Schnittlinie VII-VII.

Das dargestellte Instrument besteht aus einer Betätigungsvorrichtung 1 und einem mit dieser lösbar verbindbaren Arbeitseinsatz 2 mit einem Werkzeug 2a an dessen distalem Ende. Durch den Arbeitsein­ satz 2 verläuft eine axial verstellbare Stange 3 zur Betätigung des Werkzeuges 2a.

Die Betätigungsvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Drehgriff 4, in dessen mit der Instrumentenlängsachse 5 zusammen­ fallender Achse ein erstes Betätigungselement 6 in Form einer Über­ tragungshülse verschiebbar geführt ist. Distalseitig ist der Drehgriff 4 mit einem Schaftteil 7 versehen, welcher mit in Richtung der Instrumentenlängsachse 5 und parallel zueinander verlaufenden Füh­ rungsschlitzen ausgestattet ist, und zwar mit einem mittleren Füh­ rungsschlitz 8 in der Ebene der Instrumentenlängsachse 5 und zwei symmetrisch zu beiden Seiten des Führungsschlitzes 8 angeordneten Führungsschlitzen 9 (Fig. 7). Die Führungsschlitze 8 und 9 werden in radialem Abstand zu der Instrumentenlängsachse 5 von einem in einer Querbohrung des Schaftteiles 7 liegenden Lagerstift 10 durch­ drungen.

Mit dem proximalen Ende des ersten Betätigungselementes 6 ist ein als Halter für einen Daumengriff 12 ausgebildetes Element 11 um die Instrumentenlängsachse 5 drehbar verbunden, wobei zwischen dem Daumengriff 12 und dem Element 11 eine quer zur Instrumenten­ längsachse liegende Gelenkverbindung 13 zum begrenzten Verschwen­ ken des Daumengriffs 12 relativ zum Element 11 besteht, wobei der Schwenk- bzw. Kippwinkel bei etwa 40° liegen sollte. An seinem distalen Ende ist das Betätigungselement 6 mit einem nach außen aufragenden Stehlager 14 mit einer Querbohrung zur Aufnahme eines Lagerstiftes 15 versehen. Das Stehlager 14 ist in dem mittleren Führungsschlitz 8 des Schaftteils 7 geführt.

In dem Betätigungselement 6 ist ein zweites, als Übertragungshülse ausgebildetes Betätigungselement 16 längs verschiebbar gelagert.

Dieses weist an seinem distalen Ende ein nach außen aufragendes Stehlager 17 mit einer Querbohrung zur Aufnahme eines Lagerstiftes 18 auf, deren Abstand zu der Instrumentenlängsachse 5 größer ist als derjenige der Querbohrung in dem Schaftteil 7 zu dieser Achse. Das Stehlager 17 ist ebenfalls in dem mittleren Führungsschlitz 8 des Schaftteils 7 und gleichzeitig in einem Schlitz 19 in dem ersten Betätigungselement 6 geführt, der dem Stehlager 14 der Betätigungs­ elementes 6 gegenüberliegend angeordnet ist. An dem proximalen Ende des Betätigungselementes 16 ist eine in deren Innenbohrung axial hineinragende elastische Fassung 21 mit einer Kugelaufnahme 20 befestigt. Über diese ist eine Arretierhülse 22 schiebbar, die in dem zweiten Betätigungselement 16 axial verschiebbar geführt ist und die eigentliche Aufnahme für den Arbeitseinsatz 2 bildet. Die Arre­ tierhülse 22 ist an ihrem distalen Ende mit einem Kragen 23 ver­ sehen, in dem ein distalwärts herausragender Stützstift 24 befestigt ist. Weiter ist die Arretierhülse 22 in dem den Kragen 23 benach­ barten Endbereich mit einem Schlitz 25 versehen, durch den eine mit einer Abflachung 2b an dem Arbeitseinsatz 2 in Wirkverbindung tretende Verdrehsicherung 26 greift.

Mit dem Drehgriff 4 ist ein den Bereich des Schaftteils 7 überdec­ kendes kegelförmiges Griffgehäuse 27 verbunden. Dieses ist distalsei­ tig mit einer schraubbaren Kappe 28 abschließbar, durch die der Arbeitseinsatz 2 an der Betätigungsvorrichtung 1 festgelegt wird, wobei die Kappe 28 stirnseitig mit dem freien Ende des Stützstiftes 24 der Arretierhülse 22 in Kontakt tritt.

Die Übertragung der durch relative Verschiebung zwischen dem Drehgriff 4 und dem Daumengriff 12 erzeugten translatorischen Bewegung wird auf die Stange 3 und damit auf das Werkzeug über ein paar doppelarmiger Hebel 29 übertragen, die je mit einem langen Arm 30 und einem kurzen Arm 31 ausgestattet sind. Die Hebel 29 sind in den seitlichen Führungsschlitzen 9 geführt und um den Lager­ stift 10 in dem Schaftteil 7 des Drehgriffs 4 schwenkbar. Dabei greift der kurze Arm 31 an dem Lagerstift 18 des zweiten Betäti­ gungselementes 16 und der lange Arm 30 an dem Lagerstift 15 des ersten Betätigungselementes 6 an, wobei diese Lagerstifte 18 und 15 in Langlöchern 31a, 30a in den Armen 31 und 30 geführt werden.

Das Instrument wird so einsatzfähig gemacht, daß der Arbeitseinsatz 2 mit der Betätigungsvorrichtung 1 verbunden wird. Dieses geschieht durch Einschieben des Arbeitseinsatzes 2 mit der in diesem geführten Stange 3 in das distalseitige Ende des Griffgehäuses 27. Dabei ge­ langt die Stange 3 mit ihrem als Kugel 3a ausgestalteten proximalen Ende in den Bereich der Kugelaufnahme 20 und rastet in diese ein. Wird nun die Kappe 28 auf das Griffgehäuse 27 geschraubt - anstelle einer Verschraubung wäre auch eine Schnellkupplung zum Beispiel nach Art einer Bajonettverbindung zwischen den Teilen 27 und 28 denkbar - so wird die Arretierhülse 22 über den Stützstift 24, der anfänglich distalwärts aus dem Griffgehäuse 27 ragt, proximalwärts geschoben, d. h. mit ihrem proximalen Ende über die Kugelaufnahme 20 geschoben, so daß deren Aufspreizung verhindert wird. Dabei erfolgt die proximalwärtige Verschiebung der Arretierhülse 22 gegen eine Feder 22a, die bei der Trennung der Verbindung durch Lösen der Kappe 28 eine distalwärts gerichtete Bewegung der Arretierhülse 22 und damit die Spreizbarkeit der Kugelfassung 21 bewirkt, die für das Ausrasten der Kugel 32 erforderlich ist. In der eingeschobenen Stellung ist auch die erwähnte Abflachung 2b an dem Arbeitseinsatz 2 in den Bereich der Verdrehsicherung 26 gelangt, so daß eine ver­ drehsichere Verbindung zwischen dem Arbeitseinsatz und dem Dreh­ griff 4 zustandekommt.

Die Betätigungsvorrichtung 1 wird nun so in die Hand genommen, daß der Daumen durch den Daumengriff 12 hindurchgeführt und der Drehgriff 4 zwischen Zeige- und Mittelfinger erfaßt wird. Beim Bewegen der Finger in Richtung auf die Handinnenfläche bzw. Annä­ herung zwischen Fingern und Daumen verkürzt sich der Abstand zwischen dem Drehgriff 4 und dem Daumengriff 12, was bewirkt, daß sich das mit diesem verbundene erste Betätigungselement 6 in dem Drehgriff 4 in distaler Richtung verschiebt. Dadurch werden die Hebel 29 über den Lagerstift 15 an ihrem langen Arm 30 mitgenom­ men und um den Lagerstift 10 verschwenkt. Dies bewirkt eine durch den kurzen Arm 31 über den Lagerstift 18 auf das Betätigungsele­ ment 16 ausgeübte Kraft und eine Verschiebung dieses Betätigungs­ elementes und damit der Stange 3 in proximaler Richtung, wobei der Verschiebeweg im Verhältnis der Länge der Arme 30 und 31 unter­ setzt, d. h., die Betätigungskraft im reziproken Verhältnis übersetzt wird. Diese Verschiebung der Stange 3 kann beispielsweise zum Schließen des Zangenmauls einer Zange als Werkzeug 2a genutzt werden.

Eine Umkehrung der Bewegung der Stange 3 erfolgt zwangsläufig durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Daumen und Fingern, bei welchem Vorgang sich die Finger mit ihrem Rücken auf der distalseitigen Schulter des Drehgriffs 4 abstützen.

Der Ankopplungsmechanismus kann auch so ausgeführt sein, daß die Verriegelung und Entriegelung jeweils durch eine 90°-Drehbewegung der Arretierhülse 22 erreicht wird. Dazu ist die Arretierhülse 22 an ihrem proximalen Ende mit zwei Aussparungen versehen, in die hinein sich die Zangenschenkel der Kugelaufnahme 21 beim Einschie­ ben bzw. Herausziehen der Kugel 3a ausdehnen können, wenn die Aussparungen mit den Zangenschenkeln übereinstimmen. In der 90°- Verdrehstellung gelangen die Zangenschenkel hingegen aus dem Bereich der Aussparungen der Arretierhülse 22, so daß in dieser Stellung wie bei der erstbeschriebenen Ausführung eine die Kugel 3a freigebende Spreizung verhindert wird. Die entsprechende Drehung der Arretierhülse 22 kann durch eine drehsichere Verbindung zwi­ schen dieser und dem Arbeitseinsatz 2 erfolgen, so daß eine Ver­ riegelung bzw. Entriegelung der Ankopplung jeweils durch eine 90°- Verdrehung des Arbeitseinsatzes 2 gegenüber der Betätigungsvor­ richtung 1 erreicht wird.

Weiterhin kann eine Arretiereinrichtung zur Arretierung des Dreh­ griffs 4 hinsichtlich seiner Längsverschiebbarkeit vorgesehen sein. Diesen Zweck erfüllt ein proximalseitig und koaxial zu dem Dreh­ griff 4 auf dem ersten Betätigungselement 6 angeordneter Arretier­ ring 33, der an dem Drehgriff 4 in fester Distanz zu diesem befestigt und um einen begrenzten Winkelbetrag auf dem Betätigungselement 6 drehbar ist. In dem Arretierring 33 ist ein Raststift 34 radial geführt und durch eine Feder 35 in Richtung auf die Instrumenten­ längsachse 5 hin belastet. Der Raststift 34 greift in eine Rastver­ zahnung 36, die in die Mantelfläche des Betätigungselementes 6 eingearbeitet ist. Dieses wird arretiert durch Drehung des Arretier­ rings 33 und freigeben durch dessen Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung.

Claims (7)

1. Medizinisches Instrument mit einem lösbar angekuppelten Arbeitseinsatz (2), an dessen distalem Ende ein durch axiale Ver­ stellung einer durch den Arbeitseinsatz verlaufenden Stange (3) betätigbares Werkzeug vorgesehen ist und der in drehschlüssiger Verbindung mit einem Drehgriff (4) steht, welcher mit dem Arbeits­ einsatz (2) um die Instrumentenlängsachse (5) und relativ zu einem Daumengriff (12) verdrehbar ist, der zusammen mit einem ersten Betätigungselement (6, 11) relativ zum Drehgriff (4) axial verstellbar ist, um dabei mit diesem Betätigungselement (6, 11) auf den längeren Arm (30) eines doppelarmigen Hebelsystems (29) einzuwirken, das in bezug auf den Drehgriff (4) ortsfest gelagert ist und dessen kürzerer Arm (31) an einem zweiten axial beweglichen und mit der Stange (3) in Verbindung stehenden Betätigungselement (16) angreift, der Art, daß bei Verstellung des ersten Betätigungselementes (6, 11) in einer Richtung das zweite Betätigungselement (16) mit der Stange (3) in entgegengesetzter Richtung verstellt wird.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Daumengriff (12) um eine Gelenkverbindung (13) mit quer zu der Instrumentenlängsachse (5) verlaufender Achse in einem Bereich von etwa 40° schwenkbar ist.

3. Instrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelsystem aus zwei parallelen Hebeln (29) besteht, die beiderseits der Instrumentenlängsachse (5) verlaufen und in Füh­ rungsschlitzen (9) des Drehgriffes (4) verschwenkbar geführt und gelagert sind.

4. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das im wesentlichen als Kugel (3a) ausgebildete proximale Ende der Stange (3) in einer elastischen Kugelaufnahme (20) sitzt, die mit dem zweiten Betätigungselement (16) verbunden ist und über die eine ihr Aufspreizen verhindernde Arretierhülse (22) schiebbar ist.

5. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Hebelsystem (29) von einem Griffgehäuse (27) um­ schlossen ist, das proximal mit dem Drehgriff (4) verbunden ist und an das sich distal eine vom Arbeitseinsatz (2) durchlaufene und mit diesem verschraubte Kappe (28) anschließt.

6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhülse (22) durch proximalwärtiges Verschrauben der Kappe (28) gegen die Wirkung einer Feder (35) über die Fassung (20) schiebbar ist.

7. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen auf dem freien Teil des ersten Betätigungselementes (6) zwischen dem Drehgriff (4) und dem Daumengriff (12) angeordneten und in einem begrenzten Winkelbetrag drehbarem Arretierring (33), der mit einem gefederten Raststift (34) in eine in das Betätigungs­ element (6) integrierte Rastverzahnung (36) eingreift.