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PRIORITÄTSRECHT
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht der vorläufigen
USamerikanischen Patentanmeldung Nr. 62/532,508 , eingereicht am 14. Juli 2017, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme vollständig enthalten sind.
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HINWEIS ZUR STAATLICHEN FÖRDERUNG FÜR FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
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Die vorliegende Erfindung erfolgte mit Unterstützung der Regierung unter IIP-1353176, zugeteilt durch die National Science Foundation. Die Regierung hat bestimmte Rechte an der Erfindung.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung von Gewebe, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Greifen, Halten und Manipulieren von Gewebe während innerer Eingriffe, sodass das Arbeitsende eines daran angebrachten medizinischen Instruments nicht blockiert wird.
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HINTERGRUND
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Die Erkennung und Behandlung von Erkrankungen und Schäden im Gastrointestinalsystem (GI-System) ist ein wichtiger Sektor im Gesundheitswesen. Allein in den Vereinigten Staaten kostet die stationäre Behandlung akuter GI-Blutungen und Darmkrebs geschätzt über 2,5 Mrd. US-Dollar bzw. 5,5 Mrd. US-Dollar; die jährliche Gesamtsterberate beträgt knapp 80.000. Die Erkennung von Pathologien und die entsprechenden Interventionen erfolgen meist mithilfe minimalinvasiver Methoden unter Nutzung von Endoskopietechniken und -vorrichtungen. 2009 wurden geschätzte 55 Millionen Endoskopieeingriffe mit Endoskopievorrichtungen vorgenommen; knapp 50 % im Rahmen von Darmspiegelungen.
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Endoskope sind minimalinvasive Vorrichtungen, mit denen ärztliches Personal sich zu Diagnose-, Eingriffs- oder Behandlungszwecken über natürliche Körperöffnungen (d. h. Mund oder Rektum) Zugang zum GI-System verschaffen kann. Endoskope sind allgemein flexible Röhren von bis zu zwei Metern Länge mit Biegemöglichkeit, optischer oder digitaler Sichtmöglichkeiten und mehreren internen Kanälen, beispielsweise zum Spülen, zur Beleuchtung und ein oder zwei „Arbeitskanäle“. Das direkte Erfassen innerer Organe ermöglicht eine lokalisierte Diagnose bzw. Eingriffe mit minimalen Kollateralschäden an umgebendem Gewebe im Vergleich zur offenen Chirurgie; dabei ist jedoch die Sicht und Instrumentensteuerung eingeschränkt, was eine der Ursachen für viele nicht erfasste Diagnosen und unvollständige Behandlungen darstellt.
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Aufgrund der gewundenen Umgebung, des elastischen Gewebes und der Oberflächentopologie der Schleimhautoberfläche ist das Durchqueren des GI-Systems nicht einfach. Im unteren GI-Trakt können die bis zu 1 cm hohen Haustralfalten leicht Läsionen verbergen, die durch das Zurückziehen des Kolonoskops entstehen. Das liegt daran, dass das Endoskop zurückgezogen werden muss, bevor dies sichtbar wird. Nach dem Zurückziehen des Endoskops wird die Haustralfalte nicht mehr vom Endoskop heruntergedrückt, schnellt zurück und verbirgt so den Bereich direkt hinter der Falte. So können Läsionen in dem Bereich übersehen werden. Je nach Größe bzw. Art der Läsion kommt es zu bis zu 21-31 % übersehenen Läsionen, was knapp 500.000 nicht gestellten Diagnosen jährlich entspricht. Außerdem sind auch Biopsien und Eingriffe betroffen, sodass Eingriffe zum Teil im offenen Verfahren durchgeführt werden müssen, was das Risiko für Infektionen und Komplikationen aufgrund der Vollnarkose erhöht.
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Aus Gewebeschäden entstehen GI-Blutungen, die aufgrund des gewundenen Pfades zum zu behandelnden Bereich, der Behinderung der Sicht auf das Ziel durch die Blutung und die erforderlichen Unterbrechungen der Behandlung durch physiologische Bewegungen (d. h. Atmung und Peristaltik) des Patienten zu den schwierigsten zu therapierenden GI-Problematiken gehören. Führen diese Hindernisse zu einer eingeschränkten Manövrierbarkeit des Endoskops, einer unzureichenden Behandlungszeit zur dauerhaften Hämostase und einer ungenauen Platzierung der Behandlung am Ziel, können erneute Blutungen auftreten. Die Blutung wird zwar für eine Zeit gestoppt, doch es können zu einem späteren Zeitpunkt erneute und wiederholte Blutungen auftreten, die zusätzliche Zeit im OP und eine erneute stationäre Aufnahme erfordern. Erneute Blutungen treten bei 15-20 % der Patienten auf und erhöhen das Sterberisiko um das Zehnfache.
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Zur Behebung der ungenügenden Aufdeckung von GI-Erkrankungen und -Schäden wurden mehrere neue Technologien und Techniken entwickelt. Beispielsweise wurde der Endoskopsichtwinkel von 90 Grad auf 140 Grad und vor kurzem auf 170 Grad erhöht, um die Menge an Oberflächengewebe zu reduzieren, die nicht vom Endoskop aus sichtbar ist. Es wurden Retroversion und Retroflexion angewandt, um das Endoskop zu biegen bzw. im GI-Trakt zurückdrehen zu können und hinter dem Endoskop befindliche Bereiche anzuzeigen, und es wurde ein separates Retroskop entwickelt, das durch den Arbeitskanal des Kolonoskops geführt werden kann und eine Rückansicht des Darms bietet. Nutzt man jedoch den Arbeitskanal für diese Zwecke, werden dadurch die Behandlungsoptionen eingeschränkt, da jeweils nur ein Werkzeug gleichzeitig im Arbeitskanal genutzt werden kann. Die Werkzeuge lassen sich zwar austauschen, es besteht dann jedoch keine Sicht mehr nach hinten und das Endoskop kann abdriften und den Zielort verlieren. Außerdem ist das Beibehalten einer Position während Eingriffen mit diesen medizinischen Instrumenten aufgrund von Bewegungen des Patienten, der Peristaltik des GI-Trakts und anderer Körperbewegungen äußerst schwierig. Die Suche nach dem verlorenen Ziel dauert häufig mehrere Minuten, was die Genauigkeit und Wirksamkeit der Aufdeckung, Diagnosestellung und Behandlung senkt.
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Es ist daher eine Vorrichtung nötig, die Gewebe greifen und manipulieren, zu einer Blutung navigieren und die Position bei Eingriffen halten kann, ohne dabei den Eingriff zu beeinträchtigen oder einen Arbeitskanal eines Endoskops zu blockieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung, mit der Gewebe in einem Patienten erfasst werden kann, zum Beispiel für das Greifen und Manipulieren von Gewebe, was zur Unterstützung der Positionierung und Verankerung des distalen Endes eines medizinischen Instruments, beispielsweise eines Endoskops, verwendet werden kann. Die Vorrichtung kann lösbar am Endoskop befestigt werden, sodass es den/die Arbeitskanal/-kanäle des Endoskops nicht beeinträchtigt und der/die Arbeitskanal/-kanäle des Endoskops weiterhin vollumfänglich nutzbar ist/sind.
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Wurde der allgemeine Zielbereich im GI-Trakt durch Standardmanövrierung und Makropositionierung erreicht, kann die vorliegende Vorrichtung zum Manipulieren und Greifen von Gewebe genutzt werden, um kleine Anpassungen an der Endoskopposition vorzunehmen oder Gewebe zu bewegen. Diese zusätzliche Kontrolle, die die Vorrichtung bietet, ist bei zahlreichen GI-Eingriffen hilfreich, beispielsweise bei der Entfernung von Polypen, bei Behebungen von GI-Blutungen und beim Schneiden von Gewebe. Beispielsweise lässt sich mit der vorliegenden Vorrichtung Gewebe so bewegen, dass es die Linse des Endoskops nicht verdeckt, sodass sich das Gewebe bzw. die dort befindlichen Läsionen besser darstellen lassen und der Arzt die Haustralfalten oder andere biologische Strukturen aus dem Weg der Vorrichtung, die durch den Arbeitskanal eingesetzt wird, entfernen kann, oder sodass dieses Gewebe während Biopsieeingriffen gegriffen und zurückgezogen werden kann.
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Der zusätzliche Kontakt bzw. das Greifen, das die vorliegende Erfindung ermöglicht, kann auch zur Beibehaltung der Position oder Verankerung des distalen Endes des Endoskops genutzt werden, sodass somit die Peristaltik und andere Muskelkontraktionen wie das Atmen, die sonst den klinischen Eingriff behindern oder zu Zeitverlusten durch die Repositionierung führen können, überwunden werden können.
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Deshalb beinhaltet die Vorrichtung ein Element am distalen Ende und ein Handstück am proximalen Ende. Das Element beinhaltet einen Primärkanal, der das distale Ende eines medizinischen Instruments, beispielsweise eines Endoskops, aufnehmen kann. Das Element kann mindestens zum Teil rings um die Außenfläche des Arbeitsendes eines Endoskops angeordnet sein. Die Vorrichtung behindert also das Arbeitsende des Endoskops oder des weiteren darin verwendeten medizinischen Instruments nicht.
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Das Element beinhaltet außerdem mindestens einen Armkanal, durch den ein mechanischer Arm geführt werden kann. Vorzugsweise gibt es zwei oder mehr Arme und jeder Arm führt durch einen eigenen Armkanal im Element. Die Arme erstrecken sich vom distalen Ende der Vorrichtung zum Handstück am proximalen Ende der Vorrichtung. Jeder Arm endet am distalen Ende der Vorrichtung und distal des Elements in einem Greifelement. Das Greifelement ist so konfiguriert, dass damit beispielsweise zur Manipulation, zum Greifen, Ankern etc. Gewebe gegriffen werden kann. Das Greifelement kann starr am Ende des Arms befestigt oder ein integraler Bestandteil dieses Arms sein. Jeder Arm kann außerdem eine Krümmung, beispielsweise ein Winkelstück, beinhalten, das die Richtung oder den Winkel des Greifelements zur Armachse ändert.
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Jeder der Arme ist relativ zum Element unabhängig vom/von den anderen Arm(en) einzeln bewegbar. Beispielsweise kann jeder Arm durch eine Drehbewegung um die Längsachse des Arms rotiert werden. Jeder Arm kann außerdem in Längsrichtung distal oder proximal - gemeinsam als Verschiebung bezeichnet - bewegt werden. Bei der Bewegung der einzelnen Arme bewegt sich auch das befestigte Greifelement. Da die Krümmung bzw. das Winkelstück das Greifelement relativ zum entsprechenden Arm nichtaxial verschiebt, kann die Drehbewegung des Arms das befestigte Greifelement in lateraler Richtung, quer zur Achse des Armes bewegen. Diese laterale Richtung kann einen bogenförmigen Pfad beinhalten.
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Die Bewegung der Arme bewegt die entsprechenden Greifelemente zwischen der ersten und der zweiten Position. In der ersten Position haben die Greifelemente keinen Kontakt zu Gewebe, was als offene Position beschrieben werden kann. In der zweiten Position hat mindestens eines der Greifelemente Kontakt zu Gewebe. Außerdem ist die Distanz zwischen den Greifelementen in der zweiten Position geringer als in der ersten Position. Entsprechend kann die zweite Position als geschlossene Position beschrieben werden. Die geschlossene Position kann durch Bewegung des Arms bzw. der Arme in einer Drehbewegung, Verschiebung oder einer Kombination aus beidem erzielt werden. Die Distanz zwischen den Greifelementen kann in lateraler Richtung (d. h. quer zur Armachse) oder in Längsrichtung verringert werden. Beim Zusammenführen der Greifelemente verstärkt sich die Kraft, die sie auf das Gewebe ausüben, mit dem sie in Kontakt stehen. Die Greifelemente können somit in der zweiten Position Gewebe greifen, einklemmen, aufnehmen, halten oder in anderer Form sichern. Mit genügend Kraft können die Greifelemente das Gewebe ausreichend fest greifen oder halten, sodass sie das befestigte Endoskop an diesem Ort verankern und somit ein Abdriften oder Verlieren des Zielbereichs während des medizinischen Eingriffs verhindern. Der Kontakt der Greifelemente mit dem Gewebe lässt sich auch wieder lösen. Bei Bedarf können die Arme die Greifelemente in umgekehrter Bewegung in eine erste Position bewegt werden und somit das Gewebe freigeben.
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Das Handstück am proximalen Ende der Vorrichtung beinhaltet die Steuerung für die Arme. Das Handstück beinhaltet einen Aktuator und mindestens einen Einstellmechanismus für die Drehbewegung und/oder einen Einstellmechanismus für die Verschiebung. Der Aktuator kann aktiviert werden, beispielsweise durch Drehen, Schalten oder Verschieben, wodurch sich anschließend die Komponenten des Einstellmechanismus für die Drehbewegung und/oder eines Einstellmechanismus für die Verschiebung bewegen, je nachdem, welcher Einstellmechanismen durch den Aktuator angesteuert wird oder auf welche Weise der Aktuator aktiviert wird.
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In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere Arme hohl sein und ein Lumen enthalten, das in Fluidkommunikation mit dem Greifelement am distalen Ende steht, sowie ein Verbindungsglied, mit dem ein Flüssigkeitsbehälter am proximalen Ende befestigt werden kann. Das Spülen und/oder Aspirieren kann durch den Flüssigkeitsbehälter erfolgen und somit durch den hohlen Arm und das entsprechende Greifelement. Die Vorrichtung kann daher ohne Blockierung der Arbeitskanäle des Endoskops spülen und/oder aspirieren.
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Die Vorrichtung wird zusammen mit ihren besonderen Funktionen und Vorteilen anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen verdeutlicht.
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Figurenliste
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- ist eine isometrische schematische Darstellung einer Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit dem distalen Ende eines Endoskops.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt die Greifelemente, die lateral koordiniert werden, um Gewebe zu greifen.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt die Greifelemente, die in Längsrichtung koordiniert werden, um Gewebe zu greifen.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit dem distalen Ende eines Endoskops, bei der die Vorrichtung zahnradförmige Greifelemente beinhaltet.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung und zeigt mit den Greifelementen verbundene Federarme.
- ist eine Endseitenansicht der Vorrichtung aus .
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung und zeigt zahnradförmige Greifelemente, die in einer Aussparung im Vorrichtungskörper verstaut sind.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt die Greifelemente, die in Betriebsposition ausgefahren sind.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung in Verbindung mit dem distalen Ende eines Endoskops, bei der die Greifelemente planar konfiguriert sind.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt ein Greifelement, das in Vorbereitung auf das Verstauen in einer Aussparung im Vorrichtungskörper gedreht wurde.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt beide Greifelemente, die in Vorbereitung auf das Verstauen in einer Aussparung im Vorrichtungskörper gedreht wurden.
- ist eine isometrische Ansicht der Vorrichtung aus und zeigt beide Greifelemente, die in einer Aussparung im Vorrichtungskörper verstaut sind.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung in Verbindung mit dem distalen Ende eines Endoskops, bei der die Greifelemente abgerundet sind.
- ist eine Endseitenansicht des distalen Endes der Vorrichtung aus .
- ist eine Seitenansicht des distalen Endes der Vorrichtung aus und zeigt die Greifelemente, die in einer Aussparung im Vorrichtungskörper verstaut sind.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform des distalen Endes der Vorrichtung in Verbindung mit dem distalen Ende eines Endoskops, bei der die Greifelemente abgerundet sind und ein Greifelement ein durchgehendes Lumen beinhaltet.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer Ausführungsform des Handstücks der Vorrichtung.
- ist eine Explosionsansicht des Handstücks aus .
- ist eine Draufsicht des Inneren des Handstücks aus .
- ist eine isometrische Ansicht einer Getriebebaugruppe des Handstücks aus und zeigt das Verschiebungsgetriebe und die Schiene für die Verschiebung des Arms.
- ist eine isometrische Ansicht der Getriebebaugruppe des Handstücks aus und zeigt das erste und zweite Zahnrad zur Übertragung der Drehbewegung auf den Arm.
- ist eine isometrische schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Handstücks der Vorrichtung.
- ist eine isometrische Ansicht des Handstücks aus mit dem proximalen Ende eines Endoskops.
- ist eine teilweise Querschnittsansicht des Handstücks aus und zeigt einen Querschnitt des Schiebereglers.
- ist eine Explosionsansicht des Handstücks aus .
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Die jeweiligen Referenzziffern beziehen sich in den verschiedenen Zeichnungsansichten stets auf ähnliche Komponenten.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie in den Begleitzeichnungen dargestellt, ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung 10 ausgerichtet, die an einem medizinischen Instrument angebracht werden kann, beispielsweise einem Endoskop 2, um bei der Positionierung und Verankerung des medizinischen Instruments 2 zur Abzielung auf Gewebe während eines medizinischen Eingriffs zu unterstützen. Beispielsweise zeigen das distale Ende 12 der Vorrichtung 10 zur Nutzung gemeinsam mit dem distalen Ende eines medizinischen Instruments, beispielsweise eines Endoskops 2, wie hier gezeigt, das in einen Patienten eingeführt und zu einem inneren Bereich wie beispielsweise im GI-Trakt zur Diagnose und/oder Behandlung navigiert werden kann. Im vorliegenden Kontext bezieht sich „distal“ auf das Ende, das sich am nächsten am Patienten befindet bzw. in diesen eingeführt wird, während „proximal“ sich auf das Ende bezieht, das sich am nächsten am Arzt oder Anwender der Vorrichtung 10 befindet.
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Die Vorrichtung 10 beinhaltet ein Gehäuse 20, das so konfiguriert ist, dass es nach Wahl an ein medizinisches Instrument, beispielsweise ein Endoskop 2, angebracht werden kann. Das Gehäuse 20 kann aus einem starren oder halbstarren Material wie Edelstahl, Titan, Polycarbonat, Polyetherimid, Silikon oder anderen biokompatiblen Materialien sein, die ausreichende Formstabilität bieten, jedoch in manchen Bereichen auch flexibel oder elastisch sind, um am Endoskop 2 angebracht werden zu können. Wie in den und gezeigt, kann das Gehäuse 20 so konfiguriert sein, dass es mindestens teilweise rund um das Arbeitsende 3 eines Endoskops 2 an dessen distalem Ende angebracht ist. Beispielsweise kann das Gehäuse 24 einen Primärkanal 24 beinhalten, der sich über die Länge des Gehäuses 20 erstreckt und so dimensioniert ist, dass er das Arbeitsende 3 eines Endoskops 2 aufnehmen kann. Der Durchmesser des Primärkanals 24 ermöglicht die Aufnahme und Einspannung eines Teils des medizinischen Instruments, beispielsweise eines Endoskops 2. Beispielsweise kann der Durchmesser des Primärkanals 24 ähnlich oder etwas größer als der Durchmesser der Außenfläche des Endoskops 2 sein, sodass das Gehäuse 20 das Endoskop 2 durch Kraftschluss sichert. In manchen Ausführungsformen, wie in gezeigt, kann das Gehäuse 20 die Außenfläche des Arbeitsendes 3 eines Endoskops 2 völlig umschließen. In diesen Ausführungsformen kann das Arbeitsende 3 eines Endoskops 2 durch den Primärkanal 24 des Gehäuses 20 der Vorrichtung 10 hindurchgeführt werden, bis das Gehäuse 20 und das Endoskop 2 mit ausreichendem Reibschluss miteinander verbunden sind. Vorzugsweise geschieht dies, wenn das Ende des Gehäuses 20 endständig mit der Front 4 des Arbeitsendes 3 des Endoskops 2 ist. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse 20 und dem Endoskop 2 kann bei Bedarf durch Kraftanwendung auf das Gehäuse 20 in distaler Richtung gelöst werden, um das Arbeitsende 3 des Endoskops 2 durch den Primärkanal 24 in umgekehrter Reihenfolge zu führen. In anderen Ausführungsformen kann das Gehäuse 20 das Endoskop 2 beim Anbringen nur teilweise umschließen. Beispielsweise kann das Gehäuse 20 C-förmig sein oder eine andere Form haben, mit der es durch Einrasten mit dem Endoskop 2 verbunden wird.
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In manchen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 10 auch einen Clip 22 enthalten, wie in gezeigt, der mit dem Gehäuse 20 und/oder dem Endoskop 2 verbunden werden kann und beide Komponenten zusammenhält. Beispielsweise kann der Clip 22 eine Manschette oder sonstige umschließende Komponente sein, die am Gehäuse 20 befestigt ist und dieses mit ausreichender Kraft am Endoskop 2 sichert, sodass das Gehäuse 20 und das Endoskop 2 zusammengehalten werden. In manchen Ausführungsformen kann der Clip 22 einen Teil des Gehäuses 20 und ein Teil des Endoskops 2 überlappen und eine schließende Kraft ausüben, die beide Komponenten zusammenhält. Der Clip 22 kann durch Einrasten befestigt werden oder rund um das Gehäuse 20 und/oder Endoskop 2 reichen und enger gestellt werden, beispielsweise durch einen Gewindebolzen, eine Schraube, eine Flügelmutter oder einen sonstigen Einstellmechanismus nach Wahl, der später bei Bedarf entfernt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann der Clip 22 auch eine sterile Hülle (nicht gezeigt) um das gesamte Endoskop 2 an der Vorrichtung 10 befestigen.
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Unabhängig von der Befestigung wird das Gehäuse 20 so am Endoskop 3 angebracht, dass es das Arbeitsende 3 des Endoskops 2 nicht behindert. Wie beispielsweise in gezeigt, bleibt die gesamte Front 4 des Arbeitsendes 3 frei, wenn das Gehäuse 20 rund um die Außenfläche des Endoskops 2 führt. Die verschiedenen Arbeitskanäle 5 des Endoskops 2 werden durch die Vorrichtung 10 nicht verdeckt. Kein Teil der Vorrichtung 10 nutzt Arbeitskanäle 5 des Endoskops 2 oder muss mit diesen interagieren, sodass die Arbeitskanäle 5 frei vom Arzt oder Bedienpersonal des Endoskops 2 für verschiedene Werkzeuge, Beleuchtung, Bildgebung und Spülung verwendet werden können, wie jeweils für den Eingriff notwendig.
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Das Gehäuse 20 kann außerdem mindestens einen, vorzugsweise jedoch mehrere Armkanäle 26 beinhalten, die jeweils durch das Gehäuse 20 führen. In mindestens einer Ausführungsform erstrecken sich die Armkanäle 26 wie in über die ganze Länge des Gehäuses 20 und parallel zum Primärkanal 24. In anderen Ausführungsformen, beispielsweise , beinhalten die Armkanäle 26 eine beliebige Anzahl an Kurven, Winkeln oder sonstigen Formen, die den Armkanal 26 vom geradlinigen Weg abweichen lassen. In vielen Ausführungsformen haben die Armkanäle 26 einen Durchmesser, der vollständig im Gehäuse 20 der Vorrichtung 10 integriert ist, wie beispielsweise in . In anderen Ausführungsformen, beispielsweise in , sind die Armkanäle 26 in der Außenfläche des Gehäuses 20 enthalten, sodass sie einen Teilkreisdurchmesser aufweisen. Unabhängig von der Position kann jeder Armkanal 26 einen Durchmesser aufweisen, der geringer als der des Primärkanals 24 ist, durch den das Endoskop 2 geführt ist; in manchen Ausführungsformen kann der Durchmesser des Armkanals 26 auch dem des Primärkanals 24 entsprechen oder diesen überschreiten. Außerdem können die Armkanäle 26 vom gleichen oder von unterschiedlichen Durchmessern sein. Es kann eine beliebige Anzahl Armkanäle 26 geben, jedoch umfasst das Gehäuse 20 vorzugsweise zwei Armkanäle 26. Die Armkanäle 26 können im Gehäuse 20 im gleichen Abstand zueinander angebracht sein, aber auch enger zusammen oder weiter auseinander. Jedoch ist die Position der Armkanäle 26 im Gehäuse 20 vorzugsweise fest.
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Die Vorrichtung 10 enthält außerdem mindestens einen, vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Arme 30, die sich jeweils durch einen eigenen Armkanal 26 am Gehäuse 20 erstrecken. Jeder Arm 30 ist länglich, erstreckt sich entlang des Endoskops 2 und ist ausreichend flexibel, um Krümmungen, Biegungen und Drehungen des Endoskops 2 während der Bewegung des Endoskops 2 durch den GI-Trakt zum Zielbereich nachzuvollziehen. Dementsprechend können die Arme 30 über einen Teil, eventuell den Großteil, der Endoskoplänge 2 zwischen dem Arbeitsende 3 und dem proximalen Ende, das in den Patienten eingeführt wird, parallel zum Endoskop 2 verlaufen. Die Arme 30 können deshalb flexibel sein und insbesondere aus Nitinol oder Edelstahl hergestellt werden. Jeder Arm 30 kann außerdem einen Bogen 36 umfassen, der distal vom Gehäuse 20 der Vorrichtung 10 verortet ist. Der Bogen 36 kann eine Kurve, ein Winkel oder ein Winkelstück sein und ändert die Richtung des Arms 30, sodass ein Teil des Arms 30, das sich über die Front 4 des Arbeitsendes 3 des Endoskops 2 erstreckt, nicht mehr parallel zum Endoskop 2 verläuft. Beispielsweise kann der Bogen 36 eine Richtungsänderung des Arms 30 von bis zu 180 ° bewirken. Jeder Arm 30 kann außerdem einen Vorderarm 37 beinhalten, der sich zwischen Bogen 36 und dem Ende des Arms 30 befindet. Der Vorderarm 37 ist vorzugsweise geradlinig, kann jedoch jede Konfiguration aufweisen. Aufgrund der Winkeländerung ab Bogen 36 können die Vorderarme 37 der Arme 30 enger aufeinander zu bzw. weiter voneinander weg bewegt werden, ohne dass dazu die Position des Rests der Arme 30 oder Armkanäle 26, über die sie bereitgestellt werden, geändert werden muss. In manchen Ausführungsformen sind Arm 30, Bogen 36 und Vorderarm 37 integriert geformt, sodass Bogen 36 und Vorderarm 37 Teile des Arms 30 sind. In bestimmten Ausführungsformen können Bogen 36 und/oder Vorderarm 37 aus einem anderen Material als das des Armes 30 bestehen und am Arm 30 angebracht sein. Beispielsweise können Bogen 36 und/oder Vorderarm 37 aus einem starreren Material als das des Armes 30 bestehen, sodass der Arm 30 ausreichend flexibel ist, um sich durch den GI-Trakt zu krümmen und zu winden; Bogen 36 und/oder der Vorderarm 37 sind dabei ausreichend starr, um Bewegung zu übertragen. In manchen Ausführungsformen können Bogen 36 und/oder Vorderarm 37 fest am Arm 30 angebracht sein, sodass sie nicht gelöst werden können. In anderen Ausführungsformen können Bogen 36 und/oder Vorderarm 37 lösbar am Arm 30 angebracht sein, sodass für unterschiedliche Eingriffe verschiedene Winkel oder Materialien ausgewählt werden können.
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In mindestens einer Ausführungsform können die Arme 30 so konfiguriert sein, dass sie sich drehen lassen und Drehmoment übertragen können, beispielsweise vom proximalen Ende zum distalen Ende der Vorrichtung 10. Beispielsweise können die Arme 30 durch einen Arzt vom proximalen Ende aus um ihre Längsachse und relativ zum Gehäuse 20 rotiert werden. Das Rotationsmoment wird über den Drehmomentdraht sogar bis zum distalen Ende übertragen, sodass auch das distale Ende rotiert wird. Jeder Arm 30 kann separat und unabhängig vom anderen Arm 30 bzw. den anderen Armen 30 der Vorrichtung 10, aber bei Bedarf auch gleichzeitig rotiert werden. In mindestens einer Ausführungsform, wie in gezeigt, können die Arme 30 als Drehmoment-Übertragungsbauteile 32 definiert werden, die als Drehmomentlitze oder Wendel-Hohldraht zur DrehmomentÜbertragung mit einem Innendurchmesser im Bereich 0,003 - 0,080 Inch und einem Außendurchmesser im Bereich 0,006 - 0,100 Inch ausgeführt sein können. Drehmomentdrähte sind flexibel gestaltet und können sich durch gewundene Bereiche krümmen und biegen, was ideal für intravaskuläre und perkutane Routen wie im GI-Trakt oder in laparoskopischen Eingriffen sein kann. Zwar werden hier Drehmomentdrähte offenbart, doch kann jedes geeignete Material verwendet werden, mit dem die aufgebrachte Rotation von einem Ende des Armes 30 zum anderen übertragen wird. Vorzugsweise bestehen die Arme 30 und Drehmoment-Übertragungsbauteile 32 aus Edelstahl oder einem anderen für interne medizinische Eingriffe geeigneten Material.
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In manchen Ausführungsformen, wie beispielsweise in , umfassen die Arme 30 mehrere Drehmoment-Übertragungsbauteile 32, 34. Beispielsweise kann ein erstes Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 hohl sein und ein Lumen definieren, das sich über die gesamte Länge des ersten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32 erstreckt. Dieses hohle Lumen kann von ausreichendem Durchmesser sein - z. B. Innendurchmesser 0,005 Inch -, sodass anderes Material hindurchgeführt werden kann. Beispielsweise kann sich in manchen Ausführungsformen ein zweites Drehmoment-Übertragungsbauteil 34 mittig im hohlen Lumen des ersten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32 befinden. Das zweite Drehmoment-Übertragungsbauteil 34 kann somit einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Innendurchmesser des hohlen Lumens des ersten oben genannten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32. In derartigen Ausführungsformen kann das erste Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 durch einen Arzt oder eine Bedienperson rotiert werden, um den Arm 30 zu drehen, und das zweite Drehmoment-Übertragungsbauteil 34 kann separat und unabhängig vom ersten Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 rotiert werden, um ein Greifelement 40, im Folgenden näher besprochen, zu drehen. In anderen Ausführungsformen kann das hohle Lumen des ersten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32 als Leitung für Flüssigkeiten oder Materialien verwendet werden, beispielsweise als Spülungszufuhr am Zielbereich am Arbeitsende 3 des Endoskops 2 von einer externen Spülquelle oder zur Aspiration von Flüssigkeiten und/oder Materialien wie beispielsweise Spüllösung, Blut und Gewebe vom Zielbereich am Arbeitsende 3 des Endoskops 2. In manchen Ausführungsformen kann das hohle Lumen des ersten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32 sowohl für Spülung als auch für Aspiration verwendet werden.
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Wie in gezeigt, beinhaltet jeder Arm 30 ein Greifelement 40 am distalen äußeren Ende. Dementsprechend kann die Vorrichtung 10 mindestens ein, jedoch vorzugsweise zwei oder mehr Greifelemente 40 aufweisen. Jedes Greifelement 40 kann an den jeweiligen Arm 30 angeformt sein, wie beispielsweise in dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann das Greifelement 40 am äußeren Ende des Arms 30 angebracht sein. In manchen Ausführungsformen, wie beispielsweise in und , kann das Greifelement 40 sicher am äußeren Ende des Arms 30 angebracht sein, sodass sich das Greifelement 40 mit den Bewegungen des Arms 30 mitbewegt. In anderen Ausführungsformen, wie beispielsweise in , kann das Greifelement 40 beweglich am Arm 30 angebracht sein, sodass sich das Greifelement 40 mit dem Arm 30 mitbewegen, jedoch auch unabhängig von Arm 30 bewegen kann. Beispielsweise kann das Greifelement 40 sich durch eine Drehbewegung 7 relativ zur Achse des Vorderarms 37 des Arms 30 drehen, wie in dargestellt. Die Drehbewegung 7 des Greifelements 40 relativ zum befestigten Arm 30 kann durch ein zweites Drehmoment-Übertragungsbauteil 34 erfolgen, das sich mittig im ersten Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 Bewegung auf den gesamten Arm 30 überträgt. Außerdem kann jedes Greifelement 40, wie in gezeigt, sich je nach Richtung des Drehmoments bzw. der Rotation, den das zweite Drehmoment-Übertragungsbauteil 34 liefert, im oder gegen den Uhrzeigersinn drehen, und die verschiedenen Greifelemente 40 können sich alle in der gleichen oder jeweils in unterschiedlichen Richtungen drehen. Die unterschiedlichen Greifelemente 40 können sich gleichzeitig oder getrennt voneinander drehen.
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Jedes Greifelement 40 beinhaltet mindestens eine Oberfläche, die für den Kontakt mit dem Zielgewebe 9 konfiguriert ist, sich distal vom Arbeitsende 3 des Endoskops 2 befindet und das Erfassen des Zielgewebes 9 erleichtern soll. Im vorliegenden Kontext bedeutet „Erfassen“ insbesondere das Auftreffen, Berühren, Greifen, Einklemmen, Halten, Sichern, Einspannen, Fassen, Einhaken, Festhalten und sonstige Methoden zur Lokalisierung und/oder Sicherung der Vorrichtung 10 an einem bestimmten Ort entlang des Gewebes, beispielsweise im GI-Trakt. Die Kontaktfläche der Greifelemente 40 kann in jeder geeigneten Geometrie beschaffen sein, beispielsweise flach, gebogen, eckig, und kann eine beliebige Anzahl und Form von Fortsätzen oder Vertiefungen aufweisen, um Reibungsflächen zu erzeugen, beispielsweise Riffelungen oder Dellen zur Verbesserung der Kontakt-/Greiffunktion. Beispielsweise können die Greifelemente 40a, wie in dargestellt, Reibungselemente wie Fortsätze oder Riffelungen auf mindestens einer Kontaktfläche aufweisen, um das Erfassen des Zielgewebes 9 für eine bessere Griffigkeit zu verstärken. In anderen Ausführungsformen können die Greifelemente 40b schlauchförmig mit rundem äußerem Ende ausgeführt sein, wie in dargestellt. In manchen Ausführungsformen, beispielsweise in , können die Greifelemente 40c ein durch sie führendes Lumen und eine Öffnung am Lumenende beinhalten. Das Lumen des Greifelements 40c kann in Fluidkommunikation mit dem hohlen Lumen eines ersten Drehmoment-Übertragungsbauteils 32 oder Arms 30 stehen und so Spülung oder Aspiration liefern. In anderen Ausführungsformen, wie beispielsweise in , können die Greifelemente 40d unregelmäßig geformt sein, beispielsweise als Zahnradelement. Das Zahnradelement kann zahnförmig, sägeförmig oder anders geformt sein und eine beliebige Anzahl Zähne oder Fortsätze aufweisen (beispielsweise 2-20 Zähne), die die Umfangsfläche des Greifelements 40 um eine beliebige Distanz überragen. Die Zähne können an den äußersten Ecken scharf, abgestumpft oder gerundet sein. In manchen Ausführungsformen kann das Zahnradelement einen Durchmesser im Bereich 0,002-0,30 Inch, gemessen vom Zahnradmittelpunkt zum radial äußersten Punkt, und eine Dicke im Bereich 0,01-0,03 Inch aufweisen. In weiteren Ausführungsformen, wie beispielsweise , können die Greifelemente 40e eine grundsätzlich flache Konfiguration mit flacher Kontaktfläche aufweisen. Die Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht einschränkend zu verstehen. Die Greifelemente 40 können aus einem beliebigen Material bestehen, das sich für interne medizinische Eingriffe eignet und starr genug ist, um der aufgebrachten Kraft standzuhalten und Gewebe 9 zu greifen. Insbesondere trifft dies auf Nitinol, Edelstahl, Silikon, Silikonkautschuk, Plastik und Titan zu.
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Jeder Arm 30 und das entsprechende Greifelement 40 sind gemeinsam so konfiguriert, dass sie zusammen bewegt werden können. Beispielsweise kann eine Drehbewegung 7 des Arms 30 zur Bewegung des entsprechenden Greifelements 40 entlang eines gebogenen Pfades führen, wie in gezeigt. Da der Bogen 36 die Fläche des Arms 30 unterbricht, befindet sich das Greifelement 40 am äußersten Ende des Arms 30 nicht koaxial zum entsprechenden Arms 30. Obwohl der Arm 30 ausreichend flexibel für gewundene Pfade ist, sind der Bogen 36 und/oder der Vorderarm 37 außerdem ausreichend starr, um das Greifelement 40 außerhalb der Achse des Arms 30 zu führen und zu halten. In mindestens einer Ausführungsform sind Bogen 36, Vorderarm 37 und Greifelement 40 so zueinander angeordnet, dass eine Drehbewegung 7 des Arms 30 eine Streichbewegung entlang eines gebogenen Pfades in lateraler Richtung 8 auslöst, die senkrecht zur Längsachse des Armes 30 ist. Im vorliegenden Kontext bezeichnet „lateral“ eine Richtung, die senkrecht zur Längsrichtung ist und geradlinig oder bogenförmig sein kann.
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Die Greifelemente 40 können mindestens von einer ersten in eine zweite Position bewegt werden. In der ersten (offenen) Position, wie in gezeigt, sind die Greifelemente 40 voneinander durch einen ersten Abstand getrennt, der ausreichend groß ist, damit mindestens eines der Greifelemente 40 das Zielgewebe 9 nicht berührt und die Greifelemente 40 sich nicht gegenseitig berühren. In der zweiten (geschlossenen) Position, wie in und gezeigt, sind die Greifelemente 40 voneinander durch einen Abstand getrennt, der kleiner ist als der erste Abstand, sodass die Greifelemente 40 enger zueinander stehen als in der ersten Position. Die Greifelemente 40 müssen einander auch in der zweiten Position nicht berühren, jedoch erfasst mindestens eines, eventuell auch beide, in der zweiten Position Gewebe 9. Der zweite Abstand ist also gering genug, dass Gewebe 9 gegriffen und zwischen zwei benachbarten Greifelementen 40 in der zweiten geschlossenen Position gehalten werden kann. Obwohl hier zwei Positionen beschrieben werden, lassen sich die Greifelemente 40 in eine beliebige Anzahl Positionen bewegen, beispielsweise entlang eines Kontinuums oder entlang mehrerer konkreter Positionen; diese können zwischen der ersten und zweiten Position liegen oder über die erste und zweite Position hinausgehen.
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Die Greifelemente 40 sind durch die Bewegung der befestigten Arme 30 beweglich. Da der Bogen 36 und der Vorderarm 37 der Arme 30 ausreichend starr sind, um Bewegung auf die verbundenen Greifelemente 40 weiterzugeben, bewegen sich die Greifelemente 40 mindestens gemeinsam mit dem Bogen 36 und dem Vorderarm 37. Da jeder Arm 30 unabhängig vom anderen Arm 30 / den anderen Armen 30 bewegt werden kann, kann außerdem auch jedes Greifelement 40 in ähnlicher Weise unabhängig vom / von den anderen Greifelement(en) 40 bewegt werden.
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Die Arme 30 können auf verschiedene Art und Weise bewegt werden, um die Greifelemente 40 zu bewegen. Beispielsweise können die Arme 30 in mindestens einer Ausführungsform, wie in gezeigt, durch eine Drehbewegung 7 relativ zum Gehäuse 20 bewegt werden, wodurch sich die Greifelemente 40 in ähnlicher lateraler Richtung 8 bewegen. Eine entgegengesetzte Drehbewegung 7, die auf verschiedene Arme 30 einwirkt, beispielsweise eine auf einen Arm 30 aufgebrachte Bewegung im Uhrzeigersinn und eine auf einen anderen Arm 30 aufgebrachte Bewegung im Gegenuhrzeigersinn bewirkt, dass sich die entsprechenden Greifelemente 40 in entgegengesetzten lateralen Richtungen 8 bewegen. Wird beispielsweise ein Arm 30 aus im Uhrzeigersinn rotiert und der andere Arm 30 gegen den Uhrzeigersinn, so können die Greifelemente 40, wie in gezeigt, näher zusammenkommen. Bewegen sich die Greifelemente 40 näher zusammen, so kann zwischen den sich schließenden Greifelementen 40 das Zielgewebe 9 gegriffen werden. Je stärker die Arme 30 rotiert werden, desto mehr Druck üben die Greifelemente 40 auf das Zielgewebe 9 aus und desto stärker wird der Griff um das Gewebe 9. An einem bestimmten Punkt wird genügend Kraft angewandt und der Griff um das Gewebe 9 ist stark genug, dass die Vorrichtung 10 dem Endoskop 2 als Anker dient und verhindert, dass das Gewebe 9 weg- oder verrutscht. Der/die Punkt(e), an dem/denen der Griff und/oder die Verankerung erreicht ist, kann/können unter anderem von der Geometrie oder dem Material des Greifelements 40 oder der Art oder Form des zu greifenden Gewebes 9 abhängen. Eine Rotation der Arme 30 in entgegengesetzte Richtungen bewegt die Greifelemente 40 voneinander weg, sodass sich der Druck, den die Greifelemente 40 auf das Gewebe 9 ausüben reduziert und das Gewebe 9 aus dem Griff entlassen wird.
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In anderen Ausführungsformen, wie in dargestellt, kann eine Verschiebung 6 auf die Arme 30 sowie die entsprechenden Greifelemente 40 angewandt werden, sodass sich diese in Längsrichtung zueinander bewegen. Im vorliegenden Kontext sind „Verschiebung“ und „Längsrichtung“ austauschbar verwendbar und beziehen sich auf eine axiale Richtung entlang des Endoskops 2 zwischen dem distalen Arbeitsende 3 und dem proximalen Ende, das sich während eines Eingriffs außerhalb des Patienten befindet. Dementsprechend können die Greifelemente 40 in Längsrichtung zwischen einer ersten (offenen) Position (nicht abgebildet) und einer zweiten (geschlossenen) Position bewegt werden, wie in dargestellt. Wie zuvor kann eine Bewegung der Arme 30 in entgegengesetzten Richtungen relativ zum Gehäuse und zueinander die Greifelemente 40 je nach den entgegengesetzten Richtungen näher zusammen oder weiter auseinander bringen. Wird der distalste Arm 30 beispielsweise proximal bewegt und der proximalere Arm 30 distal, so verringert sich der Raum zwischen den jeweiligen Greifelementen 40, sodass die Greifelemente 40 näher zusammenstehen und die Griffkraft steigt. Das gilt auch für die entgegengesetzte Bewegung. Wird der distalste Arm 30 distal bewegt und der proximalere Arm 30 proximal, so vergrößert sich der Raum zwischen den jeweiligen Greifelementen 40 und die Griffkraft sinkt. Außerdem kann in manchen Ausführungsformen die Kontaktfläche der Greifelemente 40 bei einer Bewegung in Längsrichtung eine andere Kontaktfläche sein als bei Bewegung in lateraler Richtung. In anderen Ausführungsformen kann die Kontaktfläche der Greifelemente 40 unabhängig von einer Bewegung in lateraler oder Längsrichtung die gleiche Oberfläche sein.
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Es ist außerdem zu beachten, dass die Bewegung der Arme 30 zum Erreichen der gewünschten Positionierung der Greifelemente 40 eine Kombination aus Verschiebung 6 und Drehbewegung 7 der Arme 30 beinhalten kann. Beispielsweise können die Arme 30 zunächst rotiert werden, um die Greifelemente 40 in lateraler Richtung enger zusammenzubringen, und anschließend axial durch eine Verschiebung bewegt werden, um die Greifelemente 40 in Längsrichtung enger zusammenzubringen. Außerdem kann mindestens ein Arm 30 bewegt werden, um die Bewegung der Greifelemente 40 zwischen Positionen wie einer ersten (offenen) und einer zweiten (geschlossenen) Position zu erleichtern, während ein anderer Arm 30 an Ort und Stelle bleibt. In anderen Ausführungsformen können beide Arme 30 relativ zueinander bewegt werden. Jeder Arm 30 kann somit relativ zum / zu den anderen Arm(en) 30 in beliebiger Richtung und um beliebige Distanzen oder Grade bewegt oder an Ort und Stelle gehalten werden, um die Greifelemente 40 zwischen verschiedenen Positionen zum Greifen, Verankern und Freigeben von Gewebe 9 zu bewegen.
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Das Gehäuse 20 der Vorrichtung 10 kann außerdem mindestens eine Aussparung 28 enthalten, die so dimensioniert ist, dass sie zumindest einen Teil eines Greifelements 40 aufnehmen kann. Wie in gezeigt, kann die Aussparung 28 so konfiguriert sein, dass sie ähnliche Dimensionen wie die Greifelemente 40 aufweist. Die Aussparung 28 kann vorzugsweise größer als die Greifelemente 40 sein, um die Greifelemente 40 in sich aufzunehmen. In manchen Ausführungsformen kann die Aussparung 28 jedoch kleiner als das gesamte Greifelement 40 sein, jedoch ausreichend dimensioniert, um zumindest einen Teil des Greifelements 40 aufzunehmen. Beispielsweise kann in jedes Greifelement 40d ein Vorspannelement 42 enthalten, beispielsweise einen Federarm oder einen anderen elastisch deformierbaren Mechanismus. Die Aussparung 28 kann so dimensioniert sein, dass sie das Vorspannelement 42 des Greifelements 40d statt dem gesamten Greifelement 40d selbst aufnehmen kann.
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In mindestens einer Ausführungsform, wie beispielsweise in gezeigt, ist die Aussparung 28 so groß und dimensioniert, dass sie das gesamte Greifelement 40 aufnehmen kann. Es kann eine einzige Aussparung 28 geben, die beide oder alle Greifelemente 40 aufnimmt, oder mehrere Aussparungen 28, die jeweils so dimensioniert sind, dass sie ein entsprechendes Greifelement 40 aufnehmen.
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Die Greifelemente 40 können zum Verstauen während der Platzierung oder dem Zurückziehen des Endoskops 2 und der befestigten Vorrichtung 10 in die und aus der/den Aussparung(en) 28 bewegt werden. Beim Ausfahren der Greifelemente 40 vom Arbeitsende 3 eines Endoskops 2 während eines Eingriffs hilft es der Bedienperson zwar, das Gewebe 9 manipulieren und aus dem Weg halten zu können, sodass der Eingriff ohne Hindernisse stattfinden kann, die Präsenz der Greifelemente 40 in einer solchen Position während des Ein- und Ausfahrens zum bzw. vom Eingriffsbereich kann jedoch problematisch sein. Die Greifelemente 40 können beispielsweise auf dem Weg durch die zahlreichen Krümmungen des GI-Trakts versehentlich an umgebendem Gewebe oder umgebenden Organen hängenbleiben und dort unbeabsichtigt gesundes Gewebe aufreißen.
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Deshalb können in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung 10 die Greifelemente 40 in und aus einer Aussparung 28 im Gehäuse 20 der Vorrichtung 10 bewegt werden. Wie bei anderen oben beschriebenen Bewegungen können die Greifelemente 40 durch Steuerung der Bewegung des entsprechenden Arms 30 bewegt werden, wozu beliebige Kombinationen aus Verschiebung 6 und Drehbewegung 7 auf die Arme 30 angewandt werden. Beispielsweise können die Greifelemente 40d, wie in und dargestellt, während der Platzierung bzw. dem Zurückziehen der Vorrichtung 10 und des Endoskops 2 in der Aussparung 28 des Gehäuses 20 verstaut werden. Beim Erreichen des gewünschten Zielbereichs können die Greifelemente 40d aus der Aussparung 28 freigegeben werden, indem die entsprechenden Arme 30 durch eine Verschiebung 6 in distaler Richtung 14 bewegt werden. Diese Längsbewegung bewirkt, dass die Arme 30 durch das Gehäuse 20 ausfahren, sodass eine Bewegung der Greifelemente 40d aus der Aussparung 28 und dem Gehäuse 20 erfolgt. Sollen nach Abschluss des Eingriffs die Vorrichtung 10 und das Endoskop 2 zurückgezogen werden, können die Arme 30 durch Verschiebung in proximaler Richtung bewegt werden. Beim Zurückziehen der Arme 30 werden die Greifelemente 40 in die Aussparung 28 des Gehäuses 20 gezogen und dort während der Entfernung der Vorrichtung 10 und des Endoskops 2 verstaut. In manchen Ausführungsformen, wie beispielsweise in und dargestellt, werden beim Einziehen der Arme 30 die Vorspannelemente 42 in die Aussparung 28 eingezogen und dort verstaut. Werden die Arme 30 in distaler Richtung ausgefahren, so schieben die Vorspannelemente 42 die Enden der Arme 30 und somit die Greifelemente 40d voneinander weg.
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In weiteren Ausführungsformen, wie beispielsweise in dargestellt, können die Arme 30 rotiert und verschoben werden, sodass die Greifarme 40 in und aus der Aussparung 28 bewegt werden. Beispielsweise kann jeder Arm 30 durch eine Drehbewegung 7 unabhängig um die eigene Achse rotiert und so das Greifelement 40e weg vom Gewebe 9 und/oder dem/den anderen Greifelement(en) 40 bewegt werden. Die Drehbewegung 7 kann außerdem verwendet werden, um das Greifelement 40 an der entsprechenden Aussparung 28 bzw. dem entsprechenden Aussparungsteil 28 auszurichten, das so dimensioniert ist, um das Greifelement 40 aufzunehmen. Beispielsweise kann die Aussparung 28 bzw. das Aussparungsteil 28 zur Aufnahme des Greifelements 40 so konfiguriert sein, dass sie/es einer konkreten Geometrie des Greifelements 40 entspricht, die auf eine konkrete Orientierung des Greifelements 40 ausgerichtet sein kann. Zur Positionierung des Greifelements 40 in der richtigen Orientierung zur Ausrichtung auf die geformte Aussparung 28 kann eine Drehbewegung 7 verwendet werden. In anderen Ausführungsformen ist die Aussparung 28 jedoch nicht dem Greifelement 40 entsprechend geformt oder konfiguriert, sondern schlicht groß genug, um das Greifelement 40 unabhängig von dessen Orientierung aufzunehmen.
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Sobald das Greifelement 40 hinsichtlich der Aussparung 28 richtig orientiert ist, kann eine Verschiebung 6 in proximaler Richtung auf den Arm 30 einwirken, um das Greifelement 40 in die Aussparung 28 zu bewegen, wie in gezeigt. Vollständig verstaut, kann das Greifelement 40 vollständig in die Aussparung 28 eingebettet sein, wie in gezeigt. In anderen Ausführungsformen, wie beispielsweise in dargestellt, kann die Aussparung 28 offen sein. Hier werden die Greifelemente 40b vollständig in die Aussparung 28 aufgenommen, sind dann jedoch nicht vollständig im Gehäuse integriert 20. In diesen Ausführungsformen erstrecken sich die Greifelemente 40b jedoch nicht über das äußerste distale Ende des Gehäuses 20, wie in gezeigt, sodass die Möglichkeit eines versehentlichen Reibens über oder Hängenbleibens an Gewebe während Einsatz oder Rückzug des Endoskops 2 durch den GI-Trakt minimiert wird.
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Wie in gezeigt, umfasst die Vorrichtung 10 außerdem ein Handstück 50 am proximalen Ende, das während eines medizinischen Eingriffs außerhalb des Patienten verbleibt. Das Handstück 50 wird durch den Arzt bzw. die Bedienperson bedient und steuert die Arme 30 und Greifelemente 40 am distalen Ende der Vorrichtung 10. In manchen Ausführungsformen ist das Handstück 50 tragbar oder wird auf einem Tisch oder einer anderen flachen Oberfläche platziert, siehe beispielsweise . In anderen Ausführungsformen, wie beispielsweise in und dargestellt, kann das Handstück 50' durch einen Befestigungsmechanismus 51, insbesondere einen Clip, der einrastet oder eingesteckt werden kann oder über Verbindungsteile wie Schrauben, Stifte oder eine andere Befestigungsmethode verfügt, an das medizinische Instrument oder Endoskop 2 angebracht werden. Das Handstück 50 kann eine Handstückbasis 52 und eine Handstückabdeckung 53 enthalten, die zusammen eine Hülle bilden, die verschiedene andere Komponenten des Handstücks 50 beinhaltet, beispielsweise wie in und gezeigt. Die Handstückbasis 52 und die Handstückabdeckung 53 können abnehmbar aneinander befestigt sein, beispielsweise durch Einrasten, Einstecken, Schrauben, Stifte etc.
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Die proximalen Enden der Arme 30 verlaufen bis zum oder in das Handstück 50. Dementsprechend ist das Handstück 50 so konfiguriert, dass es einen Teil der Arme 30 aufnimmt. Das Handstück 50 enthält außerdem Mechanismen, mithilfe derer ein Arzt oder eine Bedienperson die Arme 30 steuern kann. Beispielsweise enthält das Handstück 50 mindestens einen Aktuator 60, der mit mindestens einem der Arme 30 verbunden ist und die Bewegung des Arms / der Arme 30 antreibt. Vorzugsweise verfügt jeder Arm 30 über einen separaten Aktuator 60, sodass die Arme 30 einfach unabhängig voneinander gesteuert werden können. In bestimmten Ausführungsformen kann jedoch ein einzelner Aktuator 60 an mehrere Arme 30 angeschlossen sein und die verschiedenen Arme unabhängig, jedoch verkoppelt, selektiv steuern. Die Verbindung ist vorzugsweise mechanisch, in bestimmten Ausführungsformen kann der Aktuator 30 jedoch elektronisch mit dem Arm / mit den Armen 30 verbunden sein und die Bewegung des Arms / der Arme 30 elektronisch steuern, beispielsweise durch ein Computerprogramm, das Antriebe für eine Verschiebung und/oder Drehbewegung steuert. In mindestens einer Ausführungsform ist der Aktuator 60 jedoch ein Einstellrad, wie in gezeigt, das von der Bedienperson mittels Daumen oder Finger betrieben werden kann, und jeder Aktuator 60 ist mit einem anderen Arm 30 verbunden. Das Handstück 50, 50' kann außerdem mindestens einen Durchlass 54 durch eine der Wände umfassen, beispielsweise durch die Handstückabdeckung 53. Jeder Durchlass 54 kann so dimensioniert sein, dass ein Aktuator 60 hindurchpasst und sich bewegen kann. Dementsprechend kann der / können die Aktuatoren 60 zum Teil im und zum Teil außerhalb des Handstücks 50, 50' verortet sein, sodass ein Arzt oder eine Bedienperson den/die Aktuator/en 60 von außerhalb des Handstücks 50, 50' betätigen kann.
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Die stellen verschiedene Arten dar, auf die jeder Aktuator 60 die Drehbewegung und Verschiebung 6, 7 eines Arms 30 steuern kann. Jeder Aktuator 60 kann um eine Achse 55 gedreht und verschoben werden und kann, wie abgebildet, ein Einstellrad sein. Die Achse 55 kann am Handstück 50 fixiert sein oder schwebend und frei mit dem Aktuator 60 im Handstück 50 rotierbar sein. Der Aktuator 60 kann durch Drehen oder Rotieren des Aktuators 60 um die Achse 55 aktiviert werden. Je nach Verortung des Aktuators 60 entlang der Achse 55 treibt der Aktuator 60 entweder die Verschiebung oder die Drehbewegung eines Arms 30 an.
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Das Handstück 50 beinhaltet außerdem mindestens einen Einstellmechanismus für die Verschiebung 80 und einen Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85. Der Einstellmechanismus für die Verschiebung 80 ist so konfiguriert, dass er nach Wahl eine Verschiebung 6 des Arms 30 bewirken kann. In mindestens einer Ausführungsform, wie in gezeigt, kann der Einstellmechanismus für die Verschiebung 80 ein Verschiebungsgetriebe 62 beinhalten, das sicher am Aktuator 60 befestigt ist. Das Verschiebungsgetriebe 62 kann als Getrieberad mit Zähnen ausgeführt sein, die über den Umfang hinaus ragen. In anderen Ausführungsformen kann der Aktuator 60 selbst Zähne oder andere Einrichtungen haben, die sich anstelle des Verschiebungsgetriebes 62 aus einer Seite erstrecken. Der Einstellmechanismus für die Verschiebung 80 kann außerdem eine Verschiebungsschiene 64 beinhalten, die sich in Längsrichtung parallel zu den Armen 30 erstreckt, wie in gezeigt. Die Verschiebungsschiene 64 kann ein Steg sein und kann auch Zähne aufweisen, die von einer Fläche abstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Handstück 50 außerdem eine Nut 65, die so dimensioniert ist, dass die Verschiebungsschiene 64 darin eingeschoben werden kann. Dementsprechend kann die Nut 65 länger als die Verschiebungsschiene 64 sein und deren Bewegungsspielraum einschränken. Das Verschiebungsgetriebe 62 und die Verschiebungsschiene 64 sind so dimensioniert und konfiguriert, dass die jeweiligen Zähne ineinander greifen und bei Bewegung relativ zueinander Bewegung übertragen. Wird der Aktuator 60 beispielsweise entlang der Achse 55 so positioniert, dass das Verschiebungsgetriebe 62 in die Verschiebungsschiene 64 greift, und wird der Aktuator 60 um die Achse 55 gedreht, beispielsweise mithilfe von Daumen oder Finger, so treibt die Rotation des Aktuators 60 die Rotation der daran befestigten Verschiebungsschiene 62 an. Rotiert das Verschiebungsgetriebe 62, so greifen seine Zähne in die Zähne der Verschiebungsschiene 64 und bewegen diese, wie in gezeigt. Die Bewegungsrichtung der Verschiebungsschiene 64 hängt von der Rotationsrichtung des Verschiebungsgetriebes 62 und somit von der Rotationsrichtung des Aktuators 60 ab. Die Verschiebungsschiene 64 kann sich die Nut 65 entlang bewegen, bis sie in der einen bzw. anderen Richtung durch das Nutende 65 oder die Unterbrechung der Bewegung des Verschiebungsgetriebes 62 gestoppt wird. Eine starre Brücke 56 verbindet Verschiebungsschiene 64 und Arm 30, wie in und gezeigt. Wird die Verschiebungsschiene 64 in Längsrichtung bewegt, überträgt die Brücke 56 diese Bewegung auf den Arm 30, sodass der Arm 30 sich analog in Längsrichtung bewegt. Dementsprechend wird der Arm 30 durch eine Verschiebung 6 in Längsrichtung entweder distal zum Arbeitsende 3 des Endoskops 2 oder proximal zum Handstück 50 hin bewegt. Ist keine Verschiebung 6 mehr gewünscht, kann die Rotation des Aktuators 60 gestoppt werden und die Bedienperson kann den Aktuator 60 entlang der Achse 55 schieben, um das Verschiebungsgetriebe 62 von der Verschiebungsschiene 64 zu lösen.
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Das Handstück 50 enthält außerdem einen Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85, der Aktuator 60 und Arm 30 verbindet und so konfiguriert ist, dass er beim Betätigen des Aktuators 60 eine Drehbewegung 7 auf einen Arm 30 einwirken lässt. In mindestens einer Ausführungsform, wie beispielsweise in und dargestellt, kann der Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85 ein erstes Drehgetriebe 66 beinhalten, das sicher an der dem Verschiebungsgetriebe 62 gegenüberliegenden Seite des Aktuators 60 befestigt ist. Das erste Drehgetriebe 66 kann eine beliebige Art Drehgetriebe mit Zähnen sein und z. B. als Kegelrad oder Ritzel ausgeführt sein. Der Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85 kann außerdem ein zweites Drehgetriebe 68 beinhalten, das zumindest teilweise um einen Teil des Arms 30 im Handstück 50 befestigt sein kann. Das zweite Drehgetriebe 68 kann ebenfalls eine beliebige Art Drehgetriebe sein, und kann z. B. als Kegelrad oder Ritzel in der gleichen oder einer anderen Getriebeart als das erste Drehgetriebe 66 ausgeführt sein. Das zweite Drehgetriebe 68 kann an der Außenfläche des Arms 30 befestigt sein, beispielsweise durch Anheften, Schweißen, Kleben oder sonstige Verbindungsarten, oder kann auf andere Weise damit verbunden sein, sodass die Bewegung des zweiten Drehgetriebes 68 auf den Arm 30 übertragen wird. Dementsprechend lässt sich der Aktuator 60 entlang der Achse 55 in Richtung der Drehgetriebe 66, 68 verschieben, bis die Zähne des ersten Drehgetriebes 66 in die des zweiten Drehgetriebes 68 greifen. In dieser Position rotiert beim Rotieren des Aktuators 60 auch das erste Drehgetriebe 66. Die Zähne des ersten Drehgetriebes 66 üben Druck auf die erfassten Zähne des zweiten Drehgetriebes 68 aus, bis sich das zweite Drehgetriebe 68 zu drehen beginnt. Das zweite Drehgetriebe 68 kann ein internes Fortsatzteil (nicht abgebildet) beinhalten, das in eine Führungsnut 38 im Arm 30 eingebettet ist, wie in gezeigt. Das interne Fortsatzteil übt bei Rotation des zweiten Drehgetriebes 68 Kraft auf die Führungsnut 38 aus, bis der Arm 30, durch den sich die Führungsnut 38 erstreckt, zu rotieren beginnt. So führt eine Rotation des Aktuators 60 zu einer Drehbewegung 7 des Arms 30.
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In mindestens einer Ausführungsform kann der Aktuator 60 entlang der Achse 55 zu einer ersten oder zweiten Position bewegt werden, um nach Wahl entweder den Einstellmechanismus für die Verschiebung 80 oder den Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85 zu aktivieren. Drehbewegung und Verschiebung können somit unabhängig voneinander auf den Arm 30 einwirken. In manchen Ausführungsformen kann jedoch die Achse 55 so kurz sein, dass sowohl das Verschiebungsgetriebe 62 als auch das erste Drehgetriebe 66 gleichzeitig die Verschiebungsschiene 64 bzw. das zweite Drehgetriebe 68 antreiben. In derartigen Ausführungsformen kann eine Verschiebung und Drehbewegung gleichzeitig erfolgen, jedoch können die Richtungen gekoppelt sein. Beispielsweise kann je nach Konfiguration des Aktuators 60, des Verschiebungsgetriebes 62 und des ersten Drehgetriebes 66 die Verschiebung 6 in distaler Richtung und die Drehbewegung 7 im Gegenuhrzeigersinn ebenfalls durch eine Rotation des Aktuators 60 in eine Richtung erfolgen. Dies ist nur ein verdeutlichendes Beispiel; es ist je nach Konfiguration von Aktuator 60, Verschiebungsgetriebe 62 und erstem Drehgetriebe 66 jede Kombination aus Verschiebungs- und Drehbewegung möglich. Außerdem wurde vorstehend die Steuerung nur eines Arms 30 in Bezug auf nur einen Aktuator 60 erläutert. Es ist zu beachten, dass jeder Aktuator 60 jeden dazugehörigen Arm 30 in ähnlicher Weise steuern kann, jedoch kann jeder Arm 30 zur selektiven und unabhängigen Steuerung unabhängig gesteuert werden.
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In mindestens einer weiteren Ausführungsform kann der Einstellmechanismus für die Drehbewegung 85' mindestens einen Arm 30 beinhalten, der mit dem Aktuator 60' verbunden oder in anderer Weise dauerhaft daran befestigt ist, beispielsweise am äußersten proximalen Ende des Arms 30, wie in verdeutlicht. Dementsprechend führt die Ausübung einer Rotationskraft auf den Aktuator 60' auch dazu, dass der verbundene Arm 30 in die gleiche Richtung rotiert. Eine Rotation des Aktuators 60' im Uhrzeigersinn kann somit zu einer Bewegung des befestigten Arms 30 im Uhrzeigersinn führen; eine Bewegung des Aktuators 60' im Gegenuhrzeigersinn zu einer Bewegung des befestigten Arms 30 im Gegenuhrzeigersinn.
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In der Ausführungsform der kann der Einstellmechanismus für die Verschiebung 80' einen länglichen Schieberegler 74 umfassen, der in Längsrichtung im Handstück 50' angebracht ist. Der Aktuator 60' kann beweglich mit dem Schieberegler 74 verbunden sein, sodass der Schieberegler 74 eine Führung für eine selektive Bewegung des Aktuators 60' in Längsrichtung darstellt. Der mit dem Aktuator 60' verbundene Arm 30 ist ebenfalls Teil des Einstellmechanismus für die Verschiebung 80' und überträgt die Verschiebung 6 des Aktuators 60' entlang des Schiebereglers 74 auf den befestigten Arm 30, sodass sich der Arm 30 analog mit der gleichen Verschiebung 6 bewegt. Die Distanz der möglichen Verschiebung 6 ist durch die Länge des Schiebereglers 74 begrenzt; diese wiederum kann außerdem durch die Länge des Handstücks 50' begrenzt sein.
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In manchen Ausführungsformen, wie in gezeigt, kann der Aktuator 60' einen Aktuatorkanal 78 beinhalten, der sich durch den Aktuator 60' erstreckt, beispielsweise der Länge nach. Der Aktuatorkanal 78 kann entsprechend der Form und den Abmessungen des Schiebereglers 74 so geformt sein, dass der Aktuatorkanal 78 den Schieberegler 74 in sich aufnimmt und sichert. Dementsprechend kann der Aktuatorkanal 78 einen Durchmesser oder Außendurchmesser haben, der den Durchmesser des Schiebereglers 74 überschreitet. In manchen Ausführungsformen kann der Schieberegler 74 schlauchförmig sein und der Aktuatorkanal 78 die entsprechende schlauchförmige Negativform aufweisen. Da der Schieberegler 74 vorzugsweise länger als der Aktuator 60' ist, kann der Aktuatorkanal 78 sich durch die Kanten des Aktuators 60' und darüber hinaus erstrecken.
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In manchen Ausführungsformen kann der Aktuator 60' mit Passfeder versehen oder anderweitig formschlüssig ausgeführt sein. Dementsprechend kann der Aktuator 60' eine Passfeder 77 enthalten, die ein Fortsatz in beliebiger Form sein kann. Die Passfeder 77 kann sich von der Außenfläche des Aktuators 60' abheben oder sich nach innen in den Aktuatorkanal 78 erstrecken, wie in dargestellt. Die Passfeder 77 kann somit in manchen Ausführungsformen auch einen Teil des Aktuatorkanals 78 definieren. Unabhängig von der Konfiguration hilft die Passfeder 77 bei der Übertragung entweder der Drehbewegung 7 oder der Verschiebung 6 oder beider Bewegungen vom Aktuator 60' zum befestigten Arm 30. Beispielsweise kann die Passfeder 77 bei Rotation des Aktuators 60' gegen den Schieberegler 74 drücken, der sich im Aktuatorkanal 78 befindet, und so ein zusätzliches Drehmoment zur Rotation des befestigten Arms 30 liefern. Auch die entsprechend abgestimmten Konfigurationen von Passfeder 77 und Aktuatorkanal Passfeder 77 können bei der Führung des Aktuators 60' entlang des Schiebereglers 74 unterstützen. Tatsächlich kann der Schieberegler 74 einen Schlitz 76 enthalten, der sich zumindest entlang eines Teils des Schiebereglers 74 erstreckt und die Passfeder 77 des Aktuators 60' verschiebbar aufnimmt und hält.
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Der Aktuator 60' kann außerdem ein durchgehendes Aktuatorlumen 79 umfassen. Das Aktuatorlumen 79 kann entlang und Fluidkommunikation mit dem hohlen Lumen des Arms 30 verlaufen, beispielsweise als hohles erstes Drehmoment-Übertragungsbauteil 32, wie oben erläutert. Das Aktuatorlumen 79 kann das hohle Lumen des ersten Drehmoment-Übertragungsbauteil 32 mit einem außerhalb der Vorrichtung 10 befindlichen Flüssigkeitsreservoir verbinden, beispielsweise zur Bereitstellung von Spülung und/oder Aspiration. Das Aktuatorlumen 79 kann somit ebenfalls in Fluidkommunikation mit Schläuchen 58 verbunden sein, die ihrerseits mit einem Anschluss 59 zur Verbindung mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind, wie in , und dargestellt. In bestimmten Ausführungsformen kann der Aktuatorkanal 78 konzentrisch um das Aktuatorlumen 79 angebracht sein, beispielsweise zumindest teilweise um den Umfang des Aktuatorlumens 79.
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Da an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen viele Modifikationen, Variationen und Änderungen möglich sind, sind alle Punkte der obigen Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen nur zur Verdeutlichung gedacht und nicht einschränkend zu verstehen. Der Umfang der Erfindung ist daher über die angehängten Patentansprüche und ihre rechtlichen Entsprechungen zu bestimmen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Medizinisches Instrument (Endoskop)
- 3
- Arbeitsende
- 4
- Front
- 5
- Arbeitskanäle
- 6
- Verschiebung (axial)
- 7
- Drehbewegung
- 8
- Laterale Richtung
- 9
- Gewebe
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Distales Ende (Vorrichtung)
- 14
- Proximales Ende (Vorrichtung)
- 20
- Gehäuse
- 22
- Clip
- 24
- Primärkanal
- 26
- Armkanal
- 28
- Aussparung
- 30
- Arm
- 32
- Erstes Drehmoment-Übertragungsbauteil
- 34
- Zweites Drehmoment-Übertragungsbauteil
- 36
- Winkelstück
- 37
- Vorderarm
- 38
- Passfedernut
- 40
- Greifelement
- 40a
- Greifelement (Reibung)
- 40b
- Greifelement (abgerundet)
- 40c
- Greifelement (abgerundet mit Lumen)
- 40d
- Greifelement (Zahnräder)
- 40e
- Greifelement (Scheiben)
- 42
- Vorspannelement
- 50
- Handstück (erste Ausführungsform)
- 50'
- Handstück (zweite Ausführungsform)
- 51
- Befestigungsmechanismus
- 52
- Handstückbasis
- 53
- Handstückabdeckung
- 54
- Durchlass
- 55
- Achse
- 56
- Brücke
- 58
- Schläuche
- 59
- Anschluss
- 60
- Aktuator
- 60'
- Aktuator (mit Passfeder)
- 62
- Verschiebungsgetriebe
- 64
- Verschiebungsschiene
- 65
- Nut
- 66
- Erstes Drehgetriebe
- 68
- Zweites Drehgetriebe
- 72
- Distales Ende (Handstück)
- 73
- Proximales Ende (Handstück)
- 74
- Schieberegler
- 76
- Schlitz
- 77
- Taste
- 78
- Aktuatorkanal
- 79
- Aktuatorlumen
- 80
- Einstellmechanismus für die Verschiebung
- 80'
- Einstellmechanismus für die Verschiebung (zweite Ausführungsform)
- 85
- Einstellmechanismus für die Drehbewegung
- 85'
- Einstellmechanismus für die Drehbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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