DE69723428T2

DE69723428T2 - Chirurgisches instrument

Info

Publication number: DE69723428T2
Application number: DE69723428T
Authority: DE
Inventors: M. Peter CESARINI; A. Michael FRITSCHY; Karen Drucker
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: DE69723428D1; AU723182B2; WO1997037600A1; AR006596A1; EP0892621B1; CA2251540A1; ZA973007B; JP2000508206A; US5833692A; ATE244540T1; JP3929074B2; BR9710426A; EP0892621A1; AU2610997A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft chirurgische Instrumente und insbesondere arthroskopische chirurgische Instrumente.
Motorisierte arthroskopische chirurgische Instrumente bestehen in der Regel aus einem starren, stationären Außenrohr, in dem ein starres Innenrohr von einem Motor gedreht wird. Am distalen Ende des Innenrohrs ist ein Schneidwerkzeug, wie z. B. eine Klinge oder eine Fräse, angeordnet. Gewebe oder Knochen wird durch eine Öffnung im distalen Ende des Außenrohrs mit dem Schneidwerkzeug in Kontakt gebracht, und Gewebe- oder Knochenfragmente, die von der sich drehenden Klinge oder Fräse abgeschnitten wurden, werden durch Aufbringen einer Saugwirkung am proximalen Ende des Instruments zusammen mit Irrigationsflüssigkeit durch den Innenraum des Innenrohrs gezogen. Beispiele für solche chirurgischen Instrumente sind in US-Patent Nr. 4.203.444, 4.274.414, 4.834.729 und 4.842.578, die alle dem Inhaber des vorliegenden Patents erteilt wurden, beschrieben.
Einige arthroskopische chirurgische Instrumente sind zwischen ihrem proximalen und distalen Ende linear, d. h. gerade. Andere sind gekrümmt, damit das Schneidwerkzeug leichter an dem zu schneidenden Gewebe angelegt werden kann, ohne dass das Instrument vom Körper entfernt und durch eine weitere Punktionsstelle wieder eingeführt werden muss. Bei einem gekrümmten Instrument ist ein Bereich des Innenrohrs flexibel gestaltet, damit das Innenrohr die Krümmung des Außenrohrs aufnehmen und gleichzeitig die vom Motor auf die Klinge aufgebrachte Torsionskraft weiterleiten kann. In beiden Fällen verändert der Anwender die Orientierung des Schneidwerkzeugs durch Drehen des Instruments.
In unserer europäischen Patentanmeldung 0669105 wird ein endoskopisches chirurgisches Instrument offenbart, das ein starres Element aufweist, das in einem distalen Bereich versetzt ist und ferner auf einem ersten Sockel befestigt ist. Das chirurgische Werkzeug ist auf einem zweiten Sockel befestigt, wobei der erste Sockel relativ zum zweiten Sockel drehbar ist. Der erste Sockel kann mit Mitteln zum Verhindern einer versehentlichen Drehung des ersten Sockels relativ zum zweiten Sockel ausgestattet sein.
EP 0609084 offenbart ein chirurgisches Instrument mit einem ersten Teil (12), der sich distal von einem proximalen Ende erstreckt und eine Öffnung (13) in einem distalen Bereich zum Aufnehmen von Gewebe aufweist, einem zweiten Teil (14), der innerhalb des ersten Teils zum Bewegen eines Schneidegeräts (15) angebracht ist und der bewirkt, dass es Gewebe, das dem Gerät durch die Öffnung ausgesetzt ist, schneidet, einer Nabe (56) und einem Knopf (86), der an dem proximalen Ende des ersten Teils befestigt ist, wobei der Knopf zum Drehen des ersten Teils und zum wahlweisen Verändern einer Drehausrichtung der Öffnung in Bezug auf die Nabe in Dreheingriff mit der Nabe angeordnet ist. Ein ähnliches chirurgisches Instrument ist aus EP 0669105 bekannt.
Erfindungsgemäß stellen wir ein chirurgisches Instrument bereit, bestehend aus:
einem ersten Teil, der sich distal von einem proximalen Ende erstreckt und eine Öffnung in einem distalen Bereich zum Aufnehmen von Gewebe aufweist,
einem zweiten Teil, der innerhalb des ersten Teils zum Bewegen eines Schneidegeräts angebracht ist und der bewirkt, dass es Gewebe, das dem Gerät durch die Öffnung ausgesetzt ist, schneidet,
einer Nabe, und
einem Knopf, der an dem proximalen Ende des ersten Teils befestigt ist, um den ersten Teil zu drehen und wahlweise eine Drehausrichtung der Öffnung in Bezug auf die Nabe zu ändern, dadurch gekennzeichnet, dass der Knopf von einer ersten Position, bei der der Knopf in einem drehbaren Eingriff mit der Nabe montiert ist, zu einer zweiten Position, bei der der Knopf in die Nabe eingreift und in Bezug auf diese drehbar verriegelt ist, axial bewegbar ist.
Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument, mit dem ein Anwender einen drehbaren Bauteil in einer ausgewählten Ausrichtung in Bezug auf eine Nabe des Instruments vorübergehend arretieren kann. Wenn gewünscht kann das Instrument „freigegeben" werden, damit das Bauteil wieder in seinen drehbaren Zustand gebracht werden kann. Neben anderen Vorteilen bietet die Erfindung einen einfachen, aber dennoch zuverlässigen Weg zum Schutz vor versehentlicher Bewegung des Bauteils während einer Operation, wenn es in einer fixen Position bleiben soll.
Bei einem allgemeinen Aspekt dieses Konzepts kann das drehbare Bauteil eine Gewebe aufnehmende Öffnung in einem distalen Bereich eines ersten Teils des Instruments sein, und ein an einem proximalen Ende des ersten Teils befestigter Knopf befindet sich in Dreheingriff mit der Nabe, um den ersten Teil zu drehen und eine Drehausrichtung der Öffnung in Bezug auf die Nabe wahlweise zu verändern, und kann in Bezug auf die Nabe axial in eine arretierte Position bewegt werden, in der der Knopf nicht drehend in die Nabe eingreift; durch die Öffnung eingelassenes Gewebe wird von einem Schneidegerät abgeschnitten, das von einem zweiten Teil, der innerhalb des ersten Teils angeordnet ist, bewegt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen können folgende Merkmale aufweisen.
Der Knopf kann in einer entgegengesetzten Richtung zu der verriegelten Position axial bewegbar sein, um den drehbaren Eingriff zwischen dem Knopf und der Nabe wiederherzustellen. Die Nabe kann einen oder mehrere Vorsprünge enthalten, die axial mit Zwischenraum zu entsprechenden Abschnitten des Knopfes angeordnet sind, wenn sich der Knopf in drehbarem Eingriff mit der Nabe befindet. Die Vorsprünge sind so angeordnet, dass sie in Abschnitte des Knopfes eingreifen, wenn der Knopf axial in die verriegelte Position bewegt wird.
Bei einer Ausführungsform besteht der Knopf aus einer Vielzahl von Teilen, die am Umfang mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, um eine Öffnung, in der ein Abschnitt der Nabe angebracht ist, zu definieren. Die Nabe kann ein Paar Vorsprünge enthalten, die um die Breite der Teile mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, so dass einer der Teile zwischen dem Paar Vorsprünge positioniert ist, wenn der Knopf axial in die verriegelte Position bewegt wird. Vorzugsweise sind mehrere Paare von Vorsprüngen mit ähnlichen Abständen vorgesehen.
Jeder Teil kann eine Kerbe aufweisen, die ausgeführt ist, um einen Vorsprung zu empfangen, wenn der Knopf axial in die verriegelte Position bewegt wird. Dies verbessert den Passsitz zwischen den Vorsprüngen und den Teilen und sorgt für zusätzlichen Schutz vor versehentlicher Drehung.
Der Knopf kann so montiert sein, dass er wahlweise in eine Vielzahl von diskreten Positionen gedreht werden kann, während er im Ineinandergriff mit der Nabe verbleibt. Dadurch kann die Öffnung in einer entsprechenden Vielzahl von diskreten Drehausrichtungen positioniert werden. Die Nabe kann eine Vielzahl von flexiblen, eingespannten Fingern umfassen, wobei jeder von diesen einer der diskreten Positionen entspricht. Jeder der Vielzahl von Gegenbereichen auf dem Knopf greift während der Drehung des Knopfes in einen der Finger ein, um die ausgewählte Positionierung der Öffnung zu halten.
Ein elastischer Teil an dem Knopf greift in eine Rille auf der Außenfläche der Nabe ein, wenn der Knopf axial zu der verriegelten Position bewegt wird. Dieser Eingriff erfolgt beispielsweise über die oben beschriebenen am Umfang mit Zwischenraum angeordneten Teile. Die Rille ist am Umfang um den Abschnitt der Nabe angeordnet, der in der Öffnung des Knopfes aufgenommen ist. Jeder elastische Teil enthält einen radialen Vorsprung, der in die Rille eingreift, wenn der Knopf axial zu der verriegelten Position bewegt wird.
Eine zweite ringförmige Rille kann um den Abschnitt der Nabe und axial mit Zwischenraum von der ersten Rille angeordnet werden. Dabei sind die radialen Vorsprünge der elastischen Teile axial zwischen den Rillen angebracht, wenn der Knopf in drehbarem Eingriff mit der Nabe steht.
Bei einer Ausführungsform kann der erste Teil einen gebogenen Bereich umfassen, der die Öffnung winkelig von einer Achse des ersten Teils versetzt. Der zweite Teil weist einen flexiblen Bereich auf, der in dem gebogenen Bereich angebracht ist, um Kraft, die durch den gebogenen Bereich an einem proximalen Ende des zweiten Teils angewendet wird, zu übertragen, um das Schneidegerät zu bewegen.
Bei einen weiteren Aspekt der Erfindung ist die drehbare (und verriegelbare) Komponente ein gebogener Bereich des Instruments. Das Instrument enthält einen ersten Teil, der sich distal von einem proximalen Ende erstreckt und einen gebogenen Bereich aufweist, der ein distales Ende des ersten Teils winkelig von einer Achse versetzt, sowie einen zweiten Teil, dessen proximales Ende an einer Nabe befestigt ist und der sich koaxial mit dem ersten Teil bis zu einem distalen Ende, das sich distal vom gebogenen Bereich befindet, erstreckt. Die Gewebe aufnehmende Öffnung befindet sich am distalen Ende des zweiten Teils und nimmt Gewebe auf zum Schneiden durch ein Schneidegerät, das in Bezug auf den zweiten Teil beweglich ist. Ein Knopf ist am proximalen Ende des ersten Teils befestigt und in drehbarem Eingriff mit der Nabe angebracht, um den ersten Teil zu bewegen und eine Drehausrichtung des gebogenen Bereichs in Bezug auf die Nabe wahlweise zu verändern, und der Knopf ist axial in Bezug auf die Nabe in eine verriegelte Position bewegbar, in der der Knopf nicht drehbar in die Nabe eingreift.
Bevorzugte Ausführungsformen können die folgenden zusätzlichen Merkmale aufweisen.
Der zweite Teil enthält einen flexiblen Bereich im gebogenen Bereich des ersten Teils. Bei einer Ausführungsform ist der zweite Teil innerhalb des ersten Teils angeordnet und erstreckt sich durch ein offenes distales Ende des ersten Teils. Bei einer anderen Ausführungsform ist der erste Teil innerhalb des zweiten Teils angebracht. Bei jeder dieser Ausführungsformen kann ein dritter Teil koaxial mit dem ersten und zweiten Teil angeordnet und in Wirkverbindung gebracht werden, um das Schneidegerät zu bewegen. Der dritte Teil enthält einen flexiblen Bereich im gebogenen Bereich.
Die Erfindung bietet alle Vorteile eines drehbaren Geräts und liefert dem Anwender darüber hinaus die Möglichkeit, die drehbare Komponente in jeder gewünschten Drehposition vorübergehend zu arretieren und anschließend wieder freizugeben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus den Ansprüchen hervor.
1 zeigt ein aus EP 0609084 bekanntes chirurgisches Instrument mit einem Schneidegerät, das in verschiedene Drehpositionen verstellt werden kann.
2 ist eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, von Abschnitten des Instruments aus 1, die Einzelheiten der Spitze und des Sockels zeigt.
3–5 zeigen die Innen-, Zwischen- und Außenrohre des chirurgischen Instruments aus 1.
6 ist ein Querschnitt durch den Sockel des chirurgischen Instruments entlang Linie 6-6 in 2.
7 zeigt das chirurgische Instrument aus 1 im Gebrauch.
8 zeigt ein anderes, aus EP 0669105 bekanntes chirurgisches Instrument.
9 ist eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, von Abschnitten aus 8, die Einzelheiten der Spitze und des Sockels zeigt.
10–12 zeigen die Innen-, Zwischen- und Außenrohre des chirurgischen Instruments aus 8.
13 ist ein Querschnitt durch das chirurgische Instrument entlang Linie 6-6 in 9.
14 zeigt das chirurgische Instrument aus 8 im Gebrauch.
15 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen chirurgischen Instruments.
16 und 17 zeigen Zwischen- und Außenrohre des chirurgischen Instruments aus 15.
18 ist ein Querschnitt durch das chirurgische Instrument entlang Linie 18-18 in 15.
19 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Knopfes in 18.
20 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen chirurgischen Instruments.
Bezug nehmend auf 1 und 2 enthält das chirurgische Instrument 10, das sich beispielsweise für die Durchführung eines geschlossenen arthroskopischen Eingriffs am Knie mit einem chirurgischen Werkzeug 11 eignet, ein Außenrohr 12, in dem ein drehendes Innenrohr 14 koaxial angebracht ist. Das distale Ende des Außenrohrs 12 enthält eine Öffnung 13, deren Ränder angespitzt und gezahnt sind und durch die ein Schneidegerät 15 (das durch die angespitzten, gezahnten Ränder einer ähnlichen Öffnung im distalen Ende des Innenrohrs 14 gebildet wird) des chirurgischen Instruments 11 beim Drehen des Innenrohrs 14 periodisch freigelegt wird. Ein starres, stationäres Zwischenrohr 16 ist koaxial zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 14 angebracht. Das Zwischenrohr 16 ist durch einen gebogenen Bereich 18, der leicht proximal vom distalen Ende 20 des Rohrs 16 angeordnet ist, gekrümmt, um das chirurgische Werkzeug 11 winkelig von einer im Allgemeinen geraden Achse 24 des chirurgischen Instruments 10 zu versetzen. Der gebogene Bereich 18 ermöglicht dem chirurgischen Instrument 10 die Arbeit in Operationsbereichen, die mit einem geraden Instrument nur schwer zu erreichen sind.
Die Rohre 12, 14 und 16 werden proximal von einem Sockel 25 getragen. Wie unten ausführlich erläutert enthält das Innenrohr 14 einen geschlitzten flexiblen Bereich 26 innerhalb des gebogenen Bereichs 18 zur Aufnahme der durch den gebogenen Bereich 18 übertragenen Krümmung und zur Übertragung des Drehmoments (und anderer Kräfte) am Sockel 25 durch den gebogenen Bereich 18, um das Schneidegerät 15 mit ausreichender Kraft zu drehen, um Gewebe oder anderes Körpermaterial, das durch die Öffnung 13 freigelegt wird, abzutrennen. Das Außenrohr 12 weist einen geschlitzten, flexiblen Bereich 28 auf, der den gebogenen Bereich 18 umgibt und es dem Anwender ermöglicht, das Außenrohr 12 trotz der Krümmung durch den gebogenen Bereich 18 in Bezug auf den Sockel 25 zu drehen. Dieses Merkmal ermöglicht es dem Anwender, die Drehausrichtung der Öffnung 13 – und damit des chirurgischen Werkzeugs 11 – in Bezug zur Achse 24 zu verändern, ohne das gesamte chirurgische Instrument 10 zu drehen und somit ohne die Ausrichtung des gebogenen Bereichs 18 und des vom ihm vermittelten winkeligen Versatzes zu verändern. Dadurch kann der Anwender das chirurgische Instrument 10 in einer im Wesentlichen fixen Position halten und den Angriffswinkel des Schneidegeräts 15 durch Drehen des Außenrohrs 12 verändern.
Bezug nehmend auf 3 besteht das Innenrohr 14 aus Metall, wie z. B. Edelstahl, und weist starre proximale und distale Bereiche 30, 32 auf, die durch einen flexiblen Bereich 26 miteinander verbunden sind. Der flexible Bereich 26 wird durch eine sich axial erstreckende Reihe von über den Umfang verteilten Schlitzen 34 in den Wänden 36 des Rohrs 14 entlastet und schließt sich an die benachbarten proximalen und distalen Bereiche 30, 32 an. (Die Bereitstellung von Schlitzen in einem drehenden Rohr, um Flexibilität zu vermitteln, wird in der eigenen gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit dem Titel „Chirurgisches Instrument", laufende Nummer 07/634.599, jetzt US-Patent Nr. 5.152.744, eingereicht am 27. Dezember 1990, beschrieben. Die Schlitze 34 sind lotrecht zur Längsachse 38 des Rohrs 14 und in einem symmetrischen Muster entlang der Länge L₁ des flexiblen Bereichs 26 angeordnet, um gleichmäßige Flexibilität zu vermitteln und stärkere Abweichungen der Flexibilität beim Drehen des Innenrohrs 14 zu vermeiden. Dadurch werden Torsionsspannungen auf das Innenrohr 14 minimiert, so dass die Lebensdauer des chirurgischen Instruments 10 verlängert werden kann.
Die Schlitze 34 sind entlang der Länge L₁ parallel zueinander angeordnet (in 3 vertikal). Benachbarte Schlitze 34 erstrecken sich aus entgegengesetzten Richtungen (z. B. von oberhalb und unterhalb des Rohrs 14 in 3) in das Rohr 14 und sind über den Umfang um 180° gegeneinander versetzt. Die Anzahl der Schlitze 34, ihre Abmessungen (d. h. ihre Breite und Tiefe) und der Abstand zwischen benachbarten Schlitzen hängen vom gewünschten Grad an Flexibilität ab. Die Breite jedes Schlitzes 34 und der Abstand zwischen den Schlitzen 34 betragen beispielsweise jeweils 0,508 mm (0,020 Zoll).
Ein Dorn 40 begrenzt jeden Schlitz 34 am Umfang, und benachbarte Dorne 40 sind durch kreisförmige Ringe 42, die den Zwischenraum zwischen benachbarten Schlitzen 34 liefern, miteinander verbunden. Die miteinander verbundene Reihen von Ringen 42 und Dornen 40 liefern eine Reihe von miteinander verbundenen, integral geformten, „U"-förmigen Blattfedern entlang der Länge L₁ des flexiblen Bereichs, die für gleichmäßige Flexibilität sorgen und das auf den proximalen Bereich 30 des Rohrs 14 angewandte Drehmoment (d. h. die Drehkraft) durch die Krümmung des gebogenen Bereichs 18 (1) wirksam auf den distalen Bereich 32 übertragen. Die Tiefe der Schlitze 34 (d. h. der Betrag, um den sich die Schlitze 34 radial in das Rohr 14 erstrecken) hängt von der gewünschten Torsionskraft des flexiblen Bereichs 26 ab. Die Schlitze 34 haben beispielsweise eine Tiefe, die ca. 75% des Außendurchmessers (3,429 mm oder 0,135 Zoll) des Innenrohrs 14 entspricht.
Die Länge L₁ des flexiblen Bereichs 26 hängt von der Länge des gebogenen Bereichs 18 ab. Der flexible Bereich 26 sollte so lang sein (z. B. 17,78 mm oder 0,70 Zoll), dass er die gesamte Länge des gebogenen Bereichs 18 überspannt, wobei die benachbarten starren Bereiche 30, 32 innerhalb der geraden Bereiche des stationären Zwischenrohrs 16 liegen. Dadurch kann der flexible Bereich 26 einen glatten Übergang zwischen den geraden Bereichen des Zwischenrohrs 16 und dem gebogenen Bereich 18 bilden, so dass die von den gekrümmten Innenwänden des gebogenen Bereichs auf die Wände 36 des Innenrohrs 14 aufgebrachten Spannungen verringert werden.
Der flexible Bereich 26 kann mit jeder geeigneten Methode gebildet werden. Beispiele umfassen EDM (elektro-erosive Bearbeitung) und Sägen. Beide Methoden werden in der oben erwähnten Patentanmeldung, laufende Nummer 07/634.599, jetzt US-Patent Nr. 5.152.744, beschrieben.
Der distale Bereich 32 des Innenrohrs 14 unterstützt das Schneidegerät 15 (das beispielsweise aus Edelstahl besteht und durch Schweißen oder Löten am Rohr 14 befestigt ist). Das Schneidegerät 15 wird von gezahnten, angespitzten Kanten 44 einer distalen Öffnung 46 im Rohr 14 definiert und ist so bemessen, das es eng in das distale Ende des Außenrohrs 12 passt, um effizient schneiden zu können. Die Öffnung 46 ist eine Verlängerung einer Mittelöffnung 48 im Innenrohr, die sich über die gesamte Länge des Rohrs 14 erstreckt.
Der proximale Bereich 30 des Innenrohrs 14 ist starr an einer Antriebswelle 50 angebracht, die sich im Sockel 25 dreht. Die Mittelöffnung 48 endet in einer Vakuumquellen-Öffnung 52 in der Antriebswelle 50. Das proximale Ende 53 der Antriebswelle 50 passt in ein Handstück 110 (7), das einen Motor 112 zum Drehen der Antriebswelle 50 und des Innenrohrs 14 in Bezug auf die Rohre 12, 16 enthält. Ein Beispiel für ein solches Handstück ist im eigenen US-Patent Nr. 4.705.038 mit dem Titel „Chirurgisches System für motorbetriebene Instrumente" beschrieben. Die Öffnung 52 ist im Betrieb mit einer Vakuumquelle 114 (7) verbunden, um abgetrenntes Gewebe und Irrigationsflüssigkeit durch die Öffnung 48 in der unten genauer beschriebenen Weise von der Operationsstelle zu entfernen.
4 zeigt das Zwischenrohr 16 (vor der Bildung des gebogenen Bereichs 18), das aus einem starren Material wie z. B. Metall (z. B. Edelstahl) besteht. Das Zwischenrohr 16 ist über seine gesamte Länge hohl, um einen Durchgang 54 zur Aufnahme des Innenrohrs 14 zu liefern, das durch das offene distale Ende 20 des Zwischenrohrs 16 vorsteht ( 2). Der Innendurchmesser des Zwischenrohrs 16 ist nur wenig größer als der Außendurchmesser des Innenrohrs 14 (z. B. um ca. 0,051 mm oder 0,002 Zoll); dadurch kann sich das Innenrohr 14 frei drehen, während aber schwankende Bewegungen des Rohrs 14 vermieden werden, um die scharfen Schneidkanten des Gerätes 15 und die Öffnung 13 in enger Ausrichtung zu halten.
Das proximale Ende des Zwischenrohrs 16 ist starr an einer Nabe 56 des Sockels 25 befestigt. Ein Hohlraum 58 in der Nabe 56 steht mit dem Durchgang 54 in Verbindung und ist zur Aufnahme der Antriebswelle 50 gestaltet. Bei der Montage wird das Innenrohr 14 durch die Nabe 56 in das Zwischenrohr 16 eingeführt (bevor der gebogene Bereich 18 gebildet wird). Eine biegsame Armatur 60 hält die Antriebswelle 50 in der Nabe 56. Die Armatur 60 sorgt für eine flüssigkeitsfeste Dichtung beim Einführen des Sockels 25 in das Handstück 110.
Bezug nehmend auf 5 ist das Außenrohr 12 im Wesentlichen eine größere Version des Innenrohrs 14 und enthält starre proximale und distale Bereiche 62, 64, die integral mit dem flexiblen Bereich 28 verbunden sind. Der flexible Bereich 28 enthält eine sich axial erstreckende Reihe von Schlitzen 66, die lotrecht zur Längsachse 68 des Rohrs 12 und in einem symmetrischen Muster entlang der Länge L₂ des flexiblen Bereichs 28 angeordnet sind. Benachbarte Schlitze 66 erstrecken sich radial in das Rohr 12 in entgegengesetzten Richtungen (d. h. von oberhalb und unterhalb des Rohrs 12 in 5). Jeder Schlitz 66 ist ca. 0,635 mm (0,025 Zoll) breit und weist eine Tiefe von ca. 3,556 mm (0,140 Zoll) auf.
Jeder Schlitz 66 wird von einem Dorn 70 begrenzt. Benachbarte Dorne 70 sind am Umfang um 180° versetzt und durch Ringe 72 (die jeweils die gleiche Breite aufweisen wie die Schlitze 66) zu einer Reihe von „U"-förmigen Federn verbunden, die sich fortsetzen und an die proximalen und distalen Bereiche 62, 64 anschließen. Dadurch ist der flexible Bereich 28 so elastisch, dass er die Krümmung des gebogenen Bereichs 18 aufnehmen kann, und so torsionssteif, dass er die angelegte Drehkraft durch den gebogenen Bereich 18 zum Drehen der Öffnung 13 übertragen kann. Die Länge L₂ sollte so bemessen sein, dass der flexible Bereich 28 die gesamte Länge des gebogenen Bereichs 18 überspannt, wobei die benachbarten starren Abschnitte 62, 64 des Außenrohrs mit den geraden Abschnitten des Zwischenrohrs 16 ausgerichtet sind.
Wie am besten in 2 zu sehen ist, ist zur Gewährleistung eines engen Passsitzes zwischen den scharfen Kanten 44 des Schneidegeräts 15 und den entsprechenden Schneidkanten 84 der Öffnung 13 trotz des Zwischenraums zwischen den Rohren 12, 14, der vom Zwischenrohr 16 gebildet wird, eine distale Verlängerung 74, die denselben Innendurchmesser aufweist wie das Zwischenrohr 16, am Außenrohr 12 am distalen Ende 64 befestigt. Die Verlängerung 74 besteht z. B. aus Edelstahl und ist durch Schweißen oder Löten mit dem Außenrohr 12 verbunden, wobei das Außenrohr aus einem weicheren Material, wie z. B. Aluminium, bestehen kann. Das proximale Ende der Verlängerung 74 weist einen verringerten Außendurchmesser auf, damit es im Außenrohr 12 angeordnet werden kann und an der Verbindung 76 an das Zwischenrohr 16 anstößt. Eine Schulter 78 auf der distalen Verlängerung 74 begrenzt den Betrag, um den die Verlängerung 74 bei der Montage in das distale Ende 64 eingeführt wird.
Die Öffnung 13 ist in einer distalen Spitze 80 der Verlängerung 74 angeordnet und weist etwas zur Seite des Außenrohrs 12. Das bedeutet, dass sich die Öffnung 13 nicht vollständig bis zur Mittellinie 82 der Verlängerung 74 erstreckt. Dadurch findet der größte Teil der Schneidwirkung auf einer Seite statt, während das chirurgische Werkzeug Gewebe schneidet, das vom distalen Ende des Instruments 10 in die Öffnung 13 eintritt. Darüber hinaus liefert die Spitze 80 eine distale Unterstützung für das drehende Innenrohr 14. Die Kanten 84 der Öffnung 13 sind angespitzt und gezahnt, damit sie mit den scharfen Kanten 44 des Schneidegeräts 15 zusammenwirken können. Der Abstand zwischen dem Innenrohr 14 und dem Innendurchmesser der Verlängerung 74 des Außenrohrs und des Zwischenrohrs 16 ist gering (d. h. ca. 0,051 mm oder 0,002 Zoll), um den engen Passsitz zwischen den Kanten 44, 84 zu erhalten und es dem Innenrohr 14 gleichzeitig zu gestatten, sich frei zu drehen. Die identischen Innendurchmesser der Verlängerung 74 und des Zwischenrohrs 16 vermeiden ein Einschneiden oder Festklemmen des Innenrohrs 14 beim Drehen.
Der proximale Bereich 62 (5) des Außenrohrs 12 ist an einer versiegelten Verbindung starr an einer Trommel 86 befestigt. Die Trommel 86 dient als Knopf, mit dem der Anwender das Rohr 12 von Hand drehen kann, und sie ist auf die unten beschriebene Weise drehend mit dem Sockel 25 verbunden. Ein Mitteldurchgang 88 erstreckt sich durch das Außenrohr 12 und die Trommel 86 zur Aufnahme des Zwischenrohrs 16 und des Innenrohrs 14. Der Innendurchmesser des Außenrohrs 12 (proximal zur Verlängerung 74) übersteigt nur leicht den Außendurchmesser des Zwischenrohrs 16 (z. B. um ca. 0,051 mm oder 0,002 Zoll). Dadurch kann der Anwender das Außenrohr 12 drehen, während übermäßiges Spiel zwischen den Rohren 12, 16 vermieden wird.
Bezug nehmend auf 2 sind das Außenrohr 12 und die Trommel 86 mit einer federbeaufschlagten Drehanordnung 90 drehbar am Sockel 25 befestigt. Die Trommel 86 ist zwischen dem distalen Ende 57 der Nabe 56 und einer Stirnplatte 92, die eine Öffnung 94 (1) enthält, durch die das Außenrohr 12 vorsteht, festgehalten. Ein Paar sich axial erstreckender Stangen 96 verbinden die Stirnplatte 92 mit einer Hülse 98, die mit einem oder mehreren Passstiften 100 starr auf dem distalen Ende 57 der Nabe angebracht ist. Eine Feder 102 (z. B. eine Wellenscheibe), die in eine (nicht gezeigte) Vertiefung in der Stirnplatte 92 passt, spannt die Trommel 86 elastisch gegen die Nabe 56 vor.
Bezug nehmend auf 6 (die der Klarheit halber die Rohre 14, 16 nicht im Querschnitt zeigt) enthält das distale Ende 57 der Nabe 56 eine Reihe (beispielsweise acht) abgerundeter Vertiefungen 104a–104h, die in einer ringförmigen Fläche 105 der zur Trommel 86 weisenden Nabe 56 angeordnet sind. Die Vertiefungen 104a–104h sind um gleiche Beträge (beispielsweise um 45°) um den Umfang der Nabe 56 mit Zwischenraum angeordnet. Die Fläche 105 liegt flach zwischen benachbarten Vertiefungen 104a–104h. Ein Kolben 106 mit einer federbelasteten kugelförmigen Spitze 107 ist in die Trommel 86 gedreht. Die Spitze 107 wird von der Feder 102 elastisch gegen die Nabe 56 und in eine ausgewählte Vertiefung 104a–104h gedrückt.
Der Anwender kann somit die Trommel 86 – und damit auch das Außenrohr 12 und die Öffnung 13 im chirurgischen Werkzeug – wahlweise in eine von acht diskreten Drehausrichtungen drehen. Die Vorspannung durch die Feder 102 hält die Kolbenspitze 107 in der gewählten Vertiefung 104a–104h, um versehentliche Drehung zu vermeiden. Während die Trommel 86 zwischen den Vertiefungen 104a–104h gedreht wird, wird die Spitze 107 von den flachen Flächen 105 in den Kolben 106 gedrückt. Die Vertiefungen 104a–104h sind so angeordnet, dass die Öffnung 13 wie eine Sperrklinke in häufig benutzte Positionen in Bezug auf die Achse 24 gedreht werden kann. Beispielsweise wird durch Positionierung der Kolbenspitze 107 in der Vertiefung 104a die Öffnung 13 entgegengesetzt zur Krümmungsrichtung des gebogenen Bereichs 18 (2), d. h. nach oben, orientiert. Wenn der Kolben 106 zur Vertiefung 104e bewegt wird, wird die Öffnung 13 mit der Krümmungsrichtung ausgerichtet und nach unten orientiert (in die in 2 gezeigte Position). Analog entsprechen die Vertiefungen 104c und 104g einer linken und einer rechten Orientierungen. Die Vertiefungen 104b, 104d, 104f und 104h liefern Zwischenpositionen für die Öffnung 13.
Bezug nehmend auf 7 wird das chirurgische Instrument 10 im Betrieb in das distale Ende eines Handstücks 110 eingeführt und wie gezeigt durch eine Stichwunde 120 in das Kniegelenk 122 unterhalb der Kniescheibe geführt. Über eine zweite Punktion 124 wird mit einer faseroptischen Lichtquelle 126 Licht in das Gelenk projiziert und ein visuelles Bild der Operationsstelle über einen getrennten Lichtpfad zu einer Fernsehkamera 128 zurück geführt. Das Bild wird von der Kamera 128 zu einem Fernsehbildschirm 130 geleitet, wo es vom Chirurgen betrachtet werden kann. (Alternativ kann der Chirurg das Bild über ein Okular betrachten oder das Bild kann aufgezeichnet werden.)
Der Chirurg bedient das chirurgische Werkzeug 11 durch Aktivierung des Motors 112, der von der Stromversorgung 116 Betriebspotenzial und -strom erhält. Der Motor 112 greift in die Antriebswelle 50 ein und dreht sie, wodurch Drehkraft auf das Innenrohr 14 aufgebracht und das Rohr 14 in Bezug auf die Rohre 12, 16 gedreht wird. Der Chirurg kontrolliert die Drehgeschwindigkeit und -richtung (entweder unidirektional oder oszillatorisch) mit Hilfe der Fußschalter 116a, 116b, welche den Umfang und die Polarität des von der Stromversorgung 116 dem Motor 112 zugeführten Betriebspotenzials und -stroms kontrollieren. Der Motor 112 kann das Innenrohr 14 über einen breiten Geschwindigkeitsbereich hinweg drehen, z. B. zwischen 100 U/min und 5000 U/min, und er kann ein Drehmoment von bis zu 0,177 Nm abgeben.
Verschiedene Arten von chirurgischen Instrumenten, wie z. B. Instrument 10, weisen Dreh- und Torsionsgrenzen auf. Damit der Chirurg das Instrument 10 nicht versehentlich bei gefährlich hohen Geschwindigkeiten und Drehmomenten bedienen kann, gibt das Instrument 10 (nicht gezeigten) Sensoren im Handstück 110 an, um welche Art von Instrument es sich handelt, und die Geschwindigkeit und die vom Motor 112 aufgebrachte Torsion werden so kontrolliert, dass diese Grenzen nicht überschritten werden. (Diese Steuertechnik ist im oben erwähnten US-Patent Nr. 4.705.038 beschrieben).
Die vom Motor 112 gelieferte Torsion wird vom flexiblen Bereich 26 wirksam zum Schneidegerät 15 weitergeleitet. Obwohl der Bereich 26 ausreichend flexibel ist, um die Krümmung des gebogenen Bereichs 18 aufzunehmen, weist er ein hohes Maß an Torsionssteifheit auf und sorgt so für gutes Ansprechen auf das Drehmoment. Das heißt, dass die vom Motor 112 aufgebrachte Torsion praktisch sofort auf den distalen Bereich 32 des Innenrohrs 14 übertragen wird, wenn das Innenrohr 14 aus seiner Ruheposition gedreht wird, ohne dass eine signifikante „Vorbelastung" des flexiblen Bereichs 26 vor Weiterleitung des Drehmoments auf das distale Ende 32 notwendig ist. Ferner vergrößert sich der Durchmesser des flexiblen Bereichs 26 beim Drehen und Aufbringen von Drehmoment auf das distale Ende 32 nicht signifikant, so dass das Risiko des Festklemmens des Rohrs 14 im Zwischenrohr 16 beim Drehen verringert wird.
Während des chirurgischen Eingriffs wird das Körpergelenk mit Flüssigkeit aufgeweitet, die durch eine dritte Stichwunde 132 von einer Flüssigkeitsquelle 134 eingeleitet wird. Die Flüssigkeit spült die Operationsstelle und macht das Gewebe 136 (z. B. Synovialgewebe) beweglich, so dass es schwimmt und verschoben werden kann (ähnlich der Bewegung von Seetang in Wasser). Zu beachten ist, dass das Synovialgewebe 136 unter dem Außenrohr 12 angeordnet ist; die Trommel 86 wird daher so positioniert, dass der Kolben 106 sich in der Vertiefung 104e (2 und 6) befindet. Durch die durch den gebogenen Bereich 18 vermittelte Krümmung kann das chirurgische Instrument 10 problemlos so positioniert werden, dass das chirurgische Werkzeug 11 am Gewebe 136 anliegt (auch wenn sich das Gewebe 136 in einer Gelenkregion befindet, die von einem geraden Instrument nicht ohne Schwierigkeiten erreicht werden kann), ohne das Instrument 10 unnötig zu manipulieren oder zusätzliche Punktionen für den Zugang zum Gewebe 136 erforderlich zu machen. Dies verringert die Beschwerden für den Patienten, senkt das Infektionsrisiko und reduziert andere schädliche Operationsfolgen.
Der Chirurg schneidet nach und nach das Synovialgewebe 136 ab, indem er das chirurgische Instrument 10 mit dem Handstück 110 von einer Seite zur anderen und in axialer Richtung bewegt (während er auf den Fernsehbildschirm 130 blickt). Wenn der Chirurg im Verlauf des Eingriffs Gewebe von einem anderen Bereich des Synovialgewebes abschneiden will, beispielsweise im Bereich 138 über dem Außenrohr 14, kann er diese mithilfe des aus EP 0609084 bekannten chirurgischen Instruments tun, indem er einfach die Drehausrichtung der Öffnung 13 des chirurgischen Werkzeugs (z. B. in Richtung des Pfeils 140) ändert, während er das Handstück 110 in einer fixen Position hält – das heißt, ohne dass der Chirurg das Handstück 110 drehen oder schwenken muss.
Dies geschieht beispielsweise durch Ergreifen der Trommel 86 mit dem Finger und Daumen einer Hand (während die andere Hand weiterhin den Korpus des Handstücks 110 festhält) und Drehen der Trommel 86 in der gewählten Drehrichtung der Öffnung 13 (z. B. entlang Pfeil 142). Die vom Chirurgen aufgebrachte Drehkraft wird von dem flexiblen Bereich 28 durch den gebogenen Bereich 18 übertragen, wodurch sich die distale Verlängerung 75 des Außenrohrs 12 in Bezug auf das Zwischenrohr 16 und den Sockel 25 dreht und die Orientierung der Öffnung 13 in Bezug auf die Achse 24 verändert (in diesem Fall um 180°).
Bei diesem Beispiel, bei dem das Gewebe 138 über dem Außenrohr 12 angeordnet ist, dreht der Chirurg die Trommel 86 weiter, bis der Kolben 106 in der Vertiefung 104a ruht. Wenn die Trommel 86 zwischen den Vertiefungen gedreht wird, gleitet der Kolben 106 über die flache Fläche 105 und die Trommel 86 drückt die Feder 102 gegen die Stirnplatte 94. Somit drückt die Feder 102 den Kolben 106 kraftschlüssig in jede Vertiefung 104, auf die sie trifft, wodurch der Chirurg eine kinästhetische Rückmeldung darüber erhält, wie weit die Öffnung 13 gedreht wurde.
Der Chirurg kann die Drehausrichtung der Öffnung 13 jederzeit ändern. Beispielsweise kann das Innenrohr 14 vom Motor 112 angetrieben werden oder stationär bleiben, während der Chirurg die Öffnung 13 dreht. Die distale Verlängerung 74 dreht sich reibungslos in Bezug auf das stationäre Zwischenrohr 16 am Gelenk 76, während es für konstante distale Unterstützung (an der Spitze 80) zum Drehen des Innenrohrs 14 sorgt. Die identischen Innendurchmesser des Rohrs 16 und der Verlängerung 74 stellen sicher, dass die Drehung des Außenrohrs 12 nicht dazu führt, dass das Innenrohr 14 klemmt oder stecken bleibt. Der Chirurg kann jederzeit wieder Gewebe 136 schneiden, indem er einfach die Trommel 86 dreht, entweder in der entgegengesetzten Richtung von Pfeil 142 oder in der gleichen Richtung, um einen 360°-Bogen von seinem Ausgangspunkt zu verfolgen.
Die von dem chirurgischen Werkzeug 11 geschnittenen Gewebefragmente und andere Körpermaterialien werden zusammen mit der Irrigationsflüssigkeit über die Mittelöffnung 48 im Innenrohr 14 (2) als Reaktion auf eine von der Vakuumquelle 114 angelegte Saugkraft von der Operationsstelle abgezogen. Zu beachten ist, dass beim Drehen des flexiblen Bereichs 26 mit dem gebogenen Bereich 18 die Breite jedes Schlitzes 34 an der Peripherie der Rohrwand 36 allmählich zunimmt und in Bezug auf ihre Nennbreite schrittweise abnimmt. Dies liegt daran, dass der flexible Bereich 26 dazu neigt, sich an der Spitze des gebogenen Bereichs 18 (d. h. im oberen Teil des gebogenen Bereichs 18 in 2) zu strecken und am Boden der Biegung zu komprimieren. Diese abwechselnde Aufweitung und Konstriktion beim Drehen des Rohrs 14 kann zu Turbulenzen in der durch die Öffnung 48 abgezogenen Flüssigkeit führen, wodurch der. Abtransport von Gewebefragmenten durch die Kammer und aus dem chirurgischen Instrument 10 unterstützt wird.
Die Exposition der Öffnung 48 gegenüber den Innenwänden des Zwischenrohrs 16 durch die Schlitze 34 führt nicht dazu, dass Gewebefragmente in den Schlitzen gefangen werden und Blockaden verursachen, was vielleicht an der geringen Breite der Schlitze und der ständigen Drehung des Innenrohrs 14 liegt. Zwischen den Rohren 14, 16 tritt auch keine Flüssigkeit über die Schlitze 34 (oder zwischen den Rohren 12, 16) in Mengen aus, die den Betrieb des Instruments 10 beeinträchtigen würden.
Obwohl der gebogene Bereich 18 des gezeigten chirurgischen Instruments 10 in Bezug auf die Achse 24 und das Handstück 25 nach unten ausgerichtet ist, ist klar ersichtlich, dass auch andere Orientierungen (z. B. nach unten, nach rechts oder links oder irgendwo zwischen diesen Richtungen) möglich sind. Tatsächlich kann ein Satz chirurgischer Instrumente vorgesehen werden, die jeweils eine andere Ausrichtung des gebogenen Bereichs 18 aufweisen, damit der Anwender bei der Festlegung der optimalen Biegekonfiguration für einen bestimmten chirurgischen Eingriff maximale Flexibilität erhält.
Wie in der oben erwähnten Patentanmeldung, laufende Nummer 07/634.599, jetzt US-Patent Nr. 5.152.744, beschrieben, kann in den Schlitzen 34 des Innenrohrs 14 auch ein elastisches Material (beispielsweise Silikonkautschuk) verwendet werden. (Das elastische Material ist in 2 durch den schattierten Bereich 150 in einem Schlitz 34 des Innenrohrs 14 gezeigt.) Das elastische Material würde ferner dazu beitragen, Verstopfungen zu vermeiden, indem die Tendenz der Gewebefragmente, beim Passieren des Innenrohrs 14 an den Rändern der Schlitze 34 hängen zu bleiben, reduziert wird. Ferner ist das elastische Material weniger komprimierbar als leerer Raum, so dass es die axiale Kompression des flexiblen Bereichs 26 verringern würde.
Ein Rohr (beispielsweise aus Schrumpfverpackungskunststoff) kann zum Abdecken der Schlitze 66 im gebogenen Bereich 18 über das Außenrohr gelegt werden. (Ein Teil eines solchen Rohrs 152 ist in 2 gezeigt.) Neben anderen Vorteilen verhindert ein Schrumpffolienrohr, dass Material in den Schlitzen 66 festhängt und die Ränder der Schlitze 66 (die scharf sein können) Beschädigungen hervorrufen.
Es können auch andere chirurgische Werkzeuge als das in den Figuren gezeigte Schneidegerät verwendet werden. Beispielsweise muss das chirurgische Werkzeug keine gezahnten Ränder haben und kann alternativ als Knochenabrasionsinstrument ausgebildet sein. Das chirurgische Instrument kann so konstruiert sein, dass es auch andere Verfahren als Arthroskopie durchführen kann (beispielsweise Laparoskopie).
Das Innenrohr 14 kann alternativ über seine gesamte Länge flexibel ausgebildet sein, solange das Rohr ausreichend steif ist, um die auf es aufgebrachten Kräfte (z. B. Torsion) zum chirurgischen Werkzeug 11 weiterzuleiten. Beispielsweise können Innenrohre 14 aus einem nicht metallischen Material, z. B. Plastik, bestehen und einen separaten metallischen Teil antreiben, der das Schneidegerät 15 trägt. Eine solche Konfiguration ist in der eigenen, gleichzeitig anhängigen Anmeldung, laufende Nr. 07/978.178, eingereicht am 17. November 1992, die eine Fortsetzung ist von der Anmeldung mit der laufenden Nummer 07/600.531, eingereicht am 19. Oktober 1990, gezeigt.
Ein aus EPO 669105 bekanntes chirurgisches Instrument ist in 8 und 9 gezeigt. Das chirurgische Instrument 210 enthält ein starres Außenrohr 212, in dem eine chirurgische Vorrichtung koaxial angeordnet ist. Die chirurgische Vorrichtung, die an ihrem distalen Ende ein chirurgisches Werkzeug 211 trägt, besteht aus einem drehenden, teilweise flexiblen Innenrohr 214, das koaxial in einem teilweise flexiblen Zwischenrohr 216 angeordnet ist. Während bei dem oben beschriebenen und aus EPO 0609084 bekannten Instrument der starre Teil 16 zwischen den beiden die chirurgische Vorrichtung umfassenden Rohren 12, 14 sandwichartig angeordnet war, ist die chirurgische Vorrichtung des chirurgischen Instruments 210 koaxial im starren Außenrohr 212 angeordnet.
Das distale Ende des Zwischenrohrs 216 enthält eine Öffnung 213, deren Ränder angespitzt und gezahnt sind und durch die ein Schneidegerät 215 (das von den angespitzten, gezahnten Rändern einer ähnlichen Öffnung im distalen Ende des Innenrohrs 214) des chirurgischen Werkzeugs 211 beim Drehen des Innenrohrs 214 periodisch freigelegt wird. Das Außenrohr 212 ist über einen gebogenen Bereich 218, der leicht proximal vom distalen Ende 220 des Außenrohrs 212 angeordnet ist, gekrümmt, um das chirurgische Werkzeug 211 winkelig von einer im Allgemeinen geraden Achse 224 des chirurgischen Instruments 210 zu versetzen.
Die Rohre 212, 214 und 216 werden proximal von einem Sockel 225, der beispielsweise aus Polycarbonat-Kunststoff besteht, unterstützt. Wie unten ausführlich beschrieben, ist das Außenrohr 212 an einen Knopf 286 des Sockels 225 und das Zwischenrohr 216 an eine Nabe 256 des Sockels 225 montiert.
Das Innenrohr 214 enthält einen geschlitzten, flexiblen Bereich 226 innerhalb des gebogenen Bereichs 218 zur Aufnahme der durch den gebogenen Bereich 218 übertragenen Krümmung und zur Übertragung des Drehmoments (und anderer Kräfte) am Sockel 225 durch den gebogenen Bereich 218, um das Schneidegerät 215 mit ausreichender Kraft zu drehen, um Gewebe oder anderes Körpermaterial, das durch die Öffnung 213 freigelegt wird, abzutrennen. Das Zwischenrohr 216 weist ebenfalls einen geschlitzten, flexiblen Bereich 228 auf, der innerhalb des gebogenen Bereichs 218 zur Aufnahme der durch den gebogenen Bereich 218 übertragenen Krümmung angeordnet ist. (Der Klarheit halber ist in 9 das Innenrohr 214 nicht hinter dem geschlitzten, flexiblen Bereich 228 des Zwischenrohrs 216 gezeigt) Durch diesen flexiblen Bereich 228 kann die relative Drehausrichtung zwischen der Öffnung 213 und dem gebogenen Bereich 218 verändert werden, ohne die Drehbarkeit des Innenrohrs 214 im Zwischenrohr 216 zu beeinträchtigen. Wie unten ausführlich beschrieben, ermöglicht es dieses Merkmal dem Anwender, das chirurgische Instrument 210 in einer im Wesentlichen fixen Position zu halten, während er die Schneidrichtung drehend variieren kann, ohne die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 zu verändern. Alternativ kann der Anwender die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 ohne Veränderung der Schneidrichtung verändern.
Bezug nehmend auf 10 weist das Innenrohr 214 im Allgemeinen dieselbe Konstruktion auf wie die Innen- und Außenrohre 12, 14 der oben beschriebenen Ausführungsform. Starre proximale und distale Bereiche 230, 232 sind über den flexiblen Bereich 226 miteinander verbunden. Der flexible Bereich 226 wird durch eine sich axial erstreckende Reihe von über den Umfang verteilten Schlitzen 234 in den Wänden 236 des Rohrs 214 entlastet und setzt die benachbarten proximalen und distalen Bereiche 230, 232 fort. Jeder Schlitz 234 ist ca. 0,508 mm (0,020 Zoll) breit und weist eine Tiefe von ca. 3,429 mm (0,135 Zoll) auf. Die Länge L₁ des flexiblen Bereichs 226 sollte so groß sein (z. B. 17,78 mm oder 0,70 Zoll), dass der flexible Bereich 226 die gesamte Länge des gebogenen Bereichs 218 überspannt.
Eine elastische Hülse 243 (beispielsweise aus einem Wärmeschrumpfschlauch), die etwas länger ist als L₁, wird zum Abdecken der Schlitze 234 in dem gebogenen Bereich 218 über das Innenrohr 214 gelegt. (Ein Teil der elastischen Hülse 243 ist in 9 gezeigt.) Neben anderen Vorteilen hilft die elastische Hülse 43 zu verhindern, dass Material in den Schlitzen 234 hängen bleibt oder durch sie hindurch gleitet und dass der flexible Bereich 226 den flexiblen Bereich 228 beeinträchtigt, während sich die Rohre 214, 216 relativ zueinander drehen.
Der distale Bereich 232 des Innenrohrs 214 unterstützt das Schneidegerät 215 (das beispielsweise aus Edelstahl besteht und durch Schweißen oder Löten am Rohr 214 befestigt ist). Das Schneidegerät 215 wird von gezahnten, angespitzten Kanten 244 einer distalen Öffnung 246 im Rohr 214 definiert und ist so bemessen, dass es eng an die Innenfläche der distalen Verlängerung 274 des Zwischenrohrs 216 (9 und 11) passt, um effizient schneiden zu können. Die Öffnung 246 ist eine Verlängerung einer Mittelöffnung 248 im Innenrohr, die sich über die gesamte Länge des Rohrs 214 erstreckt (siehe auch 9). Nach dem Befestigen des Schneidegeräts 215 am Innenrohr 214 wird die Außenfläche der gesamten Anordnung geschliffen, bis sie einen gleichmäßigen Außendurchmesser aufweist. Wahlweise kann die Außenfläche des Innenrohrs 214 mit Silber plattiert werden, um eine bessere Reibungsfläche zwischen dem Innenrohr 214 und dem Zwischenrohr 216 zu liefern.
Der proximale Bereich 230 des Innenrohrs 214 ist an einer Antriebswelle 250 befestigt, die sich im Sockel 225 dreht. Die Mittelöffnung 248 endet in einer Vakuumquellen-Öffnung 252 in der Antriebswelle 250. Das proximale Ende 253 der Antriebswelle 250 passt in ein Handstück 310 (14), das einen Motor 312 zum Drehen der Antriebswelle 250 und des Innenrohrs 214 in Bezug auf die Rohre 212 und 216 enthält. Die Öffnung 252 ist im Betrieb mit einer Vakuumquelle 314 (14) verbunden, um abgetrenntes Gewebe und Irrigationsflüssigkeit durch die Öffnung 248 in der unten beschriebenen Weise von der Operationsstelle zu entfernen.
Wie in 11 gezeigt, ist das Zwischenrohr 216 über seine gesamte Länge hohl, um einen Durchgang 254 zur Aufnahme des Innenrohrs 214 zu liefern (9). Das proximale Ende des Zwischenrohrs 216 ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen starr mit einer Nabe 256 des Sockels 225 verbunden. Ein Hohlraum 258 in der Nabe 256 steht mit dem Durchgang 254 in Verbindung und ist zur Aufnahme der Antriebswelle 250 gestaltet. Bei der Montage wird das Innenrohr 214 durch die Nabe 256 in das Zwischenrohr 216 eingeführt (bevor der gebogene Bereich 218 im Außenrohr 212 gebildet wird). Eine biegsame Armatur 260 hält die Antriebswelle 250 in der Nabe 256. Die Armatur 260 sorgt ferner für eine flüssigkeitsfeste Dichtung beim Einführen des Sockels 225 in das Handstück 310.
Das Zwischenrohr 216 ist im Wesentlichen eine größere Version des Innenrohrs 214 und enthält starre proximale und distale Bereiche 262, 264, die durch den flexiblen Bereich 228 integral miteinander verbunden sind. Der flexible Bereich 228 wird durch eine sich axial erstreckende Reihe von über den Umfang verteilten Schlitzen 266 entlastet. Jeder Schlitz 266 ist ca. 0,635 mm (0,025 Zoll) breit und weist eine Tiefe von ca. 3,556 mm (0,140 Zoll) auf. Die Länge L₂ des flexiblen Bereichs 228 sollte so groß sein (z. B. 17,78 mm oder 0,70 Zoll), dass der flexible Bereich 228 die gesamte Länge des gebogenen Bereichs 218 überspannt. Eine elastische Hülse 273 (beispielsweise aus einem Wärmeschrumpfschlauch), die etwas länger ist als L₂, wird zum Abdecken der Schlitze 266 in dem gebogenen Bereich 218 über das Zwischenrohr 216 gelegt. (Ein Teil der elastischen Hülse 273 ist in 9 gezeigt.)
Zur Bereitstellung der Öffnung 213 wird eine hohle distale Verlängerung 274 mit geschlossenem Ende, die den gleichen Außendurchmesser aufweist wie das Zwischenrohr 216, am distalen Ende 264 am Zwischenrohr 216 befestigt. Die Verlängerung 274 besteht beispielsweise aus Edelstahl und ist durch Schweißen oder Löten am Zwischenrohr 216, das beispielsweise aus Edelstahl bestehen kann, befestigt.
Die Öffnung 213 ist in einer distalen Spitze 280 der Verlängerung 274 angeordnet und weist etwas zur Seite des Zwischenrohrs 216. Das bedeutet, dass sich die Öffnung 213 nicht über ihre gesamte Länge vollständig bis zur Mittellinie 282 der Verlängerung 274 erstreckt (9). Dadurch findet der größte Teil der Schneidwirkung auf einer Seite statt, während das chirurgische Werkzeug 211 Gewebe schneidet, das vom distalen Ende des Instruments 210 in die Öffnung 213 eintritt. Darüber hinaus liefert die Innenfläche der Spitze 280 eine distale Unterstützung für das drehende Innenrohr 214. Die Kanten 284 der Öffnung 213 sind angespitzt und gezahnt, damit sie mit den scharfen Kanten 244 des Schneidegeräts 215 zusammenwirken können.
Wie in 9 gezeigt besteht im zusammengebauten Instrument 210 eine leichte Lücke 283 zwischen dem Außendurchmesser des Innenrohrs 214 und dem Innendurchmesser des Zwischenrohrs 216. Die Lücke 283 nimmt die Dicke der elastischen Hülse 243 auf, die den flexiblen Bereich 226 abdeckt. Die Verlängerung 274 weist aber in Bezug auf den Rest des Zwischenrohrs 216 einen verringerten Innendurchmesser auf, so dass der Abstand zwischen dem Schneidegerät 215 und dem Innendurchmesser der Verlängerung 274 nur gering ist (z. B. ca. 0,051 mm oder 0,002 Zoll). Dadurch bleibt der enge Passsitz zwischen den Rändern 244, 284 erhalten, während sich das Innenrohr 214 frei drehen kann. Die praktisch identischen Innendurchmesser der Verlängerung 274 und des Innenrohrs 214 vermeiden ein Einschneiden oder Festklemmen des Schneidegeräts 215 beim Drehen.
12 zeigt den starren Teil, das Außenrohr 212 (vor der Bildung des gebogenen Bereichs 218), das aus einem starren Material wie z. B. Metall (z. B. Edelstahl) besteht. Der proximale Bereich 285 des Außenrohrs 212 ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen an einen versiegelten Gelenk starr mit einem Knopf 286 verbunden. Eine Schulter 289 auf der Innenfläche des proximalen Endes des Knopfes 286 greift in eine passende Schulter 291 auf der Außenfläche des distalen Endes der Nabe 256 ein (11), so dass der Knopf 286 drehend auf der Nabe 256 befestigt wird (siehe auch 9). Die relative Drehausrichtung zwischen Knopf 286 und Nabe 256 kann somit verändert werden, z. B. durch Greifen des Knopfes 286 und Drehen der Nabe 256 oder durch Greifen der Nabe 256 und Drehen des Knopfes 286. Der den Knopf 286 mit der Nabe 256 verbindende Befestigungsmechanismus wird unten ausführlicher beschrieben. Der Knopf 286 enthält eine Reihe von auf dem Umfang mit Zwischenraum angeordneten Vertiefungen 287, die die manuelle Manipulation des Knopfes 286 durch den Anwender erleichtern.
Durch das Außenrohr 212 und den Knopf 286 erstreckt sich ein zentraler Durchgang 288 zur Aufnahme des Zwischenrohrs 216 und des Innenrohrs 214, die durch das offene distale Ende 220 des Außenrohrs 212 vorstehen. Der Innendurchmesser des Außenrohrs 212 übersteigt den Außendurchmesser des Zwischenrohrs 216 um einen Betrag, der zur Aufnahme der den flexiblen Bereich 228 abdeckenden elastischen Hülse 273 ausreicht (z. B. um ca. 0,128 mm oder 0,005 Zoll). Daher kann der Anwender die relative Drehausrichtung zwischen dem Zwischenrohr 216 und dem Außenrohr 212 verändern, wobei aber übermäßiges Spiel oder Schwanken zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr 212, 216 vermieden wird. Nach der Einführung des Zwischenrohrs 216 im Außenrohr 212 und des Innenrohrs 214 im Zwischenrohr 216 wird das Außenrohr 212 gekrümmt, um den gebogenen Bereich 218 zu erhalten (8).
Wenn der Knopf 286 fest ergriffen und die Nabe 256 gedreht wird, bleibt die Drehausrichtung des Außenrohrs 212 und somit die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 fix. Da der proximale Abschnitt 262 des Zwischenrohrs 216 an der Nabe 256 befestigt ist, wird beim Drehen der Nabe 256 auch das Zwischenrohr 216 innerhalb des Außenrohrs 212 gedreht. Das Zwischenrohr 216 überträgt dieses vom Anwender auf den Sockel der Verlängerung 274 aufgebrachte Drehmoment durch den flexiblen Bereich 228 in dem gebogenen Bereich 218. Somit bleibt die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 beim Drehen der Nabe 256 in Bezug auf den Knopf 286 fest, während sich aber die Öffnung 218 in der Verlängerung 274 in Bezug auf den gebogenen Bereich 218 dreht. Wenn die Nabe 256 fest ergriffen und der Knopf 286 gedreht wird, bleibt die Drehausrichtung der Öffnung 213 alternativ fest (weil auch die Nabe 256 fest ist) und die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 dreht sich (weil sich der Knopf 286 und das Außenrohr 212 drehen). Beim Drehen der Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 gestattet der flexible Bereich 228 auch ein Drehen der Versatzrichtung des distalen Bereichs 264 des Zwischenrohrs 216.
Bezug nehmend auf 11 und 13 (13 zeigt der Klarheit halber die Rohre 214 und 216 nicht im Querschnitt) weist der Innenraum des Knopfes 286 einen achteckigen Querschnitt auf, wobei seine Innenfläche aus acht flachen Flächen 290a–h gleicher Breite besteht. Am distalen Ende der Nabe 256 sind acht distal vorstehende flexible Finger 292a–h eingespannt, die mit gleichem Zwischenraum (d. h. 45°) um den Umfang der Schulter 291 angeordnet sind. Die Finger 292a–h liegen lotrecht zur Längsachse 268 des Zwischenrohrs 216. Jeder Finger 292a–h weist einen Querschnitt in Form eines unregelmäßigen Fünfecks auf, so dass bei der Montage des Knopfes 286 auf der Nabe 256 der radial äußerste Punkt 294a–h jedes Fingers 292a–h in einer durch die Schnittstelle der benachbarten flachen Flächen 290a–h gebildeten Spitze liegt.
Die Finger 292a–h und die flachen Flächen 290a–h wirken zusammen, damit die relative Drehausrichtung zwischen Knopf 286 und Nabe 256 sperrklinkenartig in diskreten Schritten von 45° verändert werden kann. Wenn sich die relative Drehausrichtung verändert (d. h. wenn sich der Knopf 286 und die Nabe 256 relativ zueinander drehen), bewegen sich die äußersten Punkte 294a–h über die flachen Flächen 290a–h und drücken die Finger 292a–h zunächst radial nach innen. Wenn sich die äußersten Punkte 294a–h an den jeweiligen Mittelpunkten der Flächen 290a–h vorbei bewegt haben, drückt die in den verschobenen flexiblen Fingern 292a–h gespeicherte elastische Bnergie die Finger radial nach außen, bis die relative Drehausrichtung zwischen Knopf 286 und Nabe 256 um 45° verändert ist und die Finger 292a–h in der benachbarten Spitze liegen. Somit drücken die Finger 290a–h die äußersten Punkte 294a–h kraftschlüssig in jede zugehörige Spitze, so dass der Chirurg eine kinästhetische Rückmeldung darüber erhält, um wie viel die Öffnung 213 gedreht wurde, so dass eine versehentliche Drehung des Außenrohrs 212 in Bezug auf die Nabe 256 vermieden wird.
Bezug nehmend auf 14 wird das chirurgische Instrument 210 im Betrieb ähnlich angewendet wie das chirurgische Instrument 10, wie in Verbindung mit 7 beschrieben.
Wie beschrieben weitet eine durch eine dritte Stichwunde 132 eingeführte Flüssigkeit aus einer Flüssigkeitsquelle 134 das Körpergelenk auf und spült die Operationsstelle, so dass das Gewebe 136 (z. B. Synovialgewebe) beweglich wird, so dass es schwimmt und verschoben werden kann (ähnlich der Bewegung von Seetang in Wasser). Zu beachten ist, dass das Synovialgewebe 336 unter dem Außenrohr 212 angeordnet ist; die Drehausrichtung zwischen Knopf 286 und Nabe 256 wird daher so gewählt, dass die gewünschte Orientierung zwischen dem gebogenen Bereich 218 und der Öffnung 213 erhalten wird (9 und 13). Durch die Krümmung des gebogenen Bereichs 218 kann das chirurgische Instrument 210 problemlos so positioniert werden, dass das chirurgische Werkzeug 211 an das Gewebe 336 angelegt werden kann (auch wenn sich das Gewebe 336 in einer Gelenkregion befindet, die von einem Instrument mit geraden Schaft nicht ohne Schwierigkeiten erreicht werden kann), ohne das Instrument 210 unnötig zu manipulieren oder zusätzliche Punktionen für den Zugang zum Gewebe 336 erforderlich zu machen. Diese verringert die Beschwerden für den Patienten, senkt das Infektionsrisiko und reduziert andere schädliche Operationsfolgen.
Der Chirurg schneidet nach und nach das Synovialgewebe 336 ab, indem er das chirurgische Instrument 210 mit dem Handstück 310 von einer Seite zur anderen und in axialer Richtung bewegt (während er auf den Fernsehbildschirm 130 blickt). Wenn der Chirurg im Verlauf des Eingriffs Gewebe von einem anderen Bereich des Synovialgewebes abschneiden will, kann er dies mithilfe des aus EP 0669105 bekannten chirurgischen Instruments tun, indem er einfach die relative Drehausrichtung zwischen der Öffnung 213 des chirurgischen Werkzeugs und dem gebogenen Bereich 218 verändert.
Wenn der Chirurg beispielsweise Gewebe aus dem Bereich 338 über dem Außenrohr 212 (d. h. in Richtung des Pfeils 340) abschneiden will, ergreift er den Knopf 286 mit dem Finger und Daumen einer Hand und dreht das Handstück 110, wodurch sich wiederum die Nabe 256 dreht. Das Handstück 110 besitzt einen deutlichen Vorsprung (nicht gezeigt), der in die gleiche Richtung weist wie der Dorn 342 auf der Nabe 256 (11) und die Öffnung 213 im chirurgischen Werkzeug 211. Der Chirurg würde somit den Knopf 286 weiter festhalten und das Handstück 110 drehen, bis er anhand des Vorsprungs im Handstück tatsächlich fühlen kann, dass die Öffnung 213 richtig ausgerichtet ist. Die vom Chirurgen aufgebrachte Drehkraft wird von dem flexiblen Bereich 228 durch den gebogenen Bereich 218 übertragen, wodurch sich die distale Verlängerung 274 des Zwischenrohrs 216 in Bezug auf das Außenrohr 212 dreht und die Drehausrichtung der Öffnung 213 in Bezug auf den gebogenen Bereich 218 verändert (in diesem Fall um 180°).
Wenn der Chirurg beispielsweise die Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 ohne Veränderung der Richtung der Öffnung 213 (und somit der Schneidrichtung des chirurgischen Werkzeugs 211) verändern will, z. B. zum Entfernen von Gewebe aus dem Bereich 341, ergreift er alternativ das Handstück 110 und dreht den Knopf 286 mit dem Finger und Daumen einer Hand. Wenn die gewünschte Versatzrichtung des gebogenen Bereichs 218 erreicht ist (in diesem Fall nach Drehung um 180°), bewegt der Chirurg das gesamte Instrument axial weiter, bis sich die Öffnung 213 neben dem Bereich 341 befindet.
Der Chirurg kann die relative Drehausrichtung zwischen dem gebogenen Bereich 218 und der Öffnung 213 jederzeit ändern. Beispielsweise kann das Innenrohr 214 von einem Motor 112 angetrieben werden oder stationär bleiben, während der Chirurg die Öffnung 213 dreht. Die distale Verlängerung 274 dreht sich reibungslos in Bezug auf das stationäre Außenrohr 212, während sie für konstante distale Unterstützung (an der Spitze 280) zum Drehen des Innenrohrs 214 sorgt. Der Chirurg kann jederzeit wieder Gewebe 336 schneiden, indem er einfach das Handstück 310 in einer beliebigen Richtung dreht und den Knopf 286 festhält (wenn der Chirurg in Bereich 338 geschnitten hatte) oder indem er den Knopf 286 in einer beliebigen Richtung dreht und das Handstück 110 festhält (wenn der Chirurg in Bereich 341 geschnitten hatte).
Die von dem chirurgischen Werkzeug 211 geschnittenen Gewebefragmente und anderen Körpermaterialien werden zusammen mit der Irrigationsflüssigkeit über die Mittelöffnung 248 im Innenrohr 214 (9) als Reaktion auf eine von der Vakuumquelle 114 angelegte Saugkraft von der Operationsstelle abgezogen. Die das Innenrohr 214 abdeckende flexible Hülse 243 sorgt dafür, dass Gewebefragmente, Irrigationsflüssigkeit und anderes Material nicht durch die Schlitze 234 gleiten, wodurch der Abtransport der Gewebefragmente durch die Kammer und aus dem chirurgischen Instrument 210 unterstützt wird.
Obwohl die Öffnung 213 des gezeigten chirurgischen Instruments 210 in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie der Dorn 342 auf der Nabe 256 (11), ist es leicht ersichtlich, dass auch andere Ausrichtungen (z. B. in der entgegengesetzten Richtung, nach rechts oder links oder irgendwo zwischen diesen Richtungen) möglich sind. Tatsächlich kann ein Satz chirurgischer Instrumente vorgesehen werden, die jeweils eine andere Ausrichtung der Öffnung 213 aufweisen, damit der Anwender bei der Festlegung der optimalen Biegekonfiguration für einen bestimmten chirurgischen Eingriff maximale Flexibilität erhält. Darüber hinaus kann das Außenrohr 212 zu jedem gewünschtem Grad gekrümmt werden.
Es können auch andere chirurgische Werkzeuge als das in den Figuren gezeigte Schneidegerät verwendet werden. Beispielsweise kann das chirurgische Werkzeug so konfiguriert sein, dass es Gewebe schneidet, das der distalen Spitze 280 des Zwischenrohrs 216 gegenüberliegt. Bei dieser Ausführungsform eines Endschneidegeräts, die aus EP 0669105 bekannt ist, sind zusammenwirkende Schneidkanten an den distalen Spitzen des Innenrohrs und des Zwischenrohrs vorgesehen, und ein axiales Lager hält die jeweiligen Kanten in enger Schneidbeziehung zueinander. Ferner kann anstelle von oder zusätzlich zu dem Drehmoment eine axiale Kraft verwendet werden, um das chirurgische Werkzeug zu bedienen. Beispielsweise könnte das chirurgische Werkzeug eine Scharnierstanze oder eine Backenanordnung sein, die durch eine auf die Nabe 256 aufgebrachte axiale Kraft bedient wird.
Bezug nehmend auf 15–19 sind Nabe und Knopf des chirurgischen Instruments 400 so konstruiert, dass der Anwender die Möglichkeit erhält, das Instrument in jeder gewählten Drehausrichtung zum Schutz vor unbeabsichtigter Drehung zu vorübergehend verriegeln.
Das chirurgische Instrument 400 enthält ein starres Außenrohr 412, in dem eine chirurgische Vorrichtung koaxial angeordnet ist. Die chirurgische Vorrichtung, die an ihrem distalen Ende ein chirurgisches Werkzeug 411 trägt, besteht aus einem drehenden, teilweise flexiblen Innenrohr (die Konstruktion des Innenrohrs ähnelt dem Innenrohr 214 aus 10 und wird daher in 15–19 nicht gezeigt), das koaxial in einem teilweise flexiblen Zwischenrohr 416 (dessen Konstruktion der des Zwischenrohrs 216 in 11 ähnelt und deshalb in 16 nur teilweise gezeigt ist) angeordnet ist.
Das distale Ende des Zwischenrohrs 416 enthält eine Öffnung 413, deren Ränder angespitzt und gezahnt sind und durch die ein nicht gezeigtes Schneidegerät (das durch die angespitzten, gezahnten Ränder einer ähnlichen Öffnung im distalen Ende des Innenrohrs gebildet wird) des chirurgischen Werkzeugs 411 beim Drehen des Innenrohrs periodisch freigelegt wird. Das Außenrohr 412 ist durch einen gebogenen Bereich 418, der leicht proximal vom distalen Ende 420 des Außenrohrs 412 angeordnet ist, gekrümmt, um das chirurgische Werkzeug 411 winkelig von einer im Allgemeinen geraden Achse 424 des chirurgischen Instruments 400 zu versetzen.
Das Außenrohr 412, das Zwischenrohr 416 und das Innenrohr werden proximal von einem Sockel 425, der beispielsweise aus Polycarbonat-Kunststoff besteht, unterstützt. Wie unten ausführlich beschrieben, ist das Außenrohr 412 an einen Knopf 430 des Sockels 425 und das Zwischenrohr 416 an eine Nabe 432 des Sockels 425 montiert. Die Nabe 432 enthält einen Riegel 433 zum Sichern des Sockels 425 in einem motorisierten Handstück. (Der Riegel 433 und das motorisierte Handstück, mit dem das chirurgische Instrument 400 verwendet wird, sind in einer eigenen, gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel „Chirurgisches Instrumentenhandstück und -system" von Douglas Sjostrom et al., eingereicht am 10. April 1996, beschrieben. Eine mit dem proximalen Ende des Innenrohrs verbundene Antriebswelle 434 wird wie bei den oben beschriebenen, aus EP0609084 und EP0669105 bekannten Instrumenten drehend von der Nabe 432 aufgenommen. Das proximale Ende der Antriebswelle 434 passt in das Handstück, dessen Motor die Antriebswelle 434 und das Innenrohr in Bezug auf die Rohre 412 und 416 dreht.
Wie in 16 gezeigt, ist das Zwischenrohr 416 zur Bildung eines das Innenrohr aufnehmenden Durchgangs über seine gesamte Länge hohl. Das proximale Ende des Zwischenrohrs 416 ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen starr mit der Nabe 432 des Sockels 425 verbunden. Ein (nicht gezeigter) Hohlraum in der Nabe 432 steht mit dem Durchgang in Verbindung und ist zur Aufnahme der Antriebswelle 434 gestaltet. Bei der Montage wird das Innenrohr durch die Nabe 432 in das Zwischenrohr 416 eingeführt (bevor der gebogene Bereich 418 im Außenrohr 412 gebildet wird). Eine Armatur 436 auf dem proximalen Ende der Nabe 432 (15) hält die Antriebswelle 434 in der Nabe 432 und sorgt ferner für eine flüssigkeitsfeste Dichtung beim Einführen des Sockels 425 in das Handstück.
17 zeigt einen Abschnitt des Außenrohrs 412 (vor der Bildung des gebogenen Bereichs 418), das aus einem starren Material wie z. B. Metall (z. B. Edelstahl) besteht. Das proximale Ende des Außenrohrs 412 ist an einer versiegelten Verbindung beispielsweise durch Ultraschallschweißen starr mit dem Knopf 430 verbunden. Der Knopf 430 enthält einen Satz (z. B. acht) sich proximal erstreckender eingespannter Arme 440. Die Arme 440 sind am Umfang mit einem Zwischenraum mit einem Satz U-förmiger Schlitze 442 zur Definition einer Öffnung zur Aufnahme des distalen Endes der Nabe 432 angeordnet. In der Oberfläche des Knopfes 430 sind zwischen den Armen 440 Vertiefungen 444 vorgesehen, um die manuelle Manipulation des Knopfes 430 durch den Anwender zu erleichtern. Auf der Außenfläche eines Arms 440 ist eine Rippe 443 geformt (beispielsweise an einem Arm 440, der in einem ausgewählten Winkel in Bezug auf die Richtung des gebogenen Bereichs 418 ausgerichtet ist), und ein abgewinkelter Grat 445 erstreckt sich von diesem Arm 440 zum distalen Ende des Knopfes 430, damit der Anwender die Ausrichtung der Biegung ertasten kann.
Der Knopf 430 ist mit den Armen 440 drehend auf der Nabe 432 befestigt, so dass die relative Drehausrichtung zwischen dem Knopf 430 und der Nabe 432 verändert werden kann, z. B. durch Greifen des Knopfes 430 und Drehen der Nabe 432 oder durch Greifen der Nabe 432 und Drehen des Knopfes 430. Die drehende Bedienung des Instruments 400 entspricht der von Instrument 210 wie oben beschrieben. Der den Knopf 430 mit der Nabe 432 verbindende Befestigungsmechanismus wird unten ausführlicher beschrieben.
Wie bei dem chirurgischen Instrument 210 (8) erstreckt sich ein zentraler Durchgang zur Aufnahme des Zwischenrohrs 416 und des Innenrohrs (die durch ein offenes distales Ende des Außenrohrs 412 vorstehen) durch das Außenrohr 412 und den Knopf 430. Der Innendurchmesser des Außenrohrs 412 übersteigt den Außendurchmesser des Zwischenrohrs 416 um einen Betrag, der zur Aufnahme einer (nicht gezeigten) den flexiblen Bereich des Zwischenrohrs (siehe 9) abdeckenden elastischen Hülse ausreicht. Dadurch kann der Anwender die relative Drehausrichtung zwischen dem Zwischenrohr 416 und dem Außenrohr 412 verändern, wobei aber übermäßiges Spiel oder Schwanken zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr 412, 416 vermieden wird. Nach der Einführung des Zwischenrohrs 416 in das Außenrohr 412 und des Innenrohrs in das Zwischenrohr 416 wird das Außenrohr 412 gekrümmt, um den gebogenen Bereich 418 zu erhalten (15).
Bezug nehmend auf 16 und 18 (18 zeigt der Klarheit halber das Innenrohr und das Zwischenrohr nicht im Querschnitt) enthält der Innenraum des Knopfes 430 eine flache Schulter 455, die einen achteckigen Hohlraum definiert. Die den Hohlraum umgebenden acht Flächen 450 sind flach und weisen eine identische Breite auf. Jeder Arm 440 ist um die von der Schnittstelle zwischen benachbarten Flächen 450 gebildete Spitze zentriert. Am distalen Ende der Nabe 432 sind acht distal vorstehende flexible Finger 452 eingespannt, die mit gleichem Zwischenraum (d. h. 45°) um den Umfang der Nabe 432 angeordnet sind. Die Finger 452 liegen parallel zur Längsachse des Zwischenrohrs 416. Jeder Finger 452 weist einen dreieckigen Querschnitt auf, so dass bei der Montage des Knopfes 430 auf der Nabe 432 der radial äußerste Punkt 454 jedes Fingers 452 in einer durch die Schnittstelle der benachbarten flachen Flächen 450 gebildeten Spitze 451 liegt. Die Finger 452 werden durch ihren Eingriff mit den Flächen 450 leicht zusammengedrückt.
Die Finger 452 und die flachen Flächen 450 wirken zusammen, damit die relative Drehausrichtung zwischen Knopf 430 und Nabe 432 sperrklinkenartig in diskreten Schritten von 45° verändert werden kann. Wenn sich die relative Drehausrichtung verändert (d. h. wenn sich der Knopf 430 und die Nabe 432 relativ zueinander drehen), bewegen sich die äußersten Punkte 454 über die flachen Flächen 450 und drücken die Finger 452 zunächst radial nach innen. Zu beachten ist, dass sich der Knopf 430 und die Nabe 432 beim Drehen durch die Zusammenwirkung der eingespannten Finger 452 mit den Flächen 450 in kontinuierlichem Eingriff miteinander befinden. Wenn sich die äußersten Punkte 454 an den jeweiligen Mittelpunkten der Flächen 450 vorbei bewegt haben, drückt die in den verschobenen flexiblen Fingern 452 gespeicherte elastische Energie die Finger radial nach außen, bis die relative Drehausrichtung zwischen Knopf 430 und Nabe 432 um 45° verändert ist und die Finger 452 in der benachbarten Spitze 451 liegen. Somit drücken die Finger 450 die äußersten Punkte 454 kraftschlüssig in jede zugehörige Spitze 451, so dass der Chirurg eine kinästhetische Rückmeldung darüber erhält, um wie viel die Öffnung 413 gedreht wurde (15), so dass eine versehentliche Drehung des Außenrohrs 412 in Bezug auf die Nabe 432 vermieden wird.
Bezug nehmend auf 16 ist ein Paar auf dem Umfang mit einem Zwischenraum angeordneter Rillen 470, 472 auf der Außenseite der Nabe 432 proximal zu den Fingern 452 angeordnet. Zwei Paar mit Zwischenraum angeordnete Dorne 474, 476 stehen aus der Außenfläche der Nabe 432 auf der proximalen Seite der Rille 472 hervor. Gezeigt ist nur ein Paar Dorne 474, 476; das andere Paar ist mit einem Zwischenraum um 180 Grad von dem gezeigten Paar am Umfang der Nabe 432 angeordnet. Jedes Dornpaar ist um einen der Finger 452 der Nabe 432 zentriert, und der Abstand zwischen den Dornen 474, 476 entspricht ungefähr der Breite jedes Arms 440 auf dem Knopf 430. Wenn sich der Knopf 430 und die Nabe 432 in einer der acht eingeklinkten Drehpositionen befinden, werden zwei Arme 440 des Knopfes 430 dadurch zwischen den beiden Dornpaaren 474, 476 positioniert.
Bezug nehmend auf 17 ist ein radialer Vorsprung 478 auf der Innenfläche jedes Arms 440 des Knopfes 430 am proximalen Ende des Arms 440 vorgesehen. Wenn der Knopf 430 auf die Nabe 432 montiert wird, schnappen die Vorsprünge 478 der Arme 440 in eine ringförmige Nut 480 zwischen den Rillen 472, 474 ein. Die Arme 440 sind ausreichend flexibel, um sich nach außen auszudehnen und dann ihre Originalposition wieder einzunehmen, wenn die Vorsprünge 478 über die Rille 470 gleiten. Die Vorsprünge 478 bewegen sich in der ringförmigen Nut 480, wenn der Knopf 430 und die Nabe 432 wie oben beschrieben relativ zueinander bewegt werden. Durch Drücken der Finger 452 gegen die achteckigen Flächen 450 entsteht eine distal gerichtete Kraft von der Nabe 432 weg. Diese Kraft drückt den Knopf 430 distal, wodurch die Vorsprünge 478 gegen die Rille 470 gedrückt werden und eine unbeabsichtigte Bewegung des Knopfs 430 in die verriegelte Position vermieden wird. Wenn der Anwender den Knopf 430 und die Nabe 432 vorübergehend in einer gewählten Drehausrichtung verriegeln will, schiebt der Anwender den Knopf 430 axial und proximal in Bezug auf die Nabe 432, um die Vorsprünge 478 über die Rille 472 zu drücken. Durch diese Bewegung werden die Knopfarme 440, die zwischen den Dornpaaren 474, 476 angeordnet sind, axial zwischen den Dornen 474, 476 positioniert. Dadurch werden diese Arme 440 drehend zwischen den Dornpaaren 474, 476 eingefangen, wodurch der Knopf 430 nicht drehbar auf der Nabe 432 arretiert wird. Wenn der Anwender versucht, den Knopf 430 oder die Nabe 432 zu drehen, wenn sich der Knopf 430 in der verriegelten Position befindet, greift ein Paar benachbarter Arme 440 in jedes Dornpaar 476, 474 ein und verhindert so eine Drehbewegung.
Bezug nehmend auf 19 enthält jeder Arm 440 des Knopfes 430 ein Paar flacher Kerben 482 (die Kerben 482 der benachbarten Arme 440 sind in 19 gezeigt). Im Gegensatz zu den Seiten 441 der Arme 440 (die in Bezug auf die Längsachse des Instrument leicht geneigt sind) liegen die Seitenflächen 483 der Kerben 482 parallel zu den Seitenflächen der Dorne 474, 476. Dadurch greifen flache, nicht geneigte Flächen 483 in die Dorne 472, 474 ein, um einer Drehung zuverlässiger zu widerstehen, als dies der Fall wäre, wenn die geneigten Seiten 441 in die Dorne 474, 476 eingreifen würden.
Die axiale Bewegung des Knopfes 430 wird durch den Eingriff der distalen Spitzen der Finger 452 gegen die Innenfläche 455 (18) des Knopfes 430 begrenzt. An diesem Punkt sind Vorsprünge 478 an der proximalen Seite der Rille 472 positioniert, die von der Rille 472 noch etwas erweitert wird. Dadurch wird verhindert, dass der Knopf 430 unbeabsichtigt in die nicht verriegelte Position zurückrutscht. Wenn der Anwender den Knopf 430 entriegeln möchte, verschiebt er oder sie einfach den Knopf 430 axial und distal. Die Rille 472 weist einen etwas kleineren Durchmesser auf als die Rille 470, und die Vorsprünge 478 können somit relativ einfach über die Rille 472 in die Kerbe 480 gedrückt werden. Der vergrößerte Durchmesser der Rille 470 hilft zu vermeiden, dass der Knopf 430 zu weit distal bewegt und von der Nabe 432 gelöst wird.
Obwohl das Verriegelungsmerkmal im Zusammenhang mit einem chirurgischen Instrument 400 beschrieben wurde, das dem in 8 gezeigten ähnelt (d. h. dem chirurgischen Instrument 210), kann das Verriegelungsmerkmal auch mit dem chirurgischen Instrument 10 (1) umgesetzt werden.
Das Verriegelungsmerkmal kann auch bei einem Instrument mit zwei Rohren verwendet werden, bei dem ein Außenrohr mit einer distalen, Gewebe aufnehmenden Öffnung drehend auf einer Nabe befestigt ist und sich ein Innenrohr in dem Außenrohr dreht, so dass ein Schneidegerät am distalen Ende des Innenrohrs Gewebe, das durch die Öffnung aufgenommen wurde, schneidet. Ein Beispiel für ein solches Instrument ist in US-Patent Nr. 5.376.078 von Dinger gezeigt.
In 20 ist ein Beispiel für ein solches Instrument 500 mit zwei Rohren gezeigt. (In diesem Beispiel werden die gleichen Bezugsziffern zur Identifizierung von Bauteilen verwendet, die den Bauteilen des oben besprochenen Instruments 400 ähneln.) Das Instrument 500 enthält ein starres Außenrohr 502, dessen proximales Ende am Knopf 430 befestigt ist. Das Außenrohr 502 erstreckt sich distal durch einen gebogenen Bereich 504 bis zu einem distalen Ende 506, in dem sich eine Gewebe aufnehmende Öffnung 508 mit angespitzten Rändern befindet. Ein (in Phantom gezeigtes) Innenrohr 510 erstreckt sich mit engem Passsitz durch das Außenrohr 502 bis zum distalen Ende des Instruments 500. Das proximale Ende des Innenrohrs erstreckt sich durch die Nabe 432 des Sockels 425 und ist an der Antriebswelle 434 befestigt. Das distale Ende 512 des Innenrohrs definiert eines der oben besprochenen Schneidegeräte. Das Innenrohr 510 wird im gebogenen Bereich 524 beispielsweise durch Verwendung einer der hier besprochenen Konfigurationen flexibel gemacht.
Es ist zu beachten, dass keines der Rohre 502, 510 an der Nabe 432 befestigt ist. Stattdessen dient die Nabe 432 als Unterstützung für den Knopf 430 und die Antriebswelle 434. Somit führt die Drehung des Knopfes 430 in Bezug auf die Nabe 432 dazu, dass sich das Außenrohr 502 und die Öffnung 508 um die Achse des Instruments 500 drehen, so dass der Schneideangriffswinkel des Instruments verändert wird. Das Verriegelungsmerkmal, mit dem der Knopf 430 und die Nabe 432 ausgestattet sind, gestattet die vorübergehende Verriegelung von Außenrohr 502 und Öffnung 508 in jeder gewählten Drehausrichtung wie oben beschrieben.
Noch weitere Ausführungsformen sind möglich. Beispielsweise kann der Dreheingriff zwischen dem Knopf 430 und der Nabe 432 über einen Reibungssitz zwischen diesen Elementen erfolgen, anstelle des oben beschriebenen nachgiebigen Kontakts.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf chirurgische Instrumente für die Arthroskopie beschrieben wurde, kann sie auch bei anderen Arten von Instrumenten angewendet werden, beispielsweise Instrumenten, die für andere Arten von endoskopischen Eingriffen und für Biopsieanwendungen ausgelegt sind.

Claims

Ein chirurgisches Instrument (400), bestehend aus einem ersten Teil (412), der sich distal von einem proximalen Ende erstreckt und eine Öffnung (413) in einem distalen Bereich zum Aufnehmen von Gewebe aufweist, einem zweiten Teil (416), der innerhalb des ersten Teils zum Bewegen eines Schneidegeräts angebracht ist und der bewirkt, dass es Gewebe, das dem Gerät durch die Öffnung ausgesetzt ist, schneidet, einer Nabe (432), und einem Knopf (430), der an dem proximalen Ende des ersten Teils (412) befestigt ist, um den ersten Teil (412) zu drehen und wahlweise eine Drehausrichtung der Öffnung in Bezug auf die Nabe (432) zu ändern, dadurch gekennzeichnet, dass der Knopf (430) von einer ersten Position, bei der der Knopf (430) in einem drehbaren Eingriff mit der Nabe (432) montiert ist, zu einer zweiten Position, bei der der Knopf (430) in die Nabe (432) eingreift und in Bezug auf diese drehbar verriegelt ist, axial bewegbar ist.
Instrument (400) gemäß Anspruch 1, wobei der Knopf (430) in einer entgegengesetzen Richtung zu der verriegelten Position axial bewegbar ist, um den drehbaren Eingriff zwischen dem Knopf (430) und der Nabe (432) wiederherzustellen.
Instrument (400) gemäß Anspruch 1, wobei die Nabe (432) mindestens ein Paar Dorne (474, 476), das axial mit Zwischenraum zu einem Knopfarm (440) angeordnet ist, umfasst, wenn der Knopf (432) in drehbarem Eingriff mit der Nabe (432) steht, wobei das mindestens eine Paar Dorne (474, 476) angebracht ist, um in den Knopfarm (440) einzugreifen, wenn der Knopf (430) axial zur verriegelten Position bewegt wird.
Instrument (400) gemäß Anspruch 3, wobei die Nabe (432) eine Vielzahl dieser Paare von Dornen (474, 476) umfasst, die angebracht sind, um in eine Vielzahl des Knopfarms (440) einzugreifen, wenn der Knopf (430) axial zur verriegelten Position bewegt wird.
Instrument (400) gemäß Anspruch 3, wobei der Knopf (430) aus einer Vielzahl von Teilen besteht, die am Umfang mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, um eine Öffnung, in der ein Abschnitt der Nabe (432) angebracht ist, zu definieren, wobei jeder der Teile eine ausgewählte Breite aufweist, wobei die Nabe (432) ein Paar Vorsprünge umfasst, die um die Breite mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, so dass einer der Teile zwischen dem Paar Vorsprünge positioniert ist, wenn der Knopf (430) axial zur verriegelten Position bewegt wird.
Instrument (400) gemäß Anspruch 5, das ferner aus einem zweiten Paar Vorsprünge, die um die ausgewählte Breite mit Zwischenraum voneinander auf der Nabe (432) angeordnet sind, besteht.
Instrument (400) gemäß Anspruch 5, wobei der eine der Teile eine Kerbe umfasst, die ausgeführt ist, um den Vorsprung zu empfangen, wenn der Knopf axial zur verriegelten Position bewegt wird.
Instrument (400) gemäß Anspruch 1, wobei der Knopf an der Nabe (432) montiert ist, so dass der Knopf (430) wahlweise in eine Vielzahl von diskreten Positionen gedreht werden kann, während er im Ineinandergriff mit der Nabe (432) verbleibt, wodurch die Öffnung (413) wahlweise in einer entsprechenden Vielzahl diskreter Drehausrichtungen positioniert werden kann.
Instrument (400) gemäß Anspruch 8, wobei die Nabe (432) eine Vielzahl flexibler einseitig eingespannter Finger (452) umfasst, wobei jeder von diesen einer der diskreten Positionen entspricht, wobei der Knopf (430) eine Vielzahl von Gegenbereichen aufweist, wobei jeder der Gegenbereiche während der Drehung des Knopfs (430) in einen der Finger (452) eingreift, um die ausgewählte Positionierung der Öffnung (413) in einer der diskreten Drehausrichtungen zu halten.
Instrument (400) gemäß Anspruch 9, wobei die Nabe (432) eine Rille auf einer Außenfläche davon umfasst, wobei der Knopf (430) einen elastischen Teil, der in die Rille eingreift, wenn der Knopf (430) axial zu der verriegelten Position bewegt wird, umfasst.
Instrument (400) gemäß Anspruch 10, wobei der Knopf (430) aus einer Vielzahl der elastischen Teile besteht, die am Umfang mit Zwischenraum voneinander angeordnet sind, um eine Öffnung, in der ein Abschnitt der Nabe (432) angebracht ist, zu definieren, wobei die Rille am Umfang um den Abschnitt der Nabe (432) angeordnet ist.
Instrument (400) gemäß Anspruch 11, wobei jeder der elastischen Teile einen radialen Vorsprung umfasst, der in die Rille eingreift, wenn der Knopf (430) axial zu der verriegelten Position bewegt wird.
Instrument (400) gemäß Anspruch 12, das ferner aus einer zweiten ringförmigen Rille, die um den Abschnitt der Nabe (432) angeordnet ist und axial mit Zwischenraum von der ersten erwähnten Rille angeordnet ist, besteht, wobei die radialen Vorsprünge der elastischen Teile axial zwischen den Rillen angebracht sind, wenn der Knopf (430) in drehbarem Eingriff mit der Nabe (432) steht.
Instrument (400) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Teil (412) einen gebogenen Bereich (418) umfasst, der die Öffnung winkelig von einer Achse des ersten Teils (412) versetzt, wobei der zweite Teil (416) einen flexiblen Bereich aufweist, der in dem gebogenen Bereich (418) angebracht ist, um Kraft, die durch den gebogenen Bereich (418) an einem proximalen Ende des zweiten Teils (416) angewendet wird, zu übertragen, um das Schneidegerät zu bewegen.
Chirurgisches Instrument, bestehend aus dem Instrument (400) gemäß Anspruch 1, zusammen mit einem motorisierten Handstück, wobei das Handstück an einem distalen Bereich davon ausgeführt ist, um ein proximales Ende des Instruments zu empfangen.
Ein chirurgisches System gemäß Anspruch 15 in Form eines Kits.