DE102013220019A1

DE102013220019A1 - Instrument, insbesondere ein medizinisch endoskopisches Instrument oder Technoskop

Info

Publication number: DE102013220019A1
Application number: DE201310220019
Authority: DE
Inventors: Frank Wehrheim
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaftinstrument, bei dem es sich insbesondere um ein medizinisch endoskopisches Schaftinstrument oder Technoskop handelt. An dem distalen Schaftende ist ein Instrumentenkopf angeordnet, welcher relativ zu dem Schaft verschwenkbar ist und einen relativ zu dem Instrumentenkopf verschwenkbaren Werkzeugträger mit zwei daran angeordneten, relativ zueinander verschwenkbaren Maulteilen aufweist. Die Maulteile sind zur Steuerung des Maulwerkzeugs jeweils mit einem Steuerungseilzug bewegungsgekoppelt und über einen die beiden Maulteile verbindenden und an einer Umlenkrolle umgelenkten Synchronisationsseilzug miteinander bewegungssynchronisiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaftinstrument und insbesondere ein medizinisch-endoskopisches Schaftinstrument oder Technoskop mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Insbesondere im Bereich der Endoskopie werden Schaftinstrumente eingesetzt, die über einen natürlichen Körperkanal oder einen künstlich geschaffenen Zugang zur Durchführung minimal-invasiver Operationen in das Körperinnere von Lebewesen eingeführt werden. An dem distalen Ende ihres Schaftes weisen diese Instrumente einen Instrumentenkopf mit einem daran angeordneten Werkzeug auf. Schaftinstrumente dieser Art können als handgesteuerte Instrumente ausgebildet sein, wobei sie über einen an dem proximalen Ende ihres Schaftes angeordneten Handgriff steuerbar sind oder sie können Teil eines robotischen Operationssystems sein, wobei sie dann über eine proximalseitige Steuerungseinrichtung steuerbar sind und mit einem Roboterarm des Operationssystems verbunden sind. Daneben finden derartige Schaftinstrumente auch auf technischem Gebiet als sogenannte Technoskope Verwendung, wo sie in schwer zugänglichen Hohlräumen technischer Objekte eingesetzt werden.
Den Ausgangspunkt der Erfindung bilden solche Schaftinstrumente, deren Instrumentenkopf relativ zu dem Schaft abwinkelbar ist, wobei auch ein an dem Instrumentenkopf angeordnetes Maulwerkzeug, bei dem es sich z. B. um eine Zange oder Schere handeln kann, gegenüber dem Instrumentenkopf abwinkelbar ist. Die Steuerung des Maulwerkzeugs, d. h. die Steuerung der Abwinklung des Maulwerkzeugs relativ zu dem Instrumentenkopf und die Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegung des Mauls des Maulwerkzeugs, erfolgt in der Regel über Steuerungsseilzüge. So ist üblicherweise jedes der beiden Maulteile des Maulwerkzeugs jeweils mit einem durch den Instrumentenkopf geführten Seilzugpaar bewegungsgekoppelt, was zu einem komplexen Aufbau des Instrumentenkopfes führt und die Herstellung dieser Instrumente vergleichsweise aufwändig macht.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schaftinstrument zu schaffen, das gegenüber den bekannten Instrumenten dieser Art einen konstruktiv einfacheren Aufbau aufweist und einfacher herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaftinstrument mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Instruments ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Hierbei können gemäß der Erfindung die Unteransprüche jeweils für sich aber auch in sinnvoller Kombination miteinander das Schaftinstrument nach Anspruch 1 weiter ausgestalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaftinstrument handelt es sich insbesondere um ein medizinisch-endoskopisches Instrument oder um ein Technoskop. Dieses Schaftinstrument weist einen länglichen Schaft auf, der vorzugsweise starr ausgebildet ist, gegebenenfalls aber auch zumindest in einem Teilbereich flexibel sein kann. An dem distalen Ende des Schaftes ist ein Instrumentenkopf angeordnet, der einen Werkzeugträger aufweist, welcher ein Maulwerkzeug mit zwei relativ zueinander verschwenkbaren Maulteilen trägt. Der Instrumentenkopf ist relativ zu dem Schaft um eine erste Schwenkachse verschwenkbar bzw. abwinkelbar. Der Werkzeugträger ist wiederum relativ zu dem Instrumentenkopf um eine von der ersten Schwenkachse distal beabstandete zweite Schwenkachse verschwenkbar bzw. abwinkelbar. Hierbei sind die erste und die zweite Schwenkachse bevorzugt normal zueinander ausgerichtet, so dass der Werkzeugträger relativ zu dem Instrumentenkopf in einer Ebene verschwenkbar ist, die normal zu der Schwenkebene des Instrumentenkopfes relativ zu dem Schaft liegt.
Wie bei den bekannten gattungsgemäßen Schaftinstrumenten sind auch bei dem erfindungsgemäßen Schaftinstrument zur Steuerung des Maulwerkzeugs Steuerungsseilzüge vorgesehen, allerdings wird der konstruktive Aufbau des Instrumentenkopfes und damit dessen Herstellung dadurch vereinfacht, dass die beiden Maulteile jeweils nur mit einem Steuerungsseilzug bewegungsgekoppelt sind, wobei sie über einen die beiden Maulteile verbindenden und an einer Umlenkrolle umgelenkten Synchronisationsseilzug miteinander bewegungssynchronisiert sind. Aufgrund der Bewegungssynchronisation der beiden Maulteile über den Synchronisationsseilzug ist es möglich, einen der mit den Maulteilen bewegungsgekoppelten Seilzüge zur Bewegungseinleitung in das Maulwerkzeug mit einer in proximaler Richtung wirkenden Zugkraft zu beaufschlagen. Hierbei wird ein erstes Maulteil bei Zugbeanspruchung des damit bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzug in die Richtung verschwenkt, in die auch das zweite Maulteil bei alternativer Zugbeanspruchung des mit ihm bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzugs verschwenkt würde. Die Verbindung der beiden Maulteile über den Synchronisationsseilzug bewirkt, dass bei einer Zugbeanspruchung des mit dem ersten Maulteil bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzugs das zweite Maulteil in zu dem ersten Maulteil entgegengesetzter Richtung verschwenkt wird und das von den beiden Maulteilen gebildete Werkzeugmaul geöffnet wird, während bei einer Zugbeanspruchung des mit dem zweiten Maulteil bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzugs das Werkzeugmaul in umgekehrter Weise geschlossen wird. Bei der Zugbeanspruchung eines der beiden Steuerungsseilzüge bewegen sich die beiden Maulteile somit immer gegensinnig, wobei durch die Zugbeanspruchung des ersten Steuerungsseilzugs eine Öffnungsbewegung und durch die Zugbeanspruchung des zweiten Steuerungsseilzugs eine Schließbewegung des Werkzeugmauls hervorgerufen wird.
Um den Verschleiß des Synchronisationsseilzugs möglichst gering zu halten, ist die zur Umlenkung des Synchronisationsseilzugs vorgesehene Umlenkrolle an dem Instrumentenkopf vorzugsweise drehbar gelagert. Des Weiteren ist die Umlenkrolle zweckmäßigerweise derart an dem Instrumentenkopf angeordnet, dass deren Drehachse in einer Ebene parallel zu den Schwenkebenen der Maulteile verläuft. Demnach ist die Drehachse der Umlenkrolle normal zu den Schwenkachsen der beiden Maulteile und vorzugsweise normal zu einer gemeinsamen Schwenkachse der beiden Maulteile ausgerichtet. Hierbei ist die Umlenkrolle in dem Instrumentenkopf bevorzugt proximal von den Schwenkachsen bzw. der Schwenkachse der Maulteile beabstandet in dem Werkzeugträger angeordnet und derart dimensioniert, dass die mit den Maulteilen verbundenen Endabschnitte des Synchronisationsseilzugs jeweils in einer gemeinsamen Ebene mit dem Steuerungsseilzug verlaufen, der mit dem jeweiligen Maulteil bewegungsgekoppelt ist.
Um mittels der Steuerungsseilzüge ein Bewegungsmoment auf die Maulteile ausüben zu können und ein auf ein Maulteil ausgeübtes Bewegungsmoment über die Umlenkrolle auf das jeweils andere Maulteil übertragen zu können, sind die Maulteile des erfindungsgemäßen Schaftinstruments vorteilhaft jeweils mit einer Betätigungsrolle bewegungsverbunden, an welcher jeweils ein Steuerungsseilzug und ein Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs mit Abstand zu der Schwenkachse des jeweiligen Maulteils befestigt sind. Eine Drehachse der Betätigungsrolle stimmt hierbei zweckmäßigerweise mit der Schwenkachse des der Betätigungsrolle zugeordneten Maulteils überein. Die Befestigung des Steuerungsseilzugs und des Synchronisationsseilzugs an der Befestigungsrolle erfolgt günstig umfänglich der Betätigungsrolle, wobei der Steuerungsseilzug und der Synchronisationsseilzug an der Betätigungsrolle typischerweise bezogen auf die Drehachse der Betätigungsrolle an zwei einander gegenüberliegenden Seiten befestigt sind. Zwar ist als Betätigungsrolle bevorzugt ein Bauteil mit einer kreisförmigen Querschnittskontur vorgesehen, allerdings sind im Sinne der Erfindung unter dem Begriff „Betätigungsrolle“ grundsätzlich alle Bauteile zu verstehen, die lediglich einen teilkreisförmigen oder teilreisähnlichen Umfangsabschnitt aufweisen, der von dem Steuerungsseilzug und dem Synchronisationsseilzug teilweise umschlungen wird, ansonsten aber eine beliebige Umfangskontur aufweisen können. Um bei möglichst geringem Kraftaufwand das zum Verschwenken der Maulteile erforderliche Bewegungsmoment erzeugen zu können, weisen die Betätigungsrollen zweckmäßigerweise einen möglichst großen Wirkradius auf, wobei sicherzustellen ist, dass die Betätigungsrollen nicht aus dem Querschnittsprofil des Instrumentenkopfes herausragen.
Zwecks Gewährleistung einer bestmöglichen Kraft- und Bewegungsübertragung von dem einen auf das andere Maulteil, ist die Umlenkrolle zur Führung des Synchronisationsseilzugs vorteilhaft in einer Ebene tangential zu den Betätigungsrollen angeordnet. Demnach erstreckt sich die Umlenkrolle bevorzugt radial in einer Ebene, die tangential zu den Betätigungsrollen und parallel zu einer Führungsebene der Steuerungsseilzüge proximalseitig der Betätigungsrollen verläuft.
Zweckmäßigerweise sind der Steuerungsseilzug und der jeweilige Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs an der Betätigungsrolle an einander diametral gegenüberliegenden Umfangsseiten tangential zu der jeweiligen Betätigungsrolle geführt. Um hierbei die Maulteile in einem größtmöglichen festgelegten Winkelbereich relativ zueinander verschwenken zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Befestigungspunkte der Steuerungsseilzüge und des Synchronisationsseilzugs an dem Außenumfang der Betätigungsrollen jeweils derart angeordnet sind, dass die Steuerungsseilzüge und der Synchronisationsseilzug die Betätigungsrollen in einem Winkel umschlingen, welcher zumindest dem halben Öffnungswinkel eines von den Maulteilen gebildeten Maulwerkzeugs entspricht.
Wie bereits angemerkt, sind die Steuerungsseilzüge derart mit den beiden Maulteilen bewegungsgekoppelt, dass ein erstes Maulteil bei Zugbeanspruchung des damit bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzug in die Richtung verschwenkt wird, in die das zweite Maulteil bei alternativer Zugbeanspruchung des mit ihm bewegungsgekoppelten Steuerungsseilzugs verschwenkt würde. Zu diesem Zweck sind die Steuerungsseilzüge vorteilhaft in einer gemeinsamen Ebene geführt, die an den Betätigungsrollen diametral gegenüberliegend zu einer Führungsebene des Synchronisationsseilzugs ausgerichtet ist.
Konstruktiv einfach sind zur Befestigung des Steuerungsseilzugs und des Synchronisationsseilzugs an den Betätigungsrollen gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung an den Betätigungsrollen sekantenförmig durch diese führende Durchgangslöcher ausgebildet, in welchen die Steuerungsseilzüge und Synchronisationsseilzüge mittels an den Seilzugenden angeordneten Seilklemmhülsen festgelegt sind.
Die Betätigungsrollen, die zweckmäßigerweise den gleichen Durchmesser aufweisen, bilden bevorzugt einen integralen Bestandteil der Maulteile. Dementsprechend ist ein die Schwenkachse des Maulteils beinhaltender proximaler Endbereich der Maulteile jeweils vorzugsweise rollenförmig ausgebildet, wobei der dem jeweiligen Maulteil zugeordnete Steuerungsseilzug und Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs umfänglich an diesem Endbereich des Maulteils in der beschriebenen Weise befestigt sind.
Im Hinblick auf eine weiter vereinfachte Herstellung des erfindungsgemäßen Schaftinstruments ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Maulteile identisch also vollständig baugleich ausgebildet sind. Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, dass das Werkzeug mit zwei identischen Formteilen aufgebaut werden kann, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten und die Lagerhaltung auswirkt. Die Formteile können beispielsweise in einfachster Form als Kunststoffspritzgussteile oder auch höherwertig durch spanabhebende Verfahren oder generative Fertigungsverfahren wie beispielsweise Stereolithografie, Spritzpressen oder Lasersintern hergestellt werden.
Vorteilhaft kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Schaftinstrument um ein Instrument für die Elektrochirurgie, wie beispielsweise eine Koagulationszange handeln. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die beiden Maulteile zweckmäßigerweise jeweils von einer HF-Elektrode kontaktiert werden. Die HF-Elektroden sind hierbei zweckmäßigerweise über den Instrumentenkopf und durch den Schaft zum proximalen Instrumentenende geführt, wo sie mit einem HF-Generator leitungsverbunden sind.
Konstruktiv und herstellungstechnisch einfach sind die HF-Elektroden an dem Instrumentenkopf bevorzugt proximalseitig der Maulteile freiliegend angeordnet, wobei sie von einem sie außenseitig umgebenden Ringelement an dem Werkzeugträger gehalten werden. Demnach sind die HF-Elektroden, die zweckmäßigerweise abgesehen von einem Kontaktbereich mit einem elektrisch leitenden Abschnitt des Maulteils von einer elektrischen Isolierung umgeben sind und wegen der Abwinkelung des Instrumentenkopfes relativ zu dem Schaft und der Abwinkelung des Werkzeugträgers relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf quer zu ihrer Längsausdehnung flexibel ausgebildet sind, an der Außenseite des Instrumentenkopfes in proximaler Richtung geführt, wobei sie vorzugsweise in dem Bereich, in dem der Instrumentenkopf relativ zu dem Schaft und der Werkzeugträger relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf abwinkelbar sind, in radialer Richtung des Instrumentenkopfes von dem Ringelement umgeben sind und auf diese Weise bei einer Abwinkelung von Instrumentenkopf und/oder Werkzeugträger an dem Instrumentenkopf gehalten werden.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaftinstruments als elektrochirurgisches Instrument ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass die Maulteile jeweils zweiteilig ausgebildet sind, wobei sie einen die Betätigungsrolle bildenden ersten Teil und einen ein Wirkteil bildenden zweiten Teil aufweisen. In diesem Zusammenhang ist unter einem Wirkteil der distale Teil des Maulteils zu verstehen, der z. B. dann, wenn das Maulteil Teil einer Zange ist, deren Fassbereich bildet oder an dem, wenn das Maulteil Teil einer Schere ist, eine Schneide ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise sind die beiden Teile der Maulteile formschlüssig miteinander verbindbar. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der die Betätigungsrolle bildende Teil des Maulteils mit dem das Wirkteil bildende Teil des Maulteils mittels einer Steckverbindung miteinander verbindbar sind, wobei diese Steckverbindung zweckmäßigerweise derart ausgebildet ist, dass die beiden Teile des Maulteils zumindest in Schwenkrichtung des Maulteils einen Formschluss bilden.
Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass der das Wirkteil bildende Teil des Maulteils aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist oder an seiner Außenseite zumindest teilweise mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist und der die Betätigungsrolle bildende Teil des Maulteils aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet ist. Die HF-Elektrode ist hierbei zweckmäßigerweise derart durch den die Betätigungsrolle bildende Teil des Maulteils geführt, dass sie an dem Wirkteil einen mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehenen Teil des Wirkteils kontaktiert.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in unterschiedlichen Maßstäben und schematisch vereinfacht:
1 in perspektivischer Darstellung einen distalen Endbereich eines medizinisch-endoskopischen Schaftinstruments,
2 in perspektivischer Darstellung den Endbereich aus 1 in einer um 90° versetzten Ansicht,
3 in einer Schnittansicht einen Verbindungsbereich eines Instrumentenkopfes mit einem Schaft des Schaftinstruments nach 1,
4 den in 1 dargestellten distalen Endbereich des Schaftinstruments in einer Explosionsdarstellung,
5 das Schaftinstrument nach 1 in einer Seitenansicht,
6 das Schaftinstrument nach 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI in 5,
7 das Schaftinstrument nach 1 in einer gegenüber 5 um 90° gedrehten Seitenansicht,
8 das Schaftinstrument nach 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie VIII-VIII in 7,
9 + 10 in schematisch stark vereinfachter Darstellung das Prinzip zum Steuern eines Maulwerkzeugs des Schaftinstruments nach 1,
11 die Seitenansicht des Schaftinstruments nach 1 wie in 5,
12 das Schaftinstrument nach 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII-XII in 11,
13 das Schaftinstrument nach 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie XII-XIII in 11,
14 eine Seitenansicht des Schaftinstruments nach 1 wie in 7,
15 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XV-XV in 14,
16 in einer perspektivischen Schnittansicht den Instrumentenkopf des Schaftinstruments nach 1,
17 in perspektivischer Darstellung einen Instrumentenkopf eines medizinisch-endoskopischen Schaftinstruments gemäß einer zweiten Ausführungsform,
18 den Instrumentenkopf nach 17 in einer Explosionsdarstellung und
19 ein Maulteil des Schaftinstruments nach 17 in einer Explosionsdarstellung.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Schaftinstrument handelt es sich um ein medizinisch-endoskopisches Instrument in Form einer Fasszange, die in einer Ausgestaltung nach den 19–21 auch zur Koagulation von Körpergewebe vorgesehen ist. Die nachfolgenden Ausführungen betreffen aber zunächst nur das in den 1 bis 18 dargestellte Schaftinstrument. Dieses Schaftinstrument weist einen länglichen rohrförmigen Schaft 2 auf, wobei in der Zeichnung aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit lediglich das distale Ende des Schaftes 2 dargestellt ist. Auch die Steuerungseinrichtungen bzw. Antriebe des Schaftinstruments am proximalen Ende des Schaftes 2 sind nicht dargestellt, da diese in bekannter Weise ausgebildet sein können. Distalseitig des Schaftes 2 ist ein Instrumentenkopf 4 angeordnet, der ein Werkzeug 6 in Form eines Maulwerkzeugs trägt.
Der Schaft 2 besteht im Wesentlichen aus einem starr ausgebildeten zylindrischen Rohrkörper 8 und einem Anschlussteil 10, das sich an das distale Ende des Rohrkörpers 8 anschließt. Zur Verbindung des Anschlussteils 10 mit dem Rohrkörper 8 greift ein proximaler Endabschnitt 12 des Anschlussteils 10 mit geringem Spiel in das distale Ende des Rohrkörpers 8 ein (3). An dem Eingriffsbereich des Endabschnitts 12 in den Rohrkörper 8 sind der Rohrkörper 8 und das Anschlussteil 10 stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Stoffschluss zwischen dem Rohrkörper 8 und dem Anschlussteil 10 kann durch geeignete Schweiß-, Lötoder Klebverfahren hergestellt werden, wobei sich die Wahl des Verfahrens im Wesentlichen nach den Materialien richtet, aus denen der Rohrkörper 8 und das Anschlussteil 10 hergestellt sind.
Hauptbestandteile des Instrumentenkopfes 4 sind neben dem Werkzeug 6 ein Werkzeugträger 14, welcher das Werkzeug 6 trägt und ein zwischen dem Anschlussteil 10 und dem Werkzeugträger 12 angeordnetes Abwinkelungselement 16, welches eine Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 und eine Abwinkelung des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 ermöglicht.
Die Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 wird durch eine Wälzkörperpaarung von zwei an dem distalen Ende des Anschlussteils 10 vorstehenden verzahnt ausgebildeten Wälzkörpern 18 und zwei an dem proximalen Ende des Abwinkelungselements 16 ausgebildeten verzahnten Wälzkörpern 20, die mit den Wälzkörpern 18 in Eingriff sind, ermöglicht (6). Sowohl die verzahnt ausgebildeten Abwälzflächen der Wälzkörper 18 als auch die verzahnt ausgebildeten Abwälzflächen der Wälzkörper 20 sind jeweils konvex gewölbt ausgebildet.
Die Abwinkelung des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 ermöglicht eine Wälzkörperpaarung von zwei an dem Abwinkelungselement 16 distalseitig vorstehend angeordneten Wälzkörpern 22 und zwei an dem proximalen Ende des Werkzeugträgers 14 ausgebildeten verzahnten Wälzkörpern 24, die mit den Wälzkörpern 22 in Eingriff sind. Wie die Wälzkörper 18 und 20 sind auch die Wälzkörper 22 und 24 konvex gewölbt ausgebildet, wobei die Wälzkörper 22 und 24 um 90° versetzt zu den Wälzkörpern 18 und 20 ausgerichtet sind, so dass die Abwinkelungsebene des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 normal zu der Abwinkelungsebene des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 ausgerichtet ist.
Zur Steuerung der Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 sind zwei Seilzüge 26 und 28 vorgesehen, die in der Abwinkelungsebene des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 an dem Werkzeugträger 14 voneinander beabstandet befestigt sind und durch den Werkzeugträger 14, das Abwinkelungsteil 16, das Anschlussteil 12 und den Rohrkörper 8 zu dem proximalen Ende des Schaftinstruments geführt sind, wo sie mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung in axialer Richtung vorgespannt bewegungsgekoppelt sind (6). Zur Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 wird mittels der Steuerungseinrichtung z. B. der Seilzug 26 angezogen, während der Seilzug 28 in entsprechender Weise in distaler Richtung freigegeben wird. Hierdurch wird der Instrumentenkopf 4 relativ zu dem Schaft 2 abgewinkelt, wobei die an dem Abwinkelungselement 16 ausgebildeten Wälzkörper 20 auf den an dem Anschlussteil 10 ausgebildeten Wälzkörpern 18 abrollen. Eine umgekehrt gerichtete Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 wird erreicht, wenn der Seilzug 28 angezogen wird, während der Seilzug 26 zwecks Bewegung in distaler Richtung freigegeben wird.
Die Abwinkelung des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 erfolgt mittels Seilzügen 30 und 32. Die Seilzüge 30 und 32 sind an dem Werkzeugträger 14 proximal der Befestigung der Seilzüge 26 und 28 in der Abwinkelungsebene des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 voneinander beabstandet befestigt und wie die Seilzüge 26 und 28 durch das Abwinkelungsteil 16, das Anschlussteil 12 und den Rohrkörper 8 zu dem proximalen Ende des Schaftinstruments geführt, wo sie mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung in axialer Richtung vorgespannt bewegungsgekoppelt sind. Zur Abwinkelung des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 wird mittels der Steuerungseinrichtung z. B. der Seilzug 30 angezogen, während der Seilzug 32 in entsprechender Weise in distaler Richtung freigegeben wird. Hierdurch wird der Werkzeugträger 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 abgewinkelt, wobei die an dem Werkzeugträger 14 ausgebildeten Wälzkörper 24 auf den an dem Abwinkelungselement 16 ausgebildeten Wälzkörpern 22 abrollen. Eine umgekehrt gerichtete Abwinkelung des Werkzeugträgers 14 wird erreicht, wenn der Seilzug 32 angezogen wird, während der Seilzug 30 zwecks Bewegung in distaler Richtung freigegeben wird. Neben der Abwinkelung des Instrumentenkopfes 4 bzw. des Werkzeugträgers 14 dienen die Seilzüge 26, 28, 30 und 32 auch zur Befestigung des Instrumentenkopfes 4 an dem Anschlussteil 10 des Schaftes 2.
An dem Werkzeugträger 14 sind zwei Maulteile 34 und 36 des Werkzeugs 6 gemeinsam an einem Gelenkstift 38 drehbar gelagert, wobei der Gelenkstift 38 parallel zur Abwinkelungsebene des Werkzeugträgers 14 relativ zu dem übrigen Instrumentenkopf 4 und normal zu der Abwinkelungsebene des Instrumentenkopfes 4 relativ zu dem Schaft 2 ausgerichtet ist. Die beiden Maulteile 34 und 36 sind baugleich ausgebildet. Sie weisen ein zum Fassen dienendes Wirkteil 40 auf, an das sich proximalseitig eine Betätigungsrolle 42 anschließt.
Zur Steuerung des Maulteils 34 bzw. 36 sind die beiden Betätigungsrollen 42 der Maulteile 34 und 36 jeweils mit einem Steuerungsseilzug 44 verbunden. Der Steuerungsseilzug 44 ist an den beiden Betätigungsrollen 42 umfänglich in einer dort ausgebildeten Seilführungskontur geführt, wobei er die Betätigungsrolle 42 in einem Winkelbereich umschlingt, der dem halben Öffnungswinkel des von den Maulteilen 34 und 36 gebildeten Werkzeugmauls entspricht. Die Befestigung der Steuerungsseilzüge 44 an den Betätigungsrollen 42 erfolgt in einem sich sekantenförmig durch die Betätigungsrolle 42 erstreckenden Durchgangsloch 46, in dem sie mittels an dem distalen Ende der Steuerungsseilzüge 44 angeordneter Seilklemmhülsen 48 festgelegt sind (12 und 13).
Proximalseitig der Maulteile 34 und 36 sind die beiden Steuerungsseilzüge 44 im Wesentlichen zentral durch den Werkzeugträger 14, das Abwinkelungselement 16, das Anschlussteil 10 und den Rohrkörper 8 zum proximalen Ende des Schaftelements geführt, wo sie mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung bewegungsgekoppelt sind. In Bereich der Wälzkörperpaarung zwischen dem Abwinkelungselement 16 und dem Werkzeugträger 14 sind die beiden Steuerungsseilzüge 44 in Außenzughüllen 50 geführt (16). Diese Außenzughüllen 50 dienen dazu, bei abgewinkeltem Werkzeugträger 14 ein Gegenlager zu den bei der Steuerung der Maulteile 34 und 36 von den Steuerungsseilzügen 44 erzeugten Zugkräften zu bilden. Die Außenzughüllen 50 können von einem schraubenlinienförmig gewundenen Metalldraht oder von einem Geflecht aus Metall oder Kunststoff wie z.B. Polytetrafluorethylen, Perfluorethylenpropylen oder einem Polyimid gebildet sein.
Die Betätigungsrollen 42 der beiden Maulteile 34 und 36 sind über einen Synchronisationsseilzug 52 miteinander verbunden. Hierbei ist ein Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs 52 an der Betätigungsrolle des Maulteils 34 und der andere Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs 52 an der Betätigungsrolle des Maulteils 36 befestigt. Die Endabschnitte des Synchronisationsseilzugs 52 umschlingen die Betätigungsrollen 42 umfänglich in einer Seilführungskontur, die an den Betätigungsrollen 42 gegenüberliegend zu der Seilführungskontur für den jeweiligen Steuerungsseilzug 44 ausgebildet ist. Die Befestigung des Endabschnitts des Synchronisationsseilzugs 52 an der Betätigungsrolle 42 erfolgt in einem sich ausgehend von der Seilführungskontur sekantenförmig durch die Betätigungsrolle 42 erstreckenden Durchgangsloch 54, in dem sie mittels an dem distalen Ende der Steuerungsseilzüge 44 angeordneter Seilklemmhülsen 48 festgelegt sind (12 und 13). Wie insbesondere aus 15 deutlich wird, wird der Synchronisationsseilzug 52 an einer Umlenkrolle 56 umgelenkt. Die Umlenkrolle 56 ist an einem Stift 58, der proximalseitig des Gelenkstifts 38 an dem Werkzeugträger 14 angeordnet ist und normal zu dem Gelenkstift 38 ausgerichtet ist, drehbar gelagert.
Die Funktionsweise des Schaftinstruments beim Öffnen und Schließen des von den Maulteilen 34 und 36 gebildeten Werkzeugmauls wird insbesondere aus den 9 und 10 deutlich. Zum Öffnen des Werkzeugmauls wird, wie in 10 dargestellt, der an der Betätigungsrolle 42 des Maulteils 36 befestigte Steuerungsseilzug 44 in proximaler Richtung A auf Zug belastet. Hierdurch wird das Maulteil 36 um eine von dem Gelenkstift 38 gebildete Achse X in 10 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Gleichzeitig wird der Synchronisationsseilzug 52 auf Zug beansprucht, wodurch auf das Maulteil 34 ein Bewegungsmoment ausgeübt wird, welches eine Schwenkbewegung des Maulteils 34 in 10 im Uhrzeigersinn bewirkt, so dass die Maulteile 34 und 36 voneinander weg geschwenkt werden. Zum Schließen des Werkzeugmauls wird, wie in 9 dargestellt, der an der Betätigungsrolle 42 des Maulteils 34 befestigte Steuerungsseilzug 44 in proximaler Richtung A auf Zug belastet. Hierdurch wird das Maulteil 34 um eine von dem Gelenkstift 38 gebildete Achse X in 10 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Gleichzeitig wird der Synchronisationsseilzug 52 auf Zug beansprucht, wodurch auf das Maulteil 36 ein Bewegungsmoment ausgeübt wird, welches eine Schwenkbewegung des Maulteils 36 in 10 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt, so dass die Maulteile 34 und 36 in Richtung aufeinander zu geschwenkt werden.
Das in den 17–19 dargestellte Schaftinstrument stimmt in wesentlichen Bestandteilen mit dem in den 1 bis 16 dargestellten Schaftinstrument überein. Daher wird nachfolgend nur auf die Unterschiede des in den 17–19 dargestellten Schaftinstruments gegenüber dem in den 1–16 dargestellten Schaftinstrument eingegangen. Wie in 19 dargestellt, sind die Maulteile 60 und 62 des Werkzeugs 6‘ des in 17 dargestellten Schaftinstruments zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil 64 ein Wirkteil des Maulteils 60 bzw. 62 und ein Teil 66 eine Betätigungsrolle des Maulteils 60 bzw. 62 bildet. Die Teile 64 und 66 der Maulteile 60 und 62 sind mittels einer Steckverbindung verbindbar. Zu diesem Zweck ist an dem Teil 66 eine Ausnehmung 68 ausgebildet, die zur Aufnahme eines proximalen Endabschnitts des Teils 64 dient. An dem Teil 64 ist ein Durchgangsloch 70 ausgebildet, durch das der die Schwenkachse der Maulteile 60 und 62 bildende Gelenkstift 38 geführt ist. Das Teil 64 der Maulteile 60 und 62 ist jeweils aus einem elektrisch leitendem Material ausgebildet, kann aber alternativ lediglich mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehen sein. Das Teil 66 der Maulteile 60 und 62 ist aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet.
Das Teil 64 der Maulteile 60 und 62 ist jeweils mit einer HF-Elektrode 72 elektrisch leitend verbunden. Die beiden HF-Elektroden sind durch den Schaft 2 zu dem proximalen Instrumentenende geführt, wo sie mit einem HF-Generator leitungsverbindbar sind. Im Bereich des Instrumentenkopfes 4‘ liegen die HF-Elektroden außenseitig des Instrumentenkopfes 4‘ weitestgehend frei, wobei sie von einem Ringelement 74, das den Instrumentenkopf 4‘ im Bereich der Anordnung des Abwinkelungselements 16 radial umgibt, an dem Instrumentenkopf 4‘ gehalten werden. Bis auf einen distalen Endbereich, der an dem Teil 64 der Maulteile 60 und 62 angekoppelt ist, sind die HF-Elektroden 72 mit einer nicht leitenden Isolierhülle 72 versehen. Die Ankopplung der HF-Elektrode 72 an dem Teil 64 der Maulteile 60 und 62 erfolgt an einer an dem Teil 64 ausgebildeten nutförmigen Ausnehmung 76.
Bezugszeichenliste

2: Schaft
4, 4‘: Instrumentenkopf
6, 6‘: Werkzeug
8: Rohrkörper
10: Anschlussteil
12: Endabschnitt
14: Werkzeugträger
16: Abwinkelungselement
18: Wälzkörper
20: Wälzkörper
22: Wälzkörper
24: Wälzkörper
26: Seilzug
28: Seilzug
30: Seilzug
32: Seilzug
34: Maulteil
36: Maulteil
38: Gelenkstift
40: Wirkteil
42: Betätigungsrolle
44: Steuerungsseilzug
46: Durchgangsloch
48: Seilklemmhülse
50: Außenzughülle
52: Synchronisationsseilzug
54: Durchgangsloch
56: Umlenkrolle
58: Stift
60: Maulteil
62: Maulteil
64: Teil
66: Teil
68: Ausnehmung
70: Durchgangsloch
72: HF-Elektrode
74: Ringelement
76: Ausnehmung
A: Richtung
X: Achse

Claims

Schaftinstrument, insbesondere medizinisch endoskopisches Schaftinstrument oder Technoskop mit einem am distalen Schaftende angeordneten Instrumentenkopf (4, 4‘, welcher relativ zu dem Schaft (2) verschwenkbar ist und einen relativ zu dem Instrumentenkopf (4, 4‘) verschwenkbaren Werkzeugträger (14) mit zwei daran angeordneten, relativ zueinander verschwenkbaren Maulteilen (34, 36, 60, 62) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maulteile (34, 36, 60, 62) zur Steuerung des Maulwerkzeugs jeweils mit einem Steuerungseilzug (44) bewegungsgekoppelt sind und über einen die beiden Maulteile(34, 36, 60, 62) verbindenden und an einer Umlenkrolle (56) umgelenkten Synchronisationsseilzug (52) miteinander bewegungssynchronisiert sind.
Schaftinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse der Umlenkrolle (56) in einer Ebene parallel zu den Schwenkebenen der Maulteile (34, 36, 60, 62) verläuft.
Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maulteile (34, 36, 60, 62) jeweils mit einer Betätigungsrolle (42) bewegungsverbunden sind, an welcher jeweils ein Steuerungsseilzug (44) und ein Endabschnitt des Synchronisationsseilzugs (52) befestigt ist.
Schaftinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrolle (56) in einer Ebene tangential zu den Betätigungsrollen (42) angeordnet ist.
Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte der Steuerungsseilzüge (44) an dem Außenumfang der Betätigungsrollen (42) jeweils derart angeordnet sind, dass die Steuerungsseilzüge (44) die Betätigungsrollen (42) in einem Winkel umschlingen, welcher zumindest dem halben Öffnungswinkel eines von den Maulteilen (34, 36, 60, 62) gebildeten Maulwerkzeugs entspricht.
Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsseilzüge (44) in einer gemeinsamen Ebene geführt sind, welche an den Betätigungsrollen (42) diametral gegenüberliegend zu einer Führungsebene des Synchronisationsseilzugs (52) ausgerichtet ist.
Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Betätigungsrollen (42) sekantenförmig durch die Betätigungsrollen (42) führende Durchgangslöcher (54, 70) ausgebildet sind, in welchen die Steuerungsseilzüge (44) und der Synchronisationsseilzug (52) mittels an den Seilzugenden angeordneten Seilklemmhülsen (48) festgelegt sind.
Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsrollen (42) einen integralen Bestandteil der Maulteile (34, 36) bilden.
Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Maulteile (34, 36) identisch ausgebildet sind.
Schaftinstrument nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maulteile (60, 62) jeweils von einer HF-Elektrode (72) kontaktiert werden, welche durch den Instrumentenkopf (4‘) und den Schaft (2) zum proximalen Instrumentenende geführt sind, wo sie mit einem HF-Generator verbunden sind.
Schaftinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Elektroden (72) an dem Instrumentenkopf (4‘) proximalseitig der Maulteile (60, 62) freiliegend angeordnet sind und von einem sie außenseitig umgebenden Ringelement (74) an dem Werkzeugträger (14) gehalten werden.
Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maulteile (60, 62) jeweils zweiteilig mit einem die Betätigungsrolle bildenden ersten Teil (66) und mit einem ein Wirkteil bildenden zweiten Teil (64) ausgebildet sind.
Schaftinsturment nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das die beiden Teile (64, 66) der Maulteile (60, 62) formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Schaftinstrument nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der das Wirkteil bildende Teil (64) des Maulteils (60, 62) aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist oder an seiner Außenseite zumindest teilweise mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist und der die Betätigungsrolle bildende Teil (66) des Maulteils (60, 62) aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet ist.