WO2023194159A1 - Flexibles chirurgisches werkzeug mit integrierter lagerbaugruppe - Google Patents

Flexibles chirurgisches werkzeug mit integrierter lagerbaugruppe Download PDF

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WO2023194159A1
WO2023194159A1 PCT/EP2023/058017 EP2023058017W WO2023194159A1 WO 2023194159 A1 WO2023194159 A1 WO 2023194159A1 EP 2023058017 W EP2023058017 W EP 2023058017W WO 2023194159 A1 WO2023194159 A1 WO 2023194159A1
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WO
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section
tool
shaft
instrument
distal
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/058017
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andre Buerk
Thomas Hagen
Simone Hermle
Lilian Killinger
Juergen Barth
Roland-Alois Hoegerle
Uwe Schaz
Original Assignee
Aesculap Ag
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1613—Component parts
    • A61B17/162—Chucks or tool parts which are to be held in a chuck
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1613—Component parts
    • A61B17/1631—Special drive shafts, e.g. flexible shafts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/1662—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body
    • A61B17/1671—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body for the spine

Definitions

  • the present disclosure relates to a surgical instrument and a surgical tool mounted or mountable therein.
  • Instruments that enable the distal tip to be angled have long been known from the field of surgical robots. This enables precise movement of the instruments in a small space. However, no rotating tools are angled with these instruments. An example of this is the “Da Vinci” surgical robot from the company Intuitive Surgical.
  • bendable medical devices There are various bendable medical devices available on the market.
  • the company Human Xtensions has developed bendable pliers.
  • a surgeon can use hand-held robotic instruments to translate “gross” hand movements into delicate movements at the instrument tip.
  • an instrument tip With this instrument, an instrument tip can be angled over a flexible area that extends over a length of approx. 20 mm.
  • the flexible area is supported by a type of plastic stent.
  • the adjustment is carried out using wire strands guided past the outside of the stent.
  • the disadvantage here is the length of the bending area and the very flexible tip. The flexibility is caused by the plastic stent and the wire strands.
  • milling handpieces are primarily used in endoscopic procedures on the spine and enable minimally invasive techniques as well as the easy processing of structures in this area that are difficult to access.
  • the joint constructions of these milling handpieces have a rather open design and have a certain flexibility of angulation. This means that when you put pressure on the cutter tip, the angle changes slightly. Furthermore, angulations of up to 36° are only possible with these milling handpieces. An example of this are milling handpieces from Joimax.
  • a handpiece can be chosen between three variants: 0°, 7.5° and 15° angulation.
  • the biggest disadvantage is the large bending radius over which the bend is realized. This takes up a lot of space and limits the options for action in the operating field.
  • the angle cannot be adjusted intraoperatively. Due to the fixed angulation, endoscopic work with the angled shafts is not possible because they cannot be inserted into the straight working channel of the endoscope. Furthermore, the maximum angle of 15° is not particularly large.
  • Milling cutters with bendable heads are known from the disclosures DE 10 2017 010 033 A1 and US 10 178 998 B2. Both solutions are implemented using fork joints.
  • the present disclosure is based on the object of reducing or avoiding disadvantages of the prior art.
  • a surgical tool and/or a surgical instrument and/or an associated system should be provided which is simple and inexpensive and enables precise guidance at high speeds.
  • the object on which the invention is based is achieved by a surgical tool, a surgical instrument and an associated system in accordance with the features of the independent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject of the subclaims and will be described in more detail later.
  • a surgical tool which is designed to be inserted into an instrument shaft of a surgical instrument.
  • the tool has a distal tool tip, such as a drill or milling cutter.
  • the tool has a tool shaft which extends from the distal tool tip in the proximal direction and has a distal bearing section and a drive section arranged proximally thereto.
  • the drive section is designed for positive engagement with a drive shaft of the surgical instrument.
  • the tool has a bearing bushing which is mounted on the distal bearing section and a bearing coupling element for releasably coupling to an instrument shaft, in particular a distal instrument shaft section, of the surgical instrument.
  • a surgical tool for integration into a surgical instrument, particularly a handpiece/hand-held instrument, with an integrated bearing assembly.
  • the tool has a tool head or a tool tip, which is adapted, for example, for processing human tissue, bones, etc., as well as a tool shaft, at the distal end of which the tool head/tool tip is arranged.
  • the tool shaft is adapted to be inserted (from a distal direction) into an instrument shaft of a surgical instrument, in particular a hand instrument, and to be coupled therein with a drive provided by the instrument for driving the tool tip/tool head.
  • the tool has a bearing element/bearing bushing which is fastened (in particular directly) proximally from the tool head/from the tool tip to the tool shaft and which can be fastened together with the tool on/in the instrument shaft.
  • the surgical tool in particular the tool shaft and the bearing bush, is designed to be inserted into a distal end of the instrument shaft.
  • the bearing bushing is mounted axially fixed on the bearing section of the tool shaft when it is not inserted into the surgical instrument.
  • the bearing bushing is preferably at least axially fixed to the bearing section of the tool shaft in a state in which the tool is present individually, ie in which it is not inserted into the instrument shaft.
  • the bearing bushing preferably has a larger diameter than the entire tool shank proximal to the bearing bushing, preferably as an entire section of the tool proximal to the bearing bushing.
  • the bearing bush has a larger diameter than the drive section of the tool shank.
  • the entire bearing bush is preferably arranged distally from the drive section.
  • the bearing bush preferably has an inner ring which is connected to the bearing section in a substantially axially and rotationally fixed manner.
  • the bearing bush has an outer ring that is rotatable (and, apart from a bearing play, axially fixed) to the inner ring.
  • the bearing coupling element is preferably provided on the outer ring, in particular on a radial outer surface of the outer ring.
  • the tool preferably has a seal at a distal end of the bearing bush or distal from the bearing bush, in particular in the form of a cover disk. This can in particular reduce or prevent penetration of dirt and/or fluid into the bearing bushing and into the instrument shaft.
  • a seal at a distal end of the bearing bush or distal from the bearing bush, in particular in the form of a cover disk. This can in particular reduce or prevent penetration of dirt and/or fluid into the bearing bushing and into the instrument shaft.
  • only the tool tip and possibly a seal are arranged distally from the bearing bush.
  • no components are arranged distally from the bearing bushing, which interact directly with the instrument shaft lying radially outside of it.
  • the tool shank preferably also has a bending-flexible and torsionally rigid flex section, which is arranged between the bearing section and the drive section.
  • This enables the tool tip to be angled relative to the tool shaft and the instrument shaft while at the same time allowing the tool to be positioned precisely and running very smoothly.
  • the flexible part or the flex section ensures that the tool can be operated both in a changeover position and in an angled position (e.g. 45°) and can transmit torque.
  • the flexible section can be connected to the bearing section at its distal end, for example via a fork or receptacle of the bearing section.
  • the flexible section can be connected to the drive section at its proximal end, for example via a fork or receptacle of the drive section.
  • a section of the bearing section that is thickened in the area of the fork or receptacle can simultaneously serve as a radial shoulder for abutting the bearing bush.
  • an angle of the tool tip with respect to the tool shank of 30-60°, preferably at least 45°, is provided. Because the curvature of the flex section is specified from the outside by bending the instrument shaft, only a small axial length is required for the bending.
  • Such a flexible section can be provided, for example, by special braiding of individual strands.
  • the flex section can have a torque strand, in particular with several layers of alternating winding direction. That is, the flexible section can have a first sleeve made of individual strands or individual fibers wound in a first direction and a (firmly connected) second sleeve made of individual strands or individual fibers wound in a second direction. This means that clockwise and anti-clockwise rotation can be achieved without the strand twisting and destroying itself.
  • the drive section and/or the bearing section are designed to be rigid in bending and torsion, for example rod-shaped or tubular. This enables a particularly precise coupling to drive the instrument or particularly good storage via the bearing bush.
  • the surgical tool is a tool that can be driven in rotation, in particular a milling or drilling tool.
  • the bearing bushing has a proximal end face which forms a stop surface for contact with the instrument shaft, in particular in its distal shaft section. This makes it possible to precisely determine a position of the tool tip relative to the instrument shaft, so that a constant projection of the tool tip over a distal end of the instrument shaft is ensured at all adjustable angles of the tool tip relative to the tool shaft.
  • the stop surface provided proximally on the bearing bush prevents a corresponding load from being transferred to the flex section when the tool tip is loaded and this from being compressed or subjected to excessive load during operation.
  • the bearing coupling element preferably forms a radial recess or a radial projection on or in a peripheral wall of the bearing bush.
  • a radial recess can be provided in the form of a circumferential groove.
  • a suitable counter-coupling element or a latching mechanism (for example with a latching body in the form of a ball pressure element) can be provided radially on the inside of the instrument shaft in order to come into engagement or to ver with the radial recess or the radial projection, for example in the manner of a click connection .
  • This enables particularly quick, simple assembly and, in particular, simple determination of the position of the bearing bush on the instrument shaft in the axial direction.
  • the housing of the bearing bush ensures safe and easy insertion of the tool into the shaft during the coupling process.
  • the bearing bush provides a single-row, even more preferably a double-row, roller bearing with one or two roller bearing lengths (one Miniature roller bearings/ball bearings).
  • the rolling bearing can have deep groove ball bearings or angular contact ball bearings, the latter having the advantages of better load bearing and easier assembly. This makes it possible to achieve a particularly high suitability for high speeds at a simultaneously low temperature of the tool. In the case of a double-row roller bearing, particularly quiet running and a particularly low temperature of the tool are achieved and the risk of the tool tipping can be particularly minimized. This means that the tool is particularly stable and the flex section is subjected to particularly little stress.
  • the bearing bush has a radially inner spacer bushing and/or a preloading element, which determine an axial position of the two rolling bearing rings relative to one another. That is, the spacer bushing can be arranged between the individual bearings and rest against them, for example on their inner rings, in order to position them relative to one another.
  • the biasing element can be, for example, a wave spring washer and can be inserted between one of the bearings and a housing section of the bearing bush. The preloading element can thus preload the corresponding adjacent bearing in the axial direction outwards with respect to the other bearing.
  • the bearing bushing can preferably have a cover disk, in particular on its distal side, which protects a correspondingly adjacent one of the bearings from mechanical damage and, if necessary, from the ingress of a liquid (in the case of an embodiment as a sealing disk).
  • the bearing bush is preferably mounted in the axial direction between the bearing section and the distal tool tip, for example between a first circumferential step of the bearing section and a second circumferential step of the distal tool tip.
  • the distal tool tip can be screwed to the bearing section.
  • the distal tool tip can form an internal thread which is screwed onto an external thread of the bearing section. This means that no additional elements need to be provided to attach the bearing bush Attach tool shaft.
  • the bearing section can be connected (in one piece) to the tool tip.
  • the bearing bushing can be attached to the bearing section using a screw nut or similar.
  • the drive section forms at least one engagement section extending in the axial direction, in particular a profile shaft section, such as a hexagonal profile.
  • a section extending in the axial direction, in particular with a cross-sectional profile that is constant along the axial direction, enables a longitudinal displacement between the drive section and the drive shaft, which can occur, for example, by bending the flex section.
  • a profile shaft section is also particularly suitable for absorbing drive torque.
  • a length of the engagement section corresponds to at least a maximum displacement distance of a proximal end of the flex section at its maximum curvature.
  • a corresponding length compensation in the proximal area is achieved by a length (extension in the axial direction) of the driven engagement section/profile shaft section/hexagon.
  • the engagement section and the engagement receptacle are designed such that they are essentially freely displaceable relative to one another in the axial direction. can be moved without stopping.
  • a resulting reduced driven length of the engagement section is a few millimeters and can be taken into account in a total length of the engagement section in order to ensure safe transmission of the torque.
  • the drive section forms a proximal centering end, in particular a centering tip with beveled side walls or a beveled peripheral wall.
  • the centering end forms a profile section, in particular with a three-sided pyramid shape, which is designed for rotational position-determined engagement with a counter-profile section of the surgical instrument.
  • a profile section of the proximal centering end is to be understood as a section which has a profile (i.e. a shape that is not continuously rotationally symmetrical) that is at least partially aligned in the axial direction. This can ensure that the profile section can only be connected to a suitable counter-profile section in one (or a certain number of) specific rotational/turning positions.
  • the object on which the present disclosure is based is achieved by a surgical instrument with an instrument shaft which is distally open and designed to accommodate a surgical tool according to one of the preceding claims.
  • the instrument shaft has a distal instrument shaft section, in which a counter-coupling element or a locking mechanism is provided, which is designed for releasable coupling with the bearing coupling element of the surgical tool.
  • the latching mechanism is a spring-loaded or preloadable latching mechanism. That is, it can have an engagement element which is connected to the distal instrument shaft section via a spring element and can be prestressed or prestressed by the spring element, in particular radially inwards.
  • the instrument shaft has a proximal instrument shaft section, which has a drive shaft which positive engagement with the drive section of the surgical tool is formed.
  • the counter-coupling element/the latching mechanism preferably has a resiliently mounted engagement element/a latching body.
  • a locking mechanism can be connected to the bearing bush in the manner of a click connection and thus provide tactile and/or audible feedback for the complete insertion of the tool into the instrument. This means that the tool is ready for operation when the tool has been axially fixed at the end of the coupling process
  • the distal instrument shaft section and the proximal instrument shaft section can be angled relative to one another.
  • the distal instrument shaft section and the proximal instrument shaft section are beveled on mutually facing end faces and can be rotated relative to one another in order to achieve an angulation of the instrument shaft.
  • a gear train for rotating the distal instrument shaft section relative to the proximal instrument shaft section is arranged radially outside, in particular at a distance, from the tool shaft and/or the drive shaft.
  • the drive shaft forms a distal centering receptacle, in particular in the form of a funnel with beveled side walls. This further improves centering/compensation for misalignment when inserting the tool (the drive section) into the instrument (into the drive shaft).
  • the centering receptacle extends from a hollow shaft first radially outwards and then funnel-like obliquely in the proximal and radially outward directions. This can ensure that the funnel geometry is at a radial distance from the drive section.
  • a coupling area that may be thicker than the drive section between the flex section and the drive section in the area of the funnel geometry/centering receptacle can be moved longitudinally without this being on funnel hits.
  • This enables the tool and the instrument to be designed to be compact in the longitudinal direction.
  • the funnel component is positioned/dimensioned in such a way that a proximal version of the flex section has sufficient space to escape and the tool is guided into the drive geometry/engagement receptacle during the coupling process.
  • An axial space is expediently formed in the proximal instrument shaft section distal to the drive shaft in order to ensure the longitudinal movement of the proximal socket/coupling region of the flex section with the drive section.
  • a drive train/gear train for bending the instrument shaft is designed radially outside or radially spaced from the tool shaft, for example having a ring gear surrounding the axial space/axial space.
  • the entire drive shaft is arranged in the proximal instrument shaft section and optionally in a proximal handle of the surgical instrument.
  • the entire bearing section can be arranged in the distal instrument shaft section and/or the entire drive section can be arranged in the proximal instrument shaft section.
  • the drive shaft advantageously forms a longitudinally extending engagement receptacle, in particular a profile hollow shaft section, for engagement with the drive section or its engagement section.
  • a length of the engagement receptacle corresponds to at least a displacement distance of a proximal end of the flex section at its maximum curvature.
  • a length of the engagement section of the tool and a length of the engagement receptacle of the instrument are coordinated with one another in such a way that they still overlap one another even when the flex section is maximally or minimally curved.
  • a distal pin is accommodated in the drive shaft in an axially displaceable and rotationally fixed manner, which has a counter-profile section at its distal end for engagement with the profile section in a rotational position-determined manner of the surgical tool.
  • the counter-profile section is designed to fit the profile section in such a way that it can only engage (completely) with the profile section in one or more specific orientations.
  • the counter profile section is a negative form of the profile section or has contact surfaces distributed in the circumferential direction for contact with surfaces of the profile section. If the rotationally symmetrical tool is coupled in the instrument shaft, it is brought into the correct position (rotational position) via such a pin.
  • the tool rotates into the correct position (is aligned in the correct position), so that, for example, the engagement section (for example the hexagonal profile) is aligned to match the engagement receptacle (for example a hexagon socket profile).
  • the engagement section for example the hexagonal profile
  • the engagement receptacle for example a hexagon socket profile
  • a spring element can expediently be provided in the drive shaft proximal to the distal pin, which is adapted to bias the distal pin in the distal direction. If the tool is not coupled to the instrument, it can thus be ensured that the distal pin or a distal end thereof is held in the area of the funnel or even further distally in order to enable early alignment of the engagement section for receiving the intervention.
  • the spring element thus ensures guidance of the distal pin.
  • the spring/spring element in particular has a very small spring rate (is a very soft spring) in order to enable easy insertion of the tool and also not to put excessive strain on the flex section.
  • the spring can be a mechanical spring, for example a spiral spring, or for example a pneumatic spring.
  • a proximal pin can preferably be provided proximal to the spring element, which is received (in particular in a rotationally fixed manner) in the drive shaft and supports the spring element proximally. More preferably form the The distal pin, the proximal pin and the spring element are a coupling aid, and are in particular connected to one another in a rotational manner (e.g. welded/glued).
  • the proximal pin and/or the distal pin can have a tool holder, for example an adjustment slot, at its respective proximal end.
  • the tool holder(s) is/are accessible, for example using a screwdriver, at least during assembly of the instrument. Thus, these tool holder(s) are/are provided for setting a rotational alignment of the counter profile section relative to the engagement holder of the drive shaft or to the engagement section of the tool.
  • the surgical instrument is a hand instrument with a proximal grip element for gripping by a user, from which the instrument shaft extends in the distal direction.
  • the object on which the present disclosure is based is achieved by a system comprising a surgical tool described above and a surgical instrument described above.
  • FIG. 1 shows a surgical tool according to a first embodiment of the present disclosure at the bottom and the surgical tool at the top without a bearing bush mounted thereon.
  • Fig. 2 shows a detailed view of a flex section of the surgical tool shown in Fig. 1.
  • Fig. 3 shows a bearing bush of the surgical tool shown in Fig. 1.
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through the surgical tool shown in Fig. 1.
  • FIG. 5 shows the surgical tool shown in FIG. 1 mounted in a surgical instrument according to an embodiment of the present disclosure in a straightened state (top) and in an angled state (bottom).
  • Fig. 6 shows a view of a proximal instrument shaft section of the instrument shown in Fig. 5.
  • Fig. 7 shows a coupling aid of the instrument shown in Fig. 5 in a state in which the tool shown in Fig. 1 is not mounted (top) and in a state in which the tool is mounted (bottom).
  • FIG. 8 illustrates a coupling process between the tool shown in FIG. 1 and the instrument shown in FIG. 5.
  • Fig. 9 illustrates a setting of the coupling aid shown in Fig. 7.
  • the tool 1 shows on the left a surgical tool 1 according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the tool 1 has a distal tool tip 2, for example a milling head.
  • a tool shank extends proximally from the tool tip 2.
  • the tool shank has a bearing section 3 connected (directly) to the tool tip, which in turn is connected (directly) to a more proximal flex section 4, which is connected (directly) to a most proximal drive section 5 is.
  • the drive section 5 has an engagement section 6, which is designed, for example, as a hexagonal profile.
  • a proximal end of the drive section 5 forms a centering end 7, more precisely, a hundredweight tip with a profile section in the form of a pyramid extending in the longitudinal direction.
  • the bearing section 3 carries a bearing bush 8, which will be described in more detail below with reference to FIG. 3.
  • the surgical tool is shown without the bearing bush 8. It can be seen that the bearing section 3 forms a section with a reduced diameter, which is limited proximally by a radial step of the bearing section 3 and distally by a radial projection of a proximal end of the tool tip 2.
  • the bearing bush 8 is attached to the section with a reduced diameter on the right in the illustration.
  • FIG. 2 shows a detailed view of a flex section 4 of the surgical tool 1 shown in FIG. 1.
  • the flex section 4 has two radial layers.
  • a radially inner layer is formed by fibers/strands which are wound around a longitudinal axis of the tool 1 in a first winding direction.
  • a radially outer layer is formed by fibers/strands which are wound around the longitudinal axis of the tool 1 in a second winding direction, opposite to the first winding direction.
  • FIG. 3 shows a bearing bushing 8 of the surgical tool 1 shown in FIG. 1.
  • the bearing bush 8 has a housing 9, which forms a radial outer wall of the bearing bush 8.
  • a circumferential groove is formed in the radial outer wall as an engagement element or as a bearing coupling element 10.
  • a ball groove bearing 11 (bearing for short) is mounted in the housing 9 at both ends of the housing 9.
  • One of the bearings 11 (the proximal one) is fixedly connected to the housing 9, while the other bearing 11 (the distal one) is floatingly mounted therein.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the surgical tool 1 shown in FIG. 1.
  • the ends of the flex section 4 are each accommodated in receptacles which are formed at the proximal end of the bearing section 3 or at the distal end of the drive section 5. Furthermore, it can be seen that the bearing bush 8 is fixed in position in the axial direction by radial shoulders, which are formed by the tool tip 2 or the bearing section 3.
  • FIG. 5 shows the surgical tool 1 shown in FIG. 1 mounted in a surgical instrument 15 according to an embodiment of the present disclosure in a straightened/stretched state (top) and in an angled state (bottom).
  • the instrument 15 has a proximal (instrument) shaft section 16 and a distal (instrument) shaft section 17, the mutually facing end faces of which are oblique with respect to the longitudinal axis and are connected to one another via a rotating mechanism, such that the proximal and distal shaft sections 16 cannot be rotated ,17 results in an angling of them relative to each other, as shown in the illustration below.
  • the tool 1 is fixed in position in the axial direction with respect to the instrument 15 via the bearing bush 8.
  • the bearing bushing 8 or the proximal deep groove ball bearing 11 forms a stop surface on its proximal end face, with which the bearing bushing 8 rests on a housing of the distal shaft section 17.
  • the housing of the distal shaft section 17 also houses a locking mechanism with a spring-loaded slide 18, which biases a locking body 19 radially inwards, for engagement in the engagement element or the bearing coupling element 10 or the groove of the bearing bush 8.
  • the engagement element or the bearing coupling element 10 also determines a position of the bearing bush 8 relative to the distal shaft section 17 in the distal direction.
  • the flex section 4 extends from the bearing section 3 to the drive section 5 through the instrument shaft 16, 17 and, if necessary (see illustration below), follows an angle between the proximal and distal shaft sections 16, 17.
  • a proximal end of the flex section 4 is in the area of an axial Space / axial space (for example within a ring gear of the Rotary mechanism) connected to the drive section 5.
  • the drive section 5, in particular its engagement section 6, is received in an engagement receptacle 21 of the drive shaft 20 in a form-fitting and axially displaceable manner.
  • the engagement receptacle 21 is designed to be complementary to the engagement section 6, for example in the form of a hexagon socket profile.
  • a distal end of the drive shaft 20 forms a funnel-shaped centering receptacle 22, which initially extends radially outwards in order to provide a radial distance between one of the engagement receptacles 21 and the drive section 5, so that a radially thickened coupling area on which the flex section 4 and the drive section 5 are connected, can be moved within the centering receptacle 22.
  • the centering receptacle 22 then extends radially widening in the distal direction in order to form an insertion aid for the drive section 5 when assembling the tool 1.
  • Fig. 6 shows a view of a proximal instrument shaft section 16 of the instrument shown in Fig. 5, in which the tool 1 is not mounted.
  • the engagement receptacle 21 of the drive shaft 22, which is designed here as an example as a hexagon socket, can be seen.
  • Fig. 7 shows a coupling aid of the instrument shown in Fig. 5 in a state in which the tool shown in Fig. 1 is not mounted (top) and in a state in which the tool is mounted (bottom).
  • the coupling aid has a distal pin 23, which is mounted or non-rotatable at its proximal end attached spring element 24 and a proximal pin 25 mounted or twisted at its proximal end.
  • the distal and proximal pins 23, 25 and the spring element 24 are accommodated in the drive shaft 20.
  • the drive shaft 20 can be in several parts.
  • the distal pin 23 is arranged to be rotatable and axially displaceable relative to the drive shaft 20.
  • the proximal pin 25 and the spring element 24 are also rotatably arranged therein.
  • the spring element 24 biases the distal pin 23 in the distal direction.
  • its distal end protrudes from the drive shaft 20 when the tool 1 is not mounted and the spring element 24 is not compressed, as can be seen in the upper illustration in FIG. 7.
  • the distal pin 23 is pushed back in the proximal direction by the drive section 5 of the tool 1 and the spring element 24 is compressed, as can be seen in the lower illustration in FIG.
  • FIG. 8 illustrates a coupling process between the tool shown in FIG. 1 and the instrument shown in FIG. 5.
  • the tool shaft is inserted into the instrument shaft, but the bearing bush 8 is still outside the instrument shaft.
  • the centering end 7 of the drive section 7 is inserted into the funnel-shaped centering receptacle 22 and is centered by this or guided to the engagement receptacle 21.
  • the distal end of the distal pin 23 is arranged, which forms a counter profile section 26 for receiving and aligning the profile section 7 of the drive section 5.
  • the counter profile section is aligned with the engagement receptacle 21 of the drive shaft 20 in such a way that when the profile section 7 is immersed in the counter profile section 26, as shown in the illustration “B”, the engagement section 6 of the drive section 5 is aligned with the engagement receptacle 21 of the drive shaft
  • the driving portion 5 pushes the distal pin 23 in the proximal direction and becomes the engaging portion 6 of the driving portion of the tool 1 into the engaging receptacle
  • Fig. 9 illustrates a setting of the coupling aid shown in Fig. 7.
  • a proximal end of the proximal pin 25 is shown, on which a tool holder 27, which is slot-shaped here as an example, is provided.
  • an adjusting tool 28 can be inserted into the tool holder in order to more precisely align the proximal pin 25 together with the spring element 24 and distal pin 23 connected to it in a rotationally fixed manner, its counter profile section, with the engagement receptacle 21 of the drive shaft 20.
  • a tool holder for adjusting the distal pin 23 can also be provided directly on the distal pin 23.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein chirurgisches Werkzeug (1) und ein chirurgisches Instrument (15), wobei das Werkzeug (1) dazu ausgebildet ist, in einen Instrumentenschaft (16, 17) des chirurgischen Instruments (15) eingesetzt zu werden und Folgendes aufweist: eine distale Werkzeugspitze (2), einen Werkzeugschaft (3, 4, 5), welcher sich von der distalen Werkzeugspitze (2) in proximaler Richtung erstreckt und einen distalen Lagerabschnitt (3) sowie einen proximal dazu angeordneten Antriebsabschnitt (5) aufweist, welcher zum formschlüssigen Eingriff mit einer Antriebswelle (20) des chirurgischen Instruments (15) ausgebildet ist, und eine Lagerbüchse (8), welche auf dem distalen Lagerabschnitt (3) montiert ist und ein Lagerkopplungselement (10) zur lösbaren Kopplung mit einem Instrumentenschaft (16, 17) des chirurgischen Instruments (15) aufweist.

Description

Flexibles chirurgisches Werkzeug mit integrierter Lagerbaugruppe
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein chirurgisches Instrument und ein darin montiertes oder montierbares chirurgisches Werkzeug.
In der Operationstechnik ist es vorteilhaft, den distalen Schaftabschnitt eines Schafts eines medizinischen Handinstruments abzuwinkeln. Dadurch können Operationen in geringem Raum durchgeführt werden, beispielsweise bei Operationen an der Wirbelsäule.
Stand der Technik
Aus dem Bereich der Operationsroboter sind schon seit längerem Instrumente bekannt, die eine Abwinklung der distalen Spitze ermöglichen. Dadurch wird eine präzise Bewegung der Instrumente auf engstem Raum ermöglicht. Allerdings werden bei diesen Instrumenten keine rotierenden Werkzeuge abgewinkelt. Ein Beispiel hierfür ist der Operationsroboter „Da Vinci“ von der Firma Intuitive Surgical.
Es sind verschiedene abwinkelbare medizinische Geräte auf dem Markt erhältlich. So hat die Firma Human Xtensions eine abwinkelbare Zange entwickelt. Ein Operateur kann handgehaltene robotische Instrumente nutzen, um „grobe“ Handbewegungen in feinfühlige Bewegungen an der Instrumentenspitze zu übersetzen. Eine Instrumentenspitze kann bei diesem Instrument über einen flexiblen Bereich, welcher sich über eine Länge von ca. 20 mm erstreckt, abgewinkelt werden. Der flexible Bereich wird durch eine Art Kunststoff-Stent gestützt. Die Verstellung erfolgt mittels außen am Stent vorbei geführter Drahtlitzen. Nachteilig ist hier die Länge des Biegebereichs, sowie die sehr nachgiebige Spitze. Die Nachgiebigkeit ist hierbei durch den Kunststoff- Stent und die Drahtlitzen bedingt. Weiterhin gibt es bereits Hersteller von winkelbaren Fräs-Handstücken/ medizinischen Handinstrumenten. Diese werden vorwiegend bei endoskopischen Eingriffen an der Wirbelsäule eingesetzt und ermöglichen minimal-invasive Techniken, sowie die einfache Bearbeitung schwer zugänglicher Strukturen in diesem Bereich. Die Gelenkkonstruktionen dieser Fräs-Handstücke weisen eine eher offene Bauform auf und besitzen eine gewisse Flexibilität der Winkelung. D.h. bei Druck auf die Fräserspitze wird der Winkel leicht verändert. Weiterhin sind bei diesen Fräs- Handstücken nur Abwinkelungen von bis zu 36° möglich. Ein Beispiel hierfür sind Fräs- Handstücke der Firma Joimax.
Ferner existieren Highspeed Fräshandstücke/ medizinische Handinstrumente mit gewinkeltem Schaft. Dank wechselbarer Schäfte kann ein Handstück zwischen drei Varianten gewählt werden: 0°-, 7,5°- und 15°-Abwinkelung. Größter Nachteil ist dabei der große Biegeradius, über den die Abwinkelung realisiert wird. Dieser verbraucht sehr viel Platz und beschränkt die Aktionsmöglichkeiten im OP-Feld. Außerdem ist der Winkel nicht intraoperativ verstellbar. Durch die fixe Winkelung ist kein endoskopisches Arbeiten mit den gewinkelten Schäften möglich, da sie sich nicht in den geraden Arbeitskanal des Endoskops einschieben lassen. Weiterhin ist die maximale Abwinkelung mit 15° nicht besonders groß.
Aus den Offenbarungen DE 10 2017 010 033 A1 und US 10 178 998 B2 sind Fräser mit abwinkelbaren Köpfen bekannt. Beide Lösungen sind über Gabelgelenke realisiert.
Zusammenfassung der Offenbarung
Der vorliegenden Offenbarung liegt eine Aufgabe zugrunde, Nachteile des Stands der Technik zu reduzieren oder zu vermeiden. Insbesondere soll ein chirurgisches Werkzeug und/ oder ein chirurgisches Instrument und/ oder ein zugehöriges System bereitgestellt werden, welches einfach und kostengünstig ist und bei hohen Drehzahlen eine präzise Führung ermöglicht. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein chirurgisches Werkzeug, ein chirurgisches Instrument und ein zugehöriges System entsprechend mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden später genauer beschrieben.
Genauer ausgedrückt, wird die Aufgabe gelöst durch ein chirurgisches Werkzeug, welches dazu ausgebildet ist, in einen Instrumentenschaft eines chirurgischen Instruments eingesetzt zu werden. Das Werkzeug hat eine distale Werkzeugspitze, wie z.B. einen Bohrer oder Fräser. Ferner hat das Werkzeug einen Werkzeugschaft, welcher sich von der distalen Werkzeugspitze in proximaler Richtung erstreckt und einen distalen Lagerabschnitt sowie einen proximal dazu angeordneten Antriebsabschnitt aufweist. Der Antriebsabschnitt ist zum formschlüssigen Eingriff mit einer Antriebswelle des chirurgischen Instruments ausgebildet. Weiterhin hat das Werkzeug eine Lagerbüchse, welche auf dem distalen Lagerabschnitt montiert ist und ein Lagerkopplungselement zur lösbaren Kopplung mit einem Instrumentenschaft, insbesondere einem distalen Instrumentenschaftabschnitt, des chirurgischen Instruments.
In anderen Worten ausgedrückt, ist ein chirurgisches Werkzeug für die Integration in ein chirurgisches Instrument, insbesondere in ein Handstück/ ein handgehaltenes Instrument, mit einer integrierten Lagerbaugruppe bereitgestellt. Das Werkzeug hat einen Werkzeugkopf oder eine Werkzeugspitze, welche/r beispielsweise zur Bearbeitung von menschlichen Gewebe, Knochen, etc. angepasst ist, sowie einen Werkzeugschaft, an dessen distalem Ende der Werkzeugkopf/ die Werkzeugspitze angeordnet ist. Der Werkzeugschaft ist dazu angepasst, in einen Instrumentenschaft eines chirurgischen Instruments, insbesondere Handinstruments, (aus einer distalen Richtung) eingeführt und darin mit einem durch das Instrument bereitgestellten Antrieb zum Antreiben der Werkzeugspitze/des Werkzeugkopfs gekoppelt zu werden. Ferner hat das Werkzeug einen (insbesondere unmittelbar) proximal vom Werkzeugkopf/ von der Werkzeugspitze auf den Werkzeugschaft befestigte/s Lagerelement/ Lagerbüchse, welche/s gemeinsam mit dem Werkzeug am/ im Instrumentenschaft befestigbar ist. Genauer ist das chirurgische Werkzeug, insbesondere der Werkzeugschaft und die Lagerbüchse, dazu ausgebildet, in ein distales Ende des Instrumentenschafts eingeführt zu werden. Insbesondere ist die Lagerbüchse in einem nicht in das chirurgische Instrument eingesetzten Zustand axialfest am Lagerabschnitt des Werkzeugschafts montiert. In anderen Worten ist die Lagerbüchse bevorzugt in einem Zustand, in welchem das Werkzeug einzeln vorliegt, d.h. in welchem es nicht in den Instrumentenschaft eingeführt ist, zumindest axialfest mit dem Lagerabschnitt des Werkzeugschafts verbunden. Bevorzugt hat die Lagerbüchse einen größeren Durchmesser als der gesamte Werkzeugschaft proximal von der Lagerbüchse, bevorzugt als ein gesamter Abschnitt des Werkzeugs proximal von der Lagerbüchse. Insbesondere hat die Lagerbüchse einen größeren Durchmesser als der Antriebsabschnitt des Werkzeugschafts. Ferner bevorzugt ist die gesamte Lagerbüchse distal von dem Antriebsabschnitt angeordnet. Bevorzugt hat die Lagerbüchse einen Innenring, welcher im Wesentlichen axial- und rotationsfest mit dem Lagerabschnitt verbunden ist. Weiter bevorzugt hat die Lagerbüchse einen drehbar (und abgesehen von einem Lagerspiel axialfest) zum Innenring bereitgestellten Außenring. Am Außenring ist bevorzugt das Lagerkopplungselement bereitgestellt, insbesondere an einer radialen Außenfläche des Außenrings. Bevorzugt hat das Werkzeug an einem distalen Ende der Lagerbüchse oder distal von der Lagerbüchse eine Dichtung, insbesondere in Form einer Abdeckscheibe. Dadurch kann insbesondere ein Eindringen von Schmutz und/ oder Fluid in die Lagerbüchse und in den Instrumentenschaft verringert oder verhindert werden. Bevorzugt sind distal von der Lagerbüchse nur die Werkzeugspitze und ggf. eine Dichtung angeordnet. Bevorzugt sind distal von der Lagerbüchse abgesehen ggf. von einer Dichtung keine Bauteile angeordnet, welche unmittelbar mit dem radial außerhalb davon liegenden Instrumentenschaft Zusammenwirken.
In solchen Werkzeugen und Instrumenten wird eine hohe Drehzahl bei gleichzeitig niedriger Temperatur sowie eine präzise Positionierung der Werkzeugspitze/ des Werkzeugkopfs ermöglicht, welche/r stets einen konstanten Überstand über ein distales Ende des Instrumentenschafts hat. Der spezielle Werkzeugaufbau ermöglicht eine präzise Werkzeugführung, einen störungsfreien Lauf und eine optimierte Werkzeugkupplung im Gehäuse des Instruments. Ferner ist eine besonderes einfache Montage und Demontage des Werkzeugs möglich.
Bevorzugt hat der Werkzeugschaft ferner einen biegeflexiblen und torsionssteifen Flexabschnitt, welcher zwischen dem Lagerabschnitt und dem Antriebsabschnitt angeordnet ist. Dadurch wird eine Abwinklung der Werkzeugspitze bezüglich des Werkzeugschafts und des Instrumentenschafts bei gleichzeitiger präziser Positionierung des Werkzeugs und einer hohen Laufruhe, ermöglicht. Der flexible Anteil bzw. der Flexabschnitt sorgt dafür, dass das Werkzeug sowohl in einer Umstellung als auch in einer abgewinkelten Stellung (z.B. 45°) betrieben werden kann und ein Drehmoment übertragen kann. Beispielsweise kann der Flexabschnitt an seinem distalen Ende, zum Beispiel über eine Gabel oder Aufnahme des Lagerabschnitts, mit dem Lagerabschnittverbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Flexabschnitt an seinem proximalen Ende, zum Beispiel über eine Gabel oder Aufnahme des Antriebsabschnitts, mit dem Antriebsabschnitt verbunden sein. Ein im Bereich der Gabel oder Aufnahme verdickter Abschnitt des Lagerabschnitts kann gleichzeitig als eine radiale Schulter zur Anlage der Lagerbüchse dienen.
Insbesondere wird eine Abwinklung der Werkzeugspitze bezüglich des Werkzeugschafts von 30-60°, bevorzugt zumindest 45°, bereitgestellt. Dadurch, dass die Krümmung des Flexabschnitts von außen, durch eine Abwinklung des Instrumentenschafts, vorgegeben wird, wird ferner für die Abwinklung nur eine geringe axiale Länge benötigt.
Ein solcher Flexabschnitt kann beispielsweise durch eine spezielle Flechtung von einzelnen Litzen bereitgestellt werden. Der Flexabschnitt kann eine Drehmomentlitze aufweisen, insbesondere mit mehreren Schichten wechselnder Wickelrichtung. D. h., der Flexabschnitt kann eine erste Hülse aus in einer ersten Richtung gewundenen Einzellitzen bzw. Einzelfasern und eine (damit fest verbundene) zweite Hülse aus in einer zweiten Richtung gewundenen Einzellitzen bzw. Einzelfasern aufweisen. Somit kann ein Rechts- und Linkslauf realisiert werden, ohne dass sich die Litze aufdreht und selbst zerstört. Insbesondere sind der Antriebsabschnitt und/ oder der Lagerabschnitt biege- und torsionssteif, zum Beispiel stab- oder rohrförmig, ausgebildet. Dadurch ist eine besonders präzise Kopplung zum Antrieb des Instruments bzw. eine besonders gute Lagerung über die Lagerbüchse möglich.
Weiter insbesondere ist das chirurgische Werkzeug ein rotierend anzutreibendes Werkzeug, insbesondere ein Fräs- oder Bohrwerkzeug.
Es ist von Vorteil, wenn die Lagerbüchse eine proximale Stirnseite aufweist, welche eine Anschlagsfläche zur Anlage im Instrumentenschaft, insbesondere in dessen distalem Schaftabschnitt, bildet. Dadurch ist es möglich, eine Position der Werkzeugspitze relativ zum Instrumentenschaft genau festzulegen, sodass bei allen einstellbaren Winkeln der Werkzeugspitze relativ zum Werkzeugschaft ein konstanter Überstand der Werkzeugspitze über ein distales Ende des Instrumentenschafts sichergestellt wird. Zudem wird durch die proximal an der Lagerbüchse vorgesehene Anschlagsfläche verhindert, dass bei Belastung der Werkzeugspitze eine entsprechende Last auf den Flexabschnitt übertragen wird und dieser im Betrieb gestaucht oder zu stark belastet würde.
Bevorzugt bildet das Lagerkopplungselement einen radialen Rücksprung oder einen radialen Vorsprung an oder in einer Umfangswand der Lagerbüchse. Beispielsweise kann ein radialer Rücksprung in Form einer Umfangsnut vorgesehen sein. Am Instrumentenschaft kann radial innen ein passendes Gegenkopplungselement bzw. ein Rastmechanismus (zum Beispiel mit einem Rastkörper in Form eines Kugeldruckelements) vorgesehen sein, um mit dem radialen Rücksprung oder dem radialen Vorsprung in Eingriff zu kommen bzw. zu ver sten, beispielsweise nach Art einer Klickverbindung. Dies ermöglicht eine besonders schnelle, einfache Montage und insbesondere eine einfache Lagefestlegung der Lagerbüchse am Instrumentenschaft in Axialrichtung. Das Gehäuse der Lagerbüchse sorgt für ein sicheres und einfaches Einsetzen des Werkzeugs in den Schaft beim Kopplungsvorgang.
Weiter bevorzugt stellt die Lagerbüchse eine einreihige, noch weiter bevorzugt eine doppelreihige, Wälzlagerung mit einem bzw. zwei Wälzlagemngen bereit (ein Miniatur-Wälzlager/ -Kugellager). Die Wälzlagerung kann Rillenkugellager oder Schrägkugellager aufweisen, wobei letztere die Vorteile einer besseren Lastaufnahme und eines einfacheren Zusammenbaus aufweisen. Hierdurch kann eine besonders hohe Eignung für hohe Drehzahlen bei einer gleichzeitig niedrigen Temperatur des Werkzeugs erreicht werden. Im Fall einer doppelreihigen Wälzlagerung wird ein besonders ruhiger Lauf und eine besonders niedrige Temperatur des Werkzeugs erreicht und kann ein Risiko eines Verkippens des Werkzeugs besonders stark minimiert werden. Dadurch ist das Werkzeug besonders stabil ausgeführt und wird der Flexabschnitt besonders wenig belastet.
Insbesondere hat die Lagerbüchse bei einer doppelreihigen Wälzlagerung eine radial innere Distanzbuchse und/oder ein Vorspannelement, welche eine Axiallage der zwei Wälzlagerringe zueinander bestimmen. D. h., die Distanzbuchse kann jeweils zwischen den einzelnen Lagern angeordnet und an diesen, zum Beispiel an deren Innenringen, anliegend sein, um sie relativ zueinander zu positionieren. Das Vorspannelement kann zum Beispiel eine Wellfederscheibe sein und kann zwischen einem der Lager und einem Gehäuseabschnitt der Lagerbüchse eingesetzt sein. Somit kann das Vorspannelement das entsprechend benachbarte Lager in Axialrichtung nach außen in Bezug auf das jeweils andere Lager vorspannen. Somit können Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden, kann eine Lebensdauer der Lager bzw. der Lagerbüchse erhöht werden und kann ein Geräuschpegel reduziert werden. Bevorzugt kann die Lagerbüchse, insbesondere an ihrer distalen Seite, eine Abdeckscheibe aufweisen, welche ein entsprechend benachbartes der Lager vor mechanischem Schaden und gegebenenfalls vor Eindringen einer Flüssigkeit (bei einer Ausführung als eine Dichtscheibe) schützt.
Bevorzugt ist die Lagerbüchse in Axialrichtung zwischen dem Lagerabschnitt und der distalen Werkzeugspitze montiert, z.B. zwischen einer ersten Umfangstufe des Lagerabschnitts und einer zweiten Umfangsstufe der distalen Werkzeugspitze. Beispielsweise kann die distale Werkzeugspitze mit dem Lagerabschnitt verschraubt sein. Zum Beispiel kann die distale Werkzeugspitze ein Innengewinde ausbilden, welches auf ein Außengewinde des Lagerabschnitts aufgeschraubt ist. Dadurch müssen keine zusätzlichen Elemente vorgesehen werden, um die Lagerbüchse am Werkzeugschaft zu befestigen. Optional kann der Lagerabschnitt (einstückig) mit der Werkzeugspitze verbunden sein. Die Lagerbüchse kann über eine Schraubenmutter o.Ä. auf dem Lagerabschnitt befestigt sein.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Antriebsabschnitt zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Eingriffsabschnitt bildet, insbesondere einen Profilwellenabschnitt, wie zum Beispiel ein Sechskantprofil. Ein sich in Axialrichtung erstreckender Abschnitt, insbesondere mit einem entlang der Axialrichtung konstanten Querschnittsprofil, ermöglicht eine Längsverschiebung zwischen dem Antriebsabschnitt und der Antriebswelle, welche beispielsweise durch das Abwinkeln des Flexabschnitts auftreten kann. Ein Profilwellenabschnitt ist zudem besonders gut geeignet, um ein Antriebsdrehmoment aufzunehmen. Somit kann das Werkzeug im gekoppelten Zustand mit einem Rohr (der Antriebswelle) formschlüssig verbunden sein, welches über einen Motor im Instrument/ im Handstück/ in einem Instrumentengriff antreibbar ist. Das Rohr kann fest mit der Eingriffsaufnahme verbunden sein, welche zum Beispiel eine Sechskantgeometrie aufweist, worüber das gesamte Werkzeug rotiert werden kann und zum Beispiel ein Fräskopf Material abtragen kann.
Bevorzugt entspricht eine Länge des Eingriffsabschnitts zumindest einer maximalen Verschiebedistanz eines proximalen Endes des Flexabschnitts bei dessen maximaler Krümmung. Somit kann bei jedem Abwinklungsgrad der Werkzeugspitze relativ zum Werkzeugschaft eine Überlappung und somit eine Drehmomentübertragung zwischen dem Eingriffsabschnitt und einer Eingriffsaufnahme der Antriebswelle gewährleistet werden, mit welcher der Eingriffsabschnitt zusammenwirkt. In anderen Worten ausgedrückt, kann es zu einer Verschiebung/Längenänderung am proximalen Bereich des Werkzeugs kommen. Grund dafür ist die Fixierung zwischen dem distalen Ende des Instrumentenschafts und dem Werkzeug über die Lagerbüchse sowie eine veränderte Werkzeugführung im gewinkelten Zustand und eine sich dadurch ändernde Biegelinie des Flexabschnitts. Ein entsprechender Längenausgleich am proximalen Bereich wird durch eine Länge (Ausdehnung in Axialrichtung) des angetriebenen Eingriffsabschnitts/ Profilwellenabschnitts/ Sechskants erreicht. In anderen Worten ausgedrückt, sind der Eingriffsabschnitt und die Eingriffsaufnahme derart ausgebildet, dass diese in axialer Richtung im Wesentlichen frei zueinander verschiebbar/ anschlagsfrei verschiebbar sind. Eine dadurch bedingt reduzierte angetriebenen Länge des Eingriffsabschnitts beträgt wenige Millimeter und kann bei einer Gesamtlänge des Eingriffsabschnitts berücksichtigt werden, um eine sichere Übertragung des Drehmoments zu gewährleisten.
Vorteilhafter Weise bildet der Antriebsabschnitt ein proximales Zentrierende, insbesondere eine Zentrierspitze mit angeschrägten Seitenwänden oder einer angeschrägten Umfangswand. Dies ermöglicht ein einfaches Einführen des Antriebsabschnitts in die Antriebswelle, da durch das Zentrierende Fluchtungsfehler dazwischen ausgeglichen werden können. Weiter bevorzugt bildet das Zentrierende einen Profilabschnitt, insbesondere mit einer dreiseitigen Pyramidenform, welcher zum rotationslagebestimmten Eingriff mit einem Konterprofilabschnitt des chirurgischen Instruments ausgebildet ist. Ein Profilabschnitt des proximalen Zentrierendes ist zu verstehen als ein Abschnitt, welcher eine Profilierung hat (d. h. eine Form, die nicht kontinuierlich Rotation symmetrisch ist), die zumindest teilweise in der axialen Richtung ausgerichtet ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Profilabschnitt mit einem passenden Konterprofilabschnitt nur in einer (oder einer bestimmten Anzahl von) bestimmten rotatorischen/ Dreh-Positionen in Verbindung gebracht werden können.
Alternativ oder zusätzlich wird die der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch ein chirurgisches Instrument mit einem Instrumentenschaft, welcher distal offen und zur Aufnahme eines chirurgischen Werkzeugs nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist. Der Instrumentenschaft hat einen distalen Instrumentenschaftabschnitt, in welchem ein Gegenkopplungselement bzw. ein Rastmechanismus bereitgestellt ist, das/der zur lösbaren Kopplung mit dem Lagerkopplungselement des chirurgischen Werkzeugs ausgebildet ist. Insbesondere ist der Rastmechanismus ein federvorgespannter oder vorspannbarer Rastmechanismus. D.h. er kann ein Eingriffselement aufweisen, welches über ein Federelement mit dem distalen Instrumentenschaftabschnitt verbunden ist und durch das Federelement, insbesondere nach radial innen, vorspannbar oder vorgespannt ist. Ferner hat der Instrumentenschaft einen proximalen Instrumentenschaftabschnitt, welcher eine Antriebswelle aufweist, die zum formschlüssigen Eingriff mit dem Antriebsabschnitt des chirurgischen Werkzeugs ausgebildet ist.
Insbesondere handelt es sich um ein chirurgisches Instrument oder Handstück mit einer voll integrierten Drehmechanik.
Bevorzugt weist das Gegenkopplungselement/ der Rastmechanismus ein federnd gelagertes Eingriffselement / einen Rastkörper auf. Ein solcher Rastmechanismus kann nach Art einer Klickverbindung mit der Lagerbüchse ver sten und somit ein taktiles und/oder hörbares Feedback zum vollendeten Einsetzen des Werkzeugs in das Instrument bereitstellen. D. h., dass Werkzeug ist betriebsbereit, wenn am Ende des Kopplungsvorgangs die axiale Fixierung des Werkzeuges stattgefunden hat
Weiter bevorzugt sind der distale Instrumentenschaftabschnitt und der proximale Instrumentenschaftabschnitt zueinander abwinkelbar. Insbesondere sind der distale Instrumentenschaftabschnitt und der proximale Instrumentenschaftabschnitt an einander zugewandten Stirnseiten angeschrägt und relativ zueinander verdrehbar, um eine Abwinkelung des Instrumentenschafts zu erreichen. Bevorzugt ist ein Getriebezug zum Drehen des distalen Instrumentenschafabschnitts relativ zum proximalen Instrumentenschaftabschnitt radial außerhalb, insbesondere beabstandet, vom Werkzeugschaft und/ oder der Antriebswelle angeordnet.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die Antriebswelle eine distale Zentrieraufnahme bildet, insbesondere in Form eines Trichters mit angeschrägten Seitenwänden. Dies verbessert weiter eine Zentrierung/ ein Ausgleichen von Fluchtungsfehlern beim Einsetzen des Werkzeugs (des Antriebsabschnitts) in das Instrument (in die Antriebswelle). Bevorzugt erstreckt sich die Zentrieraufnahme ausgehend von einer Hohlwelle zunächst nach radial außen und anschließend trichterartig schräg in Richtung proximal und radial außen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Trichtergeometrie einen radialen Abstand zum Antriebsabschnitt hat. Somit kann ein gegebenenfalls im Vergleich zum Antriebsabschnitt verdickter Kopplungsbereich zwischen dem Flexabschnitt und dem Antriebsabschnitt im Bereich der Trichtergeometrie/der Zentrieraufnahme längsbewegt werden, ohne dass diese am Trichter anstößt. Dies ermöglicht eine in Längsrichtung kompakte Ausgestaltung des Werkzeugs und des Instruments. In anderen Worten ausgedrückt, ist das Trichterbauteil so positioniert/ dimensioniert, dass eine proximale Fassung des Flexabschnitts ausreichend Bauraum zum Ausweichen hat und das Werkzeug im Kopplungsvorgang in die Antriebsgeometrie/ Eingriffsaufnahme geführt wird.
Zweckmäßiger Weise ist im proximalen Instrumentenschaftabschnitt distal zur Antriebswelle ein Axialraum ausgebildet, um die Längsbewegung der proximalen Fassung/ des Kopplungsbereichs des Flexabschnitts mit dem Antriebsabschnitt zu gewährleisten. Hierfür ist es von Vorteil, wenn ein Antriebsstrang/Getriebezug zum Abwinkeln des Instrumentenschaft radial außerhalb bzw. radial beabstandet zum Werkzeugschaft ausgebildet ist, beispielsweise ein den Axialraum/ axialen Raum umgebendes Hohlrad aufweist.
Insbesondere ist die gesamte Antriebswelle im proximalen Instrumentenschaftabschnitt und optional in einem proximalen Handgriff des chirurgischen Instruments angeordnet. Ferner kann beim vollständig am Instrument montierten Werkzeug der gesamte Lagerabschnitt im distalen Instrumentenschaftabschnitt angeordnet sein und/oder kann der gesamte Antriebsabschnitt im proximalen Instrumentenschaftabschnitt angeordnet sein.
Vorteilhafterweise bildet die Antriebswelle eine sich längserstreckende Eingriffsaufnahme, insbesondere einen Profilhohlwellenabschnitt, zum Eingriff mit dem Antriebsabschnitt bzw. dessen Eingriffsabschnitt. Bevorzugt entspricht eine Länge der Eingriffsaufnahme zumindest einer Verschiebedistanz eines proximalen Endes des Flexabschnitts bei dessen maximaler Krümmung. Bevorzugt sind eine Länge des Eingriffsabschnitts des Werkzeugs und eine Länge der Eingriffsaufnahme des Instruments derart aufeinander abgestimmt, dass diese einander auch dann noch überlappen, wenn der Flexabschnitt maximal bzw. minimal gekrümmt ist.
Es ist ferner bevorzugt, wenn in der Antriebswelle ein distaler Pin axialverschiebbar und rotationsfest aufgenommen ist, der an seinem distalen Ende einen Konterprofilabschnitt zum rotationslagebestimmten Eingriff mit dem Profilabschnitt des chirurgischen Werkzeugs bildet. Der Konterprofilabschnitt ist derart passend zum Profilabschnitt ausgebildet, dass dieser nur in einer oder mehreren bestimmten Ausrichtungen (vollständig) mit dem Profilabschnitt in Eingriff kommen kann. Beispielsweise ist der Konterprofilabschnitt eine Negativform des Profilabschnitts oder hat in Umfangsrichtung verteilte Anlageflächen zur Anlage an Flächen des Profilabschnitts. Wird das rotationssymmetrische Werkzeug im Instrumentenschaft gekoppelt, wird es über einen solchen Pin in die richtige Position (Drehposition) gebracht. Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, das Werkzeug an der Lagerbüchse zu halten, da sich der Werkzeugschaft dann frei drehen kann. Aufgrund eines Zusammenwirkens/ einer Führung des Profilabschnitts und des Konterprofilabschnitts dreht sich das Werkzeug in die richtige Position (wird lagerichtig ausgerichtet), sodass zum Beispiel der Eingriffsabschnitt (zum Beispiel das Sechskantprofil) passend zur Eingriffsaufnahme (zum Beispiel einem Innensechskantprofil) ausgerichtet wird. Dies vereinfacht den Kupplungsvorgang und bringt das Werkzeug (insbesondere im Bereich des Trichters) in die richtige Position, sodass eine Fehlausrichtung des Eingriffsabschnitts zur Eingriffsaufnahme sowie ein Verkanten dazwischen weitestgehend verhindert wird.
Zweckmäßiger Weise kann in der Antriebswelle proximal zu dem distalen Pin ein Federelement bereitgestellt sein, welches dazu angepasst ist, den distalen Pin in Richtung distal vorzuspannen. Ist das Werkzeug nicht mit dem Instrument gekoppelt, kann somit gewährleistet sein, dass der distale Pin bzw. ein distales Ende desselben im Bereich des Trichters oder noch weiter distal gehalten wird, um frühzeitig eine Ausrichtung des Eingriffsabschnitts zur Eingriffsaufnahme zu ermöglichen. Das Federelement sorgt somit für eine Führung des distalen Pins. Die Feder/ das Federelement hat insbesondere eine sehr kleine Federrate (ist eine sehr weiche Feder), um ein leichtes Einsetzen des Werkzeugs zu ermöglichen und zudem den Flexabschnitt nicht übermäßig zu belasten. Die Feder kann eine mechanische Feder sein, zum Beispiel eine Spiralfeder, oder zum Beispiel auch eine pneumatische Feder.
Darüber hinaus kann bevorzugt proximal des Federelements ein proximaler Pin bereitgestellt sein, welcher (insbesondere rotationsfest) in der Antriebswelle aufgenommen ist und das Federelement proximal stützt. Weiter bevorzugt bilden der distale Pin, der proximale Pin und das Federelement eine Kupplungshilfe, und sind insbesondere drehtest miteinander verbunden (z.B. geschweißt/ geklebt). Der proximale Pin und/oder der distale Pin kann/können an seinem/ihrem jeweiligen proximalen Ende eine Werkzeugaufnahme, z.B. einen Einstellschlitz, aufweisen. Die Werkzeugaufnahme(n) ist/ sind zumindest während einer Montage des Instruments zum Beispiel durch einen Schraubendreher zugänglich. Somit ist/ sind diese Werkzeugaufnahme(n) zur Einstellung einer rotatorischen Ausrichtung des Konterprofilabschnitts relativ zur Eingriffsaufnahme der Antriebswelle bzw. zum Eingriffsabschnitt des Werkzeugs bereitgestellt.
Insbesondere ist das chirurgische Instrument ein Handinstrument mit einem proximalen Griffelement zum Greifen durch einen Anwender, von welchem sich der Instrumentenschaft in Richtung distal erstreckt.
Alternativ oder zusätzlich wird die der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch ein System aus einem vorstehend beschriebenen chirurgischen Werkzeug und einem vorstehend beschriebenen chirurgischen Instrument.
Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Diese sind jedoch nur veranschaulichender Natur und soll den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Fig. 1 zeigt unten ein chirurgisches Werkzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und oben das chirurgische Werkzeug ohne einer daran montierte Lagerbüchse.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht eines Flexabschnitts des in Fig. 1 gezeigten chirurgischen Werkzeugs.
Fig. 3 zeigt eine Lagerbüchse des in Fig. 1 gezeigten chirurgischen Werkzeugs. Fig. 4 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch das in Fig. 1 gezeigte chirurgische Werkzeug.
Fig. 5 zeigt das in Fig. 1 gezeigte chirurgische Werkzeug, welches in einem chirurgischen Instrument gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung montiert ist, in einem gerade ausgerichteten Zustand (oben) und in einem abgewinkelten Zustand (unten).
Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines proximalen Instrumentenschaftabschnitts des in Fig. 5 gezeigten Instruments.
Fig. 7 zeigt eine Kupplungshilfe des in Fig. 5 gezeigten Instruments in einem Zustand, in welchem das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug nicht montiert ist (oben) und in einem Zustand, in welchem das Werkzeug montiert ist (unten).
Fig. 8 veranschaulicht einen Kopplungsvorgang zwischen dem in Fig. 1 gezeigten Werkzeug und dem in Fig. 5 gezeigten Instrument.
Fig. 9 veranschaulicht eine Einstellung der in Fig. 7 gezeigten Kupplungshilfe.
Fig. 1 zeigt links ein chirurgisches Werkzeug 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Werkzeug 1 hat eine distale Werkzeugspitze 2, z.B. einen Fräskopf. Ein Werkzeugschaft erstreckt sich proximal von der Werkzeugspitze 2. Der Werkzeugschaft hat einen (unmittelbar) mit der Werkzeugspitze verbundenen Lagerabschnitt 3, welcher wiederum (unmittelbar) mit einem weiter proximalen Flexabschnitt 4 verbunden ist, welcher (unmittelbar) mit einem am weitesten proximalen Antriebsabschnitt 5 verbunden ist. Der Antriebsabschnitt 5 weist einen Eingriffsabschnitt 6 auf, welcher beispielhaft als ein Sechskantprofil ausgebildet ist. Ein proximales Ende des Antriebsabschnitts 5 bildet ein Zentrierende 7, genauer, eine Zentnerspitze mit einem Profilabschnitt, in Form einer sich in Längsrichtung erstreckenden Pyramide. Der Lagerabschnitt 3 trägt eine Lagerbüchse 8, welche nachstehend mit Verweis auf Fig. 3 genauer beschrieben wird. Oben in Fig. 1 ist das chirurgische Werkzeug ohne die Lagerbüchse 8 gezeigt. Dabei ist erkennbar, dass der Lagerabschnitt 3 einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser bildet, welcher proximal durch eine Radialstufe des Lagerabschnitts 3 und distal durch einen radialen Überstand eines proximalen Endes der Werkzeugspitze 2 begrenzt ist. Die Lagerbüchse 8 ist in der Darstellung rechts auf dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser befestigt.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht eines Flexabschnitts 4 des in Fig. 1 gezeigten chirurgischen Werkzeugs 1 . Der Flexabschnitt 4 hat zwei radiale Schichten. Eine radial innere Schicht wird durch Fasern/Litzen gebildet, welche in einer ersten Wickelrichtung um eine Längsachse des Werkzeugs 1 gewickelt sind. Eine radial äußere Schicht wird durch Fasern/Litzen gebildet, welche in einer zweiten Wickelrichtung, der ersten Wickelrichtung entgegengesetzt, um die Längsachse des Werkzeugs 1 gewickelt sind.
Fig. 3 zeigt eine Lagerbüchse 8 des in Fig. 1 gezeigten chirurgischen Werkzeugs 1 . die Lagerbüchse 8 hat ein Gehäuse 9, welches eine radiale Außenwand der Lagerbüchse 8 bildet. In der radialen Außenwand ist eine umlaufende Nut als ein Eingriffselement bzw. als ein Lagerkopplungselement 10 ausgebildet. An beiden Enden des Gehäuses 9 ist jeweils ein Kugelrillenlager 11 (kurz: Lager) in dem Gehäuse 9 montiert. Eines der Lager 11 (das proximal) angeordnete ist fest mit dem Gehäuse 9 verbunden, während das andere Lager 11 (das distal angeordnete) schwimmend darin montiert ist. Zwischen einer Gehäuseschulter des Gehäuses 9 und dem schwimmend montierten Lager 11 ist ein Vorspannelement 12 in Form einer Wellfederscheibe angeordnet, welches das entsprechende Lager 11 , insbesondere dessen Außenring, in Axialrichtung nach außen (im montierten Zustand zur Werkzeugspitze hin) vorspannt. Zwischen den Lagern 11 , insbesondere anliegend an deren Innenringen, ist eine Distanzbuchse 13 bereitgestellt, welche einen Axialposition der Lager 11 zueinander bestimmt. Der Distanzbuchse 13 gegenüberliegend, an einer Außenseite der Lagerbüchse 8, ist an dem distal am Werkzeug 1 ausgerichteten Lager 11 eine Abdeckscheibe 14 montiert, welche einen Spalt zwischen Innen-und Außenring des betreffenden Lagers 11 abdeckt und/oder abdichtet. Fig. 4 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch das in Fig. 1 gezeigte chirurgische Werkzeug 1 . Darin ist erkennbar, das Enden des Flexabschnitts 4 jeweils in Aufnahmen aufgenommen sind, die am proximalen Ende des Lagerabschnitts 3 bzw. am distalen Ende des Antriebsabschnitts 5 ausgebildet sind. Ferner ist erkennbar, dass die Lagerbüchse 8 in Axialrichtung durch radiale Schultern lagefestgelegt ist, welche durch die Werkzeugspitze 2 bzw. den Lagerabschnitt 3 gebildet sind.
Fig. 5 zeigt das in Fig. 1 gezeigte chirurgische Werkzeug 1 , welches in einem chirurgischen Instrument 15 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung montiert ist, in einem gerade ausgerichteten/ gestreckten Zustand (oben) und in einem abgewinkelten Zustand (unten). Das Instrument 15 hat einen proximalen (Instrumenten-) Schaftabschnitt 16 und einen distalen (Instrumenten-) Schaftabschnitt 17, deren einander zugewandte Stirnseiten bezüglich der Längsachse schräg verlaufen und miteinander über einen Drehmechanismus verbunden sind, derart, dass ein Verdrehen der proximalen und distalen Schaftabschnitte 16,17 zueinander ein Abwinkeln derselben zur Folge hat, wie in der unteren Darstellung gezeigt.
Das Werkzeug 1 ist bezüglich des Instruments 15 über die Lagerbüchse 8 in axialer Richtung lagefixiert. Die Lagerbüchse 8 bzw. das proximale Rillenkugellager 11 bildet an seiner proximalen Stirnseite eine Anschlagsfläche, mit welcher die Lagerbüchse 8 an einem Gehäuse des distalen Schaftabschnitts 17 anliegt. Das Gehäuse des distalen Schaftabschnitt 17 beherbergt ferner einen Rastmechanismus mit einem federgelagerten Schieber 18, welcher einen Rastkörper 19 nach radial innen vorgespannt, zum Eingriff in das Eingriffselement bzw. das Lagerkopplungselement 10 bzw. die Nut der Lagerbüchse 8. Durch den Eingriff des Rastkörpers 19 in das Eingriffselement bzw. das Lagerkopplungselement 10 ist eine Lage der Lagerbüchse 8 relativ zum distalen Schaftabschnitt 17 auch in distaler Richtung festgelegt.
Der Flexabschnitt 4 erstreckt sich von dem Lagerabschnitt 3 zum Antriebsabschnitt 5 durch den Instrumentenschaft 16,17 und folgt dabei gegebenenfalls (siehe untere Darstellung) einem Winkel zwischen dem proximalen und distalen Schaftabschnitten 16, 17. Ein proximales Ende des Flexabschnitts 4 ist im Bereich eines axialen Raums / Axialraums (zum Beispiel innerhalb eines Hohlrads des Drehmechanismus) mit dem Antriebsabschnitt 5 verbunden. Der Antriebsabschnitt 5, insbesondere dessen Eingriffsabschnitt 6, ist in einer Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle 20 formschlüssig und axial verschiebbar aufgenommen. Die Eingriffsaufnahme 21 ist komplementär zum Eingriffsabschnitt 6 ausgebildet, beispielsweise in Form eines Innensechskantprofils.
Ein distales Ende der Antriebswelle 20 bildet eine trichterförmige Zentrieraufnahme 22, welche sich zunächst nach radial außen erstreckt, um einen radialen Abstand zwischen einer der Eingriffsaufnahme 21 und dem Antriebsabschnitt 5 bereitzustellen, sodass ein radial verdickter Kopplungsbereich, an welchem der Flexabschnitt 4 und der Antriebsabschnitt 5 verbunden sind, innerhalb der Zentrieraufnahme 22 verschiebbar ist. Anschließend erstreckt sich die Zentrieraufnahme 22 sich radial aufweitend in distaler Richtung, um eine Einführhilfe für den Antriebsabschnitt 5 bei der Montage des Werkzeugs 1 zu bilden.
Wie beim Vergleichen der unteren und oberen Darstellung ersichtlich ist, bleibt beim Abwinkeln des Instruments 15 eine Axiallage des Werkzeugs 1 im distalen Schaftabschnitt 17 konstant. Aufgrund der Biegung des Flexabschnitts 4 bzw. dessen Verrutschen in radialer Richtung beim Abwinkeln verschiebt sich jedoch ein proximales Ende des Werkzeugs. Insbesondere verschiebt sich der Kopplungsbereich innerhalb der Zentrieraufnahme 22 und des axialen Raums und verschiebt sich der Eingriffsabschnitt 6 des Antriebsabschnitts 5 in der Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle 22.
Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines proximalen Instrumentenschaftabschnitts 16 des in Fig. 5 gezeigten Instruments, in welchem das Werkzeug 1 nicht montiert ist. Somit ist die hier beispielhaft als Innensechskant ausgebildete Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle 22 erkennbar.
Fig. 7 zeigt eine Kupplungshilfe des in Fig. 5 gezeigten Instruments in einem Zustand, in welchem das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug nicht montiert ist (oben) und in einem Zustand, in welchem das Werkzeug montiert ist (unten). Die Kopplungshilfe weist einen distalen Pin 23, ein an dessen proximalem Ende montiertes oder drehfest befestigtes Federelement 24 und einen wiederrum an dessen proximalem Ende montierten oder drehtest befestigten proximalen Pin 25 auf. Der distale und proximale Pin 23, 25 sowie das Federelement 24 sind in der Antriebswelle 20 aufgenommen. Die Antriebswelle 20 kann mehrteilig sein. Der distale Pin 23 ist drehtest und axialverschiebbar zur Antriebswelle 20 angeordnet. Vorzugsweise sind auch der proximale Pin 25 und das Federelement 24 drehtest darin angeordnet. Das Federelement 24 spannt den distalen Pin 23 in distaler Richtung vor. Dadurch ragt dessen distales Ende, wie nachstehend genauer erläutert, aus der Antriebswelle 20 heraus, wenn das Werkzeug 1 nicht montiert ist und das Federelement 24 nicht gestaucht ist, wie in der oberen Darstellung in Fig. 7 erkennbar ist. Wenn das Werkzeug 1 montiert wird, wird der distale Pin 23 durch den Antriebsabschnitt 5 des Werkzeugs 1 in proximaler Richtung zurückgeschoben und wird das Federelement 24 gestaucht, wie in der unteren Darstellung in Fig. 7 erkennbar ist.
Fig. 8 veranschaulicht einen Kopplungsvorgang zwischen dem in Fig. 1 gezeigten Werkzeug und dem in Fig. 5 gezeigten Instrument. In der obersten Darstellung (gekennzeichnet mit „A“) ist der Werkzeugschaft in den Instrumentenschaft eingeführt, die Lagerbüchse 8 aber noch außerhalb des Instrumentenschafts. Das Zentrierende 7 des Antriebsabschnitts 7 ist in die trichterförmige Zentrieraufnahme 22 eingeführt und wird durch diese zentriert bzw. zur Eingriffsaufnahme 21 geführt. Am Eingang der Eingriffsaufnahme 21 ist das distale Ende des distalen Pins 23 angeordnet, welches einen Konterprofilabschnitt 26 zur Aufnahme und Ausrichtung des Profilabschnitts 7 des Antriebsabschnitts 5 bildet. Der Konterprofilabschnitt ist zur Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle 20 derart ausgerichtet, dass beim Eintauchen des Profilabschnitts 7 in den Konterprofilabschnitt 26, wie in der Darstellung „B“ dargestellt, der Eingriffsabschnitt 6 des Antriebsabschnitts 5 zur Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle
20 ausgerichtet wird.
Anschließend, wie in Darstellung „C“ in Fig. 7 dargestellt, schiebt der Antriebsabschnitt 5 den distalen Pin 23 in die proximale Richtung und wird der Eingriffsabschnitt 6 des Antriebsabschnitts des Werkzeugs 1 in die Eingriffsaufnahme
21 der Antriebswelle 20 des Instruments 15 eingeschoben. Gleichzeitig gleitet die Lagerbüchse 8 in den distalen Schaftabschnitt 17 des Instruments 15. In der unteren Darstellung „D“ ist schließlich das Werkzeug 2 vollständig in das Instrument 15 eingeschoben. Die Lagerbüchse 8 kommt in proximaler Richtung am Gehäuse des distalen Schaftabschnitts 17 zur Anlage und der Rastkörper 19 ver stet im Eingriffselement bzw. Lagerkopplungselement 10 der Lagerbüchse 8. Somit ist das Werkzeug 1 vollständig im Instrument 15 montiert.
Fig. 9 veranschaulicht eine Einstellung der in Fig. 7 gezeigten Kupplungshilfe. Genauer ist ein proximales Ende des proximalen Pins 25 dargestellt, an welchem eine hier beispielhaft schlitzförmige Werkzeugaufnahme 27 vorgesehen ist. In die Werkzeugaufnahme kann bei einer Montage des Instruments ein Einstellwerkzeug 28 eigeführt werden, um den proximalen Pin 25 zusammen mit dem damit rotationsfest verbundenen Federelement 24 und distalen Pin 23 genauer, dessen Konterprofilabschnitt, zur Eingriffsaufnahme 21 der Antriebswelle 20 auszurichten. Ggf. kann eine Werkzeugaufnahme zur Einstellung des distalen Pins 23 auch unmittelbar am distalen Pin 23 bereitgestellt sein.
Liste der Referenzzeichen
Werkzeug
Werkzeugspitze / -köpf
Lagerabschnitt
Flexabschnitt
Antriebsabschnitt
Eingriffsabschnitt
Zentrierende / -spitze / Profilabschnitt
Lagerbüchse
Gehäuse der Lagerbüchse
Lagerkopplungselement / Eingriffselement / Nut
Lager / Rillenkugellager
Vorspannelement / Wellfederscheibe
Distanzbuchse
Abdeckscheibe
Instrument
Proximaler (Instrumenten-) Schaftabschnitt
Distaler (Instrumenten-) Schaftabschnitt
Rastschieber (Rastmechanismus)
Rastkörper / federnd gelagertes Eingriffselement (Rastmechanismus)
Antriebswelle
Eingriffsaufnahme
Zentrieraufnahme
Distaler Pin
Federelement
Proximaler Pin
Konterprofilabschnitt
Werkzeugaufnahme

Claims

Ansprüche
1. Chirurgisches Werkzeug (1 ), welches dazu ausgebildet ist, in einen Instrumentenschaft (16, 17) eines chirurgischen Instruments (15) eingesetzt zu werden, mit einer distalen Werkzeugspitze (2), einem Werkzeugschaft (3, 4, 5), welcher sich von der distalen Werkzeugspitze (2) in proximaler Richtung erstreckt und einen distalen Lagerabschnitt (3) sowie einen proximal dazu angeordneten Antriebsabschnitt (5) aufweist, welcher zum formschlüssigen Eingriff mit einer Antriebswelle (20) des chirurgischen Instruments (15) ausgebildet ist, und eine Lagerbüchse (8), welche in einem nicht in das chirurgische Instrument (15) eingesetzten Zustand axialfest auf dem distalen Lagerabschnitt (3) montiert ist und ein Lagerkopplungselement (10) zur lösbaren Kopplung mit einem Instrumentenschaft (16, 17) des chirurgischen Instruments (15) aufweist.
2. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Werkzeugschaft (3, 4, 5) ferner einen biegeflexiblen und torsionssteifen Flexabschnitt (4) aufweist, welcher zwischen dem Lagerabschnitt (3) und dem Antriebsabschnitt (5) angeordnet ist.
3. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Lagerbüchse (8) eine proximale Stirnseite aufweist, welche eine Anschlagsfläche zur Anlage im Instrumentenschaft (16, 17) bildet.
4. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Antriebsabschnitt (5) zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Eingriffsabschnitt (6) bildet, insbesondere einen Profilwellenabschnitt.
5. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach Anspruch 4, wobei eine Länge des Eingriffsabschnitts (6) zumindest einer maximalen axialen Verschiebedistanz eines proximalen Endes Werkzeugschafts (3, 4, 5) bei dessen maximaler Krümmung entspricht.
6. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Antriebsabschnitt (5) ein proximales Zentrierende (7) bildet, insbesondere eine Zentrierspitze mit angeschrägten Seitenwänden.
7. Chirurgisches Werkzeug (1 ) nach Anspruch 6, wobei das Zentrierende (7) einen Profilabschnitt bildet, insbesondere mit einem pyramidenförmigen Profil, welcher zum rotationslagebestimmten Eingriff mit einem Konterprofilabschnitt (26) des chirurgischen Instruments (15), insbesondere eines distalen Pins (23) des Instruments (15), ausgebildet ist.
8. Chirurgisches Instrument (15) mit einem Instrumentenschaft (16, 17), welcher distal offen und zur Aufnahme eines chirurgischen Werkzeugs (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist, einem distalen Instrumentenschaftabschnitt (17), in welchem ein federnd vorgespannter oder vorspannbarer Rastmechanismus (18, 19) bereitgestellt ist, der zur lösbaren Kopplung mit dem Lagerkopplungselement (10) des chirurgischen Werkzeugs (1 ) ausgebildet ist, und einem proximalen Instrumentenschaftabschnitt (16), welcher eine Antriebswelle (20) aufweist, die zum formschlüssigen Eingriff mit dem Antriebsabschnitt (5) des chirurgischen Werkzeugs ausgebildet ist.
9. Chirurgisches Instrument (15) nach Anspruch 8, wobei die Antriebswelle (20) eine distale Zentrieraufnahme (22) bildet, insbesondere in Form eines Trichters mit angeschrägten Seitenwänden.
10. Chirurgisches Instrument (15) nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei im proximalen Instrumentenschaftabschnitt (16) distal zur Antriebswelle (20) ein Axialraum ausgebildet ist.
11. Chirurgisches Instrument (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Antriebswelle (20) eine sich längserstreckende Eingriffsaufnahme (21 ), insbesondere einen Profilhohlwellenabschnitt, zum Eingriff mit dem Antriebsabschnitt (5) bildet.
12. Chirurgisches Instrument (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei in der Antriebswelle (20) ein distaler Pin (23) axialverschiebbar und rotationsfest aufgenommen ist, der an seinem distalen Ende einen Konterprofilabschnitt (26) zum rotationslagebestimmten Eingriff mit dem Profilabschnitt (7) des chirurgischen Werkzeugs (1 ) bildet.
13. Chirurgisches Instrument () nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei in der Antriebswelle (20) proximal zu dem distalen Pin (23) ein Federelement (24) bereitgestellt ist, welches dazu angepasst ist, den distalen Pin (23) in Richtung distal vorzuspannen.
14. Chirurgisches Instrument (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei proximal des Federelements (24) ein proximaler Pin (25) bereitgestellt ist, welcher in der Antriebswelle (20) aufgenommen und rotationsfest mit dem distalen Pin (23) verbunden ist und welcher an seinem proximalen Ende eine Werkzeugaufnahme (27) zur Einstellung einer rotatorischen Ausrichtung des Konterprofils (26) bezüglich der Antriebswelle (20) bereitgestellt ist.
15. System aus einem chirurgischen Werkzeug (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und einem chirurgischen Instrument (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 14.
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