DE19520717C2 - Chirurgisches Rohrschaftinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Rohrschaftin­ strument mit einem rohrförmigen Schaft, einem an einem En­ de desselben gehaltenen und bewegbaren Werkzeug und mit einem in dem Schaft längsverschieblich gelagerten Schub- und Zugglied zur Bewegung des Werkzeuges.

Ein solches Rohrschaftinstrument ist beispielsweise in der EP 0577423 A2 beschrieben und dargestellt.

Als Schub- und Zugglied wird dabei eine Stange benutzt, die sich über die gesamte Länge des Schaftes erstreckt und am freien Ende einen im Schaft geführten Kopf trägt, der eine Verbindung zu einem Betätigungselement des Werkzeuges herstellt.

Bei hoher mechanischer Beanspruchung besteht bei der be­ kannten Konstruktion die Gefahr, daß das stangenförmige Schub- und Zugglied beim Vorschieben seitlich ausknickt.

Es ist außerdem mit dieser vorbekannten Konstruktion nicht möglich, Rohrschaftinstrumente mit einem gekrümmten Schaft herzustellen, wie sie für viele chirurgische Einsätze be­ nötigt werden.

Aus der DE 38 28 478 A1 ist allerdings ein Rohrschaftin­ strument mit einem gebogenen Schaft bekannt, in dem ein drehbares Arbeitsteil aufgenommen ist. Dieses Ar­ beitsteil ist als flexible Hülse ausgebildet und trägt eine Schneide, die an einem Fenster des Schaftes vor­ beigeführt wird. Diese flexible Hülse ist jedoch nicht als Schub- und Zugglied vorgesehen, sondern kann im wesentlichen nur Drehkräfte aufnehmen.

In der US 5,284,123 A wird ein chirurgisches Instrument beschrieben, dessen Schaft flexibel ausgebildet ist und einseitig Einschnitte aufweist, so daß der Schaft an einer Seite stärker komprimierbar ist als an der anderen. Dadurch wird beim Komprimieren des Schaftes eine Krümmung erzeugt.

In der DE 94 04 423 U1 wird ein Rohrschaftinstrument be­ schrieben, bei dem ein Schub- und Zugglied in Form ei­ nes Stahlkabels verwendet wird. Dieses ist jedoch nur sehr begrenzt als Schubglied geeignet, da Stahlkabel bei Übertragung größerer Schubkräfte ausknicken.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Rohrschaftinstrument so auszubilden, daß auch bei gekrümmtem Schaft eine einwand­ freie Führung des Schub- und Zugliedes gewährleistet ist, insbesondere auch bei der Übertragung großer Schub- und Zugkräfte.

Diese Aufgabe wird bei einem Rohrschaftinstrument der ein­ gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaft gebogen ist und daß das Schub- und Zugglied zumindest im gebogenen Bereich des Schaftes als Stab aus einem biegeelastischen Material ausgebildet ist, der an der Innenwand einer ihn umgebenden, starren, konzentrisch zum Schaft verlaufenden Hülse anliegt und dessen Quer­ schnitt durch eine Anzahl von axial nebeneinander angeord­ neten Umfangsnuten bereichsweise reduziert ist.

Es wird also dafür Sorge getragen, daß das Schub- und Zug­ glied stabförmig ausgebildet ist und im gebogenen Bereich in einer Hülse geführt wird, die ein seitliches Ausknicken in jedem Fall verhindert. Um in dem gebogenen Bereich des Stabes eine optimale Flexibilität desselben zu erreichen, ist außerdem vorgesehen, daß der Querschnitt des Stabes bereichsweise geschwächt ist, und zwar durch nebeneinander angeordnete Umfangsnuten. Zwischen den Umfangsnuten ver­ bleiben Bereiche, in denen der Durchmesser des Stabes nicht reduziert ist, so daß der Stab in diesen Bereichen an der Innenwand der Hülse zuverlässig geführt wird. Diese Führungsflächen zwischen den Umfangsnuten bilden somit Stützflächen an der Hülse, die zwar eine ausgezeichnete Führung gewährleisten, die aber andererseits nur über ei­ nen geringen Bereich der Länge einen Kontakt mit der Hülse herstellen, so daß sehr geringe Reibungsverluste entste­ hen. Der Stab ist daher auch bei hoher Belastung sehr leichtgängig verschiebbar in der Hülse gelagert und kann sich an deren Krümmung anpassen.

Grundsätzlich ist es möglich, daß die Hülse ein eigenes Teil ist, beispielsweise bei Rohrschaftinstrumenten, bei denen im Schaft mehrere Kanäle angeordnet sind, jedoch ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Hülse durch den Schaft selbst gebildet wird. Bei die­ ser Lösung wird also der gesamte Querschnitt des Schaftes von dem Stab ausgefüllt, wobei dieser nur bereichsweise am Schaft anliegt.

Günstig ist es, wenn die Umfangsnuten unmittelbar neben­ einander liegen, wenn also zwischen benachbarten Umfangs­ nuten nur ein ganz kurzer Bereich verbleibt, in dem der Stab an der Hülse anliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Stab in diesen Umfangsbereichen mit nicht reduziertem Durchmesser linienförmig an der Hülse anliegt, also nicht flächig. Auch dies trägt zur niedrigen Reibung bei und erhöht die Leichtgängigkeit.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß der Übergangsbereich zwischen zwei benachbarten Umfangsnuten im Längschnitt des Stabes bogenförmig geformt ist. Daraus ergibt sich zwangsläufig eine linienförmige Anlage des nicht reduzierten Umfangsbereiches an der Hülse.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß der Querschnitt der Umfangsnuten bogenförmig aus­ gebildet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Umfangsnut einen parallel zur Längsrichtung des Stabes verlaufenden Boden aufweist, an den sich beidseitig gebogene Randbereiche anschließen. Der Stab weist also in axialer Richtung hintereinander Umfangsbereiche mit nicht reduziertem Umfang auf, zwischen denen Umfangsbereiche mit reduziertem Querschnitt angeordnet sind. Die Umfangsberei­ che mit nicht reduziertem Querschnitt und die Umfangsbe­ reiche mit reduziertem Querschnitt werden durch bogenför­ mige Übergangsabschnitte miteinander verbunden. Bei dieser Ausgestaltung kann auch umgekehrt gesagt werden, daß der Stab einen Umfang aufweist, der geringer ist als der Um­ fang der Hülse, und daß in axialen Abständen Umfangsab­ schnitte mit vergrößertem Querschnitt auf dem Stab ange­ ordnet sind, in denen der Stab an der Hülse anliegt und dort geführt wird. Diese Umfangsbereiche mit vergrößertem Durchmesser sind auf dem Stab angeordnet wie Perlen auf einer Kette.

Vorteilhaft ist es, wenn die Breite der Umfangsnut zwei- bis zehnmal so groß ist wie ihre Tiefe, wenn es sich also um eine relativ flache Umfangsnut handelt. Die Breite kann auch noch größer sein, insbesondere dann, wenn die Krüm­ mung des Schaftes gering ist und über die Länge des gebo­ genen Bereiches einige Führungspunkte für den Stab ausrei­ chen.

Günstig ist es, wenn die Tiefe der Umfangsnut zwischen 0,3 und 0,7 des Radius des Stabes beträgt, das heißt der Stab weist in seinen Bereichen mit reduziertem Durchmesser ei­ nen Durchmesser auf, der nur 2/3 bis 1/3 des maximalen Durchmessers beträgt.

Der Stab kann beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, daß der Stab aus einem Material mit pseudoela­ stischen Eigenschaften bei Körpertemperatur besteht. Es handelt sich dabei um sogenannte "Shape-Memory-Legierun­ gen", die die Eigenschaft haben, in bestimmten Temperatur­ bereichen durch Phasenumwandlung unter Spannung überpro­ portionale Volumenänderungen und damit überproportionale Dehnungen zu zeigen. Diesen Effekt bezeichnet man auch als "Peudoelastizität". Ein Beispiel für eine solche Legierung ist beispielsweise eine Nickel-Titan-Legierung (z. B. "Ni­ tinol").

Günstig ist es, wenn der Stab über ein Kugelgelenk mit ei­ nem Betätigungsglied des Werkzeuges verbunden ist. Dieses Kugelgelenk stellt nicht nur sicher, daß vom Stab keine unerwünschten Seitenkräfte auf das Betätigungselement übertragen werden, sondern es ermöglicht auch eine Drehung zwischen Stab und Werkzeug relativ zur Längsachse des Sta­ bes.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stab mit einem Betätigungsglied des Werkzeuges einstückig ausgebildet ist, das heißt der Stab bildet praktisch einen Teil des Werkzeuges.

Während es grundsätzlich möglich ist, daß der Stab mit dem übrigen Schub- und Zugglied einstückig ausgebildet ist, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Stab mit dem übrigen Schub- und Zugglied über eine lösbare Verbindung verbunden ist, insbesondere eine lösba­ re Verbindung, die durch eine Spannzange gebildet wird. Diese Lösung ist dann besonders vorteilhaft, wenn der Stab mit dem Werkzeug dauerhaft verbunden ist. Es ist dadurch eine Trennung möglich, um das gesamte Instrument zu Reini­ gungszwecken oder zum Austausch von Einzelteilen zerlegen zu können.

Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn das Werkzeug über eine lösbare Verbindung am Schaft gehalten ist, ins­ besondere eine als Spannzange ausgebildete lösbare Verbin­ dung. Auch dies erleichtert das Zerlegen, Reinigen und Auswechseln ganz erheblich.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor­ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Längsschnittansicht des vorderen Teils einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform eines Rohrschaftinstrumentes mit einem flexiblen Stab, der Teil des Werkzeuges ist;

Fig. 2 : eine Teillängschnittdarstellung eines Werkzeuges zur Verwendung an einem Rohr­ schaftinstrument und

Fig. 3 : eine Ansicht ähnlich Fig. 1 bei einem geänderten Rohrschaftinstrument mit ei­ ner Kugellagerverbindung zwischen Stab und Werkzeug.

Das in der Zeichnung dargestellte Rohrschaftinstrument, von dem nur der vordere, werkzeugnahe Teil gezeigt ist, umfaßt einen rohrförmigen Schaft 1, an dessen freiem Ende ein Werkzeug 2 lösbar gehalten ist. Dieses Werkzeug 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als zangenähnliches Werkzeug dargestellt, es umfaßt zwei gegeneinander ver­ schwenkbar gelagerte Backen 3, 4, die an einer Halterung 5 in nicht näher dargestellter und an sich bekannter Weise schwenkbar gelagert sind. Statt der Klemmbacken 3 und 4 könnte ein Werkzeug auch anders ausgebildet sein, es könn­ ten beispielsweise gegeneinander verschwenkbare Schneiden vorgesehen sein, es könnte eine Schneide oder Klemmbacke feststehen, während nur die anderen verschwenkbar sind, oder es könnten in axialer Richtung gegeneinander ver­ schiebbare Werkzeugteile vorgesehen sein. Dem Fachmann sind hier eine Vielzahl von Alternativen bekannt, die Anwendung finden könnten.

Die Halterung 5 trägt einen zylindrischen Vorsprung 6, der in das freie Ende des Schaftes 1 einschiebbar ist und dann an der Innenwand des Schaftes 1 anliegt. Der Schaft 1 ist in dem an dem Vorsprung 6 anliegenden Endbereich durch Längsschnitte in einzelne in radialer Richtung elastisch nach außen abbiegbare Zungen 7 aufgeteilt, die an ihrem freien Ende 8 nach innen eingebogen sind und dort in eine Umfangsnut 9 des Vorsprunges 6 eingreifen. Durch dieses Eingreifen legen die Zungen 7 das Werkzeug 2 gegen eine axiale Verschiebung fest. Diese Festlegung kann jedoch durch kräftiges Herausziehen des Werkzeuges 2 aus dem Schaft 1 überwunden werden, da bei diesem Herausziehen die Zungen 7 elastisch nach außen gebogen werden, so daß ihre nach innen gebogenen freien Enden 8 aus der Umfangsnut 9 austreten.

Um die Festlegung dauerhaft zu gestalten, ist auf dem Schaft 1 längsverschieblich ein zylindrischer Mantel 10 angeordnet, der beispielsweise aus PTFE (Polytetrafluor­ ethylen) bestehen kann. In seiner vorgeschobenen Stellung (Fig. 1) überdeckt er die Zungen 7, so daß diese nicht radial nach außen gebogen werden können. Es ist dann nicht möglich, das Werkzeug 2 aus dem Schaft 1 herauszuziehen. Wird der Mantel 10 jedoch soweit zurückgezogen, daß die Zungen 7 freigegeben werden, lassen sich diese radial nach außen verbiegen, und dann kann das Werkzeug 2 in der be­ schriebenen Weise aus dem Schaft 1 herausgezogen werden. Die beschriebene Verbindung zwischen Schaft und Werkzeug ist somit nach Art einer Spannzange aufgebaut und ermög­ licht eine lösbare Festlegung des Werkzeuges 2 am Schaft 1.

Der Mantel 10 kann gleichzeitig als Isoliermantel dienen, da er aus elektrisch isolierendem Material besteht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Material durch­ sichtig gewählt werden, so daß auf diese Weise eine opti­ sche Sauberkeitskontrolle möglich ist.

In einem die gesamte Halterung 5 durchsetzenden zentralen Längskanal 11 des Werkzeuges 2 ist ein stabförmiges Betä­ tigungselement 12 längsverschieblich angeordnet, das bei einer Verschiebung gegenüber der Halterung 5 das Werkzeug 2 betätigt, also beispielsweise die Backen 3, 4 gegenein­ ander verschwenkt. Dies erfolgt über einen geeigneten Ge­ triebemechanismus, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, da dem Fachmann eine Vielzahl derartiger mechanischer Getriebe bekannt sind.

Der Schaft 1 ist in seinem vorderen, unmittelbar an das Werkzeug 2 anschließenden Abschnitt geradlinig ausgeführt und ebenso in seinem hinteren Teil, welches an ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Griffteil anschließt. Zwi­ schen diesen geraden Bereichen ist der Schaft 1 gebogen, der gebogene Abschnitt 13 erstreckt sich dabei in der Re­ gel nur über einen relativ geringen Teil der Schaftlänge, die Biegung kann je nach Bedarf unterschiedlich gewählt werden und liegt normalerweise zwischen beispielsweise 10° und 90°, es können jedoch auch abweichende Werte Verwen­ dung finden.

Im Inneren des Schaftes 1 ist in dem dem Griffteil benach­ barten, geraden Abschnitt ein stangenförmiges Schub- und Zugglied 14 angeordnet, welches in noch zu erläuternder Weise mit dem Betätigungselement 12 verbunden ist. Um die­ se Verbindung herzustellen, ist in dem gebogenen Abschnitt 13 im Inneren des Schaftes 1 ein Stab 15 aus einem biege­ elastischen Material angeordnet, beispielsweise aus Edel­ stahl oder vorzugsweise aus einer Shape-Memory-Legierung, wie einer Nickel-Titan-Legierung. Dieser Stab 15 weist ei­ nen Außendurchmesser auf, der nur ganz geringfügig unter dem Innendurchmesser des Schaftes 1 liegt, das heißt der Stab 15 legt sich im wesentlichen dicht an die Innenwand des Schaftes 1 an und folgt damit dessen Krümmung. In Längsrichtung des Stabes 15 sind eine Anzahl von Umfangs­ nuten 16 in diesen Stab eingearbeitet, die einen flachen, wannenförmigen Querschnitt aufweisen und deren Boden 17 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen parallel zur Längsrichtung des Stabes 15 verläuft.

Die Umfangsnuten 16 liegen relativ dicht nebeneinander, so daß zwischen benachbarten Umfangsnuten 16 nur ein sehr kurzer Abschnitt 18 mit nicht reduziertem Durchmesser ver­ bleibt. In diesem Abschnitt 18 hat der Stab bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel einen bogenförmigen Quer­ schnitt, so daß sich eine im wesentlichen linienförmige Berührung des Abschnittes 18 mit der Innenwand des Schaf­ tes 1 ergibt, nur im Bereich dieser linienförmigen Berüh­ rung erfolgt eine Führung des Stabes 15 im Inneren des Schaftes 1, in allen dazwischenliegenden Abschnitten, die durch die Umfangsnuten 16 bestimmt werden, ist der Quer­ schnitt des Stabes 15 reduziert. Diese Reduktion kann so weit gehen, daß der Stab 15 bis auf 1/3 des Maximaldurch­ messers geschwächt ist. Durch diese Herabsetzung des Durchmessers ergibt sich eine deutlich erhöhte Flexibili­ tät des Stabes 15 in den geschwächten Bereichen, so daß der Stab der Krümmung des Schaftes 1 ohne weiteres folgen kann, durch die zwischen den geschwächten Abschnitten lie­ genden Abschnitte 18 mit maximalem Durchmesser erfährt der Stab 15 jedoch an der Innenwand des Schaftes 1 eine ein­ wandfreie Führung, es ergeben sich in axialem Abstand Stützflächen, durch die der Stab im Schaft 1 geführt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Stab 15 einstückig mit dem Betätigungselement 12 des Werkzeuges 2 ausgebildet, an dem dem Werkzeug 2 abgewandten Ende trägt der Stab 15 eine kugelförmige Verdickung 19, die eine lös­ bare Kugelgelenkverbindung 20 mit dem stangenförmigen Schub- und Zugglied 14 ausbildet.

Zu diesem Zweck ist das Schub- und Zugglied 14 an seinem freien Ende in ähnlicher Weise wie der Schaft 1 an seinem freien Ende als Spannzange ausgebildet und weist elastisch nach außen biegbare Zungen 21 auf, die die kugelförmige Verdickung 19 umgeben und dadurch eine axiale Festlegung herbeiführen. Die Zungen 21 werden normalerweise vom Schaft 1 überfangen und dadurch an einer radialen Ausbie­ gung gehindert. Entfernt man den Schaft 1 in diesem Be­ reich, können die Zungen 21 jedoch elastisch nach außen gebogen werden und die Verbindung 20 freigeben. Um dieses Verschieben des Schaftes 1 zu ermöglichen, ist der Schaft 1 im Bereich der Verbindung 20 trennbar ausgebildet, so daß der geradlinige Teil des Schaftes 1 vom gebogenen Ab­ schnitt 13 entfernt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Stab 15 einstückig mit dem Schub- und Zugglied ausgebildet, das freie Ende des Stabes 15 ist dann über ein Kugelgelenk 22 mit dem Betätigungselement 12 verbunden. Dieses Kugelge­ lenk 22 kann eine dauerhafte Verbindung herstellen, es ist aber grundsätzlich auch möglich, dieses Kugelgelenk nach Art der lösbaren Verbindung 20 auszubilden, so daß bei ei­ ner solchen Ausgestaltung in diesem Bereich eine Trennung möglich ist.

Claims (17)

1. Chirurgisches Rohrschaftinstrument mit einem rohr­ förmigen Schaft, einem an einem Ende desselben ge­ haltenen und bewegbaren Werkzeug und mit einem in dem Schaft längsverschieblich gelagerten Schub- und Zugglied zur Bewegung des Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) gebogen ist und daß das Schub- und Zugglied (14) zumindest im gebogenen Bereich (13) des Schaftes (1) als Stab (15) aus einem biegeelastischen Material ausgebildet ist, der an der Innenwand einer ihn umgebenden star­ ren, konzentrisch zum Schaft (1) verlaufenden Hülse (1) anliegt und dessen Querschnitt durch eine Anzahl von axial nebeneinander angeordneten Umfangsnuten (16) bereichsweise reduziert ist.

2. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hülse durch den Schaft (1) selbst gebildet wird.

3. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (16) unmittel­ bar nebeneinander liegen.

4. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stab (15) in den Umfangsberei­ chen (18) mit nicht reduziertem Durchmesser linien­ förmig an der Hülse (1) anliegt.

5. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Übergangsbereich (18) zwischen zwei benachbarten Umfangsnuten (16) im Längschnitt des Stabes (15) bogenförmig geformt ist.

6. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt der Umfangsnuten (16) bogenförmig ausgebil­ det ist.

7. Rohrschaftinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (16) einen parallel zur Längsrichtung des Stabes (15) verlaufenden Boden (17) aufweist, an den sich beid­ seitig gebogene Randbereiche anschließen.

8. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Umfangsnut (16) zwei- bis zehnmal so groß ist wie ihre Tiefe.

9. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Umfangsnut (16) zwischen 0,3 und 0,7 des Radius des Stabes (15) beträgt.

10. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (15) aus einem Material mit pseudoelastischen Eigenschaf­ ten bei Körpertemperatur besteht.

11. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (15) über ein Kugelgelenk (22) mit einem Betätigungsglied (12) des Werkzeuges (2) verbunden ist.

12. Rohrschaftinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (15) mit einem Betätigungsglied (12) des Werkzeuges (2) ein­ stückig ausgebildet ist.

13. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (15) mit dem übrigen Schub- und Zugglied (14) einstückig ausgebildet ist.

14. Rohrschaftinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (15) mit dem übrigen Schub- und Zugglied (14) über eine lös­ bare Verbindung (20) verbunden ist.

15. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lösbare Verbindung (20) durch eine Spannzange gebildet wird.

16. Rohrschaftinstrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (2) über eine lösbare Verbindung (6, 7, 10) am Schaft gehalten ist.

17. Rohrschaftinstrument nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lösbare Verbindung als Spann­ zange (6, 7, 10) ausgebildet ist.