EP2434939A1 - Steuerungsvorrichtung - Google Patents

Steuerungsvorrichtung

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Publication number
EP2434939A1
EP2434939A1 EP10714302A EP10714302A EP2434939A1 EP 2434939 A1 EP2434939 A1 EP 2434939A1 EP 10714302 A EP10714302 A EP 10714302A EP 10714302 A EP10714302 A EP 10714302A EP 2434939 A1 EP2434939 A1 EP 2434939A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control device
proximal
longitudinal elements
distal
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10714302A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Theodor Lutze
Olaf Hegemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
Publication of EP2434939A1 publication Critical patent/EP2434939A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
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    • A61B2017/003—Steerable
    • A61B2017/00305—Constructional details of the flexible means
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28—Surgical forceps
    • A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A61B2017/2901—Details of shaft
    • A61B2017/2905—Details of shaft flexible

Definitions

  • the invention relates to a control device for precision mechanical or surgical applications, for example for use in endoscopes or the like.
  • the invention relates to a control device for instruments for high precision mechanical or surgical applications in the minimally invasive field.
  • Such control devices are known in the prior art and have a proximal, that is to say the user / surgeon, and a distal or distal end section, which in each case comprises a joint zone, and a central section, which is arranged between the end sections and is often rigidly configured. They further comprise an outer hollow cylindrical shaft, an inner hollow cylindrical shaft and a control element disposed between these shafts with two or more, longitudinally extending force elements extending substantially from the proximal to the distal end portion of the control device.
  • the force-transmitting longitudinal elements are arranged substantially regularly in the circumferential direction of the control device and are connected to each other in the circumferential direction in the region of the proximal and the distal end section. Tensile and compressive forces can be transmitted via the longitudinal elements with which a pivotal movement can be converted at the proximal end section into a corresponding pivoting movement at the distal end section.
  • Control devices of this type are known, for example, from WO 2005/067785 A1, in which a multiplicity of force-transmitting longitudinal elements are used.
  • For the guidance of the force-transmitting longitudinal elements in the radial direction of the outer and the inner hollow cylindrical shaft are available, so that a guide of the force-transmitting longitudinal elements is ensured in each direction.
  • a hand-operated handle part is mounted in the rule, in its place, of course, motor-operated controls can occur, while tools, cameras, lighting elements and the like can be connected to the distal end, which is also called head ,
  • instruments containing the control device can be in the mechanical field, for example, complicated and difficult to access interiors, such as engines, machines, radiators and the like, inspect and repair or perform the above-mentioned operations in the minimally invasive area.
  • Previously known control devices generate a movement of the distal end portion with a respective opposite pivoting direction, which is also limited to the same pivoting plane.
  • the object of the invention is to remedy this problem.
  • the invention proposes that in the control device according to the invention the distal ends of the longitudinal elements are fixed in the circumferential direction in angular positions, which are different from the angular positions in which the respectively associated proximal ends are fixed.
  • control device it is conceivable for the control device to have a set of control elements in which the difference between the angular positions of the ends of the force-transmitting longitudinal elements varies in the circumferential direction.
  • differences in the angular positions at the proximal and distal end portions in the range of about 45 ° to about 315 ° are of interest, more preferably in the range of about 150 ° to about 210 °.
  • control devices of the present invention in which the angular positions have a difference of about 180 °, so that a mirror-image movement of the proximal and distal end portion can be generated in a plane.
  • the force-transmitting longitudinal elements of the control element are arranged laterally spaced from each other.
  • spacers are arranged between the force transferring longitudinal elements. These may for example be defined in the form of guide eyelets on one of the shafts.
  • the longitudinal elements along the longitudinal direction are arranged at least partially in direct contact with each other, wherein a multiple, substantially point-like contact between the longitudinal elements often sufficient to stabilize them in the lateral direction, that is in the circumferential direction.
  • the longitudinal members are radially guided by the outer and inner shafts so that regardless of whether the longitudinal members are laterally spaced or partially in direct contact with each other over the entire length, sufficient stabilization thereof Geometry is given to ensure a precise angular transmission of force from the proximal to the distal end portion.
  • the arrangement of the longitudinal elements in the circumferential direction to achieve the different angular positions at the proximal and distal ends can be achieved in various ways.
  • the force-transmitting longitudinal elements are arranged helically between the shafts over at least part of their entire length.
  • the longitudinal force-transmitting elements are helically disposed between the shafts over their entire length.
  • the force-transmitting longitudinal elements in the region of the proximal or distal ends are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the control device and are arranged helically in an intermediate region.
  • the force-transmitting longitudinal elements have one or more sections in the region between their proximal and distal ends, which are arranged parallel to the control device, wherein other sections, in particular the proximal and distal ends are arranged helically.
  • the force-transmitting longitudinal elements are formed as cables or wires.
  • the force-transmitting longitudinal elements have a banana-shaped cross-section.
  • the control device has a control element, which comprises a hollow cylindrical component, the cylinder wall is divided at least in the region of a portion between the proximal and distal ends in two or more wall segments which form the longitudinal force-transmitting elements.
  • the two or more wall segments at the distal end of the hollow cylindrical component can be firmly connected to each other via a collar.
  • the two or more wall segments in the region of the proximal end of the hollow cylindrical member may be firmly connected to each other.
  • the hollow cylindrical component is formed integrally.
  • the handling during assembly of the control device is particularly simple.
  • the one-piece component can be produced with particular precision with respect to the mutual alignment of the wall segments.
  • Control devices with this configuration have, in particular, a hollow-cylindrical component which is manufactured from a single tube, wherein the subdivision of the cylinder wall into wall segments preferably takes place by means of laser beam cutting.
  • Control devices of this type can be further realized with very small outer diameters, for example about 2 mm or less, in particular also about 1.5 mm, and still a sufficiently large lumen is obtained in the interior, can be realized through the other functions.
  • the lumen is still sufficient to remove tissue pieces from the surgical area, in particular to be able to aspirate, or to bring a light source and associated optics to the operating area.
  • the control devices according to the invention are also possible with arbitrarily large diameters.
  • steel alloys or nitinol are particularly suitable.
  • the cylinder wall is slotted over the largest part, in particular almost over the entire length in the axial direction to form the force-transmitting longitudinal elements.
  • the longitudinal elements are formed by cylinder wall segments, which have a circular arc shape in cross section.
  • the wall segments preferably have a circular arc shape in cross-section which corresponds to an arc angle of approximately 20 ° or more, in particular 30 ° or more.
  • the number of wall segments is preferably in the range of 4 to 16, more preferably in the range of 6 to 12.
  • the distance between the wall segments in the circumferential direction of each other is measured in degrees, preferably about 2 ° to 15 °, more preferably about 4 ° to about 8 °.
  • the slot width as produced by laser beam cutting, can be increased if necessary, so that the remaining strip-shaped wall segments can be moved without contact relative to each other. Due to the circular segment-like cross sections of the longitudinal elements of the non-contact state of the longitudinal elements is retained even in the case of tensile or compressive stress in the joint areas; This is especially true in a leadership of the longitudinal elements in the radial direction between an inner and an outer shaft. The two end portions of the hollow cylindrical element remain uncut, so that the longitudinal elements remain connected to each other via annular collars.
  • the proximal and distal articulation zones of the control device can be realized in various ways.
  • the articulation zones of the outer and / or inner shafts have in the circumferential direction extending a plurality of slots, which are separated from each other by wall portions in the circumferential direction or axial direction of each other.
  • integrally formed tubes may be used for the outer and inner shank.
  • Control device placed control device such as grippers
  • a gripper can be guided and rotated within the control device, without thereby changing the pivot angle and the position of the control element itself or the gripper function is affected as such.
  • Rotary movements of 360 ° are easily possible.
  • control devices can be easily disassembled, sterilized and reassembled.
  • a respective wall section in the circumferential direction two or more, in particular three or more slots arranged one behind the other.
  • the slots are preferably arranged in the circumferential direction at equal distances from each other.
  • the joint zones of preferred control devices have three or more slots arranged side by side, wherein preferably the juxtaposed slots are arranged offset from one another in the circumferential direction.
  • the distances in which the slots are arranged in the axial direction to each other spaced may be equal or vary, hereby the joint properties, in particular the bending radius, can be influenced.
  • the slots are the cylinder wall completely penetrating slots.
  • good bending properties can also be achieved if the slots do not completely penetrate the wall of the shaft, but in particular end before reaching the inner circumference.
  • the wall of the shaft remains closed as a whole, which may be desirable in some applications, in particular the outer shaft.
  • a preferred geometry of the slots is when the wall surfaces delimiting the slots are disposed at an acute angle to the radial direction.
  • Preferably opposite wall surfaces of the same slot are arranged in mirror image, so that the outer circumference of a shaft results in a larger slot width than adjacent to the inner circumference.
  • Axially spaced apart slots are preferably circumferentially overlapping but offset from each other so as to provide a regular arrangement of the slots.
  • the wall surfaces of the slots may be inclined at an angle to the axial direction, which deviates from 90 °, so that the width of the slots is greater on the outer circumference than on the inner circumference of the outer shaft. This makes it possible to realize sufficiently large pivoting angles even with small slot widths without the number of slots having to be increased or the joint area having to extend over a greater axial length.
  • the inner and / or the outer shaft has a proximal and a distal joint section in the region of the proximal and distal joint zones of the control device.
  • at least the outer shaft will include proximal and distal hinge portions.
  • control device is formed rigid in its central portion.
  • At least one of the outer and inner shanks in the length region between the proximal and distal joint zones is equipped with a rigid portion which realizes the flexural rigidity of the central portion of the control device.
  • proximal and distal joint zones are identical and in particular have the same extension in the longitudinal direction of the control device, this is not absolutely necessary.
  • proximal and distal joint zones are different, in particular also of different lengths, so that a corresponding pivoting movement of the proximal joint zone has a lesser or greater pivotal movement of the distal end section.
  • the pivoting movement of the proximal and / or distal joint zone is adjustable. This can be done, for example, by increasing the extent of the proximal and / or distal steering zone is varied, and thus the pivoting behavior of the two joint zones is changed to each other.
  • control device comprises a holding device with which parts of one of the articulation zones can be fixed in a bending-resistant manner with respect to the central section of the control device or a functional unit adjoining the proximal or distal end section thereof.
  • the holding device a parallel to the longitudinal axis of the central portion, which is formed rigid in this case, comprise a displaceable, rigid sleeve.
  • the rigid sleeve is arranged on the outer circumference of the rigid shaft, so that the lumen of the control device remains unaffected. If the lumen of the control device for certain applications be sufficiently large, of course, a rigid sleeve can also be arranged inside the lumen. However, the displaceability and, in particular, the definition of the rigid sleeve are easier to realize if it is arranged on the outer circumference of the outer shaft.
  • the holding device on the functional unit which is coupled to the proximal or distal end of the control device, comprise a supporting holding element.
  • the joint zone can be influenced in terms of its pivoting behavior from the side of the distal or proximal end.
  • the holding device can be positioned in a predetermined position and in particular also fixed. This makes it possible to pre-set or readjust the pivoting behavior of the distal and proximal end sections in a repeatable and precisely definable manner.
  • At least one of the joint zones is elastic, so that when the forces introduced for pivoting the end sections stop acting, the control device returns to its original straight position.
  • Fig. 1 shows the structure of a control device according to the prior art
  • Fig. 2 shows a control device according to the prior art
  • FIG. 3 shows an overall view of a control device according to the invention
  • FIGS. 4A and B show two variants of a first embodiment of a control element of a control device according to the invention
  • FIGS. 5A and B show two variants of a second embodiment of a control element of a control device according to the invention
  • 6A and B show two variants of a third embodiment of a control element of a control device according to the invention
  • Figures 7A and B are a cross-section through a preferred control element or control device of the invention.
  • FIG 10 is an overall view of another control device according to the invention.
  • FIG. 1 shows the structure of a control device 10, as known from the prior art, for example WO 2005/067785 A1.
  • control device 10 comprises an outer hollow cylindrical shaft 12, an inner hollow cylindrical shaft 14 and a control element 16 arranged between these shafts.
  • the outer and inner shafts 12, 14 and the control element 16 have substantially equal lengths and are dimensioned with respect to their outer and inner diameter or wall thicknesses so that the control element can be inserted accurately into the outer shaft and the inner shaft 14 fit into the interior of the control element 16.
  • the interior of the inner shaft 14 remains free as a lumen for the introduction of instrument controls, leads to a camera or other optical elements, and the like.
  • the control element 16 is in radial direction through the walls of the outer and inner shafts 12, 14 out.
  • the control device 10 has a proximal end portion 18 and a distal end portion 20, each comprising a hinge zone 22 and 24, respectively.
  • the articulation zone 22, 24 is formed by a corresponding configuration of the outer and / or inner shank 12, 14, wherein in the prior art various proposals for this are listed, including in WO 2005/067785 Al.
  • FIGS. 1 a, 1 b and 1 c the individual elements of the control device 10 of FIG. 1 are shown again, wherein FIG. 1 a represents the outer shaft 12, FIG. 1 b the control element 16 and FIG. 1 c the inner shaft 14.
  • the outer shaft 12 has in the areas corresponding to the hinge zones 22 and 24, a structure that ensures the flexibility or flexibility of the outer shaft 12 in this area.
  • bellows-like structures can be used here, as previously mentioned.
  • the wearability or flexibility can also be produced by weakening the wall of the outer shaft 12 in the sections corresponding to the articulation zones 22, 24.
  • the inner shaft 14 in Figure Ic may have a similar structure as the outer shaft 12 in Figure Ia, so that reference can be made to the description of Figure Ia.
  • the control element 16 of FIG. 1b comprises a multiplicity, in the present example eight, force-transmitting longitudinal elements which are arranged parallel to the longitudinal direction of the control element 16 and which are laterally interconnected to ring collars 28, 30 at the respective ends of the control element 16 in the circumferential direction.
  • control device it is possible with the control device according to the invention to perform a pivoting of the distal joint portion in any other predetermined directions with respect to the pivoting movement of the proximal end, even in directions that are not in the same plane.
  • FIG. 3 An example of this is shown in FIG. 3 with reference to a control device 34 according to the invention, whose control elements to be discussed below with reference to FIGS. 4, 5 and 6, for example in the case of a pivoting movement of the proximal section 36 upwards, also pivot the distal section 38 bring up in the same plane.
  • the force-transmitting longitudinal elements with their proximal and distal ends are fixed in angular positions in the circumferential direction, which differ by 180 °.
  • FIG. 4A shows a control element 40 for the control device 34 according to the invention, in which eight force-transmitting longitudinal elements 42 are arranged helically over their entire length and fixed at an offset of 180 ° at proximal and distal annular collars 44, 46.
  • the length of the control device is about 30 cm, the length of the associated control element 40 is thus also 30 cm.
  • the outer diameter of the control element 40 is typically 1.7 mm. If one chooses an angular offset of 180 °, with which the proximal and distal ends of the force transmitting longitudinal elements 42 are fixed to the annular collars 44, 46, so results in a helical shape of the longitudinal elements, wherein the helix with an angle of about 0.5 ° is inclined against the longitudinal axis of the element.
  • the control device In an instrument used in laparoscopy, the control device has a length of, for example, 22 cm, which corresponds to the length of the control element 40.
  • the outer diameter of the control element 40 is relatively large and is about 9.7 mm. With this shorter length of the control device 10 at the same time significantly larger diameter to obtain an angle of 3.9 °, with which the helix, along which the force-transmitting longitudinal elements 42 are arranged, are inclined against the longitudinal axis of the control element 40.
  • the two examples described above can be understood as extreme examples, and in a vast number of control devices 10 according to the invention, the angle of inclination of the longitudinal elements 42 against the longitudinal axis of the control element 40 will remain within the limits indicated in these examples.
  • Figure 4B shows an alternative embodiment as a control element 40 ', which is made of a one-piece tube 41, for example by laser beam cutting.
  • the slots 43 formed in the tube 41 by laser beam cutting extend almost the entire length of the tube 41, so that only at the proximal and distal end unslotted annular collars 44 ', 46' remain, which connect the force transmitting longitudinal elements acting wall segments 45 each with each other.
  • FIG. 5A shows an alternative embodiment to the control element 40 according to the invention in the form of a control element 50, in which eight longitudinal elements 52 are fixed in proximal or distal annular collars 54, 56, wherein in turn an angular offset in the definition of the proximal to the distal ends of 180 ° given is.
  • the longitudinal elements 52 are divided into three different sections, the first section 57 being arranged adjacent to the proximal annular collar 54 and sections of the longitudinal elements 52 aligned parallel to the longitudinal direction of the control element 52.
  • a region of the longitudinal elements 52 is likewise arranged parallel to the longitudinal direction of the control element 50.
  • the remaining regions of the longitudinal element elements extending between the sections 57 and 59 run there. te along helical lines, here the helices are employed at a slightly greater angle to the longitudinal direction of the control element 50 than is the case in the embodiment of Figure 4, so that at a shorter distance also an angular offset of the ends of the respective longitudinal elements, the Ring collars 54, 56 are fixed, can be achieved by 180 °.
  • FIG. 5B shows an alternative embodiment of a control element 50 ', which is manufactured from a one-piece tube 51, for example by laser-beam cutting.
  • the slots 53 formed in the tube 51 by laser beam cutting extend almost the entire length of the tube 51, so that only at the proximal and distal ends unslotted annular collars 54 ', 56' remain, which connect the force transmitting longitudinal elements acting wall segments 55 each.
  • a control element 60 comprises eight longitudinal elements 62 which are fixed to proximal or distal annular collars 64, 66 at an angular offset of 180 °.
  • the longitudinal elements are divided into three sections, wherein the respective terminal, that is connected to the annular collars 64 and 66 connected portions 67 and 69, following a helix, while the intermediate areas 68 parallel to the longitudinal axis of Control element 60 are arranged.
  • the angles at which the following shape of a helix following sections of the longitudinal elements are employed with a slightly larger angle to the longitudinal direction, but this can still be considered very small angles.
  • control elements for the control devices according to the invention are interchangeable, so that a control device 34 can be imparted only by replacing the control element different movement geometries.
  • FIG. 6B shows an alternative embodiment of a control element 60 ', which is manufactured from a one-piece tube 61, for example by laser-beam cutting.
  • the slits 63 formed in the tube 61 by laser beam cutting extend almost the entire length of the tube 61, so that only at the proximal and distal end unslotted annular collars 64 ', 66' remain, which connect the force acting longitudinal elements wall segments 65 each with each other.
  • FIG. 7A shows a cross section through a control element 70 analogous to FIGS. 4B, 5B and 6B, but in which only four wall segments 71 are present.
  • the arc segments of Wandsegemente 71 correspond to an arc angle ⁇ of about 82 ° to 86 °.
  • the extent of the slots 72 in the circumferential direction corresponds to an angle ⁇ of about 4 ° to 8 °.
  • FIG. 7B shows the cross section of a control device 74, wherein the control element 70 of FIG. 7A is used as the control element, with a number of four wall segments 71.
  • the wall segments 71 are spaced apart from one another via the slots 72.
  • an outer diameter D of approximately 2.5 mm and an inner diameter of approximately 1.8 mm may be mentioned for the control device 74.
  • the control element 70 is guided on its inner surface by an inner shaft 76 and on its outer surface by an outer shaft 78.
  • Figures 8A and 8B show two variants of related embodiments of the flexible sections, here in the form of sections 80 and 80 ', respectively.
  • a slot structure with circumferentially extending slots 82 in the hollow cylindrical shaft Preferably, two or more slots separated from one another by webs 84 are present along one circumferential line. Since the arrangement of slots along only one circumferential line would allow only a very small pivot angle, in typical slot structures of the hinge zone 80, 80 'a plurality of circumferentially spaced by means of webs 86 circumferential lines with slots 82 is present. Slits 82, which are arranged adjacent to one another in the axial direction, are preferably offset relative to one another in the circumferential direction, so that bending possibilities arise in several planes.
  • FIG. 8A there are two slots 82 per circumferential line, which are separated from one another by webs 84.
  • Figure 8B there are three slots 82.
  • the Slot structure in both cases typically includes a plurality of slots 82 arranged along a plurality of imaginary and axially spaced lands 86 across spaced circumferential lines.
  • FIG. 9 shows the present invention in a further variant with a control device 170 having a proximal end section 172 and a distal end section 174, each having associated joint zones 176 and 178.
  • a handling device 180 is connected to the proximal end portion 172 of the control device 170.
  • the articulation zones 176 and 178 are formed with substantially the same length, so that when the proximal end portion 172 is bent at about the same angle as e.g. 30 ° results in a corresponding bend of the distal end portion 174 also by 30 °.
  • the direction in which the bend of the distal end portion 174 is made depends on the choice of the control element, not shown in detail herein, and the determination of the ends of the longitudinal force-transmitting elements, as described in detail above.
  • the control device 170 shown in FIG. 9 additionally has a holding device 182 in the form of a sleeve 183, which is arranged so as to be longitudinally displaceable on the outer shaft of the control device 170.
  • the allowable bending angle in the region of the distal can be variably Set end portion 174, so that, for example, in endoscopic removal of pathological structures, a defined work area is adjustable under the surgeon's view.
  • FIG. 9 contains an alternative solution to the holding device 182 in the form of the holding device 186, which comprises a ring 188 which is fixed longitudinally displaceably via a doubly bent web 190 with a straight guide 192 on the handling device 180.
  • the holding device 182 in the form of the holding device 186, which comprises a ring 188 which is fixed longitudinally displaceably via a doubly bent web 190 with a straight guide 192 on the handling device 180.
  • FIG. 10 shows a control device 100 having a proximal end portion 102, a distal end portion 104, and an intermediate portion 106 therebetween. While the middle section 106 is designed to be resistant to bending, the proximal and distal end sections 102, 104 each include a hinge zone 108 or 110 having a length Li or L 2 measured in the axial direction. The length L 2 is selected to be shorter than the length Li.
  • FIG. 8 a shows the control device 100 in the basic position in which no forces act on the proximal end section 102.
  • proximal end region 102 is pivoted out of the axial direction, as is illustrated in the illustration of FIG. 10b, an increased length of the joint zone 108 of Li + ⁇ i results in the proximal joint zone 108 at the outer radius of the curved end region 102; a shortened length of Li - ⁇ 2 .
  • Corresponding changes in the lengths result for the distal end portion 104 with a length at the outer radius L 2 + ⁇ 2 and a length at the inner radius of L 2 - ⁇ i. Since the lengths Li and L 2 of the joint zones 108, 110 are different, an increased bending movement for the distal end section 104 necessarily results in being able to follow the length changes predetermined by the proximal end section.
  • This effect can also be used, for example, in a proximally restricted work area with relatively small pivoting movements to allow full utilization of the distal given pivot radius and to make distally as large a work area available.
  • This principle can be used variably with the present invention by varying the length of one joint zone in relation to the other by means of a holding device (see FIG.

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Abstract

Es wird eine Steuerungsvorrichtung vorgeschlagen, insbesondere zur Verwendungin Endoskopen oder dergleichen, mit einem proximalen und einem distalen, jeweils eine Gelenkzone umfassenden Endabschnitt sowie einem dazwischen angeordneten Mittelabschnitt,mit einem äußeren hohlzylindrischen Schaft, einem inneren hohlzylindrischen Schaft sowie mit einem zwischen diesen Schäften angeordneten Steuerungselement mit zwei oder mehr, sich im Wesentlichen vom proximalen zum distalen Endabschnitt der Steuerungsvorrichtung erstreckenden, Kraft übertragenden Längselementen, bei der für eine optimierte Steuerungsfunktion die Längselemente Umfangsrichtung der Steuerungsvorrichtung in im Wesentlichen regelmäßigen Winkelabständen angeordnet und im Bereich ihrer proximalen und distalen Enden jeweils in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind, wobei die distalen Enden der Längselemente in Umfangsrichtung in Winkelpositionen festgelegt sind, die von den Winkelpositionen, in denen die jeweils zugehörenden proximalen Enden festgelegt sind, verschieden sind.

Description

Steuerungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für feinmechanische oder chirurgische Anwendungen, beispielsweise zur Verwendung in Endoskopen oder dergleichen.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Steuerungsvorrichtung für Instrumente für hoch genaue mechanische Anwendungen oder chirurgische Anwendungen im minimal-invasiven Bereich.
Solche Steuerungsvorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und weisen einen proximalen, das heißt dem Benutzer/Chirurgen zugewandten, und einen von ihm abgewandten oder distalen Endabschnitt auf, der jeweils eine Gelenkzone umfasst, sowie einen zwischen den Endabschnitten angeordneten, häufig biegesteif ausgestalteten Mittelabschnitt. Sie umfassen ferner einen äußeren hohlzylindrischen Schaft, einen inneren hohlzylindrischen Schaft sowie ein zwischen diesen Schäften angeordnetes Steuerungselement mit zwei oder mehr, sich im Wesentlichen vom proximalen zum distalen Endabschnitt der Steuerungsvorrichtung erstreckenden, Kraft übertragenden Längselementen. Die Kraft übertragenden Längselemente werden in Umfangsrichtung der Steuerungsvorrichtung im Wesentlichen regelmäßig angeordnet und sind im Bereich des proximalen und des distalen Endabschnittes jeweils in Umfangsrichtung miteinander verbunden. Über die Längselemente lassen sich Zug- und Druckkräfte Übertragen, mit denen sich eine Schwenkbewegung am proximalen Endabschnitt in eine entsprechende Schwenkbewegung am distalen Endabschnitt umsetzen lässt.
Steuerungsvorrichtungen dieser Art sind zum Beispiel aus der WO 2005/ 067785 Al bekannt, bei der eine Vielzahl von Kraft übertragenden Längsele- menten in Form von Drähten oder Kabeln verwendet werden, welche in Um- fangsrichtung direkt aneinander anliegend angeordnet sind und sich so gegenseitig seitlich führen. Für die Führung der Kraft übertragenden Längselemente in Radialrichtung stehen der äußere und der innere hohlzylindrische Schaft zur Verfügung, so dass eine Führung der Kraft übertragenden Längselemente in jeder Richtung gewährleistet ist.
Am proximalen Ende der Steuerungsvorrichtung wird in der Regel ein von Hand zu betätigendes Griffteil montiert, an dessen Stelle selbstverständlich auch Motor betriebene Bedienelemente treten können, während an dem distalen Ende, das auch Kopf genannt wird, Werkzeuge, Kameras, Beleuchtungselemente und dergleichen angeschlossen werden können.
Mit solchen die Steuerungsvorrichtung beinhaltenden Instrumenten lassen sich im mechanischen Bereich beispielsweise komplizierte und schwer zugängliche Innenräume, beispielsweise Motoren, Maschinen, Radiatoren und dergleichen, inspizieren und reparieren oder aber die oben angesprochenen Operationen im minimal-invasiven Bereich durchführen.
Bisher bekannte Steuerungsvorrichtungen erzeugen eine Bewegung des distalen Endabschnittes mit einer jeweils entgegengesetzten Schwenkrichtung, die darüber hinaus auch auf dieselbe Schwenkebene beschränkt ist.
Auch wenn bei manchen System Schwenkbewegungen in vielen verschiedenen Richtungen möglich sind, bleibt dieses Prinzip der Auslenkung des distalen Endes in entgegengesetzter Richtung zu der Auslenkung des proximalen Endes in derselben Ebene erhalten.
Bei einer Reihe von Anwendungen sowohl im mechanischen als auch im medizinischen Bereich sind einer Bewegung am proximalen Ende bestimmte räumliche Grenzen gesetzt, so dass diese Steuerungsvorrichtungen nicht immer optimal eingesetzt werden können. Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Problem abzuhelfen.
In diesem Zusammenhang schlägt die Erfindung vor, dass bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung die distalen Enden der Längselemente in Um- fangsrichtung in Winkelpositionen festgelegt sind, die von den Winkelpositionen, in denen die jeweils zugehörenden proximalen Enden festgelegt sind, verschieden sind.
Je nach Anwendungsfall ist vorstellbar, dass für die Steuerungsvorrichtung ein Satz an Steuerungselementen vorhanden ist, bei denen die Differenz der Winkelpositionen der Enden der Kraft übertragenden Längselemente in Umfangs- richtung variiert.
Abweichungen der Winkelpositionen in der Umfangsrichtung, ab denen ein zusätzlicher Nutzen in der Handhabung zu erwarten ist, beginnen bei ca. 10° und reichen bis ca. 350°.
Insbesondere sind Differenzen in den Winkelpositionen am proximalen und distalen Endabschnitt im Bereich von ca. 45° bis ca. 315° von Interesse, weiter bevorzugt im Bereich von ca. 150° bis ca. 210°.
Besondere Bedeutung haben Steuerungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung, bei denen die Winkelpositionen eine Differenz von ca. 180° aufweisen, so dass eine spiegelbildliche Bewegung des proximalen und distalen Endabschnittes in einer Ebene erzeugt werden kann.
Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Kraft übertragenden Längselemente des Steuerungselementes von einander lateral beabstandet angeordnet sind.
Um die lateral beabstandeten Kraft übertragenden Längselemente in ihrer Um- fangsposition zu stabilisieren, kann vorgesehen sein, dass zwischen den Kraft übertragenden Längselementen Abstandshalter angeordnet sind. Diese können beispielsweise in Form von Führungsösen an einem der Schäfte festgelegt sein.
Vorstellbar ist aber auch, dass zwischen den Kraft übertragenden Längselementen zusätzliche Längselemente vorhanden sind, die lediglich zwischen den Kraft übertragenden Längselementen angeordnet sind und als Abstandshalter fungieren.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Längselemente entlang der Längsrichtung mindestens partiell in direktem Kontakt miteinander angeordnet sind, wobei ein mehrfacher, im Wesentlichen punktförmiger Kontakt zwischen den Längselementen oft ausreicht, um diese in lateraler Richtung, das heißt in Um- fangsrichtung, zu stabilisieren.
Bei bevorzugten Steuerungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung werden die Längselemente von dem äußeren und dem inneren Schaft in Radialrichtung so geführt, so dass unabhängig davon, ob die Längselemente lateral beabstandet angeordnet sind oder partiell oder über die gesamte Länge miteinander in direktem Kontakt stehen, eine ausreichende Stabilisierung ihrer Geometrie gegeben ist, um eine winkelgenaue Kraftübertragung vom proximalen zum distalen Endabschnitt zu gewährleisten.
Die Anordnung der Längselemente in Umfangsrichtung zur Erzielung der unterschiedlichen Winkelpositionen am proximalen und distalen Ende kann in verschiedener Weise erreicht werden.
Bei einer ersten Variante sind die Kraft übertragenden Längselemente mindestens über einen Teil ihrer gesamten Länge schraubenlinienförmig zwischen den Schäften angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kraft übertragenden Längselemente über ihre gesamte Länge schraubenlinienförmig zwischen den Schäften angeordnet. Hier ergibt sich im Hinblick auf die typische Länge der Steuerungsvorrichtung von 10 cm und deutlich mehr und bei einem typischen Durchmesser von wenigen Millimetern eine extrem hohe Steigung der Schraubenlinienform oder anders ausgedrückt, eine sehr geringe Abweichung von der Parallelität zur Längsrichtung der Steuerungsvorrichtung, die wenige Winkelgrade bis einen Bruchteil eines Winkelgrades ausmacht.
Bei einer weiteren Alternative ist vorgesehen, dass die Kraft übertragenden Längselemente im Bereich der proximalen oder distalen Enden im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Steuerungsvorrichtung angeordnet sind und in einem dazwischen liegenden Bereich schraubenlinienförmig angeordnet sind.
Bei einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die Kraft übertragenden Längselemente einen oder mehrere Abschnitte im Bereich zwischen ihren proximalen und distalen Enden aufweisen, welche parallel zur Steuerungsvorrichtung angeordnet sind, wobei andere Abschnitte, insbesondere die proximalen und distalen Enden schraubenlinienförmig angeordnet sind.
Obwohl bei den letzten beiden Varianten nur ein Teil der Gesamtlänge des Steuerungselements zur Erzielung des Winkelversatzes zur Verfügung steht, werden immer noch nur geringe Winkelabweichungen von der Längsrichtung notwendig.
Gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung sind die Kraft übertragenden Längselemente als Kabel oder Drähte ausgebildet.
Bei einer anderen Variante weisen die Kraft übertragenden Längselemente einen bananenförmigen Querschnitt auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuerungsvorrichtung ein Steuerungselement auf, welches ein hohlzylindrisches Bauteil umfasst, dessen Zylinderwand mindestens im Bereich eines Abschnitts zwischen dem proximalen und distalen Ende in zwei oder mehr Wandsegmente unterteilt ist, die die Kraft übertragenden Längselemente bilden.
Hierbei können die zwei oder mehr Wandsegmente am distalen Ende des hohl- zylindrischen Bauteils über einen Ringbund fest miteinander verbunden sein.
Weiterhin können die zwei oder mehr Wandsegmente im Bereich des proximalen Endes des hohlzylindrischen Bauteils fest miteinander verbunden sein.
Besonders bevorzugt wird das hohlzylindrische Bauteil einstückig ausgebildet. Hier ist die Handhabung beim Zusammenbau der Steuerungsvorrichtung besonders einfach. Außerdem lässt sich das einstückige Bauteil mit besonderer Präzision bezüglich der gegenseitigen Ausrichtung der Wandsegmente herstellen.
Steuerungsvorrichtungen mit dieser Ausgestaltung weisen insbesondere ein hohlzylindrisches Bauteil auf, welches aus einem einzigen Röhrchen gefertigt ist, wobei die Unterteilung der Zylinderwand in Wandsegmente vorzugsweise mittels Laserstrahlschneiden erfolgt.
Steuerungsvorrichtungen dieser Art lassen sich ferner mit sehr kleinen Außendurchmessern realisieren, beispielsweise ca. 2 mm oder weniger, insbesondere auch ca. 1,5 mm, und trotzdem bleibt ein ausreichend großes Lumen im Inneren erhalten, über das weitere Funktionen realisiert werden können. Beispielsweise reicht das Lumen noch aus, um Gewebestücke aus dem Operationsbereich abtransportieren, insbesondere absaugen, zu können oder um eine Lichtquelle und zugehörige Optik zu dem Operationsbereich zu bringen. Selbstverständlich sind die erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtungen auch mit beliebig großen Durchmessern möglich.
Als Werkstoff zur Herstellung des Steuerungsvorrichtung, insbesondere des Steuerungselements in Form des hohlzylindrischen Bauteils bieten sich insbesondere Stahllegierungen oder Nitinol an.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Zylinderwand über den größten Teil, insbesondere nahezu über die gesamte Länge in Axialrichtung zur Ausbildung der Kraft übertragenden Längselemente geschlitzt. Die Längselemente werden dabei von Zylinderwandsegmenten gebildet, die im Querschnitt eine Kreisbogenform aufweisen.
Bevorzugt weisen die Wandsegmente im Querschnitt eine Kreisbogenform auf, die einem Bogenwinkel von ca. 20° oder mehr, insbesondere 30° oder mehr entspricht.
Die Zahl der Wandsegmente liegt bevorzugt im Bereich von 4 bis 16, weiter bevorzugt im Bereich von 6 bis 12.
Der Abstand der Wandsegmente in Umfangsrichtung von einander (entspricht der Schlitzbreite) beträgt in Winkelgraden gemessen vorzugsweise ca. 2° bis 15°, weiter bevorzugt ca. 4° bis ca. 8°.
Die Schlitzbreite, wie sie beim Laserstrahlschneiden entsteht, kann bei Bedarf vergrößert werden, so dass die verbleibenden streifenförmigen Wandsegmente berührungslos gegeneinander bewegt werden können. Aufgrund der kreissegmentartigen Querschnitte der Längselemente bleibt der berührungslose Zustand der Längselemente auch im Falle der Zug- oder Druckbelastung auch in den Gelenkbereichen erhalten; dies gilt insbesondere bei einer Führung der Längselemente in Radialrichtung zwischen einem inneren und einem äußeren Schaft. Die beiden Endbereiche des hohlzylindrischen Elements bleiben ungeschlitzt, so dass die Längselemente über Ringbünde miteinander verbunden bleiben.
Die proximalen und distalen Gelenkzonen der Steuerungsvorrichtung können in verschiedener Weise realisiert werden.
Vorzugsweise weisen die Gelenkzonen des äußeren und/oder inneren Schafts in Umfangsrichtung verlaufend mehrere Schlitze auf, die von einander durch Wandbereiche in Umfangsrichtung bzw. Axialrichtung von einander getrennt sind.
Auch hier können für den äußeren bzw. inneren Schaft einstückig ausgebildete Röhrchen zum Einsatz kommen.
Zusammen mit einem aus einem einstückigen Röhrchen hergestellten Steuerungselement, wie dies bereits weiter oben beschrieben wurde, ergibt sich im einfachsten Fall eine aus drei ineinandergeschobenen Röhrchen mit den Funktionen äußerer Schaft, Steuerungselement und innerer Schaft eine sehr dünnwandige und trotzdem mechanisch belastbare Struktur, wobei mittels der Steuerungsvorrichtung platzierte Steuerungsvorrichtung, beispielsweise Greifer, bedient und positioniert werden können, ohne dass es zum Übersprechen der Bewegung des einen auf das andere Element kommt. Insbesondere kann z.B. ein Greifer innerhalb der Steuerungsvorrichtung geführt und gedreht werden, ohne dass sich dabei der Schwenkwinkel und die Position des Steuerungselements selbst ändert oder die Greiferfunktion als solche beeinflusst wird. Ebenso wenig werden Gegenbewegungen hervorgerufen; Drehbewegungen um 360° sind problemlos möglich.
Darüber hinaus können diese Steuerungsvorrichtungen einfach auseinander genommen, sterilisiert und wieder zusammengebaut werden. Bevorzugt weist ein jeweiliger Wand abschnitt in Umfangsrichtung zwei oder mehr, insbesondere drei oder mehr Schlitze hintereinander angeordnet auf. Die Schlitze sind dabei bevorzugt in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen zueinander angeordnet.
In Axialrichtung weisen die Gelenkzonen bevorzugter Steuerungsvorrichtungen drei oder mehr Schlitze nebeneinander angeordnet auf, wobei bevorzugt die nebeneinander angeordneten Schlitze in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Abstände, in denen die Schlitze in Axialrichtung zu einander beabstandet angeordnet sind, können gleich sein oder variieren, wobei hiermit die Gelenkeigenschaften, insbesondere der Biegeradius, beeinflusst werden können.
Typischerweise wird vorgesehen, dass die Schlitze die Zylinderwand vollständig durchdringende Schlitze sind. Gute Biegeeigenschaften lassen sich allerdings auch erzielen, wenn die Schlitze die Wand des Schafts nicht vollständig durchsetzen, sondern insbesondere vor dem Erreichen des Innenumfangs enden. Damit bleibt die Wand des Schafts insgesamt geschlossen, was in einigen Anwendungen insbesondere beim äußeren Schaft erwünscht sein kann.
Eine bevorzugte Geometrie der Schlitze liegt vor, wenn die die Schlitze begrenzenden Wandflächen in einem spitzen Winkel zur Radialrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise werden dabei gegenüberliegende Wandflächen desselben Schlitzes spiegelbildlich angeordnet, so dass sich am Außenumfang eines Schafts eine größere Schlitzbreite ergibt als benachbart zum Innenumfang.
In Axialrichtung von einander beabstandete Schlitze werden vorzugsweise in Umfangsrichtung überlappend, jedoch gegeneinander versetzt angeordnet, so dass sich eine regelmäßige Anordnung der Schlitze ergibt.
Die Wandflächen der Schlitze können dabei gegen die Axialrichtung unter einem Winkel geneigt sein, der von 90° abweicht, so dass die Breite der Schlitze am Außenumfang größer ist als am Innenumfang des äußeren Schafts. Damit lassen sich auch bei kleinen Schlitzbreiten ausreichend große Schwenkwinkel realisieren, ohne dass die Zahl der Schlitze vergrößert werden müsste bzw. der Gelenkbereich sich über eine größere axiale Länge erstrecken müsste.
Gemäß einer Variante weist der innere und/oder der äußere Schaft im Bereich der proximalen und distalen Gelenkzonen der Steuerungsvorrichtung einen proximalen und einen distalen Gelenkabschnitt auf. Vorzugsweise wird mindestens der äußere Schaft proximale und distale Gelenkabschnitte umfassen.
Typischerweise ist die Steuerungsvorrichtung in ihrem Mittelabschnitt biegesteif ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens einer der äußeren und inneren Schäfte im Längenbereich zwischen den proximalen und distalen Gelenkzonen mit einem biegesteifen Abschnitt ausgerüstet, der die Biegesteifheit des Mittelabschnittes der Steuerungsvorrichtung realisiert.
Während in vielen Fällen die proximale und die distale Gelenkzone gleich ausgebildet sind und insbesondere eine gleiche Ausdehnung in Längsrichtung der Steuerungsvorrichtung aufweisen, ist dies nicht zwingend erforderlich.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die proximale und die distale Gelenkzone verschieden, insbesondere auch verschieden lang ausgebildet sind, so dass sich eine entsprechende Schwenkbewegung der proximalen Gelenkzone in einer geringeren oder verstärkten Schwenkbewegung des distalen Endabschnitts auswirkt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schwenkbewegung der proximalen und/oder distalen Gelenkzone einstellbar ist. Dies kann beispielsweise geschehen, indem die Ausdehnung der proximalen und/oder der distalen Ge- lenkzone variiert wird, und damit das Schwenkverhalten der beiden Gelenkzonen zueinander verändert wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuerungsvorrichtung eine Haltevorrichtung umfasst, mit der Teile einer der Gelenkzonen biegefest bezüglich des Mittelabschnittes der Steuerungsvorrichtung oder eines sich an deren proximalen oder distalen Endabschnitt anschließenden Funktionseinheit fixierbar sind.
So kann bei einer Variante der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung die Haltevorrichtung eine parallel zur Längsachse des Mittelabschnittes, der in diesem Fall biegesteif ausgebildet ist, eine verschiebliche, biegesteife Hülse umfassen.
Je nach Position der Hülse in Längsrichtung zum Mittelabschnitt kann der proximale und/oder distale Endabschnitt und die dort vorgesehene Gelenkzone in ihrer Länge beeinflusst und in ihrem Schwenkverhalten beeinflusst werden.
Vorzugsweise wird dabei die biegesteife Hülse am Außenumfang des biegesteifen Schafts angeordnet, so dass das Lumen der Steuerungsvorrichtung un- beeinflusst bleibt. Sollte das Lumen der Steuerungsvorrichtung für bestimmte Anwendungsfälle ausreichend groß sein, kann natürlich eine biegesteife Hülse auch im Inneren des Lumens angeordnet werden. Einfacher sind jedoch die Verschieblichkeit und insbesondere auch die Festlegung der biegesteifen Hülse zu realisieren, wenn diese am Außenumfang des äußeren Schaftes angeordnet ist.
Gemäß einer anderen Variante kann die Haltevorrichtung an der Funktionseinheit, die an das proximale oder distale Ende der Steuerungsvorrichtung gekoppelt ist, ein abstützendes Halteelement umfassen. Auf diese Weise lässt sich die Gelenkzone von Seiten des distalen bzw. proximalen Endes her in ihrem Schwenkverhalten beeinflussen. Gemäß einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ist die Haltevorrichtung in einer vorgegebenen Stellung positionierbar und insbesondere auch festlegbar. Damit besteht die Möglichkeit, wiederholbar und genau vorgebbar das Schwenkverhalten von distalem und proximalem Endabschnitt zueinander vorab einzustellen oder wieder einzustellen.
Gemäß einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens eine der Gelenkzonen elastisch ausgebildet ist, so dass wenn die zur Verschwenkung der Endabschnitte eingeleiteten Kräfte aufhören zu wirken, sich die Steuerungsvorrichtung wieder in ihre ursprüngliche gerade Stellung zurückstellt.
Diese und weiter Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen :
Fig. 1 den Aufbau einer Steuerungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Steuerungsvorrichtung des Standes der Technik gemäß
Fig. 1 in abgewinkeltem Zustand;
Fig. 3 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
Fig. 4A und B zwei Varianten einer ersten Ausführungsform eines Steuerungselementes einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
Fig. 5A und B zwei Varianten einer zweiten Ausführungsform eines Steuerungselementes einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung; Fig. 6A und B zwei Varianten einer dritten Ausführungsform eines Steuerungselementes einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
Fig. 7A und B einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Steuerungselement bzw. eine bevorzugte Steuerungsvorrichtung der Erfindung;
Fig. 8A und B Detailansichten bevorzugter Varianten des inneren und äußeren Schafts einer erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung;
Fig. 9 eine Gesamtansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung; und
Fig. 10 eine Gesamtansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung.
Die Figur 1 zeigt den Aufbau einer Steuerungsvorrichtung 10, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise der WO 2005/067785 Al.
Hierbei umfasst die Steuerungsvorrichtung 10 einen äußeren hohlzylindrischen Schaft 12, einen inneren hohlzylindrischen Schaft 14 sowie ein zwischen diesen Schäften angeordnetes Steuerungselement 16.
Der äußere und der innere Schaft 12, 14 sowie das Steuerungselement 16 weisen im Wesentlichen gleiche Längen auf und sind bezüglich ihrer Außen- und Innendurchmesser bzw. Wandstärken so dimensioniert, dass das Steuerungselement passgenau in den äußeren Schaft eingeschoben werden kann und der innere Schaft 14 passgenau in das Innere des Steuerungselementes 16. Das Innere des inneren Schafts 14 bleibt als Lumen frei für die Einführung von Instrumentensteuerungen, Zuleitungen zu einer Kamera oder anderen optischen Elementen und dergleichen. Das Steuerungselement 16 ist in Radial- richtung durch die Wandungen des äußeren und des inneren Schaftes 12, 14 geführt.
Die Steuerungsvorrichtung 10 weist einen proximalen Endabschnitt 18 sowie einen distalen Endabschnitt 20 auf, die jeweils eine Gelenkzone 22 bzw. 24 umfassen.
Typischerweise wird die Gelenkzone 22, 24 durch eine entsprechende Ausgestaltung des äußeren und/oder inneren Schaftes 12, 14 gebildet, wobei im Stand der Technik vielfältige Vorschläge hierzu verzeichnet sind, unter anderem auch in der WO 2005/067785 Al.
In Figur 1 sind die Gelenkzonen 21, 24 lediglich in Form von faltenbalgartigen Strukturen angedeutet.
In den Figuren Ia, Ib und Ic sind die einzelnen Elemente der Steuerungsvorrichtung 10 der Figur 1 nochmals dargestellt, wobei Figur Ia den äußeren Schaft 12, Figur Ib das Steuerungselement 16 und Figur Ic den inneren Schaft 14 repräsentiert.
Der äußere Schaft 12 weist in den Bereichen, die den Gelenkzonen 22 und 24 entsprechen, eine Struktur auf, die die Gelenkigkeit bzw. Biegbarkeit des äußeren Schaftes 12 in diesen Bereich gewährleistet. Beispielsweise können hier, wie zuvor erwähnt, faltenbalgartige Strukturen verwendet werden. Alternativ kann auch durch eine Schwächung der Wandung des äußeren Schaftes 12 in den den Gelenkzonen 22, 24 entsprechenden Abschnitten die entsprechende Biegbarkeit bzw. Flexibilität hergestellt werden.
Der innere Schaft 14 in Figur Ic kann eine ähnliche Struktur aufweisen wie der äußere Schaft 12 in Figur Ia, so dass auf die Beschreibung der Figur Ia verwiesen werden kann. Das Steuerungselement 16 der Figur Ib umfasst eine Vielzahl, im vorliegenden Beispiel acht, Kraft übertragende Längselemente, die parallel zur Längsrichtung des Steuerungselements 16 angeordnet sind und die an den jeweiligen Enden des Steuerungselements 16 in Umfangsrichtung lateral miteinander zu Ringbünden 28, 30 verbunden sind.
Aufgrund der Führung der Kraft übertragenden Längselemente 26 zwischen dem äußeren und dem inneren Schaft 12, 14 in der Steuerungsvorrichtung 10 resultiert bei einem Schwenken des proximalen Endabschnittes 18 eine in gleicher Schwenkebene jedoch in entgegengesetzter Richtung verlaufende Abwin- kelung am distalen Endabschnitt im Bereich der Gelenkzone 24 um denselben Winkelbetrag. Eine solche Situation ist in Figur 2 dargestellt.
Im Gegensatz hierzu ist es mit der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung möglich, eine Verschwenkung des distalen Gelenkabschnittes in beliebig vorgebbare andere Richtungen bezüglich der Verschwenkbewegung des proximalen Endes durchzuführen, auch in Richtungen, die nicht in derselben Ebene liegen.
Ein Beispiel hierfür ist in Figur 3 anhand einer erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung 34 gezeigt, deren im Folgenden anhand der Figuren 4, 5 und 6 noch zu diskutierende, erfindungsgemäß ausgebildete Steuerungselemente, beispielsweise bei einer Verschwenkbewegung des proximalen Abschnittes 36 nach oben eine Verschwenkbewegung des distalen Abschnittes 38 ebenfalls nach oben in derselben Ebene hervorrufen.
Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerungselemente sind hierzu die Kraft übertragenden Längselemente mit ihren proximalen und distalen Enden in Winkelpositionen in Umfangsrichtung festegelegt, die um 180° differieren.
Die hierfür typischerweise verfügbaren Ausführungsformen und deren Varianten sind schematisch in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Figur 4A zeigt ein Steuerungselement 40 für die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung 34, bei der acht Kraft übertragende Längselemente 42 über ihre gesamte Länge schraubenlinienförmig angeordnet und mit einem Versatz von 180° an proximalen und distalen Ringbünden 44, 46 festgelegt sind.
Im Hinblick darauf, dass die Durchmesser typischer Steuerungselemente nur wenige Millimeter betragen, andererseits die erforderliche Länge der Steuerungselemente 10 cm oder deutlich mehr betragen, sind die Winkel, in denen die schraubenlinienförmig angeordneten Längselemente von der Längsrichtung der Steuerungselemente abweichen, erheblich kleiner als dies die Figuren 4 bis 6 jeweils eventuell suggerieren. Um dies besser zu verdeutlichen, werden zwei Zahlenbeispiele hier vorgestellt:
Bei einem Instrument, wie es typischerweise in der Neurochirurgie eingesetzt wird, beträgt die Länge der Steuerungsvorrichtung ca. 30 cm, die Länge des zugehörigen Steuerungselements 40 beträgt damit ebenfalls 30 cm. Der Außendurchmesser des Steuerungselements 40 beträgt typischerweise 1,7 mm. Wählt man einen Winkelversatz von 180°, mit dem die proximalen und distalen Enden der Kraft übertragenden Längselemente 42 an den Ringbünden 44, 46 festgelegt sind, so resultiert eine Schraubenlinienform der Längselemente, bei der die Schraubenlinie mit einem Winkel von ca. 0,5° gegen die Längsachse des Elements geneigt ist.
Bei einem in der Laparoskopie eingesetzten Instrument hat die Steuerungsvorrichtung eine Länge von beispielsweise 22 cm, der die Länge des Steuerungselements 40 entspricht. Der Außendurchmesser des Steuerungselements 40 ist verhältnismäßig groß und beträgt ca. 9,7 mm. Bei dieser kürzeren Länge der Steuerungsvorrichtung 10 bei gleichzeitig deutlich größerem Durchmesser erhält man einen Winkel von 3,9°, mit dem die Schraubenlinie, entlang der die Kraft übertragenden Längselemente 42 angeordnet sind, gegen die Längsachse des Steuerungselements 40 geneigt sind . Die beiden vorstehend geschilderten Beispiele können als Extrembeispiele verstanden werden, und bei einer überwiegenden Vielzahl von erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtungen 10 werden sich die Neigungswinkels der Längselemente 42 gegen die Längsachse des Steuerungselements 40 in den in diesen Beispielen aufgezeigten Grenzen halten.
Figur 4B zeigt eine alternative Ausführungsform als Steuerungselement 40', welches aus einem einstückigen Röhrchen 41 beispielsweise durch Laserstrahlschneiden gefertigt ist.
Die in dem Röhrchen 41 durch Laserstrahlschneiden gebildeten Schlitze 43 verlaufen fast über die gesamte Länge des Röhrchens 41, so dass lediglich am proximalen und distalen Ende ungeschlitzte Ringbünde 44', 46' verbleiben, die die als Kraft übertragende Längselemente fungierenden Wandsegmente 45 jeweils miteinander verbinden.
Figur 5A zeigt eine alternative Ausführungsform zu dem erfindungsgemäßen Steuerungselement 40 in Form eines Steuerungselementes 50, bei dem acht Längselemente 52 in proximalen bzw. distalen Ringbünden 54, 56 festgelegt sind, wobei wiederum ein Winkelversatz in der Festlegung der proximalen zu den distalen Enden von 180° gegeben ist. Die Längselemente 52 gliedern sich dabei in drei verschiedene Abschnitte, wobei der erste Abschnitt 57 benachbart zum proximalen Ringbund 54 angeordnet ist und Abschnitte der Längselemente 52 parallel zur Längsrichtung des Steuerelementes 52 ausgerichtet umfasst.
Entsprechend ist in einem an den distalen Ringbund 56 angrenzenden Abschnitt 59 ein Bereich der Längselemente 52 ebenfalls parallel zu der Längsrichtung des Steuerungselementes 50 angeordnet.
In dem dazwischen liegenden Abschnitt 58 verlaufen die dort verbleibenden zwischen den Abschnitten 57 und 59 verlaufenden Bereiche der Längselemen- te entlang von Schraubenlinien, wobei hier die Schraubenlinien mit einem etwas größeren Winkel zur Längsrichtung des Steuerungselementes 50 angestellt sind als dies im Ausführungsbeispiel der Figur 4 der Fall ist, so dass auf einer kürzeren Strecke ebenfalls ein Winkelversatz der Enden der jeweiligen Längselemente, die an den Ringbünden 54, 56 festgelegt sind, von 180° erreicht werden kann.
Selbst bei diesem Beispiel, bei dem für den mittleren Abschnitt nur ca. 50% der Länge des Steuerungselementes zur Verfügung steht, bleiben die Winkel, in der die Schraubenlinien entgegen der Längsrichtung des Steuerungselementes 50 angestellt sind, bei sehr kleinen Werten.
Analog zu Figur 4B zeigt Figur 5B eine alternative Ausführungsform eines Steuerungselements 50', welches aus einem einstückigen Röhrchen 51 beispielsweise durch Laserstrahlschneiden gefertigt ist.
Die in dem Röhrchen 51 durch Laserstrahlschneiden gebildeten Schlitze 53 verlaufen fast über die gesamte Länge des Röhrchens 51, so dass lediglich am proximalen und distalen Ende ungeschlitzte Ringbünde 54', 56' verbleiben, die die als Kraft übertragende Längselemente fungierenden Wandsegmente 55 jeweils miteinander verbinden.
Eine weitere Variante ist schließlich in Figur 6 gezeigt, bei der ein Steuerungselement 60 acht Längselemente 62 umfasst, die an proximalen bzw. distalen Ringbünden 64, 66 in einem Winkelversatz von 180° festgelegt sind.
Um den Winkelversatz zu erreichen, sind die Längselemente in drei Abschnitte aufgeteilt, wobei die jeweils endständigen, das heißt mit den Ringbünden 64 bzw. 66 verbundenen Abschnitte 67 und 69, einer Schraubenlinie folgend angeordnet sind, während die dazwischen liegenden Bereiche 68 parallel zur Längsachse des Steuerungselementes 60 angeordnet sind. Auch hier gilt gegenüber der Ausführungsform in Figur 4, dass die Winkel, in der die einer Schraubenlinien folgenden Form folgenden Abschnitte der Längselemente mit einem etwas größeren Winkel zur Längsrichtung angestellt sind, dieser aber immer noch als sehr kleiner Winkeln gelten kann.
Wählt man einen anderen Versatz als die 180°, die im Vorstehenden anhand der Figur 3 bis 6 beschrieben worden sind, erhält man eine von der Figur 3 abweichende Bewegungsrichtung für das distale Ende 38, beispielsweise bei einem Versatz von 90° führt eine Biegung des proximalen Abschnittes 36 in der Papierebene zu einer Auslenkung des distalen Endes 38 aus der Papierebene senkrecht heraus.
Vorzugsweise sind die Steuerungselemente für die erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtungen austauschbar, so dass einer Steuerungsvorrichtung 34 lediglich durch Austausch des Steuerungselementes unterschiedliche Bewegungsgeometrien verliehen werden können.
Analog zu den Figuren 4B und 5B zeigt Figur 6B eine alternative Ausführungsform eines Steuerungselements 60', welches aus einem einstückigen Röhrchen 61 beispielsweise durch Laserstrahlschneiden gefertigt ist.
Die in dem Röhrchen 61 durch Laserstrahlschneiden gebildeten Schlitze 63 verlaufen fast über die gesamte Länge des Röhrchens 61, so dass lediglich am proximalen und distalen Ende ungeschlitzte Ringbünde 64', 66' verbleiben, die die als Kraft übertragende Längselemente fungierenden Wandsegmente 65 jeweils miteinander verbinden.
Figur 7A zeigt einen Querschnitt durch ein Steuerungselement 70 analog zu den Figuren 4B, 5B und 6B, bei dem allerdings nur vier Wandsegmente 71 vorhanden sind. Die Kreisbogensegmente der Wandsegemente 71 entsprechen einem Bogenwinkel α von ca. 82° bis 86°. Die Ausdehnung der Schlitze 72 in Umfangsrichtung entspricht einem Winkel ß von ca. 4° bis 8°. Figur 7B zeigt den Querschnitt einer Steuerungsvorrichtung 74, wobei als Steuerungselement das Steuerungselement 70 der Figur 7A zum Einsatz kommt, mit einer Anzahl von vier Wandsegmenten 71. Die Wandsegmente 71 sind über die Schlitze 72 von einander beabstandet.
Beispielhaft seien ein Außendurchmesser D von ca. 2,5 mm und ein Innendurchmesser von ca. 1,8 mm für die Steuerungsvorrichtung 74 genannt.
Das Steuerungselement 70 wird an seiner Innenoberfläche von einem inneren Schaft 76 und an seiner Außenoberfläche von einem äußeren Schaft 78 geführt.
Die Ausgestaltung der Gelenkabschnitte der Steuerungsvorrichtung 34 oder 70 wurde noch nicht näher angesprochen. Sie kann in Form der flexiblen Abschnitte des inneren bzw. äußeren Schafts 76, 78 vielfältig sein.
Die Figuren 8A und 8B zeigen zwei Varianten von verwandten Ausgestaltungen der flexiblen Abschnitte, hier in Form der Abschnitte 80 bzw. 80'.
Gemeinsam ist den beiden Varianten die Verwendung einer Schlitzstruktur mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen 82 in dem hohlzylindrischen Schaft. Vorzugsweise sind entlang einer Umfangslinie zwei oder mehr von einander über Stege 84 getrennte Schlitze vorhanden. Da die Anordnung von Schlitzen entlang von nur einer Umfangslinie nur einen sehr kleinen Schwenkwinkel erlauben würde, ist bei typischen Schlitzstrukturen der Gelenkzone 80, 80' eine Mehrzahl in Axialrichtung über Stege 86 beabstandeter Umfangslinien mit Schlitzen 82 vorhanden. Bevorzugt sind in Axialrichtung benachbart angeordnete Schlitze 82 gegeneinander im Umfangsrichtung versetzt angeordnet, so dass sich Biegemöglichkeiten in mehreren Ebenen ergeben.
In Figur 8A sind zwei Schlitze 82 pro Umfangslinie vorhanden, die durch Stege 84 von einander getrennt sind. In Figur 8B sind es drei Schlitze 82. Die Schlitzstruktur umfasst in beiden Fällen typischerweise eine Vielzahl von Schlitzen 82, die entlang mehrerer gedachter und in Axialrichtung über Stege 86 von einander beabstandeter Umfangslinien angeordnet sind. Über die Wahl der Schlitzstruktur und die Anzahl der Schlitze lässt sich sehr einfach der zulässige Schwenkwinkel vorgeben und auch weitere Eigenschaften eines Gelenkabschnitts, wie z.B. die Biegefestigkeit, auf den jeweiligen Anwendungsfall anpassen.
Figur 9 zeigt schließlich die vorliegende Erfindung in einer weiteren Variante mit einer Steuerungsvorrichtung 170 mit einem proximalen Endabschnitt 172 und einem distalen Endabschnitt 174 mit jeweils zugeordneten Gelenkzonen 176 bzw. 178.
An den proximalen Endabschnitt 172 der Steuerungsvorrichtung 170 ist eine Handhabungsvorrichtung 180 angeschlossen.
Die Gelenkzonen 176 und 178 sind mit im Wesentlichen gleicher Länge ausgebildet, so dass sich bei einer Abwinklung des proximalen Endabschnittes 172 um z.B. 30° eine entsprechende Abwinklung des distalen Endabschnittes 174 ebenfalls um 30° ergibt. Die Richtung in der die Abwinklung des distalen Endabschnitts 174 erfolgt hängt von der Wahl des hier im Einzelnen nicht gezeigten Steuerungselements und der Festlegung der Enden der Kraft übertragenden Längselemente ab, wie dies weiter oben im Einzelnen beschreiben wurde.
Die in Figur 9 gezeigte Steuervorrichtung 170 weist zusätzlich eine Haltevorrichtung 182 in Form einer Hülse 183 auf, die auf dem äußeren Schaft der Steuervorrichtung 170 längsverschieblich angeordnet ist.
Verschiebt man die Hülse 183 in Richtung zum proximalen Endabschnitt 172 und lässt die Hülse 183 mit der Gelenkzone 176 überlappen, so verkürzt sich die Gelenkzone 176, wodurch deren maximaler Biegewinkel beschränkt wird. Damit lässt sich variabel der zulässige Biegewinkel im Bereich des distalen Endabschnitts 174 einstellen, so dass zum Beispiel beim endoskopischen Abtragen von pathologischen Strukturen ein definierter Arbeitsbereich unter Sicht des Operateurs einstellbar ist.
Figur 9 enthält eine alternative Lösung zu der Haltevorrichtung 182 in Form der Haltevorrichtung 186, welche einen Ring 188 umfasst, der über einen zweifach gekröpften Steg 190 mit einer Geradführung 192 an der Handhabungsvorrichtung 180 längsverschieblich festgelegt ist. Über die Veränderung der Position des Ringes 188 entlang des Abschnittes 176 lässt sich, wie zuvor bezüglich der Hülse 183 erläutert, der für die Biegebewegung des proximalen Endabschnitts zur Verfügung stehende Teil der Gelenkzone 176 verkürzen, so dass wiederum nur ein eingeschränkter Biegewinkel auf Seiten des distalen Endabschnittes 174 zugelassen wird.
Darüber hinaus ist vorstellbar, dass sowohl im Falle der Hülse 183 als auch im Falle des Ringes 188 eine Feststellung in einer vorgegebenen Position, das heißt mit einer vorgegebenen Überlappung der Gelenkzone, vorgenommen wird kann, so dass der eingestellte beschränkte Arbeitsbereich auf Seiten des distalen Endabschnittes 174 gesichert ist.
Andererseits ist vorstellbar, die Hülse 183 auch in Richtung des distalen Gelenkabschnittes 178 zu verschieben, wobei dann bei einer entsprechenden Schwenkbewegung des proximalen Endabschnittes 172 eine übersetzte, das heißt stärkere, Schwenkbewegung im Bereich des distalen Endabschnittes 174 erfolgt.
Ebenso ist vorstellbar, Markierungen für die Position der Hülse 183 bzw. des Ringes 188 oder dessen Geradführung 192 vorzusehen, so dass eine einmal gefundene Winkelbeschränkung auch später immer wieder exakt eingestellt werden kann. Zur Erläuterung des oben beschriebenen Effekts der Verstärkung der Schwenk- oder Biegebewegung am distalen Ende sei auf die Figur 10 verwiesen, die eine Steuerungsvorrichtung 100 zeigt, die einen proximalen Endabschnitt 102, einen distalen Endabschnitt 104 sowie einen dazwischen liegenden Mittelabschnitt 106 aufweist. Während der Mittelabschnitt 106 biegefest ausgebildet ist, beinhalten die proximalen und distalen Endabschnitte 102, 104 jeweils eine Gelenkzone 108 bzw. 110 mit einer in Axialrichtung gemessenen Länge Li bzw. L2. Die Länge L2 ist dabei kürzer gewählt als die Länge Li. Die Figur 8a zeigt die Steuervorrichtung 100 in der Grundstellung, in der keine Kräfte auf den proximalen Endabschnitt 102 wirken.
Wird der proximale Endbereich 102 aus der Axialrichtung herausgeschwenkt, wie dies in der Abbildung der Figur 10b verdeutlicht wird, so ergibt sich in der proximalen Gelenkzone 108 am Außenradius des gebogenen Endbereichs 102 eine vergrößerte Länge der Gelenkzone 108 von Li + Δi, am Innenradius ergibt sich eine verkürzte Länge von Li - Δ2. Entsprechende Veränderungen in den Längen ergeben sich für den distalen Endabschnitt 104 mit einer Länge am Außenradius L2 + Δ2 und einer Länge am Innenradius von L2 - Δi. Da die Längen Li und L2 der Gelenkzonen 108, 110 unterschiedlich sind ergibt sich zwangsweise für den distalen Endabschnitt 104 eine verstärkte Biegebewegung um den von dem proximalen Endabschnitt vorgegebenen Längenänderungen folgen zu können.
Auch dieser Effekt lässt sich nutzen, um beispielsweise in einem proximal eingeschränkten Arbeitsbereich mit verhältnismäßig kleinen Schwenkbewegungen eine vollständige Nutzung des distal gegebenen Schwenkradius zu ermöglichen und distal einen möglichst großen Arbeitsbereich verfügbar zu machen.
Dieses Prinzip lässt sich mit der vorliegenden Erfindung variabel nutzen, indem über eine Haltevorrichtung (vgl. Figur 9) die Länge einer Gelenkzone im Verhältnis zur anderen variiert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Steuerungsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Endoskopen oder dergleichen, mit einem proximalen und einem distalen, jeweils eine Gelenkzone umfassenden Endabschnitt sowie einem dazwischen angeordneten Mittelabschnitt, mit einem äußeren hohlzylindrischen Schaft, einem inneren hohlzylindri- schen Schaft sowie mit einem zwischen diesen Schäften angeordneten Steuerungselement mit zwei oder mehr, sich im Wesentlichen vom proximalen zum distalen Endabschnitt der Steuerungsvorrichtung erstreckenden, Kraft übertragenden Längselementen, wobei die Längselemente in Umfangsrichtung der Steuerungsvorrichtung in im Wesentlichen regelmäßigen Winkelabständen angeordnet und im Bereich ihrer proximalen und distalen Enden jeweils in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Enden der Längselemente in Umfangsrichtung in Winkelpositionen festgelegt sind, die von den Winkelpositionen in denen die jeweils zugehörenden proximalen Enden festgelegt sind, verschieden sind.
2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelpositionen in Umfangsrichtung um ca. 10° bis 360°, insbesondere um ca. 45° bis 315° differieren.
3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente von einander lateral beabstandet angeordnet sind.
4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kraft übertragenden Längselemente Abstandshalter angeordnet sind.
5. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente entlang der Längsrichtung mindestens partiell in direktem Kontakt miteinander angeordnet sind.
6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente von dem äußeren und dem inneren Schaft in Radialrichtung geführt sind.
7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente mindestens über einen Teil ihrer Länge schraubenlinienförmig zwischen den Schäften angeordnet sind.
8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente im Bereich der proximalen und/ oder distalen Enden im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Steuervorrichtung und in einem dazwischen liegenden Bereich schraubenlinienförmig angeordnet sind.
9. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente einen oder mehr Abschnitte im Bereich zwischen ihren proximalen und distalen Enden aufweisen, welche parallel zur Längsrichtung der Steuerungsvorrichtung angeordnet sind.
10. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente als Kabel oder Drähte ausgebildet sind.
11. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft übertragenden Längselemente einen bana- nenförmigen Querschnitt aufweisen.
12. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungselement ein hohlzylindrisches Bauteil umfasst, dessen Zylinderwand mindestens im Bereich eines Abschnitts zwischen dem proximalen und distalen Ende in zwei oder mehr Wandsegmente unterteilt ist, die die Kraft übertragenden Längselemente bilden.
13. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Wandsegmente am distalen Ende des hohlzy- lindrischen Bauteils über einen Ringbund fest miteinander verbunden sind.
14. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Wandsegmente im Bereich des proximalen Endes des hohlzylindrischen Bauteils fest miteinander verbunden sind.
15. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Bauteil einstückig ausgebildet ist.
16. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass hohlzylindrische Bauteil aus einem einzigen Röhrchen gefertigt ist, wobei die Unterteilung der Zylinderwand in Wandsegmente vorzugsweise mittels Laserstrahlschneiden erfolgt ist.
17. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlzylindrische Bauteil aus einer Stahllegierung oder Nitinol hergestellt ist.
18. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere und/oder der innere Schaft im Bereich der proximalen und distalen Gelenkzonen der Steuerungsvorrichtung einen proximalen und einen distalen Gelenkabschnitt aufweisen.
19. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der äußeren und inneren Schäfte einen zwischen den proximalen und distalen Gelenkzonen angeordneten, biegesteifen Abschnitt aufweist.
20. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die proximale Gelenkzone eine Ausdehnung in Längsrichtung der Steuerungsvorrichtung aufweist, die von der Ausdehnung der distalen Gelenkzone verschieden ist.
21. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der proximalen und/oder der distalen Gelenkzone einstellbar ist.
22. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eine Haltevorrichtung umfasst, mit der Teile einer Gelenkzone biegefest bezüglich des Mittelabschnitts der Steuerungsvorrichtung oder eines sich an deren proximalen oder distalen Endabschnitt anschließenden Funktionseinheit fixierbar ist.
23. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung eine parallel zur Längsachse des Mittelabschnitts der Steuerungsvorrichtung verschiebliche, biegesteife Hülse umfasst.
24. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die biegesteife Hülse am Außenumfang des äußeren Schafts angeordnet ist.
25. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung ein sich an der Funktionseinheit abstützendes Halteelement umfasst.
26. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung in vorgegebenen Stellungen positionierbar ist.
27. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gelenkzonen elastisch ausgebildet ist.
28. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkzone(n) des äußeren und/oder inneren Schafts einen Wand abschnitt umfassen, in dem mehrere voneinander beabstandete, in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze angeordnet sind.
29. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zwei oder mehr, insbesondere drei oder mehr Schlitze hintereinander angeordnet sind.
30. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung drei oder mehr Schlitze nebeneinander angeordnet sind.
31. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten Schlitze in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
32. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze die Zylinderwand vollständig durchdringende Schlitze sind.
33. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schlitze begrenzenden Wandflächen in einem spitzen Winkel zur Radialrichtung angeordnet sind.
34. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Wandflächen desselben Schlitzes spiegelbildlich angeordnet sind, so dass sich am Außenumfang eines Schafts eine größere Schlitzbreite ergibt als benachbart zum Innenumfang.
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