DE4439799C1 - Elektromotorische Antriebseinheit für chirurgische Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit für chirurgische Werkzeuge, bei welcher der aus einem Motor bzw. einer Motor-Getriebe-Einheit bestehende Antrieb über eine Welle mit einer Kupplung elektrisch isoliert in Verbindung steht und bei welcher der Antrieb sowie stromführende Teile gegenüber einem den Antrieb und diese Teile aufnehmenden Gehäuse elektrisch isoliert sind.

Dies kann so erfolgen (DE-A-32 37 197), daß zwischen einer Motor-Getriebe-Einheit und der Instrumentenseite eine magneti­ sche Kupplung vorgesehen wird, welche die Drehbewegung der Motor- bzw. Getriebewelle auf das Werkzeug berührungsfrei überträgt. Über eine solche Kupplung sind allerdings keine großen mechanischen Kräfte auf das Werkzeug übertragbar. Auch ist bei solchen und anderen bekannten Antriebseinheiten nicht immer eine einwandfreie Isolierung und häufig auch kein ausreichender Berührungsschutz gewährleistet.

Aus der DE-A-20 61 724 ist ein Bohrmaschinenfutter für motorge­ triebene Werkzeuge bekannt, bei welchem das ungewollte Fließen eines elektrischen Stromes oder das Überspringen von Funken zwischen dem Bohrmaschinenfutter und der Motorspindel in der Weise vermieden werden soll, daß ein isolierendes Teil auf der Spindel, die mit einem Elektroantrieb verbunden ist, befestigt wird, um so eine Isolation zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Antrieb zu gewährleisten. Eine ähnliche Lösung ist aus dem US-Patent 3,873,863 bekannt, bei der ebenfalls eine elektrische Antriebseinheit so ausgebildet ist, daß eine Welle mit einer Spin­ del über ein isolierendes Teil verbunden wird. Auch hierbei wird eine Isolation zwischen Werkzeugseite und Antriebsseite erreicht.

Nachteilig ist es bei diesen bekannten Antriebseinheiten jedoch, daß die betreffende Isolierung nur dann ausreichend sicher sein kann, wenn das Umgebungsmedium selbst, wie z. B. Luft, ein isolierendes Medium ist. Bei Anwendung dieser Einheiten in leitenden Umgebungsmedien wäre die Isolation jedoch nicht mehr zu gewährleisten, da insbesondere keine Maßnahmen zur Abdich­ tung vorgesehen sind, die verhindern könnten, daß leitendes Um­ gebungsmedium, wie etwa bei endoskopischen Eingriffen gewöhn­ lich zur Spülung verwendete Salzlösungen, mit stromführenden Teilen in Berührung kommen könnten.

Aus der DE-A-32 02 193 ist ein Knochenschleifinstrument be­ kannt, bei dem eine Antriebseinheit in einen Adapter so hinein­ ragt, daß zwischen dem Antrieb und dem Adaptergehäuse ein Raum entsteht, der nach distal in Richtung des Werkzeuges mit einem Dichtkopf abgeschlossen ist, durch den ein Antriebszapfen greift. Weiterhin ist in diesem Adapter aus isolierendem Material eine Leitung zur Zuführung bzw. zum Absaugen von Spülflüssig­ keit vorgesehen. Nach proximal wirksame Abdichtungen, also insbesondere zwischen Adaptergehäuse und Anwender, sind bei dieser Bohrmaschine nicht realisiert, weshalb sie die gleichen Nachteile wie die vorerwähnten Antriebseinheiten aufweist.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine elektromotorische Antriebseinheit vorzuschlagen, die auch bei elektrisch leitenden Umgebungsmedien sicher isoliert ist und einen einwandfreien Berührungsschutz bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle bei der eingangs erwähnten Antriebseinheit zumindest über einen Teilbereich ihrer Länge aus Isolierstoff besteht und einen Dichtkopf durchläuft, der im Gehäuse abgestützt ist und das Gehäuse dicht in einen ersten und einen zweiten Raum unterteilt, von dem der erste Raum den Antrieb und der zweite Raum die Kupplung für das durch eine distale Gehäuseöffnung in den zwei­ ten Raum steckbare und mit der Kupplung verbindbare Werkzeug aufnimmt.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Antriebs­ einheit sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der anliegenden Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele im Längsschnitt dargestellt, die nachfolgend beschrieben werden. In den Darstellungen bestehen die einfach schraffierten Teile aus Metall, während die kreuzschraffierten Teile aus Isoliermaterial bestehen. Im übrigen wurden für gleiche oder gleichwirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Antriebseinheiten haben ein Gehäuse, an dessen Umfang die Antriebseinheiten vom Opera­ teur von Hand erfaßt werden. Der Antrieb ist von dem Gehäuse 1 umschlossen und besteht aus einem Elektromotor 2 und einem Getriebe 3 mit einer Welle 4. Die Welle 4 setzt sich aus Wellen­ teilen 5 und 6 zusammen, die über eine Scheibe 7 aus Isolierma­ terial miteinander verbunden sind und zu diesem Zweck mit Flan­ schen 8, 9 versehen sind, die sich gegenüberstehen und mit der Scheibe z. B. durch Kleben oder durch eine form- oder kraft­ schlüssige Verbindung verbunden sind.

Die Welle 4 ist mit ihrem Wellenteil 5 in einen Dichtkopf 10 gleitend gelagert, der das Gehäuse 1 in einen die Motor-Getriebe- Einheit 2, 3 aufnehmenden ersten Raum 11 und einen zweiten Raum 12 unterteilt, in den das freie Ende des Wellenteiles 5 hineinragt und an den ein chirurgisches Werkzeug 13 als Teil eines Arbeitseinsatzes 14 angeschlossen ist. Der Arbeitseinsatz 14 weist einen sich in dem distalen Ende des Gehäuses 1 abstützen­ den Bund 15 und einen Schaft 16 mit einem Fenster 17 in dessen distalem Endbereich auf. Das den Schaft durchlaufende Werkzeug 13 befindet sich mit seinem distalen Ende im Bereich des Fensters 17, das so an abzutragendes Gewebe oder dergleichen angelegt wird, daß das Gewebe durch das Fenster 17 in den Arbeitsbereich des Werkzeuges 13 gelangen und abgetragen werden kann.

Die Verbindung des Werkzeuges 13 mit der Antriebseinheit er­ folgt an dem Wellenteil 5, der zu diesem Zweck mit einem Mit­ nehmer 18 als Kupplungsteil versehen ist, der formschlüssig in ein entsprechend gegengeformtes Kupplungsteil 19 an dem Werkzeug 13 greift. Das Werkzeug 13 kann rohrförmig und mit einer Öff­ nung 13a versehen sein.

Die Stromversorgung der Antriebseinheit erfolgt über ein in den ersten Raum 11 hineingeführtes und mit der Motor-Getriebe- Einheit 2, 3 verbundenes elektrisches Anschlußkabel 20. Der zweite Raum 12 hat mit einem Stutzen 21 Verbindung, über den dem Raum 12 Spülflüssigkeit zugeführt werden kann, die durch den Ringraum zwischen Werkzeug 13 und Schaft 16 oder durch ein rohrförmiges Werkzeug selbst zum distalen Schaftende fließen und durch das Fenster 17 des Schaftes 16 in den Bereich des Behandlungsortes gelangen und von dort auf gleichem Wege wieder zurück zusammen mit abgetragenem Gewebe abgesaugt werden kann.

Im Sinne der gestellten Aufgabe ist es wichtig, daß eine elek­ trische Trennung der stromführenden Teile von dem Werkzeug 13 und der Grifffläche des Gehäuses 1 erfolgt. Dies wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einerseits durch die aus Isolier­ material gefertigte Scheibe 7 der Welle 4 erreicht sowie anderer­ seits dadurch, daß auch das Gehäuse 1 und der in diesem dicht eingepaßte Dichtkopf 10 aus Isolierstoff bestehen, wobei der Dichtkopf ein Keramikteil sein kann. Durch den Dichtkopf wird vermieden, daß Spülflüssigkeit vom Raum 12 in den die Motor- Getriebe-Einheit 2, 3 aufnehmenden Raum 11 gelangen kann. Da die Motor-Getriebe-Einheit 2, 3 nach außen hin durch das Gehäu­ se 1 elektrisch isoliert ist, kann auch der Operateur nicht mit stromführenden Teilen in Berührung gelangen. Im übrigen ist die Motor-Getriebe-Einheit 2, 3 von einer Hülse 22 aus Metall umge­ ben, die als Abschirmung gegen Störsignale wirkt, wodurch die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert wird.

Die Antriebseinheit nach Fig. 2 weist ein Gehäuse 1 aus Metall auf. Die Motor-Getriebe-Einheit 2, 3 ist von einer Hülse 23 aus Isolierstoff umgeben, die in das Gehäuse 1 eingesetzt ist. Der Dichtkopf 10 kann bei dieser Ausführung aus Metall gefertigt sein, während die Scheibe 7 wie bei der Ausführung nach Fig. 1 aus Isolierstoff besteht.

Bei der Antriebseinheit nach Fig. 3 ist die Isolation der Motor- Getriebe-Einheit 2, 3 gegenüber dem metallischen Gehäuse 1 entsprechend Fig. 2 durch eine Isolierstoffhülle 24 sichergestellt, in die die Motor-Getriebe-Einheit 2, 3 eingebettet ist, während bei der Ausführung nach Fig. 4 die Isolation zwischen der Motor- Getriebe-Einheit 2, 3 und dem Gehäuse 1 durch eine Isolier­ schicht 25 erfolgt, mit der das metallene Gehäuse 1 mindestens im Bereich des Raumes 11 ausgekleidet ist.

Schließlich läßt sich die elektrische Trennung der stromführenden Teile von dem Werkzeug 13 entsprechend Fig. 5 dadurch errei­ chen, daß die Welle 4 auch in diesem Fall über einen Teil ihrer Länge, d. h. hier der Wellenteil 5, aus Isolierstoff gefertigt ist, im übrigen aber die Antriebseinheit entsprechend Fig. 1 ausgeführt ist.

Der Elektromotor 2 ist über das Anschlußkabel 20 mit einer nicht gezeigten Stromquelle verbunden. Dabei ist je nach beschriebener Ausführung der Antriebseinheit ein Schutzkontakt entweder mit der die Motor-Getriebe-Einheit 2, 3 umgebenden metallischen Hülse 22 (Fig. 1 und 5) oder mit dem Motorgehäuse direkt verbunden (Fig. 2, 3 und 4).

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß auf die Verwen­ dung eines Getriebes verzichtet werden kann, wenn eine Über- oder Untersetzung der Motordrehzahl nicht erforderlich ist, und daß die Antriebseinheit auch für oszillierend anzutreibende Werk­ zeuge geeignet ist, wenn der Antrieb und die Kupplung entspre­ chend ausgelegt werden und die Welle als Betätigungsstange für das Werkzeug im Gehäuse axial beweglich gelagert ist.

Claims (6)

1. Elektromotorische Antriebseinheit für chirurgische Werkzeu­ ge (13), bei welcher der aus einem Motor (2) bzw. einer Motor- Getriebe-Einheit bestehende Antrieb (2, 3) über eine Welle (4) mit einer Kupplung (18) für das Werkzeug (13) elektrisch isoliert in Verbindung steht und bei welcher der Antrieb (2, 3) sowie stromführende Teile gegenüber einem den Antrieb und diese Teile aufnehmenden Gehäuse (1) elektrisch isoliert sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Welle (4) zumindest über einen Teilbereich ihrer Länge aus Isolierstoff besteht und einen Dichtkopf (10) durchläuft, der im Gehäuse (1) abgestützt ist und das Gehäuse (1) dicht in einen ersten (11) und einen zweiten Raum (12) unterteilt, von dem der erste Raum (11) den Antrieb und der zweite Raum (12) die Kupplung (18) für das durch eine distale Gehäuseöffnung in den zweiten Raum (12) steckbare und mit der Kupplung (18) verbindbare Werkzeug (13) aufnimmt.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Antrieb (2, 3) mit dem Werkzeug (13) verbindende Welle (4) in dem Dichtkopf (10) gleitgelagert ist und daß die Welle (4) werkzeugseitig mit einem Mitnehmer (18) versehen ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb (2, 3) von einer Hülse (22) aus Metall umgeben ist und das Gehäuse (1) und der Dichtkopf (10) aus Isolierstoff bestehen.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2, 3) von einer Hülse (23) aus Isolierstoff umgeben ist und das Gehäuse (1) aus Metall besteht.

5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2, 3) in einer Isolierstoffhülle (24) eingebettet ist und daß das Gehäuse (1) und der Dichtkopf (10) aus Metall bestehen.

6. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) aus Metall besteht und daß das Gehäuse (1) mindestens an seiner den ersten Raum (11) umgeben­ den Innenseite mit einer Isolierschicht (25) ausgekleidet ist.