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Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Schaft für ein chirurgisches Instrument mit einem biegsamen Bereich, dessen Biegung sich steuern lässt, sowie ein chirurgisches Instrument mit entsprechendem Schaft.
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Aus der Chirurgie, insbesondere der minimalinvasiven Chirurgie, ist die Verwendung von Instrumenten mit lenkbarer Spitze, bei denen der Instrumentenschaft wenigsten teilweise flexibel ausgestaltet ist und durch ein Betätigungselement die Ausrichtung und/oder Lage der Schaftspitze gegenüber dem übrigem Schaft verändert werden kann, bekannt.
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Aus der
US 8,398,587 B2 ist als eine Möglichkeit zum Lenken der Spitze eines chirurgischen Elements ein „Drei-Rohr-Aktor“ bekannt. Der Schaft des Instrumentes ist in diesem Fall aus einem Außen- und einem Innenrohr gebildet, zwischen denen über den Umfang verteilt zug- und druckfeste Schiebestangen angeordnet sind, mit denen sich der Schaft in einem flexiblen Bereich des Außen- und Innenrohrs steuerbar biegen lässt. Instrumente mit entsprechenden lenkbaren Schäften sind bspw. in der
DE 10 2010 000 787 A1 oder der
DE 10 2010 005 243 A1 gezeigt.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass für den Instrumentenschaft zur Stützung der Schiebestangen zwei ineinander liegende Rohre erforderlich sind, was die Herstellung des Schaftes aufwendig und teuer macht. Darüber werden bei einem solchen Instrumentenschaft die Schiebestangen in radialer Richtung nicht gestützt, weshalb es bei auf den Schaft einwirkenden Torsionsmomenten zu einer unerwünschten Verstellung der Instrumentenspitze kommen kann.
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Alternativ ist aus dem Stand der Technik die sog. Zugdrahtführung bekannt. Bei der Zugdrahtführung werden einzelne Steuerdrähte durch Bohrungen in mehreren Segmenten, die einen abwinkelbaren Bereich des Instrumentenschaftes bilden, geführt. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist die benötigte hohe Anzahl an Segmenten und Steuerdrähten, um die gewünschte steuerbare Abwinkelbarkeit zu erreichen. Auch nach diesem Stand der Technik gefertigte Schäfte mit lenkbarer Spitze sind aufwendig in der Herstellung und somit kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen steuerbaren Schaft für chirurgische Instrumente sowie ein chirurgisches Instrument mit entsprechendem Schaft zu schaffen, bei dem die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr oder zumindest nur noch in vermindertem Umfang auftreten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Schaft gemäß dem Hauptanspruch, sowie ein Instrument gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demnach betrifft die Erfindung einen rohrförmigen Schaft für ein chirurgisches Instrument mit wenigstens einem elastisch biegsamen Abschnitt, wobei wenigstens eine zug- und druckfeste Steuerstange entlang des Schaftes über wenigstens einen biegsamen Abschnitt geführt ist, die an ihrem einen Ende fest mit dem Schaft verbunden ist, sodass sich der Schaft an seinem biegsamen Abschnitt durch Zug und/oder Druck auf die wenigstens eine Steuerstange planvoll verbiegen lässt, wobei zur Führung der wenigstens einen Steuerstange im rohrförmigen Schaft Führungsstege vorgesehen sind, wobei zur Bildung eines Führungsstegs in der Schaftwand zwei längliche Einschnitte senkrecht zur Schaftachse vorgesehen sind und der Bereich der Schaftwand zwischen den beiden Einschnitten nach Innen in den Schaft versenkend gewölbt sind.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein chirurgisches Instrument mit einem rohrförmigen Schaft, der erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Führungsstege wird eine Führung der wenigstens einen Steuerstange entlang des rohrförmigen Schafts ermöglicht. Indem der wenigstens eine Führungssteg aus der Schaftwand gebildet wird, wozu die Schaftwand zwischen zwei dafür vorgesehenen Einschnitten nach Innen gewölbt wird, während die benachbarten Bereiche der Schaftwand rohrförmig nach Außen gewölbt bleiben, entsteht eine brückenförmige Durchführung, durch die – bei geeigneter Dimensionierung – eine Steuerstange in alle Richtungen geführt werden kann. Insbesondere ist auch eine radiale Führung der Steuerstange möglich, sodass die Steuerstange auch bei evtl. auftretender Torsionsbelastung auf den Schaft sicher durch den Führungssteg geführt bleibt.
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Der Begriff „Einschnitt“ ist in diesem Zusammenhang weit zu verstehen. So ist mit dem Begriff Einschnitt allgemein eine Unterbrechung in der Schaftwand bezeichnet, wie sie u.a. zwar durch einen Schnitt hergestellt werden kann, aber nicht zwingend hergestellt werden muss.
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Die eine Steuerstange ist dabei vorzugsweise zumindest im biegsamen Abschnitt axial zum rohrförmigen Schaft verlaufend geführt und selbst elastisch biegsam. Der rohrförmige Schaft ist abseits des wenigstens einen elastisch biegsamen Abschnitts vorzugsweise starr. Es ist auch möglich, dass mehr als eine Steuerstange durch einen Führungssteg geführt ist.
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Die zwei Einschnitte zur Bildung eines Führungsstegs verlaufen vorzugsweise gradlinig und/oder parallel zueinander.
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Durch einen Führungssteg kann die Biegesteifigkeit des Schaftes im Bereich des Führungsstegs reduziert sein. Dies kann genutzt werden, um die gewünschte elastische Biegsamkeit im biegsamen Abschnitt des rohrförmigen Schaftes zu bilden. Hierfür ist der wenigstens eine Führungssteg bevorzugt im Bereich des biegsamen Abschnitts angeordnet. Die erwünschte Biegsamkeit in dem genannten Abschnitt kann häufig bereits allein durch das Vorsehen einer ausreichenden Anzahl von Führungsstegen für die wenigstens eine Steuerstange in diesem Abschnitt erreicht werden. Sollte die durch die Führungsstege erreichte Biegsamkeit nicht ausreichend sein, können in dem fraglichen Abschnitt zusätzliche Querschlitze vorgesehen sein, mit denen die Biegesteifigkeit des rohrförmigen Schafts in diesem Abschnitt weiter reduziert werden kann.
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Es ist bevorzugt, wenn wenigstens zwei Steuerstangen vorgesehen sind. Die Steuerstangen sind dabei vorzugsweise derart paarweise angeordnet, dass sich die Steuerstangen eines Paares über den Umfang des Schafts gegenüberliegen. Durch eine entsprechende paarweise Anordnung zweier Steuerstangen kann die Biegung in einem biegsamen Abschnitt erreicht werden, indem auf die eine Steuerstange eines Paares Zug, auf die andere Steuerstange Druck ausgeübt wird. Die Biegsamkeit des biegsamen Abschnitts kann regelmäßig sichergestellt werden, wenn eine ausreichende Anzahl von Führungsstegen für die gegenüberliegenden Steuerstangen eines Paares im biegsamen Abschnitt vorgesehen sind. Die Führungsstege liegen dann ebenfalls auf gegenüberliegenden Seiten des Schaftes und ermöglichen so eine Biegsamkeit des Schaftes im Wesentlichen in Richtung senkrecht zur Längserstreckung der beiden Steuerstangen.
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Es ist bevorzugt, wenn wenigstens zwei elastisch biegsame Abschnitte vorgesehen sind.
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Dabei können die wenigstens zwei elastisch biegsame Abschnitte derart angeordnet sein, dass sie beabstandet von den Enden des rohrförmigen Schafts angeordnet sind, sodass die Endbereiche des rohrförmigen Schafts durch starre Bereiche gebildet sind. In anderen Worten sind in diesem Fall die biegsamen Abschnitt nicht unmittelbar an den Schaftenden angeordnet.
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Ausgehend davon ist weiter bevorzugt, wenn die wenigstens eine Steuerstange mit ihren beiden Enden jeweils fest mit einem starren Endbereich befestigt ist. Dabei ist das erste Ende der wenigstens einen Steuerstange fest mit dem einen Endbereich verbunden, während das zweite Ende der Steuerstange fest mit dem anderen Endbereich verbunden ist. Durch eine entsprechende Anordnung ist es möglich, dass der eine Endbereich als Betätigungseinrichtung für die Biegung des biegsamen Abschnitts benachbart zum anderen Endbereich verwendet wird. Durch eine entsprechende Anbindung der wenigstens einen Steuerstange lässt sich nämlich die Biegung des einen biegsamen Abschnitts – die bspw. durch geeignete Krafteinwirkung auf den benachbarten starren Endbereich erreicht werden kann – auf den anderen biegsamen Abschnitt übertragen, womit sich wiederum der dazu benachbarte starre Endbereich steuern lässt.
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Alternativ ist es bei wenigstens zwei elastisch biegsamen Abschnitten möglich, dass wenigstens eine erste Steuerstange im Bereich zwischen zwei benachbarten biegsamen Abschnitten fest mit dem Schaft verbunden ist und wenigstens eine andere Steuerstange abseits dieses Bereichs fest mit dem Schaft verbunden ist. Durch eine entsprechende Anordnung ist es möglich, über eine Ansteuerung der wenigsten einen ersten Steuerstange die Biegung eines ersten biegsamen Abschnitts zu steuern, während wenigstens eine andere Steuerstange der Steuerung der Biegung eines anderen biegsamen Abschnitts dient.
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Der rohrförmige Schaft ist vorzugsweise aus Metall gefertigt.
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Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen chirurgischen Instruments wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1: eine Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen rohrförmigen Schafts;
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2: ein Längsschnitt durch den Schaft gemäß 1;
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3: ein Querschnitt durch den Schaft gemäß 1 und 2;
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4: eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels in einem ausgelenkten Stadium;
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5: Längs- und Querschnitte durch ein zweites Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen rohrförmigen Schafts; und
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6: ein Ausführungsbeispiel eines chirurgischen Instruments mit einem Schaft gemäß den 1 bis 4.
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In 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen rohrförmigen Schafts 1 für ein chirurgisches Instrument dargestellt. 2 und 4 zeigen dabei schematische Längsschnitte durch den gesamten Schaft 1, während in 1 lediglich das eine Ende des Schafts 1 dargestellt ist.
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3 zeigt einen Schnitt durch den Schaft 1 im Bereich eines elastischen Abschnitts 2, 2‘.
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Der aus Metall gefertigte, an sich starre Schaft 1 umfasst zwei elastisch biegsame Abschnitte 2, 2‘, die derart symmetrisch um die Schaftmitte angeordnet sind, dass sie den Schaft 1 in zwei starre Endbereiche 3, 3‘ und ein starren Mittelteil 4 unterteilen (siehe 2).
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In dem Schaft 1 sind zwei zug- und druckfeste Steuerstangen 5 angeordnet, die sich bezogen auf den Umfang des Schaftes 1 gegenüberliegen und in axialer Richtung des Schaftes 1 verlaufen. Die Steuerstangen 5 sind mit ihrem jeweiligen ersten Ende 6 fest mit dem einen starren Endbereich 3, mit ihrem jeweils zweiten Ende 6‘ mit dem anderen starren Endbereich 3‘ verbunden.
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Zur Führung der Steuerstangen 5 sind in den elastisch biegsamen Abschnitten 2, 2‘ Führungsstege 10 vorgesehen. Die Führungsstege 10 können gebildet werden, indem jeweils zwei parallele Einschnitte senkrecht zur Achse des Schafts 1 vorgesehen werden, wobei der Bereich der Schaftwand zwischen den beiden Einschnitten nach innen in den Schaft 1 versenkend gewölbt ist, während die Bereiche außerhalb der beiden Einschnitte die Rohrform beibehalten, also nach außen gewölbt bleiben. Durch die anders gerichtete Wölbung im Bereich der Führungsstege 10 ergeben sich brückenförmige Durchführungen, in denen die Steuerstangen 5 in alle Richtungen geführt werden (siehe 3).
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Die gewünschte elastische Biegsamkeit in den biegsamen Abschnitten 2, 2‘ wird bereits durch das Vorsehen von jeweils vier Führungsstegen 10 auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts 1 erreicht. Durch die Führungsstege 10 wird nämlich die Biegesteifigkeit des ansonsten starren Schafts 1 ausreichend reduziert, um die gewünschte Biegsamkeit zu erreichen.
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In 4 ist dargestellt, wie sich der Schaft 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel steuern lässt.
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Wird der eine Endbereich 3‘ an dem einen biegsamen Abschnitt 2‘ gegenüber dem Mittelteil 4 geschwenkt, wie dies in 4 durch den Pfeil 90 angedeutet ist, wirkt aufgrund der Anbindung an ihren jeweiligen zweiten Enden 6‘ auf die eine Steuerstange 5 eine Zugkraft, während auf die andere Steuerstange 5 eine Druckkraft ausgeübt wird. Diese Kräfte übertragen sich durch die Steuerstangen 5 auf die Anbindungspunkte an den ersten Enden 6 der Steuerstangen 5 auf den anderen Endbereich 3. In der Folge verschwenkt der andere Endbereich 3 an dem biegsamen Abschnitt 2 gegenüber dem Mittelteil 4 des Schafts 1 und zwar in unmittelbarer Abhängigkeit der Bewegung des einen Endbereichs 3‘.
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Der eine Endbereich 3‘ kann bspw. mit einer Betätigungseinrichtung verbunden sein, während an dem anderen Endbereich 3 ein chirurgisches Instrument angeordnet ist. In diesem Beispiel kann durch die Betätigung der Betätigungseinrichtung das chirurgische Element verschwenkt werden, auch wenn es bspw. in den Körper eines Patienten eingeführt ist.
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In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schafts 1 dargestellt. Dabei ist nur das eine Ende des aus Metall gefertigten Schafts 1 dargestellt.
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Der Schaft 1 weist zwei voneinander beabstandete elastisch biegsame Abschnitte 2, 2‘ auf, zwischen denen ein starrer Zwischenabschnitt 7 liegt. An den einen biegsamen Abschnitt 2 schließt sich ein starrer Endbereich 3 des Schafts 1 an, an der bspw. ein chirurgisches Instrument befestigt sein kann. Auf der anderen Seite erstreckt sich der Schaft 1 ausgehend von dem anderen biegsamen Abschnitt 2‘ bis zu einem Betätigungselement (nicht dargestellt). In diesem Bereich ist der Schaft 1 ebenfalls starr.
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Die biegsamen Abschnitte 2, 2‘ weisen jeweils vier Führungsstege 10 auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts 1 auf und sind bereits dadurch ausreichend biegsam.
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Durch die Führungsstege 10 in dem einen biegsamen Abschnitt 2‘ verlaufen jeweils zwei Steuerstangen 5, 5‘ parallel (siehe Schnitt B-B), wobei die Steuerstangen 5‘ mit ihren jeweiligen ersten Enden 6 fest an dem Zwischenabschnitt 7 des Schafts 1 befestigt sind. Die anderen Steuerstangen 5 sind auch noch durch die Führungsstege 10 im anderen biegsamen Abschnitt 2 geführt (siehe Schnitt A-A) und sind mit ihren jeweiligen ersten Enden 6 an dem Endbereich 3 befestigt.
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Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Schafts 1 lassen sich die biegsamen Abschnitte 2, 2‘ durch geeignete Ansteuerung durch das Betätigungselement unabhängig voneinander hinsichtlich ihrer Biegung steuern. So lässt sich die Biegung des biegsamen Abschnitts 2‘ durch die Steuerstangen 5‘, die des biegsamen Abschnitts 2 durch die Steuerstangen 5 steuern.
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Zu den übrigen Ausgestaltungsdetails des Ausführungsbeispiels gemäß 5 wird auf die Ausführungen zu 1 bis 4 verwiesen.
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In 6 ist beispielhaft ein chirurgisches Instrument 11 mit einem erfindungsgemäßen Schaft 1 dargestellt. Der Schaft 1 ist gemäß den 1 bis 4 ausgestaltet, weshalb auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird.
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An dem einen starren Endbereich 3 des Schafts 1 ist ein Greifwerkzeug 12 vorgesehen, welches durch eine scherenartige Vorrichtung 13 bedient werden kann. Für die Steuerung der Biegung des biegsamen Abschnitts 2 nahe dem Greifelement 12 ist ein Betätigungselement vorgesehen, welches zwei scheibenförmige Komponenten 14, 15 umfasst. Die eine scheibenförmige Komponente 14 ist dabei fest gegenüber dem Mittelteil 4 des Schafts 1 befestigt, während die andere scheibenförmige Komponente 15 fest an dem anderen Endbereich 3‘ des Schafts 1 befestigt ist. Durch relative Bewegung der beiden scheibenförmigen Komponenten 14, 15 zueinander, kann eine Biegung des biegsamen Bereichs 2‘ des Schafts 1 erreicht werden, die sich – wie in Zusammenhang mit 1 bis 4 erläutert – auf den anderen biegsamen Abschnitt 2 überträgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8398587 B2 [0003]
- DE 102010000787 A1 [0003]
- DE 102010005243 A1 [0003]
