DE69631340T2

DE69631340T2 - Chirurgisches handinstrument und anordnung

Info

Publication number: DE69631340T2
Application number: DE69631340T
Authority: DE
Inventors: D. Douglas SJOSTROM; M. Peter CESARINI; A. Paul TORRIE; Graham Smith; Steven Ek
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: CA2234195A1; JP2000507840A; ES2214554T3; ATE257673T1; US6328752B1; EP0866674A4; WO1997016124A1; JP4495715B2; ZA969123B; US6090122A; BR9611423A; EP0866674B1; AU7553096A; DE29623825U1; US5871493A; AU714686B2; DE866674T1; JP2007105485A; DE69631340D1; AR004252A1

Description

Ein chirurgisches System kann ein mit einem Motor versehenes Handstück aufweisen, in welches verschiedene chirurgische Geräte mit unterschiedlichen Funktionen und Betriebsparametern eingesetzt werden können. Üblicherweise befindet sich ein solches chirurgisches Gerät in einer Bohrung eines Handstückes aufgrund des Zusammenwirkens federbeaufschlagter Kugelsperren in der Bohrung mit einer Nut um den Umfang des chirurgischen Gerätes in Eingriff. Üblicherweise werden die Kugelsperren zurückbewegt, indem ein Kragen um die Außenseite des Hand-Stückes betätigt wird, um ein Einsetzen oder Herausnehmen des chirurgischen Gerätes zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bestehend aus einem Körper, der so ausgebildet ist, dass er in die Bohrung eines chirurgischen Handstückes einführbar ist und einer Einrasteinrichtung mit einem federnden Element, das mit dem Körper verbunden ist und eine Einrastklinken-Struktur aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung verriegelt in Eingriff bringbar ist.
Eine solche Vorrichtung ist aus dem US-Patent Nr. 4,705,038 bekannt. In diesem Dokument werden Adapter eingesetzt, um chirurgische Vorrichtungen, die nicht für die Verwendung mit einem bestimmten Handstück ausgebildet sind, mit diesem Handstück verwenden zu können. Dieses Dokument beschreibt im Besonderen ein motorgetriebenes Handstück zum Betreiben eines Satzes verschiedener chirurgischer Vorrichtungen. Das System umfasst Adapter, die es ermöglichen, chirurgische Vorrichtungen mit unterschiedlich großen Naben in Verbindung mit einem einzelnen Handstück zu verwenden. Jeder Adapter umfasst ein erstes Ende, welches zur Verbindung mit dem Handstück ausgebildet ist, und ein zweites Ende zur Verbindung mit einem oder mehreren chirurgischen Vorrichtungen.
Das Verbinden und Lösen der Nabe und des Instrumentes von dem Handstück ist sehr ermüdend und zeitaufwändig während endoskopischer Operationen. Ein Betreiber muss das Handstück in einer Hand halten und die Nabe, welche einen Keil der äußeren Umfangsfläche aufweist, richtig orientiert in den korrespondierenden Schlitz in der Bohrung des Handstückes einsetzen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich somit mit dem Problem, das Handhaben von chirurgischen Handstücken und darin befindlichen Instrumenten so leicht und problemfrei wie möglich zu gestalten.
Dieses wird gelöst durch eine Vorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das federnde Element einen einseitig befestigten Arm umfasst und wobei die Einrasteinrichtung weiterhin ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil aufweist, welche an dem einseitig befestigten Arm angebracht ist.
Eine andere Vorrichtung für die Verbindung zweier verschiedener Bauteile, die nicht zum Einsetzen in die Bohrung eines chirurgischen Handstückes ausgebildet ist, ist aus der DE 33 41 876 bekannt. Der in diesem Dokument offenbarte Körper erfordert eine axiale Bewegung der äußeren Manschette im Verhältnis zu dem Körper, um die Bauteile miteinander zu verbinden und voneinander zu lösen.
Die Erfindung liefert erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Im Besonderen kann der Körper der Vorrichtung in das chirurgische Handstück eingesetzt und ohne Manipulieren des Handstückes von diesem gelöst werden. Im Ergebnis muss das Handstück keine bewegbaren Teile zur Verbindung mit den chirurgischen Vorrichtungen oder Instrumenten aufweisen.
Ausführungsformen können eine oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen. Das federnde Element umfasst einen einseitigbefestigten Arm und kann so ausgebildet sein, dass es während des Einsetzens in die Bohrung des Handstückes radial ausgelenkt wird und aus der radial ausgelenkten Position zurückkehrt, um der Einrastklinken-Struktur die Möglichkeit zu geben, mit der Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung ver riegelt in Eingriff zu kommen. Die Einrasteinrichtung umfasst ferner ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil, welches an dem einseitig befestigten Arm angebracht ist, der so ausgebildet ist, dass er aufgrund eines auf das Freigabeteil ausgeübten Druckes radial ausgelenkt wird, damit die Einrastklinken-Struktur mit der Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung außer Eingriff kommt. Dieses ermöglicht es, die Vorrichtung mit wenig Anstrengung vom chirurgischen Handstück zu lösen. Die Klinken-Struktur kann nahe dem Freigabeteil oder in einem Abstand von dem Freigabeteil entlang einer Längsachse des Körpers angeordnet sein.
Der Körper weist ein proximales Ende auf, welches in die Bohrung einsteckbar ist. Die Einrastklinken-Struktur kann eine vordere Flanke, die in einer Richtung vom proximalen Ende des Körpers zum distalen Ende des Körpers abgeschrägt ist, und eine Verriegelungsfläche aufweisen, die quer zu einer Längsachse des Körpers orientiert ist. Die Verriegelungsfläche kann auch eine rückseitige Flanke am distalen Ende der Klinken-Struktur aufweisen. Diese rückseitige Flanke kann in Richtung auf das distale Ende des Körpers in einer radialen Richtung vom Körper abgewinkelt sein.
Der Körper kann auch mit einer Zunge versehen sein, die sich radial von einer Außenfläche des Körpers erstreckt und so angeordnet ist, dass sie mit einer Öffnung im Handstück in Eingriff kommt. Die Zunge ist distal vom Freigabeteil angeordnet. Der Körper kann aus einem einzigen Teil aus mittels Spritzgießen gefertigtem Kunststoff bestehen und eine Ringstruktur aufweisen, die den einseitig befestigten Arm trägt und am Körper so befestigt ist, dass der Arm sich proximal zur und nahe einer Außenfläche des Körpers erstreckt. Die Ringstruktur kann mit einem distalen Ende des Körpers durch einen Schnappsitz verbunden sein.
Der Körper kann als eine Nabe eines chirurgischen Instrumentes ausgebildet sein. Wenn der Körper als Nabe ausgebildet ist, kann das chirurgische Instrument auch ein äußeres Element, welches mit dem Körper verbunden ist und sich von diesem zu ei ner Gewebe aufnehmenden Öffnung an einem distalen Ende des äußeren Elementes erstreckt, ein inneres Element, das in dem äußeren Element angeordnet ist und an seinem distalen Ende ein chirurgisches Werkzeug zum Schneiden von Gewebe aufweist, und eine Antriebswelle aufweisen, die mit dem inneren Element verbunden ist, um das innere Element relativ zum äußeren Element zu rotieren. Der Körper kann einen Magneten tragen, der erfasst wird, wenn die Vorrichtung in die Bohrung des chirurgischen Handstückes eingeführt ist.
Der Körper kann auch als Adapter zum Verbinden einer Nabe eines chirurgischen Instrumentes mit dem Handstück ausgebildet sein. Der Adapter weist ein proximales Ende zum Einführen in die Bohrung des Handstückes und ein distales Ende auf, welches zur Anbringung an der Nabe des chirurgischen Instrumentes ausgebildet ist.
Die Vorrichtung kann eine Komponente eines chirurgischen Gerätes sein, welches auch ein Handstück aufweist. Das Handstück hat an seinem distalen Ende eine Bohrung zum Einsetzen des Körpers der Vorrichtung und einen Ringflansch, der innerhalb der Bohrung angeordnet ist, um mit der Klinken-Struktur verriegelnd in Eingriff zu kommen, wenn der Körper in die Bohrung eingesetzt wird. Der Ringflansch kann eine abgeschrägte Flanke an einem Ende nächst dem distalen Ende des Handstückes und an dem vom distalen Ende am weitesten entfernten Ende des Handstückes eine Flanke aufweisen, die in Richtung auf das distale Ende des Handstückes in radialer Richtung von einer Längsachse der Bohrung abgewinkelt ist (d. h., eine zurückgeschnittene Flanke). Das Handstück kann auch einen Schlitz und eine Öffnung an seinem distalen Ende aufweisen. Ein vom Benutzer manipulierbares Freigabeteil der Einrasteinrichtung wird in den Schlitz eingeführt, wenn der Körper in die Bohrung eingeführt wird. Eine Zunge, die sich radial von einer Außenfläche des Körpers erstreckt und distal zum Freigabeteil angeordnet ist, kann in die Öffnung eingeführt werden, wenn der Körper in die Bohrung eingeführt wird.
In einer anderen Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein eine Vorrichtung, welche einen Körper, der so ausgebildet ist, dass er in eine Bohrung eines chirurgischen Handstückes einführbar ist, eine Einrasteinrichtung und eine Zunge aufweist. Die Einrasteinrichtung weist ein federndes Element auf, das mit dem Körper verbunden ist und eine Einrastklinken-Struktur aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung verriegelnd in Eingriff kommt. Die Einrasteinrichtung weist auch ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil auf, das an dem federnden Element angebracht ist. Die Zunge erstreckt sich radial von einer Außenfläche des Körpers.
Ausführungen können eines oder mehrere der vorstehend angeführten Merkmale aufweisen.
In einer anderen Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein eine Vorrichtung, die einen Körper, der so ausgebildet ist, dass er in eine Bohrung eines chirurgischen Handstückes einsetzbar ist, eine Einrasteinrichtung, die einen federnden, mit dem Körper verbundenen, einseitig befestigten Arm und eine Einrastklinken-Struktur, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung in Eingriff kommt, und ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil aufweist, welches an dem einseitig befestigten Arm angebracht ist. Der federnde, einseitig befestigte Arm ist so ausgebildet, dass er während des Einführens in die Bohrung des Handstückes radial ausgelenkt wird und aus der radial ausgelenkten Position zurückkehrt, um die Möglichkeit zu geben, dass die Einrastklinken-Struktur mit der Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung verriegelnd in Eingriff kommt, und radial ausgelenkt wird aufgrund eines auf das Freigabeteil ausgeübten Druckes, um so die Einrastklinken-Struktur mit der Fläche des chirurgischen Handstückes innerhalb der Bohrung außer Eingriff zu bringen.
Ausführungsformen können mindestens eines der vorstehend angeführten Merkmale enthalten.
In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein ein chi rurgisches Gerät, welches ein Handstück mit einer Bohrung an seinem distalen Ende und eine Vorrichtung aufweist, welche einen Körper aufweist, der so ausgebildet ist, dass er in die Bohrung des Handstückes einführbar ist. Die Vorrichtung weist auch eine Einrasteinrichtung mit einem federnden Element auf, welches mit dem Körper verbunden ist und eine Einrastklinken-Struktur aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Fläche innerhalb der Bohrung verriegelnd in Eingriff kommt.
Zusätzliche Ausführungen können wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen. Wenn die Vorrichtung als chirurgisches Instrument mit einer Antriebswelle ausgebildet ist, kann die Antriebswelle mit einer Verlängerung versehen sein, die eine Ausgestaltung nach Art einer Bohrspitze mit schrägen abgewinkelten Kanten an einem proximalen Ende der Bohrspitzen-Ausgestaltung für den Eingriff mit der Antriebswelle des Motors aufweist.
In weiterer Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein ein chirurgisches Gerät mit einem Handstück, das an seinem distalen Ende eine Bohrung, einen ausgesparten Bereich an der Außenfläche, welcher einen Schlitz umfasst, einen Ringflansch, der innerhalb der Bohrung angeordnet ist, und eine Öffnung aufweist. Das chirurgische Gerät umfasst weiterhin ein chirurgisches Instrument mit einem Körper, der so ausgebildet ist, dass er in die Bohrung einsetzbar ist, einen Einrast-Mechanismus, der am Körper angebracht und so ausgebildet ist, dass er verriegelnd mit dem Ringflansch in Eingriff kommt, um das chirurgische Instrument am Handstück in axialer Richtung zu befestigen, und eine Zunge aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie mit der Öffnung in Eingriff kommt, um das chirurgische Instrument am Handstück in Umfangsrichtung zu befestigen.
Zusätzliche Ausführungsformen können wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen. Der Ringflansch kann proximal von einem proximalen Ende des Schlitzes des ausgesparten Bereiches angeordnet sein. Der Einrast-Mechanismus kann eine Einrasteinrichtung und ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil aufweisen, welches ausgebildet ist, um die Ein rasteinrichtung aus einer in Eingriff befindlichen Position, in welcher die Einrasteinrichtung mit dem Ringflansch in Eingriff ist, in eine außer Eingriff befindliche Position zu bewegen, in welcher die Einrasteinrichtung mit dem Ringflansch außer Eingriff kommt, wenn das Freigabeteil heruntergedrückt wird. Der Einrast-Mechanismus kann weiterhin einen auskragenden Arm aufweisen, der sich radial in einem Abstand von einer Außenfläche des Körpers befindet und an welchem das durch den Benutzer manipulierbare Freigabeteil angebracht ist. Ein federbeaufschlagter Schieber kann zwischen Einrasteinrichtung und dem durch den Benutzer manipulierbaren Freigabeteil gekoppelt sein. Weiterhin kann der Schlitz des ausgesparten Bereiches an seinem distalen Ende eine sich erweiternde Öffnung aufweisen.
In weiterer Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein ein chirurgisches Handstück mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende. An seinem distalen Ende ist das Handstück mit einer Bohrung, die so ausgebildet ist, dass sie einen Körper einer chirurgischen Vorrichtung aufnehmen kann, einem ausgesparten Bereich an der Außenfläche, der einen Schlitz für die Aufnahme eines durch den Benutzer manipulierbaren Freigabeknopfes des chirurgischen Apparates aufweist, einem Ringflansch, der innerhalb der Bohrung angeordnet und so ausgebildet ist, dass er verriegelnd mit einer Einrastklinken-Struktur der chirurgischen Vorrichtung in Eingriff bringbar ist, um die chirurgische Vorrichtung innerhalb der Bohrung in einer Richtung, die einer Längsachse der Bohrung entspricht, zu befestigen, und einer Öffnung versehen, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Zunge der chirurgischen Vorrichtung in Eingriff kommt, um die chirurgische Vorrichtung innerhalb der Bohrung in Umfangsrichtung zu befestigen.
Zusätzliche Ausführungsformen können wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen. Der Ringflansch kann in einer Position in der Bohrung angeordnet sein, die dem Schlitz des ausgesparten Bereiches entspricht, und eine Lücke aufweisen, die dem Schlitz entspricht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Ringflansch in einer Position in der Bohrung anzuordnen, die proximal zum Schlitz des ausgesparten Bereiches ist.
In weiterer Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein ein chirurgisches Instrument, welches einen Körper, der so ausgebildet ist, dass er in die Bohrung eines Handstückes einführbar ist, sowie einen Einrast-Mechanismus und eine Zunge aufweist. Der Einrast-Mechanismus weist eine Einrasteinrichtung und ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil auf. Das Freigabeteil ist so ausgebildet, dass es die Einrasteinrichtung radial zwischen einer ersten Position, in welcher die Einrasteinrichtung mit einer Fläche innerhalb des Bohrung des Handstückes in Eingriff ist, und einer zweiten Position bewegt, in welcher die Einrasteinrichtung mit einer Fläche innerhalb der Bohrung des Handstückes außer Eingriff ist, wenn der Freigabeknopf heruntergedrückt ist. Die Zunge erstreckt sich radial von einer Außenfläche des Körpers und ist distal zum Freigabeteil des Einrast-Mechanismus angeordnet.
Ausführungen können wenigstens eines der vorstehenden Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Hinsicht betrifft die Erfindung allgemein ein chirurgisches Instrument, welches einen Körper aufweist, der entlang einer Achse angeordnet ist. Der Körper ist so ausgebildet, dass er von einer Bohrung eines chirurgischen Handstückes aufgenommen werden kann. Wenigstens ein Teil des Körpers weist eine abgeschrägte vordere Fläche auf, die so ausgebildet ist, dass sie an einer Verriegelungsfläche vorbei innerhalb der Bohrung vorbewegt werden kann, wenn der Körper in die Bohrung eingeführt wird, und eine Eingriffsfläche, die quer in bezug auf die Achse des Körpers orientiert und so ausgebildet ist, dass sie mit der Verriegelungsfläche in Eingriff kommt, wenn der Körper vollständig in die Bohrung eingeführt ist. Das chirurgische Instrument weist auch einen Freigabe-Mechanismus zum Außereingriffbringen der Eingriffsfläche mit der Verriegelungsfläche, um ein Herausziehen des Körpers aus der Bohrung zu ermöglichen.
Ausführungsformen können wenigstens eines der vorstehend angeführten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Hinsicht wird eine chirurgische Einheit vorgeschlagen, die die vorstehend beschriebene Vorrichtung zusammen mit einem chirurgischen Handstück aufweist.
In einer anderen Hinsicht wird ein chirurgisches Instrument vorgeschlagen, welches die vorstehend beschriebene Vorrichtung aufweist und weiterhin versehen ist mit

– einem äußeren Element, das mit dem Körper verbunden ist und sich von diesem zu einer Gewebe aufnehmenden Öffnung an einem distalen Ende des äußeren Elementes erstreckt,
– einem inneren Element mit einem chirurgischen Werkzeug an einem distalen Ende desselben zum Schneiden von Gewebe, wobei das innere Element innerhalb des äußeren Elementes angeordnet und gegenüber diesem äußeren Element rotierbar ist, und
– einer Antriebswelle, die mit dem inneren Element verbunden ist, um das innere Element zu rotieren und
– einem chirurgischen Handstück.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein chirurgisches Element wie vorstehend beschrieben, in Form eines Bausatzes vorgeschlagen.
Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen einschließlich der Zeichnungen und aus den Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines chirurgischen Handstückes.
2 ist ein Blockdiagramm eines chirurgischen Systems einschließlich des Handstückes gemäß 1,
3A ist eine Seitenansicht eines chirurgischen Handstückes im Schnitt.
3B ist ein Teil der Schnittansicht gemäß 3A in größerem Maßstab. 4A ist eine perspektivische Ansicht von oben eines Magnetschaltelementes des Handstückes gemäß 1 in auseinandergezogener Anordnung der Teile.
4B ist eine perspektivische Ansicht von unten des Magnetschalterelementes der 4A. 4C ist eine Schnittansicht eines anderen Magnetschalterelementes.
4D ist eine Schnittansicht des Magnetschalterelementes gemäß 4A in hinuntergedrückter Position. 5A ist eine Draufsicht einer Leiterplatte des Handstückes gemäß 1.
5B ist eine Stirnansicht der Leiterplatte gemäß 5A.
6A ist eine perspektivische Ansicht eines chirurgischen Instrumentes, welches zur Anbringung am Handstück gemäß 1 ausgestaltet ist. 6B ist eine perspektivische Ansicht einer Nabe und Antriebswelle des chirurgischen Instrumentes gemäß 6A.
6C ist eine Seitenansicht der Nabe und der Antriebswelle gemäß 6B.
7A ist eine Seitenansicht im Schnitt entlang der Längsachse des Handstückes einer Verbindung zwischen dem Handstück gemäß 1 und der Nabe und der Antriebswelle gemäß den 6A bis 6C.
7B ist eine gegenüber der Längsachse des Handstückes versetzte Seitenansicht im Schnitt der Verbindung gemäß 7A.
8A bis 8D sind Funktionsdiagramme der Einrast-Mechanismen der Verbindung gemäß 7A.
9A ist eine Seitenansicht eines anderen Einrast-Mechanismus.
9B ist eine Draufsicht eines Endes eines Handstückes, welches für das Zusammenwirken mit dem Einrast-Mechanismus gemäß 9A ausgebildet ist.
9C ist eine Schnittansicht des Handstück-Endes gemäß 9B entlang dem Schnitt 9C-9C.
9D bis 9H sind Seitenansichten bzw. Draufsichten anderer Einrast-Mechanismen.
10A bis 10C sind perspektivische Ansichten bzw. Draufsichten eines anderen Einrast-Mechanismus.
11A und 11B sind perspektivische Ansichten eines anderen Einrast-Mechanismus.
12 ist eine Seitenansicht eines Adapters mit dem Einrast-Mechanismus gemäß den 6A bis 6C.
Gemäß den 1 und 2 ist ein mit einem Motor versehenes wiederverwendbares chirurgisches Handstück 100 (1) so ausgebildet, dass es mit einer Anzahl von unterschiedlichen chirurgischen Einmalinstrumenten (oder wiederverwendbaren Instrumenten) betrieben werden kann. Das Handstück hat eine allgemein zylindrische Form mit einem tropfenförmigen Querschnitt; es ist mit einem Gehäuse 105 aus nicht magnetischem Material wie beispielsweise Aluminium versehen. An seinem distalen Ende weist das Handstück eine zylindrische Bohrung 110 zum Anbringen eines chirurgischen Instrumentes auf. Innerhalb der Bohrung 110 befindet sich eine Antriebswelle 115, die mit einem Motor 120 verbunden ist, der innerhalb des Handstückes 100 angeordnet ist. Das Handstück ist mit Druckknopf-Schaltern 125, 130 und 135 versehen, die Signale zur Verwendung beim Steuern des Motors 120 erzeugen. Das Handstück 100 ist einschließlich der Druckknopf-Schalter 125, 130 und 135 voll autoklavierbar.
Das Handstück 100 wird in einem chirurgischen System 200 verwendet, welches das Handstück, eine Bedienungseinrichtung 205, ein chirurgisches Instrument 300 (oder einen Satz chirurgischer Instrumente) und eine Fußsteuerungs-Einrichtung 210 umfasst. Ein Prozessor 215, der innerhalb der Bedienungseinrichtung 205 angeordnet ist, steuert die Betriebsgeschwindigkeit und -richtung des Motors 120 des Handstückes 100. Dieses wiederum steuert die Betriebsgeschwindigkeit und -richtung des chirurgischen Instrumentes 300. Wenn beispielsweise das chirurgische Instrument 300 ein aktives Teil 305 aufweist (wie 5 beispielsweise eine Schneidklinge oder einen abtragenden Fräser), welches um die Längsachse 140 des Handstückes rotiert, steuert der Prozessor 215 Richtung und Geschwindigkeit, mit welcher das aktive Teil 305 rotiert.
Der Prozessor 215 steuert den Motor 210 in Abhängigkeit von Signalen von den Druckknopf-Schaltern 125, 130 und 135, der Bedienungseinrichtung 205 und der Fußsteuerungs-Einrichtung 210. Darüberhinaus erhalt, wie im folgenden erörtert, der Prozessor 215 vom Handstück 100 Informationen, die den Typ des chirurgischen Instrumentes, welches im Handstück angeordnet ist, angeben. Handstück 100 ist mit der Bedienungseinrichtung 205 über ein Kabel 145 verbunden, welches am proximalen Ende des Handstückes über ein Gewinde-Verbindungstück 146 angebracht ist.
Zusätzlich zum Prozessor 215 weist die Bedienungseinrichtung 205 einen Stromversorgungsschalter 220 auf, um das System zu aktivieren oder auszuschalten, sowie Knöpfe, um die Geschwindigkeit des Handstück-Motors 120 zu erhöhen (225) oder zu verringern (230). Für die Anzeige von Informationen ist die Bedienungseinrichtung mit einer sechzehnstelligen Leuchtanzeige 235 für diagnostische Angaben, digitale Anzeigen der Motorgeschwindigkeit (240) und des zulässigen Bereiches der Motorgeschwindigkeit (245, 250) und einer graphischen Balkenanzeige 255 der Motorgeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Bereiches versehen. Die Fußsteuerungs-Einrichtung 210 ist über ein Kabel 260 mit der Bedienungseinrichtung 205 verbunden und gibt der Bedienungsperson die Möglichkeit, zwischen Vorwärts-, Rückwärts- und Oszillationsbetriebsarten des Motors 120 des Handstückes 100 zu wählen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Fußsteuerungs-Einrichtung für die Steuerung der Position eines Betriebsteils des chirurgischen Instrumentes zu verwenden.
Gemäß den 3A und 3B sind die drei Druckknopf-Schalter 125, 130 und 135 an der Außenseite des Gehäuses 105 angebracht und physikalisch gegenüber der elektronischen Schaltungsanordnung, die den Schaltern zugeordnet ist, durch die Gehäusewandung isoliert. Diese Isolierung gibt eine Gewähr dafür, dass die Schalter keinen Leckstromweg zu den elektronischen Teilen verursachen und gibt dadurch eine Gewähr dafür, dass das Handstück 100 und die Schalter 125, 130 und 135 autoklavierbar sind. Hinzu kommt, dass keine besondere Dichtung erforderlich ist, um die Schalter gegenüber dem Schaltkreis zu isolieren. Die Schalter, die rund sind und die gleiche Größe aufweisen, sind nahe dem distalen Ende des Handstückes 100 in Form eines Dreieckes angeordnet. Weniger oder mehr Schalter (z. B. zwei oder vier Schalter) könnten auch verwendet werden, wobei die Schalter in anderer Form angeordnet sein könnten.
Wie bereits erörtert, bewirken die Schalter 125, 130 und 135 durch das Kabel 145 Signale zum Prozessor 215, der die Steuersignale verwendet, um den Motor 120 im Handstück 100 zu steuern. Die Funktionen der Schalter brauchen nicht ausdrücklich definiert zu werden und können mittels Programmieren des Prozessors 215 festgelegt werden. So kann beispielsweise Schalter 125 den Prozessor 215 veranlassen, den Motor so zu steuern, dass er Vorwärts- und Rückwärts-Betriebsarten sowie oszillierende Betriebsarten durchläuft, während der Schalter 130 den Prozessor veranlasst, den Motor durch einen kreisförmigen Bereich von Geschwindigkeiten laufen zu lassen, und Schalter 135 den Prozessor veranlasst, den Motor ein- oder auszuschalten.
Bei einer anderen Ausgestaltung veranlassen die Schalter den Prozessor, den Motor so zu steuern, dass er in einer Vorwärtsbetriebsart (Schalter 125), einer Rückwärtsbetriebsart (Schalter 130) oder einer oszillierenden Betriebsart (Schalter 135) arbeitet. Bei dieser anderen Ausgestaltung hat das Drücken eines der Schalter das Einschalten des Motors und das Arbeiten desselben in der entsprechenden Betriebsart zur Folge. Danach bewirkt das Drücken irgendeines der Schalter das Abstellen des Motors. Um beispielsweise von der Vorwärtsbetriebsart in die Rückwärtsbetriebsart umzuschalten, würde eine Bedienungsperson irgendeinen der drei Schalter drücken, um den Motor abzustellen, und danach den Schalter 130 drücken, um den Motor für die Rückwärtsbetriebsart anzustellen.
Jeder der Schalter 125, 130 und 135 kann auch mehrere Funktionen haben. So kann beispielsweise das schnelle Drücken eines Schalters den Motor veranlassen, zwischen Vorwärts- und Rückwärtsbetriebsart zu schalten, wohingegen kontinuierliches Pressen des Schalters den Motor veranlasst, in einer oszillierenden Betriebsart zu arbeiten. In gleicher Weise kann ein schnelles Drücken eines Schalters einen Motor einschalten, während ein kontinuierliches Drücken des Schalters die Geschwindigkeit des Motors allmählich steigert oder die Position eines Betriebsteiles des chirurgischen Instrumentes wie vorstehend erörtert, steuert.
Gemäß den 4A und 4B weist jeder der Schalter 125, 130 und 135 ein magnetisches Schaltelement 400 auf, welches mit einem Permanentmagneten 405 versehen ist, der von einem magnetisch weichen Material umgeben ist. Das magnetisch weiche Material absorbiert das magnetische Feld, das durch Magnet 405 erzeugt wird, um den Magneten zu shunten, um zu verhindern, dass das magnetische Feld den Schaltkreis im Handstück betätigt, bis der Schalter durch den Benutzer gedrückt ist, wobei dies geschieht, ohne dass es im Laufe der Zeit magnetisiert wird.
Jeder der Schalter 125, 130 und 135 weist eine Gummiabdeckung 150 auf, die über dem magnetischen Schaltelement 400 angeordnet ist. Die Gummiabdeckungen 150 sind in einer Folie aus Silikonkautschuk 155 eingeformt, welches am Gehäuse 150 des Handstückes 100 durch eine Metallabdeckung 160 befestigt ist. Der Permanentmagnet 405 jedes magnetischen Schaltelementes 400 ist an einer Schalterabdeckung 410 befestigt und innerhalb einer zylindrischen Öffnung 415 eines Schaltknopfes 420 positioniert. Die Schalterabdeckung 410 dient als Betätiger für den Schalter. Eine Feder 425 beaufschlagt die Schalterabdeckung 410 weg vom Schalterboden 420, wobei die Gummiabdeckung 150 das Schaltelement 400 als eine einzige Einheit zusammenhält. Bei einer anderen in 4C dargestellten Anordnung sind Schalterabdeckung 410 und Schalterboden 420 mechanisch verriegelt, so dass die Gummiabdeckung 150 keine Bedeutung bezüglich des Zusammenhaltens des Schaltelementes 400 zu einer einzigen Einheit hat. Schalterabdeckung 410, Schalterboden 420 und Feder 425 sind aus magnetisch weichem Material hergestellt, beispielsweise aus magnetisch weichem rostfreiem 10 Stahl Carpenter 430F mit Solenoid-Qualität. Andere magnetisch weiche Materialien wie magnetisch weiches Eisen können ebenfalls verwendet werden; jedoch wird magnetisch weicher rostfreier Stahl wegen seiner Korrosionsbeständigkeit verwendet.
Die magnetischen Schaltelemente 400 sind so positioniert und ausgebildet, dass sie mit entsprechenden Hall-Magnetfeldsensoren zusammenwirken, die körperlich gegenüber den Schaltelementen isoliert sind. Jedes magnetische Schaltelement 400 ist in einer Ausnehmung 165 des Gehäuses, 105 angeordnet. Insbesondere ist jedes magnetische Schaltelement 400 auf einem ausgenommenen Fach 170 angeordnet, welches so dimensioniert ist, dass es den Schalterboden 420 aufnimmt und über einer Vertiefung 175 im Gehäuse liegt. Die Vertiefung 175 hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Öffnung 415 des Schalterbodens 420, wobei der Boden- der Vertiefung 175 geschlossen ist. So ist beispielsweise am Boden der Vertiefung 175 entsprechend dem Schalter 135 eine Wandung 180 des Gehäuses 105, welche das magnetische Schaltelement 400 körperlich gegenüber einem Hall-Magnetfeldsensor 500 isoliert, der dem Schalter 135 entspricht. Diese körperliche Isolierung stellt eine Sperre gegen jeden potentiellen Leckweg durch den Schalter 135 dar. Aufgrund der Tatsache jedoch, dass das Gehäuse 105 aus Aluminium, einem nicht-magnetischen Material besteht, ist das magnetische Schaltelement 400 gegenüber dem Hall-Magnetfeldsensor 500 magnetisch nicht isoliert.
Wenn der Schalter 135 nicht heruntergedrückt wird, ist der Permanentmagnet 405 innerhalb eines Raumes angeordnet, der durch die Schalterabdeckung 410 und den Schalterboden 420 begrenzt ist. Wie vorstehend erwähnt, absorbieren diese Elemente das durch den Permanentmagneten 405 erzeugte Magnetfeld. 5 Wenn der Permanentmagnet 405 innerhalb des durch die Schalterabdeckung 410 und den Schalterboden 420 definierten Raumes angeordnet ist, vervollständigen diese Elemente zusammen mit der Feder. 425 einen Magnetkreis, welcher verhindert, dass ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes (wenn nicht sogar das gesamte Magnetfeld), welches durch den Permanentmagneten 405 erzeugt wird, den Hall-Magnetfeldsensor 500 erreicht. D. h., dass das Magnetfeld vom Hall-Magnetfeldsensor entkoppelt ist.
Gemäß der Darstellung in 4D hat ein Drücken des Schalters 135 zur Folge, dass ein Teil des Magnets 405 sich über den Schalterboden 420 in die Vertiefung 175 hinein erstreckt. Wie oben erwähnt, ist das Gehäuse 105 des Handstückes 100 aus Aluminium hergestellt, einem Material, welches das Magnetfeld nicht absorbiert und den Magneten 450 nicht shunted. Somit hat ein Drücken des Schalters 135 zur Folge, dass ein Teil des Magneten 405 aus einer geshunted Position in eine relativ nicht-geshunted Position bewegt wird. Wenn der Magnet 405 in der nicht-geshunted Position ist, wird das durch den Magneten 405 erzeugte Magnetfeld mit dem Hall-Magnetfeldsensor gekoppelt und von diesem festgestellt. Ähnliche Ergebnisse könnten erreicht werden, wenn das Gehäuse 105 aus einem anderen nichtmagnetischen Material wie Kunststoff oder austenitischem nicht-magnetischem rostfreiem Stahl hergestellt wäre.
Der Hall-Magnetfeldsensor 500 spricht auf das Magnetfeld an, indem er ein Signal zur Bedienungseinrichtung 205 entlang einem Multiplex-Bus im Kabel 110 sendet. Der Hall-Magnetfeldsensor 500 ist ein A 3054 SU Hall-Magnetfeldsensor von Allegro Microsystems, Inc. in Worcester, Mass. Der Sensor weist einen hochauflösenden bipolaren Hall-Effektschaltkreis auf, welcher Breitband-CMOS-Logik-Stufen ansteuert. Die Logik-Stufen dekodieren serielle Adressenimpulse, die vom Prozessor 215 auf dem Multiplex-Bus gesendet werden und erzeugen eine Antwort, wenn eine geeignete Adresse erhalten wird. Diese Antwort gibt an, ob der Hall-Magnetfeldsensor ein Magnetfeld festgestellt hat. Der Prozessor 215 spricht auf das Signal vom Hall-Magnetfeldsensor 500 an, indem er den Motor entsprechend der Funktion des Schalters 135 steuert. Der Allegro-Sensor ist auch mit einem Eingang versehen, der den Anschluss eines mechanischen Schalters ermöglicht. Somit könnte, falls gewünscht, ein mechanischer Schalter an dem magnetischen Schaltelement 400 zum Zwecke der Redundanz oder als Sicherheitsmaßnahme oder anstelle des magnetischen Schaltelementes 400 angeschlossen sein. Allerdings würde eine solche Anordnung wahrscheinlich die Bildung eines körperlichen Durchgangs durch das Gehäuse 105 erfordern. Andere magnetische Sensoren wie beispielsweise Hall-Magnetfeldsensoren von anderen Herstellern oder Reedschalter könnten ebenfalls verwendet werden.
Der Schalter 135 hat einen Hub in der Größenordnung von 0,06 inches (d. h., dass der Magnet 405 bei gedrücktem Schalter 135 0,06 näher am Hall-Magnetfeldsensor 500 ist als bei nicht gedrücktem Schalter 135). Somit ist der körperliche Abstand zwischen dem Magneten 405 und dem Hall-Magnetfeldsensor 500 von geringer Bedeutung bezüglich der Frage, ob der Hall-Magnetfeldsensor 500 das durch den Magneten 405 erzeugte magnetische Feld feststellt. Vielmehr ist von Bedeutung, ob der Magnet 405 sich über den Schalterboden 420 hinaus erstreckt, so dass der Magnet 405 nicht länger geshunted ist und das Magnetfeld die Möglichkeit hat, den Hall-Magnetfeldsensor 500 zu erreichen. Der Magnet 405 ist während des ersten Drittels des Hubes des Schalters 135 geshunted und erstreckt sich während der zweiten zwei Drittel des Hubes über den Schalterboden 420 hinaus.
Gemäß den 5A und 5B ist der Hall-Magnetfeldsensor 500 an einer Leiterplatte 505 angebracht, die in einem Kanal 185 im Gehäuse des Handstückes 100 angeordnet ist. Die Leiterplatte 505 ist flach, 15 mils dick und nur geringfügig flexibel. Der Hall-Magnetfeldsensor 500 ist innerhalb eines Ausschnittes in der Leiterplatte 505 angeordnet und mit der Leiterplatte durch Anschlussdrähte 510 verbunden, die an einem Paar Leiterbahnen 515 angelötet sind, welche den Bus definieren, der den Hall-Magnetfeldsensor 400 elektrisch mit der Bedienungseinrichtung 205 verbindet. Mit den Leiterbahnen 515 verbundene Drähte 520 übertragen Signale von und zu der Bedienungseinrichtung 205.
Hall-Magnetfeldsensoren 525 und 530, die den Schaltern 125 bzw. 130 entsprechen, sind in Ausschnitten in der Seite der Leiterplatte 505 und unter den Schaltern 125 und 130 angeordnet. Die Sensoren 525, 530 sind gegenüber der Leiterplatte 505 abgewinkelt, um sich an den bogenförmigen Verlauf des Handstückes 100 anzupassen und über Anschlussdrähte 510 verbunden, die an den Leiterbahnen angelötet sind.
Ein zusätzliches Paar Hall-Magnetfeldsensoren 535 ist nahe der Bohrung 110 angeordnet und spricht auf Magnete in den chirurgischen Instrumenten an, um den Instrumententyp zu identifizieren, der in dem Handstück 10 eingesetzt ist. Die Sensoren 535 sind in gleicher Weise abgewinkelt angeordnet und verbunden wie die Sensoren 525 und 530. Die Hall-Magnetfeldsensoren 535 stellen fest, ob Magnete in jeder der beiden Kammern innerhalb eines chirurgischen Instrumentes vorhanden sind und geben diese Informationen an den Prozessor 215. Unter Benutzung dieser Informationen identifiziert der Prozessor 215 einen Instrumententyp, zu welchem das Instrument gehört, und benutzt den Instrumententyp, um die nachfolgende Verarbeitung durchzuführen. So kann beispielsweise der Prozessor 215 den Instrumententyp benutzen, um den erlaubten Bereich der Betriebsgeschwindigkeiten für das Instrument festzulegen. Durch die Verwendung von zwei Hall-Magnetfeldsensoren 535 können bis zu vier unterschiedliche Instrumententypen (d. h., keine Magnete, ein Magnet in einer der Kammern, ein Magnet in der anderen Kammer, Magnete in beiden Kammern) codiert werden. Zusätzliche Hall-Magnetfeldsensoren 535 und entsprechende Magnetkammern könnten verwendet werden, um eine große Anzahl von Instrumententypen zu codieren (z. B. könnten vier Hall-Magnetfeldsensoren 535 sechzehn Instrumententypen codieren). Techniken zum Codieren von Instrumententypen sind in den US-Patenten Nos. 4.705.038 und Re 34,556 mit dem Titel "Surgical System for Power Instrument" beschrieben, deren Offenbarungsgehalt in diese Anmeldung mit einbezogen wird.
Die Leiterplatte 505 weist auch einen Fortsatz 540 auf, der das Einführen der Leiterplatte 505 in den Kanal 185 erleichtert.
Gemäß den 6A bis 6C ist ein chirurgisches Einmalinstrument 300, welches mit dem vorstehend erörterten chirurgischen Handstück verwendet wird, mit einem federnden Einrast-Mechanismus 310 versehen und so ausgebildet, dass es in das Handstück 110 einführbar ist, ohne dass der Einrast-Mechanismus 310 oder irgendein anderer Einrast-Mechanismus am Handstück manipuliert wird. Der Einrast-Mechanismus 310 weist einen einseitig befestigten federnden Arm 315 auf, der sich in einem radialen Abstand von einer äußeren Fläche einer Nabe 320 des Instrumentes 300 befindet. Ein durch den Benutzer manipulierbarer Freigabeknopf 325 ist an dem einseitig befestigten Arm angebracht, wobei abgeschrägte Klinken 330 an jeder Seite des Freigabeknopfes 325 angeordnet sind. Jede der Klinken 330 ist mit einer vorderen abgeschrägten Flanke 335 und mit einer zurückgeschnittenen hinteren Flanke 340 versehen.
Die Nabe 320 ist aus einem einzigen Stück eines spritzgießgeformten Kunststoff hergestellt, an welchem ein Ringelement 342 angebracht ist, welches den einseitig befestigten Arm 315 so trägt, dass der Arm 315 sich proximal und nahe der äußeren Oberfläche der Nabe 320 erstreckt. Das Ringelement 342 ist an dem distalen Ende der Nabe 320 durch einen Schnappsitz angebracht. Bei anderen Anordnungen könnte das Ringelement in die Nabe integriert sein oder am proximalen Ende der Nabe befestigt sein. Wenn das Ringelement am proximalen Ende der Nabe befestigt ist, ist die Orientierung der Klinken 330 relativ zum elastisch verformbaren Arm 315 umgekehrt, so dass die Klinken 330 weiterhin abgeschrägte vordere Flanken und zurückgeschnittene hintere Flanken haben.
Gemäß den 1, 3A, 7A und 7B ist die Bohrung 110 des Handstückes 100 so ausgebildet, dass sie mit dem Einrast-Mechanismus 310 des chirurgischen Instrumentes 300 in Eingriff kommt. Zu diesem Zweck ist die äußere Oberfläche des distalen Endes des Handstückes mit einem ausgenommenen Teil 600 mit einem Schlitz 605 zum Einführen des Freigabeknopfes 325 des chirurgischen Instrumentes versehen, wenn die Nabe 320 in die Bohrung 110 eingeführt wird. Der ausgenommene Teil dient der besseren Handhabung und trägt dazu bei, jede Möglichkeit auszuschließen, dass ein im Handstück angeordnetes chirurgisches Instrument unbeabsichtigterweise freigegeben wird.
Ein innerhalb der Bohrung 10 angeordneter Ringflansch 610 kommt mit den abgeschrägten Klinken des chirurgischen Instrumentes in Eingriff, um das Instrument axial am Handgriff zu sichern. Der Ringflansch 610 hat eine abgeschrägte vordere Flanke 615 und eine zurückgechnittene hintere Flanke 620. Mit Ausnahme des Bereiches, der durch den Schlitz 605 definiert wird, erstreckt sich der Ringflansch um den gesamten inneren Durchmesser der Bohrung 110. Jedoch könnte ein Teilflansch ebenfalls verwendet werden. Tatsächlich besteht die einzige funktionale Begrenzung bezüglich des Flansches darin, dass er mit dem Einrast-Mechanismus 310 in Eingriff kommt. Als solcher braucht der Ringflansch 610 keine abgeschrägte vordere Flanke oder rechtwinklige hintere Flanke aufzuweisen und könnte beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben. Weiterhin könnte, falls starker Verschleiß eine Rolle spielen sollte, der Ringflansch 108 auch mit einer Stahleinlage hergestellt sein.
Ein Führungsschlitz 625 wirkt mit einer Zunge 345 zusammen, die von der Nabe 320 des chirurgischen Instrumentes vorsteht, um das chirurgische Instrument radial am Handstück festzulegen und eine Rotation des chirurgischen Instrumentes durch das durch den Motor 120 aufgebrachte Drehmoment zu verhindern. Wie dargestellt, erstreckt sich der Führungsschlitz 625 nur durch einen Teil der radialen Ausdehnung des Handstückes und ist so ausgebildet, dass er eine gleich große Zunge aufnimmt. Die Dimensionen des Führungsschlitzes und der Zunge können variiert werden, um die Verwendung bestimmter chirurgischer Instrumente in Verbindung mit bestimmten Handstücken zu verhindern. So könnte beispielsweise ein anderes Handstück einen Führungsschlitz aufweisen, der sich vollständig durch die radiale Dimension erstreckt. Chirurgische Instrumente, die so ausgebildet sein, dass sie nur mit dem anderen Handstück verwendbar sind, könnten mit einer Zunge versehen sein, die in radialer Richtung länger ist als der Führungsschlitz des vorliegenden Handstückes, so dass diese Instrumente am vorliegenden Handstück nicht anbringbar wären. Diese Anordnung würde jedoch die Anbringung von chirurgischen Instrumenten, die an dem vorliegenden Handstück anbringbar sind, am anderen Handstück ermöglichen.
Die Zunge 345 ist an der Nabe 320 gegenüber dem Einrast-Mechanismus 310 und distal zum Freigabeknopf 325 angeordnet. Demzufolge würde ein radiales Ausrichten der Zunge 345 zum Führungsschlitz 625 beim Einführen des chirurgischen Instrumentes 300 in das Handstück 100 gewährleistet sein durch das Ausrichten des Freigabeknopfes 325 zum Schlitz 605.
Gemäß den 8A bis 8D gibt der Einrast-Mechanismus 310 des chirurgischen Instrumentes 300 der Bedienungsperson die Möglichkeit, das chirurgische Instrument 300 fest mit dem Handstück 100 lediglich durch Einführen der Nabe 320 in die Bohrung 110 des Handstückes 100 in Eingriff zu bringen. Die Nabe wird so eingeführt, dass der Freigabeknopf 53 zum Schlitz 605 ausgerichtet ist, welcher sich konisch erweitert, um das Ausrichten zu erleichtern (1). Beim Einführen der Nabe kommen die abgeschrägten vorderen Flanken 335 der abgeschrägten Klinken 330 mit der abgeschrägten vorderen Flanke 615 des Ringflansches 610 in Eingriff (8A). Eine zusätzliche Einführkraft hat zur Folge, dass der federnde Arm 315 sich biegt, wenn die abgeschrägten vorderen Flanken sich aneinander vorbeibewegen (8B). Schließlich passieren die hinteren Flanken 340 der abgeschrägten Klinken 330 die hintere Flanke 620 des Ringflansches 610 (8C). An diesem Punkt nimmt der federnde Arm 315 wieder seine normale ungebogene Orientierung ein und die abgeschrägten Klinken 330 schnappen mit ihren hinteren Flanken gegen die hintere Flanke des Ringflansches 610 in ihre Position (8D). Da die hinteren Flanken sowohl des Ringflansches 610 als auch der abgeschrägten Klinken 330 zurückgeschnitten sind, bewegt sich die Nabe 320 geringfügig in Richtung auf das distale Ende des Handstückes 10, wenn die Klinken in ihre Position schnappen.
Gemäß den 6A bis 6C weist das chirurgische Instrument 300 eine Antriebswelle 350 auf, die in der Nabe 130 eingesetzt ist. Die Antriebswelle 350 weist einen Fortsatz 355 auf, der mit der federbeaufschlagten abgedichteten Antriebswelle 115 des Handstückes 100 in Eingriff kommt. Wenn das chirurgische Instrument 300 im Handstück 100 positioniert ist, bewirkt eine Rotation der Antriebswelle 115 eine Rotation der Antriebswelle 350. Techniken zum Abdichten der Antriebswelle 115 sind im US-Patent Nr. 5.113.729 mit dem Titel "Motor Driven Hand Piece for a Surgical Tool" offenbart, dessen Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen wird.
Um das Ausrichten des Fortsatzes 355 mit der Antriebswelle 115 zu erleichtern, ist der Fortsatz 355 mit einer Bohrspitzen-Ausgestaltung 357 mit schrägen, abgewinkelten Kanten an seinem proximalen Ende versehen. Wenn der Fortsatz 355 beim Einführen des chirurgischen Instrumentes in das Handstück nicht zur Antriebswelle 115 ausgerichtet ist, kommt die Bohrspitzen-Ausgestaltung 357 mit der Antriebswelle 115 in Eingriff und bewirkt eine Rotation des Fortsatzes 355 (zusammen mit der Antriebswelle 350), bis Fortsatz und Antriebswelle richtig zueinander ausgerichtet sind.
Die Federbeaufschlagung der Antriebswelle 115 bewirkt eine distal gerichtete Kraft gegen die Nabe 320 durch die Antriebswelle 350. Diese Kraft dient dazu, das chirurgische Instrument 300 in der Bohrung 110 zu halten. Eine zusätzliche Haltekraft wird durch eine elastisch nachgiebige Gummidichtung 365 bewirkt, welche an der Nabe 320 durch ein Paar Zungen 367 befestigt ist und eine flüssigkeitsdichte Abdichtung mit den Wandungen der Bohrung 10 bewirkt.
Wenn die abgeschrägten Klinken 330 mit der hinteren Flanke des Ringflansches 610 in Eingriff sind, wird die Feder 190 der Antriebswelle 115 zusammengedrückt, wobei sie über die Antriebswelle 350 und die Nabe 320 eine Kraft gegen die abgeschrägten Klinken 330 ausübt. Diese Kraft hält die abgeschrägten Klinken 330 in der Anlage am Ringflansch 610. Da die hinteren Flanken sowohl des Ringflansches 610 als auch der abgeschrägten Klinken 330 zurückgeschnitten sind, muss die durch die Feder 190 ausgeübte Kraft überwunden werden, bevor die Klinken 300 mit dem Flansch 610 außer Eingriff gebracht werden können.
Zusätzlich zu der Tatsache, dass er das Zustandekommen des Eingriffs zwischen Handstück 100 und chirurgischem Instrument 300 erleichtert, gibt der Einrast-Mechanismus 310 der Bedienungsperson die Möglichkeit, das Instrument 300 durch einfaches Drücken des Freigabeknopfes 325 freizugeben, ohne dass ein Manipulieren des Handstückes 100 oder weiteres Manipulieren des chirurgischen Instrumentes 300 erforderlich wäre. Wenn der Freigabeknopf gedrückt wird, werden die rückseitigen Flanken der abgeschrägten Klinken 330 entlang der rückseitigen Flanke des Ringflansches 610 bewegt, bis die rückseitigen Flanken außer Berührung mit dem Ringflansch kommen (8C). An diesem Punkt drückt die Feder 190 der Antriebswelle 115 das chirurgische Instrument 300 weg vom proximalen Ende des Handstückes 100, bis die Feder 190 nicht länger zusammengedrückt ist.
Die Nabe weist ein Paar sich radial erstreckender Kammern 360 (7B) auf, in denen Magnete 362 eingebettet sein können. Wie vorstehend erörtert, wirken die Magneten 365 mit Hall-35 Magnetfeldsensoren 535 zusammen, um den Instrumententyp des chirurgischen Instrumentes 300 zu identifizieren. Jede Kammer ist von einer Kunststoffkappe 364 abgedeckt. Techniken zum Einbetten der Magneten sind in der Anmeldung Ser. No. 08/538.298 mit dem Titel "Surgical Instrument with Embedded Coding Element" beschrieben, die am 2. Oktober 1995 angemeldet wurde und deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen wird.
Chirurgische Instrumente können zur Durchführung unterschiedlicher chirurgische Operationen ausgebildet sein. Zahlreiche Beispiele von chirurgischen Instrumenten sind beispielsweise in US-Patent Nr. 4.203.444 mit dem Titel "Surgical Instrument Suited for Closed Surgery", US-Patent Nr. 4.274.414 mit dem Titel "Meniscal Cutter (Surgical Instrument)", US-Patent Nr. 4.522.206 mit dem Titel "Surgical Instrument", US-Patent Nr. 4.662.371 mit dem Titel "Surgical Instrument", US-Patent Nr. 4.834.729 mit dem Titel "Arthroscopic Surgical Instrument", US-Patent Nr. 4.842.578 mit dem Titel "Surgical Instrument for Arthroscopic Arthroplasty", US-Patent Nr. 4.983.179 mit dem Titel "Arthroscopic Surgical Instrument", US-Patent Nr. 5.152.744 mit dem Titel "Surgical Instrument", US-Patent Nr. 5.320.635 mit dem Titel "Surgical Device" und US-Patent Nr. 5.322.505 mit dem Titel "Surgical Instrument" offenbart, deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen wird. Zusätzliche Instrumente werden in US-Anmeldung Ser. No. 08/319.057 mit dem Titel "Surgical Instrument", die am 23. September 1994 angemeldet wurde, US-Anmeldung Ser. No. 08/425.719 mit dem Titel "Curved Surgical Instrument with Segmented Inner Member", die am 20. April 1995 angemeldet wurde, US-Anmeldung Ser. No. 08/388.992 mit dem Titel "Surgical Instrument", die am 15. Februar 1995 angemeldet wurde, und US-Anmeldung Ser. No. 08/200.662 mit dem Titel "Surgical Instrument", die am 23. Februar 1994 angemeldet wurde, beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungen wird in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das chirurgische 35 Instrument 300 ein Schneidinstrument, welches eine feste Nabe 320, an welcher ein hohles äußeres Rohr 370 angebracht ist, und eine rotierbare Antriebswelle 350 aufweist, an der ein hohles inneres Rohr 375 angebracht ist. Öffnungen an den distalen Enden der Rohre 370 und 375 haben scharfe Kanten und führen einen Schneidvorgang aus, wenn das innere Rohr 375 innerhalb des äußeren Rohres 370 rotiert wird. Während Nabe 320 und Antriebswelle 350 aus spritzgießgeformtem Kunststoff bestehen, sind die Rohre 370 und 375 aus rostfreiem Stahl hergestellt, um das Instrument ohne weiteres entsorgen zu können. Wenn das Instrument mehrfach benutzt werden soll, können andere Materialien verwendet werden.
Gemäß den 3A, 3B, 7A und 7B weist die Antriebswelle 350 eine Öffnung 380 auf, welche es ermöglicht, dass Material, welches durch das innere Rohr abgesaugt wird, in einen Saugkanal 630 des Handstückes 100 gelangt. Das Handstück 100 weist weiterhin einen Griff 635 auf, der ein Ventil 640 steuert und dadurch den Fluss durch den Saugkanal 630 steuert. Der Griff 635 ist am Boden des Handstückes nahe dem distalen Ende des Handstückes angeordnet und rotiert um eine Achse 645, die senkrecht zur Längsachse 140 des Handstückes verläuft. Diese Orientierung erlaubt eine einhändige Fingersteuerung der Strömung durch den Saugkanal 630 durch eine das Handstück 100 haltende Person. Der Saugkanal 630 endet an einem Saugeinsteckrohr 650 am proximalen Ende des Handstückes. Bei Benutzung ist das Saugeinsteckrohr 650 mit einer Saugquelle (nicht dargestellt) verbunden.
Drei gerändelte Bänder 655 definieren Bögen um den Umfang des Handstückes 10. Diese Bänder bewirken ein leichtes Ergreifen und werden durch Aufrauhen der äußeren Oberfläche des Handstückes hergestellt.
Es werden auch andere Ausführungen in Betracht gezogen. So ist, wie in 9A dargestellt, ein anderer Einrastmechanismus 900 mit einem Freigabeknopf 905 versehen, welcher sich in einem axialen Abstand von einer abgeschrägten Klinke 910 befindet. Aufgrund der axialen Versetzung muss relativ mehr Kraft auf den Freigabeknopf 905 zur Einwirkung kommen, um die abgeschrägte Klinke 910 zu bewegen, als beim Freigabeknopf 325 erforderlich ist, um die abgeschrägte Klinke 330 radial vom Flansch 610 wegzubewegen. Um das Aufbringen der zusätzlichen Kraft zu erleichtern, ist der Freigabeknopf 905 üblicherweise mit einem größeren Oberflächenbereich versehen als der Freigabeknopf 325. Der axiale Versatz des Freigabeknopfes 905 relativ zur abgeschrägten Klinke 910 gibt die Möglichkeit, den Flansch 610 proximal gegenüber dem Schlitz 605 zu verschieben, was erreicht werden kann, indem der Schlitz verkürzt, der Flansch verschoben oder eine Kombination von beiden angewendet wird. Ein Verschieben des Flansches relativ zum Schlitz beseitigt die durch den Schlitz bewirkte Unterbrechung im Flansch, wohingegen ein Verschieben der Klinke relativ zum Freigabeknopf die durch den Freigabeknopf bewirkte Unterbrechung in der Klinke beseitigt. Dies gibt die Möglichkeit, dass Klinke und Flansch entlang kontinuierlicher Flächen miteinander in Eingriff kommen.
Gemäß den Darstellungen in den 9B und 9C ist das Handstück 915, welches mit dem Einrast-Mechanismus 900 verwendbar ist, gleich dem vorstehend beschriebenen Handstück 100 mit der Ausnahme, dass der Flansch 920 des Handstückes 915 weiter vom distalen Ende des Handstückes positioniert ist als der Flansch 610 des Handstückes 100. Bei dieser Ausgestaltung ist der Flansch 920 proximal zum Schlitz 605 innerhalb der Bohrung 110 angeordnet, wobei er den Schlitz 605 nicht mehr schneidet. Demzufolge ist der Flansch 920 ununterbrochen und bildet einen kontinuierlichen Ring um das Innere der Bohrung 110. Gleiche Ergebnisse können erzielt werden, indem die Position des Flansches innerhalb der Bohrung beibehalten und der Schlitz 605 gekürzt wird.
Der Einrast-Mechanismus 310 kann auch in anderer Weise geändert werden. So zeigt beispielsweise 9D einen anderen Einrast-Mechanismus 926 mit einem Freigabeknopf 930 und einer Klinke 935, die einen quadratischen Querschnitt aufweist. Die 9E und 9F zeigen einen Einrast-Mechanismus 940, der einen Freigabeknopf 945 und eine abgeschrägte Klinke 950 aufweist. Zusätzlich zur abgeschrägten vorderen Fläche 955 ist die Klinke 950 mit einer vorderen Kante 960 versehen, die sich in Längsrichtung zu einem Punkt 965 verjüngt. In gleicher Weise weist eine in den 9G und 9H dargestellte Klinke 970 einen Freigabeknopf 975 und eine Klinke 980 auf, welche eine abgeschrägte vordere Fläche 985 und eine bogenförmige vordere Kante 990 aufweist.
Gemäß den 10A bis 10C weist ein anderer Einrast-Mechanismus eine Zunge 1000 und eine Zunge 1005 auf. Die Zunge 1000 ist an einer Nabe 1010 eines chirurgischen Instrumentes 1015 angebracht. Die Zunge 1005 ist an der proximalen Seite einer federbeaufschlagten Platte 1002 angebracht, die am distalen Ende der Nabe 1010 angeordnet ist. Die Zungen: 1000 und 1005 sind so angeordnet, dass sie einen Bogen in der Größenordnung von 170° um den Umfang der Nabe 1010 definieren. Beim Einsetzen wird die Nabe 1010 in die Bohrung 110 des Handstückes eingeführt, wobei die Zunge 1000 zum Schlitz 605 ausgerichtet ist. Die Nabe wird eingeführt, bis die Zunge 1000 durch die Lücke im Flansch 610 hindurchgeht, die durch den Schlitz 605 geformt wird. An diesem Punkt wird die Platte 1020 gegen das distale Ende des Handstückes 100 gedrückt, so dass eine Feder 1025 zusammengedrückt wird, und, da die Zungen 1000 und 1005 einen Bogen von 170° definieren, während die Schlitze 610 und 626 des Handstückes um 180° gegeneinander versetzt sind, die Zunge 1005 nicht mit dem Schlitz 625 fluchtet. Sobald die Zunge 1000 von der Lücke freikommt, wird die Nabe 1010 gedreht, bis die Zunge 1005 mit dem Schlitz 625 fluchtet und einschnappt, um die Nabe 1010 innerhalb der Bohrung zu verriegeln. Das Instrument wird aus der Bohrung herausgenommen, indem die Platte 1020 vom Handstück 100 weggezogen wird, bis die Zunge 1005 außerhalb des Schlitzes 625 ist, und die Nabe 1010 gedreht wird, bis die Zunge 1000 mit der Lücke im Flansch 610 fluchtet.
Gemäß den 11A und 11B kann der Einrast-Mechanismus auch 35 mit einem federbeaufschlagten Schieber 1100 versehen sein, der in einer Einziehung 1105 in der Nabe 1110 des chirurgischen Instrumentes angeordnet ist. Eine Feder 1115 könnte als getrenntes Teil ausgebildet oder mit dem Schieber 1100 geformt sein.
Gemäß 12 kann der Einrast-Mechanismus 310 auch in einen Adapter 1200 zum Verbinden einer Wabe eines chirurgischen Instrumentes mit einem Handstück eingegliedert sein. Der Adapter 1200 weist ein proximales Ende 1205 auf, welches in die Bohrung 110 des Handstückes einsetzbar ist, und ein distales Ende 1210, das so ausgebildet ist, dass es an der Nabe eines chirurgischen Instrumentes anbringbar ist.
Andere Ausführungen liegen innerhalb des Bereiches der folgenden Ansprüche.

Claims

Vorrichtung mit einem Körper, der so ausgebildet ist, dass er in die Bohrung (110) eines chirurgischen Handstückes (100) einführbar ist und einer Einrasteinrichtung (310) mit einem federnden Element (315), das mit dem Körper verbunden ist und eine Einrastklinken-Struktur (330) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie mit einer Fläche (620) des chirurgischen Handstückes (100) innerhalb der Bohrung (110) verriegelnd in Eingriff bringbar ist, wobei das federnde Element einen einseitig befestigten Arm (315) umfasst und die Einrasteinrichtung (310) weiterhin ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil (325) aufweist, welches an dem einseitig befestigten Arm (315) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der einseitig befestigte Arm (315) so ausgebildet ist, dass er während des Einführens in die Bohrung (110) des Handstückes (100) radial ausgelenkt, wird und aus der radialen Auslenkung sich zurückbewegt, damit die Einrastklinken-Struktur (330) verriegelnd mit der Fläche (620) des chirurgischen Handstückes (100) innerhalb der Bohrung (110) in Eingriff kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das federnde Element (315) so ausgebildet ist, dass es unter der Einwirkung von Druck auf das Freigabeteil (325) radial ausgelenkt wird, um die Einrastklinken-Struktur (330) mit der Fläche (620) des chirurgischen Handstückes (100) innerhalb der Bohrung außer Eingriff zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrastklinken-Struktur (330) nahe dem Freigabeteil angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Einrastklinken-Struktur (330) von dem Freigabeteil in einem Abstand entlang der Längsachse des Körpers angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Körper ein proximales Ende zwecks Einführung in die Bohrung (110) aufweist und die Einrastklinken-Struktur (330) versehen ist mit einer vorderen Flanke (335), die in einer Richtung vom proximalen Ende des Körpers in Richtung auf ein distales Ende des Körpers abgeschrägt ist, und einer Verriegelungsfläche (340), die quer zu einer Längsachse des Körpers orientiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Verriegelungsfläche (340) eine hintere Flanke an einem distalen Ende der Einrastklinken-Struktur (330) umfasst und die hintere Flanke in Richtung auf das distale Ende des Körpers in einer radialen Richtung von diesem Körper abgewinkelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Körper weiterhin eine Zunge (345) aufweist, die sich radial von einer äußeren Fläche desselben erstreckt und so angeordnet ist, dass sie mit einer Öffnung (625) im Handstück in Eingriff bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Zunge (345) distal zum Freigabeteil (325) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Körper aus einem einzigen Stück aus spritzgießgeformtem Kunststoff hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die weiterhin eine Ringstruktur (342) aufweist, welche den einseitig befestigten Arm (315) trägt und am Körper so befestigt ist, dass der Arm (315) sich proximal zum und nahe einer äußeren Fläche des Körper(s) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die Ringstruktur (342) mittels eines Schnappsitzes mit dem distalen Ende des Körpers verbunden ist.
Nabe (320) eines chirurgischen Instrumentes (300), die die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 aufweist und ferner versehen ist mit einem äußeren Element (370), das mit dem Körper verbunden ist und sich von diesem zu einer Gewebe aufnehmenden Öffnung am distalen Ende des äußeren Elementes (370) erstreckt, einem inneren Element (375), welches an seinem distalen Ende desselben ein chirurgisches Werkzeug zum Gewebeschneiden aufweist, wobei das innere Element (375) innerhalb des äußeren Elementes angeordnet und gegenüber dem äußeren Element (370) rotierbar ist und einer Antriebswelle (350), die mit dem inneren Element (375) zwecks Rotieren desselben verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Körper einen Magneten (405) trägt, welcher erfasst wird, wenn die Vorrichtung in die Bohrung (110) des chirurgischen Handstückes (100) eingesteckt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Körper einen Adapter aufweist, um eine Nabe eines chirurgischen Instrumentes mit dem Handstück (100) zu verbinden, und der Adapter ein proximales Ende, welches in die Bohrung (110) einsteckbar ist, und ein distales Ende aufweist, welches so ausgebildet ist, dass es an der Nabe des chirurgischen Instrumentes anbringbar ist.
Chirurgisches Gerät einschließlich der Vorrichtung gemäß Anspruch 1, welches weiterhin das Handstück (100) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende aufweist, wobei das Handstück eine Bohrung (110) am distalen Ende desselben, in welche der Körper der Vorrichtung einsteckbar ist, und einen 5 Ringflansch (610) aufweist, der innerhalb der Bohrung (110) angeordnet ist, um mit der Einrastklinken-Struktur (335) verriegelnd in Eingriff zu kommen, wenn der Körper in die Bohrung eingeführt wird.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 16, bei welchem der Ringflansch (610) eine abgeschrägte Flanke (615) an einem dem distalen Ende des Handstückes am nächsten liegenden Ende aufweist und an einem vom distalen Ende des Handstückes am weitesten entfernten Ende mit einer Flanke (620) versehen ist, die in Richtung auf das distale Ende des Handstückes (100) in radialer Richtung von einer Längsachse der Bohrung (110) abgewinkelt ist.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 16, bei welchem das Handstück (100) einen Schlitz (605) am distalen Ende desselben auf 20 weist und die Einrasteinrichtung (310) weiterhin ein durch den Benutzer manipulierbares Freigabeteil (325) aufweist, welches beim Einführen des Körpers in die Bohrung (110) in den Schlitz (605) eingeführt wird.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 17, bei welchem der Körper eine Zunge (345) aufweist, die sich radial von einer äußeren Fläche desselben erstreckt und distal zum Freigabeteil (325) angeordnet ist, und das Handstück (100) eine Öffnung (625) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie mit der Zunge (345) in Eingriff kommt, wenn der Körper in die Bohrung eingeführt wird.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 16, bei welchem das Handstück (100) weiterhin einen Motor (120) mit einer Antriebswelle (115) aufweist und die Antriebswelle (115) des chirurgischen 35 Instrumentes mit einem Fortsatz (355) versehen ist, der eine Bohrspitzen-Ausgestaltung (357) mit schrägen abgewinkelten Kanten an einem proximalen Ende der Bohrspitzen-Ausgestaltung zur Herstellung eines Eingriffs mit der Antriebswelle (115) des Motors (100) aufweist.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 16, welches weiterhin einen ausgenommenen Teil an der äußeren Oberfläche aufweist und mit einem Schlitz (605) versehen ist.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 21, bei welchem der Ringflansch (920) proximal zum proximalen Ende des Schlitzes (605) des ausgenommenen Teiles angeordnet ist.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 18, bei welchem das durch den Benutzer manipulierbare Freigabeteil (325) so ausgebildet ist, dass es die Einrast-Einrichtung (310) von einer Eingriffsposition, in welcher die Einrast-Einrichtung (310) mit dem Ringflansch (610) in Eingriff ist, in eine Nicht-Eingriffsposition bewegt, in welcher die Einrast-Einrichtung (310) außer Eingriff mit dem Ringflansch (610) ist, wenn das Freigabeteil (325) niedergedrückt ist.
Chirurgisches Gerät gemäß Anspruch 23, das ferner einen federvorgespannten Kolben aufweist, der zwischen der Einrast-Einrichtung und dem benutzermanipulierbaren Freigabeteil angeordnet ist.
Chirurgisches Gerät nach Anspruch 21, bei welchem der Schlitz (605) des ausgenommenen Teils an seinem distalen Ende eine sich konisch erweiternde Öffnung hat.
Chirurgisches Instrument mit einem Körper gemäß wenigstens dem Anspruch 1, der entlang einer Achse angeordnet und so ausgebildet ist, dass er von einer Bohrung (110) eines chirurgischen Handstückes (100) aufgenommen werden kann, wobei wenigstens ein Teil dieses Körpers eine abgeschrägte vordere Fläche (335), die so ausgebildet ist, dass sie über eine Verriegelungsfläche (620) hinaus innerhalb der Bohrung (110) vorbewegbar ist, während der Körper in die Bohrung (110) eingesetzt wird, und eine Eingriffsfläche (340), die quer zur Achse des Körpers orientiert und so ausgebildet ist, dass sie mit der Verriegelungsfläche (610) in Eingriff kommt, wenn der Körper vollständig in die Bohrung eingeführt ist, und ein Freigabeteil (325) aufweist, um die Eingriffsfläche (340) außer Eingriff mit der Verriegelungsfläche zu bringen, damit der Körper aus der Bohrung herausgenommen werden kann.