WO2012159727A1

WO2012159727A1 - Chirurgisches schaftinstrument

Info

Publication number: WO2012159727A1
Application number: PCT/EP2012/002152
Authority: WO
Inventors: Simon Hirschfeld
Original assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Current assignee: Olympus Winter and Ibe GmbH
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2013-11-26
Also published as: JP5827396B2; CN103379869A; DE102011103283A1; CN103379869B; JP2014522257A; US20140018780A1

Abstract

Ein Chirurgisches Schaftinstrument (1) mit einem Schaft (2), an dessen distalem Ende eine Mauleinrichtung (3) angeordnet ist, die Branchen (5) aufweist, von denen wenigstens eine beweglich gelagert ist, und an dessen proximalem Ende eine Handhabungseinrichtung (4) angeordnet ist, von der wenigstens ein Griffteil (6) zur Betätigung der Mauleinrichtung (3) bewegbar ist, wobei eine Übertragungsstange (7) vorgesehen ist, die am distalen Ende mit der Mauleinrichtung (3) und am proximalen Ende mit der Handhabungseinrichtung (4) gekuppelt ist und die ein Zugelement (1 1) und ein rohrförmiges Druckelement (12) aufweist, wobei die beiden Elemente (11, 12) an den Enden miteinander verbunden sind und eines der beiden Elemente (11, 12) aus einer superelastischen Legierung besteht, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (12) aus der superelastischen Legierung besteht und das Zugelement (11) als Seil oder Draht aus nicht superelastischem Material besteht.

Description

Chirurgisches Schaftinstrument

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Schaftinstrument der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Chirurgische Schaftinstrumente mit einer Mauleinrichtung am distalen Ende eines langgestreckten Schaftes werden häufig bei endoskopischen Arbeiten im Patientenkörper eingesetzt und sind - je nach Maulausbildung - als Zangen oder Scheren gestaltet. Eine Übertragungsstange sorgt zur Übertragung von Zug-/ und Druckkräften von einer proximal angeordneten Handhabungseinrichtung zur Mauleinrichtung.

Bei der Übertragungsstange ist auch die Verwendung superelastischer Legierungen bekannt, wie dies die DE 43 13 903 C 1 zeigt. Die Betätigungsstange ist dort aus superelastischem Material ausgebildet. Bei der Übertragung der Schließkraft der Zange durch Ziehen an der Betätigungsstange, wird die superelastische Eigenschaft ausgenutzt, um die Übertragung zu hoher Schließkräfte und somit Beschädigungen zu vermeiden.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Nachteilig bei dieser Konstruktion ist allerdings, dass die Betätigungsstange nur auf Zug belastbar ist. Bei Druckbelastung würde sie abknicken.

Die gattungsgemäße DE 199 08 593 AI bildet daher die Betätigungsstange aus einem Zugelement und einem rohrförmigen Druckelement aus, wobei das rohr- fbrmige Druckelement zwar auch zur Übertragung von Druckkräften genutzt werden kann, im Wesentlichen aber nur zur Verhinderung des Ausknickens verwendet wird.

Die Verwendung eines superelastischen Zugelementes, wie bei den beiden vorgenannten bekannten Konstruktionen, lässt sich zur Zugkraftbegrenzung, also zur Sicherung gegen Beschädigungen nutzen und außerdem zur Kraftspeicherung bei Zangen, die festgespannt und dann arretiert werden, wie sie z.B. als Nadelhalter verwendet werden.

Die starke superelastische Dehnbarkeit des Zugelementes hat allerdings auch Nachteile, da ein schwammiges Betätigungsgefühl vermittelt wird, das einer exakten Betätigung im Wege steht.

Ein weiteres, bisher noch nicht angesprochenes, Problem besteht bei Schaftinstrumenten, bei denen der Schaft nicht gerade verläuft, sondern gebogen oder abgewinkelt, so wie dies die DE 10 2008 060 418 AI zeigt. Hierbei muss auch die Betätigungsstange gebogen, beziehungsweise abgeknickt, verlaufen und über die Abknickstellen hinweg noch schiebend betätigbar sein. Hierbei kommt es zu Schwergängigkeit und unexakter Bedienbarkeit. Dieses Problem ist mit bekannten Betätigungsstangen bisher nur unbefriedigend gelöst.

Aus der DE 9404423 Ui ist eine Zange bekannt, zu der angegeben wird, dass anstelle eines biegeelastischen radial flexiblen Metallschlauchs auch ein entsprechend flexibles Rohr, z.B. aus einer superelastischen Nickel-Titan-Legierung eingesetzt werden kann. In gleicher Weise könne das dort gezeigte flexible Me- tallkabel durch einen hochfederelastischen Stab bzw. Draht aus einer solchen Nickel-Titan-Legierung ersetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes chirurgisches Schaftinstrument zu schaffen, das ein schwammiges Betätigungsgefühl vermeidet und auch bei abgeknicktem oder gebogenem Schaft eine exakte und leichtgängige Betätigung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht das Zugelement aus normalem nicht superelastischem Material geringer Elastizität und kann auch höhere Kräfte sehr exakt übertragen. Das Zugelement ist als Seil oder Draht ausgebildet und lässt sich somit sehr gut biegen oder abknicken und um gebogene oder abgeknickte Stellen eines Schaftes schieben, ohne dabei die Präzision oder Leicht- gängigkeit der Bedienung zu verlieren. Allerdings lässt sich dieses Zugelement, wie bereits im Stand der Technik bekannt, nicht zur Schubübertragung verwenden, da es dabei ausknicken würde. Dazu ist das rohrförmige Druckelement vorgesehen, das aufgrund seiner Rohrform Schubkräfte ohne Abknickgefahr übertragen kann. Die daraus resultierende Biegesteifigkeit, die hier stören würde, wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung des Druckelementes aus superelastischem Material stark verringert. Es resultiert eine Übertragungsstange, deren beide Elemente, nämlich das Zugelement und das Druckelement, gut biegbar, beziehungsweise abknickbar, sind. Dennoch lässt sich auch der Schub über das Druckelement übertragen. Die hohe Nachgiebigkeit des superelastischen Materials stört bei der Drückübertragung wenig, da diese bei einer Zange oder Schere nur für die Öffhungsbewegung des Mauls eingesetzt wird, die nur geringe Kräfte benötigt und keine größeren Anforderungen an die Exaktheit der Übertragung stellt.

Das Zugelement und das Druckelement der erfindungsgemäßen Konstruktion könnten nebeneinander angeordnet sein. Auch hierbei wäre Zug- und Druckübertragung möglich, wobei bei Verwendung in einem gebogenen oder abgeknickten Schaftrohr eine Richtungsabhängigkeit bestünde. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei konzentrischer Anordnung lässt sich die Betätigungsstange in alle Richtungen gleich gut biegen.

Bei der DE 199 02 593 AI sind das Zugelement und das Druckelement an einem Ende fest miteinander verbunden. Das setzt eine feste Verbindung zwischen normalem Material und superelastischem Material voraus, was wegen der extrem schlechten mechanischen Bearbeitbarkeit superelastischer Materialien bei der Herstellung große Schwierigkeiten mit sich bringt. Vorteilhaft sind daher die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Dabei ist das Zugelement an beiden Enden an Kupplungsstücken befestigt. Das macht keinerlei Probleme, da das Zugelement aus normalem Material besteht. Das aus superelastischem Material bestehende, also technisch schwierige Druckelement ist aber an beiden Enden nur anstoßend angeordnet, was keinerlei Bearbeitung des Druckelementes benötigt. Das Druckelement kann z.B. als Rohr einfach nur gerade enden. Die Notwendigkeit von Bearbeitungen, wie z.B. die Anbringung eines Loches oder eines Gewindes, entfällt.

Wietere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 4 bis 8.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schernatisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schaftinstrumentes mit gestrichelt dargestellter Übertragungsstange und

Fig. 2 eine vergrößerte, teilgeschnittene Darstellung der Übertragungsstange.

Fig. 1 zeigt ein chirurgisches Schaftelement 1 mit einem langgestreckten rohr- formigen Schaft 2, an dessen distalem Ende eine Mauleinrichtung 3 mit zwei gegeneinander bewegbaren Maulteilen 5 angeordnet ist.

Die Mauleinrichtung 3 kann - je nach Ausbildung der Maulteile 5 - als Zange oder Schere ausgebildet sein. Die Maulteile 5 können jeweils beide gegenüber dem Schaft 2 bewegbar ausgebildet sein oder es kann auch nur eines der Maulteile bewegbar und das andere fest am Schaft 2 angeordnet sein.

Am proximalen Ende des Schaftes 2 ist eine Handhabungseinrichtung 4 angeordnet, mit zwei Griffteilen 6, an denen mit der Hand, z.B. in den dargestellten Fingerringen, angegriffen werden kann, um die Griffteile 6, von denen eines oder beide bewegbar ausgebildet sein können, gegeneinander zu bewegen.

Im Inneren des rohrförmigen Schaftes 2 ist eine Übertragungsstange 7 angeordnet, die die Länge des Schaftes 2 durchläuft. In Fig. 1 ist die Übertragungsstange 7 nur schematisch mit einer gestrichelten Linie angedeutet, ebenso wie schematisch angedeutete Kupplungsstücke 8 und 9 am distalen und proximalen Ende der Übertragungsstange 7. Die Kupplungsstücke 8, 9 dienen zur betrieblichen Kupplung der Enden der Übertragungs Stange 7 mit dem Bewegungsmechanismus der Mauleinrichtung 3 einerseits und der Handhabungseinrichtung 4 andererseits, um Bewegungen der Griffteile 6 zum Zwecke der Bewegung der Maulteile 5 zu ü- bertragen. Fig. 2 zeigt die Übertragungsstange 7 in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform.

An den Enden der Übertragungsstange 7 sind die bereits in Fig. 1 erwähnten Kupplungsstücke 8 und 9 angeordnet, die jeweils ein Loch 10 aufweisen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel zur mechanischen Kupplung mit bewegten Teilen der Mauleinrichtung 3 einerseits und der Handhabungseinrichtung 4 andererseits dient.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Übertragungsstange 7 ein Zugelement 1 1 und ein Druckelement 12 auf. Dabei ist das Zugelement 11 als dünner Draht, beziehungsweise Seil, aus nicht superelastischem Material, also aus normal elastischem Material, beispielsweise einem Werkzeugstahl, ausgebildet. An den Enden ist das Zugelement 1 1 jeweils an den Kupplungsstücken 8, 9 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zugelement dazu an jedem seiner Enden mit einer Verdickung versehen und in einer Bohrung 13 im Kupplungsstück 8, beziehungsweise 9, vergossen. Es kann auch irgendeine andere geeignete Befestigung gewählt werden. Beispielsweise kann das Zugelement 11 in den Kupplungsstücken 8, 9 vercrimpt, verschweißt, verlötet oder sonstig befestigt sein. Herstellungsprobleme treten hierbei nicht auf, da sowohl das Zugelement 1 1 als auch die Kupplungsstücke 8, 9 aus normal elastischem Material, beispielsweise einem Werkzeugstahl ausgebildet sein können.

Das Zugelement 1 1 kann bevorzugt als multifiles Seil ausgebildet sein, das hohe Festigkeit mit guter Flexibilität verbindet. Das Zugelement 1 1 kann aus Metall bestehen. Hochfeste Aramid- und Polyethylen-Fasern sind dafür besonders gut geeignet. Dadurch wird eine zugfeste Verbindung zwischen den Kupplungsstücken 8, 9 geschaffen, die jedoch keine Schubkraft übertragen kann, da dabei das biegbare Zugelement 1 1 sofort seitlich ausknicken würde.

Das wird jedoch von dem Druckelement 12 verhindert, das als Rohr ausgebildet ist und somit Schubkräfte in Richtung der Rohrachse gut übertragen kann, ohne auszuknicken. Bestünde das Druckelement 12 ebenfalls aus normalem Material normaler Elastizität, so wäre es jedoch nur schwer seitlich bieg-/ oder abknickbar.

Dies wäre ein erheblicher Nachteil bei Verwendung der Übertragungsstange 7 in dem in Fig. 1 dargestellten Schaftinstrument 1 , dessen Schaft 2 an zwei Stellen abgebogen, beziehungsweise abgeknickt, ist. Wie Fig. 1 zeigt, muss an diesen Stellen auch die Übertragungsstange 7 entsprechend gebogen oder geknickt sein. Außerdem muss die Übertragungsstange 7 im Schaft 2 in Längsrichtung bewegbar sein, um Übertragungsbewegungen ausführen zu können. Das alles resultiert in der Anforderung sehr guter und leichter Biegbarkeit der Übertragungsstange 7.

Die in Fig. 2 dargestellte Übertragungsstange 7 ist aufgrund ihrer Konstruktion gut biegbar. Das Zugelement 11 ist dünn und somit auch bei Ausbildung aus normalem Material gut biegbar. Das Druckelement 12 ist als Rohr ausgebildet und biegt nicht leicht aus, ist aber dennoch noch gut seitlich biegbar, da es aus superelastischem Material ausgebildet ist.

Insgesamt ergibt sich also eine Konstruktion der Übertragungsstange 7, die bei Anordnung, gemäß Fig. 1, leicht zu Betätigungszwecken längsverschiebbar ist, auch an den Abbiege- beziehungsweise Knickstellen des Schaftes 2.

Wie Fig. 2 zeigt, werden von dem Zugelement 1 1 Zugkräfte zwischen den Kupplungsstücken 8 und 9 unmittelbar übertragen. Schubkräfte zwischen den Kupp- lungsstücken 8, 9 werden durch das Druckelement 12 übertragen, bei dem nur eine Anlage in Druckrichtung an den Kupplungs stücken 8, 9 erforderlich ist, nicht jedoch eine feste Verbindung.

Vorzugsweise liegen zur Vermeidung von Spiel die Kupplungsstücken 8, 9 unter Vorspannung den Enden des Druckelementes 12 an.

Die in Fig. 2 dargestellte Konstruktion berücksichtigt dies. Die Kupplungsstücke 8, 9 sind jeweils mit einer Stufe 14 ausgebildet, an die das jeweilige Ende des Druckelementes 12 anstoßen kann, wobei das Druckelement 12 auf einem Teil des Kupplungsstückes 8 beziehungsweise 9 geführt ist.

Auf diese Weise werden Herstellungsprobleme umgangen, die ansonsten bei einer zug- und druckfesten Befestigung aufgrund der superelastischen Eigenschaften des Druckelementes 12 auftreten würden.

Fig. 2 zeigt die beiden Enden der Ubertragungsstange 7 mit dem Kupplungsstück 8 am distalen Ende und dem Kupplungsstück 9 am proximalen Ende. Am proximalen Ende der Ubertragungsstange 7 ist das Druckelement zur Veranschaulichung getrennt vom Kupplungsstück 9 dargestellt, während am distalen Ende die Montagestellung mit Anschlag des Druckelementes 12 gegen die Stufe 14 dargestellt ist.

Da keine feste und insbesondere also keine geschlossene Verbindung zwischen den Enden des rohrförmigen Druckelementes 12 und den Kupplungsstücken 8, 9 besteht, besteht die Möglichkeit, dass Schmutz oder Keime in das Innere des Druckelementes 12 gelangen und dort bei der Reinigung und Sterilisierung zu

schwer erreichbar sind. Um das Eindringen von Schmutz und Keimen in den Innenraum des Druckelementes 12 zu verhindern, können in nicht dargestellter Weise Abdichtungsmaßnahmen vorgesehen sein, z.B. mittels elastischer Dichtungen zwischen dem Druckelement 12 und den Kupplungsstücken 8 beziehungsweise 9.

Mit der vorstehend verwendeten Bezeichnung "superelastische Legierung" sind Nickel-/Titanlegierungen gemeint, wie sie z.B. unter dem Namen "Nitinol" bekannt sind, die aufgrund ihrer besonderen Kristallstruktur und besonderen thermischen Vorbehandlung superelastische Eigenschaften zeigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Chirurgisches Schaftinstrument (1) mit einem Schaft (2), an dessen distalem Ende eine Mauleinrichtung (3) angeordnet ist, die Branchen (5) aufweist, von denen wenigstens eine beweglich gelagert ist, und an dessen proximalem Ende eine Handhabungseinrichtung (4) angeordnet ist, von der wenigstens ein Griffteil (6) zur Betätigung der Mauleinrichtung (3) bewegbar ist, wobei eine Übertragungsstange (7) vorgesehen ist, die am distalen Ende mit der Mauleinrichtung (3) und am proximalen Ende mit der Handhabungseinrichtung (4) gekuppelt ist und die ein Zugelement (1 1) und ein rohrförmiges Druckelement (12) aufweist, wobei die beiden Elemente (1 1, 12) an den Enden miteinander verbunden sind und eines der beiden Elemente (11 , 12) aus einer superelastischen Legierung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (12) aus der superelastischen Legierung besteht und das Zugelement (1 1) als Seil oder Draht aus nicht superelastischem Material besteht.

2. Chirurgisches Schaftinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (11) konzentrisch im Druckelement (12) angeordnet ist.

3. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsstange (7) an den Enden zur Kupplung mit der Mauleinrichtung (3), beziehungsweise mit der Handhabungseinrichtung (4) ausgebildete Kupplungsstücke (8, 9) aufweist, an denen jeweils das Zugelement (1 1) zugfest befestigt und das Druckelement (12) in Druckrichtung anstoßend ausgebildet ist.

4. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (12) als beidseitig offenes Rohr ausgestaltet ist, in dessen Enden die aus nicht superelastischem Material bestehenden Kupplungsstücke (8,9) eingesetzt sind.

5. Chirurgisches Schaftinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (1 1) fest mit den Kupplungsstücken (8,9) verbunden ist.

6. Chirurgisches Schaftinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsstücke (8,9) durch das Zugelement (1 1) unter Vorspannung gegen die Enden des Druckelements (12) gezogen werden.

7. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (11) als multifiles Seil ausgebildet ist.

8. Chirurgisches Schaftinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (1 1) aus hochfesten Aramid- oder Polyethylen- Fasem besteht.