DE69632872T2 - Spannbackenanordnung für endoskopische instrumente - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft endoskopische Operationsinstrumente. Insbesondere betrifft diese Erfindung superelastische Spannbackenanordnungen für endoskopische Mehrprobeninstrumente.
- 2. Stand der Technik
- Endoskopische Biopsievorgänge werden typischerweise mit einem Endoskop und einem endoskopischen Biopsiezangengerät (Bioptom) durchgeführt. Das Endoskop ist ein langer flexibler Schlauch mit Lichtleitfasern und mit einem engen Lumen, durch das das Bioptom eingeführt ist. Das Bioptom enthält typischerweise eine lange flexible Spule mit einem Paar gegenüber liegender Spannbacken an dem distalen Ende und einer manuellen Betätigungseinrichtung an dem proximalen Ende. Eine Betätigung der Betätigungseinrichtung öffnet und schließt die Spannbacken. Während eines Biopsiegewebeprobeneingriffs führt der Chirurg das Endoskop zu dem Biopsieort, während er den Biopsieort durch die Lichtleitfasern des Endoskops beobachtet. Das Bioptom wird durch den engen Lumen des Endoskops eingeführt bis die gegenüber liegenden Spannbacken an den Biopsieort gelangen. Während er den Biopsieort durch die Lichtleitfasern des Endoskops beobachtet, positioniert der Chirurg die Spannbacken um ein Gewebe zur Probenentnahme und betätigt die Betätigungseinrichtung, sodass sich die Spannbacken um das Gewebe schließen. Eine Gewebeprobe wird dann aus dem Biopsieort geschnitten und/oder abgerissen, während sie zwischen den Spannbacken des Bioptoms gefangen ist. Bei geschlossenen Spannbacken zieht der Chirurg das Bioptom aus dem Endoskop und öffnet dann die Spannbacken, um die Biopsiegewebeprobe zu sammeln.
- Der Biopsiegewebeprobenvorgang erfordert häufig das Entnehmen mehrerer Gewebeproben entweder von dem gleichen oder von verschiedenen Biopsieorten. Unglücklicherweise sind die meisten Bioptome auf die Entnahme einer einzigen Gewebeprobe beschränkt, weshalb das Gerät aus dem Endoskop gezogen werden und das Gewebe gesammelt werden muss, bevor das Gerät wieder verwendet werden kann, um eine zweite Gewebeprobe zu nehmen. Die Beschränkung der meisten Bioptome auf eine einzelne Probe liegt an dem begrenzten Raum zwischen den Biopsiezangenspannbacken. Mehrere Versuche wurden unternommen, um ein Instrument vorzusehen, welches das Entnehmen mehrerer Gewebeproben erlaubt, bevor das Instrument zurück gezogen werden muss und die Proben gesammelt werden müssen. Probleme beim Vorsehen eines solchen Instruments enthalten die durch das enge Lumen des Endoskops erforderliche extrem kleine Größe und die Tatsache, dass das Instrument flexibel sein muss, um durch den Lumen des Endoskops eingeführt zu werden. Daher sind viele bekannte Mehrproben-Biopsieinstrumente von der Verwendung mit einem Endoskop wegen ihrer Größe und Steifheit ausgeschlossen. Diese enthalten Instrumente des „Ausstanz- und Saugtyps", die in den US-Patenten Nr. 3,989,033 von Halpern et al. und Nr. 4, 522,206 von Whipple et al. offenbart sind. Beide diese Geräte haben einen hohlen Schlauch mit einer Ausstanzvorrichtung an dem distalen Ende und eine mit dem proximalen Ende verbundene Vakuumquelle. Eine Gewebeprobe wird mit der Ausstanzvorrichtung geschnitten und von dem Biopsieort durch den holen Schlauch abgesaugt. Es ist jedoch allgemein anerkannt, dass das Absaugen von Gewebeproben durch ein langes, enges, flexibles Biotom eigentlich unmöglich ist.
- Die anhängige US-Anmeldung der Serial No. 08/189,937 offenbart ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom, das das Entnehmen mehrerer Proben vor dem Entfernen des Bioptoms aus dem Endoskop erlaubt. Das Mehrproben-Bioptom enthält ein hohles Außenelement und ein sich durch dieses erstreckendes, axial verschiebbares inneres Element. Die proximalen Enden des äußeren und des inneren Elements sind mit einem Stellglied zum axialen Verschieben relativ zueinander gekoppelt, das distale Ende des äußeren Elements ist mit einem eines Zylinders mit einer scharfen distalen Kante und einer Spannbackenanordnung gekoppelt, während das distale Ende des inneren Elements mit dem anderen gekoppelt ist. Die Spannbackenanordnung enthält ein Paar gegenüber liegender, bevorzug gezahnter Spannbackenschalen, die jeweils durch einen elastischen Arm mit einem Basiselement verbunden sind. Die Arme sind gebogen, um die Spannbacken voneinander weg zu drücken. Das Basiselement ist in dem Zylinder befestigt, und eine Axialbewegung der Spannbackenanordnung und des Zylinders relativ zueinander zieht die Arme in den Zylinder (oder streckt den Zylinder über die Arme) und bringt die Spannbackenschalen in einer Beißfunktion zusammen. Auf diese Weise können mehrere Proben von einem Patienten entnommen und in der Spannbackenanordnung gesammelt werden, bevor das Bioptom aus dem Patienten heraus geholt werden muss.
- Eine Familie von Legierungen, die bekanntermaßen ungewöhnliche Elastizitäts- und Flexibilitätseigenschaften zeigt, wurde vor kurzem als brauchbare praktische Anwendungen besitzend identifiziert. Diese Legierungen zeigen insbesondere das, was Gedächtniseffekt genannt wird. Dieser Effekt sieht vor, dass, falls eine solche Legierung aus ihrer ursprünglichen Form bei einer Temperatur plastisch verformt wird, sie ihre ursprüngliche Form beim Anheben auf eine höhere Temperatur vollständig wiedergewinnen wird. Beim Wiedergewinnen ihrer Formen können diese Legierungen eine Verschiebung oder eine Kraft oder eine Kombination als Funktion der Temperatur erzeugen. Aufgrund der für das Stattfinden des Gedächtniseffekts notwendigen einzigartigen Atomstruktur zeigen diese Legierungen auch andere Eigenschaften, wie beispielsweise Super-Elastizität oder Pseudo-Elastizität.
- Die Art Umwandlung, die bei den Gedächtnislegierungen stattfindet, ist als eine martensitische Umwandlung bekannt und verändert das Material von einer Hochtemperaturform, die Austenit genannt wird, in eine Niedertemperaturform, die Martensit genannte wird. Für eine gegebene Gedächtnislegierung findet die Umwandlung zwischen der Martensitform und de Austenitform bei einer voraussagbaren Temperatur statt, die als die Umwandlungstemperatur bekannt ist.
- Damit eine Legierung den Gedächtniseffekt zeigt, muss sie zuerst bei Raumtemperatur in die zu „speichernde" Form gebogen werden. Die Legierung wird dann erwärmt, bis sie eine Hochtemperatur-Konfiguration annimmt, welche die Beta- oder die Mutterphase genannt wird, bei der die Kristallstruktur des Metalls ihre Austenitform annimmt, an welche sie „sich erinnern" wird. Als nächstes wird die Legierung schnell gekühlt, sodass die Atome in der Legierung sich selbst in die Kristallform des Martensits umordnen. Die Legierung kann dann in eine neuen Form gebogen werden, welche sie beibehält solange die Temperatur unter der Umwandlungstemperatur bleibt. Falls die Legierung anschließend wieder über ihre Umwandlungstemperatur erwärmt wird, sodass die Molekülstruktur der Legierung auf eine Austenitform zurück kommt, wird sie wieder ihre im Voraus gespeicherte Form wiedergewinnen.
- Gedächtnislegierungen zeigen im Vergleich zu ihren nicht-superelatischen Gegenstücken eine deutlich erhöhte Spannkraft, weil die Atome des Gedächtnismetalls zwischen der Martensit- und der Austenitform hin und her wechseln und nicht in neue versetzte Konfigurationen schlüpfen, wie dies bei normalen Metallen der Fall ist.
- Nützliche temperaturunabhängige Eigenschaften sieht man ebenfalls bei Gedächtnislegierungen. Bei einer Legierung, die eine Betaphase hat, die unter Belastung Martensit erzeugen kann, kann man eine ungewöhnlich elastische Eigenschaft beobachten, die Super-Elastizität oder Pseudo-Elastizität genannt wird. Bei einer typischen Legierung mit dieser Eigenschaft zeigt das Metall unter Belastung ein normales elastisches Verhalten (d. h. es wird in manche Richtungen länger), bis die kritische Belastung erreicht wird, an welchem Punkt sich die Molekülstrukturen des Martensits zu bilden beginnen. Bei einer weiteren Belastung werden die Proben noch länger, als ob sie plastisch verformt würden. Wenn die Belastung entfernt wird, kehrt die Martensitestruktur zur der Mutterphase oder der Austensitstruktur zurück, und das Metall zieht sich auf seine ursprünglichen Maße zusammen, wobei es keine dauerhafte Verformung zeigt.
- Derzeit sind Anwendungen von Gedächtnismaterialien in medizinischen Vorrichtungen sehr beschränkt. Das US-Patent Nr. 4,925,445 von Sakamoto et al. offenbart einen Führungsdraht für einen Katheter, bei dem der Führungsdraht einen steifen Körper und ein flexibles distales Ende aus einer Gedächtnismetalllegierung mit den oben beschriebenen superelastischen Eigenschaften besitzt. Das distale Ende des Drahtes ist zurückgebogen, sodass eine stumpfe vordere Spitze gebildet ist. Mit dem superelastischen distalen Ende kann der Führungsdraht durch das Blutgefäß eines Patienten ohne das Risiko einer dauerhaften Verformung der Spitze des Drahtes, was in dem Reißen der Blutgefäßwände oder in der Fehlführung des Drahtes resultieren könnte, geführt werden. Das US-Patent Nr. 5,254,130 von Poncet et al. verwendet in ähnlicher Weise eine Gedächtnislegierung als eine Schubstange und Lenkeinrichtung zum Lenken eines distalen U-förmigen Zughakens und angebrachter Endeffektoren. Wenn sich die Schubstange aus dem Gehäuse heraus erstreckt, wo sie vor dem Einsatz gehalten ist, nimmt die Schubstange eine Erinnerungskonfiguration relativ zu dem geraden Gehäuse an und lenkt damit die Endeffektoren zu einer gewünschten Position. Anders als die Lenkfunktionen, die in den Patenten von Sakamoto et al. und Poncet et al. offenbart sind, wurde jedoch die Super-Elastizität der Gedächtnislegierungen in herkömmlichen medizinischen Vorrichtung nicht verwendet.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein Bioptom vor, bei dem wenigstens Teile der Spannbackenanordnung aus einem superelastischen Metall gemacht sind.
- Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, bei dem die Spannbackenarme superelastisch und flexibel sind und ohne Brechen oder Verformung wiederholt in gewünschte Stellungen zurück kehren.
- Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, bei dem die Arme der Spannbackenanordnung selbst nach einem wiederholten Öffnen und Schließen einer unbedeutenden plastischen Verformung unterliegen.
- Die in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele sehen eine Spannbackenanordnung für ein endoskopisches Mehrproben-Bioptom vor, das einfach zusammenzubauen ist.
- Ein herkömmliches Instrument ist in der US-A-5,172,700 offenbart. Das offenbarte Instrument kann allgemein beschrieben werden als eines mit einer Endeffektoranordnung und einer Schließeinrichtung zum Schließen eines ersten und eines zweiten Endeffektors der Endeffektoranordnung durch Ausfahren über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors sowie einer Betätigungseinrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung der Schließeinrichtung und des ersten und des zweiten Endeffektors, wobei die Endeffektoranordnung aufweist:
- (a) den ersten und den zweiten Endeffektor, die jeweils einen Arm aufweisen, die voneinander weg vorgespannt sind; und
- (b) eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden der Arme des ersten und des zweiten Endeffektors mit dem endoskopischen Instrument.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Verbindungseinrichtung eine hohle Schraube auf, wobei die hohle Schraube einen Kopf mit einem Paar Armaufnahmenuten besitzt und die Schraube einen Gewindeabschnitt mit einem Gewinde besitzt, das so dimensioniert sind, dass es in einen distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments eingreift.
- In einem Ausführungsbeispiel ist das endoskopische Bioptom mit einer Spannbackenanordnung, einem schlauchförmigen Element und einem sich durch das Schlauchelement axial verschiebbaren Draht versehen, wobei die distalen Enden des Drahts und des schlauchförmigen Elements beide mit der Spannbackenanordnung verbunden sind, und die Spannbackenanordnung enthält ein Paar gegenüber liegender Endeffektoren mit elastischen Armen, die aus einem superelastischen Metall gebildet sind.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten die proximalen Enden der elastischen Arme winklige Abschnitte, während die distalen Enden mit Endeffektor-Spannbackenschalen enden, die ebenfalls aus einem superelastischen Metall geformt sind. Die elastischen Arme drücken die Spannbackenschalen voneinander weg. Da die elastischen Arme aus einer superelastischen Legierung gebildet sind, zeigen sie eine sehr hohe Spannkraft und Haltbarkeit selbst nach zahlreichen Benutzungen. Weitere Ausführungsbeispiele der Spannbackenanordnung enthalten Arme mit Befestigungslöchern und Schalen mit radial angeordneten Zähnen und Schließnocken. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spannbackenanordnung enthält Arme mit proximalen halbzylindrischen Abschnitten mit distal verlaufenden Lappen. Unterschiedliche Arten von Befestigungsschrauben sind zum Verbinden der proximalen Enden der Arme der Spannbacken mit dem distalen Ende des schlauchförmigen Elements vorgesehen.
- Gemäß bevorzugten Aspekten der Erfindung ist das schlauchförmige Element eine flexible Spule, und der proximale Abschnitt jedes Arms ist in dem distalen Ende des schlauchförmigen Elements mittels einer Gewindeschraube und einer Unterlegscheibe (oder Haltebuchse), die in die Spule geschraubt sind, befestigt. Das distale Ende des Drahts ist mit einem Zylinder verbunden, der bevorzugt mit einer messerscharfen distalen Kante versehen ist. Verschiedene Ausführungsbeispiele zum Verbinden des distalen Endes des Drahts mit dem Zylinder sind offenbart. Die proximalen Enden der Spule und des Drahts sind mit einer manuellen Betätigungseinrichtung zum axialen Verschieben der Spule und des Drahts relativ zueinander verbunden. Eine axiale Bewegung des Drahts relativ zu der Spule bewegt den Zylinder über die Arme der Endeffektoren und über die Hälse der Spannbackenschalen, wodurch die Spannbackenschalen in einer Beißfunktion zusammengedrückt werden.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Mehrproben-Bioptom des laparoskopischen Typs mit der superelastischen Spannbackenanordnung der Erfindung versehen. Das laparoskopische Bioptom ist mit einem relativ steifen hohlen Schlauch und einem relativ steifen Stab, der sich hindurch erstreckt, versehen. Das distale Ende des Stabes ist mit der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Spannbackenanordnung verbunden, und das distale Ende des Schlauchs ist mit einer messerscharfen Kante ähnlich der oben beschriebenen Zylinderkante versehen. Das proximale Ende des Stabes ist mit einem festen Teil eines Handgriffs verbunden und das proximale Ende des Schlauches ist mit einem bewegbaren Hebelabschnitt des Handgriffs verbunden. Eine Bewegung des Hebels des Handgriffs resultiert in einer Längsbewegung des Schlauches relativ zu dem Stab und bewirkt ein Schließen der Spannbacken wie oben beschrieben.
- Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann anhand der detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den vorgesehenen Figuren offensichtlich.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt des proximalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung; -
1a ist eine Draufsicht eines Zwitterteils einer zweiteiligen Spule gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
1b ist eine Seitenansicht des einen Teils der zweiteiligen Spule; -
1c ist eine Ansicht des proximalen Endes des einen Teils der zweiteiligen Spule; -
1d ist eine Ansicht des distalen Endes des einen Teils der zweiteiligen Spule; -
1e ist eine gebrochene schematische Darstellung einer Blattfederverriegelung aus zwei Teilen der zweiteiligen Spule; -
2 ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit den offenen Spannbacken; -
3 ist eine vergrößerte Explosionsseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung; -
4a und4b sind eine Vorderansicht der Gewindeschraube bzw. eine Vorderansicht der Unterlegscheibe von3 ; -
4c ist eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C der Arme der in3 dargestellten Spannbackenanordnung; -
5 ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit den geschlossenen Spannbacken; -
6 ist eine vergrößerte Transparentaufsicht des distalen Endes eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung; -
7a bis7e sind vergrößerte Transparentseitenansichten des distalen Endes des ersten Ausführungsbeispiels, die eine Sequenz von Biopsieprobenentnahmevorgängen zeigen; -
7f bis7h sind Ansichten ähnlich6 , die die Schnittfunktion der messerscharfen distalen Kanten des Zylinders zeigen; -
8a ist eine vergrößerte gebrochene Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Steuerdrahtverbindung; -
8b ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B in8a ; -
9a ist eine Ansicht ähnlich8a , aber von einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Steuerdrahtverbindung; -
9b ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B von9a ; -
10 ist eine gebrochene Seitenansicht im Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung; -
10a ist eine vergrößerte Transparentseitenansicht der Spannbackenanordnung mit Schubstange und Außenschlauchverbindung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung von10 mit den offenen Spannbacken; -
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule; -
11a ist eine Schnittansicht entlang der Linie 11a-11a in11 ; -
11b ist eine Ansicht ähnlich11 mit den mit dem distalen Ende der Spule verbundenen Spannbacken; -
12 ist eine vergrößerte Explosionsseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule; -
12a ist eine gebrochene Perspektivansicht eines Spannbackenarms gemäß dem Ausführungsbeispiel von12 ; -
12b ist eine gebrochene Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von12 in einem teilweise zusammengebauten Zustand; -
12c ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12c-12c in12b ; -
13 ist eine Explosionsseitenansicht eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels zum Befestigen von Spannbacken an dem distalen Ende einer Spule; -
13a ist eine vergrößerte Ansicht des distalen Endes der Schraube in13 ; -
13b ist eine verkleinerte, teilweise transparente Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von13 , zusammengebaut, vor der Befestigung an dem distalen Ende einer Spule; -
14 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Verbinden einer Zylinderhülse mit dem distalen Ende eines Steuerdrahts; -
14a ist eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels von14 ; und -
14b ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 14b-14b von14 . - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Bezug nehmend nun auf
1 bis6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Mehrproben-Bioptoms mit der superelastischen, flexiblen Spannbackenanordnung gezeigt, und enthält einen proximalen Handgriffabschnitt12 und einen distalen Endeffektorabschnitt14 . Eine lange flexible Spule16 und ein axial verschiebbarer Steuerdraht18 , der sich durch die Spule16 erstreckt, verbinden den Handgriffabschnitt12 mit dem Endeffektorabschnitt14 . Die Spule16 ist bevorzugt mit einem PTFE-, einem FEP- oder einem Polyolefin-Mantel15 im Wesentlichen über ihre gesamte Länge und einer Zugentlastungshülse17 , die einen Teil der Spule überdeckt, der sich von dem Handgriff12 erstreckt, überzogen. Die Spule16 ist naturgemäß an ihrem offenen distalen Ende16a , das bevorzugt flach geschliffen16b ist effektiv mit einem Innengewinde versehen und kann eine Schraube mit passenden Gewinden aufnehmen, wie unten in mehr Einzelheiten erläutert. Der Steuerdraht18 ist bevorzugt flexibel, aber in Längsrichtung unelastisch, und ist Idealerweise aus Stahl 304 geformt und mit einem Außendurchmesser von etwa 0,43 mm–0,46 mm (0,017–0,018 Inch) versehen. Der proximale Handgriffabschnitt12 enthält eine Mittelwelle20 und eine verschiebbare Spule22 . Das proximale Ende der Welle20 ist mit einem Daumenring24 versehen, und eine Längsbohrung26 ist an dem distalen Ende der Welle20 vorgesehen. Ein Längsschlitz28 verläuft von dem proximalen Ende der Bohrung26 zu einem von dem Daumenring24 entfernten Punkt. Die verschiebbare Spule22 ist mit einem Querelement30 versehen, das durch den Schlitz28 in der Mittelwelle20 läuft. Das Querelement30 ist mit einem zentralen Durchgangsloch32 und einer radial eingreifenden Stellschraube34 versehen. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine kurze Bohrung36 und eine radial eingreifende Stellschraube38 in der Welle20 entfernt von dem Daumenring24 vorgesehen, wobei die Bohrung36 mit dem Längsschlitz28 in Verbindung steht. Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich das proximale Ende der Spule16 in das zentrale Durchgangsloch32 in dem Querelement30 und ist dort durch die Stellschraube34 befestigt. Das proximale Ende des Steuerdrahts18 läuft durch den Schlitz28 , ist in die kurze Bohrung36 eingeführt und wird dort durch die Stellschraube38 gehalten. Aus dem Vorhergehenden wird der Fachmann erkennen, dass eine Relativbewegung der Welle20 und der Spule22 in einer Bewegung des Steuerdrahts18 relativ zu der Spule16 resultiert. Ein solcher Vorgang resultiert in einer Betätigung der Endeffektoren, wie unten im Detail beschrieben. - Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine zweiteilige Zwitterschnappspule verwendet.
1a bis1e zeigen die Hauptmerkmale jedes Teils220a (220b ) einer Schnappspule. Zwei identische Zwitterteile222a (222b ) stellen jeweils eine Hälfte der Spule dar. Jedes Teil222a (222b ) ist im Wesentlichen halbzylindrisch mit einem spulenförmigen Außenprofil. Ein Spuleneingriffselement224a (224b ) verläuft in einer halbkreisförmigen Ausnehmung226a (226b ), die sich über die gesamte Länge des Teils222a (222b ) erstreckt, radial nach innen. Jedes Teil222a (222b ) ist mit einem Paar diametral gegenüber liegender Lappen228a (228b ),230a (230b ) und einem Paar diametral gegenüber liegender Lappenaufnahmeschlitze232a (232b ),234a (234b ) versehen. Zusätzlich ist jedes Teil222a (222b ) mit einem Paar diametral gegenüber liegender Führungsstifte236a (236b ),238a (238b ) und einem Paar diametral gegenüber liegender Stiftaufnahmelöcher240a (240b ),242a (242b ) versehen. Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, dass, wenn die zwei Teile222a (222b ) zusammengebaut werden, die Führungsstifte236a ,238a an Teil222a jeweils in die Stiftaufnahmelöcher240b ,242b an Teil222b eindringen; und die Verriegelungslappen228a ,230a an Teil222a in die jeweiligen Lappenaufnahmeschlitze232b ,234b an Teil222b eindringen. Analog dringen die Führungsstifte236b ,238b an Teil222b jeweils in die Stiftaufnahmelöcher240a ,242a an Teil222a ; und die Verriegelungslappen228b ,230b an Teil222b dringen jeweils in die Lappenaufnahmeschlitze232a ,234a an Teil222a ein. Vor dem Zusammenschnappen der Teile wird das proximale Ende der Spule16 (1 ) mit einem Crimpband (nicht dargestellt) an seinem Ende zwischen die Spuleneingriffselemente224a ,224b gesetzt. Wenn die Teile222a ,222b zusammengebaut sind, halten die jeweiligen Spuleneingriffselemente224a ,224b das proximale Ende der Spule sicher. - Gemäß einem bevorzugten Aspekt der zweiteiligen Spule sind die Lappenaufnahmeschlitze mit Blattfedern versehen, um ein Trennen der zwei Teile zu verhindern.
1e zeigt die Blattfeder schematisch bezüglich des Lappens228a an Teil222a , wenn sie in den Schlitz232b an Teil222b eingreift. Wie man in1e sehen kann, ist der Schlitz232b teilweise durch einen abhängenden Arm233b verschlossen, der wie eine Blattfeder wirkt, wenn der Lappen228a an ihr angreift, wenn sie in den Schlitz232b eindringt. Nachdem der Lappen228a in den Schlitz232b eindringt, wird der Arm233b ein Herausheben des Lappens228a aus dem Schlitz232b verhindern. - Nun zu
2 bis6 , enthält der Endeffektorabschnitt14 eine zylindrische Hülse40 , bevorzugt mit einer messerscharfen distalen Kante42 , und eine Spannbackenanordnung44 . Die Spannbackenanordnung44 enthält ein paar Endeffektoren44a ,44b , eine Schraube102 und eine Unterlegscheibe oder eine Sicherungsbuchse104 . Jeder Endeffektor44a ,44b enthält eine Spannbackenschale46a ,46b bevorzugt mit einem messerscharfen Rand48a ,48b (oder radial angeordneten Zähne, wie im Detail unten beschrieben) und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm50a ,50b , der sich proximal von der Spannbackenschale46a ,46b erstreckt. Der schmale Arm50a ,50b enthält an seinem proximalen Ende51a ,51b bevorzugt einen scharf eingerückten Winkelabschnitt52a ,52b und einen leicht gewinkelten Abschnitt53a ,53b . Wenigstens der leicht gewinkelte Abschnitt53a ,53 der Arme50a ,50b , und bevorzugt die gesamten Arme50a ,50b sind aus einem superelastischen Gedächtnismetall wie beispielsweise Nitinol (eine Nickel-Titan-Legierung) gebildet und (durch die gewinkelten Abschnitte53a ,53b der Arme50a ,50b ) voneinander weg vorgespannt, wodurch die Spannbackenschalen46a ,46b auseinander gedrückt werden (wie man in2 sehen kann). Zusätzlich sind, da die Arme50a ,50b und die Spannbacken46a ,46b bevorzugt integral miteinander sind, die Spannbacken bevorzugt aus einem superelastischen oder Formmetall gebildet. Es sollte jedoch ersichtlich sein, dass, während es bevorzugt, ist den gesamten Arm und die Spannbacke aus einem superelastischen oder Gedächtnismetall zu bilden, die Spannbackenschalen46a ,46b und die proximalen Enden51a –b ,51a –b der Spannbacken44 aus irgendeinem anderen Material gemacht und an den elastischen Armen50a ,50b durch irgendein herkömmliches und geeignetes Mittel angebracht sein können. - Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das proximale Ende
51a ,51b jedes Arms50a ,50b mit dem distalen Ende16a der Spule16 durch Vercrimpen/Verriegeln mit einer Hohlgewindeschraube102 und einer Unterlegscheibe104 verbunden, wie am Besten in3 und4 dargestellt. Die Gewindeschraube102 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt106 , einen Gewindeabschnitt108 und eine zylindrische Durchbohrung110 entlang ihrer zentralen Achse. Die Durchbohrung110 ist bemessen, um eine laterale Bewegung des Steuerdrahts18 aufzunehmen und zu erlauben. Das distale Ende112 des Kopfabschnitts106 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule16 und ist mit zwei abgewandten Nuten114a ,114b (siehe4a ) an dem Außenumfang des distalen Endes112 des Kopfabschnitts106 versehen. Die Nuten114a ,114b sind so bemessen, dass sie die Winkelabschnitte52a ,52b an dem proximalen Ende51a ,51b jedes der schmalen Arme50a ,50b aufnehmen. Das proximate Ende116 des Kopfabschnitts106 ist als Kegelstumpf geformt und besitzt einen großen Durchmesser118b an dem distalen Ende112 des Kopfabschnitts106 und einen kleinen Durchmesser118a an dem distalen Ende120 des Gewindeabschnitts108 . Der Gewindeabschnitt108 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule16 , und das proximale Ende122 des Gewindeabschnitts108 enthält Gewinde124 zum verriegelnden Eingriff mit dem Innern des distalen Endes16a der Spule16 . - Die Unterlegscheibe
104 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Durchbohrung126 mit einem proximalen128 und einem distalen130 Abschnitt. Der distale Abschnitt128 der Durchbohrung126 ist als ein Kegelstumpf geformt, und der proximale Abschnitt130 erstreckt sich davon. Es ist ersichtlich, dass die Durchbohrung126 der Unterlegscheibe104 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das proximale Ende116 des Kopfabschnitts106 der Schraube102 und das distale Ende120 des Gewindeabschnitts108 der Schraube102 besitzt. Es ist selbstverständlich, dass die Durchbohrung126 der Unterlegscheibe104 zum Eingriff des proximalen Endes116 des Kopfabschnitts106 der Schraube102 und des distalen Endes125 des Gewindeabschnitts108 der Schraube102 bemessen ist, wenn die gestuften52a ,52b proximalen Enden51a ,51b der schmalen Arme50a ,50b um die Nuten114a –b der Gewindeschraube102 positioniert sind, wie oben beschrieben. Das proximale Ende120 des Gewindeabschnitts108 der Gewindeschraube102 wird dann in das Innere des distalen Endes16a der Schraube16 geschraubt. Wie man in2 und3 sehen kann, ist die Unterlegscheibe104 zwischen dem Kopfabschnitt106 der Gewindeschraube102 und dem distalen Ende16a der Schraube16 befestigt. Die gestuften52a ,52b proximalen Enden51a ,51b der schmalen Arme50a ,50b sind so zwischen der Unterlegscheibe104 und der Gewindeschraube102 befestigt. - Wie man in
4c sehen kann, haben die bevorzugten Endeffektorarme50a ,50b eine im Wesentlichen bogenförmige Form im Querschnitt mit inneren und äußeren gekrümmten Wänden55a ,55b ,56a ,56b , es ist ersichtlich, dass die Bogenform der Arme sich über die Länge der schmalen Arme von den Spannbacken44a ,44b zurück zu den gewinkelten proximalen Abschnitten52a ,52b erstreckt. Mit dieser Anordnung wird der Schlauch40 leicht über die Arme gleiten, wie nachfolgend beschrieben wird. Zusätzlich greifen die gewinkelten proximalen Abschnitte52a ,52b der Spannbacken44a ,44b passend in die Nuten114a ,114b (siehe4a ) an dem Außenumfang des distalen Endes112 des Kopfabschnitts106 der Gewindeschraube102 . - Bezug nehmend auf
2 ,5 und6 kann man sehen, dass die Zylinderhülse40 mit dem distalen Ende des Steuerdrahts18 durch Versehen der Hülse40 mit einem lateralen Loch45 , das mit einem gebogenen Ende18a des Steuerdrahts18 in Eingriff steht, verbunden ist. Wie dargestellt, ist das gebogene Ende18a des Steuerdrahts18 an das Loch45 in der Seite der Hülse40 geschweißt. Wie nachfolgend im Detail beschrieben, sind jedoch auch andere Verfahren der Verbindung des Steuer drahts mit der Hülse möglich. Die Zylinderhülse40 ist über die zylindrische Unterlegscheibe104 und den Kopfabschnitt106 der Gewindeschraube102 verschiebbar befestigt und ist über die bogenförmigen elastischen Arme50a ,50b axial bewegbar, wodurch die Arme an den leicht gebogenen Stellen53a ,53b gebogen werden und die Spannbacken46a ,46b schließen, wie in5 dargestellt. Da die elastischen Arme50a ,50b aus einem superelastischen Metall gemacht sind, werden sie sofort in ihre ursprünglich offene Stellung zurück kehren (2 ), wenn die Zylinderhülse40 einmal zurück gezogen wird. Außerdem wird die Spannbackenanordnung44 selbst nach einem wiederholten Schieben der Zylinderhülse40 zurück und vor über die Arme50a ,50b aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften des superelastischen Metalls ihre ursprüngliche Form beibehalten. - Wie in
6 zu sehen, haben die Spannbackenschalen46a ,46b eine exzentrische, obgleich symmetrische Kontur mit ihrem breitesten Punkt durch die Linie47 angedeutet. Distal der Linie47 sind die Spannbackenschalen im Wesentlichen halbkugelförmig, und proximal der Linie47 sind die Spannbackenschalen im Wesentlichen halbelliptisch. Die Spannbackenschalen sind so angeordnet, dass die Ränder im geschlossenen Zustand im Wesentlichen ausgerichtet sind, wie in5 dargestellt. Man kann ebenfalls aus5 und6 sehen, dass sich die Seitenwände57 ,57b ,59a ,59b der Spannbackenschalen46a ,46b zu den Armen50a ,50b konisch verjüngen, um einen sanften Übergang von den Spannbackenschalen zu den Armen vorzusehen. - Aus der obigen Beschreibung und unter Bezugnahme auf
1 bis6 ist es für den Fachmann ersichtlich, dass, wenn die Spule22 und die Welle20 relativ zueinander axial verschoben werden, die Zylinderhülse40 und die Endeffektoren44a ,44b in ähnlicher Weise relativ zueinander axial verschoben werden, aus den in2 dargestellten Stellungen in die in5 dargestellten Stellungen und umgekehrt. Wenn die Spule22 und die Welle20 in der ungefähren Position von1 sind, sind die Zylinderhülse40 und die Endeffektoren44a ,44b etwa in der in2 dargestellten Stellung, d. h. mit den offenen Spannbacken. Daher werden, wenn die Spule22 zu dem Daumenring24 bewegt wird oder umgekehrt, die Zylinderhülse40 und die Endeffektoren44a ,44b in etwa die in4 dargestellte Stellung gebracht, d. h. mit den geschlossenen Spannbacken. Es ist außerdem ersichtlich, dass es bevorzugt ist, den Daumenring24 relativ zu der Spule22 zu bewegen, statt umgekehrt, da dies die Zylinderhülse40 relativ zu den Endeffektoren44a ,44b bewegt, anstatt umgekehrt. Dies ist wünschenswert, sodass die Endeffektoren nicht von einer Gewebeprobe weg bewegt werden, während die Spannbacken geschlossen sind. - Nun zu
7a bis7e , ist die Funktionsweise des Mehrproben-Bioptoms der Erfindung schematisch in einer Sequenz dargestellt. Wie in7a zu sehen, wird eine erste Gewebeprobe durch Positionieren der Spannbackenschalen46a ,46b um ein Gewebe60 , von dem eine Probe zu entnehmen ist, entnommen. Der Handgriff12 des Bioptoms10 wird wie oben beschrieben so betätigt, dass die Zylinderhülse40 distal über die schmalen Arme50a ,50b der Spannbackenanordnung44 etwa zu der in7b dargestellten Position bewegt wird. Wenn die Hülse40 zu dieser Position bewegt wird, werden die Spannbackenschalen46a ,46b nahe zueinander gebracht und die scharfen Ränder48a ,48b der Spannbackenschalen46a ,46b greifen in das Gewebe60 und beißen rein. Gleichzeitig, und wie man unter Bezugnahme auf7f bis7h sehen kann, durchtrennt die messerscharfe Kante42 der Hülse40 ein Gewebe60 , das sich von den lateralen Seiten der Spannbackenschalen46a ,46b erstreckt. Eine erste Probe60a des Gewebes60 wird dadurch zwischen den Spannbackenschalen46a ,46b gefangen und von dem Gewebe abgetrennt. Es ist zu beachten, dass während des Beißens die Spule16 nicht frei zu strecken ist, da sie durch die durch die Schrumpffolie oder -hülle15 , die sich bevorzugt über die Länge der Spule16 erstreckt, in Längsrichtung steif gehalten wird. Falls erwünscht, kann ein Draht anstelle der Schrumpffolie oder -hülle verwendet werden. Der Draht, der typischerweise flach wäre, würde an dem proximalen und dem distalen Ende der Spule angebracht werden, um die Spule in Spannung zu halten und ein Strecken von ihr zu verhindern, wenn die Hülse nach vorne bewegt und ein Biss gemacht wird. - Mit den Endeffektoren
44a ,44b etwa in der in7b gezeigten Position kann das Mehrproben-Bioptom10 zu einem weiteren Gewebebereich zur Probenentnahme versetzt werden. Der Handgriff12 des Bioptoms10 wird wie oben beschrieben betätigt, sodass die Zylinderhülse40 über die schmalen Arme50a ,50b der Spannbackenanordnung44 proximal etwa zu der in7c gezeigten Position bewegt wird. Wenn die Hülse40 zu dieser Position bewegt wird, werden die Spannbackenschalen46a ,46b durch die Spannkraft in den leicht gebogenen Abschnitten53a ,53b ihrer jeweiligen Arme50a ,50b auseinander gespannt. Die Spannbackenschalen können dann um ein zweites Gewebe61 zur Probenentnahme positioniert werden. - Der oben unter Bezugnahme auf
7a und7b beschriebene Vorgang wird wiederholt. In diesem Fall drückt jedoch, wenn die Spannbackenschalen46a ,46b in Position gebracht werden, das Gewebe61 die erste Probe60a proximal von den Spannbackenschalen46a ,46b weg und in den Raum zwischen den schmalen Armen50a ,50b , wie in7c zu sehen. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Gewebeprobe60a typischerweise klebrig und geschmeidig ist und an einem oder an beiden schmalen Armen50a ,50b der Endeffektoren44a ,44b anhaftet und sich daran entlang bewegt. Die Proben werden auch aneinander haften. Beim Entnehmen einer Probe61a von dem Gewebe61 werden beide Proben60a und61a sicher zwischen den schmalen Armen50a ,50b der Endeffektoren44a ,44b gefangen, wie in7d gezeigt. Der oben unter Bezugnahme auf7a bis7d beschriebene Vorgang wird dann wiederholt, wie in7e vorgeschlagen, bis der Raum zwischen den Armen50a ,50b mit Proben60a ,61a , usw. gefüllt ist. Gemäß einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können vier bis sechs Proben zwischen den Armen der Spannbackenanordnung gefangen werden. Die derzeit bevorzugten Maße der Endeffektoren sind etwa 11,4 mm (0,45 Inch) in der Länge mal etwa 0,095 Inch in der Höhe. -
7f bis7h zeigen eine Draufsicht der Abfolge der in den Seitenansichten in7a und7b dargestellten Vorgänge. Aus der Draufsicht von7f kann man sehen, dass sich das Gewebe60 über die Seiten der Spannbackenschalen46a ,46b erstreckt. Die messerscharfe distale Kante42 des Zylinders40 durchtrennt das Gewebe60 , welches sich über die Spannbackenschalen erstreckt, sodass die Probe60a von dem Gewebe60 entfernt werden kann, wie in7g und7h gezeigt. - Wie oben erwähnt, gibt es viele Wege außer dem Anschweißen, mit denen das distale Ende
18a des Steuerdrahts18 mit der Zylinderhülse verbunden werden kann. Insbesondere zeigen8a bis9b zwei weitere Mechanismen zum Verbinden des distalen Endes des Steuerdrahts18 mit der Hülse. - Wie in
8a und8b gezeigt, ist das distale Ende18a des Steuerdrahts18 mit einer Z-Krümmung versehen. In der Seitenwand der Zylinderhülse40 sind zwei beabstandete halbkreisförmige Löcher145a ,145b gestanzt, die einen biegbaren engen Streifen145c zwischen sich lassen. Der schmale Streifen145c ist radial um ein Maß nach innen gebogen, das ausreicht, um das distale Ende18a des Steuer drahts18 aufzunehmen. Die Z-Krümmung des distalen Endes18a des Steuerdrahts18 wird durch den zwischen dem schmalen Streifen145c und den halbkreisförmigen Löchern145a ,145b gebildeten Raum eingeführt, wie in8a und8b gezeigt. - Wie in
9a und9b dargestellt, sind in der Seitenwand der Zylinderhülse40 ein erstes Loch245a und eine zweites Loch245c , das durch das erste Loch245a umschrieben ist, gestanzt. Das erste Loch245a ist bevorzugt rechteckig, halbkreisförmig oder trapezförmig, um einen biegbaren Lappen245b zu bilden, der radial nach innen gebogen wird, wie am Besten in9b zu sehen. Die Z-Krümmung des distalen Endes18a des Steuerdrahts18 wird durch das zweite Loch245c in dem biegbaren Lappen245b eingeführt, wie in9a und9b gezeigt. -
10 und10a zeigen ein weites Ausführungsbeispiel eines Mehrproben-Bioptoms der Erfindung, das besonders geeignet für Gebärmutter-Biopsievorgänge oder andere laparoskopische Biopsievorgänge geeignet ist, bei denen der Biopsieort in einem relativ kurzen und direktem Weg anstelle durch den langen gewundenen Weg des Lumens eines Endoskops erreichbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein proximaler Betätigungsmechanismus312 mit einem festen Handgriffabschnitt324 und einem bewegbaren Hebelabschnitt322 , der mit dem festen Handgriffabschnitt324 durch einen Drehstift323 verbunden ist, versehen. Ein hohles Rohr340 ist an seinem proximalen Ende mit dem bewegbaren Hebelabschnitt322 des Betätigungsmechanismus312 durch einen Kreuzzapfen341 oder eine andere geeignete Befestigungseinrichtung verbunden. Das distale Ende340a des Rohrs340 ist mit einer messerscharfen Kante342 versehen. Ein relativ starrer Stab318 verläuft durch das Rohr340 und ist an seinem proximalen Ende mit dem festen Handgriffabschnitt324 mit Hilfe eines Kreuzzapfens319 oder einer anderen geeigneten Befestigungseinrichtung verbunden. Das distale Ende318a des Stabes318 ist hohl und mit Innengewinden370 versehen, um eine Außengewindeschraube302 aufzunehmen. - Wie am Besten in
10a zu sehen, ist das distale Ende des Stabes318 mit einer Spannbackenanordnung344 verbunden, die Endeffektoren344a ,344b , die Schraube302 und eine Unterlegscheibe304 enthält. Insbesondere sind die gewinkelten proximalen Enden352a ,352b der schmalen Arme350a ,350b der Endeffektoren344a ,344b zwischen der Unterlegscheibe304 und der Gewindeschraube302 , die in das hohle distale Gewindeende318a des starren Stabes318 geschraubt ist, befestigt. - Wie in
10 dargestellt, ist der feste Handgriffabschnitt324 mit einem unteren Daumenring324a versehen, und der bewegbare Hebelabschnitt322 ist mit einem unteren Fingerring322a versehen. Das obere Ende322b des bewegbaren Hebelabschnitts322 ist mit einem Schlitz322c zum Eingriff mit dem Kreuzzapfen341 versehen, und der Stab318 ist mit einem Schlitz317 versehen, durch welchen der Kreuzstift läuft. Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass der Betätigungsmechanismus312 unter Verwendung eines herkömmlichen Scherengriffs bedient wird. Eine Schwenkbewegung des bewegbaren Hebelabschnitts322 des Betätigungsmechanismus312 , wie durch die Pfeile321 angedeutet, resultiert in einer linearen Bewegung des Rohrs340 , wie durch die Pfeile339 angedeutet. Es ist auch ersichtlich, dass die Schlitze317 und322c so bemessen sein können, dass sie eine Bewegung des Rohrs340 begrenzen. Wegen der Geometrie der Arme350a ,350b der Endeffektoren344a ,344b resultiert die Bewegung des Rohrs340 relativ zu dem Stab318 in einem Reiten des Rohrs340 über die Arme350a ,350b und einem Öffnen und Schließen der Spannbacken wie oben beschrieben. Es ist offensichtlich, dass, falls erwünscht, der Betätigungsmechanismus312 mit der flexiblen Spule und dem Zugdraht verwendet werden kann, wie oben unter Bezugnahme auf1 und2 beschrieben. Dagegen kann der unter Bezugnahme auf1 beschriebene Betätigungsmechanismus12 auch mit der Rohr- und Stabanordnung von10 verwendet werden. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass anstelle der Befestigung des Schubstabes318 in dem sich nicht bewegenden Handgriff324 und des mit dem Hebel322 bewegbaren Rohrs340 sich auch der Schubstab318 bewegen kann und das Rohr340 befestigt sein kann. Mit einer solchen Anordnung würde eine Bewegung des Hebels relativ zu dem Handgriff die Endeffektoren344a ,344b in das Rohr340 ziehen lassen, wobei sich die Spannbacken schließen und die Spannbacken und das scharfe Ende342 des Rohrs340 das Gewebe durchtrennen. - Es ist offensichtlich, dass alle Ausführungsbeispiele des Mehrproben-Bioptoms, die in
1 bis10a dargestellt sind, mit einer Kauterisationsmöglichkeit versehen sein können. Zum Beispiel ist, wie in10 zu sehen, ein Kauterisationskontakt398 vorgesehen, der den starren Stab318 kontaktiert und aus dem festen Abschnitt324 des Handgriffs312 verläuft. Zusätzlich ist das Rohr340 bevorzugt mit einer Schrumpffolie oder einer anderen Isolierung399 versehen. Mit dieser Anordnung wird, wenn ein Kauterisationsstrom an den Kauterisationskontakt398 angelegt wird, die Spannbackenanordnung344 über ihre Verbindung mit dem Stab318 unter Strom gesetzt. Typischerweise würde die Kauterisation ausgeführt werden, nachdem eine Probe erhalten und von dem Operationsort abgetrennt ist, wobei die Spannbacken nach wie vor an dem Operationsort positioniert sind. Weil der Körper des Patienten als zweite Elektrode (Masse) dient, fließt Strom von den Spannbacken in den Patienten an dem Operationsort, wodurch eher eine Kauterisation des Operationsorts als eine Kauterisation der Probe in den Spannbacken bewirkt wird. - Nun zu
11 ,11a und11b , enthält ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spannbackenanordnung444 eine Paar Endeffektoren444a ,444b und eine Befestigungsschraube402 zum Verbinden der Spannbacken mit dem distalen Ende16a einer flexiblen Spule16 . Jeder Endeffektor444a ,444b enthält eine Spannbackenschale446a ,446b bevorzugt mit einer Anordnung von radial angeordneten Schneidezähnen448a ,448b und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm450a ,450b , der sich proximal von der Spannbackenschale446a ,446b erstreckt. Die Außenfläche der Spannbackenschale446a ,446b ist bevorzugt mit einem Schließnocken447a ,447b versehen, wie in der am 28.03.1995 eingereichten parallelen Anmeldung der Serial No. 08/412,058, auf welche hierdurch vollinhaltlich Bezug genommen wird, beschrieben ist. Der schmale Arm450a ,450b ist mit einem Befestigungsloch452a ,452b an seinem proximalen Ende451a ,451b und einem leicht gewinkelten Abschnitt453a ,453b versehen. Wenigstens der leicht gewinkelte Abschnitt453a ,453b der Arme450a ,450b , und bevorzugt die gesamten Arme450a ,450b sind aus einem superelastischen Metall wie beispielsweise Nitinol geformt und (durch die gewinkelten Abschnitte453a ,453b der Arme450a ,450b ) voneinander weg vorgespannt, wodurch die Spannbackenschalen446a ,446b auseinander gedrückt werden (wie in11b zu sehen). Zusätzlich sind, da die Arme450a ,450b und die Spannbacken446a ,446b bevorzugt integral miteinander sind, die Spannbacken bevorzugt aus einem superelastischen Metall geformt. - Gemäß dem in
11 ,11a und11b dargestellten Ausführungsbeispiel ist das proximale Ende451a ,451b jedes Arms450a ,450b mit dem distalen Ende16a der Spule16 durch Vercrimpen/Verriegeln mit der hohlen Gewindeschraube402 verbunden, wie am Besten in11a und11b veranschaulicht. Die Gewindeschraube402 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt406 , einen Gewindeabschnitt408 und eine zylindrische Durchbohrung410 entlang ihrer Mittelachse. Die Durchbohrung410 ist so bemessen, dass sie eine laterale Bewegung des Steuerdrahts18 aufnimmt und erlaubt, wie oben unter Bezugnahme auf5 bis7 beschrieben. Der Kopfabschnitt406 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule16 und ist mit zwei abgewandten Nuten114a ,114b an dem Außenumfang des Kopfabschnitts406 versehen. Die Nuten414a ,414b sind mit seitlichen Spitzen415a ,415b und erhobenen Stiften417a ,417b versehen und bemessen, um die proximalen Enden451a ,451b jedes der schmalen Arme450a ,450b aufzunehmen. Die proximalen Enden451a ,451b der Arme450a ,450b werden in die jeweiligen Nuten414a ,414b gesetzt, sodass die Stifte417a ,417b in jeweilige Befestigungslöcher452a ,452b eingreifen. Die Stifte417a ,417b sind wie Nieten abgeflacht, und die Spitzen415a ,415b der Nuten werden über die Arme gefaltet, wie am Besten in11a und11b zu sehen. Der Gewindeabschnitt408 der hohlen Schraube402 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule16 und steht mit dem Innern des distalen Endes16a der Spule16 in Gewindeeingriff, wie in11b dargestellt. -
12 und12a –12c zeigen ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Befestigung von Spannbacken an dem distalen Ende einer flexiblen Spule. Eine Spannbackenanordnung544 enthält ein Paar Endeffektoren544a ,544b und eine Befestigungsschraube502 zum Verbinden der Spannbacken mit dem distalen Ende16a einer flexiblen Spule16 . Jeder Endeffektor544a ,544b enthält eine Spannbackenschale (nicht dargestellt, die im Wesentlichen die Gleiche wie eine der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ist, und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm550a ,550b , der sich von der Spannbackenschale proximal erstreckt. Der schmale Arm550a ,550b ist mit einem halbzylindrischen Abschnitt552a ,552b an seinem proximalen Ende551a ,551b versehen, der mit einem Paar von proximalen Verlängerungslappen553a ,553b ,555a ,555b endet. - Gemäß dem in
12 und12a –12c gezeigten Ausführungsbeispiel ist das proximale Ende551a ,551b jedes Arms550a ,550b mit dem distalen Ende16a der Spule16 mit der hohlen Gewindeschraube502 verbunden, wie am Besten in12b und12c veranschaulicht. Die Gewindeschraube502 ist im Wesentlichen zylindrisch und enthält im Allgemeinen einen Kopfabschnitt506 , einen Gewinde abschnitt508 und eine zylindrische Durchbohrung510 entlang ihrer Mittelachse. Die Durchbohrung510 ist bemessen, um eine laterale Bewegung des Steuerdrahts18 aufzunehmen und zu erlauben, wie oben Bezug nehmend auf5 bis7 beschrieben. Das distale Ende des Kopfabschnitts506 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule16 und ist mit zwei Paaren abgewandter Nuten514a ,514b ,516a ,516b an dem Außendurchmesser des Kopfabschnitts506 versehen. Die Nuten sind bemessen, um die proximalen Enden551a ,551b jedes der schmalen Arme550a ,550b aufzunehmen, wie am Besten in12b und12c gezeigt, wobei die halbzylindrischen Abschnitte552a ,552b an dem proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers des Kopfes506 liegen, die Lappen553a ,553b in der Nut516a ruhen und die Lappen555a ,555b in der Nut516 ruhen. Der Gewindeabschnitt508 der hohlen Schraube502 hat einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Spule16 und steht mit dem Innern des distalen Endes16a der Spule16 in Gewindeeingriff, wie oben beschrieben. -
13 ,13a und13b zeigen ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verbindens einer Spannbackenanordnung mit dem distalen Ende einer Spule. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel enthält die Spannbackenanordnung560 ein Paar Endeffektoren562a ,562b , eine Befestigungsschraube564 und eine Haltebuchse oder Unterlegscheibe566 . Jeder Endeffektor562a ,562b enthält eine Spannbackenschale568a ,568b und einen elastischen, bevorzugt schmalen Arm570a ,570b , der sich proximal von der Schale erstreckt. Das proximale Ende jedes Arms570a ,570b ist mit einem Befestigungsloch572a ,572b versehen. In allen übrigen Beziehungen können die Endeffektoren verschiedene Merkmale der oben beschriebenen Endeffektoren integrieren. Die Befestigungsschraube564 ist ähnlich der oben beschriebenen Befestigungsschraube402 . Sie ist im Wesentlichen zylindrisch und besitzt einen Kopfabschnitt564a , einen Gewindeabschnitt564b , eine Durchbohrung564c und ein Paar diametral abgewandter Armaufnahmenuten564d ,564e , von denen jede mit einem aufstehenden Stift564f ,564g versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat ein proximaler Abschnitt564h des Schraubenkopfes564a einen reduzierten Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Haltehülse oder der Unterlegscheibe566 ist. Die aufstehenden Stifte564f ,564g sind an diesem proximalen Abschnitt564h des Schraubenkopfes564a positioniert. Aus den obigen Erläuterungen ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die End effektoren562a ,562b mit der Schraube564 durch Platzieren der jeweiligen Arme570a ,570b in den Nuten546d ,564e derart, dass die jeweiligen Befestigungslöcher572a ,572b mit den jeweiligen Stiften564f ,564g in Eingriff stehen, verbunden sind. Nachdem die Arme so relativ zu der Schraube angeordnet sind, wird die Hülse oder Unterlegscheibe566 über dem proximalen Abschnitt564h des Schraubenkopfes564a platziert und die proximalen Enden der Arme sind zwischen der Hülse und dem Schraubenkopf gefangen. Der Gewindeabschnitt564b der Schraube wird dann mit dem distalen Ende einer Spule (nicht dargestellt) verbunden, wie oben beschrieben, und die Hülse oder Unterlegscheibe566 ist zwischen der Spule und dem Schraubenkopf gefangen, wie oben beschrieben. - Wie oben erwähnt, werden die Spannbackenschalen durch eine Bewegung einer Zylinderhülse geöffnet und geschlossen, die mit einem Steuerdraht verbunden ist.
14 ,14a und14b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zylinderhülse640 , die mit dem distalen Ende618a eines Steuerdrahts618 verbunden ist, zum Öffnen und Schließen einer Spannbackenanordnung644 , die mit dem distalen Ende16a einer flexiblen Spule16 verbunden ist. Die Spannbackenanordnung644 ist im Wesentlichen die Gleiche wie eine der verschiedenen oben beschriebenen Spannbackenanordnungen. Es ist zu beachten, dass die Spannbackenanordnung zwei relativ schmale beabstandete Arme650a ,650b besitzt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der14 ,14a und14b ist ein Querelement628 mit dem distalen Ende618a des Steuerdrahts618 verbunden. Das Querelement628 ist ein Scheibensegment mit zwei abgewandten, im Wesentlichen parallelen Seiten628a ,628b , zwei gekrümmten Seiten628c ,628d mit Krümmungsradien, die dem Innenradius der Zylinderhülse640 entsprechen, und einer zentralen Bohrung628e . Der Abstand zwischen den parallelen Seiten628a und628b ist kleiner als der Abstand zwischen den Innenflächen der Arme650a ,650b der Spannbackenanordnung; und der Abstand der gekrümmten Seiten628c und628d ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Zylinderhülse640 . Der Durchmesser der Bohrung628e ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Steuerdrahts618 . Der Steuerdraht618 wird mit dem Querelement628 durch Einführen des distalen Endes618a des Steuerdrahts durch die Bohrung628e und Vercrimpen des Steuerdrahts auf beiden Seiten des Querelements verbunden, wie am Besten in14 und14a gezeigt. Das Querelement628 ist relativ zu der Spannbackenanordnung644 ausgerichtet, sodass es frei zwischen den Armen650a und650b verläuft, wie am Besten in14a und14b zu sehen. Die Zylinderhülse640 wird mit dem Querelement628 durch Vercrimpen der Hülse auf beiden Seiten des Querelements628 bei699 verbunden, wie am Besten in14a zu sehen. - Es wurden hier mehrere Ausführungsbeispiele eines endoskopischen Mehrproben-Bioptoms beschrieben und dargestellt. Während die Spannbackenanordnung so offenbart worden ist, dass sie aus einem besonderen superelastischen Metall gebildet ist, ist es selbstverständlich, dass andere superelastische Legierungen benutzt werden können, um die gleiche oder ähnliche Funktionen zu erzielen, wie sie hier offenbart ist. Zum Beispiel können, während die Spannbacken so offenbart worden sind, dass sie aus einer Nickel-Titan-Legierung gemacht sind, sie auch zum Beispiel aus einer Eisen-Platin-, Silber-Cadmium-, Nickel-Aluminium-, Mangan-Kupfer-, Kupfer-Zink-, Nickel-Tallium- oder irgendeiner anderen superelastischen Legierung gemacht sein. Es ist ferner ersichtlich, dass, während die Vorrichtung der Erfindung so beschrieben wurde, dass sie vorteilhafterweise das Erhalten mehrer Biopsien ohne Entfernen von dem Operationsort erlaubt, die Vorrichtung der Erfindung, falls erwünscht, nach wie vor zum Erhalten einzelner Biopsien verwendet werden kann. Tatsächlich muss das endoskopische Instrument überhaupt nicht zum Entnehmen von Biopsien verwendet werden, sondern kann auch als ein Dissektor benutzt werden. Bei einem Dissektorausführungsbeispiel würde das Rohr, das die Arme schließen lässt, kein scharfes Ende besitzen, und die Endeffektoren können Schaufeln sein oder anders geformt sein, statt Spannbackenschalen zu haben. Außerdem ist ersichtlich, dass, während besondere Konfigurationen des Betätigungsmechanismus der Erfindung offenbart worden sind, andere Arten von Betätigungsmechanismen benutzt werden könnten. Ebenso ist erkennbar, dass, während spezielle Verbindungen der Enden der Spule und des Steuerdrahts gezeigt worden sind, andere Arten von Verbindungen mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden könnten. Analog ist es selbstverständlich, dass, während spezielle Verbindungen der Enden des starren Rohrs und des Stabes gezeigt worden sind, andere Arten von Verbindungen benutzt werden könnten. Außerdem ist ersichtlich, dass, während spezielle Konfigurationen bezüglich der Spannbackenanordnung offenbart worden sind, andere Konfigurationen ebenso verwendet werden könnten. Zum Beispiel ist ersichtlich, dass, während es bevorzugt ist, Spannbacken mit scharfen Kanten vorzusehen, anstelle der Kanten die Spannbacken mit scharfen Zähnen versehen sein können, die in Verbindung mit dem scharfen Zylinder ein Schneidvermögen vorsehen.
- Ferner kann, während im zweiten Ausführungsbeispiel der innere Stab als stationär gezeigt und das äußere Rohr als einstellbar gezeigt ist, das äußere Rohr stationär und der Stab einstellbar sein kann.
Claims (14)
- Endeffektoranordnung (
14 ) für ein endoskopisches Instrument (10 ), wobei das endoskopische Instrument eine Schließeinrichtung (40 ) zum Schließen eines ersten und eines zweiten Endeffektors (44a ,44b ) der Endeffektoranordnung durch Ausfahren über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors sowie eine Betätigungseinrichtung (16 ,18 ) zum Bewirken einer Relativbewegung der Schließeinrichtung und des ersten und des zweiten Endeffektors besitzt, wobei die Endeffektoranordnung aufweist: (a) den ersten und den zweiten Endeffektor (44a ,44b ), die jeweils einen Arm (50a ,50b ) besitzen, die voneinander weg vorgespannt sind; und (b) eine Verbindungseinrichtung (102 ) zum Verbinden der Arme des ersten und des zweiten Endeffektors mit dem endoskopischen Instrument, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung eine hohle Schraube (102 ) aufweist, wobei die hohle Schraube einen Kopf (106 ) mit einem Paar Armaufnahmenuten (114a ,114b ) besitzt und die Schraube einen Gewindeabschnitt (108 ) mit einem Gewinde besitzt, das dimensioniert ist, um in einen distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments einzugreifen. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher ein proximaler Abschnitt (
116 ) des Schraubenkopfes konisch ist und die Verbindungseinrichtung ferner eine Unterlegscheibe (104 ) mit einer Durchbohrung (126 ) aufweist, die dimensioniert ist, um den konischen Abschnitt der Schraube und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors aufzunehmen, sodass, wenn der Gewindeabschnitt der Schraube in den distalen Abschnitt des endoskopischen Elements eingreift, sich die Arme um den konischen Abschnitt der Schraube erstrecken und zwischen dem konischen Abschnitt und der Unterlegscheibe fixiert sind. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 2, bei welcher die Durchbohrung der Unterlegscheibe einen konischen Abschnitt (
128 ) besitzt und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors einen spitzwinkligen (52a ,52b ) proximalen Abschnitt enthalten, der sich über den konischen Abschnitt der Schraube und durch den konischen Abschnitt der Durchbohrung erstreckt. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 3, bei welcher jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt (
53a ,53b ) entfernt von dem spitzwinkligen proximalen Abschnitt enthält. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 4, bei welcher jeder der Arme in einer distalen Spannbackenschale (
46a ,46b ) endet und jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt nahe der Spannbackenschale und entfernt von dem spitzwinkligen proximalen Abschnitt enthält. - Endeffektoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Schraubenkopf einen abstehenden Befestigungsstift (
417a ) enthält, der in jeder der Armaufnahmenuten (414a ,414b ) angeordnet ist; und die Arme der Endeffektoren jeweils ein Stiftaufnahmebefestigungsloch (452a ,452b ) zum Aufnehmen eines jeweiligen der abstehenden Befestigungsstifte enthalten; und/oder bei welcher die Armaufnahmenuten jeweils durch biegbare spitze Flansche (415a ,415b ) flankiert sind, welche über die Arme biegbar sind, wenn die Arme durch die Nuten aufgenommen sind. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher jeder der Arme in einer distalen Spannbackenschale (
46a ,46b ) endet und jeder der Arme einen leicht gebogenen Abschnitt (53a ,53b ) enthält; und/oder bei welcher jeder der Arme eine gewölbte Außenfläche besitzt. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Schraubenkopf ein zweites Paar Armaufnahmenuten (
516a ,516b ) und einen proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers enthält; jeder der Arme einen proximalen halbzylindrischen Abschnitt enthält, der in einem Paar distal verlaufender Zungen (552 ,555 ) endet, und jeder der Arme durch eine jeweilige der Armaufnahmenuten so aufgenommen ist, dass der halbzylindrische Abschnitt über dem proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers liegt und das Paar distal verlaufender Zungen durch das zweite Paar Nuten aufgenommen ist. - Endeffektoranordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Schraubenkopf (
564 ) einen gestuften Durchmesser besitzt, der einen proximalen Abschnitt reduzierten Durchmessers (564h ) definiert, der Schraubenkopf einen abstehenden Befestigungsstift (564f ,564g ) enthält, der in jeder der Armaufnahmenuten angeordnet ist, die Arme der Endeffektoren jeweils ein Stiftaufnahmebefestigungsloch (572a ,572b ) zum Aufnehmen eines jeweiligen der abstehenden Befestigungsstifte enthalten, und die Verbindungseinrichtung ferner eine Unterlegscheibe (566 ) mit einer Durchbohrung aufweist, die dimensioniert ist, um den proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes und die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors aufzunehmen, sodass, wenn der Gewindeabschnitt der Schraube in den distalen Abschnitt des endoskopischen Instruments eingreift, sich die Arme über den proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes erstrecken und zwischen dem proximalen Abschnitt des Schraubenkopfes und der Unterlegscheibe fixiert sind. - Endoskopisches Instrument (
10 ), mit (a) einer Endeffektoranordnung (14 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; (b) einem zylindrischen Element (40 ); (c) einer Betätigungseinrichtung (16 ,18 ), die entweder mit dem zylindrischen Element oder mit dem ersten und dem zweiten Endeffektor verbunden ist, um das zylindrische Element und den ersten und den zweiten Endeffektor relativ zueinander bewegen zu lassen, um so das zylindrische Element i) in eine erste Position zu bringen, um sich über wenigstens einen Teil des ersten und des zweiten Endeffektors zu erstrecken, um so die Arme des ersten und des zweiten Endeffektors zueinander zu drücken und eine relativ geschlossene Position anzunehmen; und ii) in eine zweite Position zu bringen, um den ersten und den zweiten Endeffektor voneinander weg erstrecken zu lassen und eine relativ offene Position anzunehmen. - Endoskopisches Instrument nach Anspruch 10, ferner mit (d) einer Spule (
16 ) mit einem distalen Ende, wobei die Schraube (102 ) in das distale Ende der Spule eingreift und die Betätigungseinrichtung mit dem zylindrischen Element (40 ) verbunden ist, um das zylindrische Element bewegen zu lassen, wobei die Betätigungseinrichtung vorzugsweise einen durch die Spule verlaufenden Ziehdraht (18 ) enthält, wobei der Ziehdraht ein mit dem zylindrischen Element (40 ) verbundenes distales Ende besitzt. - Endoskopisches Instrument nach Anspruch 10, ferner mit (e) einem mit dem ersten und dem zweiten Endeffektor verbundenen Stab (
318 ), wobei der Stab bevorzugt ein distales Gewindeende (318a ) besitzt und die Verbindungseinrichtung den ersten und den zweiten Endeffektor mit dem Stab verbindet, indem der Gewindeabschnitt der Schraube (302 ) in den distalen Gewindeabschnitt des Stabes eingreift. - Endoskopisches Instrument nach Anspruch 12, bei welchem das zylindrische Element ein im Wesentlichen steifes hohles Rohr (
340 ) aufweist, durch welches der Stab verläuft, und die Betätigungseinrichtung eine Einrichtung zum Bewegen des hohlen Rohres über den ersten und den zweiten Endeffektor aufweist. - Endoskopisches Instrument nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei welchem jeder der Arme der Endeffektoranordnung in einer distalen Spannbackenschale (
46a ,46b ) endet und das zylindrische Element eine scharfe distale Kante (42 ) besitzt.
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