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DE102009012987A1 - Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte - Google Patents

Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte Download PDF

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Publication number
DE102009012987A1
DE102009012987A1 DE102009012987A DE102009012987A DE102009012987A1 DE 102009012987 A1 DE102009012987 A1 DE 102009012987A1 DE 102009012987 A DE102009012987 A DE 102009012987A DE 102009012987 A DE102009012987 A DE 102009012987A DE 102009012987 A1 DE102009012987 A1 DE 102009012987A1
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DE
Germany
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spring
positioning
carrier
positioning device
laboratory
Prior art date
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DE102009012987A
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English (en)
Inventor
Jörg Dr.-Ing. Gaßmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Electric Dresden GmbH
Original Assignee
Saia Burgess Dresden GmbH
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/34Trocars; Puncturing needles
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    • A61B17/34Trocars; Puncturing needles
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung (1) für labor- und medizintechnische Geräte, bestehend aus einem Träger (2) mit einem Positionierfeld und zumindest einem mit dem Träger (2) und dem labor- und medizintechnischen Gerät gekoppelten Stellglied, welches zumindest ein dreh- oder verschwenkbar am Träger (2) angeordnetes Positionierelement mit einer Dreh- oder Schwenkachse umfasst. Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung eines auf das Stellglied wirkenden Rückstellmoments zumindest eine stabförmige bzw. gewundene Feder (6), welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird, vorgesehen, die sich zwischen dem Träger (2) und dem dreh- oder verschwenkbaren Stellglied erstreckt und bei einer Positionierung des medizintechnischen Gerätes das Spiel des Stellglieds eliminiert oder zumindest verringert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Gattungsgemäße Positioniervorrichtungen werden zum Zwecke einer exakten Positionierung und temporären Arretierung der labor- und medizintechnischen Geräte gegenüber dem Untersuchungsobjekt regelmäßig in Laboren, OP-Sälen von Krankenhäusern oder Tagespraxen eingesetzt.
  • Zum einen sind diese auf dem Markt erhältlichen Positioniervorrichtungen als Mehrwegprodukte und zum anderen als Einwegprodukte erhältlich. Zum Zwecke der Gewährleistung einer dauerhaften hohen Positioniergenauigkeit müssen daher alle Bauteile von als Mehrwegprodukte ausgebildeten Positioniervorrichtungen exakt gefertigt sein. Des Weiteren besteht die Notwendigkeit, die Antriebseinheit an die Abtriebseinheit spielfrei zu koppeln, da ein Spiel maßgeblich zur Positionierfehlern beiträgt. Zusätzlich umfassen Mehrwegprodukte in der Regel mehrere Sensoren sowie eine zugehörige Steuereinheit zur Positionskontrolle, welche einen erheblichen Kostenfaktor bei der Herstellung darstellen. Ein weiterer Nachteil von als Mehrwegprodukte ausgebildeten Positioniervorrichtungen besteht darin, dass diese nach ihrer Verwendung gereinigt – zum Teil auch sterilisiert – sowie einer regelmäßigen Wartung unterzogen werden müssen.
  • Für verschiedene Anwendungsfelder wird deshalb als Einwegprodukte ausgebildeten Positioniervorrichtungen der Vorrang gegeben, da sie kostengünstig zu fertigen sind, einfach und schnell zu montieren sind sowie dennoch ein hinreichendes Maß an Positioniergenauigkeit aufweisen.
  • Aus dem Stand der Technik ist hierzu die WO 2004/021898 A1 vorbekannt, in der ein Führungssystem für medizinische Geräte zum Zwecke der medizinischen Punktion beschrieben ist. Das Führungssystem umfasst einen Träger, der auf dem Körper des Patienten über einer definierten Punktionsstelle positioniert wird. Des Weiteren ist ein Nadelhalter zum Führen der Nadel während der Punktion sowie eine Halterung zur Positionierung des Nadelhalters relativ zum Träger vorgesehen, wobei der Träger einen ersten Abschnitt, der in Gleitkontakt mit einem mit dem Nadelhalter gekoppelten zweiten Abschnitt steht, umfasst. Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass die beiden Abschnitte derart miteinander kooperieren, so dass der Nadelhalter drehbeweglich um einen Punkt, welcher der definierten Punktionsstelle entspricht, geführt werden kann.
  • In der WO 2006/081409 ist ein Halte- und Führungssystem für medizinische Instrumente, insbesondere Biopsienadeln, beschrieben. Das Halte- und Führungssystem umfasst einen auf dem Körper des Patienten zu positionierenden Grundträger mit Fenster für die Punktionsstelle der Biopsienadel sowie ein mit dem Grundträger gekoppeltes Stellglied, welches aus zwei orthogonal zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschwenkbar am Träger angeordneten bogenförmigen Bügeln mit jeweils einer Schwenkachse besteht. Zur Aufnahme und Arretierung der Biopsienadel ist ein Schlitten vorgesehen, welcher auf einem der beiden Bügel verfahrbar angeordnet ist. Der Schlitten umfasst ferner Mittel, um beide Bügel miteinander zu koppeln. Mittels der beiden verschwenkbaren Bügel sowie des Schlittens kann die Biopsienadel in alle 3 Ebenen verschwenkt werden.
  • Den vorgenannten rotatorischen Führungssystemen bzw. Positioniersystemen haftet der entscheidende Nachteil an, dass abhängig vom Aufbau des Stellglieds und der vorgeschalteten Antriebseinheit ein mehr oder weniger ausgeprägtes Spiel im Reversierbetrieb zu verzeichnen ist. Dieses unerwünschte und für die medizinische Positionierung und Arretierung der labor- und medizintechnische Geräte sehr nachteilige Spiel trägt maßgeblich zum Positionierfehler solcher Systeme bei. Dies führt dazu, dass beispielsweise als Penetrationsinstrumente ausgebildete labor- und medizintechnische Geräte nicht mit hoher Genauigkeit in den Körper des Patienten eingeführt werden können. Im Rahmen der diagnostischen Früherkennung von beispielsweise Tumoren, die im Anfangsstadium bekanntlich noch ein sehr kleines Gewebsvolumen aufweisen, können die zu untersuchenden Gewebeproben gegebenenfalls nicht mit 100%-iger Wahrscheinlichkeit ergriffen werden. Dies führt oftmals zu Fehldiagnosen oder zu dem Umstand, dass weitere Gewebeentnahmeversuche notwendig sind.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte vorzuschlagen, die kostengünstig zu fertigen ist, die einfach und schnell in den Betriebszustand gesetzt werden kann und die ein sehr hohes Maß an Positioniergenauigkeit aufweist.
  • Nach der Konzeption der Erfindung besteht die Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte aus einem Träger mit einem Positionierfeld und zumindest ein mit dem Träger und dem labor- und medizintechnischen Gerät gekoppeltes Stellglied, welches zumindest ein dreh- oder verschwenkbar am Träger angeordnetes Positionierelement mit einer Dreh- oder Schwenkachse umfasst. Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung eines auf das Stellglied wirkenden Rückstellmoments zumindest eine stabförmige bzw. gewundene Feder, welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird, vorgesehen, die sich zwischen dem Träger und dem dreh- oder verschwenkbaren Stellglied erstreckt und bei einer Positionierung des medizin-technischen Gerätes das Spiel des Stellglieds eliminiert oder zumindest verringert.
  • Als labor- und medizintechnische Geräte sind im Sinne der Erfindung Überwachungsmonitore, Mikroskope, Beatmungsgeräte auf der Intensivstation, Computer- und Kernspintomografen, Dialysegeräte, Herzschrittmacher, Infusionspumpen, Spritzenpumpen, Ernährungssonden sowie Penetrationsinstrumente zur medizinischen Punktion und Endoskopie für die Humanmedizin, Veterinärmedizin und Zahnmedizin zu verstehen.
  • Die medizinische Punktion umfasst hierbei die Injektion von flüssigen Medikamenten, die Entnahme von Körperflüssigkeiten und Geweben sowie das Abblassen von Körperflüssigkeiten und -gasansammlungen. Für die Punktion finden üblicherweise Biopsienadeln, Injektionsnadeln oder Trokare als Penetrationsinstrumente Verwendung.
  • Das Positionierelement besteht aus zwei orthogonal zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschwenkbar am Träger angeordneten bogenförmigen Bügeln mit jeweils einer Schwenkachse, wobei erfindungsgemäß jedem der Bügel jeweils eine stabförmige bzw. gewundene Feder zugeordnet ist.
  • Die erfindungsgemäße stabförmige bzw. gewundene Feder erzeugt ein von der Auslenkung des als Positionierelement ausgebildeten Stellglieds abhängiges Moment auf die gesamte Antriebsstrecke. Dadurch wird vermieden, dass das zwischen den miteinander gekoppelten Bauteilen vorhandene Spiel nicht wirksam wird oder zumindest deutlich verringert wird. Die stabförmige bzw. gewundene Feder erzeugt dazu in allen Betriebszuständen ein das Spiel unterdrückendes Rückstellmoment, welches die Stellbewegung des Antriebs jedoch nicht behindert.
  • Bei einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist das erste Ende jeder Feder, respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels an dessen Schwenkachse befestigt. Das zweite Ende jeder Feder kann bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels zwischen zwei Endlagen in einer Ebene auf dem Träger frei gleiten, wobei die Feder dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird.
  • Bei einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist das erste Ende jeder Feder, respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels an seiner Schwenkachse befestigt. Das zweite Ende jeder Feder ist jedoch am Träger befestigt, wobei die Feder bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels auf Torsion und Biegung beansprucht wird.
  • Die erfindungsgemäße Feder weist bevorzugt einen ausgehend vom Spiralzentrum, respektive dem ersten Ende, bis hin zum zweiten Ende, einen variablen Querschnitt, vorzugsweise einen sich verjüngenden Querschnitt auf.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das freie Ende oder das mit dem Träger gekoppelte Ende, respektive das zweite Ende, der Feder kugelartig ausgebildet ist.
  • Die Federcharakteristik der stabförmigen bzw. gewundenen Feder entspricht dabei einer Kombination der Federcharakteristik einer konventionellen Spiralfeder und der Federcharakteristik einer Drehstabfeder.
  • Gemäß der zweiten Weiterbildung der Erfindung entspricht die durch den zurückgelegten Weg des freien Endes der stabförmigen bzw. gewundenen Feder beschreibbare Ausdehnung in etwa der Federdicke.
  • Aus Gründen einer kostengünstigen Serienfertigung wird die stabförmige bzw. gewundene Feder unter Anwendung eines Kunststoffspritzverfahrens hergestellt. Alternativ kann die stabförmige bzw. gewundene Feder auch durch ein sogenanntes 3-D-Druckverfahren hergestellt werden.
  • Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für das aus zwei orthogonal zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschwenkbar am Träger angeordneten bogenförmigen Bügeln aufgebaute Positionierelement eine gemeinsame, als Federelement ausgebildete Feder vorgesehen. Das Federelement ist hierbei bevorzugt als Gummi ausgebildet, dessen erstes Ende am Träger und dessen zweites Ende am Stellglied befestigt ist.
  • Dem Erfindungsgedanken steht auch nicht entgegen, wenn für jeweils einen Bügel des Positionierelements eine Feder vorgesehen ist, wobei die Feder als Drehstabfeder ausgebildet ist, die sich zwischen den sich diametral gegenüberliegenden Endbereichen ihres zugehörigen bogenförmigen Bügels entlang dessen Schwenkachse erstreckt.
  • Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
    • • Reduzierung des Spiels des Positioniervorrichtung mittels einer sich zwischen dem Träger und dem dreh- oder verschwenkbaren Stellglied erstrecken stabförmigen bzw. gewundenen Feder, welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird,
    • • die stabförmige bzw. gewundene Feder erzeugt in Abhängigkeit der Auslenkung des Stellglieds einen das Spiel unterdrückendes Rückstellmoment auf die Antriebsstrecke in allen Betriebszuständen,
    • • zur Erzielung einer gewünschten Federkennlinie weist die stabförmige bzw. gewundene Feder in Richtung ihrer Längserstreckung einen unterschiedlichen Querschnitt auf,
    • • trotz einfachem Aufbau und kostengünstiger Fertigung wird ein sehr hohes Maß an Positioniergenauigkeit erzielt,
    • • einfache und schnelle Montage sowie wartungsarm und
    • • die Positioniervorrichtung eignet sich für unterschiedliche Anwendungsfelder.
  • Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten. Von denen zeigen:
  • 1: Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ohne labor- und medizintechnisches Gerät,
  • 2: Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung im Zusammenwirken mit einem labor-und medizintechnischen Gerät,
  • 3: Schnittdarstellung einer stabförmigen bzw. gewundenen Feder,
  • 4: Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung in einer zweiten Ausgestaltung im Zusammenwirken mit einem labor- und medizintechnischen Gerät,
  • 5: Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung in einer dritten Ausgestaltung im Zusammenwirken mit einem labor- und medizintechnischen Gerät und
  • 6: Diagrammdarstellung unterschiedlicher Federkennlinien.
  • Die 1 illustriert eine Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung 1 in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ohne labor- und medizintechnisches Gerät. Die Positioniervorrichtung für labor- und medizintechnische Geräte besteht aus einem Träger 2 mit einem Positionierfeld 2.1 und einem mit dem Träger 2 und dem in 2 dargestellten labor- und medizintechnischen Gerät gekoppeltes Stellglied. Das Stellglied umfasst seinerseits zwei orthogonal zueinander ausgerichtete und unabhängig voneinander verschwenkbar am Träger 2 angeordnete bogenförmige Bügel 3 mit jeweils einer Schwenkachse 3.1 sowie einen zur Aufnahme und Arretierung eines labor- und medizintechnischen Geräts vorgesehenen Schlitten 4, welcher auf einem der beiden Bügel 3 verfahrbar angeordnet ist. Der Schlitten 4 umfasst neben einer Andruckachse 4.1 und einer Antriebswelle 4.2 ferner nicht dargestellte Mittel, um beide Bügel 3 miteinander zu koppeln. Die beiden Bügel 3 als Stellglied werden jeweils von einem motorisch ausgebildeten Antrieb unabhängig voneinander gesteuert. Zum Zwecke der Erzeugung eines auf jeden verschwenkbaren Bügel 3 wirkenden Rückstellmoments, ist jeweils eine stabförmige bzw. gewundene Feder 6, welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird, vorgesehen. Das erste Ende 6.1 jeder Feder, respektive das Spiralzentrum, ist in einem Endbereich 3.2 des zugehörigen Bügels 3 an dessen Schwenkachse 3.1 im Bereich des Antriebs befestigt. Das zweite Ende 6.2 jeder Feder 6 hingegen kann bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels 3 zwischen zwei Endlagen in einer Ebene 2.2 auf dem Träger 2 frei gleiten, wobei jede der beiden Federn 6 dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird. Der mit dem Bezugszeichen 7 dargestellte Doppelpfeil zeigt die Richtung der Federausdehnung am Beispiel einer Feder 6. Bei einer Positionierung der medizin-technischen Gerätes gemäß 2 wird das Spiel des Stellglieds, respektive das Spiel der beiden Bügel 3, eliminiert oder zumindest verringert.
  • Die 2 zeigt eine Perspektivdarstellung der Positioniervorrichtung 1 gemäß 1 im Zusammenwirken mit einem labor- und medizintechnischem Gerät. Als labor- und medizintechnisches Gerät ist hierbei eine Biopsienadel 5 vorgesehen, die mittels des Schlittens 4 gehaltert wird und deren Nadelspitze innerhalb des fadenkreuzartig ausgebildeten Positionierfeldes 2.1 auf der späteren Punktionsstelle platziert wird. Der Schlitten 4 umfasst eine Andruckachse 4.1 und eine Antriebswelle 4.2, wobei mittels der Andruckachse 4.1 die Biopsienadel 5 relativ zum Schlitten 4 arretiert wird und mittels der Antriebswelle 4.2 in Richtung des Positionierfeldes 2.1 vorgetrieben wird. Da beide Bügel 3 unabhängig voneinander verschwenkt werden können, kann die Biopsienadel 5 zur Einnahme einer definierten Position entsprechend geneigt werden. Mittels der beiden Bügel 3 kann die Biopsienadel 5 in einem begrenzten Kegel jede Neigung um zwei Achsen einnehmen. Die den Bügeln 3 jeweils zugeordneten stabförmigen bzw. gewundenen Federn 6 erzeugen ein das Spiel des Stellglieds verringerndes Rückstellmoment. Das erste Ende 6.1 jeder Feder, respektive das Spiralzentrum, ist in einem Endbereich 3.2 des zugehörigen Bügels 3 an dessen Schwenkachse 3.1 im Bereich des Antriebs befestigt. Das zweite Ende 6.2 jeder Feder hingegen kann bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels 3 zwischen zwei Endlagen in einer Ebene 2.2 auf dem Träger 2 frei gleiten, wobei jede der beiden Federn 6 dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird.
  • In 3 ist eine Schnittdarstellung einer stabförmigen bzw. gewundenen Feder 6 gezeigt. welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird. Die Kontur der Feder 6 entspricht der Kontur einer spiralförmige Feder, wie diese beispielsweise in mechanischen Uhren Anwendung findet. Im Gegensatz zu letztgenannten liegt aber die Achse der Verdrehung nicht im Spiralzentrum, sondern orthogonal zu diesem versetzt. Die unter Anwendung eines Kunststoffspritzverfahrens herstellbare Feder 6 weist ausgehend vom Spiralzentrum, respektive vom ersten Ende 6.1, bis hin zum zweiten Ende 6.2 einen sich verjüngenden Querschnitt auf. Dadurch wird jede Stelle der Feder 6 mechanisch gleich belastet. Das erste Ende 6.1 ist gemäß den 1 und 2 in einem Endbereich des zugehörigen Bügels 3 an dessen Schwenkachse 3.1 befestigt. Das zweite Ende 6.2 jeder Feder 6 kann bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels 3 zwischen zwei Endlagen in einer Ebene 2.2 auf dem Träger 2 frei gleiten, wobei die Feder 6 dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird. Das nicht an der Schwenkachse 3.1 befestigte zweite Ende 6.2 der Feder 6 ist im dargestellten Beispiel kugelartig ausgebildet, so dass es problemlos frei auf dem Träger 2 gleiten kann. Das an der Schwenkachse 3.1 des zugehörigen Bügels 3 platzierte erste Ende 6.1 der stabförmigen bzw. gewundenen Feder 6 ist zylinderförmig ausgebildet und weist eine nicht näher dargestellte Koppelstelle auf. Der dargestellte Doppelpfeil zeigt die Richtung der Ausdehnung 7 der stabförmigen bzw. gewundenen Feder 6. Die Federcharakteristik dieser Feder 6 entspricht einer Kombination der Federcharakteristik einer konventionellen Spiralfeder und der Federcharakteristik einer Drehstabfeder. Die durch den zurückgelegten Weg des freien, zweiten Endes 6.2 der stabförmigen bzw. gewundenen Feder 6 beschreibbare Ausdehnung entspricht in etwa der Federdicke. Die Ausdehnung der Feder 6 quer zur Rotationsachse ist erfindungsgemäß sehr klein. Mittels der erfindungsgemäßen Feder 6 und ihrer Wirkungsweise wird eine sehr steife Feder 6 in spiralförmiger Bauform ausgebildet, welche auf herkömmliche Art nicht zu erreichen ist.
  • Die 4 zeigt eine Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung 1 in einer zweiten Ausgestaltung im Zusammenwirken mit einem labor- und medizintechnischem Gerät. Der Grundaufbau entspricht im Wesentlichen dem der 1 und 2 mit dem entscheidenden Unterschied, dass anstelle zweier stabförmiger bzw. gewundener Federn 6 nur eine als Federelement ausgebildete Feder 6 eingesetzt wird. Als Federelement ist hierbei ein Gummi vorgesehen, der ausgehend vom Schlitten 4, welcher beide Bügel 3 miteinander koppelt, sich bis zum Träger 2 erstreckt. Unabhängig von der Position der beiden Bügel 3 zum Zwecke der Positionierung des als Biopsienadel 5 ausgebildeten labor- und medizintechnischen Geräts wird ein auf das Stellglied wirkender Rückstellmoment erzeugt, welcher das Spiel des Stellglieds verringert.
  • Die 5 illustriert eine Perspektivdarstellung einer Positioniervorrichtung 1 in einer dritten Ausgestaltung im Zusammenwirken mit einem labor- und medizintechnischem Gerät. Als labor- und medizintechnisches Gerät ist wiederum eine Biopsienadel 5 gezeigt, die mittels der Andruckachse 4.1 und der Antriebswelle 4.2 des Schlittens 4 gehaltert und positioniert wird. Für jeweils einen Bügel 3 des Positionierelements ist hierbei eine Feder 6 vorgesehen, welche als Drehstabfeder ausgebildet ist. Jede dieser beiden Drehstabfedern erstreckt sich zwischen den sich diametral gegenüberliegenden Endbereichen ihres zugehörigen bogenförmigen Bügels 3 entlang dessen Schwenkachse. Die als Drehstabfedern ausgebildeten Positionierelemente weisen im Bereich des Positionierfeldes eine nicht dargestellte Öffnung auf, durch welche die Biopsienadel 5 ungehindert zur Punktionsstelle geführt bzw. mittels der Antriebswelle 4.2 vorgetrieben werden kann.
  • In 6 ist eine Diagrammdarstellung unterschiedlicher Federkennlinien illustriert. Der mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnete Graph entspricht dabei der gewünschten Federkennlinie 8 mit einem konstanten Moment. Die Federkennlinie 9 entspricht derjenigen Ausgestaltung der Erfindung, bei der das erste Ende 6.1 jeder Feder 6, respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels 3.2 an seiner Schwenkachse 3.1 befestigt ist, und das zweite Ende 6.2 jeder Feder 6 am Träger 2 befestigt ist. Beide Enden 6.1, 6.2 der Feder 6 sind somit eingespannt; es ergibt sich eine relativ steile Federkennlinie 9, die signifikant von einer gewünschten Federkennlinie 8 abweicht. Eine Annäherung an die gewünschte Federkennlinie 8 mit konstantem Moment wird dadurch erreicht, indem, wie bisher, das erste Ende 6.1 jeder Feder 6, respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels 3.2 an dessen Schwenkachse 3.1 befestigt wird, und das zweite Ende 6.2 jeder Feder bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels 3 zwischen zwei Endlagen in einer Ebene 2.2 auf dem Träger 2 frei gleiten kann, wobei die Feder 6 dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird. Die mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnete Federkennlinie illustriert die zuletzt beschriebene Ausgestaltung der Erfindung.
  • 1
    Positioniervorrichtung
    2
    Träger
    2.1
    Positionierfeld
    2.2
    Ebene
    3
    Bügel
    3.1
    Schwenkachse des Bügels
    3.2
    Endbereich des Bügels
    4
    Schlitten
    4.1
    Andruckachse
    4.2
    Antriebswelle
    5
    Biopsienadel
    6
    Feder
    6.1
    erstes Ende der Feder
    6.2
    zweites Ende der Feder
    7
    Ausdehnungsrichtung
    8
    Federkennlinie
    9
    Federkennlinie
    10
    Federkennlinie
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2004/021898 A1 [0005]
    • - WO 2006/081409 [0006]

Claims (10)

  1. Positioniervorrichtung (1) für labor- und medizintechnische Geräte, bestehend aus einem Träger (2) mit einem Positionierfeld und zumindest ein mit dem Träger (2) und dem labor- und medizintechnischen Gerät gekoppeltes Stellglied, welches zumindest ein dreh- oder verschwenkbar am Träger (2) angeordnetes Positionierelement mit einer Dreh- oder Schwenkachse umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines auf das Stellglied wirkenden Rückstellmoments zumindest eine stabförmige bzw. gewundene Feder (6), welche abweichend von ihrer Spiralachse sowohl auf Torsion als auch auf Biegung beansprucht wird, vorgesehen ist, die sich zwischen dem Träger (2) und dem dreh- oder verschwenkbaren Stellglied erstreckt und bei einer Positionierung des medizin-technischen Gerätes das Spiel des Stellglieds eliminiert oder zumindest verringert.
  2. Positioniervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die labor- und medizintechnischen Geräte als Penetrationsinstrumente zur medizinischen Punktion und Endoskopie ausgebildet sind.
  3. Positioniervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierelement aus zwei orthogonal zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschwenkbar am Träger (2) angeordneten bogenförmigen Bügeln (3) mit jeweils einer Schwenkachse (3.1) bestehen, wobei jedem der Bügel (3) jeweils eine Feder (6) zugeordnet ist.
  4. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6.1) jeder Feder (6), respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels (3) an dessen Schwenkachse (3.1) befestigt ist, und das zweite Ende (6.2) jeder Feder (6) bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels (3) zwischen zwei Endlagen in einer Ebene (2.2) auf dem Träger (2) frei gleitet, wobei die Feder (6) dabei auf Torsion und Biegung beansprucht wird.
  5. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6.1) jeder Feder (6), respektive das Spiralzentrum, in einem Endbereich des zugehörigen Bügels (3.2) an seiner Schwenkachse (3.1) befestigt ist, und das zweite Ende (6.2) jeder Feder (6) am Träger (2) befestigt ist, wobei die Feder (6) bei einer Schwenkbewegung des zugehörigen Bügels (3) auf Torsion und Biegung beansprucht wird.
  6. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) einen ausgehend vom Spiralzentrum, respektive vom ersten Ende (6.1), bis hin zum zweiten Ende (6.2) einen variablen Querschnitt, vorzugsweise einen sich verjüngenden Querschnitt, aufweist.
  7. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende oder das mit dem Träger gekoppelte Ende der Feder (6.2) kugelartig ausgebildet ist.
  8. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federcharakteristik der Feder (6) einer Kombination der Federcharakteristik einer konventionellen Spiralfeder und der Federcharakteristik einer Drehstabfeder entspricht.
  9. Positioniervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den zurückgelegten Weg des freien Endes (6.2) der querbelasteten spiralförmigen Feder (6) beschreibbare Ausdehnung in etwa der Federdicke entspricht.
  10. Positioniervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) unter Anwendung eines Kunststoffspritzverfahrens herstellbar ist.
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