DE69634392T2 - Bipolares elektrochirurgisches endoskopisches Instrument mit isoliertem Achsstift - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf endoskopische chirurgische Instrumente. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine chirurgische endoskopische Einzelbetätigungszange/-klammer sehr kleinen Durchmessers. Obwohl nicht beschränkt, findet die Erfindung besonders Einsatz in Bezug auf neurologische Verfahren.
- 2. Stand der Technik
- Endoskopische Chirurgie wird heutzutage weltweit weit verbreitet ausgeübt, und ihre Akzeptanz wächst rasch. Grob gesagt beinhaltet die endoskopische Chirurgie Kolorektalchirurgie durch ein Endoskop, arthroskopische Chirurgie, laparoskopische Chirurgie und Neurochirurgie. In allen Fällen außer der kolorektalen Chirurgie erfordert die endoskopische Chirurgie das Einführen eines endoskopischen Instruments durch eine erste Öffnung (die oft von einem Trokar gebildet wird) und die Verwendung einer Kamera, die durch eine zweite Öffnung eingeführt wird. Bei mehreren Öffnungen können Organe oder Gewebe mit einem chirurgischen Instrument gegriffen werden und können gleichzeitig mit einem anderen chirurgischen Instrument geschnitten werden; alles unter Sicht des Chirurgen über die in einer der Öffnungen platzierten Kamera.
- Es wird erwartet, dass 1996 mehr als 2.000.000 zusätzliche Endochirurgien pro Jahr durchgeführt werden, die 1990 über offene Chirurgie gemacht wurden (MedPRO Month, I:12, S. 178). Die Vorteile endoskopischer Chirurgie sind dahingehend klar, dass sie weniger invasiv und weniger traumatisch ist und die Genesung typischerweise schneller erfolgt. Dies ist insbesondere bei der Neurochirurgie so, die das zentrale Nervensystem involviert, wo ein oder mehrere Instrumente durch kleine Öffnungen im Nacken oder im Schädel des Patienten eingeführt werden. Endoskopische Techniken werden in der Neurochirurgie stark bevorzugt, da die offene Chirurgie das Entfernen zumindest eines Teils des Schädels mit sich bringt, was zu schwerem Trauma und chirurgischer Morbidität führt.
- Endoskopische chirurgische Instrumente beinhalten im allgemeinen eine Schlange oder ein Rohr (die nachfolgend breit als ein Rohr bezeichnet wird), einen Zugdraht oder eine Schubstange, der/die sich durch das Röhr erstreckt, ein Betätigungsmittel, das die Röhre und den Zugdraht oder die Schubstange greift, um dem Zugdraht oder der Schubstange eine reziproke axiale Bewegung zu verleihen, Endeffektormittel, die mit dem Zugdraht oder der Schubstange gekoppelt sind und einen mit dem Rohr an seinem proximalen Ende und den Endeffektormitteln an ihrem distalen Ende gekoppelten Bügel, wobei die axiale Bewegung des Zugdrahts oder der Schubstange die Bewegung der Endeffektormittel in einer Ebene parallel zur Längsachse der Schubstange bewirkt. Für die hiesigen Zwecke ist das "distale Ende" eines chirurgischen Instrumentes oder jeglichen Teils desselben das vom Chirurgen entfernteste und am nächsten am Operationsort befindliche Ende, während das "proximale Ende" des Instruments oder jeglicher Teil desselben das dem Chirurgen nächste und vom Operationsort entfernteste Ende ist.
- Endoskopische chirurgische Bipolarkauterinstrumente sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart das mit zugewiesene US-Patent Nr. 5,352,223 eine bipolare endoskopische Zange mit einem hohlen leitfähigen Rohr, einer isolierten leitfähigen Schubstange, die sich durch das Rohr erstreckt und ein Paar von leitfähigen Endeffektoren (Greifern), die jeweils am distalen Ende des Rohrs und der Schubstange angebracht sind. Die Endeffektoren sind voneinander isoliert, und es wird über das Rohr und die Schubstange ein bipolarer Kauterstrom an den jeweiligen Endeffektoren angelegt.
- Wie oben erwähnt, sind die meisten endoskopischen Instrumente dafür ausgelegt, den Körper durch eine Instrumentenöffnung zu betreten. Typischerweise sind die Öffnungen entweder 5 oder 10 mm im Durchmesser und gestatten ähnlich bemaßten Instrumenten, hindurchzugehen. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die relativ kleine Größe endoskopischer Instrumente eine signifikante Herausforderung bei ihrem Entwurf und ihrer Herstellung bedeutet. Dies ist insbesondere bei bipolaren Instrumenten so, die aufgrund ihres Aufbaus bewegliche Teile beinhalten, die gegeneinander elektrisch isoliert sind. Das in dem mit-zugewiesenen US-Patent 5,352,223 beschriebene Instrument ist, wie die meisten endoskopischen Instrumente, dafür entworfen, mit einem 5 mm- oder 10 mm-Instrumentendurchgang (Trokarrohr) verwendet zu werden. Jedoch sind in der Neuchirurgie sogar 5 mm-Instrumente größer und invasiver als gewünscht. Somit werden noch kleinere Instrumente bevorzugt.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein endoskopisches Instrument bereitzustellen, das wesentlich kleiner im Durchmesser ist als konventionelle endochirurgische Instrumente.
- Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein endoskopisches neurochirurgisches Instrument mit bipolarer Fähigkeit bereitzustellen.
- Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein bipolares endoskopisches Instrument bereitzustellen, das klein genug ist, durch eine 2 mm-Instrumentenöffnung in den Körper einzudringen.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine bipolare endoskopische Zange/Klammer kleinen Durchmessers mit einem relativ großen Drehmoment bereitzustellen.
- In Übereinstimmung mit diesen Aufgaben, die im Detail untenstehend diskutiert werden, beinhaltet das endoskopische Instrument der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, allgemein ein hohles Rohr mit einem Durchmesser von ungefähr 1,7 mm, einen sich dort hindurcherstreckenden axial verschiebbaren Draht, ein manuelles Betätigungsmittel, das an dem proximalen Ende des Rohrs und dem Draht angebracht ist, zum axialen Verschieben des Rohrs und/oder des Drahts relativ zum anderen, einen mit dem distalen Ende des Rohrs mechanisch gekoppelten ersten Endeffektor und einen mit dem distalen Ende des verschiebbaren Drahtes mechanisch gekoppelten und mit dem ersten Endeffektor drehbar gekoppelten zweiten Endeffektor. Das Rohr und der Zugdraht sind leitfähig, der Zugdraht ist mit einer elektrisch-isolierenden Hülle abgedeckt, außer an seinem ganz distalen Ende, der erste Endeffektor ist leitfähig und teilweise isoliert und mit dem distalen Ende der Röhre elektrisch verbunden, und der zweite Endeffektor ist leitfähig und partiell isoliert und mit dem distalen Ende des Zugdrahts elektrisch verbunden. Zusätzlich ist das manuelle Betätigungsmittel vorzugsweise mit einem Paar elektrischer Kupplungen versehen, um entsprechende Pole einer Quelle bipolaren Kauters mit dem Rohr und dem Draht zu koppeln.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Endeffektor mittels eines Achsstifts, der integral mit dem ersten oder dem zweiten Endeffektor ist, drehbar mit dem ersten Endeffektor verbunden, wobei sich eine isolierende keramische Buchse über den Achsstift erstreckt und den Achsstift des anderen ersten oder zweiten Endeffektors elektrisch isoliert.
- Gemäß bevorzugten Aspekten der Erfindung ist der erste Endeffektor vorzugsweise eine Gusslegierung, die mit einer Polymerisolierung, wie etwa Polytetrafluorethylen (PTFE oder TEFLON® ) an zumindest einem Teil der Oberfläche beschichtet ist. Der zweite Endeffektor ist auch vorzugsweise eine Gusslegierung, die mit einer Isolierung wie etwa PTFE an zumindest einem Teil seiner Oberfläche beschichtet ist. Ein proximaler Bereich des zweiten Endeffektors ist mit einem Mitnehmer versehen, um ihn elektrisch und mechanisch mit dem distalen Ende des verschiebbaren Drahtes zu koppeln. Die Endeffektoren sind mit Hilfe einer isolierenden keramischen Buchsen-Unterlegscheibe miteinander drehbar gekoppelt.
- Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Endeffektor mit einem integralen Achsstift versehen, der ein deformierbares Ende hat, und der zweite Endeffektor ist mit einem Montageloch versehen.
- Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für Fachleute unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den bereitgestellten Figuren ersichtlich werden.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine partielle transparente Seitenaufsicht im Teilschnitt einer bipolaren Zange gemäß der Erfindung; -
2 ist eine vergrößerte aufgebrochene transparente Ansicht des Endeffektors von1 bei Blickrichtung senkrecht zur Rotationsachse; -
3 ist eine vergrößerte aufgebrochene transparente Ansicht des Effektors von1 bei Sicht parallel zur Rotationsachse mit der Zange in geschlossener Position; -
4 ist eine Ansicht ähnlich der3 , mit der Zange in offener Position; -
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 in3 ; -
5a ist eine Ansicht ähnlich der5 , mit dem Ende der Niete auf gespreizt; und -
5b ist eine Ansicht ähnlich der5 einer alternativen Ausführungsform, die keinen Teil der Erfindung bildet. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Nunmehr unter Bezugnahme auf
1 beinhaltet eine bipolare Zange10 kleinen Durchmessers gemäß der Erfindung allgemein ein hohles leitfähiges Rohr12 mit einem proximalen Ende14 und einem distalen Ende16 , einen leitfähigen Zugdraht18 , der sich durch das Rohr12 erstreckt und ein proximales Ende20 und ein distales Ende22 aufweist, einen proximalen Betätigungsgriff24 und eine distale Endeffektorbaugruppe26 . Gemäß der derzeit bevorzugten Ausführungsform weist das leitfähige Rohr einen Außendurchmesser von ungefähr 1,7 mm auf. Der leitfähige Zugdraht18 ist mit einer Isolierhülle28 versehen, die sich im wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckt, außer an einem Bereich seines proximalen Endes20 und einem Bereich seines distalen Endes22 . Der proximale Betätigungsgriff24 weist einen Zentralschaft30 und eine verschiebbare Spule32 auf. Das proximale Ende des Schafts30 ist mit einem Daumenring34 versehen, und eine Längsbohrung36 ist am distalen Ende des Schafts30 vorgesehen. Ein Längsschlitz38 erstreckt sich vom proximalen Ende der Bohrung36 zu einem Punkt distal vom Daumenring34 . Die verschiebbare Spule32 ist mit einem Querelement40 versehen, welches durch den Schlitz38 im zentralen Schaft30 hindurchgeht. Das Querelement40 ist mit einem zentralen Durchgangsloch42 und einer radial eingreifenden Stellschraube44 versehen. Ein erster elektrischer Kontakt46 ist auf der Spule32 vorgesehen und erstreckt sich radial auswärts von der Einstellschraube44 durch einen isolierenden Schutzkragen48 . Die Längsbohrung36 ist mit einem zweiten elektrischen Kontakt50 versehen, der sich radial auswärts vom Inneren der Bohrung36 erstreckt. Wie in1 gezeigt, ist das proximale Ende14 des leitfähigen hohlen Rohrs12 in der Längsbohrung36 montiert und stellt einen elektrischen Kontakt mit dem elektrischen Verbinder50 her. Das proximale Ende20 des leitfähigen Zugdrahts18 ist im Loch42 des Querelements40 durch die Einstellschraube44 montiert und stellt einen elektrischen Kontakt mit dem elektrischen Verbinder46 her. - Nunmehr unter Zuwendung auf die
2 –5 beinhaltet die Endeffektorbaugruppe26 einen ersten stationären Endeffektor60 und einen zweiten drehbaren Endeffektor62 , die beide vorzugsweise aus einer Gusslegierung hergestellt sind. Der erste Endeffektor60 hat einen proximalen Schaftbereich64 , einen distalen Greiferbereich66 und einen zwischenliegenden Befestigungsbereich68 mit einem integralen Achsstift69 mit einem spreizbaren nietenartigen Ende71 . Der proximale Schaftbereich64 ist im wesentlichen zylindrisch und in das distale Ende16 des hohlen leitfähigen Rohrs12 pressgepasst oder eingekrimpt (1 ,3 ). Der distale Greiferbereich66 weist eine im wesentlichen planare Greifoberfläche70 auf, die in einer ersten Ebene liegt, und der zwischenliegende Befestigungsbereich68 weist eine im wesentlichen planare Oberfläche72 auf, die in einer zweiten Ebene liegt, die im wesentlichen orthogonal zur ersten Ebene ist. Gemäß einem Aspekt der Erfindung, und wie am besten in3 zu sehen, ist der proximale Schaftbereich64 mit einem gekrümmten Führungskanal74 versehen, durch welchen der leitfähige Zugdraht18 wie unten vollständiger beschrieben geführt wird. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, und wie am besten in5 zu sehen, ist im wesentlichen der gesamte erste Endeffektor60 , außer an seiner Greifoberfläche70 und seinem proximalen Schaftbereich64 mit einem elektrisch isolierenden Polymer61 , wie etwa PTFE, beschichtet. - Der zweite Endeffektor
62 weist einen proximalen Mitnehmer76 , einen distalen Greiferbereich78 und einen zwischenliegenden Befestigungsbereich80 mit einem Montageloch81 auf, um ihn auf dem Befestigungsbereich68 des ersten Effektors drehbar zu montieren. Der proximale Mitnehmer76 ist mit einem Zugdrahtloch82 zum Ankoppeln am distalen Ende22 des Zugdrahts18 versehen, und der distale Greiferbereich78 weist eine im wesentlichen planare Greifoberfläche84 auf, die in einer ersten Ebene liegt. Der zwischenliegende Montagebereich80 weist eine im wesentlichen planare Oberfläche86 auf, die in einer zweiten Ebene liegt, die im wesentlichen orthogonal zur ersten Ebene ist. Gemäß der Erfindung, und wie am besten in5 zu sehen, ist im wesentlichen der gesamte zweite Endeffektor62 , außer an seiner Greifoberfläche84 und seinem proximalen Mitnehmer76 mit elektrisch-isolierendem Polymer63 , wie etwa PTFE, beschichtet. Wie am besten in5 zu sehen, ist auch der zweite Endeffektor62 drehbar auf dem Achsstift69 des ersten Endeffektors60 montiert, indem eine keramische Buchsen-Unterlegscheibe90 zwischen dem Achsstift69 und dem Montageloch81 platziert wird, bevor das Ende71 des Stifts69 gespreizt wird (wie in5a zu sehen). Das distale Ende22 des Zugdrahts18 ist mit dem Loch82 im Mitnehmer80 des zweiten Endeffektors62 gekoppelt, indem eine Z-Biegung im Draht erzeugt wird, wie am besten in2 zu sehen. - Eine alternative Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, zum Montieren des zweiten Endeffektors auf dem ersten Endeffektor wird in
5b gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Befestigungsbereich68 des ersten Endeffektors mit einem Montageloch69' versehen. Eine Edelstahlniete92 wird durch die keramische Büchsen-Unterlegscheibe90 eingeführt, die durch das Loch81 im Befestigungsbereich80 des zweiten Endeffektors eingeführt wird. Das Ende der Niete92 wird durch das Loch69' im Befestigungsbereich68' des ersten Endeffektors eingeführt und ihr Ende wird gespreizt. - Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass der erste Endeffektor
60 eine elektrische Verbindung durch seinen Schaft64 mit dem distalen Ende16 des Rohrs12 herstellt und der zweite Endeffektor62 eine elektrische Verbindung mit dem distalen Ende22 des Zugdrahts18 herstellt. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass der Zugdraht18 gegenüber dem Rohr12 und dem Schaft64 des ersten Endeffektors60 durch seine isolierende Beschichtung18 isoliert ist. Die Endeffektoren sind im wesentlichen voneinander durch ihre jeweiligen PTFE-Beschichtungen und durch die keramische Buchsen-Unterlegscheibe90 isoliert, wenn die Endeffektoren sich in der in4 gezeigten offenen Position befinden. - Es ist weiter ersichtlich, dass die Translationsbewegung des Zugdrahts
18 durch das Rohr12 mittels des Betätigers24 (1 ) zu einer Drehbewegung des zweiten Endeffektors62 relativ zum ersten Endeffektor60 führen wird, um die Endeffektoren zu öffnen und zu schließen, wie in den3 und4 zu sehen. Wie am besten in den3 und4 zu sehen, muss sich der Zugdraht18 aus dem Rohr in einer radialen wie auch einer axialen Richtung bewegen. Der Führungskanal74 stützt und richtet die Bewegung des relativ flexiblen Zugdrahts18 , um die Rotationsbewegung der Klaue78 innerhalb der kleinen Abmessungsparameter des Instruments zu maximieren. Beim Stützen und Richten des Zugdrahts verhindert der Führungskanal74 , dass der dünne Zugdraht18 abknickt. Zusätzlich minimiert bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der der Zugdraht18 durch Isolierung18 isoliert ist, die Bereitstellung des Führungskanals die Möglichkeit, dass die isolierende Beschichtung18 in Reibungseingriff mit einer Kante des Rohr kommt und abgenutzt wird, was zu einem Kurzschluss führt. Somit stellt der gekrümmte Führungskanal74 im Schaft64 des ersten Endeffektors einen glatten Pfad für den isolierten Zugdraht18 bereit. - Bei Verwendung werden die Endeffektoren in der in
4 gezeigten offenen Position platziert und zu einem Gewebe (nicht gezeigt) geführt. Die Endeffektoren werden dann um das Gewebe so geschlossen, dass die nicht-isolierten Greifoberflächen70 ,84 der Endeffektoren das Gewebe ergreifen. Ein bipolarer Kauterstrom wird dann durch die Endeffektoren über die in1 gezeigten elektrischen Kupplungen46 ,50 an das Gewebe angelegt. - Es sind hier verschiedene Ausführungsformen einer bipolaren endoskopischen Zange beschrieben und illustriert worden, die insbesondere bei neurochirurgischen Prozessen nützlich ist.
- Während eine bestimmte Spulen- und Daumenringart von Aktuator offenbart worden ist, ist es ersichtlich, dass andere Aktuatoren, wie etwa z.B. ein konventioneller Scherengreifaktuator verwendet werden könnten. Während die Endeffektoren als Zangen mit im wesentlichen planaren Greifoberflächen beschrieben worden sind, wird auch wahrgenommen werden, dass andere Konfigurationen von Greifoberflächen verwendet werden könnten und andere Arten von Endeffektoren (z.B. Scheren) verwendet werden könnten. Zusätzlich ist ersichtlich, während ein stationärer Endeffektor, der in das Rohr passt und einen gekrümmten Führungspfad aufweist, gezeigt und beschrieben worden ist, dass das Rohr über das proximale Ende des stationären Endeffektors passen kann und das Rohr an seinem distalen Ende mit dem Führungspfad versehen sein kann, statt dass das proximale Ende des Endeffektors mit dem Führungspfad versehen ist. Darüber hinaus ist es ersichtlich, dass, während bestimmte Konfigurationen in Bezug auf elektrische Kopplungen im Aktuator beschrieben worden sind, andere Konfigurationen genauso verwendet werden könnten. Während weiterhin die Endeffektoren als im wesentlichen vollständig mit PTFE beschichtet beschrieben worden sind, außer an ihren elektrischen Verbindungen und ihren Greifoberflächen, versteht es sich, dass die Beschichtung der Endeffektoren nur an ihren entsprechenden Kontaktoberflächen dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie hier offenbart erfüllen kann.
Claims (7)
- Bipolares elektro-chirurgisches endoskopisches Instrument (
10 ), umfassend: a) ein hohles leitfähiges Rohr (12 ) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende; b) einen axial verschiebbaren leitfähigen Draht (18 ), der sich durch das hohle Rohr erstreckt und mit einer elektrisch isolierenden Hülle (28 ) abgedeckt ist, wobei der axial verschiebbare Draht ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist; c) ein manuelles Betätigungsmittel (24 ), das an den proximalen Enden des Rohrs und des Drahts zum axialen Verschieben des Rohrs oder des Drahts relativ zueinander angebracht ist; d) einen ersten leitfähigen, partiell isolierten Endeffektor (60 ), der mechanisch und elektrisch mit dem distalen Ende des Rohrs gekoppelt ist; e) einen zweiten leitfähigen partiell isolierten Endeffektor (62 ), der mechanisch und elektrisch mit dem distalen Ende des Drahtes gekoppelt ist und mit dem ersten Endeffektor drehbar gekoppelt ist; und f) eine isolierende keramische Buchse (90 ), wobei der zweite Endeffektor (62 ) vermittels eines Achsstifts (69 ) mit dem ersten Endeffektor (60 ) drehbar gekoppelt ist, wobei sich die isolierende keramische Buchse (90 ) über den Achsstift (69 ) erstreckt und den Achsstift von dem anderen von erstem und zweitem Endeffektor elektrisch isoliert; dadurch gekennzeichnet, dass der Achsstift (69 ) mit dem einen von erstem und zweitem Endeffektor einstückig ist. - Endoskopisches Instrument gemäß Anspruch 1, wobei: das hohle Rohr (
12 ) einen Außendurchmesser von höchstens ungefähr 0,2 mm aufweist. - Endoskopisches Instrument gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: der erste Endeffektor (
60 ) und der zweite Endeffektor (62 ) Zangen sind. - Endoskopisches Instrument gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das manuelle Betätigungsmittel (
24 ) mit einem Paar elektrischer Anschlüsse (46 ,50 ) zum Verbinden entsprechender Pole einer Quelle bipolaren Kauters mit dem Rohr und dem Draht versehen ist, und das manuelle Betätigungsmittel vorzugsweise einen genuteten Schaft (30 ) und eine verschiebbare Spule (32 ) umfasst. - Endoskopisches Instrument gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das Paar elektrischer Anschlüsse (
46 ,50 ) einen elektrischen Anschluss (46 ) auf der verschiebbaren Spule, die elektrisch mit dem axial verschiebbaren leitfähigen Draht verbunden ist, und einen elektrischen Anschluss (50 ) auf dem genuteten Schaft umfasst, der elektrisch mit dem hohlen leitfähigen Rohr verbunden ist. - Endoskopisches Instrument gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: der erste und zweite Endeffektor (
60 ,62 ) Gusslegierung sind und partiell mit PTFE beschichtet sind. - Endoskopisches Instrument gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: ein gekrümmter Führungskanal (
74 ) in einem proximalen Abschnitt des ersten Endeffektors (60 ) vorgesehen ist und sich der axial verschiebbare leitfähige Draht (18 ) durch den Kanal erstreckt und von dem Kanal geführt wird, um sich radial wie auch axial zu bewegen, wenn das manuelle Betätigungsmittel das Rohr oder den Draht relativ zueinander axial verschiebt.
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