DE29815846U1 - Chirurgisches Schaftinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betiifft ein chimrgisches Schaftinstrument nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Gattungsgemäße Schaftinstrumente werden bei minimalinvasiven (endoskopischen) Eingriffen eingesetzt. In aller Regel weisen sie einen dünnen langgestreckten Schaft (Durchmesser 5, bzw. 10 mm) auf, an dessen distalem Ende ein Arbeitswerkzeug mit mind, einem bewegbaren Werkzeugelement vorgesehen ist. Bei dem Aibeitswerkzeug kann es sich insbesondere um eine Zange mit einer bzw. zwei bewegbaren Zangenbranchen, aber auch um einen Probennehmer, eine bewegbare Schneideinrichtung etc. handeln.

Zur Betätigung des Arbeits Werkzeuges ist am proxi malen Ende des Schaftes eine Betätigungseiniichtung vorgesehen. Meistens handelt es sich dabei um eine Scherengriffeinrichtung mit einer seitlich angeordneten feststehenden Branche und einer daran verschwenkbar gelagerten Griffbranche. Die verschwenkbare Griff-

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brauche bildet proximal zur Schwenkachse einen Griffbereich und distal dazu einen in Richtung der Schaftachse bewegbaren Hebel aus. Die bewegbare Griffbranche und das bewegbare Werkzeugelement des Arbeitswerkzeuges sind über ein im Schaft verlaufendes und distal verschiebbar darin aufgenommenes langgestrecktes Kraftübertragungselement gekoppelt, das z.B. ein Zugdraht oder eine starre Schub- und Zugstange sein kann. Das Kiaftübertragungselement wird bei entsprechender Betätigung der Griffbranche axial verschoben und bewegt dabei das Arbeitswerkzeug.

Ein generelles Problem bei Schaftinstrumenten, insbesondere bei gattungsgemäßen als Zangen ausgebildeten Instrumenten ist, daß der Operateur über die proximale Betätigungseinrichtung keinen zuverlässigen sensorischen Rückschluß auf die Festigkeit bzw. Konsistenz des z.B. mit einer distalen Zange ergriffenen Gewebes erhält. Mit anderen Worten der Operateur kaim mit der Hand, mit der er die Betätigungseinrichtung bedient, nicht fühlen, ob das gerade behandelte Gewebe weich oder hart ist und dementsprechend seine Betätigungski aft steuern.

Aufgabe der Erfindung ist es, gattungsemäße Schaftinstrumente, mit geringem konstruktiven Aufwand dergestalt fortzubilden, daß sie ein "Ertasten" der Konsistenz des gerade behandelten Gewebes ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Zange, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Hauptaspekt des erfinderischen Instrumentes (im folgenden auch als taktiles Instrument bezeichnet) ist, daß sämtliche im Kraftübertragungsweg angeordneten bewegbaren Komponenten, einschließlich bewegter Griffbranche und bewegtem Werkzeugelement, reibungsarm aufgenommen sind.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt in diesem Zusammenhang ist, daß insbesondere die Teile des Instrumentes, die bei Axialverschiebung des Kraftübeitragungselemtes mit diesem in Flächenkontakt sind bzw. gelangen, aus reibungsarmen Material hergestellt sind und weiterhin so ausgebildet und aufgenommen sind, daß sie unter geringer Reibung quer zur axialen (bezogen auf den Schaft) Hauptbewegungsrichtung des Kraftübertragungselements verschiebbar sind. In aller Regel handelt es sich bei solchen Teilen um eine bzw. mehrere z.B. im Schaft angeordnete Dichtungen, durch die das Kiaftübertiagungselement hindurchgefühlt ist.

Erfindungsgemäße Instrumente können mind, eine derartige, in oben beschriebener Weise verschiebbar aufgenommene Dichtung aufweisen, die in der Lage ist, ihre Position optimal dem Kiaftübertragungselement anzupassen. Dadurch wird eine besonders reibungsanne Passage insbesondere solcher Kraftübertragungselemente ermöglicht, die im einfachsten Fall direkt zwischen zwei verschwenkbaren Hebeln gespannt sind und dementsprechend wählend einer Betätigung nicht nur eine Axialverschiebung sondern auch eine Verschwenkung (bezogen auf die Schaftachse) erfahren.

Die erfindungsgemäßen Instrumente erlauben damit eine äußerst reibungsarme Kraftübertragung, was nach Untersuchungen der Anmelderin ein Haupterfoideinis für die Taktilität des Instrumentes ist, d.h. nur bei reibungsarmer Übertragung ist der Operateur in der Lage, mittels der Betätigungseinheit zu fühlen, welche Konsistenz das gerade vom distalen Arbeitswerkzeug ergriffene Gewebe hat. Bei zu großen Reibungskräften, wie in herkömmlichen Instrumenten, überlagern diese die unterschiedlichen Widerstandskräfte, die den Zangenbranchen entgegengesetzt werden und machen eine Differenzierung schwierig bzw. unmöglich.

Chirurgische Schaftiiistruineiite mit reibungsarmen Eigenschaften sind bereits bekannt. In diesem Zusammenhang wird auf die WO 98/11833 verwiesen. Bei den hieraus bekannten, nicht gattungsgemäßen Instrumenten, sind im Kraftübertragungsweg spezielle Rollenlager vorgesehen, die eine reibungsarme Übertragung zwischen Betätigungseinheit und Arbeitswerkzeug ermöglichen sollen. Ein Problem ist allerdings bei diesen Geräten, daß das distal vorgesehene Rollenlager ungeschützt gegenüber dem Operationsbereich ist. Es ist zu erwarten, daß hier Gewebeflüssigkeit bzw. Blut etc. zwischen Lager und Lagerfläche geraten kann und die Funktionsfähigkeit des Instrumentes beeinträchtigt. Außerdem ist das bekannte Instrument in konstruktiver Hinsicht sehr aufwendig.

Demgegenüber wird mit der erfindungsgemäßen Lösung angestrebt, herkömmliche Instrumente zu optimieren, bei denen das Kiaftübertragungselement, meist ein Zugdraht oder eine Schub- und Zugstange, direkt an der verstellbaren Griffbranche (bzw. einem damit bewegten Hebel) und direkt an dem bewegbaren Werkzeugelement des Ai beits Werkzeuges angelenkt ist.

Erfindungsgemäße Instrumente erlauben damit in konstruktiv besonders einfacher Weise eine reibungsarme Kraftübertragung.

Wie zuvor besprochen ist ein wesentlicher Aspekt bei der Schaffung von taktilen Schaftinstrumenten, daß die Reibung im Kraftübertiagungsweg minimiert wird.

Ein weiterer Aspekt ist in diesem Zusammenhang das Übertragungsverhältnis zwischen verstellbarer Griffbranche und Werkzeuglement. Es läßt sich als Daumenregel feststellen, daß die "Taktilität "eines Schaftinstrumentes am größten ist, wenn das Übertragungsverhältnis zwischen der Griffbranche und dem Werkzeugelement in etwa 1:1 beträgt. In diesem Fall entspricht die Verstellung der Griff-

branche in einem definierten Bezugspunkt der Verstellung des distalen Weikzeugelementes wiederum in einem definierten Punkt.

Die Festlegung solcher definierten Bezugspunkte kann allerdings z.B. bei erfindungsgemäßen Zangen etc. Probleme bereiten. Die meisten einsetzbaren verstellbaren Griffbranchen (soweit es sich nicht um Scherengriffliandhaben handelt) erlauben ein zumindest in Grenzen örtlich variablen Kontakt mit z.B. dem Finger eines Bedieneis. Ein ähnliches Problem stellt sich bei herkömmlichen Zangenbranchen, die in üblichen Ausführungen ein Ergreifen des Gewebes mit unterschiedlichem Abstand zur Schwenkachse ermöglichen. In beiden Fällen kann es daher je nach Bedienung des Gerätes zu nicht definierten Abweichungen von den gewünschten Übertragunsverhältnissen (z.B. 1:1) kommen.

Diesem Problem kann man teilweise dadurch begegnen, daß man das bewegte Werkzeugelement so ausgestaltet, daß es nur einen begrenzten definierten Kontaktbereich für das Gewebe ausbildet. Bei Zangenbranchen ist es z.B. denkbar, daß nur ein kleiner Bereich mit einer Zahnung etc. versehen wird. Auf diesen Bereich kann dann werkzeugseitig das Kraftüberfragimgverhältnis berechnet werden.

Griffseitig kami in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, daß die bewegte Griffbranche ein verschwenkbarer Schieber ist, mit einer Greiffläche, die im wesentlichen über ihren gesamten Bereich einen konstanten Abstand zu der Verschwenkachse aufweist. Man stellt so sicher, daß die Hebelverhältnisse unabhängig vom Auflagepunkt eines Fingers auf der Kontaktfläche gleich bleiben.

Weiterhin ist auch denkbar, daß vom Operateur grundsätzlich ein frei einstellbares Übertragungsverhältnis gewünscht wird. In diesem Zusammenhang sieht die

Erfindung in einer weiteren Ausgestaltung vor, daß griffseitig die Hebellänge verstellbar ist. Ein so ausgestaltetes Instrument kann individuell auf ein Kraftübertragungsverhältnis eingestellt werden, das dem jeweiligem ßediener die größtmögliche Taktilität ermöglicht.

Eine letzte Ausgestaltung sieht schließlich vor, daß Hebel und Werkzeugelement gleichsinnig bewegbar angeordnet sind. Ein derartiges Instrument weist bei entsprechender Optimierung der anderen oben angesprochenen Bedingungen eine Taktilität auf, die einem direkten Tasteindruck am nächsten kommt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Abbildung beschrieben weiden, die eine Ausführung des erfindungsgemäßen Instruments im Teilschnitt zeigt.

In der Abbildung erkeimt man ein chirurgisches Schaftinstrument 10 mit einem Schaft 11. An dem Schaft 11 ist eine proximale Betätigungseinrichtung 12 angeordnet, die einen ortsfesten Haltegriff 13 und eine daran über eine Achse 14 verschwenkbar gelagerte Griffbranche 15 aufweist. Am distalen Ende des Schaftes 11 ist eine Zange 30 angeordnet, die eine ortsfeste Zangenbranche 16 und eine daran um eine Achse 17 verschwenkbar gelagerte Zangenbranche 18 aufweist. Weiterhin ist im Schaft 11 ein axial verschiebbar aufgenommenes Kraftübertragungselement 19 vorgesehen, dessen distales Ende über ein Lager 20 an der Zangenbranche 18 und dessen proximales Ende über ein Lager 21 an der Griffbranche 15 angelenkt ist. Mittels des Kraftübertragungselementes 19 kann eine Verschwenkung der Griffbranche 15 in Richtung des Pfeils 22 in eine entsprechende Öffnungs bzw. Schließbewegung der Zangenbranche 18 umgesetzt werden.

Weiterhin dargestellt ist ein Spülwasserzufluß 23, über den wäluend eines Eingriffes Flüssigkeit in den Operationsbereich geleitet werden kann. Damit diese Spülflüssigkeit nicht am proximalen Ende des Instrumentes 10 austreten kann, ist

eine Dichtung 24 vorgesehen mit einer Durchbohrung 25, durch die das Kiaftübertragungselement 19 hindurchgefühlt ist. Bei der Diclitung 24 handelt es sich um eine schwimmende Dichtung, die radial verschiebbar in einer Ausnehmung 26 aufgenommen und so ausgestaltet ist, daß sie in unterschiedlichen Radialpositionen immer eine ausreichende Flüssigkeitsdichtung gewählleistet. Wie oben angedeutet ist eine solche schwimmende Dichtung 24 insbesondere deswegen erforderlich, weil das Kiaftübertragungselement 19 bei Verschwenkung der Griffbranche 15 in Pfeilrichtung 22 nicht nur eine Axialverschiebung im Schaft erfährt, sondern zusätzlich auch noch bezogen auf die Schaftachse verschwenkt wird, d.h. der die Bohrung 25 kontaktierende Bereich des Kraftübertragungselementes 19 verändert bezogen auf den S chaftquei schnitt bei Betätigung der Griffbranche 15 seine Position. Um hier Reibung zu vermeiden, ist es erforderlich, daß die Dichtung wie vorgesehen in der Lage ist, der Querbewegung des Kraftübertragungselements zu folgen.

Es versteht sich weiterhin, daß sämtliche während der Kraftübertragung gegeneinander bewegte Flächen oder Komponenten reibungsann ausgebildet sind. Die Lager 14, 17, 20 und 21 sind vorzugsweise aus Teflon. Die Lager sind weiterhin so eingestellt, daß sie möglichst leichtgängig sind, wobei ein damit verbundenes ggf. geringfügiges Spiel keine nachteiligen Wirkungen hat. Weiterhin ist vorgesehen, daß die kontaktierenden Flächen der Dichtung 24, der Ausnehmung 26 und des Kiaftübertragungselementes 19 z.B. poliert sind, um ein möglichst leichtes Gleiten zu gewählleisten.

Abschließend soll noch auf die bewegliche Griffbranche 15 eingegangen werden. Wie in der Figur zu erkennen weist diese in ihrem distalen Bereich eine Skalierung 27 auf, an der der Bediener die Winkelposition z.B. der Zangenbranche 18 ablesen kann. Dies ist insbesondere bei Ausführungen interessant, bei denen die Verschwenkung des Werkzeugelements gleichsinnig mit der verstellbaren Griff-

brauche erfolgt. In solchen Fällen kann man aus der Skalierung direkt auf die Position z.B. einer Zangenbranche zurückschließen.

Außerdem weist die Griffbranche 15 einen Bereich 28 auf, dessen Oberfläche eine Kontaktfläche 29 für einen Finger oder z.B. einen Daumen ausbildet. In vorteilhaften Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß dieser Bereich 28 von dem Instrument 10 entfernbar ausgebildet ist und z.B. gegen einen weiteren ähnlichen Bereich 280 mit anderen Abmessungen austauschbar ist. Ein Austausch z.B. der gezeigten Bereiche 28 und 280 würde zu Kontaktflächen 29 bzw. 290 mit unterschiedlichem Abständen zu dem Lager 14 führen, also mit anderen Worten zu verschwenkbaren Griffbranchen 15 mit unterschiedlichen Hebellängen und damit zu veränderten Kräfteverhältnissen.

Die zuletzt angesprochene Ausführung mit unterschiedlichen Griffbereichen erlaubt eine variable Hebeleinstellung. Grundsätzlich ist aber davon auszugehen, daß die erfindungsgemäßen Instrumente möglichst mit einem Kiaftübertragungsverhältnis 1:1 ausgestattet werden. Sinnvollerweise wird dabei die Griffbranche 15 so ausgebildet, daß unabhängig vom Angriffspunkt immer ein konstanter Hebel gewählleistet ist, d.h. die Kontaktfläche 29 verläuft mit weitgehend konstantem Radius um das Lager 14. Die bewegbare Zangenbianche 18 wird darüber hinaus bevorzugt so ausgebildet, daß sie nur einen begrenzten Greifbereich 31 ausbildet, so daß auch hier weitgehend definierte Hebelverhältnisse angenommen werden können.

Es versteht sich, daß die Abbildung nur beispielhaft eine Ausführung zeigt. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Zangen bescluänkt, sondern richtet sich auf alle Instrumente mit distal beweglichen Werkzeugelementen, bei denen ein Ertasten des gerade bearbeiteten Gewebes eine wichtige Zusatzinformation darstellt. Darüber hinaus muß nicht zwingend eine Dichtung vorgesehen sein. Für

den Fall, daß eine Dichtung eingesetzt wird, muß diese auch nicht unbedingt schwimmend (wie dargestellt) aufgenoimnen sein. Es besteht auch die Möglichkeit, z.B. eine Balgdichtung vorzusehen.

Die verstellbare Griffbranche kann schließlich auch in anderer Weise verwirklicht werden. Denkbar wäre z.B. anstelle eines Schiebers einen Druckhebel vorzusehen, der den Betätigungsfinger zumindest partiell umgibt. Selbstverständlich kann auch ein üblicher Scherengriff oder seitlich abstehender Hebel vorgesehen werden. Weiterhin muß die bewegliche Griffbranche auch nicht zwingend verschwenkbar gelagert sein. Theoretisch wäre auch ein axial verschiebbarer Griff etc. möglich. Ein weiterer Punkt ist, daß die Umsetzung der Hebelbetätigung in dem gezeigten Instrument gegensinnig auf die Zangenbranche wirkt. Man könnte wie oben bereits angesprochen ohne weiteres auch eine Kiaftübertragung konstruieren, bei der Griffbranche und Werkzeugelement gleichsinnig bewegt werden. Im dargestellten Fall könnte man dies z.B. dadurch erreichen, daß man die Positionen der Lager 17 und 20 vertauscht.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Chirurgisches Schaftinstrument mit einer am pioximalen Ende angeordneten Betätigungseinheit mit mindestens einer verstellbaren Griffbranche, einem am distalen Ende des Schaftes angeordneten Aibeitsweikzeug mit mindestens einem verstellbaren Werkzeugelement und einem im Schaft verlaufenden und axial verschiebbar darin aufgenommenen im wesentlichen einstückigen Kraftübertragungselement, das mit seinem pioximalen Ende direkt an der verstellbaren Griffbranche und mit seinem distalen Ende direkt am verstellbaren Werkzeugelement gelagert ist, dergestalt, daß bei Betätigung der verstellbaren Griffbranche eine Bewegung des verstellbaren Werkzeuges bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle bei Kraftübertragung bewegten Komponenten (Lager 14, 17, 20, 21; Griffbranche 15; Werkzeugelement 18) reibungsann gelagert sind und daß weiterhin Teile des Instruments (10) die in Flächenkontakt zu dem Kraftübertragungselement (19) gelangen, quer zur Hauptbewegungsrichtung des Kraftübertragungselements reibungsarm bewegbar gelagert sind.

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2. Chirurgisches Schaflinstruinent nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem verstellbar im Instrument (10) aufgenommenen Teil urn eine Dichtung (24) handelt, durch die das Kraflübertragungselement (19) hindurchgeführt ist.

3. Chirurgisches Schaftinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) eine schwimmende Dichtung ist.

4. Chirurgisches Schaftinstiuinent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Griffbranche (15) in einem Lager (14) verschwenkbar an dem Instiument (10) gelagert ist und eine Kontaktfläche (29, 290) ausbildet, die einen im wesentlichen konstanten Abstand zum Lager (14) aufweist.

5. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragbaren Kiäfte zwischen verstellbarer Griffbranche (15) und verstellbarem Werkzeugelement (18) variabel einstellbar sind.

6. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der übertragbaren Kiäfte der Abstand zwischen Kontaktfläche (29, 290) und Lager (14) veränderbar ausgebildet ist, insbesondere durch Austausch entsprechender variabel aufsteckbarer Griffbereiche (28, 280).

7. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen Griffbranche (15) und Werkzeugelement (18) im wesentlichen 1:1 beträgt.

8. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorliergelienden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Griffbranche (15) gleichsinnig mit dem Werkzeugelement (18) bewegbar angeordnet ist.

9. Chirurgisches Schaftinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der verstellbaren Griffbranche (15) eine Skalierung (27) vorgesehen ist.